Nghiên cứu xác định vùng quẩn gió sau các công trình trong thiết kế thông gió tự nhiên cho công trình kiến trúc

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT  BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH VÙNG QUẨN GIĨ SAU CÁC CƠNG TRÌNH TRONG THIẾT KẾ THƠNG GIĨ TỰ NHIÊN CHO CƠNG TRÌNH KIẾN TRÚC MÃ SỐ: T2022 - 06 - 23 Chủ nhiệm đề tài: TS KTS Phan Tiến Vinh Đà Nẵng, 10/2023 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT  BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH VÙNG QUẨN GIĨ SAU CÁC CƠNG TRÌNH TRONG THIẾT KẾ THƠNG GIĨ TỰ NHIÊN CHO CƠNG TRÌNH KIẾN TRÚC MÃ SỐ: T2022 - 06 - 23 Xác nhận quan chủ trì đề tài Chủ nhiệm đề tài KT HIỆU TRƯỞNG PHÓ HIỆU TRƯỞNG PGS TS Võ Trung Hùng TS KTS Phan Tiến Vinh i DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU: STT Họ tên Đơn vị công tác Chức danh, học vị Phan Tiến Vinh Khoa KT Xây dựng, Trường Đại GVC TS KTS học Sư phạm Kỹ thuật, ĐHĐN Võ Thị Vỹ Phương Khoa KT Xây dựng, Trường Đại GVC ThS KTS học Sư phạm Kỹ thuật, ĐHĐN ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH: STT Tên đơn vị phối hợp Địa Ghi ii MỤC LỤC Trang bìa - Phụ bìa DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH i MỤC LỤC .ii DANH MỤC HÌNH VẼ v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC VIẾT TẮT vii THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU viii PHẦN MỞ ĐẦU 0.1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC ĐỀ TÀI Ở TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 0.2 TÍNH CẤP THIẾT 0.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 0.4 CÁCH TIẾP CẬN 0.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 0.6 ĐỐI TƯỢNG 0.7 PHẠM VI NGHIÊN CỨU .3 0.8 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 0.9 BỐ CỤC CỦA BÁO CÁO TỔNG KẾT CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PHÁT TRIỂN KIẾN TRÚC BỀN VỮNG, THƠNG GIĨ TỰ NHIÊN VÀ VÙNG QUẨN GIĨ SAU CƠNG TRÌNH KIẾN TRÚC 1.1 Xu hướng phát triển Kiến trúc bền vững giới Việt Nam .4 1.1.1 Phát triển bền vững 1.1.2 Kiến trúc bền vững 1.1.3 Một số trào lưu kiến trúc theo hướng bền vững thực trạng phát triển kiến trúc bền vững giới .8 1.1.4 Thực trạng xu hướng phát triển kiến trúc bền vững Việt Nam .12 1.2 Thơng gió tự nhiên 15 1.2.1 Thơng gió cơng trình .15 1.2.2 Thơng gió tự nhiên cơng trình .16 1.3 Vùng quẩn gió 17 iii 1.3.1 Gió biến thiên vận tốc gió theo chiều cao .17 1.3.2 Đặc điểm luồng gió xung quanh cơng trình 18 1.3.3 Khái niệm vùng quẩn gió 19 1.4 Tổng quan nghiên cứu vùng quẩn gió sau cơng trình kiến trúc 19 Chương II: NGHIÊN CỨU KÍCH THƯỚC VÙNG QUẨN GIĨ SAU CÁC KHỐI CƠNG TRÌNH KIẾN TRÚC 20 2.1 Lựa chọn mơ hình phương pháp nghiên cứu phần mềm mơ .20 2.1.1 Các mơ hình nghiên cứu thơng gió tự nhiên 20 2.1.2 Phương pháp Computational Fluid Dynamics nghiên cứu thơng gió tự nhiên 25 2.1.3 Lựa chọn phần mềm Autodesk CFD cho nghiên cứu .26 2.2 Xác định đối tượng trường hợp nghiên cứu 28 2.2.1 Đối tượng nghiên cứu .28 2.2.2 Các trường hợp nghiên cứu .29 2.3 Xác định biến thiên vận tốc gió theo chiều cao 29 2.4 Mơ máy tính 30 2.4.1 Xây dựng mơ hình 30 2.4.2 Thiết lập tham số 30 2.4.3 Thực mô .31 Chương III: XÁC ĐỊNH CHIỀU RỘNG VÀ XÂY DỰNG CƠNG CỤ TÍNH TỐN CHIỀU RỘNG VÙNG QUẨN GIĨ SAU CÁC KHỐI CƠNG TRÌNH KIẾN TRÚC 32 3.1 Xác định chiều rộng vùng quẩn gió sau cơng trình kiến trúc 32 3.1.1 Kết mô 32 3.1.2 Dữ liệu chiều rộng vùng quẩn gió 45 3.2 Xây dựng cơng cụ tính tốn chiều rộng vùng quẩn gió sau cơng trình kiến trúc 47 KẾT LUẬN 49 KIẾN NGHỊ 50 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 THUYẾT MINH ĐỀ TÀI 55 HỢP ĐỒNG TRIỂN KHAI 56 iv PHỤ LỤC HỢP ĐỒNG 57 MỤC LỤC MINH CHỨNG SẢN PHẨM CỦA ĐỀ TÀI 58 v DANH MỤC HÌNH VẼ STT Tên hình Nội dung Trang Hình 