Đề tài: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TƯỜNG BAO CHE CHO CÔNG TRÌNH CAO ỐC VĂN PHÒNG THÍCH ỨNG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU VÀ SẮC THÁI ĐÔ THỊ TỈNH BÌNH DƯƠNG

+ Trong lãnh vực thiết kế và tính tóan kinh tế kỹ thuật ai cũng biết: đầu tư vào việc chọn lựa được hình thức kiến trúc thích hợp cho công trình chính là đầu tư mang lại lợi ích và lợi n

THUYẾT MINH ĐỀ CƯƠNG ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ

CÔNG NGHỆ

I THÔNG TIN CHUNG

1 Tên đề tài: HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TƯỜNG BAO CHE CHO CÔNG TRÌNH CAO ỐC VĂN PHÒNG THÍCH ỨNG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU VÀ SẮC THÁI ĐÔ THỊ TỈNH BÌNH DƯƠNG

2 Thời gian thực hiện:Từ tháng 1/2011 đến tháng 12/2011

Họ và tên: TRƯƠNG THỊ THANH TRÚC

Trình độ chuyên môn: Thạc sỹ Kiến trúc – Qui hoạch

Điện thoại cơ quan: 06503834933 Nhà riêng: 84-8-38992010

Mob.: 0903338039

Email: thanhtruc4t@gmail.com

5 Đơn vị chủ trì thực hiện đề tài:

Tên đơn vị: Khoa Kiến trúc

Địa chỉ: Trường Đại học Thủ Dầu Một , số 06 Trần Văn Ơn , TX Thủ Dầu Một, Bình Dương Điện thoại: 06503834933 Fax:

Email:

6 Cơ quan quản lý:

Tên cơ quan: Trường Đại học Thủ Dầu Một

Địa chỉ: số 06 Trần Văn Ơn , TX Thủ Dầu Một, Bình Dương

Điện thoại: 06503822518 Fax: 06503837150

Email:

II NỘI DUNG KHOA HỌC – CÔNG NGHỆ

7 Đặt vấn đề - lý do thực hiện đề tài:

- Sự cần thiết phải thực hiện đề tài:

+ Từ trước đến nay việc thiết kế công trình được xem là nhiệm vụ riêng của Kiến trúc sư nên các giải pháp về hình thức tường và lam che nắng đều do cảm hứng sáng tạo riêng của mỗi Kiến trúc sư

mà hình thành dẫn đến những trường hợp như:

 Nhìn riêng từng công trình rất đẹp nhưng cả một trục phố hoặc một vùng đô thị thiếu vẻ đẹp chung

 Giống các công trình của các nơi khác, nước khác vì chưa tạo được bản sắc riêng

 Chưa thật sự quan tâm đến hiệu quả kinh tế cho chủ đầu tư nên còn sử dụng nhiều những chi tiết thừa trong thiết kế mặt đứng công trình gây lãng phí hoặc ngược lại do quá tiết kiệm trong việc đầu tư cho thiết kế vẻ đẹp bên ngòai của công trình dẫn đến hình thức công trình không xứng tầm, làm ảnh hưởng đến mỹ quan chung của Đô thị

 Chưa quan tâm đến đối tượng trực tiếp sử dụng không gian lao động, sinh họat bên trong công trình nên nhiều Kiến trúc sư thiết kế theo tư duy lý trí của bản thân, chỉ quan tâm làm đẹp bên ngòai của công trình mà không tính đến điều kiện khí hậu tự nhiên nhằm thiết lập được một môi trường tốt hơn, hiệu suất làm việc cao hơn thông qua lớp vỏ bao che của công trình

 Chưa áp dụng các tiêu chuẩn thiết kế để đảm bảo thông gió, che nắng, … thân thiện môi trường đối với vỏ bao che công trình nên các công trình thiết kế hiện nay của Việt Nam chưa được thế giới công nhận và xếp hạng

 Hoặc nếu có quan tâm đến việc thiết kế công trình nhằm sử dụng tiết kiệm năng lượng, thân thiện với môi trường, thì hòan tòan áp dụng công nghệ nhập ngọai nên chưa thực sự phù hợp với điều kiện địa phương từ kinh tế, kỹ thuật đến nhận thức thẩm mỹ

+ Thế nên, việc nghiên cứu hình thức tường bao che và hệ thống lam che chắn cho công trình đang

là công tác “nóng” của Quốc hội về luật xây dựng, của Bộ xây dựng và của các ngành liên quan

+ Trong lãnh vực thiết kế và tính tóan kinh tế kỹ thuật ai cũng biết: đầu tư vào việc chọn lựa được hình thức kiến trúc thích hợp cho công trình chính là đầu tư mang lại lợi ích và lợi nhuận cao vì đạt được các tiêu chí:

 Hiệu quả cao nhất và thiết thực nhất về kinh tế cho chủ đầu tư (từ lúc xây dựng đến suốt thời giai khai thác sử dụng công trình)

 Có được một công trình phục vụ tốt cho người sử dụng: không chỉ tạo lập được môi trường

vi khí hậu để tăng hiệu suất lao động mà còn phù hợp tâm sinh lý của những người làm việc trong đó nên có tính nhân văn sâu sắc

 Công trình sẽ là tài sản có giá trị thẩm mỹ cao, xứng tầm và tạo bản sắc riêng cho đô thị mỗi tỉnh thành của tường địa phương

 Đảm bảo tuân thủ các qui định về thiết kế công trình của Việt Nam

 Đủ tiêu chuẩn hội nhập được với thế giới trong lãnh vực thiết kế công trình

 …

- Cơ sở luận cứ về kinh tế - xã hội, khoa học – công nghệ và các lĩnh vực khác, nhằm lý giải sự cần thiết phải thực hiện đề tài:

+ Dựa trên những cơ sở luận cứ sau:

 Mục tiêu chiến lược của Tỉnh Bình Dương năm 2010 là tập trung khai thác mọi nguồn lực nhằm chuẩn bị tốt các điều kiện để tham gia vào quá trình hội nhập chung của cả nước với khu vực mậu dịch tự do AFTA giữ vững và tăng cường vị trí của tỉnh trong công cuộc phát triển kinh

tế - xã hội của vùng kinh tế trọng điểm phía Nam Thế nên, việc chuẩn bị cho xây dựng hạ tầng

và xây dựng cơ sở đang là công việc cấp thiết Trong đó, xây dựng các trụ sở cơ quan, văn phòng cũng đang là một trong những mục tiêu hàng đầu

 Tiêu chí đi đầu của Tỉnh trong việc mạnh dạn đầu tư vào Công tác Nghiên cứu khoa học và dùng cơ sở khoa học để dẫn hướng nhằm hạn chế sự trả giá khi ứng dụng vào thực tiễn

 Thiết kế công trình phù hợp khí hậu, thân thiện với môi trường và đặc biệt là có bản sắc là

xu hướng của thời đại (VGBC Hội đồng công trình xanh thế giới, các chuẩn thiết kế công trình hiện nay: HQE(Pháp), Breeam(Anh), Leed (Mỹ), CASBEE(Nhật), DGNB(Đức), …và sắp đến là Lotus(ViệtNam) dự kiến bắt buộc áp dụng vào 2015

 Hiện nay Qui chuẩn xây dựng 40/2005/QĐ-BXD của Bộ Xây dựng qui định rõ về: thiết kế bao che cho công trình kiến trúc nhằm sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả tại các đô thị Việt Nam và phần bổ xung trong Qui chuẩn xây dựng Việt Nam 08/2008

 Như vậy, việc hướng dẫn thiết kế tường bao che và hệ thống lam che chắn cho công trình cao

ốc văn phòng thích ứng với điều kiện khí hậu và mang sắc thái riêng cho đô thị tỉnh Bình dương

là việc thiết thực và cần thiết

 Thực hiện đề tài là do nhu cầu thực tế và nhu cầu bắt buộc của ngành xây dựng Việt Nam

và công tác xây dựng của Tỉnh Bình Dương trong hiện tại và tương lai

8 Mục tiêu của đề tài:

+ Qua việc tìm hiểu điều kiện tự nhiên và văn hóa xã hội của Bình Dương, tìm hiểu về tính năng, đặc điểm của các hệ thống vỏ bao che công trình xây dựng, tình hiểu qui chuẩn, qui chế, qui phạm

về xây dựng từ đó hướng dẫn thiết kế tường bao và hệ thống che chắn bên ngòai cho công trình cao ốc văn phòng xây dựng trong Tỉnh nhằm thích ứng với khí hậu và có bản sắc riêng

9 Tình hình nghiên cứu có liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu của đề tài:

Tình trạng đề tài: Mới Kế tiếp đề tài đã kết thúc giai đoạn trước

Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài (thể hiện sự hiểu biết cần thiết của tổ chức, cá nhân đăng ký thực hiện đề tài về lĩnh vực nghiên cứu Nắm được những công trình nghiên cứu đã có liên quan đến đề tài, những kết quả nghiên cứu trong lĩnh vực nghiên cứu đề tài):

9.1 Tổng quan về thực tiễn thiết kế tường bao che và lam che nắng của các nước trên thế giới:

+ Thiết kế tường bao và hệ thống lam che ngòai cho công trình cao ốc trên thế giới rất đa dạng và phong phú Tuy nhiên, “Đảm bảo phát triển bền vững” (PTBV) và có bản sắc vẫn là những tiêu chí hàng đầu Ngoài các giải pháp thiết kế bị động, người ta còn rất chú trọng sử dụng kỹ thuật cao như dưới sự điều khiển của máy vi tính có thể tự động điều chỉnh lượng ánh sáng, lượng gió vào công trình nhằm chủ động tạo lập môi trường vi khí hậu (VKH) phù hợp

9.1.1 Về chính sách:

+ Hầu hết các nước phát triển trên thế giới đều có bộ tiêu chuẩn thiết kế và các qui tắc đánh giá về thiết kế các tòa nhà văn phòng như: LEED, EEWH, CASBEE, KH-BREEAM… của Mỹ, Anh, Úc, Nhật, Đài loan, Hồng kông,…

+ Có hiệp hội thế giới về thiết kế công trình xanh, thường xuyên đánh giá và xếp hạng các tòa nhà

có tác dụng nâng cao giá trị sử dụng cho các công trình

9.1.2 Về thiết kế: Tình hiểu một số công trình thiết kế thành công về tường bao che cho các tòa nhà

cao tầng như:

+ Ngân hàng thương mại Frank – furt, Đức (vỏ bao che hai lớp)

+ Trụ sở Swiss Re, nhà Quốc hội Đức…(Norman Foster) có vỏ bao che kỹ thuật cao (tự điều chỉnh theo sự biến đổi nhiệt độ trong ngày)

 Nhận định: Do điều kiện kinh tế, kỹ thuật, văn hóa xã hội và đặc biệt là điều kiện khí hậu

(nắng, gió, góc chiếu của mặt trời,…) ở các nước khác rất khác với điều kiện của Việt Nam nói chung và Bình Dương nói riêng nên các giải pháp thiết kế luôn phải có đặc thù riêng Như vậy chúng ta chỉ tham khảo cách dùng kỹ thuật giải quyết các vấn đề của kiến trúc và cách ứng xử của họ đối với điều kiện tự nhiên ở các nước trên thế giới Còn các giải pháp cụ thể áp dụng cho Bình Dương phải được nghiên cứu chuyên biệt

9.2 Tổng quan về công tác thiết kế tường bao che và hệ thống chắn nắng tại Việt nam nói chung và Bình Dương nói riêng:

+ Dễ nhận thấy là khuynh hướng thiết kế công trình với nhiều mảng kính lớn đang thịnh

hành tại các đô thị Việc thiết kế chạy theo phương Tây mà bỏ qua những nghiên cứu về giải

pháp phù hợp với điều kiện kinh tế - xã hội và khí hậu Việt Nam đã dẫn đến hậu quả như:

 Các nhà tư vấn thiết kế, chủ đầu tư chưa quan tâm đến những biện pháp để tiết kiệm kinh phí như tận dụng thông gió và chiếu sáng tự nhiên, trong quá trình vận hành công trình cũng chưa tiến hành công tác kiểm toán năng lượng Ví dụ hầu hết các công trình cao ốc do không quan tâm đến phần vỏ bao che công trình, thiết kế kém hiệu quả cách nhiệt và lắp đặt thiết bị không phù hợp đã làm thất thoát nguồn năng lượng sử dụng trong công trình từ 20 – 30 %, gây thiệt hại về tài chính trong suốt quá trình vận hành công trình, không đảm bảo môi trường làm việc bên trong công trình và bảo vệ môi trường chung

 Bên cạnh đó, việc thiết kế vỏ bao che thiếu quan tâm đến thẩm mỹ vùng miền địa phương làm cho công trình thiếu sự hòa hợp với vẻ đẹp chung của đô thị, xa lạ với người dân đô thị, chưa góp phần vào việc bảo tồn và tôn tạo bản sắc văn hóa địa phương

