NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VÀ PHÁT TRIỂN CĂN HỘ THÔNG MINH Ở VIỆT NAM

B GIO DC V O TO I HC XY DNG H NI- 2009 B GIO DC V O TO I HC XY DNG NGUYN TR HIU NGHIấN CU NG DNG V PHT TRIN CN H THễNG MINH VIT NAM NGUYN TR HIU NGHIấN CU NG DNG V PHT TRIN CN H THễNG MINH VIT NAM LUN VN THC S KIN TRC Chuyờn ngnh: KIN TRC DN DNG Mó s: 06.58.01 LUN VN THC S KIN TRC CN B HNG DN PGS.TS DON MINH KHễI Trang2MụC LụC A- Phần mở đầu Lý chọn đề tài .6 H NI- 2009 Mục đích nghiên cứu đề tài .6 Phương pháp nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu, thời gian khảo sát B- Nội dung nghiên cứu Chương I: Tổng quan nghiên cứu ứng dụng nhà thông minh Việt Nam giới I.1 Khái niệm nhà thông minh I.1.1 Khái niệm tòa nhà thông minh( smart buiding) 1.1.2 Khái niệm hộ thông minh ( smart house) 13 I.2.Tổng quan kiến trúc công nghệ hộ thông minh giới 18 I.2.1 Xây dựng hộ thông minh nước phát triển 18 I.2.2 Xây dựng hộ thông minh Mỹ 19 I.2.2 Xây dựng hộ thông minh Châu Âu 20 I.2.2 Xây dựng hộ thông minh số nước Châu 22 I.3 Tổng quan kiến trúc công nghệ hộ thông minh việt nam.23 I.3.1 Tình hình nghiên cứu hộ thông minh Việt Nam 23 I.3.2 Tình hình ứng dụng hộ thông minh Việt Nam 29 I.4 Kết luận vấn đề cần rút để nghiên cứu .31 Chương II: Các hệ thống thông minh hộ áp dụng chúng việt nam 32 II.1 Hệ thống che nắng ngoại thất 32 II.1.1 Skylight động song song (FTS) 32 II.1.2 Skylight cuộn lò xo (FSS) 33 II.1.3 Skylight dây (FCS) 33 II.1.4 Skylight có ray 34 II.1.5 Hệ thống cửa chớp lật tự động 35 Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 -Trang3- -Trang4- II.1.6 Mái hiên di động 37 II.6.1 ứng dụng đèn phát sáng nhựa phát sáng sử dụng đi-ốt phát sáng II.2 Hệ thống che nắng nội thất 37 hữu 76 II.2.1 Rèm điều khiển từ xa .37 II.6.2 Chiếu sáng sân vườn nhà "đèn hoa" 77 II.2.2 Rèm roman điều khiển từ xa 39 II.6.3 Chiếu sáng sân vườn nhà Solar Tree .78 II.2.3 Rèm mở ngang điều khiển từ xa .40 II.6.4 Dùng bồn cầu thông minh cho nhà thông minh 79 II.2.4 Mành sáo ngang điều khiển từ xa .41 II.6.5 áp dụng bể phốt kiểu Việt Nam 80 II.3 Hệ thống cửa, cổng tự động 43 II.6.6 Bình nước nóng lượng mặt trời .81 II.3.1 Hệ thống cổng mở trượt tự động 43 II.6.7 Van cảm ứng tự động 86 II.3.2 Hệ thống cổng mở quay tự động 44 II.6.8 Vòi nước tự động .88 II.3.3 Hệ thống cổng mở quay tự động âm sàn 47 II.3.4 Hệ thống cửa tự động .48 Chương III: hệ thống kỹ thuật liên hệ với kiến trúc thông minh hộ áp dụng việt nam II.3.5 Hệ thống cửa trượt tự động .50 III.1 Hệ thống điện thiết bị tự động hóa thông minh 89 II.3.6 Hệ thống cửa trượt áp trần tự động 53 III.1.1 Hệ thống điện thông minh dùng điện áp chiều 24Volt 89 II.4 Các giải pháp thông minh cho nhà 54 III.1.2 Hệ thống nhà thông minh dùng công nghệ X10 .90 II.4.1 Giải pháp mặt đứng hai lớp 54 III.1.3 Các thiết bị tự động hóa thông minh 91 II.4.2 áp dụng kiến trúc xanh mặt nước 56 III.2 Hệ thống camera an ninh giám sát âm hình ảnh 97 II.4.3 áp dụng hệ thống mái xanh .58 III.2.1 Hệ thống camera giám sát 97 II.4.4 Giải pháp bao che nhà với Da thông minh tương lai 59 III.2.2 Hệ thống báo động không dây 106 II.4.5 Giải pháp thiết kế nhà tiết kiệm lượng 60 III.2.3 Hệ thống khóa cửa thông