Bài giảng Đánh giá môi trường của công trình: Chương 3 - Nguyễn Khánh Hoàng

Bài giảng Đánh giá môi trường của công trình: Chương 3 Năng lượng: Công trình, cung cấp cho người học những kiến thức như: Thể tích- volume compactness; Vật liệu cách nhiệt của lớp che phủ; Năng lượng mặt trời của công trình. Mời các bạn cùng tham khảo!

Trang 1

ENVT0867-2 Environmental performance of buildings

Prof Jean-Marie HAUGLUSTAINE,PhD, MScEng

Nguyen Khanh Hoang (Biên dịch)

Faculty of Sciences – Department of

Sciences and Management of Environment

3 Năng lượng: Công trình

ENVT0867 - Environmental performance of buildings – 3 Energy: Building 2

Hô Chi Minh City - 21/08/10

3 Năng lượng: Xây dựng

 3.1 Thể tích- volume compactness

 3.2 Vật liệu cách nhiệt của lớp che phủ

 3.3 Năng lượng mặt trời của công trình

Thể tích – VC (volume compactness)

3.1.1Mục tiêu

 Cùng 1 thể tích:

 Nếu bề mặt bao phủ càng lớn thì tổn thất nhiệt càng cao

(tính chất cách nhiệt tương đương)

 Chỉ số volume compactness (VC)

 Tỉ lệ giữa thể tích và tổng tổn thất nhiệt qua bề mặt

 Chỉ số VC đạt giá trị lớn trong trường hợp:

 Hình dạng đơn giản

 Tường liên kế (nhà phố liên kế)

 Công trình với kích thước rất lớn

Trang 2

Volumetry - volume compactness

 Giảm năng lượng nhiệt cần thiết

 Giảm vật liệu sử dụng trong quá trình che phủ công trình

 Cần 1 diện tích nhỏ để đáp ứng nhu cầu của công trình

 Hệ quả sẽ có nhiều khoảng trống để tăng khả năng thấm nước

nước mưa và tầng nước ngầm được bổ sung

Volumetry - volume compactness

 Tăng sự tiện nghi của cư dân

 Hạn chế chiếu sáng nhân tạo, giảm nguy cơ quá nhiệt

 Lợi ích của thoáng khí tự nhiên:

 Làm mát tự nhiên công trình  Hạn chế lắp đặt các thiết bị làm

mát

Trang 3

3.1.1 Mục tiêu

 Tuy trường hợp cụ thể có thể lựa chọn

 Tỉ số VC cao để giảm tổn thất nhiệt

 Tỉ số VC nhỏ để khai thác các lợi ích về chiếu sáng và thông

gió tự nhiên

 Lựa chọn phụ thuộc vào các yếu tố:

 Thực địa, các điều kiện tại nơi đặt công trình

 Vị trí và diện tích mảnh đất đặt công trình

 Quy hoạch chung của chính quyền địa phương

3.2 Cách nhiệt của lớp che phủ

 3.2.1 Mục tiêu

 3.2.2 Vị trí của lớp cách nhiệt trong tường

 3.2.3 Các dạng vật liệu cách nhiệt

 3.2.4 Cách nhiệt Tường- Tường

 3.2.5 Cách nhiệt Tường- Mái

Cách nhiệt của lớp che phủ

3.2.1 Mục tiêu

 Đạt thành công của công trình xét về mặt năng lượng

 Phát huy tác dụng của các thiết bị trong công trình (điều

hòa, làm mát, sưởi )

 Việc quan tâm chính là vật liệu và kỹ thuật lắp đặt vật liệu

cách nhiệt

 Cách nhiệt tốt và đạt hiệu quả cao là một tiêu chí

đánh giá vòng đời sản phẩm ngày nay

Trang 4

3.2.2 Vị trí của lớp cách nhiệt trong tường

 Không ảnh hưởng đến khả năng cách nhiệt và cấu

trúc của các bức tường

 Phát huy tối đa tác dụng cách nhiệt trong các trường

hợp liên quan

 Quán tính nhiệt

 Hiệu quả nhiệt của các bề mặt bên trong và bên ngoài tường

 Hiện tượng cầu nhiệt

3.2.2 Vị trí của lớp cách nhiệt trong tường

 Có 4 giải pháp có thể áp dụng:

