Nhà đa năng chống bão lũ

Do vậy, cần thiết kế một ngôi nhà ngoài việc đáp ứng các yêu cầu về thích dụng, bền vững, thẩm mỹ, kinh tế phải có khả năng vừa có thể nổi trên mặt nước khi có lũ vừa có thể ổn định khi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA XÂY DỰNG

NGUYỄN HỒNG CƯỜNG

NHÀ ĐA NĂNG CHỐNG BÃO – LŨ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

(chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Xây Dựng)

Nha Trang, năm 2015

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA XÂY DỰNG

NGUYỄN HỒNG CƯỜNG

NHÀ ĐA NĂNG CHỐNG BÃO – LŨ

ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

(chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Xây Dựng)

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

TS NGUYỄN THẮNG XIÊM

Nha Trang, năm 2015

NHÀ ĐA NĂNG CHỐNG BÃO – LŨ

TP Đà Nẵng đã nhiệt tình giúp đở và cung cấp cho tác giả những tài liệu quý báu liên quan đến việc hoàn thiện đề tài Cuối cùng tác giả xin chân thành cảm ơn tới các thầy trong khoa Xây Dựng, bộ môn Kỹ Thuật Xây Dựng – trường Đại học Nha Trang đã tạo

điều kiện thuận lợi, giúp đỡ và hướng dẩn tác giả trong quá trình nghiên cứu

TÓM TẮT:

Để thích ứng với điều kiện khí hậu ngày càng khắc nghiệt và tình hình biến đổi khí hậu bất thường do sự ấm lên của trái đất cụ thể là mưa bão và lũ lụt Chúng ta cần đề

ra những phương án có tính khả thi cao nhằm giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản

Do vậy, cần thiết kế một ngôi nhà ngoài việc đáp ứng các yêu cầu về thích dụng, bền vững, thẩm mỹ, kinh tế phải có khả năng vừa có thể nổi trên mặt nước khi có lũ vừa có thể ổn định khi có bão, thân thiện môi trường và có thể ứng dụng hiệu quả ở những địa hình khác nhau như các vùng trũng, vùng ven kênh, rạch, sông, gò, đồi… Khảo sát thực tế, sử dụng thép hình, thép tấm, tấm Smart Board, phao, vật liệu xây dựng, các phần mềm đồ họa, mô phỏng tính toán kết cấu… để tiến hành tính toán và

kiểm chứng

Sau khi nghiên cứu, đã đề xuất mô hình ngôi nhà đa năng chống bão – lũ đáp ứng được các tiêu chí trên, có thể cân bằng ổn định khi nổi và có thể chống chọi được với những cơn bão lớn

Với giá thành có thể chấp nhận, đáp ứng các tiêu chí đề ra, nổi được khi lũ, ổn định được khi bão Mô hình nhà đa năng chống bão lũ thích hợp triển khai thực tế để hạn chế thiệt hại do bão lũ gây ra và nâng cao đời sống vật chất tinh thần cho người dân vùng bão lũ Đặc biệt ở những vùng dễ bị chia cắt và cô lập khi có bão lũ mà không thể lập tức triển khai cứu hộ

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT i

MỤC LỤC ii

DANH SÁCH HÌNH VẼ vi

DANH SÁCH BẢNG BIỂU xi

GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ, TỪ VIẾT TẮT xii

I MỘT SỐ KÝ HIỆU VIẾT TẮT: xii

II MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ THUẬT NGỮ: xii

MỞ ĐẦU 1

I Tính cấp thiết của đề tài: 1

II Ý nghĩa của đề tài: 4

III Cách tiếp cận, phương pháp và phạm vi nghiên cứu: 4

III.1 Phương pháp nghiên cứu: 4

III.2 Phạm vị nghiên cứu: 4

III.3 Nội dung nghiên cứu: 5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 6

1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI: 6

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC: 12

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

2.1 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU: 27

2.1.1 Vật liệu làm hệ bao che và sàn nhà nổi: 27

2.1.2 Vật liệu làm phao: 31

2.1.3 Vật liệu làm kết cấu chịu lực 35

2.1.4 Vật liệu làm hệ mái che 35

2.1.5 Vật liệu làm nhà cố định 36

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 37

2.2.1 Nghiên cứu giải pháp kiến trúc và kết cấu cho nhà chống bão: 37

2.2.1.1 Những điểm yếu của nhà miền trung 37

2.2.1.2 Các giải pháp xây dựng được đề xuất 37

2.2.1.2.1 Địa điểm xây dựng nhà 37

2.2.1.2.2 Giải pháp cho móng 38

2.2.1.2.3 Giải pháp cho kết cấu khung bê tông cốt thép 38

2.2.1.2.4 Giải pháp cho tường bao quanh 39

2.2.1.2.5 Giải pháp cho mái che 40

2.2.1.2.6 Giải pháp cho cửa 43

2.2.1.3 Lý thuyết tính toán kết cấu cho nhà chống bão 44

2.2.1.3.1 Tính toán kết cấu móng 44

2.2.1.3.2 Tính toán tải trọng 44

2.2.1.3.3 Tính toán kết cấu của nhà cố định theo [45, 46] 46

2.3.1 Nghiên cứu giải pháp kiến trúc và kết cấu của nhà chống lũ 52

2.3.1.1 Giải pháp kiến trúc 52

2.3.1.2 Giải pháp kết cấu 52

2.3.1.3 Lý thuyết tính toán kết cấu nhà chống lũ 52

2.3.1.3.1 Tính toán phao 52

2.3.1.3.2 Tính toán hệ giàn sàn 53

2.3.1.3.3 Tính toán kiểm tra liên kết hàn 53

2.3.1.3.4 Tính toán kiển tra bu lông 54

2.3.1.3.5 Tính toán hệ giàn mái 55

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN KIẾN TRÚC VÀ KẾT CẤU CHO “NGÔI NHÀ ĐA NĂNG CHỐNG BÃO - LŨ” CỦA ĐỀ TÀI 57

3.1 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG ÁN 57

3.2 CẤU TẠO CỦA PHẦN NHÀ CỐ ĐỊNH 59

3.2.1 Cấu tạo móng 59

3.2.2 Cấu tạo phần thân 60

3.2.3 Cấu tạo phần cửa 61

3.3 CẤU TẠO CỦA PHẦN NHÀ NỔI 63

3.3.1 Cấu tạo phần mái 63

3.3.2 Cấu tạo phần thân 64

3.3.3 Cấu tạo phần khung sàn 64

3.3.4 Cấu tạo phần móng 65

3.4 HỆ THỐNG ĐIỆN MƯỚC 66

3.4.1 Hệ thống điện 66

3.4.2 Hệ thống cấp nước 66

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN KẾT CẤU VÀ LẬP DỰ TOÁN CHO MÔ HÌNH……….67

