BÀI TIỂU LUẬN vật lý KIẾN TRÚC 1 CÔNG TRÌNH BUNKER HOUSE NHA DAN ARCHITECTS địa điểm THẢO điền QUẬN 2

Hiệu quả thông gió làm mát cho từng không gian phòng.. Theo tài liệu quan trắc nhiều năm của trạm Tân Sơn Nhất, qua các yếu tố khí tượng chủ yếu; cho thấy những đặc trưng khí hậu Thành P

GVHD: ThS NGUYỄN HỒNG LOAN SVTH: TRỊNH QUỐC VIỆT

MSSV: 187101000054 LỚP: TCKT18

26/05/2020

BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC

TP.HCM KHOA KIẾN TRÚC

BÀI TIỂU LUẬN – VẬT LÝ KIẾN TRÚC 1

CÔNG TRÌNH: BUNKER HOUSE - NHA DAN ARCHITECTS

ĐỊA ĐIỂM: THẢO ĐIỀN - QUẬN 2

GVHD: Ths Nguyễn Hồng Loan SVTH: Trịnh Quốc Việt

MSSV: 187101000054 Lớp TCKT 18

- Bảng liệt kê tổng hợp các không gian bên trong phòng điển hình

2 Phân tích khí hậu địa phương 3

- Dữ liệu khí hậu địa phương và biểu đồ chuyển động biểu kiến của mặt trời

- Biểu đồ lưu lượng mưa - gió / 12 tháng

- Biểu đồ sinh khí hậu TP HCM

3 Phân tích kiến trúc tổng hợp 26

3.1 Hình khối công trình

3.2 Phương hướng công trình

3.3 Hiệu quả che nắng của các kết cấu che nắng

3.4 Cách nhiệt qua lớp vỏ ( Tường & Mái )

3.5 Thông gió do áp lực khí động ( Cross Ventilation )

3.6 Thông gió do áp lực nhiệt ( Stack Ventilation )

3.7 Sự kết hợp thông gió do áp lực khí động và thông gió do áp lực nhiệt (Cross

Ventilation & Stack Ventilation)

3.8 Hiệu quả thông gió làm mát cho từng không gian phòng

3.9 Sự sắp xếp các không gian theo yêu cầu sử dụng

4 Phân tích kiến trúc từng chức năng

1 Hiện trạng công trình:

- Hoạ đồ vị trí: Bunker House – Nha Dan Architects

Công trình nằm ở toạ độ 10.805182, 106.738567

Hướng chính Đông-Nam, Hướng phụ Đông-Bắc

Khu dân cư Thảo Điền – Quận 2 – TP HCM

Diện tích xây đựng: 882 M2

- Hiện trạng kiến trúc

MẶT BẰNG TẦNG 1

MẶT BẰNG TẦNG HẦM

MẶT BẰNG TẦNG 2

MẶT BẰNG TẦNG 3

MẶT BẰNG TẦNG 4

MẶT BẰNG MÁI

MẶT CẮT

- Các hình chụp thực tế

- Bảng liệt kê tổng hợp các không gian bên trong phòng điển hình

STT Chức năng Vị trí – Hướng Kích thước

phòng

Cửa sổ

1 Phòng Khách Nằm ở tầng 1

Hướng chính Đông

8850x4650mm - Vật liệu nhôm kính

- Cửa sổ lùa hai cánh full vách, hướng Đông-Bắc & Đông Nam

- 8800x3400 &

4400x3400mm

2 Phòng Bếp Nằm ở tầng 1

Được bố trí hướng Tây

Bếp được bố trí dạng đảo

4500x4200mm Không có cửa sổ, có

cửa hai cánh dẫn ra sân sau

3 Phòng Ăn Nằm ở tầng 1

Được bố trí hướng Tây-Nam

6100x4500mm - Vật liệu nhôm kính

- Cửa sổ lùa hai cánh full vách, hướng Tây-Nam

6350x5300mm - Vật liệu nhôm kính

- Cửa sổ lùa hai cánh full vách, hướng Đông-Nam

7800x5300mm - Dùng cửa sổ trời,

có lam che Caro bêtông.1400x5300m

m Nằm phía trên bồn tắm

- 4150x2800mm Lớp phía ngoài:

-Vật liệu thép + gỗ -Cửa lam gỗ xoay -Hướng Đông-Bắc -4300x2800mm

2400x3800mm - Vật liệu nhôm kính

- Cửa sổ full vách, hướng Đông-Bắc

- 3800xChiều cao tầng

2 Phân tích khí hậu địa phương:

Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo Cũng như các tỉnh ở Nam bộ, đặc điểm chung của khí hậu-thời tiết TPHCM là nhiệt độ cao đều trong năm và có hai mùa mưa - khô rõ ràng làm tác động chi phối môi trường cảnh quan sâu sắc Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau Theo tài liệu quan trắc nhiều năm của trạm Tân Sơn Nhất, qua các yếu tố khí tượng chủ yếu; cho thấy những đặc trưng khí hậu Thành Phố Hồ Chí Minh như sau:

Hình bên là biểu đồ thể hiện chuyển động biểu kiến của mặt trời trong một năm tại Tp.Hồ Chí Minh

-Màu xanh da trời : Vị trí mặt trời tháng 12

-Màu tím : vị trí mặt trời tháng 3 và 9

-Màu xanh lá : vị trí mặt trời tháng 6

Nghĩa là mặt trời sẽ di chuyển từ dưới lên trên và ngược lại, nằm trong vùng màu vàng

So với điểm màu đỏ ( vị trí công trình ), mặt trời có lúc nằm trên, có lúc nằm dưới Do

vị trí mặt trời thay đổi nên làm cho ánh sáng trong công trình cũng thay đổi theo

- Tổng lượng bức xạ ở TP.HCM ( cal/cm2 Ngày )

- Lượng bức xạ dồi dào, trung bình khoảng 140 Kcal/cm2/năm Số giờ nắng trung bình/tháng 160-270 giờ Nhiệt độ không khí trung bình 270C Nhiệt độ cao tuyệt đối 400C, nhiệt độ thấp tuyệt đối 13,80C Tháng có nhiệt độ trung bình cao nhất là tháng 4 (28,80C), tháng có nhiệt độ trung bình thấp nhất là khoảng giữa tháng 12 và tháng 1 (25,70C) Hàng năm có tới trên 330 ngày có nhiệt

độ trung bình 25-280C Ðiều kiện nhiệt độ và ánh sáng thuận lợi cho sự phát triển các chủng loại cây trồng và vật nuôi đạt năng suất sinh học cao; đồng thời đẩy nhanh quá trình phân hủy chất hữu cơ chứa trong các chất thải, góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường đô thị

- Lượng mưa cao, bình quân/năm 1.949 mm Năm cao nhất 2.718 mm (1908)

và năm nhỏ nhất 1.392 mm (1958) Số ngày mưa trung bình/năm là 159 ngày

Khoảng 90% lượng mưa hàng năm tập trung vào các tháng mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11; trong đó hai tháng 6 và 9 thường có lượng mưa

cao nhất Các tháng 1,2,3 mưa rất ít, lượng mưa không đáng kể Trên phạm vi không

gian thành phố, lượng mưa phân bố không đều, có khuynh hướng tăng dần theo trục Tây

Nam - Ðông Bắc Ðại bộ phận các quận nội thành và các huyện phía Bắc thường có

lượng mưa cao hơn các quận huyện phía Nam và Tây Nam

- Ðộ ẩm tương đối của không khí bình quân/năm 79,5%; bình quân mùa mưa 80% và trị

số cao tuyệt đối tới 100%; bình quân mùa khô 74,5% và mức thấp tuyệt đối xuống tới

20%

- Về gió, Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính và chủ yếu

là gió mùa Tây - Tây Nam và Bắc - Ðông Bắc Gió Tây -Tây Nam từ Ấn Ðộ Dương thổi

vào trong mùa mưa, khoảng từ tháng 6 đến tháng 10, tốc độ trung bình 3,6m/s và gió

thổi mạnh nhất vào tháng 8, tốc độ trung bình 4,5 m/s Gió Bắc- Ðông Bắc từ biển Đông

thổi vào trong mùa khô, khoảng từ tháng 11 đến tháng 2, tốc độ trung bình 2,4 m/s

Ngoài ra có gió tín phong, hướng Nam - Ðông Nam, khoảng từ tháng 3 đến tháng 5 tốc

độ trung bình 3,7 m/s Về cơ bản TPHCM thuộc vùng không có gió bão Năm 1997, do

biến động bởi hiện tượng El-Nino gây nên cơn bão số 5, chỉ một phần huyện Cần Giờ

bị ảnh hưởng ở mức độ nhẹ

- Dựa vào biểu đồ sinh khí hậu TP HCM chúng ta thấy TP HCM có vùng khí hậu

tiện nghi là vùng 4 chiếm 77,1 % / năm Kết luận TP HCM là một trong những

thành phố có khí hậu sinh học tốt nhất nước ta, rất thuận lợi về điều kiện tiện nghi

cho con người

Những yêu cầu chính khi thiết kế kiến trúc thích ứng với khí hậu TP HCM

Nhóm Mức ưu

tiên

Tiêu chí thiết kế Giải pháp kiến trúc nhà ở

Nhiệt 1 -Cách nhiệt cho kết cấu

-Thu nhiệt bức xạ mặt trời

-Giảm nhận nhiệt mặt trời trên kết cấu

-Điều khiển độ trễ của dòng nhiệt qua kết cấu vào nhà

-Giảm trực xạ mặt trời vào phòng

-Tăng cường làm mát bằng bay hơi nước

-Giảm “ Hiệu ứng đảo nhiệt

đô thị”

