NGHIÊN CỨU VỀ NHÀ Ở DÙNG NĂNG LƯỢNG TỰ NHIÊN VÀ TÁI TẠO TẠI HÀ NỘI

Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Vấn đề sử dụng lượng hiệu vấn đề toàn cầu Việt Nam nước phát triển với tốc độ nhanh nhu cầu sử dụng lượng lớn Việc tạo nguồn lượng phục vụ nhu cầu cần tiêu tốn nhiều sức lực lượng, đồng thời gây ảnh hưởng xấu đến môi trường sống Hiểm hoạ nóng lên trái đất, dẫn đến tượng băng tan vùng cực trái đất Các nguồn lượng bị cạn kiệt, môi trường ô nhiễm nặng nề, thiếu nước sinh hoạt trầm trọng… - Hội nghị biến đổi khí hậu toàn cầu diễn vào ngày 3-12 Bali Indonesia nêu lên hậu biến đổi khí hậu trong nguyên nhân chủ yếu việc sử dụng nhiều lượng tạo tác nhân gây biến đổi khí hậu toàn cầu cách nghiêm trọng Hội thảo đưa giải pháp cấp bách mang tính toàn cầu sử dụng lượng hiệu quả, khai thác nguồn lượng có khả tái tạo, không ảnh hưởng đến môi trường giảm thiểu phụ thuộc vào nguồn lượng hóa thạch ngày cạn kiệt Giảm lượng khí thải ô xít cacbon nguồn khí gây hiệu ứng nhà kính khác - Hội thảo khoa học lượng Đan Mạch tổ chức vào tháng 11/2007 Hà Nội Trong Đan Mạch tự đặt nhiệm vụ cho tìm khai thác nguồn tài nguyên lượng nước nắng, gió, thủy triều, địa nhiệt, sinh khối; không sử dụng công nghệ mà nguyên liệu hoàn toàn phụ thuộc vào nước Chương trình an ninh lượng quốc gia đặt chung với chương trình bảo vệ môi trường, thành hệ thống hoàn chỉnh, tương tác đa chiều Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục Trong tất lĩnh vực có kiến trúc tiết kiệm lượng (sử dụng lượng tự nhiên tái tạo) trở thành vấn đề quan tâm hàng đầu giới Vấn đề biến đổi khí hậu diễn ngày trầm trọng toàn giới mà nguyên nhân chủ yếu việc sử dụng lượng gây tác động xấu đến biến đổi Các chương trình hành động tiết kiệm lượng diễn khắp quốc gia toàn cầu - Tại Hội nghị LHQ biến đổi khí hậu diễn Copenhagen (Đan Mạch) vào tháng 12 năm 2009, Dự thảo đặt mục tiêu giữ cho nhiệt độ Trái đất không tăng 1,5°C 2°C so với thời kỳ tiền công nghiệp, để ngỏ lựa chọn hạn mức cắt giảm khí thải toàn cầu vào năm 2020 so với năm 1990, gồm mục tiêu 50%, 80% 95% Ở Việt Nam ngành kiến trúc nói riêng vấn đề tiết kiệm lượng hiệu quan tâm từ lâu phần lớn giải pháp kiến trúc thích ứng khí hậu truyền thống chưa thực hiệu thời đại ngày Đặc biệt nhà thấp tầng Việt Nam điều quan tâm Cũng theo EVN, nhu cầu sử dụng điện ngày cao Chỉ riêng tháng vừa qua, phụ tải toàn hệ thống trung bình đạt khoảng 285 triệu kWh/ngày (tăng 15% so với kỳ năm 2009), sản lượng điện ngày cao đạt tới gần 290 triệu kWh/ngày - số lớn Cùng đó, tình hình thời tiết diễn biến phức tạp, năm gần nắng nóng kéo dài diễn diện rộng ảnh hưởng không nhỏ đến ngành điện Mùa khô năm nay, dòng chảy từ thượng nguồn Trung Quốc vào nhánh sông Đà, sông Thao sông Lô nước ta mức thấp lịch sử Thời gian vừa qua, số nhà máy nhiệt điện lớn Cẩm Phả, Sơn Động, Hải Phòng 1, Quảng Ninh liên tục gặp cố, phải ngừng hoạt động để đại tu, sửa chữa, gây thiếu hụt khoảng 1.000 MW Theo Bộ Công Thương, Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục 100% dự án nhà máy nhiệt điện chậm tiến độ, có dự án chậm tới 5-6 năm, khiến kế hoạch cung cấp điện theo dự kiến không đảm bảo Nhu cầu nhà đô thị Việt Nam phát triển mạnh đa dạng, bên cạnh đó, nhu cầu lượng, môi trường sống lớn, ảnh hưởng trực tiếp đến việc sử dụng lượng người dân, khả đáp ứng nhà cung cấp Khả tiết kiệm lượng nhà thấp tầng: Theo chuyên gia, tiềm tiết kiệm lượng khu nhà thấp tầng tương đối lớn, khoảng 25 - 40% Các khu nhà thấp xây dựng sau với quy mô lớn việc thực tiết kiệm lượng tốt khu nhà thấp tầng có hệ thống nước nóng mặt trời, hệ thống điều hoà không khí, cửa sổ dùng kính cách nhiệt “Chính lí mà việc nghiên cứu nhà sử dụng lượng tự nhiên tái tạo Hà Nội cần thiết.” Mục tiêu nghiên cứu: Nhằm tạo giải pháp quy hoạch, kiến trúc sử dụng lượng hiệu quả, tạo môi trường vi khí hậu tiện nghi phù hợp với người