Nghiên cứu các giải pháp thiết kế xây dựng nhà ở vùng gió bão

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ XÂY DỰNG ĐỀ TÀI KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THEO NGHỊ ĐỊNH THƯ BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ XÂY DỰNG NHÀ Ở VÙNG GIĨ BÃO Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Kiến trúc,Quy hoạch Đô thị Nông thôn Chủ nhiệm đề tài: TS.KTS Lê Thị Bích Thuận 9684 Hà Nội - 2012 MỞ ĐẦU Sự cần thiết đề tài: Hiện nay, phạm vi toàn cầu, nguy môi trường ô nhiễm, biến đổi khí hậu, lượng tài nguyên, thảm thực vật cạn kiệt diễn phức tạp, đe dọa hoạt động sống người Do vị trí địa lý đặc điểm địa hình, Việt Nam phải chịu hầu hết loại thiên tai như: bão tố, lũ lụt, lốc xoáy Hàng năm, thiên tai cướp hàng trăm sinh mạng gây tổn thất nặng nề kinh tế Trong năm 2009 có 11 bão áp thấp nhiệt đới hoạt động khu vực Biển Đơng, có bão áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng trực tiếp đến đất liền hải đảo nước ta: Cơn bão số (Soudeler) hoạt động từ ngày 10 đến 12/7/2009, ảnh hưởng trực tiếp đến khu vực từ Quảng Ninh đến Hải Phịng với gió giật cấp 9; bão số (Ketsana) hoạt động từ 23 đến 29/9 với gió mạnh giật cấp 13 14 Khu vực chịu ảnh hưởng trực tiếp Quảng Nam - Quảng Ngãi Năm 2010 bão Côn Sơn,bão Chanthu, bão Mindulle Bão, lũ, lụt động đất loại hình thiên tai tác động trực tiếp đến nhà cửa,các cơng trình xây dựng kết cấu hạ tầng kỹ thuật khác nông thôn thành thị Trong thời gian gần đây, Nhà nước cấp quyền nỗ lực nhằm giúp đồng bào vùng bão bước thích nghi với điều kiện tự nhiên khắc nghiệt, giảm thiểu thiệt hại vật chất người, để giảm thiểu rủi ro cách hiệu Việt Nam cần tiến hành đồng biện pháp từ công tác quy hoạch, thiết kế, xây dựng giải pháp ứng xử hài hịa thân thiện với mơi trường Kinh nghiệm học thiết kế xây dựng nhà vùng gió bão giới có nhiều Tuy nhiên điều kiện kinh tế nguồn lực cịn có giới hạn, đặc biệt vùng khó khăn lại thường xuyên phải hứng chịu thiên tai việc ứng dụng kinh nghiệm tư mẫu thiết kế, tiêu chuẩn quy trình cho phù hợp với hồn cảnh kinh tế, xã hội, văn hóa vùng 27 miền điều cần thiết Phải thực hiểu đặc điểm gió bão vùng miền, yếu tố mà bão Việt Nam tác động vào cơng trình kiến trúc theo cách thức khác có phương án triển khai tối ưu Xu tích cực hội nhập với giới làm cho không gian kinh tế, không gian xã hội thêm rộng mở, theo nhà Việt Nam có điều kiện tiếp cận với công nghệ, vật liệu, kỹ thuật, phương pháp nghiên cứu Muốn giải cách toàn diện vấn đề xây dựng vùng gió bão cần phải có chương trình nghiên cứu đồng lưu ý đến việc liên kết hợp tác kỹ thuật với nước ngoài,đặc biệt với Hợp Chủng Quốc Hoa Kỳ Đây nước có bờ biển dài nhiều kinh nghiệm việc xây nhà vùng gió bão.Việc học hỏi kinh nghiệm nước trước, tắt đón đầu để nắm bắt cơng nghệ kỹ thuật đại hoàn toàn phù hợp với chủ trương phát triển Nhà nước Phạm vi nghiên cứu mục tiêu đề tài: Phạm vi nghiên cứu đề tài giới hạn nghiên cứu nhà khu vực miền Trung Nghiên cứu khả ứng dụng kiến thức, kinh nghiệm bạn thiết kế nhà vùng gió bão vào điều kiện cụ thể Việt Nam Đề xuất tài liệu hướng dẫn kỹ thuật thiết kế