1.1 Một số cơng trình kiến trúc xanh tiêu biểu giới Hình 1.2 Biệt thự thác Pensyvania - KTS Frank Lloyd Wright Hình 1.3 Một số cơng trình Kiến trúc sinh thái 10 Hình 1.4 Một số cơng trình kiến trúc hiệu lượng 10 Hình 1.5 Một số cơng trình kiến trúc thích ứng-linh hoạt KTS 11 Norman Foster Hình 1.6 Kiến trúc sinh khí hậu - Nhà có mái chồng mái KTS 11 Ken Yeang Hình 1.7 Một số giải pháp thiết kế hướng đến KTBV nhà 13 truyền thống người Việt Hình 1.8 Các hình thức thơng gió tự nhiên 16 Hình 1.9 Sự biến thiên vận tốc gió theo chiều cao dạng 18 địa hình 10 Hình 1.10 Đặc điểm luồng gió thổi đến cơng trình 18 11 Hình 2.1 Các mơ sức cản gió mơ tơ; q trình làm mát thiết 27 bị điện tử, dòng chuyển động khơng khí phịng Autodesk Simulation CFD 12 Hình 2.2 Biểu tượng giao diện phần mềm Autodesk CFD 27 13 Hình 2.3 Các thơng số kích thước mơ hình nghiên cứu vùng 28 quẩn gió 14 Hình 3.1 Biểu đồ biến thiên L thay đổi giá trị y 45 z 15 Hình 3.2 Biểu đồ biến thiên L thay đổi thay đổi góc 46 gió đến α (°) 16 Hình 3.3 Giao diện Cơng cụ tính tốn vùng quẩn gió L sau 48 cơng trình vi DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng Nội dung Trang STT Bảng 2.1 Giá vận tốc gió theo chiều cao H (m) - Trường hợp Vz = 29 5m/s Bảng 3.1 Kết mô trường gió sau cơng trình mặt 32 mặt cắt (khi α = 90°) chiều rộng y = a trường hợp thay đổi kích thước z Bảng 3.2 Kết mơ trường gió sau cơng trình mặt 34 mặt cắt (khi α = 90°) chiều rộng y = 2a trường hợp thay đổi kích thước z Bảng 3.3 Kết mơ trường gió sau cơng trình mặt 36 mặt cắt (khi α = 90°) chiều rộng y = 3a trường hợp thay đổi kích thước z Bảng 3.4 Kết mơ trường gió sau cơng trình mặt 38 mặt cắt (khi α = 90°) chiều rộng y = 4a trường hợp thay đổi kích thước z Bảng 3.5 Kết mơ trường gió sau cơng trình mặt 40 mặt cắt (khi α = 90°) chiều rộng y = 5a trường hợp thay đổi kích thước z Bảng 3.6 Kết mơ trường gió sau cơng trình mặt 42 mặt cắt số trường hợp thay đổi kích thước cơng trình (y z) góc gió đến α Bảng 3.7 Kích thước L (đơn vị a) trường hợp thay đổi giá 45 trị y z Bảng 3.8 Kích thước L (đơn vị a) trường hợp thay đổi góc 46 gió đến α (°) 10 Bảng 3.9 Kích thước tương đối L (đơn vị %) trường hợp 47 thay đổi α (°) so với trường hợp α = 90° - PTBV vii - KTBV - KTX DANH MỤC VIẾT TẮT - TG - TGTN : Phát triển bền vững - CFD : Kiến trúc bền vững : Kiến trúc xanh : Thơng gió : Thơng gió tự nhiên : Computational Fluid Dynamics viii ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT Độc lập - Tự - Hạnh phúc THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH VÙNG QUẨN GIÓ SAU CÁC CƠNG TRÌNH TRONG THIẾT KẾ THƠNG GIĨ TỰ NHIÊN CHO CƠNG TRÌNH KIẾN TRÚC - Mã số: T2022 - 06 - 23 - Chủ nhiệm: TS KTS Phan Tiến Vinh - Thành viên tham gia: ThS KTS Võ Thị Vỹ Phương - Cơ quan chủ trì: Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật - Thời gian thực hiện: 3/2023 đến 11/2023 Mục tiêu: - Xây dựng sở liệu kích thước vùng quẩn gió sau khối cơng trình kiến trúc - Xây dựng cơng cụ tính tốn chiều rộng vùng quẩn gió sau khối cơng trình kiến trúc Tính sáng tạo: - Xây dựng sở liệu kích thước vùng quẩn gió sau khối cơng trình kiến trúc trường hợp thay đổi kích thước cơng trình hướng gió thổi đến cơng trình - Đề xuất xây dựng cơng cụ tính tốn chiều rộng vùng quẩn gió sau khối cơng trình kiến trúc cho nhà thiết kế kiến trúc quy hoạch Tóm tắt kết nghiên cứu: - Nghiên cứu tổng quan vấn đề liên quan, như: phát triển kiến trúc bền vững, thơng gió tự nhiên vùng quẩn gió sau cơng trình kiến trúc - Nghiên cứu nội dung về: lựa chọn mơ hình phương pháp nghiên cứu phần mềm mô nghiên cứu thơng gió tự nhiên cho cơng trình; đối tượng trường hợp nghiên cứu; xác định biến thiên vận tốc gió theo chiều cao; thực mơ máy tính