Đề xuất giải pháp kiến trúc áp dụng lượng tự nhiên, lượng tái tạo (tận dụng triệt để lượng từ tái tạo như: gió, mặt trời, nước mưa.) nhằm tiết kiệm lượng bảo vệ môi trường sinh thái Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu: Nhà thấp tầng Hà Nội Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu khả sử dụng lượng tự nhiên, lượng tái tạo công tác thiết kế, xây dựng vận hành công trình nhà thấp tầng Hà Nội Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục Nội dung nghiên cứu Nội dung: Nghiên cứu vấn đề sử dụng lượng tái tạo giới Việt Nam, ứng dụng nhà thấp tầng để tìm mô hình phù hợp với điều kiện thực tế Các giải pháp kiến trúc sử dụng kĩ thuật truyền thống công nghiệp dựa tảng kiến trúc công nghệ số, kĩ cách thức sử dụng vật liệu mới, chiến lược tái tạo hàng loạt sản phẩm xây dựng hiểu biết tiến trình lịch sử kết cấu nhà môi trường tự nhiên, nhằm đưa mô hình nhà phù hợp với môi trường khí hậu Hà Nội Phương pháp luận nghiên cứu: Luận văn sử dụng phương pháp luận sau: - Thu thập thông tin vấn đề thiết kế xây dựng, vi khí hậu , mức độ tiêu thụ điện gas nhà thấp tầng - Khảo sát thống kê số liệu tiêu thụ lượng số nhà thấp tầng Hà Nội - Phương pháp nội suy, phương pháp chuyên gia - Lựa chọn khu vực minh họa cho kết nghiên cứu - Tổng hợp, phân tích, đề xuất kiến nghị Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Nhà thấp tầng sử dụng lượng tự nhiên tái tạo giảm tiêu thụ lượng, hướng đến bảo vệ môi trường phát triển bền vững - Đóng góp phần vào thực chương trình hành động tiết kiệm lượng Quốc gia - Nhằm hạn chế tối đa phụ thuộc vào công nghệ máy móc, nhiên liệu nhập từ nước - Đem lại lợi ích cho người sử dụng việc giảm chi phí điện tăng chất lượng sống Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục PHẦN A: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ Ở THẤP TẦNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TỰ NHIÊN VÀ TÁI TẠO TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.1 Các khái niệm Theo luật sử dụng lượng tiết kiệm hiệu số 502010QH12 ngày 28/06/2010 Tài nguyên lượng không tái tạo gồm than đá, khí than, dầu mỏ, khí thiên nhiên, quặng urani tài nguyên lượng khác khả tái tạo Tài nguyên lượng tái tạo gồm sức nước, sức gió, ánh sáng mặt trời, địa nhiệt, nhiên liệu sinh học tài nguyên lượng khác có khả tái tạo Năng lượng tái tạo hay lượng tái sinh lượng từ nguồn liên tục mà theo chuẩn mực người vô hạn Nguyên tắc việc sử dụng lượng tái sinh tách phần lượng từ quy trình diễn biến liên tục môi trường đưa vào sử dụng kỹ thuật Các quy trình thường thúc đẩy đặc biệt từ Mặt Trời, gió, song biển, thác nước… Trong cách nói thông thường, lượng tái tạo hiểu nguồn lượng hay phương pháp khai thác lượng mà đo chuẩn mực người vô hạn Vô hạn có hai nghĩa: Hoặc lượng tồn nhiều đến mức mà trở thành cạn kiệt sử dụng người (thí dụ lượng Mặt Trời) lượng tự tái tạo thời gian ngắn liên tục (thí dụ lượng sinh khối) quy trình diễn tiến thời gian dài Trái Đất Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục 1.1.1 Các nguồn lượng tự nhiên tái tạo 1.3.4.2Năng lượng mặt trời: Năng lượng Mặt Trời lượng dòng xạ điện từ xuất phát từ Mặt Trời, cộng với phần nhỏ lượng hạt hạ nguyên tử khác phóng từ Dòng lượng tiếp tục phát phản ứng hạt nhân Mặt Trời hết nhiên liệu, vào khoảng tỷ năm Năng lượng Mặt Trời nguồn lượng quan trọng điều khiển trình khí tượng học trì sống Trái Đất Ngay khí Trái Đất, mét vuông diện tích vuông góc với ánh nắng Mặt Trời, thu dòng lượng khoảng 1.400 joule giây Năng lượng xạ điện từ Mặt Trời tập trung vùng quang phổ nhìn thấy Mỗi giây trôi qua, Mặt Trời giải phóng không gian xung quanh 2.3.4.2Năng lượng địa nhiệt: Năng lượng địa nhiệt lượng tách từ nhiệt lòng Trái Đất Năng lượng có nguồn gốc từ hình thành ban đầu hành tinh, từ hoạt động phân hủy phóng xạ khoáng vật, từ lượng mặt trời hấp thụ bề mặt Trái Đất Chúng