-Tích luỹ nhiệt -Sử dụng năng lượng tự nhiên

-Dùng giải pháp che nắng cho cửa

sổ hoặc kính nhiều lớp

-Dùng vật liệu và cấu tạo trên kết cấu bao che (tường, mái, cửa…) để giảm sự truyền nhiệt qua kết cấu, duy trì nhiệt độ bên trong công trình trong giới hạn mong muốn

-Thiết kế hình khối, phương vị công trình, áp dụng các kỹ thuật che nắng, phản xạ hay tạo bóng trên bề mặt vỏ bao che

-Các biện pháp cấu tạo, vật liệu, để thời điểm nóng cực đại không rơi vào thời gian hoạt động chủ yếu của con người

-Dùng thông gió tự nhiên đẩy khí thải, nóng ra ngoài( theo giếng trời, sân trong…)

-Khai thác năng lượng tái tạo Hạn chế sử dụng máy điều hoà

-Dùng cửa sổ che nắng, kính nhiều lớp

Gió 2 -Tăng cường thông gió tự

nhiên

-Tránh gió lạnh và mất nhiệt

-Thiết kế thông gió tự nhiên Tối

ưu hướng gió Tạo thuận lợi trong khai thác gió sạch mát tự nhiên vào nhà

-Lợi dụng môi trường tự nhiên

-Thông gió cơ khí -Tăng cường bức xạ làm mát

-Điều hoà không khí nhân tạo

-Tránh mất nhiệt qua các khe hở, qua kết cấu không kín làm thất thoát không khí mát

-Dùng nước đọng, nước thấm hoặc phun sương làm mát bề mặt kết cấu

-Quạt hút vệ sinh, quạt máy, quạt trần

Mưa 3 Hệ thống thoát nước mưa,

3 Phân tích kiến trúc tổng hợp:

3.1 Hình khối công trình:

3.2 Phương hướng công trình:

3.3 Hiệu quả che nắng của các kết cấu che nắng cho các cửa sổ ở các hướng và

Xác định bóng đổ ô văng lên tường và cửa sổ

3.4 Cách nhiệt qua lớp vỏ (Tường & Mái)

Tính Uvalue của Tường bao che & Mái:

Tường công trình sử dụng sản phẩm công nghệ bê tông đúc sẵn Thân thiện môi

trường Liên kết các tấm panel tường kiểu lắp ghép Dày 140mm

Nguyên vật liệu của tấm tường gồm:

- Xi măng póc lăng PC40 (300 kg cho 1m3 bê tông)

- Đá mạt (0.7m3 cho 1m3 bê tông)

- Cát hạt to (0.36 m3 cho 1m3 bê tông)

- Nước (100 lít cho 1 m3 bê tông)

Tường : αN = 25 W/(m2.K) : αT = 7,692 W/(m2.K)

Tra bảng PL04, QCVN 09:2017/BXD, Nhiệt trở lớp không khí giữa 2 lớp

tường bê tông nhẹ : Ra = 0.16 m2.K/W (chiều dày lớp không khí = 50mm, hướng dòng

nhiệt đi lên đối với lớp không khí nằm ngang)

Hệ số tổng truyền nhiệt U-value: U0 = 1/R0 W/(m2.K)

*U-value (tường bao che) = 1/0,898 = 1,113 W/(m2.K)

- Hệ số tổng truyền nhiệt U-Value cho kc mái: U0 = 1/R0 W/(m2.K)

*U-value (mái bao che) = 1/0,52 = 1,923 W/(m2.K)

3.5 Thông gió do áp lực khí động (Cross Ventilation)

3.6 Thông gió do áp lực nhiệt (Stack Ventilation)

3.7 Sự kết hợp thông gió do áp lực khí động và thông gió do áp lực nhiệt (Cross

Ventilation & Stack Ventilation)

3.8 Hiệu quả thông gió làm mát cho từng không gian phòng

3.9 Sự sắp xếp các không gian theo yêu cầu sử dụng

Bảng yêu cầu các chức năng:

-Chiều tối phòng mát + thông

thoáng tự nhiên tốt

-Nắng sớm trước 8h vào được phòng, tốt cho tâm

sinh lý cơ thể

- Lớp vỏ cách nhiệt tốt, thải nhiệt nhanh

- Che nắng cho cửa

sổ (SV xác định thời

gian che nắng)