4.1 TẢI TRỌNG 67

4.1.1 tải trọng tác dụng lên hệ phao (tải trọng toàn bộ nhà nổi + hoạt tải) 67

4.1.2 Tải trọng gió tác dụng lên mái 68

4.1.3 Tải trọng gió tác dụng vào nhà cố định 69

4.1.4 Áp lực của nhà nổi tỳ lên nhà cố định do dòng chảy lũ tạo ra 69

4.1.5 Tải trọng tường xây tác dụng lên dầm 70

4.1.6 Tải trọng tác dụng lên 1m2 sàn phần nhà nổi 70

4.1.7 Tải trọng tác dụng lên sàn mái bê tông cốt thép phần nhà cố định 70

4.2 TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHO NHÀ CỐ ĐỊNH 71

4.2.1 Sơ đồ chuyển vị và nội lực 72

4.2.2 Tính toán cốt thép cột 78

4.2.2.1 Tính toán cột C1 200X300 78

4.2.2.2 Tính cột C2 200X200 78

4.2.3 Tính toán cốt thép dầm 82

4.2.4 Cốt thép trụ móng và sàn mái 83

4.3 TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHO NHÀ NỔI 84

4.3.1 Sơ đồ chất tải và nội lực 84

4.3.1.1 Sơ đồ chất tải và nội lực dàn sàn 84

4.3.1.2 Sơ đồ chất tải và nội lực khung sàn 87

4.3.2 Kiểm tra khả năng chịu lực của tấm tôn sóng 90

4.3.2.1 Tải trọng tác dụng lên tấm tôn 91

4.3.2.2 Nội lực và kiểm tra tiết diện tấm tôn sóng 91

4.3.3 Kiểm tra khả năng chịu lực của hệ giàn sàn 92

4.3.3.1 Kiểm tra cho giàn theo phương ngắn của phần nhà nổi 92

4.3.3.2 Kiểm tra cho giàn theo phương dài của phần nhà nổi 94

4.3.3.3 Tính toán kiểm tra liên kết giữa hệ giàn và cột 95

4.3.4 Tính toán phao 96

4.4 DỰ TOÁN 96

4.4.1 Dự toán phần nhà nổi 96

4.4.2 Dự toán phần nhà cố định 97

CHƯƠNG 5 MÔ HÌNH 3D NHÀ CHỐNG BÃO LŨ CỦA ĐỀ TÀI 100

5.1 HÌNH ẢNH 3D CỦA HAI PHẦN NGÔI NHÀ 100

5.2 HÌNH ẢNH CỦA NGÔI NHÀ KHI CÓ THIÊN TAI BÃO – LŨ 102

5.3 HÌNH ẢNH KẾT CẤU CỦA NGÔI NHÀ 107

5.3.1 Kết cấu phần nhà cố định 107

5.3.2 Kết cấu phần nhà nổi 108

CHƯƠNG 6 QUY TRÌNH XÂY DỰNG VÀ CƠ CHẾ VẬN HÀNH 114

6.1 QUY TRÌNH XÂY DỰNG 114

6.1.1 Xây dựng phần nhà cố định 114

6.1.2 Lắp ghép phần nhà nổi 114

6.2 CƠ CHẾ VẬN HÀNH 116

6.2.1 Điều kiện bình thường 116

6.2.2 Điều kiện khi có bão 116

6.2.3 Điều kiện có lũ 117

CHƯƠNG 7 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 118

7.1 KẾT LUẬN 118

7.1.1 Chủ động ứng phó với thiên tai bão – lũ 118

7.1.1.1 Chủ động ứng phó được với lũ 118

7.1.1.2 Chủ động ứng phó được với bão 121

7.1.2 Sự cân bằng và ổn định của nhà nổi 124

7.1.3 Thân thiện với người dân 125

7.1.4 Hiện đại và sang trọng 125

7.1.5 Dễ dàng vệ sinh phần móng của nhà nổi 126

Một số nhược điểm của ngôi nhà 126

7.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ KIẾN NGHỊ: 127

TÀI LIỆU THAM KHẢO 128

DANH SÁCH HÌNH ẢNH – HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Kiến trúc nhà nổi ở Hà Lan 7

Hình 1.2 Đập nước Marina Barrage 8

Hình 1.3 Rào chắn sông Thêm (Thames Barrier) 9

Hình 1.4 Nhà đổ bộ (Amphibious Houses) ở Thái Lan 10

Hình 1.5 Nhà đổ bộ đầu tiên của nước Anh 11

Hình 1.6 Mô hình nhà float “float house” của nước Mỹ 12

Hình 1.7 Hội thảo về dự án “Nhà ở chống bão vì một thành phố Đà Nẵng có khả năng chống chịu” của thành phố Đà Nẵng 13

Hình 1.8 Hội thảo Khu vực Phòng chống lũ lụt và quản lý rủi ro 14

Hình 1.9 Mô hình “Nhà ở đa năng bán di động” 17

Hình 1.10 Mô hình “nhà nổi” của nhóm cựu sinh viên lớp K06A1, khoa Kiến trúc công trình, Đại học Kiến Trúc TP Hồ Chí Minh 18

Hình 1.11 Mô hình “nhà chống lũ” của Phạm Hữu Thủy, sinh viên năm thứ 5 của khoa Kiến trúc, Trường Đại học Quốc tế Hồng Bàng 19

Hình 1.12 Mô hình “nhà nổi thông minh chống lũ” của nhóm sinh viên năm thứ 4 Khoa Kỹ thuật công trình, ngành xây dựng dân dụng Trường Đại học Tôn Đức Thắng 20

Hình 1.13 Mô hình “Nhà tre chống thiên tai” do nhóm kĩ sư của hãng H&P của Việt Nam thiết kế, 2013 21

Hình 1.14 Mẩu “nhà lõi tránh bão lụt”, 2011 22

Hình 1.15 Giải pháp “nhà chống lũ, lụt chủ động EBH Greenarchi 2.0” của nhóm

nghiên cứu Greenarchi, 2014 23

Hình 1.16 Mô hình nhà ở chống bão + lụt (mẩu số 2) của Chi Đoàn Thanh Niên Sở Xây Dựng Đà Nẵng, 2011 24

Hình 1.17 Mô hình xây dựng gôi nhà chòi phòng tránh lũ 25

Hình 1.18 Ngôi nhà chống lũ mang tên “Bên kia chợ nổi” do hai sinh viên Nguyễn Hồng Quân và Trần Trương Thúy Nhi, khoa Kiến Trúc, Đại học Văn Lang thiết kế 26

Hình 2.1 Tấm Compact HPL chịu nước 100% 27

Hình 2.2 Tấm vách ngăn bao che nhà xưởng sandwich panel 28

Hình 2.3 Tấm xi măng sợi xenlulose smartboard 31

Hình 2.4 Khối mốp xốp EPS- Kích thước xuất xưởng tỉ trọng cao nhất 30Kg/m3, dài nhất tại Việt Nam 6150 mm 32

Hình 2.5 Mái lợp bằng tôn steel-top (AZ 50), hình ảnh công trình nhà xưởng của công ty sắt thép Trường Quang Đà Nẵng 36

Hình 2.6 Gạch 6 lỗ đặt nằm theo giải pháp nhà chống bão (trên) so với kiểu đặt gạch xây vẫn thường gặp (dưới) 39

Hình 2.7 Neo đòn tay vào tường và kèo giả 41

Hình 2.8 Neo kèo vào tường và trụ 41

Hình 2.9 Dùng các tường chắn mái với độ cao phù hợp để chắn gió 42

Hình 2.10 Tường chắn mái xây cao sẽ gây áp lực bốc mái 42

Hình 2.11 Tạo lỗ điều áp trên tường chắn mái sẽ có tác dụng bảo vệ tấm mái 43

Hình 2.12 Cấu tạo cửa sổ 43

Hình 3.1 Mặt bằng kiến trúc tầng trệt của ngôi nhà 58

Hình 3.2 Mặt bằng tầng mái 59

Hình 3.3 Mặt bằng bố trí trụ móng 60

Hình 3.4 Mặt cắt đứng kết cấu dọc trục A – A của ngôi nhà 61

Hình 3.5 Cấu tạo cửa chính của ngôi nhà 62

Hình 3.6 Cấu tạo cửa đi của ngôi nhà 62

Hình 3.7 Cấu tạo cửa sổ phòng ngủ của ngôi nhà 62

Hình 3.8 Cấu tạo cữa sổ phòng khách của ngôi nhà 63

Hình 3.9 Cấu tạo phần mái của ngôi nhà 64

Hình 3.10 Cấu tạo phần khung sàn và phần móng 66

Hình 4.1 Mặt bằng dầm móng + dầm, cột tầng trệt phần nhà cố định 71

Hình 4.2 Mặt bằng dầm mái phần nhà cố định 72

Hình 4.3 Sơ đồ chuyển vị dầm tầng trệt do tổ hợp bao gây ra 72

Hình 4.4 Sơ đồ chuyển vị dầm sàn mái do tổ hợp bao gây ra 73

Hình 4.5 Sơ đồ chuyển vị cột trục 1 do TH9 gây ra 73

Hình 4.6 Biểu đồ M3-3 của dầm tầng trệt do tổ hợp bao gây ra (đơn vị kg.cm) 74

Hình 4.7 Biểu đồ M3-3 của dầm mái do tổ hợp bao gây ra 74

Hình 4.8 Biểu đồ M2-2max của cột C1 (C11) 75

Hình 4.9 Biểu đồ M3-3max của cột C1 (C14) 75

Hình 4.10 Biểu đồ Pmax của cột C1 (C17) 76

Hình 4.11 Biểu đồ M2-2max của cột C2 (C7) 76

Hình 4.12 Biểu đồ M3-3max của cột C2 (C10) 77

Hình 4.13 Biểu đồ Pmax của cột C2 (C8) 77

Hình 4.14 Mặt bằng giàn thép sàn 84

Hình 4.15 Sơ đồ tính giàn sàn phương cạnh ngắn 84

Hình 4.16 Sơ đồ tính giàn sàn phương cạnh dài 85

Hình 4.17 Sơ đồ tính giàn theo phương ngắn 85

Hình 4.18 Sơ đồ tính giàn theo phương dài 85

Hình 4.19 Sơ đồ gán tải lên giàn phương ngắn 86

Hình 4.20 Sơ đồ chuyển vị của giàn 86

Hình 4 21 Biểu đồ lực dọc 86

Hình 4.22 Sơ đồ gán tải 86

Hình 4.23 Sơ đồ chuyển vị 87

Hình 4.24 Biểu đồ lực dọc 87

Hình 4.25 Sơ đồ tính khung giàn 88

Hình 4.26 Sơ đồ tính khung với tỉnh tải 89

Hình 4.27 Sơ đồ tính khung với hoạt tải 89

Hình 4.28 Sơ đồ chuyển vị của khung 89

Hình 4.29 Biểu đồ nội lực momen 3-3 do TH bao gây ra 90

Hình 4.30 Biểu đồ lực dọc do TH bao gây ra 90

Hình 4.31 Biểu đồ lực cắt 2-2 do TH bao gây ra 90

Hình 4.32 Sơ đồ tính toán tấm tôn 91

Hình 4.33 Đặc trưng hình học của tấm tôn 92

Hình 4.34 Khung sàn theo phương ngắn 92

Hình 4.35 Khung sàn theo phương dài 94

Hình 5.1 Mô hình 3D phần nhà cố định của đề tài 100

Hình 5.2 Mô hình 3D phần nhà nổi của đề tài 101

Hình 5.3 Mô hình 3D của ngôi nhà khi bình thường 102

Hình 5.4 Mặt cắt đứng của ngôi nhà khi bình thường 102

Hình 5.5 Mặt cắt ngang của ngôi nhà khi bình thường 103

Hình 5.6 Mô hình 3D của ngôi nhà khi có bão 103

Hình 5.7 Mắt cắt đứng của ngôi nhà khi có bão 104

Hình 5.8 Mặt cắt ngang của ngôi nhà khi có bão 104

Hình 5.9 Mô hình 3D của ngôi nhà” khi có lũ cao dưới 5m (chiều cao của phần nhà cố định) 105