sử dụng để nung tắm kể từ thời La Mã cổ đại, ngày dùng để phát điện Có Hình 1-1 Sơ đồ phương pháp khai thác địa nhiệt khoảng 10 GW công suất điện địa nhiệt lắp đặt giới đến năm 2007, cung cấp 0.3% nhu cầu điện toàn cầu Thêm vào đó, 28 GW công suất Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục nhiệt địa nhiệt trực tiếp lắp đặt phục vụ cho sưởi, spa, trình công nghiệp, lọc nước biển nông nghiệp số khu vực 3.3.4.2Năng lượng thuỷ triều: Năng lượng thủy triều hay điện thủy triều lượng điện thu từ lượng chứa khối nước chuyển động thủy triều Hiện số nơi giới triển khai hệ thống máy phát điện sử dụng lượng thuỷ triều 4.3.4.2Năng lượng gió: Năng lượng gió động không khí di chuyển bầu khí Trái Đất Năng lượng gió hình thức gián tiếp lượng mặt trời Sử dụng lượng gió cách lấy lượng xa xưa từ môi trường tự nhiên biết đến từ thời kỳ Cổ đại Bức xạ Mặt Trời chiếu xuống bề mặt Trái Đất không đồng làm cho bầu khí quyển, nước không khí nóng không Một nửa bề mặt Trái Đất, mặt ban đêm, bị che khuất không nhận xạ Mặt Trời thêm vào xạ Mặt Trời vùng gần xích đạo nhiều cực, có khác nhiệt độ Hình 1-2 Bản đồ vận tốc gió theo khác áp suất mà không khí xích đạo cực mùa không khí mặt ban ngày mặt ban đêm Trái Đất di động tạo thành gió Trái Đất xoay tròn góp phần vào việc làm xoáy không khí trục quay Trái Đất nghiêng (so với mặt phẳng quỹ đạo Trái Đất Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục tạo thành quay quanh Mặt Trời) nên tạo thành dòng không khí theo mùa Do bị ảnh hưởng hiệu ứng Coriolis tạo thành từ quay quanh trục Trái Đất nên không khí từ vùng áp cao đến vùng áp thấp không chuyển động thẳng mà tạo thành gió xoáy có chiều xoáy khác Bắc bán cầu Nam bán cầu Nếu nhìn từ vũ trụ Bắc bán cầu không khí di chuyển vào vùng áp thấp ngược với chiều kim đồng hồ khỏi vùng áp cao theo chiều kim đồng hồ Trên Nam bán cầu chiều hướng ngược lại 1.1.2 Phân loại nhà thấp tầng 1.3.4.2Nhà liên kế: Đây loại nhà thường gặp thành phố nhỏ, thị trấn phục vụ gia đình thị dân Để đảm bảo tính kinh tế tiết kiệm đất cho thành phố, gia đình có hướng tiếp xúc trước sau với thiên nhiên Mỗi gia đình sử dụng diện tích không gian suốt từ tầng đến tầng thượng ( khối nhà thường cao từ dến tầng ) Ngoài diện tích dành cho nhà có diện tích cho sân vườn ( với tỷ lệ từ 20% đến 30% diện tích lô đất ) Loại nhà thường có diện tích đất trung bình từ 60 - 120m2 thường chia làm hai loại sau : - Nhà liền kề phố: Nhà có mặt tiền trực tiếp liên hệ với hè phố để lợi dụng tầng kinh doanh buôn bán, tầng dùng cho Hình 1-3 Nhà liền kề phố Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục việc sinh hoạt nghỉ ngơi gia đình Nhà có sân ( chiếm 20% đến 25% lô đất) Nhà liền kề sân vườn : Là loại nhà có vườn phía trước sân phía sau, mặt tiền từ đến10m, hình thức giống nhà liền kề phố nhà lùi vào khoảng 3m so với hàng rào, có vườn trước Hình 1-4 Nhà liền kề sân vườn sân sau (chiếm khoảng 30% đến 40% lô đất ) 2.3.4.2Nhà biệt thự: Đây loại nhà thấp tầng ( đến tầng ) có sân vườn bao quanh, phục vụ cho gia đình có đời sống kinh tế cao, thu nhập dồi Ngôi nhà nằm khuôn viên có rào dậu cổng riêng với Hình 1-5 Phối cảnh biệt thự khoảng diện tích trung bình từ 300 - 800m2 chủ yếu xây dựng vật liệu sang trọng kiên cố Biệt thự cần có công trình phụ garage ôtô ( cho từ 1- xe ), chỗ cho người phục vụ hay chổ để dụng cụ làm vườn v.v sân thoáng vườn cảnh bóng mát để nghỉ ngơi trời Mật độ xây dựng lô đất khoảng 25% đến 40% tối đa Nhưng 10 Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục Hình 3-34 Những nhà sử dụng lam chắn nắng tạo cho mặt đứng độc đáo riêng,và tạo nhiều ấn tượng.