- Lấy nắng góc thấp

-> Xem xét vị trí phòng, và sự ảnh hưởng các nhà xung

+ Hai phòng ngủ nhỏ ở tầng 3 có cửa sổ dọc theo vách trục Đông-Bắc, có hệ lam

gỗ đứng điều chỉnh được góc độ mong muốn Nên có thể tránh được nắng gắt và

nhận được nhiều gió mát từ hướng Đông,Đông-Bắc

+ Phòng ngủ 1 ở tầng 2 có cửa sổ hướng Tây-Nam Có view nhìn rộng

+ Tường được làm bằng tấm bê tông nhẹ cách nhiệt, có sân trong và lam gỗ nên

phòng được đối lưu không khí tốt không bị ảnh hưởng của nhiệt toả ra trong

phòng

+ Nằm tách biệt với các không gian động, nên có sự yên tĩnh cần thiết để nghỉ

ngơi

- Nhược điểm:

+ Phòng ngủ 1 ở tầng 2 nhận nhìu ánh nắng gắt từ hướng Tây-Nam và Đông

+ Trục hành lang ở giữa tầng 3 dài và hẹp thiếu ánh sáng, hạn chế thông gió

4 Phân tích Kiến trúc từng chức năng:

1 Tổng hợp ưu & nhược điểm giải pháp Kiến trúc cho không gian phòng khách

Ưu điểm:

- Kết nối không gian, đồng bộ thiết kế

- Tiết kiệm chi phí đầu tư

Nhược điểm:

của nó Ví dụ, khi áp dụng không gian mở thì tính riêng biệt sẽ bị giảm, người sử dụng

phải chấp nhận hạn chế bớt không gian riêng tư để hòa nhập vào không gian chung cùng

với mọi người Trong nhà ở, người ngồi ở không gian sinh hoạt hay chỗ ăn, bếp phải

chấp nhận chia sẻ không gian, tầm nhìn với khách đến chơi ngồi ở phòng khách

2 Đưa ra các giải pháp cải tạo vi khí hậu cho không gian này (Giải quyết 3

vấn đề chính là CHE NẮNG, THÔNG GIÓ và CÁCH NHIỆT)

- Phòng khách hiện trạng theo không gian mở nên ánh sáng từ ngoài vào phòng theo 2

hướng Hai vách kính khổ lớn full vách, cao từ sàn đến trần Tạo cảm giác chói mắt vào

buổi sáng Nhiệt trong nhà sẽ tăng cao Tường rào phía ngoài cao 3,6M bằng bê tông

tách biệt với môi trường bên ngoài, tạo cảm giác bí, thông gió hạn chế ở tầng 1 Phòng

khách khó nhận được luồn gió mát từ hướng Đông, Đông-Bắc

⇒ Giải pháp đề xuất: Trồng cây dây leo thả từ trên xuống Hoặc mái dây leo phía ngoài vách kính Làm giảm ánh nắng chiếu vào và giảm nhiệt xung quanh

Tường bê tông hàng rào phía ngoài nên chia lam bê tông đứng khu vực nhận được hướng gió tốt như hướng Đông, Đông-Bắc Lắp kệ trang trí ngăn cách giữa phòng khách và phòng ăn

3 SV chứng minh giải pháp mới hiệu quả hơn giải pháp cũ và các giải pháp

khác bằng cách lập bảng so sánh Giải pháp được chọn cần hiệu quả trong

việc giải quyết cả 3 vấn đề CHE NẮNG, THÔNG GIÓ và CÁCH NHIỆT

tư cho gia đình khi có khách Giữ được sự thông thoáng cần thiết cho hai không gian

-Hai vách kính lớn hướng

Đông, Đông-Bắc nhìn ra

sân vườn bên ngoài

-Không có kết cấu che

nắng phía bên ngoài vách

kính

- Trồng cây dây leo thả

từ trên xuống

-Làm giảm ánh nắng chiếu vào và giảm nhiệt xung quanh

- Tường rào phía ngoài cao

3,6M bằng bê tông tách

biệt với môi trường bên

ngoài, tạo cảm giác bí,

thông gió hạn chế ở tầng 1

Phòng khách khó nhận

được luồn gió mát từ

hướng Đông, Đông-Bắc

-Tường bê tông hàng rào phía ngoài nên chia lam bê tông đứng khu vực nhận được hướng gió tốt như hướng Đông, Đông-Bắc

-Cho gió len qua khe hở tường rào vào bên trong nhà thuận lợi, mang được hương thơm của cây cối vào bên trong phòng khách