9.2.1 Về chính sách trong lĩnh vực tòa nhà:

- Trong Qui chuẩn xây dựng 40/2005/QĐ-BXD về các công trình xây dựng sử dụng NL có hiệu

quả - QCXDVN 09:2005 và phần bổ sung trong Qui chuẩn xây dựng Việt Nam 08/2008có quy định

những yêu cầu kỹ thuật tối thiểu bắt buộc phải tuân thủ để sử dụng NL có hiệu quả khi thiết kế xây dựng mới hoặc cải tạo các công trình xây dựng có sử dụng ĐHKK Trong đó, có qui định bắt buộc

về thiết kế vỏ bao che cho cao ốc văn phòng

- Tuy nhiên, các tiêu chuẩn thiết kế công trình hiện hành chưa có các điều khoản quy định cụ thể về vấn đề này cũng như chưa có những hướng dẫn và quy định cụ thể khi thẩm định cấp giấy phép xây dựng cho các loại công trình này cũng như không có nêu rõ tiêu chí về việc tận dụng thong gió và chiếu sáng tự nhiên trong công trình

9.2.2 Về thiết kế:

+ Tường bao che và hệ thống lam che chắn ngòai chức năng bao bọc giới hạn công trình còn là hệ thống kỹ thuật lọc không khí, gío, ánh sáng, tiếng ồn, khói bụi, bức xạ nhiệt,…và còn phát huy

nghệ thuật tạo hình

 Nhận định: Vấn đề cách nhiệt cho công trình chưa được quan tâm từ khâu thiết kế đến đầu tư

xây dựng Đó là do thiếu các giải pháp, chế tải vì cho đến này Việt Nam chưa ban hành Bộ luật

và văn bản dưới luật về bảo tồn và tiết kiệm năng lượng (tính đến thời điểm này) Dự kiến 2015 Việt Nam sẽ ban hành bộ tiêu chuẩn Lotus và trong luật xây dựng sẽ bổ sung bộ luật và các văn bản dưới luật về bảo tồn và tiết kiệm năng lượng, bắt buộc áp dụng khi thiết kế, xây dựng và khai thác công trình

9.3 Những đề tài có liên quan:

- Nguyễn Trọng Khang, HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ BAO CHE CHO CÁC CÔNG TRÌNH KIẾN

TRÚC NHẰM SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ, Đề tài NCKH, của Viện nghiên cứu kiến trúc Chủ yếu hướng dẫn thiết kế các giải pháp thiết kế chủ động (proactive solutions)

Còn đề tài nghiên cứu chủ yếu là đề xuất các giải pháp bị động (Passive solution) trong thiết kế tường bao che

10 Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sẽ sử dụng (luận cứ rõ cách tiếp cận, thiết kế nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sẽ sử dụng, so sánh với các phương thức giải quyết tương tự khác)

+ Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sẽ sử dụng được xây dựng dựa vào mục tiêu cụ thể của đề tài là:

- Các giải pháp thiết kế Tường và lam che chắn bên ngòai cao ốc văn phòng phải ưu tiên thông gió và chiếu sáng tự nhiên

- Việc thiết kế mặt đứng công trình cao ốc văn phòng phải có tính kết nối với các tiêu chí của thiết kế đô thị

 Bước 1: Thu thập thông tin, số liệu, xử lý dữ liệu,…(tổ chức trực tiếp điều tra, dùng thiêt bị

đo đạc các chỉ số và sử dụng số liệu từ các cơ quan ban ngành) Giai đọan này sử dụng: phương pháp nghiên cứu, phương pháp thu thập và xử lí thông tin

 Bước 2: Tổng kết, phân tích, so sánh, đánh giá,… rút ra kết luận (nhóm thực hiện đề tài

làm việc cùng các chuyên gia) Giai đọan này sử dụng: phương pháp phân tích, phương pháp so sánh, phương pháp tổng hợp

 Bước 3: Đề xuất các giải pháp (nhóm thực hiện đề tài chịu trách nhiệm thực hiện nội dung

chính kết hợp các kỹ thuật viên, họa viên thể hiện lại theo mô hình bản vẽ kỹ thuật)

 Bước 4: Đánh giá giải pháp đã đề xuất bằng cách lấy ý kiến chuyên gia Giai đọan này sử

dụng: Phương pháp chuyên gia (phỏng vấn trực tiếp)

 Bước 5: Hệ thống và rút ra kết luận làm cơ sở cho đề xuất áp dụng (Chủ trì đề tài chịu trách

nhiệm chính) Giai đọan này sử dụng: phương pháp hệ thống

11 Nội dung nghiên cứu (liệt kê và mô tả những nội dung cần nghiên cứu, nêu bật được những nội dung mới và phù hợp để giải quyết vấn đề đặt ra, kể cả những dự kiến hoạt động phối hợp để chuyển giao kết quả nghiên cứu đến nơi sử dụng) :

- Tìm hiểu điều kiện tự nhiên và văn hóa xã hội của Bình Dương

- Tìm hiểu về tính năng, đặc điểm của các hệ thống vỏ bao che công trình xây dựng,

tìm hiểu qui chuẩn, qui chế, qui phạm về xây dựng,…

- Đề xuất các giải pháp thiết kế Tường và lam che chắn bên ngòai cao ốc văn phòng

ưu tiên thông gió và chiếu sáng tự nhiên (đề xuất các giải pháp bị động (Passive solution)

trong thiết kế tường bao che)

- Đề xuất các giải pháp thiết kế Tường và lam che chắn bên ngòai cao ốc văn phòng

có tính kết nối với các tiêu chí của thiết kế đô thị (có bản sắc địa phương)

+ Nội dung cụ thể bao gồm:

Chương I: Tổng quan về công tác thiết kế tường bao che và hệ thống che chắn cho công trình cao

và môi trường bên trong công trình tránh được các ảnh hưởng tiêu cực của điều kiện khí hậu tự nhiên ngoài công trình Lớp vỏ bao che công trình giữ vai trò quan trọng trong việc tạo lập hình khối và mĩ quan của công trình xây dựng

1.2.Hiện trạng công tác thiết kế vỏ bao che công trình ở một số nước trên thế giới

-Cuối thập niên 90 thế kỉ 21 trở về trước:

 Sử dụng hầu hết vật liệu kính:

Ai cũng biết, sự phát triển của nghệ thuật kiến trúc luôn gắn liền phương thức sản

xuất của xã hội loài người Kính là một loại vật liệu không nằm ngoài sự chi phối ấy Vật

liệu kính truyền thống ra đời và được sử dụng trong thiết kế xây dựng khoảng thế kỷ 16 trên

thế giới với những ưu điểm (chiếu sáng tự nhiên tốt, góp phần thay đổi diện mạo kiến trúc,

tạo không gian mở lớn, tải trọng nhẹ hơn vật liệu gạch đá) và nhược điểm (khả năng chịu

lực kém, dễ vỡ không an toàn, chỉ có thể tạo ra mặt phẳng, gây hiệu ứng nhiệt, dễ bị phá

huỷ khi xảy ra cháy nổ) vốn có

Từ cuối thế kỷ 19, kính đã được sử dụng trong thiết kế kiến trúc như là yếu tố đột

phá và được đánh giá góp phần tạo nên những phương án kiến trúc hiện đại trên thế giới

Rất nhiều công trình nổi tiếng trên thế giới, kính được sử dụng phần lớn để tạo hình kiến

trúc như Lâu đài pha lê, gian trưng bày máy của 2 kỹ sư Duter và Contamin tại Paris Kính

cũng được sử dụng trong những ngôi nhà chọc trời như Reliance Building hoặc giả kính

đựơc sử dụng làm kết cấu bao che cho toàn bộ công trình như toà nhà báo sự thật ở

Leningrat, v.v

Vật liệu kính được sử dụng làm kết cấu bao che toàn bộ công trình trong hầu hết các

trường phái kiến trúc hiện hữu trên thế giới như là chủ nghĩa công năng, chủ nghĩa cấu tạo

Nga, phong cách quốc tế, chủ nghĩa giải toả kết cấu, chủ nghĩa hội hoạ, trường phái chủ

nghĩa thô mộc, trong kiến trúc điêu khắc, v.v

Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghệ hiện đại, tất cả các nhược

điểm của kính truyền thống đã được giải quyết gần như triệt để Rất nhiều ưu điểm khi sử

dụng kính như là vật liệu kết cấu bao che: Thời gian thi công nhanh, tiết kiệm năng lượng,

đón nguồn năng lượng tự nhiên, giảm tải trọng cho công trình, ngăn bụi, ngăn che gió, cách

âm cách nhiệt, giữ nhiệt bên trong ngăn không cho nhiệt độ bên ngoài tác động vào công trình, dễ làm sạch bề mặt, không làm ô nhiễm môi trường

Northern Lights, Kazakhstan - Nguồn: Yuanda

Vật liệu kính hiện đại đã góp phần thay đổi bộ mặt kiến trúc, hỗ trợ rất lớn cho kiến trúc sư trong sáng tạo không gian, hình khối kiến trúc đa dạng, tạo cảm giác nhẹ nhàng bay bổng Hiệu quả mang lại của việc sử dụng kính trong thiết kế là rất lớn, làm tăng ấn tượng trong suốt, tạo cảm giác như đang ở ngoài thiên nhiên nhưng con người vẫn được bảo vệ khỏi những bất lợi của thiên nhiên, thể hiện sự chân thực không che giấu

Điểm qua các công trình được thiết kế và xây dựng cuối thế kỷ 20 đầu thế kỷ 21 trên thế giới Trên khắp thế giới đã mọc lên các công trình sử dụng kết cấu bao che bằng vật liệu kính Từ những công trình công cộng thấp tầng đến công trình cao chọc trời Từ nơi có khi hậu rất lạnh như

ở Nga, đó là công trình Tháp Liên bang Nga được xây dựng ở thành phố Moscow cao 431m; công trình Mirax Plaza Đến những nơi có khí hậu nóng như Dubai đó là công trình Bay Gate office Tower hay Trump International Hotel and Tower (ảnh dưới)

Trump International Hotel

Nhật Bản là nước luôn ưu tiên việc tiết kiệm năng lượng và tài nguyên cũng như áp dụng các tiêu chí rất khắt khe bảo vệ môi trường khi đầu tư xây dựng công trình, ở đó vật liệu kính cũng được sử dụng để làm kết cấu bao che cho công trình là không hiếm tiêu biểu là công trình Japan Cocoon xây dựng ở Tokyo Ở Anh vật liệu kính được sử dụng làm kết cấu bao che cho công trình hiện diện qua một số tác phẩm kiến trúc đó là công trình 22 Marsh Wall (ảnh dưới) hay công trình

Pioneer Point

Hay những vùng có khí hậu nóng ẩm mưa nhiều tương tự khí hậu Việt Nam là một

số vùng ở Trung Quốc Các thành phố ở Trung Quốc việc sử dụng vật liệu kính làm kết cấu

bao che cho những toà nhà cao tầng là phổ biến, đặc biệt là ở thành phố Thượng Hải đã cấm

xây dựng kết cấu bao che cho các toà nhà cao tầng bằng vật liệu gạch nung ô nhiễm môi

trường Các công trình có thể nói tới là công trình Wenzhou Shimao International Center

hay toà nhà Aurora (ảnh dưới), Citigroup ở Thượng Hải

Toà nhà Aurora

-Đầu niên đầu thế kỉ 21 đến nay:

Vỏ bao che có hiệu quả năng lượng (kiến trúc xanh) cho các công trình là xu hướng vỏ bao che cho công trình hiện nay trên thế giới:

 Sử dụng vỏ bao che nhiều lớp

Mediaset Headquarters in Milan, Italy

Việc sử dụng vỏ bao che nhiều lớp trên các mặt chịu bức xạ mặt trời là một giải

pháp sử dụng phổ biến hiện nay trên thế giới Công trình trên sử dụng vỏ bao che 2 lớp bằng

kính cho mặt hướng Tây nhằm giảm bức xạ trực tiếp từ mặt trời nhưng vẫn đảm bảo hướng nhìn từ bên trong

 Đưa mảng xanh lên vỏ bao che

Consorcio Santiago Office, Mỹ

Việc đưa mảng xanh lên mặt đứng để giảm bức xạ trong mùa nóng Sử dụng chiến lược thiết kế che nắng và lọc bớt bức xạ mặt trời làm giảm tải trọng nhiệt mặt trời, do đó giảm chi phí năng lượng Mặt tiền trở thành một khu vườn thực theo chiều dọc Thảm thực vật thay đổi trong những năm qua cho một cái nhìn khác nhau tùy thuộc vào thời gian để được nhìn thấy

 Sử dụng tấm năng lượng mặt trời

World's largest solar powered building, Dezhou, Shangdong

Chứng minh cho điều này là một tòa cao ốc lớn nhất thế giới dùng năng lượng mặt trời Tòa nhà có mái rộng tới 75.000m2, xòe ra như chiếc quạt tọa lạc tại thành phố Đức Châu (Dezhou) thuộc tỉnh Sơn Đông (Shangdong) được thiết kế một cách thông minh giống như một chiếc đồng hồ mặt trời thời cổ xưa

Tòa nhà gồm nhiều đơn nguyên rộng lớn, bao gồm các trung tâm triển lãm, các phòng nghiên cứu khoa học, các hội trường lớn để tổ chức hội nghị và một khách sạn Toàn bộ năng lượng phục vụ cho các hoạt động của tòa nhà được cung cấp bởi hàng trăm tấm pin mặt trời lớn gắn trên mái nhà