(hình ảnh sưu tầm) 95 Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục PHẦN B: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Đề tài nêu vấn đề sau: • Áp dụng lượng tự nhiên lượng tái tạo mang tính chiến lược toàn cầu việc sử dụng lượng tiết kiệm lượng bảo vệ môi trường • Các yếu tố tiêu thụ lượng cần quan tâm kiến trúc nhà thấp tầng Các vấn đề ứng dụng công nghệ sử dụng lượng tái tạo bao gồm: lượng gió, mặt trời, địa nhiệt, biogas • Từ phân tích, đánh giá đồng thời dựa kinh nghiệm truyền thống Quốc tế để rằng: việc thiết kế sử dụng vận hành nhà cách hợp lý, khoa học tiện nghi quan trọng, cần phải nghiêm túc quan tâm • Căn nghiên cứu trên, đề tài đưa quan niệm nhà thấp tầng sử dụng lượng tự nhiên lượng tái tạo • Đáp ứng tiêu chí thiết kế thụ động, hướng tới nhà tiêu thụ lượng thấp (Low energy building) , lấy giải pháp thiết kế truyền thống làm tiền đề • Sự kết hợp hài hòa thiết kế thụ động chủ động thiết kế thụ động mạnh, thực sử dụng thiết kế chủ động cần thiết Đề tài đưa giải pháp chung thiết kế kiến trúc hiệu lượng dựa hai mức độ: - Những nguyên tắc thiết kế phát triển dựa nguyên tắc thiết kế truyền thống 96 Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục - Sử dụng công nghệ sử dụng nguồn lượng tái tạo, lượng cho hoạt động nhà (trang thiết bị) Căn vào giải pháp chung đề tài đưa giải pháp chi tiết thiết kế thụ động, chủ động Các giải pháp kiến trúc đề tài nhằm tìm cách đơn giản tối ưu hóa hiệu suất sử dụng lượng mà không thiết phải cần đến công nghệ cao để giảm bớt lượng tiêu thụ nhà thấp tầng, trọng giải pháp thiết kế thụ động hiệu tốn • Bên cạnh đó, đề tài đề cập đến vấn đề nhạy cảm nay, nguồn lượng tự nhiên sẵn có Chúng ta ứng dụng công nghệ từ đơn giản đến phức tạp để tạo nên sống tiện nghi, phù hợp với đối tượng sử dụng KIẾN NGHỊ • Cần sớm xây dựng ban hành tiêu chuẩn kỹ thuật hướng dẫn cụ thể kiến trúc sử dụng lượng tự nhiên tái tạo nhà thấp tầng giai đoạn phát triển tương lai, theo định hướng phát triển chung quốc gia kiến trúc bền vững nói chung kiến trúc sử dụng lượng tự nhiên lượng tái tạo nói riêng • Đưa việc thiết kế kiến trúc nhà sử dụng lượng tự nhiên tái tạo trở thành phần nội dung giáo trình giảng dạy nghiên cứu • Cần nghiên cứu áp dụng vào thực tiễn nhà mẫu, thiết bị kỹ thuật lợi ích giảm tiêu thụ lượng tạo lượng truyền thống, không ảnh hưởng đến môi trường địa điểm xây dựng, giảm chi phí xây dựng, linh hoạt, khả thay thế, tái sử dụng cao 97 Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục • Cần có sách hỗ trợ cho việc ứng dụng công nghệ sử dụng lượng tái tạo, nhằm kích thích quan tâm nhận thức tâm quan trọng lượng tự nhiên tái tạo tương lai 98 Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục PHỤ LỤC Danh mục tài liệu tham khảo Tài liệu tham khảo tiếng Việt Nguyễn Hữu Dũng ( 2004): Cần sớm xây dựng sách tiêu chuẩn sử dụng tiết kiệm lượng công trình xây dựng đô thị (Tạp chí xây dựng số 5/97) GS.TS.KTS Nguyễn Hữu Dũng; Th.s KTS Lê Vũ Cường (05/2009): Hướng dẫn thiết kế nhà thấp tầng sử dụng lượng hiệu đô thị Việt Nam Nguyễn Bá Đang ( 1998): Diện mạo kiến trúc đương đại Việt Nam, tạp chí Kiến trúc Việt Nam số 2/2003 GS.TS Phạm Ngọc Đăng, PGS.TS Lê Vân Trình, GS.TS Nguyễn Hữu Dũng, GS.TS Trần Ngọc Chấn, PGS.TS Phạm Đức Nguyên, TS Đỗ Trần Hải, TS Nguyễn Văn Muôn, Ths Nguyễn Ngọc Hoàn (2007): Báo cáo hội thảo khoa học Quốc Gia môi trường – sức khỏe, hiệu lượng xây dựng, biến đổi khí hậu, NXB xây dựng – Hà Nội TSKH Phạm Ngọc Đăng, Ths Phạm Hải Hà (2002): Nhiệt khí hậu kiến trúc, NXB xây dựng, Hà Nội Đặng Thái Hoàng (2002): Kiến trúc Hà Nội kỷ XIX-XX (NXB văn hóa, Hà Nội Đặng Thái Hoàng (2002): Hà Nội nghìn năm xây dựng NXB văn hóa, Hà Nội Đặng Thái Hoàng (2006): Kiến trúc nhà , NXB xây dựng, Hà Nội Đinh Xuân Lâm (2002): Kiến trúc Việt Nam qua triều đại , NXB Bộ xây dựng, Hà Nội 99 Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục 10 Viện nghiên cứu kiến trúc (2002): Bảo tồn di sản kiến trúc cảnh quan Hà Nội xây dựng, Hà Nội 11 Phạm Đức Nguyên ( 2002): Kiến trúc sinh thái khí hậu – Thiết kế sinh khái hậu kiến trúc Việt Nam, NXB xây dựng, Hà Nội 