minh .107 II.5 Vật liệu thông minh cho nhà 62 III.2.4 Hệ thống âm hộ 109 II.5.1 áp dụng bê tông nhẹ xây dựng hộ thông minh giảm giá thành III.3 Hệ thống báo cháy chữa cháy 111 móng 64 III.3.1 Hệ thống báo cháy, báo ga tự động .111 II.5.2 Bê tông bọt dùng xây tường bao cho hộ 64 III.3.2 Hệ thống chữa cháy tự động 114 II.5.3 Dùng 3D-panel để xây tường 65 III.4 Năng lượng với nhà thông minh 120 II.5.4 áp dụng vật liệu cách âm cách nhiệt cho nhà 66 III.4.1 Năng lượng mặt trời gió 121 II.5.5 Sử dụng tường bao che vật liệu kính hộ thông minh 68 II.5.6 áp dụng vật liệu ETFE thay kính nhà thông minh 73 II.5.7 áp dụng vật liệu thân thiện môi trường cho nhà thông minh 75 II.6 Các thiết bị thông minh nhà 76 89 III.4.2 Năng lượng điện hạt nhân 125 III.4.3 Địa nhiệt .126 III.4.4 Điện thuỷ triều .128 III.4.5 Đảo Năng lượng kết hợp lượng mặt trời, gió sóng 129 III.5 Một số dạng nhà thông minh tình 130 III.5.1 Nhà di động KTS Hồ Văn Thọ 131 Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 -Trang5- -Trang6- III.5.2 Ngôi nhà biết .132 A phần mở đầu III.5.3 Nhà giấy tái chế cải thiện khu ổ chuột thành phố .134 III.5.4 R-House: Nhà sinh thái hệ 135 III.6 Đề xuất áp dụng mô hình cách biến đổi hộ thông thường thành hộ thông minh Viêt Nam .136 C- Kết luận kiến nghị Lý chọn đề tài - Tầm quan trọng, tính cấp thiết đề tài: Hiện nhà thông minh áp dụng Việt Nam bắt đầu chưa có nhiều, công ty đại diện nước ngoài, việc hiểu biết nhà thông minh áp dụng Việt Nam cho hiệu quả, hướng nghiên cứu để phát triển nội địa hóa, tận dụng lợi Việt Nam cần thiết Cuộc sống người ngày có nhu cầu cao, mặt khác nguồn lượng vật liệu cạn kiệt dần nhu cầu nhà thông minh cần thiết nhằm giảm thiểu tiêu hao lượng, tận dụng nguồn nguyên vật liệu lợi địa phương Kết luận 139 Kiến nghị .139 D- Tài liệu tham khảo 142 - Lý chọn đề tài, ý nghĩa mặt lý luận thực tiễn: Hiện công nghệ nhà thông minh giới ứng dụng thời gian Việt Nam áp dụng số công trình lớn nhà gia đình Việc áp dụng nhà thông minh cần thiết thực tế để đạt mục tiêu bao gồm chi phí thấp nhất, hiệu cao phát triển bền vững thông qua hợp lý, thông minh Không thiết phải áp dụng toàn công nghệ nhà thông minh Nhà thông minh hiểu áp dụng kiến trúc truyền thống phù hợp khí hậu Việt Nam cho hiệu áp dụng phần công nghệ, dùng giải pháp tiết kiệm phát triển bền vững lượng tận dụng lợi Việt Nam (nước ta có ánh sáng gió nhiều vùng biển nhiệt đới ) - Những mong đợi từ kết nghiên cứu đề tài: Đề tài góp phần việc tiếp cận nhà thông minh ngành khoa học liên quan tài liệu hướng dẫn áp dụng nhà thông minh cách hiệu Việt Nam, đóng góp phần nhỏ vào trình công nghiệp hóa đại hóa đất nước Mục đích nghiên cứu đề tài Nghiên cứu hướng đến mục đích/mục tiêu sau: -Tìm hiểu tòa nhà thông minh, nhà thông minh nhằm nâng cao hiểu biết cung cấp thêm tư liệu cho ngành kiến trúc ngành liên quan -Nghiên cứu nhằm ứng dụng nhà thông minh cách hợp lý điều kiện văn hóa, kinh tế, trị, xã hội Việt Nam Phương pháp nghiên cứu 3.1 Khách thể đối tượng nghiên cứu -Khách thể nghiên cứu : ứng dụng phát triển tính thông minh nhà thông minh -Đối tượng nghiên cứu : tính thông minh, công nghệ áp dụng cho nhà thông minh Việt Nam giới 3.2 Phương pháp tiếp cận