 Kết hợp tính biểu tượng

+Biểu tượng truyền thống

Công trình CSET, Trung Quốc

Vỏ bao che được sử dụng với rất nhiều vật liệu hiện đại có hiệu quả năng lượng

nhằm tạo hình thức và thẩm mỹ cho công trình Việc kết hợp tính biểu tượng sẽ làm tăng

thêm "vẻ đẹp nhân văn" và giá trị của công trình Công trình ảnh trên là công trình Centre

for Sustainable Energy Technologies (CSET), nằm ở Ningbo, Trung Quốc; lấy cảm hứng từ

hình ảnh đèn lồng, người phụ nữ múa quạt truyền thống ở nơi đây để đưa lên công trình kết

hợp với các giải pháp về năng lượng đã giành được giải thưởng Công trình Xanh MIPIM

năm 2009

1.3.Hiện trạng công tác thiết kế tường bao che công trình điều kiện khí hậu Việt Nam

 Bộ phận không trong suốt: sử dụng các mảng tường panel, tường gạch và các vật liệu khác

là phổ biến ở Việt Nam:

-Phương án sử dụng truyền thống cho nhà cao tầng ở Việt Nam hiện nay là khối xây

gạch dày tới 22cm cho các nhà dạng khung hoặc panel bê tông cốt thép dày 14-20cm cho

các nhà dạng lắp ghép tấm lớn Các tính toán nhiệt và kinh nghiệm sử dụng cho thấy các

phương án này đều chưa đảm bảo khả năng cách nhiệt cho tường cũng như khả năng tiết

kiệm năng lượng

-Thời gian gần đây các vật liệu có khả năng cách nhiệt cao được sử dụng cho kết cấu

bao che gồm các loại bê tông nhẹ, vật liệu cách nhiệt dạng tấm và các vật liệu khác

Bê tông nhẹ đã được nghiên cứu sản xuất và ứng dụng ở nước ta từ khá lâu với nhiều

loại bê tông nhẹ khác nhau bao gồm bê tông cốt liệu nhẹ (bê tông keramzit, bê tông

polystyrol, ) và bê tông tổ ong (bê tông khí và bê tông bọt) Bê tông nhẹ có thể được sử

dụng độc lập trong kết cấu bao che một lớp hoặc kết hợp với các vật liệu khác để hình thành

kết cấu bao che nhiều lớp

Đối với mái, bê tông nhẹ kết cấu với cấp độ bền chịu nén từ B12,5 trở lên được sử

dụng thay thế cho bê tông thường trong kết cấu bê tông cốt thép mái Bê tông nhẹ kết cấu

cách nhiệt với cấp độ bền chịu nén thấp hơn được sử dụng như lớp chống nóng nằm trên kết

cấu bê tông cốt thép mái Bê tông nhẹ kết cấu cách nhiệt được sử dụng cho tường một lớp

với chức năng vừa chịu lực vừa cách nhiệt Đối với tường nhiều lớp, lớp cách nhiệt có thể là

bê tông nhẹ kết cấu cách nhiệt hoặc bê tông nhẹ cách nhiệt

Các vật liệu dạng tấm như polystyrol cũng được sử dụng ở nước ta để chống nóng cho công trình Tấm polystyrol có hệ số dẫn nhiệt khá thấp do có khối lượng thể tích nằm trong khoảng 10-40 kg/m3 Điều này cho phép giảm đáng kể chiều dày lớp cách nhiệt Tuy nhiên, cường độ của tấm polystyrol không cao Do đó, trong thiết kế chống nóng, việc bố trí tấm polystyrol cần được xem xét kỹ để đảm bảo khả năng chịu lực và các tính năng khác của kết cấu

Khi sử dụng cho chống nóng mái, để đảm bảo khả năng chịu lực tấm polystyrol cần có khối lượng thể tích không dưới 30kg/m3 Đối với kết cấu tường, tấm polystyrol được sử dụng để hình thành lớp cách nhiệt bổ sung Lớp cách nhiệt này có thể nằm bên ngoài hoặc nằm giữa kết cấu tường

Một số loại vật liệu khác đã được sử dụng cách nhiệt cho kết cấu bao che ở nước ta là các vật liệu dạng rời như keramzit, xỉ hạt, tro nhiệt điện hoặc các loại gạch lỗ Tuy nhiên, qua một thời gian sử dụng, các phương án vật liệu này đã thể hiện những hạn chế nhất định Chính vì vậy, hiện nay các vật liệu này ít được sử dụng trong xây dựng nhà cao tầng

Tòa nhà AIA - Hà Nội Tòa nhà Indochina- Đà Nẵng

 Sử dụng kính:

Trong những năm gần đây, ở Việt Nam xuất hiện rất nhiều công trình được thiết kế xây dựng sử dụng vật kính làm kết cấu bao che Các công trình chủ yếu do các KTS hay công ty thiết kế nước ngoài đảm trách Cũng có một số ít công trình do các KTS hay công ty thiết kế trong nước thực hiện thiết kế như Toà nhà FPT 89 Láng Hạ, hay tháp BIDV Đà Nẵng, Cụm công trình Trung tâm thương mại dịch vụ khách sạn văn phòng căn hộ cao cấp và bãi đỗ xe ngầm Vincom tại Thành phố Hồ Chí Minh

Xu hướng hiện naysử dụng các dòng sản phẩm tiết kiệm năng lượng và không ô nhiễm môi trường để sử dụng làm tường bao che cho công trình cao tầng:

1 Unitize : là dòng sản phẩm kính hộp 2 lớp, bề mặt của kính được tráng bạc, lớp giữa hút chân không được gia công tại nhà máy Khi mang ra công trường chỉ vịêc lắp ghép các tấm này lại với nhau Dòng sản phẩm này, ngoài các ưu điểm như đã nêu ở trên, việc thi công lắp dựng rất đơn giản và thời gian thi công rất nhanh Công trình thi công phần thân tới đâu có thể hoàn thiện bề mặt công trình luôn

2 Click : Là dòng sản phẩm được ra đời trước Unitize, nó cũng được chế tạo thành hộp 2 lớp giống như Unitize, sự khác biệt lớn nhất là dùng keo để kín mạch liên kết giữa hai cấu kiện Với dòng sản phẩm này việc thi công sẽ kéo dài thời gian, nó được thi công sau khi công trình đã hoàn thành phần xây dựng Dòng sản phẩm này đã được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới cách đây 10 năm với giá thành hạ hơn Unitize tới 30%

3.Photoelectricity : đây là dòng sản tiên tiến nhất hiện nay Giống như dòng sản phẩm Unitize về cấu tạo, Photolectricity tích hợp hệ thống thu năng lượng mặt trời chuyển hoá thành điện năng để sử dụng cho toà nhà

Bitexco Financial Tower

Tòa nhà Bitexco Financial Tower cao 68 tầng sử dụng hệ thống tường kính được sử

dụng để đảm bảo hiệu quả cao về công năng sử dụng theo tiêu chí “thiết kế thân thiện với

môi trường, tiết kiệm năng lượng” Loại kính cường lực này dày 28 mm với 2 lớp kính dày

8 mm mỗi bên và lớp khí cách âm, cách nhiệt dày 12mm ở giữa

Keangnam Hanoi Landmark Tower được khởi công từ tháng 11/2007 Thay vì tường

bao quanh, công trình được phủ kính 2 lớp với độ dày 24mm, ở giữa là chân không, vừa

giúp cách nhiệt vừa tối đa hóa được ánh sáng và tầm nhìn ra bên ngoài

Keangnam Landmark Towers Ảnh chụp ngày 10/12/2010

Hiện nay tiêu chuẩn kính xây dựng do Bộ Xây dựng ban hành là chưa đầy đủ, chưa

đáp ứng được thực tiễn Việc thiết kế xây dựng sử dụng dòng sản phẩm trên gặp khó khăn

trong quá trình tính toán thiết kế và thẩm định hồ sơ thiết kế Tương tự việc kiểm định công

trình đưa vào sử dụng tại Việt nam cũng không có cơ sở thực hiện Quá trình này vẫn phải

dựa trên tiêu chuẩn của các nhà sản xuất nước ngoài mà mỗi thị trường có tiêu chuẩn khác

nhau ví dụ tiêu chuẩn Trung Quốc khác tiêu chuẩn của Châu Âu

 Kết quả nghiên cứu có thể dùng làm tư liệu cho: Viện nghiên cứu Kiến trúc Việt Nam, Viện qui họach và thiết kế kiến trúc Bộ Xây dựng, Viện phát triển khoa học kỹ thuật Việt Nam, Sở Khoa

học công nghệ, sở xây dựng, sở qui họach,… )

Chương II: Các cơ sở thiết kế tường bao ngoài và hệ thống lam bao che công trình cao ốc văn phòng nhằm phù hợp điều kiện khí hậu và đặc trưng văn hóa của Bình Dương

2.1 Tổng quan khí hậu và văn hóa của Bình Dương:

2.1.1 Tổng quan khí hậu của Bình Dương:

Khí hậu Bình Dương mang đặc điểm nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm với 2 mùa rõ rệt: Mùa mưa,

từ tháng 5 - 11, Mùa khô từ khoảng tháng 12 năm trước đến tháng 4 năm sau

 Lưu lượng mưa

Lượng mưa trung bình hàng năm từ 1.800 - 2.000mm với số ngày có mưa là 120 ngày Tháng mưa nhiều nhất là tháng 9, trung bình năm 335mm, năm cao nhất có khi lên đến 500mm, tháng ít mưa nhất là tháng 1, trung bình dưới 50mm và nhiều năm trong tháng này không có mưa

Lượng mưa ngày lớn nhất tháng và năm (mm)

Số giờ nắng trung bình 2.489 giờ, có năm lên tới 2.700 giờ

Tổng số giờ nắng trung bình tháng và năm (giờ)

Biểu đồ chuyển động biểu kiến mặt trời tỉnh Bình Dương

-Mặt trời chuyển động trên cả hai nửa bán cầu Bắc và Nam

-Thời gian BXMT cực đại trong năm, gần trùng với các ngày Xuân phân và Thu phân

 Độ rọi trên mặt phẳng nằm ngang

B ảng độ rọi trên mặt phẳng ngang (klx)

tổng cộng 62 58,1 48,2 34,9 21 9,2 1,3 - 18h16 VIII khuyếch tán 34,8 33 28,9 23 16 8,5 1,2 - 5h50

tổng cộng 55,3 32,2 43,8 31,8 18,8 6,9 - - 17h43

(Theo QCVN 02:2009/BXD-Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng)

 Chế độ gió

Chế độ gió tương đối ổn định, không chịu ảnh hưởng trực tiếp của bão và áp thấp nhiệt đới Về mùa khô gió thịnh hành chủ yếu là hướng Đông, Đông - Bắc, về mùa mưa gió thịnh hành chủ yếu là hướng Tây, Tây - Nam Tốc độ gió bình quân khoảng 0.7m/s, tốc độ gió lớn nhất quan trắc được là 12m/s thường là Tây, Tây - Nam

Hoa gió Bình Dương

(Theo QCVN 02:2009/BXD-S ố liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng)

2.1.2 Đặc điểm văn hóa của tỉnh Bình Dương:

- Văn hóa xã hội, lối sống, kinh tế, chính sách phát triển của Tỉnh

 Vùng đất thuộc tỉnh Bình Dương xưa về phân chia hành chánh đa phần thuộc Biên Hòa và một phần thuộc Gia Định Tuy chỉ là vùng phụ cận của Biên Hòa – Gia Định, nhưng với vị trí địa lý rất gần Biên Hòa – Gia Định, cho nên vùng đất Bình Dương xưa có bề dày lịch sử – văn hóa lâu đời ngang bằng với Biên Hòa - Gia Định Bình Dương là một trong những nơi lưu dân

người Việt định cư và khai phá sớm nhất, là một trong ba trung tâm gốm mỹ thuật, kiến trúc cổ

và có nền văn hóa dân gian phát triển rộng rãi và đa dạng Cùng với, Biên Hòa - Gia Định, Bình Dương cũng là nơi Phật giáo du nhập và được truyền bá rộng rãi sớm nhất ở miền Nam Nói tóm lại, bên cạnh Biên Hòa - Gia Định, Bình Dương xưa là một trong ba vùng đất có lịch sử hình thành và nền văn hóa lâu đời nhất của Nam Bộ

 Tuy nhiên, lịch sử -văn hóa Bình Dương vẫn có nét độc đáo riêng biệt trong dòng lịch sử và nền văn hóa chung của Đông Nam Bộ - Nam Bộ Đó là sự phát triển rực rỡ của nghề thủ công

mỹ nghệ Tay nghề thợ Thủ xưa đã nổi tiếng và để lại nhiều công trình kiến trúc có giá trị nghệ thuật cao (nhà cổ, đình, chùa cổ) Từ những làng nghề thủ công cổ truyền còn tồn tại đến ngày nay, ngành thủ công mỹ nghệ của Bình Dương trở nên đặc sắc và nổi tiếng trong cả nước với hàng thủ công mỹ nghệ : Sơn mài, Gốm sứ Đặc biệt, Sơn mài ở Bình Dương là mặt hàng xuất khẩu nổi tiếng không chỉ thu hút kiều bào ta ở nước ngoài mà còn là mặt hàng được ưa chuộng của nhiều nước trên Thế giới Nét độc đáo khác của văn hóa Bình Dương là hình thức lễ hội dân gian rất phát triển : lễ hội chùa Bà rằm tháng Giêng thu hút không chỉ dân Bình Dương

mà còn đông đảo người Việt - người Hoa ở TP.HCM và các tỉnh lân cận Đình chùa cổ và những thắng cảnh cổ xưa của Bình Dương là nơi tham quan lý tưởng của du khách và còn góp phần ngoại cảnh cho các bộ phim đề tài làng quê Việt Nam cổ xưa: phim Cổ tích Việt Nam, Lục Vân Tiên… quay ngoại cảnh ở Bình Dương rất nhiều, nhất là đình Tân An (Bến Thế) làm bối cảnh cho nhiều phim như cổ tích hoặc các phim có bối cảnh lịch sử Món ăn đặc sản của Bình Dương cũng nổi tiếng ở Nam Bộ ( măng cụt, sầu riêng…) và trong những ngày hội về “Ẩm thực phương Nam”, Bình Dương có mặt với món bánh bèo bì, gà quay xôi phồng, bánh bò bông… rất