12 Phạm Đức Nguyên ( 2002): Các giải pháp kiến trúc khí hậu Việt Nam, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 13 Phạm Đức Nguyên, Nguyễn Thu Hòa, Trần Quốc Bảo (2002): giải pháp kiến trúc khí hậu Việt Nam, NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội 14 Nguyễn Trọng Phượng (2002): Sử dụng lượng tiết kiệm, hiệu công trình kiến trúc Tạp chí xây dựng số 11/2003 15 Ngô Huy Quỳnh (1998): Lịch sử kiến trúc Việt Nam, NXB Văn hóa thông tin 16 Nguyễn Duy Thiện (2001) Kỹ thuật sử dụng lượng mặt trời 17 Hoàng Huy Thắng (2002): Kiến trúc nhiệt đới ẩm NXB xây dựng, Hà nội 18 Tiêu chuẩn TCVN 408885 (1992): Số liệu khí hậu dùng thiết kế xây dựng tiêu chuẩn Việt Nam xây dựng Tập Kiến trúc nhiệt đới ẩm, NXB xây dựng, Hà Nội 19 Hoàng Huy Thắng (2003): Một số kiến trúc đương đại với khí hậu nóng ẩm Tạp chí xây dựng số 11/2003 20 Nguyễn Hồng Thục (2002): Kế thừa phát huy tính hiệu việc khai thác cách ứng xử cân bền vững kiến trúc với điều kiện tự nhiên, Bài giảng cao học kiến trúc khóa CH 05KTrường ĐH KT Hà Nội 21 Viện nghiên cứu kiến trúc (1997): Kiến trúc khí hậu nhiệt đới Việt Nam, NXB xây dựng Hà Nội 100 Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục 22 Chu Quang Trứ (1999): Kiến trúc dân gian truyền thống Việt Nam , NXB mỹ thuật, Hà Nội 23 PGS.TS Ngô Thám, Ths Nguyễn Văn Điền, GS-TS Nguyễn Hữu Dũng, PGS.TS Nguyễn Khắc Sinh (2007): Kiến trúc lượng môi trường , NXB xây dựng, Hà Nội 24 Hà Nhật Tân ( biên dịch 2006): Thông gió tự nhiên nhà , NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội 25 Nguyễn Tăng Nguyệt Thu, Việt Hà, Nguyễn Ngọc Giả (2007): Kiến trúc hướng dòng thông gió tự nhiên, NXB xây dựng – Hà Nội 26 Trần Quốc Thái (2006): nguyên tắc chung 10 tiêu chí thiết kế kiến trúc bền vững thích ứng khí hậu – lấy vùng khí hậu Hà Nội làm địa bàn nghiên cứu , Tạp chí kiến trúc Việt Nam số 5/2006 27 Trần Quốc Thái (2006): Những giải pháp khiêm tốn cho tương lai bền vững – kinh nghiệm giải pháp kiến trúc thích ứng điều kiện khí hậu Hà Nội 30 năm trở lại Tạp chí kiến trúc Việt Nam số 12 + 1/2006 Tài liệu tham khảo tiếng Anh 28 Brenda and Robert Vale: Green Architecture-Design for a sustainable future, Thames and Hudson, Lon Don, 1996 29 G.Z Brown Mark Dekay (1980): Sun, Win & Light-architecture design Strategies, Long man Group Limited, Lon Don 30 The 2005 Word Sustainable Building Conference in Tokyo: Sustainable building design book, SB05 Tokyo, Japan 31 Tata Energy Research Institute (2002): Sustainable energy perspective for Asia , Multiplexus, Delhi, India 101 Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục 32 Kaus Daniel (2002): The Technology of Ecological Building, Multiplexus, Delhi India 33 ABCB Australia Building codes Board (1996): Building code of Australia, CCH Australia, Canberra 102 Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục LỜI CẢM ƠN Đề tài “ Nhà thấp tầng sử dụng lượng tự nhiên tái tạo Hà Nội” xuất phát từ quan điểm dưa cách giải vấn đề mang tính thời việc sử dụng lượng lượng tự nhiên công trình xây dựng Đây đề tài không mới, nghiên cứu cách giải có xu hướng thay đổi theo phát triển chung Chính vậy, có trở ngại để xây dựng nghiên cứu đề tài có ý nghĩa Đầu tiên xin bầy tỏ long biết ơn sâu sắc GS TS KTS Nguyễn Hữu Dũng người tháo gỡ khó khăn suốt trình nghiên cứu, giúp đỡ, hướng dẫn hoàn thành luận văn Đồng thời trình nghiên cứu nhận giúp đỡ lớn TS KTS Hoàng Bích Lan Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tiến sĩ Đồng thời xin cảm ơn giám đốc KTS Bùi Quý Ngọc văn phòng tư vấn chuyển giao công nghệ xây dựng trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội, Th.S Trần Mạnh Cường chủ nhiệm xưởng Văn Phòng tư vấn trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội nơi làm việc tạo điều kiện cho hoàn thành luận văn theo kế hoạch trường Cuối xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp, bạn