xây dựng nhà vùng gió bão, nhằm phòng ngừa giảm nhẹ hoạt động thiên tai, nhằm bước tạo điều kiện cho người dân có chỗ tốt hơn, khắc phục tình trạng nhà xây dựng chất lượng gây hậu nghiêm trọng Cơ sở pháp lý đề tài: Quyết định phê duyệt danh mục nhiệm vụ hợp tác quốc tế khoa học công nghệ theo nghị định thư ngày 06/05/2008 Bộ Khoa học Công nghệ Hợp đồng số 04/2009/HĐ-NĐT.BS ngày 01/06/2009 liên Bộ Khoa học Công nghệ - Bộ Xây dựng với Viện Kiến trúc, Quy hoạch Đô thị Nông thôn 28 CHƯƠNG THỰC TRẠNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ XÂY DỰNG NHÀ Ở VÙNG GIÓ BÃO TẠI MỘT SỐ NƯỚC CHÂU Á VÀ HỢP CHỦNG QUỐC HOA KỲ (LẤY KINH NGHIỆM MỘT SỐ VÙNG ĐẶC TRƯNG) 1.1 Thực trạng tình hình gió bão kinh nghiệm xây dựng nhà số nước Châu Á 1.1.1 Đặc điểm tự nhiên xã hội Hình 1.1 : Vị trí địa lý Châu Á Châu Á khối lục địa khổng lồ nằm hoàn toàn bán cầu Bắc, có diện tích 44,6 triệu km2 chiếm khoảng 1/3 toàn mặt đất Lãnh thổ châu Á kéo dài từ cực Bắc đến xích đạo, nằm châu lục: châu Phi phía Tây Nam nối liền kênh đào Suez, châu Âu phía Tây Bắc, Bắc Mỹ châu Mỹ phía Đơng Bắc châu Úc phía Đơng Nam Châu Á châu lục có diện tích rộng lớn cộng với q trình phát triển lâu dài cấu trúc địa chất phức tạp tạo nên địa hình đa dạng Trên lãnh thổ châu Á có đầy đủ dạng địa hình như: núi cao, cao nguyên đồng rộng lớn, thung lũng rộng xen kẽ với bồn địa kín khiến cho địa hình châu lục bị chia cắt mạnh Biển đại dương việc bao quanh làm ranh giới, cịn có ảnh hưởng lớn tới điều kiện tự nhiên khí hậu châu lục 29 nói chung quốc gia hải đảo ven bờ nói riêng Đặc biệt Thái Bình Dương Ấn Độ Dương rộng lớn tiếp giáp với châu Á, ngun nhân gây hồn lưu gió mùa phát triển phân bố rộng châu lục mà không châu lục khác giới Châu Á châu lục đông dân giới tính đến năm 2005 3,92 tỉ người chiếm 60% dân số giới Tuy nhiên phân bố dân cư châu lục lại không đồng đều, nguyên nhân điều kiện thuận lợi khó khăn địa thời tiết Cũng ngun nhân mà mức độ thị hóa nhìn chung khơng nước Châu Á đứng đầu giới số lượng đô thị lớn Trong năm trở lại kinh tế châu Á tiếp tục đánh giá phát triển động so với khu vực khác giới 1.1.2 Đặc điểm khí hậu, thủy văn Châu Á kéo dài từ Bắc Cực xích đạo, với dạng hình khối rộng làm cho vùng nội địa quanh năm chịu ảnh hưởng khối lục địa khơ, dễ bị sưởi nóng lạnh theo mùa Do cấu tạo địa hình bị chia cắt mạnh, ảnh hưởng đến lượng nhiệt lượng mưa, phân hóa khí hậu nên châu Á châu lục giới có đầy đủ kiểu khí hậu gió mùa: gió mùa xích đạo, gió mùa nhiệt đới, cận nhiệt đới ôn đới Mùa đông Mùa đơng, tồn châu Á có gió thổi từ lục địa biển Thời tiết khắp nơi khô lạnh Nhiệt độ giảm dần từ Nam lên Bắc phần lớn lãnh thổ 0°C, có phần Hoa Nam, bán đảo Trung Ấn, Ấn Độ, Arabia Tiểu Á có nhiệt độ 0°C Các phần nội địa, Đơng Siberi nơi có nhiệt độ trung bình thấp nhất, từ -30°C trở xuống Mùa hạ Ở Nam Á, Đông Nam Á Đông Á mùa có gió Tây Nam Đơng Nam thổi từ biển vào gọi gió mùa mùa hạ Ở Nam Á, Đơng 30 Nam Á có gió mùa mùa hạ mang theo khối khí xích đạo nóng ẩm từ Ấn Độ Dương tới, gây mưa lớn, sườn đón gió Gaths Tây Ấn Độ, Nam Himalaya, Tây Myanma, Tây Nam Campuchia Khối khí xích