ấn tượng Như vậy, với lịch sử và văn hóa của mình, Bình Dương góp phần không nhỏ làm phong phú và độc đáo thêm nền lịch sử – văn hóa miền Đông Nam Bộ và văn hóa chung của cả nước Việt Nam

 Có tiền sử là một bộ phận của 3 nền văn hóa kim khí nổi tiếng: văn hóa Đồng Nai, văn hóa

Sa Huỳnh, văn hóa Đông Sơn

 Có các làng nghề thủ công truyền thống: ngành-điêu khắc gỗ, ngành sơn mài, ngành gốm

sứ, ngành vẽ trên kính

 Với truyền thống nghề thủ công lâu đời, cư dân Bình Dương rất năng động vì từ xưa họ đã làm quen với nền kinh tế hàng hóa (sản xuất và buôn bán hàng thủ công) Vì vậy người Bình Dương hôm nay cũng rất nhanh nhạy với nền kinh tế thị trường, thích nghi nhanh chóng với phong cách làm việc của người nước ngoài, tiếp thu những thành tựu khoa học kỹ thuật tiên tiến

 Hiện nay Bình Dương là một trong những địa phương năng động trong kinh tế, thu hút đầu

tư nước ngoài nhất cả nước

2.2 N hững ảnh hưởng của khí hậu và văn hóa đến công trình xây dựng

2.2.1 Khí hậu

a2 Tác dụng nhiệt

Độ lớn của hiệu quả nhiệt của bức xạ mặt trời trên các bề mặt, tất nhiên phụ thuộc đặc điểm, hình dáng và các tính năng nhiệt của các bề mặt đó Nếu bề mặt là cây xanh, năng lượng bức xạ mặt trời được chuyển đổi thành năng lượng hóa học và làm bốc hơi trên mặt lá, nhờ đó nhiệt dộ

sẽ giảm đáng kể Nhưng các mặt đá, bê tông có thể đưa nhiệt độ lên cao hơn nhiệt độ môi trường xung quanh tới 44oC

Ngoài các tác dụng tốt, đảm bảo vệ sinh, cung cấp ánh sáng; bức xạ mặt trời còn mang theo lượng nhiệt và gây ra các tác dụng sau:

+ Làm cho vật liệu xây dựng co dãn nhiều lần, sinh ra nứt nẻ, chóng bị phá hoại

+ Đốt nóng không gian nội thất bên trong Làm cho con người dễ mệt mỏi, năng suất lao động giảm sút, nếu nắng quá mạnh dễ bị cảm nắng, nguy hiểm đến tính mạng

+ Làm nhiệt độ trong phòng phân bố không đều, dao động mạnh trong ngày

+ Phá hủy trang thiết bị nội thất

Nhiệt độ

Độ ẩm tương đối

Độ ẩm tuyệt đối

cao thấp cao

thấp cao thấp Nhờ có gió cường độ bốc hơi tăng lên, nhưng do sự hòa trộn không khí, sự chênh lệch nhiệt độ

và độ ẩm sẽ tiến tới cân bằng

Ban đêm tình trạng đảo ngược Đặc biệt những đêm sáng trời và lặng gió, do lớp sát mặt đất mát( độ ẩm tuyệt đối cao), độ ẩm tương đối của nó sẽ tăn lên, điểm bão hòa hơi nước sẽ sớm đạt được và do đó hơi ẩm thừa sẽ ngưng tụ dưới dạng hạt sương, từ đó có tên gọi là " điểm sương" Khi đạt nhiệt độ điểm sương, sương mù bắt đầu xuất hiện, và nếu sau đó không nhanh mát và không có gió, một lớp sương mù sâu (40 đến 50cm) có thể hình thành sát mặt đất

Tác dụng của chế độ ẩm đến kết cấu bao che công trình:

-Khi bị ẩm ướt, nước lấp đầy các lỗ rỗng trong vật liệu, phá vỡ chế độ nhiệt, làm suy giảm hoặc mất hoàn toàn tính năng cách nhiệt của kết cấu

-Kết cấu ẩm ướt làm nảy sinh rêu phong, nấm mốc, hoen ố kết cấu, vi sinh vật côn trùng sinh sôi đẩy nhanh tốc độ xuống cấp của công trình

-Kết cấu ẩm ướt dưới tác dụng của bức xạ mặt trời càng mau nứt nẻ, bong lở do tác dụng dãn nở

co ngót của hơi ẩm

c.Gió

Vận tốc gió do các đài khí tượng cung cấp được đo ở độ cao 9-10m tính từ mặt đất Khi dòng không khí di chuyển trên một bề mặt đất Khi dòng không khí di chuyển trên một bề mặt bất kì nào đó, nó sẽ chịu ma sát Các dạng lớp phủ mặt đất khác nhau, có ma sát khác nhau và do đó ảnh hưởng đến gradient vận tốc gió Gần mặt đất vận tốc gió thường nhỏ hơn trên cao, trên bề mặt gồ ghề tỷ lệ tăng vận tốc theo chiều cao nhanh hơn trên các bề mặt bằng phẳng như mặt nước

Sự thay đổi vận tốc gió theo chiều cao phụ thuộc dạng mặt đất

Sự thay đổi vận tốc gió theo chiều cao tại các vùng địa hình khác nhau

Khi cần biết vận tốc ở độ cao x(m), có thể xác định theo công thức:

Vx = Vr (x/r)k Trong đó:

Vx: vận tốc gió trung bình ở độ cao x (đơn vị bất kì)

Vr: vận tốc gió trung bình ở độ cao r đã biết (cùn đơn vị)

k : hệ số của hàm số mũ, lấy như sau = 0,16 đối với vùng đất trống

= 0,28 đối với vùng cây xanh

= 0,40 đối với vùng đô thị Khi gió nóng thổi qua một bề mặt nước, nó có thể làm tăng sự bay hơi, nhờ đó nhiệt độ của khối không khí trở thành mát hơn vì một phần nhiệt được chuyển sang nhiệt ẩn bay hơi

Tác dụng của gió đến công trình:

- Gió làm khô bề mặt kết cấu bao che, giúp tránh hiện tượng đọng sương trên kết cấu

- Gió làm lan truyền khói bụi trong môi trường

- Gió làm giảm độ bền, độ ổn định các bộ phận kết cấu bao che

- Gió làm mưa hắt mạnh vào công trình, từ đó thấm mạnh vào công trình

- Không khí ngoài nhà thổi ngang qua những bề mặt kết cấu bị nung nóng sẽ mang nhiệt đối lưu của các mặt nung nóng này vào nhà, làm cho vi khí hậu trong nhà xấu đi rõ rệt

 d.Mưa

Ở thành phố, các bề mặt nhà cửa, đường sá, quảng trường hấp thụ nhiệt mạnh sẽ đạt được nhiệt độ cao, làm cho không khí chung quanh cũng nóng lên, và tạo ra một dòng khí nóng chuyển động lên trên Dòng khí nóng đi lên có thể gặp dòng khí lạnh chuyển động ngang, do đó xảy ra mưa trong thành phố

Trong thực tế chúng ta thấy hay có mưa rào ở trung tâm thành phố Mưa ở thành phố có thể lôi kéo thêm các hạt bụi, khói có trong không khí thành phố Khi mưa có kèm theo gió mạnh sẽ tạo

ra "góc tạt mưa"

-Mưa làm tăng độ ẩm trong không khí, gây nên hiện tượng ngưng tụ ẩm trong nội bộ kết cấu Gây nên tình trạng hoen ố, bong tróc, nấm mốc cho vỏ bao che công trình

-Mưa nhiều gây nên hiện tượng thấm, dột và ngập úng trên mái bằng

-Mưa hắt vào tường, cửa sổ thông qua kẻ hở làm hư hỏng trang thiết bị, vật dụng trong công trình

2.2.2 Văn hóa

 a Chính trị - xã hội

- Thời kỳ Phong kiến

Lối xây dựng gian - vì kèo cũng là một biểu hiện của xu hướng khai thác thông minh hệ cấu trúc tre - gỗ vững chắc trong điều kiện của vật liệu xây dựng vùng đồng bằng Người ta đã chứng tỏ được sự kết hợp thực dụng và tinh tế chức năng chịu lực với các cấu kiện gỗ làm cho công trình

gỗ truyền thống dân gian Việt Nam có khả năng biểu cảm cao, có tính hàm súc và ẩn dụ rõ Có thể nói, trong xã hội phong kiến, nhà ở dân gian hay đình chùa, làng, miếu đều chủ yếu xây dựng từ gỗ và gạch đất nung, trong đó gỗ lim bị bọn vua quan phong kiến cấm người dân không được dùng, đã kìm hãm sức sáng tạo của nhân dân trong xây dựng Vua chúa và Quan lại còn độc quyền xây dựng các không gian kiến trúc to rộng hoành tráng với những trang trí kiến trúc kiểu sang quý làm bằng đất nung cao cấp đá quý hiếm hay được sơn son thếp vàng.Về bố cục tổng thể không gian kiến trúc các nghệ nhân Việt Nam rất chú ý đến địa hình, địa vật Khi công trình được xây dựng ở đồng bằng thì bờ đê con trạch cao hơn mặt nước vài ba mét đã là một địa hình cần chú ý (như một gò đống hay đồi núi) Hầu như bao giờ nhà ở, công tự cũng chiếm lĩnh

vị trí lưng đồi, công trình kiến trúc không mấy khi xây ở nơi đỉnh cao để chế ngự không gian mà

thường tựa lưng vào đồi và chân núi để trở thành một bộ phận đột xuất tự nhiên của thiên nhiên

Bố cục toàn bộ của công trình bao giờ cũng được bố trí cân đối có đường trục thần đạo rõ ràng

Bố cục cân đối của toàn bộ các công trình vừa làm cho tổng thể hoà hợp với nhau vừa làm tăng thêm vẻ quy mô, tính hoành tráng của kiến trúc, khiến cho kiến trúc và cảnh vật từ lâu đã vốn thống nhất với nhau càng nổi bật lên sự hài hoà “nhất thể vũ trụ” của ba yếu tố có quan hệ hữu

cơ (con người, chủ thể sáng tạo, thiên nhiên do họ cải tạo và công trình kiến trúc do họ dựng nên), mang tải một số sắc thái và phong cách kiến trúc riêng, lại hài hoà được với tâm hồn và tầm vóc của họ

- Thời kỳ Pháp thuộc

Thời kỳ này các thể loại công trình kiến trúc chủ yếu là các công trình nhà biệt thự, nhà thờ, và các công sở chính phục vụ cho chính quyền, có qui mô nhỏ và vừa Các công trình được sử dụng vật liệu gạch, chủ yếu là dung tường gạch chịu lực, nên quy mô cũng như chiều cao công trình từ

2 đến 4 tầng

- Thời kỳ quản lý theo kiểu tập trung bao cấp

Việc xây dựng nhà ở hoàn toàn do nhà nước đầu tư và quản lý, để thực hiện chủ trương phân phối nhà ở cho cán bộ, nhân dân Phương châm thiết kế trong thời gian này là: “Thích dụng, kinh tế, bền vững, mỹ quan trong điều kiện có thể: Chủ yếu trong giai đoạn này nhà nước tập trung xây dựng các khu chung cư lớn theo nguyên lý thiết kế tiểu khu nhà ở kiểu liên xô cũ, nhưng có điều chỉnh để phù hợp về đặc thù khí hậu, điều kiện kinh tế, phong tục tập quán và lối sống Tuy nhiên quá trình chuyển đổi lý thuyết cơ bản chưa được hoàn thiện về nội dung cũng như yêu cầu (không mang tính toàn diện), cộng thêm trong thời điểm xây dựng (do điều kiện kinh tế không thuận lợi), hệ thống tiêu chuẩn ở thấp, tổ chức xây dựng không liên tục, quản lý thiếu kinh nghiệm và đặc biệt chỉ nhằm thoả mãn diện tích ở tăng nhanh theo kế hoạch đề ra, không quan tâm đến tiện nghi môi trường ở dẫn đến chất lượng công trình và chất lượng môi

trường ở kém Vì vậy các công trình được xây dựng xong bị xuống cấp nhanh chóng, khai thác không hiệu quả Bên cạnh đó hạ tầng kỹ thuật không đảm bảo, bất lực trong quản lý, không gian hình thái biến đổi, cảm nhận về giá trị kiến trúc đơn điệu đã đảo ngược toàn bộ nội dung cấu trúc của tiểu khu, không thiết lập được giá trị văn hoá xã hội của mối quan hệ “xóm giềng” là giá trị cơ bản của lý thuyết tiểu khu ở, của đời sống tập thể cộng đồng