Hình 5.10 Mắt cắt ngang ngôi nhà khi có luc cao dưới 5m (chiều cao của phần nhà cố định) 105

Hình 5.11 Mắt cắt đứng ngôi nhà khi có luc cao dưới 5m (chiều cao của phần nhà cố định) 106

Hình 5.12 Mô hình 3D của “Ngôi Nhà Đa Năng Chống Bão Lũ” khi có lũ lớn cao trên 5m 106

Hình 5.13 Mặt đứng kết cấu của phần nhà cố định 107

Hình 5.14 Mặt bằng kết cấu của phần nhà cố định 107

Hình 5.15 Kết cấu khung thép chịu lực của phần nhà nổi 108

Hình 5.16 Mô hình kết cấu khung thép chịu lực phần thân của nhà nổi 108

Hình 5.17 Cấu tạo mái của “Ngôi Nhà Đa Năng Chống Bão Lũ” 109

Hình 5.18 Cấu tạo khung sàn 110

Hình 5 19 Cấu tạo hệ giàn 110

Hình 5 20 Cấu tạo khung phao 111

Hình 5 21 Kết cấu khung phao liên kết với cột 111

Hình 5.22 Kết cấu hệ giàn liên kết với cột 112

Hình 5.23 Liên kết các thanh xà gồ đở ván sàn với hệ giàn 112

Hình 5.24 Lợp tấm ván sàn lên các thanh xà gồ tạo thanh một kết cầu khung sàn hoàn chỉnh .113

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Trang

Bảng 2.1 Chỉ tiêu kỹ thuật của tấm xi măng sợi cellulose Smartboard Thái Lan 29

Bảng 2.2 Độ dày, trọng lượng tiêu chuẩn và ứng dụng của tấm cemboard 30

Bảng 2.3 Tải trọng tiêu chuẩn của hệ sàn làm bằng tấm cemboard 31

Bảng 2.4 Tính chất vật lý của xốp 34

Bảng 2.5 Chọn tiết diện dầm 47

Bảng 2.6 Mô hình tính toán cột 49

Bảng 4.1 Tải trọng của phần nhà nổi: 67

Bảng 4.2 Cấp gió tiêu chuẩn 68

Bảng 4.3 Tải tọng gió dồn về cột 69

Bảng 4.4 Tính toán tỉnh tải 71

Bảng 4 5 Nội lực cột C1 78

Bảng 4.6 Nội lực cột C2 78

Bảng 4.7 Chọn thép cột 79

Bảng 4.8 Tính toán thép cột bảng tính 1 80

Bảng 4.9 Tính toán thép cột bảng tính 2 81

Bảng 4.10 Tính toán và chọn thép dầm 82

Bảng 4.11 Dự toán chi phí vật tư nhà nổi 96

Bảng 4.12 Bảng tổng hợp chi phí xây dựng nhà cố định 98

Bảng 7.1 So sánh nhà đa năng chống bão – lũ với nhà hai tầng về phương diện chống lũ 119

Bảng 7.2 So sánh nhà đa năng chống bão – lũ với nhà bình thường về phương diện chống bão 122

GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ, TỪ VIẾT TẮT

II MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ THUẬT NGỮ:

II.1 UCLA: Là tên của một trường đại học nằm ở khu phố Westwood của Los Angeles , California , Hoa Kỳ Trang chủ của trường là http://www.ucla.edu

II.2 Khối xốp EPS: Là một loại sản phẩm được sản xuất từ nguyên liệu dạng hạt Expandable PolyStyrene EPS resin, dạng hạt có chứa chất khi bentan (C5H12) khí

dể cháy Đầu tiên Hạt EPS nguyên sinh được kích nở thông qua nhiệt độ 900C kích nở 20 đến 50 lần Tiếp theo cho vào khuôn (block) gia nhiệt ( 10000C) với thời gian thích hợp cho ra sản phẩm Foam EPS còn gọi là mốp xốp EPS

II.3 SCG: Là tên của một tập đoàn ở thái lan được thành lập vào năm 1913 Chuyên

kinh doanh một loạt các sản phẩm như vật liệu hóa dầu, polymer, giấy, bao bì, xi măng, xây dựng và xây dựng hạ lưu

II.4 Phao nổi nhựa FCC: Là sản phẩm dạng khối nổi, làm từ nhựa có trọng lượng

phân tử rất cao, do Công ty Cổ Phần Nhựa 04 sản xuất

II.5 Tiêu chuẩn DIN: DIN (Deutsches Institut fur Normung) là tổ chức phi chính phủ

được thành lập nhằm xúc tiến hoạt động xây dựng tiêu chuẩn và các hoạt động

liên quan tại Đức và một số thị trường liên quan với mục tiêu tạo thuận lợi trong trao đổi hàng hóa và dịch vụ quốc tế và đẩy mạnh hợp tác trong lĩnh vực trí tuệ, khoa học, công nghệ và họat động kinh tế DIN đại diện cho Đức tham gia vào quá trình xây dựng tiêu chuẩn Châu Âu (CEN và CENELECT) trong nỗ lực hoàn thiện một thị trường chung Châu ÂU Đến nay, đã có hơn 12000 tiêu chuẩn DIN được ban hành bao gồm các lĩnh vực sau: Đơn vị đo, thiết bị đóng gói, phân tích nước, xây dựng dân dụng (gồm cả vật liệu xây dựng, hợp đồng xây dựng (VOB), phân tích mẫu đất, chống ăn mòn kết cấu thép), thử nghiệm vật liệu (thiết bị thử nghiệm, nhựa, cao su, sản phẩm dầu, chất bán dẫn), ống thép, máy công cụ, mũi khoan, vòng bi và công nghệ xử lý Tuyển tập DIN (DIN Handbook) bao gồm các lĩnh vực cơ khí chế tạo, thiết bị bao gói, thép, ống thép và hàn Phần lớn các tiêu chuẩn DIN đều được xuất bản bằng ngôn ngữ tiếng Anh hoặc được dịch sang tiếng Anh

II.5 Công ty cổ phần SNE: Là một công ty chuyên sản xuất loại tôn chống bão bằng

giải pháp "lợp mái bằng tôn cho các nhà ở dân dụng và các công trình bằng cách

sử dụng then cài với nhau và sóng tôn công nghiệp thế hệ mới được thiết kế rất thích hợp" có tên gọi là tôn STEEL –TOP

II.6 Bọt polystyrene: Nó được làm từ styrene - một chất lỏng không màu, không tan

trong nước và có mùi mạnh Kết quả là một hạt độ ẩm di động trong đó bao gồm 98% lượng khí Bọt polystyrene rất dễ dàng để hoạt động, nó là vô hại cho sức khỏe, chịu được không chỉ có nước mà còn axit khác nhau và kiềm Nén hầu như không bị biến dạng vật liệu có độ bền cao Nó là chất chống cháy mà không thải

ra các chất độc hại, theo số liệu chính thức Polystyrene khá cứng nhắc so với bọt khác là mong manh

II.7 Quỹ Rockefeller: Là một tổ chức tri thức phúc thiện quốc tế được thành lập từ

năm 1913 bởi nhà kỹ nghệ John D Rockefeller của Mỹ với mục tiêu “nâng cao

ổn định đời sống và việc làm của những thành phần dân nghèo và bị thiệt thòi trong xã hội tại các nước trên thế giới, trước tiên là đối với dân nghèo tại châu Mỹ”

II.8 Viện chuyển đổi Môi trường và xã hội ISET (Institute for Social and

Environmental Transition): Là tổ chức quốc tế, có văn phòng đại diện tại nhiều

quốc gia và vùng lãnh thổ Tại Việt Nam, ISET hiện đang quản lý 2 chương trình được tài trợ bởi Quỹ Rockefeller và USAID tại 5 tỉnh, thành phố, bao gồm: Lào Cai, Huế, Đà Nẵng, Quy Nhơn và Cần Thơ

II.9 Hội thi sinh viên nghiên cứu khoa học Eureka: Là một hội thi dành cho những

nghiên cứu khoa học của sinh viên Đây là giải thưởng khoa học danh giá và uy tín dành cho các bạn sinh viên yêu thích khoa học, được tổ chức định kỳ hàng năm tại một số trường đại học trong nước