đạo xâm nhập xa phía Bắc dãy Tần Lĩnh nhiệt đới tiến theo tận chân núi Himalaya sau vịng lên phía Bắc thung lũng sơng Trường Giang Do ảnh hưởng khơng khí xích đạo, tất khu vực nằm phía Nam nhiệt đới có thời tiết nóng, ẩm ướt có mưa nhiều Ở Đơng Á, nơi có gió mùa Đơng Nam mang theo khối khí nhiệt đới ơn đới hải dương từ Thái Bình Dương vào, có mưa nhiều Tuy nhiên, dãy núi theo hướng Bắc-Nam nên gió mùa hạn chế dải khơng rộng, dọc theo phía Đơng lục địa Ngồi ra, vùng duyên hải Nam Á, Đông Nam Á Đông Á mùa hạ thường chịu ảnh hưởng áp thấp nhiệt đới bão nhiệt đới Các áp thấp nhiệt đới bão thường hình thành vịnh Bengal, vùng biển phía Đơng Việt Nam phía Đơng Philippines, sau di chuyển sang phía Tây, đổ vào Đông Nam Ấn Độ, Bangladesh, số vượt sang biển Ả Rập, đổ sang bờ Tây Ấn Độ sang tận bán đảo Arabia Ở Đông Á, áp thấp nhiệt đới bão thường qua Philippines đến bờ Đông Việt Nam, Đông Trung Quốc tới bán đảo Triều Tiên Nhật Bản Chúng làm cho thời tiết nhiễu loạn mạnh, có gió to, mưa lớn Nhiều bão gây tác hại lớn cho sản xuất nông nghiệp, cơng trình xây dựng đời sống nhân dân vùng biển Tóm lại, với đặc điểm thời tiết khí hậu, thủy văn phức tạp Châu Á khu vực giới chịu ảnh hưởng lớn thời tiết Hàng năm có hàng chục bão với sức tàn phá khác , để lại hậu nặng nề 1.1.3 Thực trạng tình hình gió bão kinh nghiệm xây dựng nhà số nước Châu Á - Philippinnes:Mỗi năm có khoảng 20 trận bão lớn nhỏ đổ vào đảo Philippines Ủy ban phối hợp phòng chống thiên tai quốc gia 31 Philippines cho biết thiên tai nước năm 2006 làm 3.000 người thiệt mạng tích Bốn bão Cimarron, Durian, Sangxane Utor từ tháng 10 đến tháng 12 trận lở đất làm 1.312 người chết 1.859 người tích Mỗi năm 15 tỷ Peso chi cho thiệt hại từ thảm họa, ước tính khoảng 300 triệu USD Durian Với sức gió 150km/giờ giật lên đến 185km/giờ, "siêu bão" Durian tàn phá nặng nề khắp miền Trung Bắc Philippines Siêu bão thổi bay đống đất đá núi lửa Mayon, tạo lớp bùn đất che phủ làng xung quanh Ở vùng có 500 ngơi làng xóm nhỏ bị ảnh hưởng bão Durian Khoảng 305 trung tâm di tản thiết lập lấy chỗ ăn cho hàng ngàn người bị nhà cửa Sau đổ Philippines, bão Durian giảm cường độ Tốc độ gió tối đa cịn khoảng 150km/giờ tiếp tục phía Tây, tiến vào biển Đơng Việt Nam Utor 10/12/2006, siêu bão Utor quét qua đất nước Philippines với sức gió mạnh, làm người thiệt mạng gây ảnh hướng tới hàng nghìn người khác Bão Utor bão nhiệt đới cấp với sức gió lên tới 150 km/giờ Bãi cát trắng tiếng đảo du lịch Boracay bị vùi lấp đống đất đá sau gió mạnh làm giật tung mái nhà cối đổ ngổn ngang Cơn bão Utor bão thứ đổ vào đất nước Philipines kể từ tháng / 2006 Ketsana Bão Ketsana ập tới, gây lụt lội tồi tệ vòng 42 năm khắp vạt phía Bắc quốc đảo này, nhấn chìm nhiều quận ven sông thủ đô Manila biển nước Giới chức Philippines cho hay nhà 2,3 triệu người bị ngập 32 Hình 1.2: Đường phố thủ Manila biến thành sông nước 400.000 người cần giúp đỡ trung tâm cứu trợ đóng trường học, tịa nhà cơng cộng chí phủ tổng thống Theo Cơ quan dự báo khí tượng, lượng mưa đo thủ đô Manila bão đổ vào 424mm Ít 450.000 người bị ảnh hưởng, khoảng 150.000 người nhà