 Cách nhiệt phía ngoài

 Cách nhiệt giữa 2 lớp tường

 Cách nhiệt phía trong

 Cách nhiệt hỗn hợp tùy thuộc các loại tường khác nhau

 Ưu và khuyết điểm của các giải pháp

Cách nhiệt cuả lớp che phủ

3.2.3 Các dạng vật liệu cách nhiệt

 Tính chất cách nhiệt của tường

 Phụ thuộc vào độ dày và tính chất cách nhiệt của vật liệu

Trang 5

3.2.3 Các loại vật liệu cách nhiệt chính

 3.2.3.1 Bọt tổng hợp

 3.2.3.3 Nguồn gốc thực vật

 3.2.3.4 Nguồn gốc động vật

khả năng cách nhiệt cao

 Đề kháng nhiệt thấp và kém bền với tia

cực tím

 PIRkháng nhiệt khá hơn nhưng tính chất

cơ học thấp hơn PUR

3.2.3 Các dạng vật liệu cách nhiệt: Bọt tổng hợp

 PE biến tính

 Không bền ở t° > 70°C

 Chống cháy kém

Trang 6

 Khả năng cách nhiệt cao

 Bất lợi là khả năng bốc hơi

cao (nguy cơ phát thải

 Mật độ và diện tích tùy theo yêu cầu

 Hơi nước có thể qua nhưng không

Trang 7

3.2.3 Các dạng vật liệu cách nhiệt

 Bông thủy tinh GW

 Sợi thủy tinh dạng tấm

 Tính chất tương tự bông đá

 Khả năng đàn hồi kém nên

không dùng để lót sàn

Trang 8

3.2.3 Các dạng vật liệu cách nhiệt: Nguồn gốc thực vật

 Bông gỗ

 Sản phẩm từ giấy vụn

 Dạng tấm

 Bổ sung chất chông cháy để

tăng khả năng chịu nhiệt

(Muối)

Trang 9

3.2.4 Cách nhiệt Tường- Tường

 Tường công trình bao gồm toàn bộ phần che phủ của

công trình và các vùng khác

 Mỗi vùng có một chức năng khác nhau nên tường

cũng sẽ có cấu trúc khác nhau

 Cấu trúc của tường mặt ngoài (tiếp xúc với môi

trường bên ngoài) đều chia làm 5 vùng:

 1 = Vùng tường da bên ngoài

 2 = Vùng cách nhiệt

 3 = Vùng cấu trúc

 4 = Vùng thiết bị

 5 = Vùng kết thúc

Cách nhiệt lớp che phủ

 Vùng 1: Vùng tường da bên ngoài

 Là phần nhìn thấy từ phía bên ngoài

 Khả năng thấm và hấp thụ nước sẽ ảnh hưởng rất lớn đến

lớp cách nhiệt

 Vùng này có ảnh hưởng rất lớn đến thẩm mỹ của công trình

 Vùng 2: Lớp cách nhiệt

 Lớp cách nhiệt có nhiệm vụ bảo vệ môi trường bên trong

 Khả năng thẩm thấu nước sẽ phụ thuộc vào tính chất của

môi trường bên trong

 Vùng 3: Cấu trúc của công trình

 Phụ thuộc vào kiến trúc và tính chất của công trình

 Vùng 3 thiết kế sao cho chịu được tải trọng của mái, sàn và

bảo đảm sự ổn định của công trình

 Vùng 3 cũng giúp ổn định phần trang trí bên ngoài (ốp đá)

Trang 10

 Tường ngoài mặt tiền: Dựa vào hình dạng và tính

chất ẩm chúng ta có 4 loại : A, B, C, D

 Loại A: Tường dạng khối với nhiều lớp (theo trình tự)

 Loại B: Tường nhiều lớp với vùng cách nhiệt

 Loại C: Tường nhiều lớp vùng cách nhiệt tích hợp với vùng

cấu trúc

 Loại D: Tường thiết kế để treo rèm

 Đặc điểm của mỗi loại khác nhau tùy thuộc vào tính

Trang 11

Các kiểu tường mặt tiền của công trình

Trang 12

Truyền nhiệt với tường có lớp

cách nhiệt bố trí bên ngoài

Truyền nhiệt với tường có lớp cách nhiệt bố trí bên trong

Tường khối loại A

 Tường loại B 1 (Nhiều lớp với lớp cách nhiệt ở phía

ngoài

 Tường nhiều lớp với lớp cách nhiệt phía trong (Loại

B 2 )

Trang 13

 Tường nhiều lớp với vùng cách nhiệt tích hợp trong

vùng cấu trúc (Loại C)

 Tường treo rèm (Loại D)

3.2.5 Cách nhiệt Tường- Mái

 Các phần mái nghiêng có cấu trúc gồm 5 vùng:

 Vùng 1: Vùng bao phủ phía ngoài và chống thấm nước

 Vùng 2: Vùng cách nhiệt và ngăn sự bốc hơi

Trang 14

gió của mái

 Chịu được trọng lượng của các thành phần:

 Bảo đảm hình dạng của Mái nhà

 Chịu được các điều kiện Khí hậu (Gió, mưa, Tuyết )

 Duy trì tải trọng trong suốt quá trình sử dụng

 Các thiết bị phụ khác

Trang 15

 Vùng 4 + 5:

Vùng thiết bị và bề mặt phía trong

 Phụ thuộc vào các yếu tố

 Loại thiết bị lắp đặt

 Độ kín (thoát khí và hơi ẩm)

 Cách âm

 Chống cháy

 Các cấu trúc mái bằng được chia làm 5 vùng

 0 = Vùng chống tốc mái (ballasting protection)