II.10 Tấm Compact HPL: Compact HPL còn được biết đến dưới cái tên Solid

Phenolic, là tấm dạng cứng, lõi đặc, được tạo thành từ nhiều lớp giấy nền Kraft (nâu hoặc đen) sau khi đã ngâm tẩm qua nhựa Phenolic thì được ép nén dưới nhiệt độ cao (1500C) và áp suất cao (1430psi), bên ngoài phủ một lớp giấy màu thẩm mỹ đã ngâm qua nhựa Melamine (Melamin eresin) Được phát triển dựa trên kỹ thuật làm tấm HPL truyền thống, về cơ bản Compact HPL là tấm Laminate (High-pressure laminate) dày với rất nhiều lớp giấy kraft Phenolic ép chồng lên nhau khiến cho Compact HPL cứng và bền hơn Laminate rất nhiều Tấm dày phổ biến từ 1.6mm đến 25mm, tùy vào mục đích sử dụng mà người ta chọn dùng loại tấm Compact HPL với độ dày khác nhau Lớp giấy màu thẩm mỹ phủ nhựa Melamine bên ngoài không chỉ đem lại cho khách hàng nhiều lựa chọn về màu sắc và hoa văn trang trí, mà còn đáp ứng được nhiều yêu cầu về

bề mặt như bóng, sần, mịn, mờ, vân nổi, da thuộc

II.11 Thang Beaufort mở rộng (hay còn gọi là Thang sức gió Beaufort hay đơn giản

là cấp gió): Là thang đo kinh nghiệm về sức gió, chủ yếu dựa trên trạng thái của mặt biển hay các trạng thái sóng Thang sức gió Beaufort ban đầu có 13 cấp (từ 0 tới 12) và được mở rộng thành 18 cấp (từ 0 tới 17) năm 1946, khi các cấp từ 13 tới 17 được thêm vào Thang đo sức gió Beaufort được sử dụng để phục vụ cho công tác dự báo thời tiết Ngày nay, đôi khi các cơn bão mạnh được đánh số từ 12 đến 16 sử dụng thang bão Saffir-Simpson có 5 loại, với bão loại 1 có số Beaufort

là 12, bão loại 2 có số Beaufort là 13,v.v Tại Việt Nam, do hầu như không có bão mạnh đến mức cần sử dụng thang bão Saffir-Simpson (lý do là các cơn bão mạnh trên cấp 12 hầu như đều xuất phát từ ngoài đại dương, sau khi vượt qua Philipin để đổ bộ vào Việt Nam thì sức gió đã suy giảm rất nhiều), nên người ta

chỉ cần sử dụng thang sức gió Beaufort để mô tả sức mạnh của chúng là đủ Bảng thang độ và miêu tả dưới đây liệt kê đầy đủ 18 cấp gió:

Cấp

Beaufort

Vận tốc gió ở

10 m trên mực nước biển (hải

lý / km/h /mph)

Mô tả

Độ cao sóng (m)

Tình trạng mặt biển

Tình trạng đất liền

Chuyển động của gió thấy được trong khói

2 5 / 6-11 / 6

Gió thổi nhẹ vừa phải

0,2 Sóng lăn tăn

Cảm thấy gió trên da trần Tiếng lá xào xạc

3 9 / 12-19 / 11 Gió nhẹ

nhàng 0,6 Sóng lăn tăn lớn

Lá và cọng nhỏ chuyển động theo gió

4 13 / 20-28 / 15 Gió vừa

Bụi và giấy rời bay lên Những cành cây nhỏ chuyển động

5 19 / 29-38 / 22

Gió mạnh vừa phải

2

Sóng dài vừa phải (1,2 m) Có một chút bọt và bụi nước

Cây nhỏ đu đưa

6 24 / 39-49 / 27 Gió

Sóng lớn với chỏm bọt và bụi nước

Cành lớn chuyển động

Sử dụng ô khó khăn

7 30 / 50-61 / 35 Gió

Biển cuộn sóng và bọt bắt đầu có vệt

Cây to chuyển động Phải có sự gắng sức khi

đi ngược gió

8 37 / 62-74 / 42

Gió mạnh hơn

5,5

Sóng cao vừa phải với ngọn sóng gãy tạo ra nhiều bụi

Các vệt bọt nước

Cành nhỏ gãy khỏi cây

9 44 / 75-88 / 50 Gió rất

Sóng cao (2,75 m) với nhiều bọt hơn

Ngọn sóng bắt đầu cuộn lại

Nhiều bụi nước

Một số công trình xây dựng bị hư hại nhỏ

10 52 / 89-102 / 60 Gió bão 9

Sóng rất cao Mặt biển trắng xóa và

xô mạnh vào bờ

Tầm nhìn bị giảm

Cây bật gốc Một số công trình xây dựng hư hại vừa phải

12 64 / 118-133 /

73 và cao hơn

Gió bão cực mạnh

14+

Các con sóng khổng lồ Không gian bị bao phủ

Nhiều công trình hư hỏng nặng

bởi bọt và bụi nước Biển hoàn toàn trắng với các bụi nước Nhìn gần cũng không

rõ

13 76 / 134-149 /

88

Gió bão cực mạnh

14+

Sóng biển cực kỳ mạnh Đánh đắm tàu biển có trọng tải lớn

Sức phá hoại cực kỳ lớn

14 85 / 150-166 /

98

Gió bão cực mạnh

14+

Sóng biển cực kỳ mạnh Đánh đắm tàu biển có trọng tải lớn

Sức phá hoại cực kỳ lớn

15 94 / 167-183 /

109

Gió bão cực mạnh

14+

Sóng biển cực kỳ mạnh Đánh đắm tàu biển có trọng tải lớn

Sức phá hoại cực kỳ lớn

16 104 / 184-201 /

120

Gió bão cực mạnh

14+

Sóng biển cực kỳ mạnh Đánh đắm tàu biển có trọng tải lớn

Sức phá hoại cực kỳ lớn

17 114 / 202-220 /

131

Gió bão cực mạnh

14+

Sóng biển cực kỳ mạnh Đánh đắm tàu biển có trọng tải lớn

Sức phá hoại cực kỳ lớn

Để cho dễ nhớ vận tốc gần đúng theo km/h của gió ở thang sức gió Beaufort, có thể lấy bình phương của cấp gió (ví dụ cấp 10, vận tốc gió 100 km/h, cấp 8 vận tốc gió

64 km/h, cấp 1 đến cấp 5, vận tốc gió từ 4 đến 36 km/h (số cấp cộng 1 rồi bình phương)

MỞ ĐẦU

I Tính cấp thiết của đề tài:

Khu vực Bắc Trung Bộ của Việt Nam là một dải đất trải dài trên 670 km dọc theo bờ biển của 6 tỉnh: Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị và Thừa Thiên - Huế Vùng lãnh thổ này có tiềm năng lớn cho phát triển du lịch

với nhiều di sản văn hóa vật thể và phi vật thể nổi tiếng

Dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, khu vực này đã và đang đối mặt nhiều thách thức trong công tác phát triển và quản lý phát triển: mực nước biển dâng cao, nhiệt độ tăng, lũ lụt đang gia tăng với cường độ mạnh mẽ

Hàng năm, những trận bão và gió mùa Đông Bắc đã gây nên những trận mưa lớn ở khu vực Bắc Trung Bộ Những năm gần đây, do ảnh hưỡng của biến động thời tiết trên toàn thế giới như El Nino và La Nina, những trận bão và mưa lớn xảy ra càng khốc liệt hơn Mùa mưa bão thường kéo dài từ tháng 8 đến tháng 11 và trung bình hàng năm có

6 cơn bão ảnh hưởng tới khu vực Mưa lớn điển hình là vào năm 2009 với những trận mưa liên tục đã nâng mực nước các sông lớn ở Bắc Trung Bộ đến độ cao chưa từng thấy Với lượng mưa trên 1000 mm tại Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình và Thừa Thiên

- Huế trong vòng 24 giờ làm mực nước sông Hương lên cao gần 6 m, cao hơn mực nước trận lụt năm 1953 đến gần 0.5 m Đặc điểm của trận lụt năm 2009 là nước lũ dâng cao rất nhanh nhưng xuống chậm, làm nhiều nơi bị ngập lụt đến 5-6 ngày Trong bốn thập kỷ qua, một thực tế có thể nhìn thấy được là cường độ và tần suất các dạng thiên tai ngày càng tăng lên và dữ dội hơn Trong thập kỷ 90, khu vực Bắc Trung Bộ

đã phải chống chịu hơn 15 cơn bão, trong đó một số cơn bão có sức gió giật mạnh trên cấp 12 gây hậu quả nghiêm trọng về người và tài sản [3]

Tỉnh Quảng Bình, nhất là khu vực ven biển là một trong những nơi hàng năm chịu ảnh hưởng rất nặng nề của bão, thuộc vào loại nhất nước ta Theo số liệu thống kê, tính trung bình mỗi năm ở Quảng Bình có từ 1 - 2 cơn bão đổ bộ trực tiếp vào bờ biển của tỉnh Bão có thể xuất hiện vào thời kỳ từ tháng VI đến tháng X, trong đó nhiều nhất vào ba tháng (VIII - X) với khoảng 0,3 - 0,7 cơn/năm [2]