- Giai đoạn cơ chế kinh tế thị trường

Trong bối cảnh của sự phát triển đô thị hiện nay ngoài những yếu tố về mặt quy hoạch, thiết kế công trình, hạ tầng cơ sở và quản lý thì chính sách là một trong những yếu tố quyết định hình thành các khu chức năng

b Kinh tế - xã hội

- Sự thay đổi về các chính sách đã khuyến khích và tạo điều kiện thuận lợi cho nền kinh tế phát triển từ nền kinh tế tập trung bao cấp sang nền kinh tế thị trường đa thành phần Từ cơ chế

“đóng” sang “mở” đã có những biến chuyển lớn lao, thay thế toàn bộ cho hình thái cũ Các khả

năng định hình cuộc sống thay đổi, biến động đa dạng, phong phú đã tác động sâu sắc đến cơ cấu xã hội, mà đặc điểm chính là phân tầng xã hội với các khả năng kinh tế gia đình phát triển mạnh

- Trước những biến đổi lớn về khả năng kinh tế gia đình tăng thu nhập và những thành quả nhất định đạt được về mức sống đã làn thay đổi những nhu cầu về mọi mặt cuộc sống rõ nét Đi đôi với sự phát triển này là sự chuyển đổi các định hướng giá trị về ý thức xã hội Việc nghiên cứu tổ chức không gian ở cần quan tâm đến tầng bậc kinh tế của các cộng đồng dân cư vì đây là nhân tố quan trọng tạo lên những định mức và tiêu chuẩn ở

c Lối sống

- Đặc điểm của lối sống và vấn đề ở ngày nay chịu sự chi phối sâu sắc của sự phân tầng xã hội Sự khác biệt giữa nông thôn và thành thị có thể dựa trên nhiều yếu tố song cơ bản nhất vẫn

là yếu tố văn hoá và lối sống Đó là sự khác nhau về kiểu loại hay chất chứ không phải là sự khác biệt về lượng như mức sống, khả năng tiêu dùng hay các yếu tố kỹ thuật khác

- Đặc điểm của lối sống đã tác dụng trực tiếp tới việc tổ chức không gian sống, không gian

đô thị Sự khác biệt về lối sống là sự khác biệt trong cách cảm nhận, đánh giá, do nhu cầu của cá nhân hay một cộng đồng dân cư trong quan hệ giữa con người với con người, con người với môi trường thiên nhiên Biểu hiện vật chất của những khác biệt ấy có thể tìm được trong các hoạt động xã hội, hoạt động sản xuất kinh tế thực tiễn của đời sống hàng ngày của mỗi con người Các nhóm xã hội chiếm vị thế trong mỗi không gian mà họ chiếm lĩnh được, nó sẽ thể hiện những đặc điểm và trình độ văn hoá của họ trong cách tổ chức không gian, hình dạng kiến trúc

và phong cách sinh hoạt Ví dụ như từ cách ăn mặc, đi lại cho đến tổ chức môi trường ở cho mình như một biểu hiện văn hoá cụ thể cho mỗi nhóm và cá nhân vẫn luôn thể hiện như một biểu hiện bản sắc cá nhân hay cộng đồng xã hội của họ

- Một nhận thức rõ ràng, là con người thường coi không gian ở như là các biểu hiện cho ước mong và sự lựa chọn phong cách sống Ngôi nhà, căn hộ, cao ốc sở hữu là biểu hiện năng lực kinh tế, vị trí xã hội và quan niệm về thẩm mỹ Sự lựa chọn này cũng thể hiện trong sự lựa chọn quan hệ và ứng xử Nhà ở, không gian ở, không gian sản xuất , không gian dịch vụ công cộng có quan hệ chặt chẽ và chịu sự ảnh hưởng của lối sống , vì đó là môi trường con người tiến hành các hoạt động lao động sản xuất, phục vụ sinh hoạt, giao tiếp để thoả mãn các nhu cầu về vật chất và tinh thần Chính vì vậy khi bàn về các loại mô hình ở, mô hình phát triển đô thị, chúng ta phải nghiên cứu và hiểu rõ về lối sống của các nhóm xã hội khác nhau để từ đó lý giải những nhu cầu, khát vọng và hành động trong quá trình tổ chức, thiết lập và hoàn thiện môi trường ở của họ Lẽ đương nhiên khi có nhiều lối sống khác nhau thì sẽ xuất hiện nhiều kiểu nhà ở khác nhau phù hợp gắn liền với chúng, sống cộng đồng - sống cho cá nhân

d Phong tục tập quán truyền thống

Phong tục người dân Việt Nam nói chung cũng như Bình Dương nói riêng, người dân rất coi trọng việc thờ cúng Đối với nhà ở thì không thể thiểu để dành cho việc thờ cúng tổ tiên Vị trí của nó thường là nơi trang trọng nhất trong căn hộ vì việc thờ cúng có ý nghĩa rất thiêng liêng, tôn kính với người Việt Nam chúng ta Vậy thì kiến trúc sư phải có những gợi ý tương đối

về vị trí không gian thờ cúng, góp phần tạo nên giá trị truyền thống, giá trị tâm hồn của người ở Bên cạnh đó, lễ tết, hội hè người Việt cũng rất coi trọng, vì đây là yếu tố tinh thần và giao tiếp

mà mỗi người Việt Nam đều coi trọng Vì vậy khi thiết lập văn phòng cũng cần chú ý tạo ra được những không gian đa năng phù hợp với tuỳ hoàn cảnh, tạo điều kiện thoả mãn cho người

sử dụng

2.3 Yêu cầu chung về vận hành hệ thống và về sử dụng hiệu quả năng lượng của lớp vỏ công trình

2.3 1 Mục đích

Mục này quy định các yêu cầu bắt buộc về vận hành hệ thống và về sử dụng hiệu quả năng

lượng của lớp vỏ công trình, bao gồm: chống bức xạ mặt trời; truyền nhiệt qua tường bao ngoài

và mái; cách nhiệt của tường và mái; bố trí cửa sổ và cửa đi; thông gió tự nhiên và chiếu sáng tự nhiên

Những yêu cầu đó phải đảm bảo:

 Thông thoáng tự nhiên khi các điều kiện khí hậu bên ngoài cho phép;

 Giảm thiểu gió lạnh vào mùa đông;

 Đủ khả năng chiếu sáng tự nhiên dưới các điều kiện cho phép thông thường, đồng thời giảm thiểu bức xạ mặt trời xâm nhập vào bên trong công trình;

 Sự lựa chọn các vật liệu thích hợp làm tăng hiệu suất năng lượng cho công trình

 Chỉ khi những điều kiện trên được áp dụng thì năng lượng tiêu thụ mới đạt hiệu quả và kinh tế

2.3 2 Phạm vi

Mục này áp dụng cho các công trình có điều hoà không khí với tổng công suất đầu vào để làm mát lớn hơn 35 kW Các quy định này cũng có thể được áp dụng cho các công trình không sử dụng điều hoà không khí để cải thiện điều kiện tiện nghi

2.3 3 Áp dụng

Khi thiết kế lớp vỏ công trình cần phải thoả mãn những yêu cầu sau:

a) Phù hợp với các nguyên tắc thiết kế tường bao ngoài và mái công trình (các yêu cầu ở mục 3.2)

b) Phù hợp các yêu cầu về hiệu suất hoạt động của toàn bộ hệ thống cho tường ngoài và mái

 Giá trị truyền nhiệt tổng (OTTV) qua tường ngoài và mái của công trình không được lớn hơn các giá trị liệt kê trong bảng 2.3.2a

Bảng 2.3.2a quy định Giá trị truyền nhiệt tổng (OTTV)

qua tường và mái theo vùng khí hậu

Vùng khí hậu Loại hình công trình OTTV Tường (W/m 2 ) OTTV Mái (W/m 2 )

BV (Bình Dương) Văn phòng cao tầng & Khách sạn 58 24

 Giá trị truyền nhiệt tổng (OTTV) được xác định dựa trên các phương trình:

+ Tính giá trị OTTVw cho toàn bộ tường công trình

Giá trị truyền nhiệt tổng (OTTVw) qua toàn bộ diện tích tường bao che bên ngoài công trình là giá trị trung bình trọng của tất cả các OTTVi của từng tường riêng biệt:

OTTVw = (Ao1 x OTTV1 + Ao2 x OTTV2 +…

+ Aok x OTTVk )/ (Ao1 + Ao2 + + Aok)

Trong đó,

i = 1….k

Aoi = Diện tích tường thứ i tính bằng m2

OTTVi = Giá trị truyền nhiệt của bộ phận tường thứ i

+ Tính OTTVr cho mái

Với mái nhà không có cửa trời, giá trị truyền nhiệt tổng qua mái OTTVr được tính theo công thức:

OTTVr = Giá trị truyền nhiệt tổng qua cho toàn bộ cấu kiện mái, tính bằng W/m2

Ac = Hệ số hấp thụ nhiệt mặt trời của phần mái đặc

Ur = Hệ số truyền nhiệt của cấu kiện mái, bao gồm cả lớp cách nhiệt bên trong và ngoài, tính bằng W/m2.0C

TDeqr = Giá trị chênh lệch nhiệt độ tương đương trong và ngoài nhà, tính bằng 0C, giá trị này bao gồm cả hiệu quả hấp thụ nhiệt bức xạ mặt trời của mái

 Chương trình phần mềm VN-OTTV

c) Ngoài ra công trình phải tuân thủ các yêu cầu bắt buộc sau trong mọi trường hợp:

 Thông gió tự nhiên

+ Các vùng không gian được xem là có thông gió tự nhiên nếu chúng thoả mãn các yêu cầu sau:

1 Các lỗ thông gió, cửa sổ có thể mở được ra bên ngoài với diện tích không nhỏ hơn 5% diện tích sàn Người sử dụng dễ dàng tiếp cận được với các lỗ thoáng này;

2 Phải có các lỗ mở thông gió có thể mở được phía trên trần nhà hoặc trên tường đối diện với nguồn gió từ bên ngoài Các lỗ thông gió đó có tỷ lệ diện tích mở được không nhỏ hơn 5% so với diện tích sàn Người sử dụng có thể tiếp cận dễ dàng các lỗ cửa thông gió này và chúng phải trực tiếp thông ra bên ngoài qua các lỗ mở có diện tích tương đương hoặc lớn hơn;

3 Tổng diện tích các cửa thoát gió không nhỏ hơn tổng diện tích các cửa đón gió;

4 Theo khuyến nghị thì cứ 20 m2 sàn sẽ có một chiếc quạt treo tường hoặc quạt trần

+ Các không gian không được thông gió tự nhiên phải được lắp đặt các hệ thống thông gió nhân tạo để cấp không khí từ bên ngoài tới mỗi không gian qua hệ thống ống dẫn

Ghi chú: Quy định trên không áp dụng trong khu vực không có đủ ánh sáng tự nhiên (ví dụ như cửa sổ bị chắn bởi các kết cấu liền kề, cây cối hay các vật thể tự nhiên khiến cho việc sử dụng hiệu quả ánh sáng tự nhiên là không khả thi)

Hệ thống chiếu sáng có hiệu quả về năng lượng là hệ thống đảm bảo độ rọi, linh hoạt, hiệu quả thị giác, đồng thời giảm thiểu năng lượng sử dụng Bảng 2.3.2b liệt kê các độ rọi và độ chói mà chúng được dùng để chỉ dẫn cho việc thiết kế hệ thống chiếu sáng cho các thể loại công trình và các không gian chức năng khác nhau Bảng 2.3.2b cũng liệt kê các giá trị mật độ công suất chiếu sáng (LPD) tối đa có đơn vị W/m2 và các giá trị tối thiểu của độ rọi trung bình

Bảng 2.3.2b Yêu cầu mật độ năng lượng chiếu sáng, độ rọi và

độ chói khuyến nghị

Loại

hình

công

trình

Không gian chức năng

Mật độ công suất chiếu sáng (LPD) (W/m2)

Văn phòng chung và riêng 12 300 100 200 500 19

 Rò rỉ không khí

Những công trình được thông gió nhân tạo phải tuân theo các yêu cầu về lượng không khí rò

rỉ tối thiểu cho các công trình Xác định cụ thể những yêu cầu tối thiểu về rò rỉ không khí với những công trình được làm mát bằng cơ khí

+Hàn gắn khe hở và chống ăn mòn do thời tiết

Các biện pháp hiệu quả để trám bít khe hở và chống xói mòn do thời tiết sẽ được dùng để hàn gắn tại tất cả các lỗ thông thoáng và nơi bố trí cửa sổ trên các mặt ngoài của công trình Các hệ thống cửa và khớp nối bao gồm các phần sau:

- Xung quanh khung cửa đi và cửa sổ

- Giữa tường và lớp nền móng

- Giữa tường và mái

- Qua các panel tường và phiến ở đỉnh và đáy của các tường ngoài

- Tại các hệ lỗ tiện ích dùng cho các hệ kĩ thuật xuyên qua tường, sàn và mái

- Giữa các panel tường, đặc biệt là ở các góc và những nơi có thay đổi về hướng

- Giữa tường và sàn nơi sàn ăn vào chân tường

- Xung quanh các phần diện tích lỗ thủng của ống khói, lỗ thông hơi hoặc cửa sổ gác xép