bè với đóng góp họ cho toàn trình nghiên cứu dù liên quan trực tiếp hay gián tiếp đến đề tài Xin chân thành cảm ơn! 103 Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục Danh mục hình vẽ: Chương I Hình 1-1 Sơ đồ phương pháp khai thác địa nhiệt .7 Hình 1-2 Bản đồ vận tốc gió Hình 1-3 Nhà liền kề phố Hình 1-4 Nhà liền kề sân vườn .10 Hình 1-5 Phối cảnh nhà biệt thự 10 Hình 1-6 Mặt tầng biệt thự 11 Hình 1-7 Nhà truyền thống 12 Hình 1-8 Nhà máy điện mặt trời 14 Hình 1-9 Nhà máy điện gió 15 Hình 1-10 Khu nhà BEDZED .17 Hình 1-11 Tổng thể khu nhà BEDZED 18 Hình 1-12 Hình ảnh lắp đặt panel mặt trời khu nhà Hockerton_Anh .20 Hình 1-13 Kiến trúc nhà tự phát 23 Hình 1-14 Biểu đồ thống kê nhà 25 Hình 1-15 Nhu cầu lượng nhà .30 Hình 1-16 Nhà truyền thống cư dân đồng bắc 31 Hình 1-17 Cách bố trí không gian kiến trúc nhà truyền thống 32 Hình 1-18 Nhà thời Pháp thuộc 36 Hình 1-19 Một góc Hà Nội xưa nhìn từ cao .36 Hình 1-20 Biệt thự phong cách miền trung nước Pháp phố Lê Hồng Phong .37 104 Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục Hình 1-21 Biệt thự tân cổ điển đế chế phố Trần Hưng Đạo .38 Chương II: Hình 2-1 Nhu cầu tiêu thụ lượng loại nhà năm …………………………………………………………………………… 42 Hình 2-2 Bản đồ vị trí địa lý Hà Nội 45 Hình 2-3 Biểu đồ mặt trời Hà Nội V=21,1độ Bắc 46 Hình 2-4 Ứng dụng pin lượng mặt trời .56 Hình 2-5 Nguyên lý hoạt động bình thái dương năng…… .58 Hình 2-6 Cấu tạo tuabin gió .59 Hình 2-7 Quá trình hình thành khí biogas 62 Hình 2-8 Cấu tạo hầm biogas 62 Hình 2-9 Ứng dụng khí biogas đời sống 63 Hình 2-10 Nguyên tắc hoạt động máy phát điện địa nhiệt 64 Chương III: Hình 3-1 Giải pháp bố cục xen kẽ sân .68 Hình 3-2 Tạo không gian sân trồng xanh cho công trình 69 Hình 3-3 Cách bố trí trước nhà 70 Hình 3-4 Sự tác động xanh tới nhiệt độ công trình 71 Hình 3-5 Bố trí cửa vách ngăn đảm bảo thông gió 71 Hình 3-6 Ảnh hưởng việc bố trí hàng rào tới việc gió vào nhà 72 Hình 3-7 Khoảng mở thông gió tự nhiên: sân giếng trời 73 Hình 3-8 Thông gió kết hợp lấy sang cho công trình .73 Hình 3-9 Khoảng mở thông gió tự nhiên: sảnh hiên 74 105 Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục Hình 3-10 Các kiểu gió xuyên phòng thay đổi vị trí độ rộng cửa thoát gió .75 Hình 3-11 Thông gió từ hướng Nam sang hướng bắc thông qua giếng trời giếng trời 75 Hình 3-12 Thông gió theo trục đứng công trình 76 Hình 3-13 Chọn kết cấu che nắng cho tám hướng Hà Nội 77 Hình 3-14 Bố trí sân vườn phía trước xanh phía ban công 78 Hình 3-15 Giải pháp lấy sáng tự nhiên 78 Hình 3-16 Góc di chuyển mặt trời năm 79 Bảng 3-17 Bức xạ mặt trời trực tiếp bề mặt ngang Hà Nội 80 Hình 3-18 Cách lắp pin lượng mặt trời mái phương án bố trí pin lưu trữ điện mặt trời 81 Hình 3-19 Cấu tạo Lam che nắng 82 Hình 3-20 Các phương pháp dùng lam che nắng gắn pin lượng mặt trời………………………………………………………………………… 82 Hình 3-21 Bố trí pin lượng mặt trời cách linh hoạt 83 Hình 3-22 Pin lượng mặt trời tích hợp đung nước nóng kết hợp chiếu sáng tự nhiên 84 Hình 3-23 Lắp đặt tuabin gió nhà .84 Hình 3-24 Lắp đặt tuabin gió kết hợp cầu hút nhiệt……… 85 Hình 3-25 Hệ thống thông gió kết hợp tuabin điện .86 Hình 3-26 Bố trí tận dụng phân, rác thải hữu tạo khí biogas, phục vụ cho sinh hoạt .87 Hình 3-27 Làm mát sưởi ấm lượng địa nhiệt 88 106 Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục Hình 3-28 Giải pháp kết hợp lượng mặt trời, lượng gió thu nước mưa .89 Hình 3-29 Mặt tầng nhà lô ứng dụng lượng tái tạo…… ….90 Hình 3-30 Mặt tầng 2,3 nhà lô ứng dụng lượng tái tạo …… 91 Hình 3-31 Mặt tầng nhà lô ứng dụng lượng tái tạo……… 91 Hình 3-32 Mô hình tuabin gió tạo điện điều kiện tốc độ gió thấp ……………………………………………………………….…………92 Hình 3-33 Mô hình nhà lô sử dụng lượng mặt trời, địa nhiệt, lượng gió……………………………………………………………….