Hiện tượng nước biển dâng và bão lũ đã khiến nhiều người dân bị mất nhà và buộc phải di dời ra những vùng khác Bên cạnh đó, hàng ngàn người chết và mất tích

trong những trận bão, lũ Sức công phá của lũ đã phá hủy hàng ngàn căn nhà và những công trình đê biển Đã nhiều năm qua, cứ đến mùa mưa bão, người dân sống dọc ven biển của các địa phương vùng ven biển Miền Trung thường rơi vào trạng thái lo lắng bởi nạn xâm thực của sóng biển Cứ vào mỗi mùa mưa bão, nhà cửa, đất đai và nhiều tài sản khác bị sóng cuốn ra biển Môi trường mất vệ sinh của dân cư sau khi bão lũ sẽ gây ra những dịch bệnh Hiện tượng gia súc, gia cầm chết trôi dạt khắp nơi và phân hủy đã gây ô nhiễm nghiêm trọng làm ảnh hưởng lớn đến sức khỏe của người dân [3] Theo thống kê 10 năm trở lại đây tỉnh quảng bình có 36 đợt lũ, trong đó có trận mưa lũ lịch sử làm 151 người chết, 360,000 ngôi nhà bị sập, hư hỏng Số người bị ảnh hưởng lên đến 1,737,000 người tổng giá trị thiệt hại trong 10 năm khoảng 4.800 tỷ đồng Đặc biệt các năm 2007 và 2010 đã gây ra 3 đợt lũ rất lớn, được coi là lũ lịch sử, lũ chồng lên

lũ Đợt lũ tháng 8/2007 gây lũ lớn trên khu vực Sông Gianh, mực nước vượt cơn lũ lich

sử năm 1993 là 0,44m Đợt lũ cuối tháng 9/2010 vượt đỉnh lũ 2007 được coi là lũ chồng lên lũ, gây thiệt hại 2700 tỷ đồng (gấp 2 lần thu ngân sách của tỉnh năm 2010) [20] Tình hình thiên tai diễn biến ngày càng phức tạp Với một kết cấu nhà thấp tầng ở miền trung thì thiệt hại do bão - lũ gây ra càng ngày càng lớn khiến người dân miền trung đã nghèo lại càng nghèo thêm

Nhà nước, ngành xây dựng và các địa phương ở Việt Nam hết sức coi trọng công tác phòng chống bão lũ Đặc biệt là sự an toàn về nhà cửa đã có hàng chục tài liệu ngắn gọn hướng dẩn về tính toán tải trọng gió và biện pháp xây dựng phòng chống bão cho nhà ở, nhà xưởng, cầu đường, đê đập Viện khoa học công nghệ xây dựng củng đã nghiên cứu rất nhiều về tác động của gió bão, kể cả tiến hành kiểm tra bằng ống thổi khí động và đề xuất nhiều giải pháp kỹ thuật xây dựng phòng chống bão lũ cho nhà và công trình [4]

Việc nghiên cứu để đưa ra một mô hình nhà vừa chịu được bão, vừa đối phó được với lũ cho nhân dân miền trung là có ý nghĩa xã hội rất quan trọng

Ở Việt Nam đã có không ít đề tài nghiên cứu về mô hình nhà chống thiên tai như [6 ÷ 9] Những mô hình này chủ yếu để đối phó với lũ với đặc tính là nhẹ, thi công nhanh, có khả năng nâng lên hạ xuống theo mực nước, giá thành thấp Tuy nhiên những mô hình này có thể bị trôi đi khi dòng nước lũ chảy xiết nếu như không có biện pháp giằng níu củng như khó chống chọi được với bão vì vậy khó phù hợp với tình

hình thiên tai ở miền trung Bên cạnh những mô hình trên còn có những nghiên cứu về

mô hình nhà dùng phòng chống bão, với đặc tính là kết cấu chắc chắn, giá thành thấp,

có thể chống chọi với những cơn bão cấp lớn từ cấp 12 trở lên như [10 ÷ 14] Tuy nhiên chúng không có khả năng nâng lên hạ xuống theo mực nước, kết cấu nền móng thấp, nước lũ dể dàng xâm nhập, khó khăn trong việc đối phó với lũ Khắc phục nhược điểm của những mô hình trên một mô hình khác vừa có thể nâng lên hạ xuống theo mực nước vừa có thể ổn định khi dòng lũ chảy xiết củng như có gió bão nếu như được gằng chống như [15] Tuy nhiên nền móng không chắc chắn, không có độ bám chặt với nền đất nên khả năng chống bão còn hạn chế Vươt trội hơn là một mô hình với đặc tính nhẹ, được làm từ tre, một vật liệu có sẵn, thân thiện với môi trường, nền móng được liên kết chắc chắn với mặt đất bởi 4 thanh thép nhưng củng có thể nâng lên hạ xuống theo mực nước khi có lũ, mô hình [16] Tuy nhiên vì sử dụng vật liệu địa phương quen thuộc nên độ bền không cao, khả năng kháng lũ chỉ vài mét, kiến trúc có tính áp đặt, giá thành rất cao so với tuổi thọ công trình, đòi hỏi khá nhiều kỹ thuật và khó có thể triển khai trên diện rộng Ngoài ra còn có những mô hình được đề xuất và

đã được đem vào thực tế như [18] Tuy cách thức xây dựng kiến trúc đơn giản nhưng tính khả thi chưa được cao do sự áp đặt kiến trúc, khả năng kháng lũ, lụt thấp (chỉ khoảng vài mét và không thể nâng lên hạ xuống theo mực nước), giá thành xây dựng, hiệu quả sự dụng và sự hài hòa với không gian kiến trúc chung Với giải pháp này, rất khó để triển khai một quy hoạch định hướng thật chi tiết, rõ ràng và đồng bộ Điều này

đã thể hiện rõ qua thực tế và không phù hợp với lối kiến trúc quen thuộc của người dân nên không được người dân ưa chuộng Một mô hình vừa có chức năng chống bão, vừa

có chức năng kháng lũ đó là [19], tuy nhiên nó vẩn còn có một số hạn chế chưa khắc phục được như không phù hợp với suy nghỉ người dân bởi vách nhà làm hoàn toàn bằng bao cát, sử dụng vật liệu địa phương không có độ bền cao như lợp bằng mái rơm

rạ, không đạp ứng được yêu cầu hiện đại hóa cho người dân vùng quê

Là một người con của miền trung, sinh ra và lớn lên tại mảnh đất miền trung nên

em hiểu rõ nỗi thấu khổ của người dân nơi này khi phải gánh chịu hậu quả do thiên tai bão lũ gây ra Tới thời điểm này em may mắn được theo học chuyên ngành Xây dựng tại Trường Đại học Nha Trang đã 4 năm Nên em thiết nghĩ cần phải đóng góp một chút kiến thức mà mình đã có được tại trường để phục vụ cho chính quê hương mình

Do đó đề tài nghiên cứu sau đây hướng đến mục tiêu thiết kế một ngôi nhà quen thuộc khi bão - lũ tràn về Ngôi nhà có khả năng chịu được đỉnh lũ cao hàng chục mét, bảo vệ môi trường, có tính tùy biến cao, chống nóng, chống lạnh Giá thành xây dựng phải chăng, bền vững, tính kiến trúc, sự hài hòa với không gian kiến trúc chung Sử dụng vật liệu mới với thời gian thi công nhanh chóng, đơn giản nhằm mở rộng kiến thức về vật liệu xây dựng hiện đại tới chính quyền và nhân dân vùng quê Mặt khác, cần đưa ra giải pháp để biến những ngôi nhà bình thường hiện nay thành ngôi nhà phòng, chống bão - lũ chủ động mà không thay đổi kiến trúc, kết cấu, kỹ thuật đơn giản, giá thành rẻ, bền vững và người dân có thể tự triển khai.

II Ý nghĩa của đề tài:

Giữ thế chủ động, ứng phó nhanh, giảm thiểu thiệt hại của thiên tai Nâng cao đời

sống vật chất và tinh thần cho người dân vùng bão - lũ

III Cách tiếp cận, phương pháp và phạm vi nghiên cứu:

III.1 Phương pháp nghiên cứu:

- Tìm giải pháp kiến trúc

- Thu thập các số liệu

- Nghiên cứu giải pháp kết cấu

- Đề xuất phương án tối ưu

III.2 Phạm vị nghiên cứu:

- Nghiên cứu về kết cấu thép, vật liệu nhẹ cho nhà nổi

- Nghiên cứu về kết cấu nhà chống bão

- Nghiên cứu về mô hình nhà chống lũ

- Sử dụng lý thuyết của các môn học như Bê Tông Cốt Thép 1; Kết Cấu Thép 1,2 ; Nền Móng và các tiêu chuẩn tính toán liên quan như TCVN 2737 – 1995, TCXDVN 338 – 2005, TCVN 5574 – 2012, TCVN 9362 – 2012 để tính toán và thiết kết cấu cho “ngôi nhà đa năng chống bão -lũ” của đề tài

- Ngoài ra còn nghiên cứu một số tài liệu khác có liên quan đến việc tính toán thiết

kế ngôi nhà như tài liệu về thủy lực, lực đẩy nổi, lực tỳ của tàu lên công trình

III.3 Nội dung nghiên cứu:

- Bước 1: Nghiên cứu những mô hình nhà chống thiên tai trong nước và thế giới từ

đó đưa ra mô hình nghiên cứu

- Bước 2: Tìm hiểu về vật liệu và thu thập số liệu về những cơn bão, cơn lũ lớn tại khu vực trong những năm qua

- Bước 3: Tính toán khung BTCT, hệ phao, mái, kết cấu thép

- Bước 4: So sánh với những mô hình nhà chống bão lũ khác và nhà 2 tầng

- Bước 5: Cho ra mô hình 3D kết hợp với tính toán kết cấu, đưa ra những nghiên cứu

về vật liệu mới

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI:

Trên thế giới có những ứng phó khác nhau với bão, lũ lụt tại các quốc gia và các vùng đất khác nhau Một số ví dụ như:

Tại khu vực Queensland (Australia) thường bị lụt lội hoành hành, các giới chức chính phủ yêu cầu cư dân vùng đất thấp và ven biển hãy đi di tản và những người đi nghỉ hè không nên đến các vùng đất thấp này Người dân ở Brisbane tại bang Queensland làm sạch bùn rác sau khi nước lũ rút khỏi thành phố và lấy lại các đồ dùng, tài sản mắc kẹt bằng cách kéo chúng ra khỏi nước lụt ở những căn nhà của họ Thông tin lũ lụt được truyền trên các phương tiện đại chúng

Đối với các quốc gia giàu có, họ có thể có dư thừa nguồn lực tài chính để ứng phó với lũ lụt, có thể tài trợ các dự án chống biến đổi khí hậu quy mô lớn.Ví dụ, tại Hà Lan, mặc dù phần lớn diện tích nằm dưới mặt nước biển nhưng với hệ thống đê biển vĩ đại trải khắp vùng đất thấp, người dân nước này có thể nhìn vào viễn cảnh mực nước biển tăng lên với thái độ khá bình thản Quốc gia này đã vạch ra các kế hoạch đối phó với tình trạng nước biển dâng lên hơn 2m vào năm 2200 Theo đó, chi phí để tránh một trận lũ tồi tệ nhất có thể xảy ra trong 10.000 năm lên tới 1,5-3 tỉ USD mỗi năm Mức chi phí này Hà Lan có thể kham nổi Tuy hàng thế kỷ qua, người Hà Lan đã miệt mài đắp đê để chống lũ, nhưng do gần đây khí hậu thế giới có những thay đổi bất thường nên bây giờ người Hà Lan sẽ học cách sống chung với lũ Mô hình “nhà lưỡng cư” không giống với mô hình nhà bè ở các nước châu Á, chúng được xây dựng trên mặt đất cứng và làm bằng những loại gỗ nhẹ, chịu nước, bên cạnh đó phần móng nhà không ăn vào mặt đất và được thiết kế rỗng để có thể nổi như một con tàu khi có lũ Tất cả các đường ống nước, gas, điện và hệ thống thoát nước được đặt trong những ống cơ động trong những cột neo chính, do đó, có thể đối phó sự biến đổi bất thường của khí hậu bằng cách các ngôi nhà bồng bềnh theo con nước khi nước tràn bờ Mô hình “nhà lưỡng cư” không phải là giải pháp chỉ cho Hà Lan mà còn dành cho toàn thể châu Âu Trong vòng 50 năm tới, nếu áp dụng mô hình nhà này thì cả châu Âu có thể giải quyết chỗ ở tại các vùng nước nổi cho hơn 40% số người thiếu nhà cửa Ngoài ra,

Hà Lan đi đầu trong lĩnh vực thủy xây dựng, một kỹ thuật có thể biến móng của một

tòa nhà thành một cái bể nổi Cốt lõi của cái bể này là khối vật liệu xốp bọc bê tông và được bảo vệ chống lại dòng chảy bằng một hệ thống giằng thép Từng thành phần riêng rẽ đó, cho dù là đường đi, dãy nhà ở hoặc chuồng chăn nuôi gia súc, có thể được ghép lại với nhau như trong trò xếp hình Lego thành những khu dân cư nổi Kết cấu đó được tính toán sao cho có độ bền từ 100 năm trở lên, khi có vấn đề xảy ra với phần móng, từng phần có thể được tách ra và kéo đến các xưởng đóng tàu để sửa chữa Các quốc gia giàu có khác cũng có thể tiến hành các biện pháp tương tự [5]

Hình 1.1 Kiến trúc nhà nổi ở Hà Lan [21]

Đập nước Marina Barrage có thể giúp bảo vệ Singapore khỏi các trận lũ cũng như tăng khả năng lưu trữ nước ngọt của quốc gia này [5]

Hình 1.2 Đập nước Marina Barrage [22]

Còn Vương quốc Anh thì xây “rào chắn sông Thêm” (Thames Barrier), một đập nước ngăn lũ lớn thứ 2 thế giới, để bảo vệ thành phố London khỏi cơn lũ tồi tệ nhất có thể xảy ra trong hơn 1 thiên niên kỷ Trung tâm Khí tượng Met Office của Anh cho rằng, đập nước vĩ đại này, cùng với các biện pháp khác, sẽ có thể giúp họ chống sự biến đổi trong thế kỷ này [5]

Hình 1.3 Rào chắn sông Thêm (Thames Barrier) [23]

Trong khi đó, các nước nghèo thường không có đủ tài chính, trình độ kỹ thuật cũng như thiếu các thể thế chính trị để triển khai những dự án lớn như thế Đã vậy, họ lại là những quốc gia chịu nhiều rủi ro hơn từ tình trạng biến đổi khí hậu, do phụ thuộc nhiều vào hoạt động trồng trọt hơn các nước giàu Do vậy, họ thường phó mặc cho rủi

ro hoặc trông chờ viện trợ, kỹ thuật và trợ giúp của các nước khác, trong đó, thường chú trọng đến khả năng thích ứng của cây trồng, vì rằng cây trồng cực kỳ nhạy cảm trước những thay đổi về nhiệt độ hay lượng mưa, nhưng lại không mấy quan tâm đến đời sống của những người bị ảnh hưởng

Tại Mỹ, ngôi làng nổi Sausalito ở California được đầu tư xây dựng bởi những người theo chủ nghĩa hippiies trong những năm 60-70, ngôi làng biệt lập thuộc Vịnh San Francisco là nơi tập hợp những con tàu - nhà đông nhất nước Mỹ Hay Kampong Ayer - làng nổi lớn nhất trên thế giới, có bề dày lịch sử gần 1.500 năm - là địa điểm du lịch nổi tiếng nhất của Brunei Những ngôi nhà trên làng nổi có bề ngoài tuềnh toàng, giản dị, nhưng bên trong có đầy đủ các trang thiết bị điện tử, điện lạnh…, tường được

chạm hoa văn, sàn trải thảm và phía trước có vườn hoa, những cây cầu được bắc từ nhà

nọ sang nhà kia khiến các khu nhà trên làng nước liên hoàn không khác gì đất liền [5]

Ngoài ra còn có những mô hình về nhà chống bão lũ khác như:

Nhà đổ bộ ở Thái Lan được nghiên cứu ra theo yêu cầu của chính phủ Thai Lan nhằm đối phó với vấn đề lũ lụt ngày càng tăng tại Thái Lan Thân ngôi nhà được xây dựng bằng các tấm đúc sẳn với khung thép, nó được đặt trên hai bè nổi được đặt dưới một hố móng và được gác lên nền bê tông cốt thép dưới đáy hố Ngôi nhà được giử ổn định khi bảo và nổi lên khi có lũ [24]

Hình 1.4 Nhà đổ bộ (Amphibious Houses) ở Thái Lan

Nhà đổ bộ đầu tiên của nước Anh được thiết kế bởi hai kiến trúc sư Ricardo Pellizzon và Rober Pattison Ngôi nhà đã được xây dựng tại London nước Anh Ngôi nhà này được nghiên cứu và phát triền dựa trên nền tảng của ngôi nhà đổ bộ tại Thái Lan nhưng hệ móng của nó được làm tương tự như hệ móng của Hà Lan [25]

Hình 1.5 Nhà đổ bộ đầu tiên của nước Anh

Mô hình nhà float “float house” ở nước Mỹ được tạo ra từ dự án được dẫn dắt bởi giáo sư nổi tiếng của trường UCLA là Thom Mayne, người đã làm việc với bảy sinh viên tốt nghiệp từ khoa kiến trúc và thiết kế đô thị của trường UCLA, và kiến trúc sư Mayne's Morphosis Công trình được ra mắt công chúng vào tháng 10/2011 Ngôi nhà củng được thiết kế hệ móng có thể nổi như một cái bè và được định hướng khi nổi lên bằng 12 chân trụ Phần "khung nhà" được ghép bằng các một mô-đun đúc sẵn, được làm từ bọt polystyrene phủ sợi thủy tinh bê tông cốt thép bền bỉ với thời gian chắc chắn khi có bão [26]

Hình 1.6 Mô hình nhà float “float house” của nước Mỹ

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC:

Ở Việt Nam củng có không ít những việc làm thiết thực củng như những công trình nghiên cứu về việc đối phó với thiên tai