+Cửa sổ

Cửa sổ bao quanh các diện tích được điều hoà không khí cần được thiết kế nhằm đáp ứng một trong các tiêu chuẩn sau đây về rò rỉ không khí:

- TCXD 192-1996 Cửa gỗ - cửa đi, cửa sổ Yêu cầu kĩ thuật

- TCXD 237-1999 Cửa kim loại - cửa đi, cửa sổ Yêu cầu kĩ thuật

- ANSI/AAMA 101-1985 Cửa sổ Nhôm chất lượng cao

- ASTM D 4099-83, Cửa sổ bằng Poly Vinyl Chloride (PVC) chất lượng cao

- ANSI/NWMA I.S 2-80 Cửa sổ gỗ (Chỉ cải thiện hiệu năng)

Những nhà sản xuất sẽ cung cấp tài liệu để chứng nhận việc áp dụng tuân theo các tiêu chí này

Với mục đích thông gió tự nhiên, tỷ lệ phần trăm của phần diện tích cửa sổ mở được không nên thấp hơn 20 đến 25% diện tích toàn bộ các cửa sổ

Để làm giảm sự rò rỉ không khí gây ra bởi hiệu ứng ống khói trong các công trình nhiều tầng, phải lưu tâm tới việc sử dụng các tiền sảnh, cửa xoay tại các lối vào và lối ra tầng trệt đầu tiên Những nhà sản xuất cửa đi phải cung cấp tài liệu chứng nhận việc áp dụng phù hợp với các tiêu chí trên

+Cửa trượt

Những loại cửa đi này phải đáp ứng một trong các tiêu chuẩn sau về rò rỉ không khí:

- TCXD 192-1996 Cửa gỗ - cửa đi, cửa sổ Yêu cầu kĩ thuật

- TCXD 237-1999 Cửa kim loại - cửa đi, cửa sổ Yêu cầu kĩ thuật

- ANSI/AAMA 101-1985 Cửa trượt nhôm kính

- ANSI/NWMA I.S.3-83 Cửa trượt bằng gỗ tại các sân trong

+Cửa đẩy hay cửa xoay

Cửa đi kiểu đẩy hay xoay tại các lối vào công trình thương mại sẽ hạn chế không khí rò rỉ với tỷ

lệ không vượt quá 6,35 L/s.m2 trên diện tích cửa khi được kiểm định tại các điều kiện kiểm tra tiêu chuẩn phù hợp với ASTM E283-84

Các loại cửa đi kiểu đẩy tại các công trình nhà ở sẽ giới hạn lượng không khí rò rỉ với tỷ lệ không vượt quá 2,54 L/s.m2 của diện tích cửa khi được kiểm định theo các điều kiện kiểm tra tiêu chuẩn phù hợp với ASTM E283-84

Các yêu cầu trên không áp dụng cho loại Màn gió dùng tại các lối vào có lượng giao thông lớn khi việc áp dụng cửa xoay hay cửa trượt đóng tự động không thích hợp

2.4 Các đặc tính vật lý của vật liệu sử dụng làm tường bao che công trình

2.4 1 Khối lượng riêng của vật liệu

kg/m³

P1: Khối lượng của vật liệu ở trạng thái ẩm (g)

P2: Khối lượng của vật liệu ở trạng thái khô (g)

V1: Thể tích nước chứa trong vật liệu ẩm (cm³)

V2: Thể tích vật liệu ở trạng thái khô (cm³)

Cùng một mẫu vật liệu, quan hệ giữa Wop và Wov như sau:

P2 / P1 = γkhô là khối lượng riêng của vật liệu ở trạng thái khô

P2 - P1 là khối lượng nước chứa trong mẫu vật liệu

= 1000 kg/m³ là khối lượng riêng của nước

Do đó: Wop / Wov = γkhô / γnước = γkhô /1000

Khe rỗng trong vật liệu xây dựng đan chồng chéo với nhau, và xuyên suốt ra hai bề mặt của vật liệu, tiếp xúc, đồng thời cân bằng ẩm với môi trường chung quanh

Nước hoặc hơi nước ngưng tụ, đọng trên bề mặt vật liệu, lực mao dẫn đưa nước thấm vào bên trong vật liệu

Không khí ẩm xuyên qua khe rỗng của vật liệu, gặp nhiệt độ lạnh bên trong sẽ ngưng tụ làm ẩm vật liệu

Lượng ẩm chứa trong kết cấu do quá trình xây lắp để lại, do sản xuất và sinh hoạt, do mưa, v.v Lượng

ẩm này trao đổi với môi trường chung quanh để đạt tới trạng thái cân bằng tự nhiên Trong điều kiện khí hậu nước ta, lượng ẩm cân bằng tự nhiên trong vật liệu khoảng 14 -20%

2.4 4 Độ dẫn nhiệt của vật liệu xây dựng

Độ dẫn nhiệt của vật liệu là khả năng dẫn nhiệt qua chiều dày của vật liệu đó và đặc trưng bằng

hệ số dẫn nhiệt 

Giá trị của  biểu thị lượng nhiệt tính bằng kcal đi qua 1m² bề mặt, xuyên qua chiều dày 1 mét trong thời gian 1 giờ, khi hiệu số nhiệt độ giữa 2 mặt của vật liệu là 1ºC:

Vật liệu xây dựng: = 0,035-3 kcal/m.h.ºC

Vật liệu xây dựng: = 5 - 400 kcal/m.h.ºC

Vật liệu xây dựng: = 0,005- 0,5 kcal/m.h.ºC

Chất lỏng dẫn nhiệt kém nhưng lớn hơn không khí rất nhiều, nước có = 0,5 Vật liệu có < 0,2 thường dùng để cách nhiệt

Vật liệu xây dựng không đồng nhất và liên tục vì ít nhiều có khe rỗng, trong đó lấp đầy không khí hoặc nước, hơi nước với hàm lượng khác nhau, do đó  của cùng một loại vật liệu có giá trị khác nhau, phụ thuộc vào γ, W0 nhiệt độ tºC và thành phần hóa học của vật liệu

  phụ thuộc vào γ

Cùng một loại vật liệu nhưng rỗng nhiều thì P giảm và γ nhẹ, cho nên nói  phụ thuộc vào γ của vật liệu cũng tức là phụ thuộc vào độ rỗng của vật liệu Độ rỗng càng lớn thì  càng bé, dẫn nhiệt càng kém, và ngược lại

Cùng một loại vật liệu, cùng một độ rỗng nhưng kích thước lỗ rỗng càng lớn, không gian đủ rộng để không khí triển khai chuyển động Khi đó, không khí trong lỗ rỗng ngoài dẫn nhiệt còn có đối lưu, tải nhiệt từ mặt nóng sang mặt lạnh

  phụ thuộc W0

Khi bị ẩm, nước sẽ đẩy không khí trong khe rỗng ra ngoài, chiếm một phần hoặc toàn bộ khe rỗng, tùy thuộc vào mức độ ẩm ướt Khi nước lấp đầy khe rỗng thì  của vật liệu tăng lên 20 lần so với lúc không khí lấp đầy khe rỗng

Nếu nước đóng băng thì  tăng lên 80 lần so với lúc chứa không khí, vừa có nước thì  lấy giá trị trung bình giữa nước, không khí và chất rắn

Cho nên khi bị ẩm ướt, tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che càng lớn, vật liệu có thể mất hoàn toàn khả năng cách nhiệt

  phụ thuộc thành phần khoáng hóa của vật liệu

Vật liệu xây dựng cấu tạo dạng vô định hình hoặc dạng tinh thể, giá trị của  khác nhau Thành phần hóa học của vật liệu giống nhau nhưng cấu tạo tinh thể, giá trị của  lớn hơn cấu tạo vô định hình 1 đến 2 lần

  phụ thuộc vào nhiệt độ của vật liệu

Khác với kim loại, vật liệu xây dựng thông thường, nhiệt độ càng tăng, giá trị của  càng lớn Trong khoảng từ 0ºC đến 100ºC, theo O.E Vlacod:

t = 0(1+ρt)

Trong đó:

0: hệ số dẫn nhiệt của vật liệu ở 0ºC

t: hệ số dẫn nhiệt của vật liệu ở tºC

ρ: hệ số tỉ lệ, đối với vật liệu xây dựng thông thường, ρ= 0,0025

2.4 5 Nhiệt dung của vật liệu

Muốn tăng nhiệt độ của vật liệu lên Δt ºC phải cung cấp một lượng nhiệt Q kcal Ngược lại, khi làm nguội nhiệt độ của vật liệu xuống Δt ºC sẽ thu được một lượng nhiệt Q kcal do vật liệu giải phóng ra

Khả năng hấp thu và giữ nhiệt khi bị đốt nóng, khả năng giải phóng nhiệt khi làm nguội gọi là nhiệt dung của vật liệu Đặc trưng nhiệt dung của vật liệu bằng ”Nhiệt dung riêng” (tỷ nhiệt) K Về

giá trị, K biểu thị lượng nhiệt tính bằng kcal cần thiết cung cấp cho một kg hay 1m³ vật liệu để nhiệt độ của nó tăng lên 1ºC:

2.5 Yêu cầu về đặc tính vật liệu vỏ bao che công trình đối với vùng khí hậu Bình Dương

- Đối với khí hậu Bình Dương, việc cách nhiệt và cách ẩm cho công trình cao tầng là chủ yếu

Do đó vật liệu xây dựng sử dụng làm vỏ bao che sử nói chung phải có các đặc tính về cách nhiệt

và cách ẩm

2.5.1 Yêu cầu cách nhiệt

Trước hết chúng ta cần hiểu về khái niệm sự truyền nhiệt

- Sự truyền nhiệt: khi có sự chênh lệch nhiệt độ trong trường nhiệt sẽ xảy ra dưới ba hình thức

hoặc riêng lẻ hoặc đồng thời sau đây:

+ Dẫn nhiệt: xảy ra khi các phần tử vật chất tiếp xúc trực tiếp với nhau

kCal/m².h

 : hệ số dẫn nhiệt của vật liệu, phụ thuộc vào khối lượng riêng

+ Đối lưu nhiệt: sự đối lưu nhiệt diễn ra trong môi trường chất lỏng và chất khí, khi có

sự chênh lệch nhiệt độ

qđ = đ (  -  t ) kCal/m².h

đ: hệ số trao đổi nhiệt bằng đối lưu

+ Bức xạ nhiệt: vật liệu không ngừng bức xạ năng lượng bằng sóng điện từ vào không khí

qb = C ( T / 100 )4 kCal/m².h

T : Nhiệt độ bề mặt của vật liệu

C : Hệ số bức xạ nhiệt

Trong bài toán truyền nhiệt, chúng ta xét đến 2 trường hợp: truyền nhiệt trong trường nhiệt độ

ổn định (truyền nhiệt mùa đông) và truyền nhiệt trong trường nhiệt độ dao động (truyền nhiệt mùa nóng) Đối với khí hậu Bình Dương chúng ta xét đến truyền nhiệt trong trường nhiệt độ dao động

Trường nhiệt độ thực tế tác động lên vỏ bao che công trình là trường nhiệt độ dao động và dao động có tính chu kỳ Dưới tác dụng của bức xạ mặt trời, chu kỳ dao động là một ngày đêm

24 giờ Nếu trong nhà có điều hòa nhiệt độ thì chu kỳ dao động nhiệt độ trong phòng còn phụ thuộc vào chế độ làm việc của thiết bị

Trong 1 chu kỳ dao động, kiến trúc quan tâm 3 giá trị: giá trị trung bình, 2 cực trị (cực tiểu, cực đại), biên độ dao động quanh giá trị trung bình Kiến trúc thừa nhận nhiệt độ dao động điều hòa, tức là trong mỗi mùa thời tiết, dao động nhiệt độ ngoài nhà ngày nào cũng giống ngày nào Nhiệt độ ngoài nhà dao động, dòng nhiệt xuyên qua kết cấu dao động, nhiệt độ mặt trong kết cấu bao che dao động theo, tạo nên sự mất ổn định nhiệt trong phòng, cơ thể người phải tự điều chỉnh thường xuyên để thích nghi, nên cảm thấy rất mệt mỏi Kết quả của các nghiên cứu cho biết, đối với phòng ở biên độ dao động nhiệt độ không khí trong phòng At = 1,5 - 2ºC mới đảm bảo tiện nghi nhiệt

Đối với vỏ bao che, chúng ta xét đến nhiệt trở (R0 yc), quán tính nhiệt và tính ổn định nhiệt

của vật liệu vỏ bao che

2.5.1.1 Nhiệt trở yêu cầu đối với kết cấu vỏ bao che

Quá trình truyền nhiệt giữa 2 môi trường trong và ngoài nhà qua kết cấu bao che đòi hỏi kết cấu bao che phải có đủ một nhiệt trở nhất định, gọi là nhiệt trở yêu cầu, đảm bảo cách nhiệt để chống nóng, tạo môi trường tiện nghi trong phòng

Tổng nhiệt trở (R0) của kết cấu ngăn che, tính bằng (m².h.ºC)/kcal xác định theo biểu thức (1), ứng với các thông số khí hậu mùa nóng, không được nhỏ hơn nhiệt trở yêu cầu (R0 yc) xác định theo biểu thức (10)