 1 = Vùng chống thấm

 2 = Vùng cách nhiệt có thể chống bốc hơi

 3 = Vùng hỗ trợ

 4 = Vùng mặt trong (có thể kết hợp để lắp đặt thiết bị)

 “Mái ngược” với lớp cách nhiệt đặt bên ngoài lớp chống thấm

Trang 16

 Mái nhà kết hợp: 1 lớp cách nhiệt bảo vệ lớp chống thấm

và một lớp khác bảo vệ cấu trúc

 Mái lạnh: Có một khoang không khí và tiến hành thoáng khí

bằng không khí bên ngoài (dạng này không còn được sử dụng)

 Nguyên nhân do sự ngương tụ hơi nước bên trong

 Khi khí rò rỉ sẽ tăng độ ẩm phía dưới lớp chống thấm, hơi ẩm này sẽ

ngưng tụ nếu nhiệt độ của màng chống thấm < nhiệt độ đọng sương

của không khí

3.2.7 Cửa sổ kính

 Cửa sổ:

 Là điểm gây tổn thất nhiệt nhiều nhất của công trình

 Là điểm ánh sáng mặt trời có thể vào công trình dẫn đến những

bất tiện trong mùa hè

 Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng nhiệt của cửa sổ:

 Hướng và độ mở của cửa sổ

Trang 17

 Rất đa dạng trên thị trường

 Các loại kính theo chức năng với nhiều cấp độ khác nhau:

 Cách nhiệt

 Chống tia UV

 Chống chói và cách âm

 Chống cháy, cường lực

3.2.7 Cửa sổ kính

 Các yếu tố liên quan đến mặt trời và truyền ánh sáng

 Các thông số của kính liên quan đến mặt trời

 Tỉ số truyền

 Tổng năng lượng sau khi truyền qua kính

  năng lượng truyền trực tiếp

 + năng lượng phân tán sau khi bị kính hấp thu

 Tỉ số truyền được áp dụng tính toán:

 Lượng nhiệt của mặt trời vào công trình trong mùa hè gây hiện

tượng quá nhiệt

 Thu nhận năng lượng từ mặt trời làm ấm vào mùa đông

3.2.8 Cầu nhiệt

 Cầu nhiệt trên tường:

 Là nơi lớp vật liệu cách nhiệt bị phá vỡ tính liên tục (lắp cửa sổ; góc

cấu trúc )

  Đây là nơi có khả năng gây tổn thất nhiệt

 Tổn thất nhiệt không tuân theo đường tuyến tính (thường cao hơn

so với tổn thất nhiệt bề mặt)

  Tính toán tổn thất nhiệt [W/K] gồm các yếu tố

 Chiều dài cầu nhiệt L (m)

 Hệ số truyền nhiệt ψ [W/mK]

 Tác động của cầu nhiệt:

 Tổn thất nhiệt

Trang 18

Trường hợp

xử lý cầu nhiệt tốt chúng ta có chênh lệch nhiệt độ khoảng 2-3 o C

Trường hợp

xử lý cầu nhiệt không hiệu quả chúng ta

có chênh lệch nhiệt độ 5- 6 o C

3.2.8 Cầu nhiệt

 Tại các vị trí cầu nhiệt rất dễ có hiện tượng ngưng tụ

hơi nước bên trong cấu trúc tường nếu sử lý không

tốt

 Ngoài ra còn có hiện tượng ngưng tụ hơi nước trên

bề mặt tường trong (mất tính thẩm mỹ và điều kiện

vệ sinh)

3.2.8 Cầu nhiệt

 Cầu nhiệt

Trang 19

3.2.8 Cầu nhiệt

Cầu nhiệt giữa tường ngoài và sàn

3.2.8 Cầu nhiệt

Tường với lớp cách nhiệt bên trong

3.2.8 Cầu nhiệt

Tường với lớp cách nhiệt bên ngoài và dạng đặc biệt

Trang 20

3.2.8 Cầu nhiệt

Tường với khoang cách nhiệt

3.2.8 Cầu nhiệt

Tường trong phía dưới mái

 Quán tính nhiệt liên quan đến chế độ nhiệt động của công trình

 Quán tính nhiệt xuất hiện khi có sự khác nhau của các dòng nhiệt

trong công trình

 Quán tính nhiệt nhằm duy trì một nhiệt độ trung bình của công

trình khi có sự khác biệt về nhiệt độ ở các vùng của công trình

hoặc các thời điểm khác nhau (ngày và đêm)

 Quán tính nhiệt gây nên các dao động của dòng nhiệt trong

công trình:

 Quán tính nhiệt càng lớn thì nhiệt độ trung bình của công trình sẽ

nhanh chóng đạt trạng thái cân bằng

 Quán tính nhiệt càng thấp thì nhiệt độ trung bình sẽ phụ thuộc

Định dạng
Số trang	25
Dung lượng	6,88 MB