Đầu tiên phải nói đến là dự án “Nhà ở chống bão vì một thành phố Đà Nẵng có khả năng chống chịu” của thành phố Đà Nẵng Dự án do quỹ Rockefeller - Hoa Kỳ tài trợ thông qua Viện chuyển đổi Môi trường và xã hội ISET, Hội LHPN thành phố là đơn vị nhận tài trợ, trực tiếp triển khai dự án Mục tiêu của Dự án là hỗ trợ các gia đình nghèo, chưa có nhà ở kiên cố có thể xây mới, nâng cấp, sửa chữa nhà nhằm giúp tăng cường khả năng chống chịu với gió bão, mưa lũ, biến đổi khí hậu của các xã, phường và quận, huyện dễ bị tổn thương của thành phố Đà Nẵng Bằng nguồn vốn thông qua việc lập nên một quỹ tín dụng quay vòng, qua 3 năm triển khai, dự án đã hỗ trợ xây mới, sửa chữa và nâng cấp nhà ở chống bão cho 320 hộ dân nghèo và cận nghèo với tổng kinh phí hơn 7 tỷ đồng Trong khuôn khổ cuộc thi Momentum for Change (tạm dịch: Thúc đẩy sự thay đổi) 12 dự án xuất sắc nhất trên toàn thế giới về khả năng thích ứng và giảm thiểu rủi ro do biến đổi khí hậu đã chính thức được Ban Thư ký Công ước khung Liên hiệp quốc (UNFCCC) công bố tại Bonn, Đức Vượt qua rất nhiều dự án cùng chủ đề, Dự án “Nhà ở chống bão vì một thành phố có khả năng

chống chịu với biến đổi khí hậu” của thành phố Đà Nẵng do Sở Ngoại vụ đăng ký đã lọt vào nhóm 12 dự án nổi bật nhất dành được Giải sáng kiến của năm 2014 [27]

Hình 1.7 Hội thảo về dự án “Nhà ở chống bão vì một thành phố Đà Nẵng có khả

năng chống chịu” của thành phố Đà Nẵng.

Củng trong năm 2014 vào hai ngày 7 – 8 tháng 07(vào lúc 8h30) tại khách sạn Sofitel Plaza Hà Nội, Vụ Hợp tác quốc tế - Bộ Nội vụ Pháp và Bộ Công an Việt Nam

đã tổ chức “Hội thảo Khu vực Phòng chống lũ lụt và quản lý rủi ro” Trong hai ngày

diễn ra hội thảo, đại biểu tham gia đã giới thiệu hoạt động, nhu cầu của các cơ quan phòng chống lũ lụt ở từng nước trong khu vực và chia sẻ kinh nghiệm trong lĩnh vực này Trên cơ sở đó, hội thảo sẽ đưa ra tổng kết các phương tiện, chính sách hiện có trong khu vực và tìm kiếm giải pháp cải thiện [28]

Hình 1.8 Hội thảo Khu vực Phòng chống lũ lụt và quản lý rủi ro

Văn phòng thường trực Ban chỉ đạo phòng chống lụt bão Trung ương củng đã đưa

ra văn bản định hướng một số nội dung chính về xây dựng phương án ứng phó với bão mạnh siêu bão Ví dụ như : Đưa ra những định hướng xây dựng phương án ứng phó với bão mạnh, siêu bão, như: xây dựng bản đồ ngập lụt Lập các phương án sơ tán dân đến các địa điểm an toàn, phương án đảm bảo an toàn tàu thuyền, hương án bảo vệ công trình phòng, chống thiên tai và công trình trọng điểm, phương án bảo đảm an ninh trật tự giao thông, thông tin liên lạc, phương án khắc phục hiệu quả… [29] Ngoài ra Đảng và Nhà nước ta củng đã giành sự quan tâm đặc biệt đối với công tác phòng chống lụt bão, cụ thể [30]:

- Chủ tịch nước đã gửi thư thăm hỏi, động viên đồng bào chiến sĩ cả nước nhân ngày phòng chống thiên tai của Viêt Nam 22/5

- Chính phủ, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 1061QĐ-TTg ngày 1/7/2014 ban hành kế hoạch triển khai thi hành luật phòng chống thiên tai; Nghị định số 66/2014 NĐ-CP ngày 4/7/2014 quy định chi tiết thi hành một số điều của luật phòng chống thiên tai; Nghị định số 94/2014/NĐ -CP ngày 17/10/2014 quy

định về thành lập và quản lý quỹ phòng, chống thiên tai; Quyết định số 44/2014/QĐ-TTg ngày 15 tháng 8 năm 2014 quy định chi tiết về cấp độ rủi ro thiên tai; Quyết định số 46/2014/QĐ-TTg ngày 15 tháng 8 năm 2014 quy định về cảnh báo, dự báo và truyền tin thiên tai và một số chương trình, kế hoạch khác nhằm đưa Luật phòng, chống thiên tai vào cuộc sống

- Phó Thủ tướng Chính phủ đã trực tiếp chủ trì các cuộc họp Ban Chỉ đạo PCLBTW đối với từng trận bão, lũ; Ban hành các công điện và trực tiếp chỉ đạo các Bộ ngành và phòng, chống và khắc phục hậu quả của bão, lũ; Chỉ đạo công tác chống hạn hán tại các tỉnh Trung Bộ và Tây nguyên, đặc biệt là tại tỉnh Ninh Thuận, Khánh Hòa

- Trong năm 2014, Thủ tướng Chính phủ đã có các quyết định hỗ trợ địa phương, các Bộ, ngành bị ảnh hưởng bởi thiên tai với tổng kinh phí là 1.538,9 tỷ đồng (trong đó hỗ trợ khắc phục bão, lũ là 335 tỷ đồng; hạn hán, xâm nhập mặn là 1.203,9 tỷ đồng) và 2.000 tấn gạo, 1.400 tấn lúa giống, 267 tấn ngô giống, 17,7 tấn hạt giống rau các loại

Bên cạnh đó Bộ Xây Dựng củng đã có những công tác thiết thực để đối phó với thiên tai như [30]:

- Rà soát quy chuẩn kỹ thuật quốc gia, tiêu chuẩn quốc gia về thiết kế, thi công xây dựng công trình đáp ứng yêu cầu phòng chống thiên tai

- Chỉ đạo thực hiện Dự án Điều tra, khảo sát tác động của siêu bão tới nhà ở, công trình dân dụng và đề xuất các giải pháp kiểm định, đánh giá chất lượng nhằm gia cường khả năng chống bão cho các công trình dân dụng tại Việt Nam

- Năm 2013 ÷ 2014, hoàn thành thí điểm 700 nhà ở phòng tránh lũ, lụt tại 7 tỉnh miền Trung thường xuyên bị ảnh hưởng bởi thiên tai, lũ lụt đảm bảo an toàn cho người và tài sản của nhân dân Trên cơ sở, đã trình Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định số 48/QĐ-TTg ngày 28/8/2014 về chính sách hỗ trợ hộ nghèo xây dựng nhà ở phòng, tránh bão, lụt giai đoạn 2 cho 14 tỉnh khu vực miền Trung (từ 7 Thanh Hóa đến Bình Thuận) với số lượng trên 40.000 hộ dân được hỗ trợ xây dựng nhà ở phòng tránh lũ, lụt

- Tiếp tục triển khai Chương trình xây dựng cụm, tuyến dân cư và nhà ở vùng ngập lũ đồng bằng sông Cửu Long theo Quyết định số 1151/QĐ-TTg ngày

26/8/2008 của Thủ tướng Chính phủ và đã cơ bản hoàn thành Các địa phương đã hoàn thành tôn nền, đắp bờ bao 178/179 dự án, đạt tỷ lệ 99,6%; Xây dựng hạ tầng

kỹ thuật thiết yếu đạt 82-92% khối lượng; Hoàn thành 27.014/35.595 căn nhà, đạt 76% Đến nay, đã có 47.929 hộ dân trên tổng số 56.510 hộ dân thuộc đối tượng của Chương trình được đảm bảo an toàn nhà ở trong các cụm, tuyến và bờ bao (đạt 85%), trong đó có 27.014 hộ vào ở trong cụm, tuyến và 20.915 hộ được đảm bảo

an toàn trong các bờ bao [30]

Một số bộ ngành như Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Bộ Quốc Phòng,

Bộ Công an, Bộ Công Thương, Bộ Tài nguyên và Môi trường, Bộ Thông tin và Truyền thông, Đài Truyền hình Việt Nam, Đài Tiếng nói Việt Nam và các cơ quan thông tin đại chúng, và Các Bộ, ngành Trung ương khác Củng đã đưa ra những công tác đối phó với thiên tai tại Việt Nam [30]

Không chỉ có các ban bộ ngành thực hiện nghiên cứu các giải pháp đối phó với thiên tai mà còn có những tầng lớp nhân dân, tri thức tại Việt Nam củng đã và đang tham gia tích cực trong việc nghiên cứu tìm hiểu các giải pháp nhằm ứng phó với thiên tai tại Việt Nam Đặc biệt là các chuyên gia về kiến trúc, xây dựng, các kỹ sư, kiến trúc sư và các sinh viên học tại các trường đại học, cao đẳng củng đang ngày đêm nghiên cứu ra những mô hình nhà ở có khả năng chống thiên tai bão – lũ Rất nhiều tài liệu nghiên cứu được đưa ra ví dụ như tài liệu [1 ÷ 5, 17, 31 ÷ 35] …

Hay nhiều nghiên cứu về mô hình nhà được thiết kế nhắm ứng phó với thiên tai như [6 ÷ 16, 18, 19] Những mô hình này là những mô hình tiêu biểu được các sinh viên tại các trường đại học trên cả nước củng như nhiều kiến trúc sư nghiên cứu ra Có nhiều mô hình đã đạt được những giải thưởng cao trong các cuộc thi về thiết kế nhà ở

và củng đã được đưa vào thực tế Tuy nhiên những mô hình này vẩn còn rất nhiều điểm hạn chế so với thực tế trong việc đối phó với tình hình thiên tai biến động mạnh như hiện nay

Sau đây là một số phân tích và thông tin về những mô hình nghiên cứu tiêu biểu trong nước:

Hình 1.9 Mô hình “Nhà ở đa năng bán di động”.