Tính nhiệt trở của kết cấu bao che

Tổng nhiệt trở của kết cấu ngăn che nhiều lớp R 0 ,tính bằng (m².h.ºC)/kcal, xác định theo công thức:

R0 =Rt + Rkc + Rn (m².h.ºC)/kcal (1) Trong đó:

Rt = 1/ αt : Nhiệt trở mặt trong kết cấu ngăn che, tính bằng (m².h ºC)/kcal;

Rn = 1/ αn : Nhiệt trở mặt ngoài kết cấu ngăn che, tính bằng (m².h ºC)/kcal;

)( 



n t d

αt; αn: Hệ số trao đổi nhiệt mặt trong và mặt ngoài kết cấu ngăn che, xác định ở bảng 2.5.1.1

Rkc : Nhiệt trở của các lớp kết cấu ngăn che đồng nhất hoặc không đồng nhất (m².h ºC)/kcal

Bảng 2.5.1.1 Hệ số trao đổi nhiệt mặt trong (αt) và mặt ngoài (αn) kết cấu ngăn che

1 Đối với phòng đóng kín cửa

a Mặt trong tường, sàn, trần phẳng hoặc có sườn

(gờ) lồi khi tỉ lệ chiều cao của sườn (h) trên khoảng

cách (a) giữa các sườn :

= nhá h¬n hoÆc b»ng 0,3

b Như trên, với lớn hơn 0,3

c Đối với trần có sườn ô cờ, khi lớn hơn 0,3

(trong đó: a - cạnh ngắn của ô cờ)

2 Đối với phòng mở cửa thông thoáng

Trong đó: Vt: Tốc độ chuyển động của không khí

trong phòng tính bằng m/s

7,5

6,5 6,0 4,3 + 3,3.Vt0,8

1 Tường và cửa chiếu sáng thẳng đứng

(TCVN 4605 : 1988) Trong đó:

V n - Vận tốc gió ngoài nhà dùng cho tính toán, lấy theo TCVN 4088- 85; mùa mưa:là vận tốc lớn nhất tháng lạnh nhất; mùa nóng: là vận tốc nhỏ nhất tháng nóng nhất

 Nhiệt trở của các lớp kết cấu ngăn che đồng nhất (Rkc): xác định theo công thức

Rkc = R1+ R2 + Rkk + + Ri (2) Trong đó:

Rl, R2, Ri : Nhiệt trở của các lớp kết cấu ngăn che riêng biệt, tính bằng (m².h ºC)/kcal, xác định theo công thức (3)

Rkk : Nhiệt trở của lớp không khí kín trong kết cấu ngăn che tính bằng (m².h ºC)/kcal, xác định theo bảng dưới

Chiều dày của lớp

không khí kín mm

Nhiệt trở của lớp không khí kín, R kk

Đối với lớp không khí nằm ngang khi dòng nhiệt từ dưới lên trên và đối với lớp không khí thẳng đứng

Đối với không khí nằm ngang khi dòng nhiệt từ trên đi xuống

Khi nhiệt độ của không khí trong lớp khí là

0,17 0,18 0,19 0,20 0,21 0,21 0,22

0,16 0,18 0,19 0,20 0,21 0,22 0,22

0,18 0,22 0,24 0,26 0,27 0,28 0,28

(TCVN 4605 : 1988) Chú thích:

1 Giá trị R kk ghi trong bảng 1 tương ứng với mức chênh lệch nhiệt độ trên hai mặt các lớp không khí là Δτ = 10ºC Khi Δr nhỏ hơn 10ºC thì trị số ghi trong bảng 1 cần nhân với các hệ số hiệu chỉnh sau :

- Khi mức chênh lệch nhiệt độ 8ºC thì hệ số hiệu chỉnh là 1,05

λ: hệ số dẫn nhiệt,tính bằng kcal/(m².h.ºC) (xem phụ lục 1)

 Nhiệt trở của các lớp kết cấu ngăn che không đồng nhất (ví dụ: tường xăy bằng gạch có lỗ

rỗng ở giữa được lấp bằng vật liệu cách nhiệt, tường bằng panen kiểu cũ chữ U hay kiểu ô cờ được lấp bằng bê tông xỉ bọt ) cần xác định theo các bước sau:

a Khi kết cấu ngăn che được cắt bởi các mặt song song với phương dòng nhiệt thì nhiệt trở của

nó (kí hiệu là R//), tính bằng (m².h ºC)/kcal, xác định theo công thức sau:

R// = Fehler! (4)

Trong đó:

Rl, R2, .Rn : Nhiệt trở của các phần kết cấu l, 2, .n do các mặt vỏ cứng cách nhiệt chia ra, xác định theo công thức (3)

Fl, F2, Fn: Diện tích các phần kết cấu riêng biệt tính bằng m²

b Khi kết cấu ngăn che được cắt bởi các mặt thẳng góc với phương dòng nhiệt thì nhiệt trở của

nó (kí hiệu là R┴ ) được xác định như sau:

Đối với lớp đồng chất tính theo biểu thức (3) , không đồng chất tính theo biểu thức (4) Và nhiệt trở R┴ của toàn bộ kết cấu được xác định bằng tổng nhiệt trở của các lớp riêng biệt

R┴ = R1+ R2 + + Rn (5) Trong đó: R1, R2, Rn: Nhiệt trở của các lớp riêng biệt, tính bằng (m².h ºC)/kcal

c Khi R// lớn hơn R┴ 25% thì nhiệt trở của các lớp kết cấu ngăn che tính theo biểu thức sau:

RKC = Fehler! (6)

Trong đó:

RKC : Nhiệt trở của kết cấu ngăn che nhiều lớp không đồng nhất, tính bằng (m².h ºC)/kcal

d Khi R// lớn hơn R┴ quá 25% thì nhiệt trở của các lớp kết cắu ngăn che không đồng nhất được xác định trên cơ sở tính toán trường nhiệt độ như sau:

αt, αn : Xác định bằng bảng 2.5.1.1

tt , tn : Nhiệt độ không khí bên trong và bên ngoài kết cấu ngăn che

Tổng nhiệt trở của kết cấu ngăn che có thể được xác định theo công thức:

tt : Nhiệt độ trung bình của không khí trong nhà về mùa hè lấy theo yêu cầu công nghệ của nhà

và công trình có chức năng tương ứng

[Δt] : Trị số cho phép của chênh lệch nhiệt độ phòng và nhiệt độ không khí trong phòng tạm thời lấy [Δt] bằng 1,50C

Rt = 1/αt : Nhiệt trở mặt trong kết cấu ngăn che tính bằng (m2.h.0C)/kcal

φ: Hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời của mặt ngoài kết cấu ngăn che xác định từ phụ lục 2

Itb : Trị số trung bình của tổng xạ mặt trời chiếu lên bề mặt kết cấu tính bằng kcal (m2.h) lấy theo số liệu mục 2.1.1

tn.tb : Trị số trung bình của nhiệt độ không khí ngoài nhà mùa hè dùng cho tính toán được quy định trong TCVN 5687: 1992 "thông gió - điều tiết không khí - sưởi ấm" và theo TCVN 4088-

85 "số liệu khí hậu dùng trong thiết kế xây dựng

2.5.1.2 Quán tính nhiệt và độ ổn định nhiệt của kết cấu

2.5.1.2.1 Quán tính nhi ệt D: Chỉ mức độ tăng giảm nhanh hay chậm của dao động nhiệt độ

bên trong kết cấu bao che khi chịu tác động của dòng nhiệt dao động

Chỉ số nhiệt quán tính nhiệt (D) của kết cấu ngăn che được xác định theo công thức:

D = R1.S1 + R2S2 + + RnSn = =  RS Trong đó:

Rl, R2, ,Rn : Nhiệt trở của các lớp kết cấu ngăn che xác định theo công thức (3)

S1, S2, ,Sn : Hệ số ổn định nhiệt của vật liệu các lớp kết cấu ngăn che với chu kỳ 24 giờ xác định theo phụ lục 1 được tính bằng kcal/(m2.h.0C)

Trị số D càng lớn, dao động nhiệt độ suy giảm càng nhanh, độ ổn định nhiệt của kết cấu bao che càng tốt

2.5.1.2.2 Tính ổn định nhiệt: chỉ mức độ dao động nhiệt độ trên bề mặt kết cấu dưới tác dụng

của dòng nhiệt dao động

Ở đây chúng ta quan tâm đến hệ số tắt dần dao động Dao động nhiệt độ cũng là dao động của

dòng nhiệt, thấm sâu vào nội bộ kết cấu Nếu chiều dày của kết cấu đủ lớn, dao động sẽ tắt dần hoàn toàn trong kết cấu

Hệ số tắt dần dao động nhiệt độ của kết cấu ngăn che (v0) không được nhỏ hơn hệ số tắt dần dao động nhiệt độ yêu cầu (v0yc)

Hệ số bắt đầu dao động nhiệt độ của kết cấu ngăn che (v0) được xác định theo công thức (12), (13), (14):

a Khi D lớn hơn hoặc bằng 1,5:

vk: Hệ số hiệu chỉnh kể đến ảnh hưởng của tầng không khí kín làm tăng hệ số tắt dần dao động nhiệt của kết cấu được xác định theo công thức sau:

vk = 1 +0,5Rkk Fehler! (15)

Rkk : Nhiệt trở của lớp không khí kín

v0: Hệ số hiệu chỉnh kể đến ảnh hưởng của thứ tự các lớp kết cấu:

R0 : Xác định như công thức (l)

ttg.tb , tt, Rt : Xác định như trong công thức (10)

τtcph : Nhiệt độ bề mặt trong cho phép của kết cấu ngăn che xác định như sau:

φng.x : khoảng cách giữa bề mặt cơ thể con người và bề mặt kết cấu cần xét, đối với tường = 0,8

Atn : Biên độ dao động nhiệt độ của không khí ngoài nhà, được tính bằng 0C;

tn.tb : Xác định như trong công thức (11)

tn,max : Trị số max của nhiệt độ không khí ngoài nhà xác định theo TCVN 4088 - 85 "số liệu khí hậu dùng trong thiết kế xây dựng"

A1: Biên độ dao động của bức xạ mặt trời chiếu lên bề mặt kết cấu, kcal/(m2.h)

Imax, Itb : Trị số max và trị số trung bình của tổng xạ mặt trời chiếu lên bề mặt kết cấu, kcal/(m2.h), lấy theo số liệu mục 2.1.1

2.5.2 Yêu cầu cách ẩm

2.5.2.1 Trạng thái ẩm của kết cấu bao che

Trạng thái ẩm và trạng thái nhiệt của kết cấu liên quan trực tiếp với nhau

Khi bị ẩm ướt, nước lấp đầy lỗ rỗng, phá vỡ chế độ nhiệt, làm suy giảm hoặc mất hoàn toàn tính năng cách nhiệt của kết cấu

Về mặt môi trường, kết cấu ẩm ướt sẽ trở nên hoen ố, rêu mốc, vi khuẩn sinh trưởng, kết cấu mau hư hỏng, mục nát, môi sinh trở nên xấu đi

Kết cấu ẩm ướt là do những nguyên nhân sau đây:

+ Độ ẩm ban đầu của vật liệu mang vào kết cấu

+ Nước thấm vào kết cấu trong quá trình thi công (lượng nước do thi công để lại trong kết cấu tùy thuộc vào cấu tạo và phương pháp thi công, thi công bằng phương pháp khô hoặc thi công cấu tạo lắp ghép thì lượng nước để lại trong kết cấu sẽ ít hơn.)

