Thiết kế kết cấu bao che tiết kiệm năng lượng cho công trình trong điều kiện khí hậu Việt Nam

Việt Nam nằm ngay xích đạo, với khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa, vì thế lượng bức xạ trực tiếp lẫn bức xạ khuếch tán đều lớn. Giải pháp tiết kiệm năng lượng cho công trình đòi hỏi phải thiết kế kết cấu bao che “thụ động”, vừa sử dụng năng lượng hiệu quả, vừa giảm phát thải nhà kính.

Đặc điểm thiết kế kết cấu bao che công trình cho điều kiện khí hậu Việt Nam

Việt Nam là nước nhiệt đới, với 2 lần mặt trời đi qua thiên đỉnh trong năm. Lượng bức xạ hàng năm rất lớn, ở phía Bắc khoảng từ 100 – 300 Kcal/cm2 và 120 – 350 Kcal/cm2 phía Nam. Với độ cao mặt trời khá lớn, tổng số giờ nắng kéo dài, từ 4.300 – 4.500 giờ/năm nên lượng bức xạ mặt trời cũng rất lớn. Ngoài ra, do trời nhiều mây nên bức xạ khếch tán cũng tương đối lớn, chiếm khoảng 50% tổng bức xạ mặt trời.

Với đặc điểm khí hậu này, Việt Nam có tài nguyên ánh sáng lớn, có thể tận dụng để chiếu sáng thụ động, sưởi ấm mùa đông, đun nước nóng phục vụ sinh hoạt, sản xuất điện sạch,… Tuy nhiên, bức xạ mặt trời lớn xuyên qua kết cấu nhà, gây tăng năng lượng sử dụng cho điều hòa, tải lạnh. Vì thế, thiết kế công trình xanh, tiết kiệm năng lượng ở Việt Nam cần chú ý tới chọn hướng nhà, có giải pháp bao che công trình hợp lý.

kính tiết kiệm năng lượng Thiết kế tận dụng ánh sáng tự nhiên

Trong đó, cửa sổ là phần quan trọng của bộ phận vỏ bao che công trình, vừa liên quan đến vấn đề tầm nhìn, ánh sáng lẫn hiệu quả sử dụng năng lượng. Thiết kế cửa sổ đảm bảo che nắng cần thỏa mãn 2 điều kiện:

  • Có hình thức thiết bị che nắng thích hợp với mặt nhà và công trình cụ thể.
  • Có kích thước, mật độ, vị trí hợp lý.

Thiết kế che nắng, bao che công trình tốt sẽ tạo được bóng râm trên mặt cửa sổ, giảm đáng kể nhiệt bức xạ vào công trình, từ đó giảm yêu cầu tải lạnh, tiết kiệm năng lượng.

Bảng dưới đây sẽ cho thấy ảnh hưởng của kết cấu che nắng và năng lượng tiêu thụ để làm mát.

Đại lượngKhông có ô văngÔ văng dài 0,3mÔ văng dài 0,6mÔ văng dài 0,9mÔ văng dài1,5m
Năng lượng tiêu thụ làm mát (kWh)19,5218,8317,9517,1415,91
Năng lượng tiết kiệm được (%)03,5812,218,5

Các giải pháp che nắng công trình

Giải pháp che nắng công trình gồm 2 loại là che nắng bên ngoài cửa và che nắng bên trong cửa. Trong đó, thiết bị che nắng bên ngoài cửa có thể ngăn chặn bức xạ mặt trời hiệu quả, giảm lượng bức xạ xuyên qua cửa kính vào nhà.

Ngoài ra, giải pháp che nắng bên ngoài công trình đảm bảo tầm nhìn tốt và tiết kiệm diện tích không gian bên trong. Vì thế, che nắng bên ngoài cửa sổ có hiệu quả tốt hơn, được ưu tiên thiết kế hơn.

kính tiết kiệm năng lượng Cửa sổ là nơi nhận trực tiếp bức xạ mặt trời

Kiến trúc truyền thống nước ta thường sử dụng cửa sổ 2 lớp, bên trong là lớp kính và bên ngoài là cửa chớp. Kiểu thiết kế này đạt hiệu quả che nắng công trình tốt ở mọi hướng.

Bảng 2 cho thấy tiềm năng giảm phụ tải lạnh cùng giải pháp che nắng với hệ thống điều hòa không khí

Nguyên tắc vật lýGiảm nhiệt làm nóng công trình do hấp thụ hay phản xạ bức xạ MTGiảm nhiệt làm nóng công trình do phản xạ bức xạ mặt trời (MT)
Gắn kết với cửa sổBên ngoàiBên trong
Hệ thống che nắng phù hợpMành chớp, mái hiên, chớp di động, mui vải bạt và các lam chớp che nắng màu nhạtRèm cuốn, mành chớp, rèm tấm, rèm xếp, mui vải và các lam chớp phải có mức độ phản xạ cao
Tiềm năng TKNLĐến 95%Đến 50%

Bảng 3 cho thấy tiềm năng giảm thiểu dùng năng lượng cho chiếu sáng nhân tạo

Nguyên tắc vật lýSử dụng ánh sáng tự nhiên bằng truyền dẫn và phản xạ caoSử dụng ánh sáng tự nhiên bằng điều chỉnh các lam chớpSử dụng ánh sáng tự nhiên một cách chọn lọcSử dụng ánh sáng tự nhiên thông qua phản xạ trực tiếp
Gắn kết với cửa sổBên trong/bên ngoàiBên trong/bên ngoàiBên ngoàiBên trong
Hệ thống che nắng phù hợpHệ thống mành chớp bên trong hoặc bên ngoài với các thanh mảnh có độ phản xạ caoHệ thống mành chớp bên trong hay bên ngoài có điều khiển bằng điệnHệ thống mành chớp bên ngoài với các lam chớp cố địnhHệ thống mành chớp được điều chỉnh với các lam chớp hắt sáng (mirror-finish slats)
Tiềm năng TKNLĐến 50%Đến 50%Đến 50%Đến 70%

Hệ thống các thiết bị che nắng rất đa dạng, gồm:

  • Đặc trưng cảnh quan: cây xanh trưởng thành, hàng rào, dàn cây leo,…
  • Chi tiết bên ngoài: tấm che theo chiều đứng, chiều nằm ngang, các chớp ngang, tấm che hỗn hợp, hiên, chớp đứng cố định,…

kính tiết kiệm năng lượng Dàn cây leo che nắng công trình

  • Tấm chắn cố định trước mặt cửa sổ, hệ mành che nắng được thiết kế cố định hoặc di động.
  • Thiết bị che có bề mặt phản xạ ánh sáng, là những loại kính có hiệu suất che nắng cao như: Kính tiết kiệm năng lượng Low – E, kính 2 – 3 lớp, kính có tấm dán cách nhiệt,…
  • Các thiết bị kiểm soát độ chói nội thất: Chớp điều chỉnh, rèm, mành,…

Đẩy mạnh sử dung vật liệu tiết kiệm năng lượng cho thiết kế công trình, Công ty Viglacera cũng đang phát triển nhiều dòng kính có bề mặt phản xạ ánh sáng tốt như kính: Solar, Low – E. Hai dòng kính này rất phù hợp sử dụng cho điều kiện khí hậu Việt Nam, từ các công trình nhà ở đến tòa nhà văn phòng, cao tầng, trung tâm thương mại,…

Call Now Button DMCA.com Protection Status
Follow by Email
Facebook
Facebook