Mô hình “nhà ở đa năng bán di động” ở hình 1.9 là của sinh viên Nguyễn Ích Thắng, lớp 52KD3, Khoa Kiến trúc và Quy hoạch, Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, năm 2011 Mô hình đã giành giải nhất cuộc thi “Ý tưởng sáng tạo ngôi nhà đa mục tiêu ứng phó với biến đổi khí hậu” do Bộ Tài nguyên và Môi trường tổ chức Ngôi nhà được thiết kế gồm hai phần chính: phần cố định, giữ chức năng chính của một ngôi nhà, là không gian sinh hoạt của gia đình Phần di động chính là phần sẽ nổi lên theo chiều đứng của lũ, giữ chức năng là nơi ở cho con người khi lũ lụt xảy ra Tuy nhiên ngôi nhà củng có một số hạn chế như phần nhà nổi được làm bằng tre một vật liệu không bền bỉ với thời gian, không có khả năng chống chọi với dòng lũ chảy xiết, nền móng phần di đông không đảm bảo chắc chắn để có thể chống chọi được với bão Nền của phần di động sát với mặt đất nên khó khăn trong việc bảo dưởng và sữa chữa khi xảy ra hư hỏng [6]

Hình 1.10 Mô hình “nhà nổi” của nhóm cựu sinh viên lớp K06A1, khoa Kiến trúc

công trình, Đại học Kiến Trúc TP Hồ Chí Minh.

Mô hình (hình 1.10) là một trong 68 đề tài sáng tạo tiêu biểu toàn quốc năm 2011 được tuyên dương tại thành phố Huế tối 10/10 Ngoài ra mô hình nhà nổi của cả nhóm

đã ẵm nhiều giải thưởng như: giải ba giải thưởng nghiên cứu cấp Bộ, giải nhất lĩnh vực kiến trúc - xây dựng hội thi sinh viên nghiên cứu khoa học Eureka năm 2010 và giải ba giải thưởng sáng tạo kỹ thuật Việt Nam Vifotec 2010 Ngôi nhà được thiết kế phần móng bằng hệ thống phao nổi EPS (xốp ngoài thị trường được bọc một lớp nhựa), sàn được lót bằng gỗ hoặc gạch đá Sườn nhà làm từ gỗ hoặc nhôm Mái được lợp bằng tôn sandwich Nhà nổi sẽ có 4 cọc giữ cố định, lúc nước lên nhà sẽ trượt theo cọc nổi lên, và ngược lại Theo tính toán của cả nhóm, toàn bộ thể tích phao nổi EPS nâng được 27,6 tấn Trong khi đó, nhà làm bằng khung nhôm chỉ có trọng lượng 7 tấn, khung gỗ là 9,8 tấn Theo nhóm, giá một căn nhà nổi diện tích 7,2x7,2 m (đã bao gồm các vật dụng) hoàn chỉnh khung gỗ là khoảng 90 triệu đồng, khung nhôm là 120 triệu đồng Tuổi thọ của phao nổi EPS được tính là hơn 60 năm Tuy nhiên ngôi nhà củng

có một số hạn chế như không ứng phó được với bão Nền nhà nằm sát mặt đất nên rất

khó sữa chữa và thay thế nếu có hư hỏng, củng như khó khăn trong việc bảo dưởng nền nhà [7]

Hình 1.11 Mô hình “nhà chống lũ” của Phạm Hữu Thủy, sinh viên năm thứ 5 của

khoa Kiến trúc, Trường Đại học Quốc tế Hồng Bàng.

Mô hình (hình 1.11) là mô hình đã đạt giải A cuộc thi thiết kế “Nhà ở nông thôn vùng bão lũ, ngập lụt” do Hội Kiến trúc sư Việt Nam tổ chức Nhà chống lũ được phát triển trên cơ sở nhà truyền thống của người Việt, đơn giản, rộng rãi, phổ biến ở nhiều địa phương Ngôi nhà thiết kế đơn giản có một hệ thống phao nổi tự động khi lũ dâng cao Phao được làm bằng sáu thùng phuy kết lại với nhau đặt dưới nền nhà gần bếp nên không ảnh hưởng đến sinh hoạt trong gia đình Một nửa mái nhà được lợp bằng tôn lạnh, có cửa chớp để thoát hiểm bằng hệ thống phao khi lũ lên cao Phần còn lại được đổ bê tông cốt thép để làm nơi phơi nông sản, nơi trú của người và vật nuôi khi

lũ về Tuy nhiên được biết, mô hình ban đầu mà Thủy thiết kế có giá thành khoảng

200 – 250 triệu đồng Đây là giá thành cao so với mặt bằng kinh tế, thu nhập của người nông dân Việt Nam còn thấp, đặc biệt là với bà con miền lũ còn nhiều khó khăn Hơn nữa ngôi nhà còn có một số hạn chế như phần nổi của ngôi nhà được bố trí ở một không gian nhỏ của ngôi nhà và chỉ nâng được khối lượng nhỏ như một số vật dụng cần thiết trong ngôi nhà Ngôi nhà chỉ thiết kế để đối phó với lũ chứ không thiết kế để

chống chọi với bão nên hệ mái của ngôi nhà không đảm bão để chịu được những cơn bão lớn [8]

Hình 1.12 Mô hình “nhà nổi thông minh chống lũ” của nhóm sinh viên năm thứ 4 Khoa Kỹ thuật công trình, ngành xây dựng dân dụng Trường Đại học Tôn Đức

Thắng.

Mô hình (hình 1.12) đã đạt giải nhất toàn quốc (nhóm tự nhiên) cuộc thi Olympia dành cho sinh viên tổ chức tại Hà Nội đầu tháng 4-2013 Ngoài các tính năng bình thường như đáp ứng các yêu cầu về bền vững, thích dụng, thẩm mỹ, nổi được thì nhà nổi thông minh chống lũ còn có các tính năng nổi bật như: môdul hóa, nhanh trong chế tạo, sản xuất hàng loạt dẫn đến giảm giá thành Lắp dựng, tháo dỡ và mở rộng dễ dàng, nhanh chóng trong những trường hợp khẩn cấp góp phần nâng cao tính khả thi của đề tài Giá thành ngôi nhà là 108 triệu với diện tích xây dựng là 32m2 Độ bền của ngôi nhà lên tới 40 năm Tuy nhiên ngôi nhà chỉ áp dụng được cho việc ứng phó

với lũ Còn việc chống chọi với bão thì hoàn toàn không có khả năng Khi có bão ngôi nhà phải sử dụng biện pháp lai dắt về vùng không có bão để tránh bão [9].

Hình 1.13 Mô hình “Nhà tre chống thiên tai” do nhóm kĩ sư của hãng H&P của

Việt Nam thiết kế, 2013

Mô hình (hình 1.13) là một thiết kế nhà tre độc đáo được lấy từ nguyên liệu là tre nứa có sẵn trên khắp Việt Nam Ưu điểm loại vật liệu này là bền, rẻ, dễ dàng tạo thành cấu trúc chắc chắn Sàn nhà được nâng cao hơn so với mặt đất để phòng tránh lũ lụt Ý tưởng xây những ngôi làng tre nứa với lối kiến trúc mái nhà xòe ra đón nắng và cụp lại khi trời mưa Nhà ở thông thoáng, thoải mái, phù hợp với phong tục tập quán của người dân tộc thiểu số Ưu điểm loại thiết kế này là nhanh gọn nhẹ, an toàn cho người

sử dụng Nhà được giữ bằng 4 cọc trụ bằng sắt, đảm bảo kết cấu vững chắc, làm nền tảng để xây dựng một ngôi nhà kiên cố Dưới móng nhà là hệ thống thoát nước chống ngập lụt Giá của mỗi ngôi nhà tre được ước tính khá rẻ, chỉ khoảng hơn 40 triệu đồng Tuy sử dụng vật liệu địa phương quen thuộc nhưng độ bền không cao Kết cấu bằng tre không bền với thời gian khi phải chống chọi với những cơn bão lớn như ở miền trung, khả năng kháng lũ chỉ vài mét, kiến trúc có tính áp đặt, giá thành rất cao so với