……93 Hình 3-34 Những nhà sử dụng lam chắn nắng tạo cho mặt đứng độc đáo riêng,và tạo nhiều ấn tượng………………………………… ……94 107 Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU PHẦN A: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ Ở THẤP TẦNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TỰ NHIÊN VÀ TÁI TẠO TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.1 Các khái niệm 1.1.1 Các nguồn lượng tự nhiên tái tạo .7 1.1.2Phân loại nhà thấp tầng .9 1.1.3 Khả sử dụng lượng tự nhiên tái tạo nhà 12 1.2 Tổng quan nhà thấp tầng sử dụng lượng tái tạo giới 1.2.1 Tình hình lượng giới .13 1.2.2 Tình hình sử dụng lượng tái tạo giới: 14 1.2.3 Kinh nghiệm sử dụng lượng tái tạo nhà thấp tầng giới: 16 1.3 Tổng quan nhà thấp tầng sử dụng lượng tự nhiên tái tạo Việt Nam 1.3.1 Tình hình lượng Việt Nam 22 1.3.2 Thực trạng nhà thấp tầng Việt Nam Hà Nội 23 1.3.3 Sự phát triển nhà sử dụng lượng tái tạo nhà thấp tầng Hà Nội25 1.3.4 Kinh nghiệm sử dụng lượng tự nhiên tái tạo nhà Việt Nam .31 1.4 Những vấn đề nghiên cứu cần đặt CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC CHO VIỆC THIẾT KẾ NHÀ Ở THẤP TẦNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TỰ NHIÊN VÀ TÁI TẠO 2.1 Nhà sử dụng lượng tự nhiên tái tạo, nhà hiệu suất lượng 2.1.1 Kiến trúc nhà sinh thái bền vững 40 2.1.2 Kiến trúc nhà hiệu suất lượng 41 2.1 Kiến trúc nhà lượng thấp 42 2.1.4 Nhà sử dụng lượng tự nhiên tái tạo – tiết kiệm lượng .43 2.2 Điều kiện tự nhiên Hà Nội 2.3 Những yếu tố thiết kế nhà thấp tầng sử dụng lượng tự nhiên tái tạo 2.3.1 Hướng công trình 47 2.3.2 Sự đối lưu không khí – Tổ chức thông gió tự nhiên 48 2.3.3 Thiết kế che nắng chiếu sáng sử dụng ánh sáng tự nhiên .49 2.3.4 Khai thác kinh nghiệm truyền thống .50 2.3 Thiết kế lớp vỏ công trình 50 2.3.6 Sử dụng lượng tái tạo: Năng lượng mặt trời , lượng gió, địa nhiệt, biogas 53 2.4 Cơ sở pháp lý, quy chuẩn tiêu chuẩn tiết kiệm lượng 2.5 Yếu tố văn hoá xã hội Một số công nghệ sử dụng lượng tái tạo 108 Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục 2.6.1 Công nghệ sử dụng lượng mặt trời .56 6.2 Công nghệ sử dụng lượng gió 58 2.6.3 Hầm biogas 61 6.4 Công nghệ sử dụng lượng địa nhiệt 63 CHƯƠNG 3: KIẾN NGHỊ CÁC GIẢI PHÁP QUY HOẠCH, KIẾN TRÚC NHÀ Ở THẤP TẦNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TỰ NHIÊN VÀ TÁI TẠO TẠI HÀ NỘI 3.1 Quan điểm cần phát triển nhà sử dụng lượng tự nhiên tái tạo 3.2 Đề xuất giải pháp quy hoạch, kiến trúc nhà thấp tầng sử dụng lượng tự nhiên tái tạo 3.2.1 Giải pháp quy hoạch 66 3.2.2 Giải pháp thiết kế thụ động 71 3.3 Kiến nghị số giải pháp sử dụng lượng tái tạo 3.3.1 Ứng dụng công nghệ sử dụng lượng mặt trời cho nhà thấp tầng 79 3.3.2 Ứng dụng công nghệ sử dụng lượng gió cho nhà thấp tầng 84 3.3.3 Ứng dụng công nghệ sử dụng lượng Biogas cho nhà thấp tầng 86 3.3.4 Ứng dụng công nghệ sử dụng lượng địa nhiệt 88 3.3.5 Một số đề suất ứng dụng công nghệ sử dụng lượng tái tạo vào nhà lô: 90 PHẦN B: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ PHỤ LỤC MỤC LỤC 109 [...]... này vào thực tế Điều này dẫn đến việc sử dụng năng lượng tái tạo trong nhà ở thấp tầng đạt được khoảng 5% 1.3.4 Kinh nghiệm sử dụng năng lượng tự nhiên và tái tạo trong nhà ở tại Việt Nam 1.3.4.1 Nhà ở truyền thống: Ở bất cứ nước nào, vấn đề nhà cửa cũng được đặt ra bức bách với con người, và đều được giải đáp qua trường kì lịch sử để đi đến giải pháp thích hợp nhất ở cả kết cấu và thẩm mĩ Song, nhà ở. .. thiết kế TCVN và TCXD đều chưa có các điều khoản cụ thể quy định về sử dụng năng lượng tự nhiên và tái tạo trong nhà ở thấp tầng [20] 27 Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục 1.3.3.2 Rào cản và tính ưu việt của thiết kế kiến trúc sử dụng năng lượng tái tạo cho nhà ở thấp tầng, những vấn đề nghiên cứu cần đặt ra: • Tính ưu việt trong thiết kế kiến trúc hiệu quả năng lượng tái tạo cho nhà ở thấp tầng... giá thành Một trong những trở ngại chính là chi phí ban đầu