cửa Hình 1.3: Trận mưa tồi tệ từ trước tới Manila Hình 1.4: Hình ảnh ngơi nhà chìm lũ Kinh nghiệm xây dựng thành phố Makati, Philippines Makati có nguy rủi ro thiên tai thay đổi khí hậu gây cao xếp thứ số thành phố Đông Nam Á Makati khu vực nhạy cảm với bão thường xuyên xảy vùng biển Thái Bình Dương Hình 1.5: Vùng nguy hiểm Makati vùng an toàn thành phố lân cận Các biện pháp thành phố áp dụng để phịng chống tác hại gió bão gây ra: + Dự phịng ngơi nhà an tồn cho dân cư khơng thức:di chuyển dân cư khơng thức từ Makati đến Brgy,Kay Pian, San Jose del Monte, Bulacan vùng lân cận, di chuyển 6.000 gia đình sống khu vực nguy hiểm đến vùng an toàn 33 + Nâng cấp hệ thống thoát nước để hỗ trợ cho kiểm soát giảm thiểu thiệt hại lũ Hình1.6: Hệ thống thoát nước trước sau cải tạo - Myanmar: Bão Nargis Cơn bão nhiệt đới Nargis hình thành ngồi vịnh Bengal, tác động vào khu vực tỉnh Myanmar Ayeyawaddy, Yangon, Bago, Mon Kayin hai ngày 3/05/2008,trong Ayeyawaddy Yangon thiệt hại nặng nề người sở hạ tầng.Bão Nargis xoáy thuận nhiệt đới mạnh đổ vào Myanmar vào ngày tháng năm 2008,và bão chết người lịch sử Myanmar.Số người chết quyền Hình 1.7: Một số hình ảnh tàn phá bão Nargis Myanma công bố thức giảm nhiều so với thực tế họ muốn tránh phản ứng trị Thiệt hại ước tính khoảng 10 tỷ USD Các nhân viên cứu trợ quốc tế kết luận thêm tới triệu người nhà cửa, tình trạng tồi tệ lịch sử Miến Điện, ngang với trận sóng thần Ấn Độ Dương năm 2004 Hàng nghìn ngơi nhà bị phá hủy; thị trấn Labutta, truyền hình quốc gia cho biết 75% cơng trình xây dựng sập 20% bị tốc mái 34 1.2 Thực trạng tình hình gió bão kinh nghiệm xây dựng nhà Hợp Chủng Quốc Hoa Kỳ 1.2.1 Vị trí địa lý đặc điểm tình hình gió bão 1.2.1.1 Vị trí địa lý Hoa Kỳ Quốc gia có tổng diện tích lớn thứ tư giới Hoa Kỳ Lục địa trải dài từ Đại Tây Dương đến Thái Bình Dương từ Canada đến Mexico Vịnh Mexico Alaska tiểu bang lớn diện tích, giáp Thái Bình Dương Bắc Băng Dương bị Canada chia cách khỏi Hoa Kỳ lục địa Hawaii gồm chuỗi đảo nằm Thái Bình Dương, phía tây nam Bắc Mỹ Puerto Rico, lãnh thổ quốc hải đông dân lớn Hoa Kỳ, nằm đông bắc Caribbe Trừ lãnh thổ Guam phần cận tây Alaska, tất Hoa Kỳ nằm tây bán cầu Vì Hoa Kỳ có diện tích lớn có nhiều loại địa hình nên Hoa Kỳ gần có tất loại khí hậu Khí hậu ơn hịa có đa số vùng, khí hậu nhiệt đới Hawaii miền nam Florida, khí hậu địa cực Alaska, khơ hạn Đại Bình ngun phía tây kinh tuyến 100 độ, khí hậu hoang mạc Tây nam, khí hậu Địa Trung Hải duyên hải California, khô hạn Đại Bồn địa 1.2.1.2 Đặc điểm tình hình gió bão Hoa Kỳ Quốc gia nằm vùng khí hậu khắc nghiệt giới Mỗi năm, người Mỹ phải đối mặt với nhiều trận bão có kèm theo sét, 90% thảm họa liên quan đến thời tiết, dẫn đến hàng trăm người chết 14 tỉ $ thiệt hại thảm họa gây hàng năm Gió lớn: xuất hầu hết bang Mỹ, loại gió lớn bao gồm: + Bão (gió cấp 8): Bão trạng thái nhiễu động khí loại hình thời tiết cực trị Những vùng có bão Mỹ vùng dọc theo bờ biển Atlantic vịnh Mexico, Hawaii địa hạt Poerto Rico, đảo Virgin, Guam American Bão lớn gây gió với tốc độ 35 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112