+ Do tác dụng mao dẫn, nước từ trong nền đất thấm vào kết cấu Thường sử dụng lớp cách ẩm

để khắc phục hiện tượng này

+ Do mưa thấm ướt kết cấu

+ Do quá trình sử dụng và quản lý thấm ướt kết cấu

+ Do tác dụng hút ẩm của vật liệu, cân bằng ẩm giữa môi trường và kết cấu

+ Do hơi nước trong không khí ngưng tụ trên bề mặt và trong nội bộ kết cấu ( hiện tượng này phụ thuộc chế độ nhiệt, chế độ ẩm của kết cấu, phụ thuộc vào độ ẩm của không khí trong và ngoài nhà

Khi nhiệt độ không khí nhỏ hơn nhiệt độ điểm sương ts , hơi nước trong không khí ngưng tụ thành nước hoặc ở dạng sương hoặc nước giọt tùy thuộc độ giảm nhiệt độ

Kết cấu ẩm ướt do ngưng tụ hơi nước có 2 trường hợp:

- Ngưng tụ trên bề mặt (do không khí ẩm có nhiệt độ cao tiếp xúc với bề mặt lạnh, nhiệt độ t0C

< ts )

- Ngưng tụ trong nội bộ ( do hơi ẩm xuyên qua kết cấu gặp vùng lạnh, có t0C < ts )

2.5.2.2 Ngưng tụ hơi nước trên bề mặt kết cấu bao che

Khi nhiệt độ mặt trong τt < ts thì hơi nước ngưng tụ trên mặt trong kết cấu

Do đó trong trường nhiệt độ dao động chúng ta phải làm sao để giá trị τt min > ts , vì nếu τt min ≤ tsthì sẽ có hiện tượng đọng sương theo chu kỳ

Từ biểu thức:

τt = tt - Fehler!Rt

Trong đó:

R0: tổng nhiệt trở kết cấu bao che xác định theo công thức (1)

Rt : Nhiệt trở mặt trong kết cấu bao che

Từ đó để tăng giá trị τt min có thể tăng R0 của kết cấu, đồng thời giảm Rt Giảm Rt bằng cách tăng tốc độ gió xuyên phòng

Lượng nước ngưng tụ trên bề mặt, tính gần đúng bằng:

Lt = αn (ft - fmax) g/m2h

αn = 5 + 0,05 (tt - τt) m/h

Trong đó:

αn: hệ số truyền ẩm từ không khí trong phòng đến mặt trong kết cấu bao che

ft: độ ẩm tuyệt đối của không khí trong phòng, g/m3

fmax: độ ẩm tuyệt đối cực đại của không khí trong phòng ở nhiệt độ bằng nhiệt độ τt min , g/m3 Lượng nước Lt , khi khối lượng đủ lớn vượt quá lực bám dính hoặc lực ma sát với bề mặt kết cấu sẽ nhỏ giọt

2.5.2.3 Ngưng tụ nội bộ

2.5.2.3.1 Tính thẩm thấu hơi nước của kết cấu bao che

Khi có chênh lệch nhiệt độ và áp suất riêng của hơi nước của môi trường ở 2 phía của kết cấu sẽ xuất hiện quá trình di chuyển hơi nước (khuyết tán ẩm) qua kết cấu phân cách, hiện tượng này gọi là sự thẩm thấu hơi nước qua kết cấu

Trong điều kiện ổn định, lượng hơi nước xuyên qua kết cấu bằng:

L = (et - eng)Fehler! g/m2.h

Trong đó:

H = Fehler!: gọi là ẩm trở của kết cấu, mmHg.m2.h/g

et, eng : áp suất riêng của hơi nước trong và ngoài nhà, mmHg

δ : chiều dày của kết cấu, m

μ : hệ số thẩm thấu hơi nước của vật liệu, g/m.h.mmHg

Tính ẩm trở H tương tự như tính nhiệt trở R

Phân bố áp suất riêng e của hơi nước trong nội bộ kết cấu tương tự như phân bố nhiệt độ trong nội bộ kết cấu

en = et - Fehler!(Ht + Hi)

Tổng trở lực thẩm thấu hơi ẩm của kết cấu H0:

H0 = Ht + H1 + H2 + + Hn + Hng

Hệ số thẩm thấu hơi ẩm μ, tương tự như hệ số dẫn nhiệt λ, biểu thị lượng hơi nước thẩm thấu qua 1m2 bề mặt của vật liệu, xuyên suốt chiều dày 1m, trong thời gian 1h, khi áp suất riêng e cảu hơi nước ở 2 phía kết cấu chênh nhau 1mmHg

Thông thường: Ht = 0,2

Hng = 0,2 khi không có gió; = 0,1 khi có gió

2.5.2.3.2 Ngưng tụ hơi nước trong nội bộ kết cấu

Sử dụng phương pháp Fokin để tính khả năng ngưng tụ hơi nước trong nội bộ kết cấu:

- Thiết lập đường cong phân bố nhiệt τ và áp suất riêng e của hơi nước trong nội bộ kết cấu

- Xác định theo bảng dưới, giá trị E tương ứng với nhiệt độ τ trong nội bộ kết cấu

Không có ngưng tụ nội bộ

- Nếu 2 đường cong E và e không gặp nhau, có nghĩa là trong nội bộ kết cấu, e < E, do đó không có ngưng tụ hơi nước

- Nếu 2 đường cong e và E gặp nhau thì có ngưng tụ hơi nước, trong vùng gặp nhau e = E Khi có ngưng tụ hơi nước trong nội bộ kết cấu, cần phải xác định: vùng ngưng tụ, lượng nước ngưng tụ

11,38 12,14 12,95 13,81 14,72 15,67 16,69 17,75 18,88 20,07

11,53 12,30 13,12 13,99 14,90 15,87 16,89 17,97 19,11 20,32

11,68 12,46 13,29 14,17 15,09 16,07 17,11 18,20 19,35 20,57

11,83 12,62 13,46 14,35 15,28 16,27 17,32 18,42 19,59 20,82

21,32 22,95 24,04 25,51 27,06 28,68 30,39 32,19 34,08 36,37 38,16 40,34 42,64 45,05 47,58 50,23 53,01 55,91 58,96

21,58 22,92 24,33 25,81 27,37 29,02 30,75 32,59 34,47 36,91 38,58 40,80 43,12 45,55 48,10 50,77 53,58 56,51 59,59

21,85 23,20 24,62 26,12 27,70 29,35 31,10 32,93 34,86 37,03 39,02 41,25 43,60 46,05 48,63 51,32 54,16 57,11 60,22

22,11 23,48 24,91 26,46 28,02 29,70 31,46 33,31 35,26 37,34 39,46 41,71 44,08 46,56 49,16 51,90 54,74 57,72 60,86

a.Vùng ngưng tụ

-Kết cấu đồng nhất:

Khi có ngưng tụ hơi nước trong nội bộ kết cấu thì đường cong e thực tế khác với đường cong e

đã tính Trong vùng ngưng tụ đồ thị e trùng với E Ngoài vùng ngưng tụ, đường e giữ nguyên dạng như tính toán

Theo nguyên lý, độ ẩm φ biến thiên liên tục trong nội bộ kết cấu đồng nhất Do đó, từ 2 điểm et

eng vẽ 2 đường tiếp tuyến với cong E, sẽ có tiếp điểm 1 và 2 Vùng giới nội giữa 2 tiếp điểm 1

và 2 là vùng ngưng tụ Đường cong e thực tế là đường et , 1, 2 và eng

-Kết cấu nhiều lớp không đồng nhất:

+Tính τ phân bố trong nội bộ kết cấu

+Đồng nhất hóa kết cấu theo nhiệt độ Δt = (τi - τi+1) thuận theo dòng nhiệt Khi đó đồ thị nhiệt

độ τ trong nội bộ kết cấu là một đường thẳng

+Trên mặt cắt đã đồng nhất hóa theo nhiệt độ, vẽ đồ thị e, E Đồ thị E là 1 đường cong trơn tru,

vì E = f(τ) Còn e là đường gấp khúc

Để xác định vùng ngưng tụ, phải đồng nhất hóa kết cấu theo ẩm trở H

Bằng phương pháp tiêu điểm để đồng nhất hóa kết cấu theo ẩm trở H Phương pháp tiêu điểm như sau:

+Chọn trở lực thẩm thấu của lớp kết cấu nào đó dự đoán có khả năng ngưng tụ hơi nước làm chuẩn, kéo dài đồ thị e của lớp này về 2 phía, tới gặp 2 đoạn thẳng kéo dài theo phương nằm ngang từ et và eng , ta có 2 điểm ϕt và ϕng - gọi là 2 tiêu điểm

Tiêu điểm ϕt và ϕng cũng chính là mặt trong và mặt ngoài của 2 lớp kết cấu ở 2 phía của lớp chuẩn đã đồng nhất ẩm trở H

Từ ϕt và ϕng vẽ 2 tiếp tuyến vơi đường cong E, sẽ có 2 tiếp điểm 1 và 2 giới hạn vùng ngưng tụ

Từ 2 tiếp điểm 1, 2 dóng ra trục nhiệt độ, xác định được nhiệt độ vùng ngưng tụ

Trở lực thẩm thấu hơi nước ΔHn của lớp kết cấu có ngưng tụ hơi nước và độ giảm nhiệt độ Δtncủa chính lớp đó có quan hệ như sau:

τϕt , τϕng : nhiệt độ tại mặt τϕt và τϕng

τnt , τn.ng : nhiệt độ mặt trong và mặt ngoài của lớp có ngưng tụ hơi nước

δn , μn : chiều dài (m) và hệ số thẩm thấu hơi nước của lớp có ngưng tụ hơi nước

, : tổng trở lực thẩm thấu hơi nước bên trái và bên phải của lớp có ngưng tụ hơi nước

b Lượng nước ngưng tụ

Nếu lượng nước ngưng tụ lớn hơn lượng nước bay hơi thì kết cấu ẩm ướt Cho nên một mặt cần biết lượng nước ngưng tụ, mặt khác phải xác định tốc độ, thời gian bay hơi, thời gian cân bằng giữa lượng nước ngưng tụ và lượng ẩm bay hơi, từ đó chọn giải pháp thỏa đáng chống sự

ẩm ướt của kết cấu

Lượng nước ngưng tụ L0 trong vùng ngưng tụ bằng;

L0 = L1 - L2 g/m2.h Trong đó

L1 : lượng nước đi vào vùng ngưng tụ:

L1 = Fehler! g/m2.h

L2: lượng nước đi ra vùng ngưng tụ, bằng bay hơi:

L2 = Fehler! g/m2.h

Áp suất riền của hơi nước ở 2 phía trái phải của vùng ngưng tụ etrái , ephải cũng chính là Etrái ,

Ephải, vì trong vùng ngưng tụ:

∑Htrái,∑Hphảilà tổng ẩm trở của các lớp kết cấu bên trái và bên phải của vùng ngưng tụ (xem hình dưới)

Muốn dự đoán lượng hơi nước bay hơi từ trong kết cấu ra ngoài, trước tiên, căn cứ vào nhiệt

độ, độ ẩm trong và ngoài nhà, xác định áp suất riêng et và eng của hơi nước trên 2 bề mặt trong, ngoài của kết cấu, đồng thời xác định nhiệt độ trung bình τtb và áp suất riêng bão hòa E của vùng ngưng tụ Có thể có 2 trường hợp:

+ et > E > eng, khi đó lượng hơi nước bay hơi từ trong kết cấu ra ngoài bằng:

Lb = L2 - L1 + et < E < eng, lượng hơi nước bay hơi từ trong kết cấu ra ngoài bằng:

Lb = L1 + L2

Ở đây có 2 lưu ý:

a) Nhiệt độ trung bình τtb của vùng ngưng tụ:

Trong mùa nóng, nhiệt độ không khí trong và ngoài nhà đều tăng, nhưng vị trí vùng ngưng tụ trong kết cấu thừa nhận là không di đổi Thực tế, vùng ngưng tụ di đổi theo sự thay đổi của nhiệt độ và độ ẩm của không khí trong và ngoài nhà

b) Phương pháp tính trạng thái ẩm ướt của kết cấu trên đây là theo điều kiện ổn định, chỉ cho kết quả gần đúng Vì rằng trong quá trình khuếch tán hơi ẩm của kết cấu, tốc độ rất chậm so với

sự hình thành dòng nhiệt truyền qua kết cấu trên phương ngược dòng (Do áp suất riêng eh tăng thì áp suất của phần khô ek giảm, hình thành 2 dòng ngược chiều, cản trở nhau khi xuyên qua kết cấu) Phương pháp tính toán bỏ qua trở lực này Do đó, những kết cấu đặc, dày, kết quả tính toán có ngưng tụ hơi nước nhưng thực tế không có

Muốn có kết quả chính xác phải tính theo điều kiện không ổn định

Tính theo điều kiện ổn định tương đối đơn giản, đồng thời có thể giải quyết có tính chất định tính 2 vấn đề thực tế sau đây:

+ Có hay không có ngưng tụ hơi nước trong nội bộ kết cấu? Nếu tính toán không có thì hoàn toàn có thể khẳng định không có hiện tượng ngưng tụ hơi nước trong nội bộ kết cấu

+ Xác định trạng thái cân bằng ẩm của kết cấu theo tháng hoặc theo mùa, làm cơ sở để đánh giá mức độ ẩm ướt, khô ráo của kết cấu, có hiện tượng tích ẩm làm hư hỏng kết cấu, làm xấu môi sinh hay không

2.5.2.3.3 Biện pháp chống ngưng tụ hơi nước trong nội bộ kết cấu

- Tăng cường thông gió trong phòng

- Cấu tạo đúng thứ tự các lớp kết cấu

Trong điều kiện khí hậu Bình Dương, hai yếu tố nhiệt và ẩm nổi trội trên mọi yếu tố khí hậu khác trong tác động đối với môi sinh và bệnh lý công trình Khí hậu Bình Dương, một năm có 2 mùa thời tiết tương phản nhau, một mùa mưa ẩm và một mùa khô, nóng Do đó yêu cầu chống

ẩm cho mặt ngoài rất cao Chống thấm tốt thì dẫn nhiệt tốt, cách nhiệt kém Trát đá rửa màu sáng trên mặt ngoài kết cấu bao che đã chứng tỏ có nhiều ưu điểm về mặt chống thấm, tản nhiệt nhanh, phản xạ bức xạ mặt trời tốt

Như vậy, yêu cầu khuếch tán ẩm, cân bằng nhanh với môi trường tự nhiên phải dựa vào xử lý mặt trong Do đó tổ chức thông gió xuyên phòng luôn luôn được coi trọng trong thiết kế kiến trúc Gió là yếu tố cơ bản mang ẩm ra ngoài giữ cho kết cấu và môi trường khô ráo

2.6 Kh ảo sát đánh giá thực trạng xây dựng cao ốc văn phòng ở Bình Dương

2.6 1.Hiện trạng tổng thể