cho công nghệ sử dụng năng lượng còn cao Tuy nhiên về lâu dài sự đầu tư này là rất đáng giá, nhưng không phải chủ đầu tư nào cũng hiểu rõ điều này 1.3.3.3 Hiện trạng sử dụng năng lượng và năng lượng tái tạo trong nhà ở tại việt nam: Căn cứ vào số liệu có được về việc sử dụng năng lượng trong nhà ở thấp tầng tại Hà Nội ta có: - Tiêu thụ điện... thống kê nhà ở Nguồn: ( Báo KINH DOANH số 83, ra ngày 02/04/2011) (http://www.vnbusiness.vn/articles/nhu-c%E1%BA%A7u-nh%C3%A0-%E1%BB %9F-t%C4%83ng-cao-%E1%BB%9F-th%C3%A0nh-th%E1%BB%8B ) 1.3.3 Sự phát triển nhà ở sử dụng năng lượng tái tạo trong nhà ở thấp tầng tại Hà Nội 1.3.3.1 Thực trạng sự quan tâm đến vấn đề sử dụng năng lượng trong thiết kế nhà ở tại Hà Nội Xét trên phương diện lý luận và thực... của công trình tạo nên sự thông thoáng tối đa + Trong trường hợp nhà chia lô, lúc đó thông gió của ngôi nhà hoàn toàn dựa vào hai đầu hồi nhà và mái Vì vậy, để cho việc thông gió đạt hiệu quả phương án thiết kế cần tạo được sự chênh lệch áp suất để hút gió [1], [31] [32], [33] 1.3 Tổng quan về nhà ở thấp tầng sử dụng năng lượng tự nhiên và tái tạo tại Việt Nam 1.3.1 Tình hình năng lượng tại Việt Nam... giáo dục Hình 1-7 Nhà ở truyền thống 1.1.3 Khả năng sử dụng năng lượng tự nhiên và tái tạo trong nhà ở Điều kiện tự nhiên ở Việt Nam rất thuận lợi cho sử dụng năng lượng mặt trời với 2.000-2.500 giờ nắng mỗi năm tương đương gần 44 triệu tấn dầu quy đổi, nhưng lâu nay Việt Nam lại chưa khai thác hợp lý nguồn tài nguyên này Không những vậy, nguồn năng lượng gió và địa nhiệt sẵn có và khá dồi dào, là... nhà ở thấp tầng trên thế giới: + Kinh nghiệm nghiên cứu từ những dự án xây dựng Những nỗ lực hướng đến sự bền vững là chủ đề toàn cầu hiện nay Tuy nhiên, đã có nhiều tổ chức của nhiều Quốc gia nghiên cứu về bền vững, nhà ở sử dụng năng lượng tái tạo trong nhiều năm 16 Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục - Khu nhà Bedzed-Anh: - Giữa năm 1990 kiến trúc sư Bill Dunster thiết kế nhà sử dụng năng lượng. .. Các khu nhà ở thấp được xây dựng sau với quy mô lớn thì việc thực hiện tiết kiệm năng lượng (TKNL) sẽ tốt hơn nếu như các khu nhà ở thấp tầng này có hệ thống nước nóng mặt trời, hệ thống điều hoà không khí, cửa sổ dùng kính cách nhiệt 1.2 Tổng quan về nhà ở thấp tầng sử dụng năng lượng tái tạo trên thế giới 1.2.1 Tình hình năng lượng trên thế giới Thế giới sẽ lâm vào một cuộc khủng hoảng năng lượng. .. nhanh chóng Nhà ở luôn là nhu cầu cấp bách đối với đời sống cán bộ công nhân viên và nhân dân tại các đô thị Bước sang cơ chế thị trường xóa bỏ bao cấp về nhà ở với phương thức ban đầu là " nhà nước và nhân dân cùng làm", nhà nước cấp đất từ 45-60m2 cho một hộ để dân tự xây Kết Hình 1-13 Kiến trúc nhà ở tự phát quả là kiến trúc hỗn tạp của các khu nhà chia lô không những chưa đóng góp vào vẻ đẹp đô... lớn về mặt năng lượng Quy hoạch tổng thể thiếu tính bền vững Các giải pháp về tổ chức mặt bằng, nội thất, mặt đứng, tổ chức không gian, hình thức kiến trúc chưa chú ý nhiều đến tính bền vững, thích ứng khí hậu và hiệu quả về mặt năng lượng [14] Chất lượng nhà ở không ngừng được nâng cao với nhiều khu nhà mới được hình thành đã góp phần vào việc chỉnh trang đô thị, tạo ra chỗ ở bền vững như khu nhà ở ... tượng nghiên cứu: Nhà thấp tầng Hà Nội Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu khả sử dụng lượng tự nhiên, lượng tái tạo công tác thiết kế, xây dựng vận hành công trình nhà thấp tầng Hà Nội Ket-noi.com diễn... TỰ NHIÊN VÀ TÁI TẠO 2.1 Nhà sử dụng lượng tự nhiên tái tạo, nhà hiệu suất lượng 2.1.1 Kiến trúc nhà sinh thái bền vững Là kiến trúc đảm bảo mối quan hệ hài hoà “ người - kiến trúc – thiên nhiên. .. nhiệt “Chính lí mà việc nghiên cứu nhà sử dụng lượng tự nhiên tái tạo Hà Nội cần thiết.” Mục tiêu nghiên cứu: Nhằm tạo giải pháp quy hoạch, kiến trúc sử dụng lượng hiệu quả, tạo môi trường vi khí