nghiên cứu -Nghiên cứu qua tài liệu bao gồm sách, tạp chí chuyên nghành, internet Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 -Trang7- -Trang8- -Nghiên cứu qua tòa nhà thông minh áp dụng Việt Nam -Nghiên cứu qua cảm giác mang lại người sống tòa nhà thông minh, hộ thông minh B- Nội dung nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu, thời gian khảo sát Phạm vi nghiên cứu : Việt Nam, đại diện Hà Nội Thời gian triển khai nghiên cứu: dự kiến nghiên cứu tháng từ tháng11/2008 đến 5/2009 Chương I: Tổng quan nghiên cứu ứng dụng nhà thông minh Việt Nam giới I.1 Khái niệm nhà thông minh I.1.1 Khái niệm tòa nhà thông minh (smart buiding) a Các định nghĩa tòa nhà thông minh Hiện bắt đầu nghe thấy người ta nói nhiều "nhà thông minh", trình định nghĩa tùy theo khu vực với chức tòa nhà mà người ta định nghĩa khác Theo định nghĩa Châu Âu (EIBG - European Intelligent Building Group) nhóm phát triển cao ốc thông minh Châu Âu, cao ốc/tòa nhà thông minh phải phối hợp tinh túy, đại của: - Các khái niệm (Concepts) - Các vật liệu (Materials) - Các hệ thống (Systems) - Các kỹ thuật (Technologies) Tích hợp yếu tố để xây dựng tòa nhà đạt vượt qua tiêu chuẩn tính yêu cầu người sử dụng Điều mà cho phép tăng tối đa hiệu suất người sử dụng hiệu quản lý nguồn lực với chi phí tối thiểu (H.I.1) Tỷ lệ thông minh áp dụng tòa nhà (nguồn Saga.vn) Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 -Trang9Theo định nghĩa Mỹ - IBI (The Intelligent Building Institute - Học viện Cao ốc thông minh), cao ốc mà cung cấp môi trường hữu ích hiệu cho hoạt động người thông qua tối ưu thành phần sau: - Cấu trúc (structure) - Hệ thống (Systems) - Dịch vụ (Services) - Quản lý (Management) Và kết hợp yếu tố Định nghĩa cao ốc thông minh tổng quát sau: cao ốc cung cấp được: - Một môi trường làm việc hữu ích (Productive environment) - Một môi trường với chi phí hiệu (Cost effective environment) Thông qua tối ưu hóa thành phần sau: - Cấu trúc (structure) - Hệ thống (systems) - Dịch vụ (services) - Quản lý (Management) Và kết hợp thành phần đó, tập trung vào lợi ích người sử dụng Tối đa hiệu suất người sử dụng, cho phép tối đa hóa hiệu quản lý nguồn lực với chi phí tối thiểu, thân thiện với môi trường phát triển bền vững b Các hệ thống tòa nhà Về cao ốc cao tầng có hệ thống sau: -Điều hòa thông gió (HVAC ) -Chiếu sáng (Lighting) -Quản lý điện năng/năng lượng (Electrical/Energy Management) (Hệ thống lượng dùng lượng sạch, thông minh: Năng lượng mặt trời, lượng gió xu hướng áp dụng tòa nhà thông minh) -Hệ nan che nắng tự động quay theo hướng nắng nhờ phận cảm ứng (áp dụng tòa nhà thông minh) -Hệ thống Báo/Chữa cháy (Fire-Fighting System) -Thang máy (Lift) -Hệ thống Gara ngầm di chuyển cất lấy ô tô tự động từ lúc đỗ cửa vào đến chỗ cất giữ -Hê thống bơm nước sinh hoạt (Pumbling) -Hệ thống tổng đài nội bộ, thông báo (PABX/PA) -Hệ thống an ninh (Security/CCTV) -Hệ thống công nghệ thông tin, VOD, VoIP, Và nhiều hệ thống khác cho yêu cầu đặc biệt Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 -Trang10- (H.I.2) Liên kết hệ thống tòa nhà Các tòa nhà đại hệ thống kết nối với để giám sát điều khiển, tích hợp hoạt động hệ thống khác tảng đảm bảo tiện lợi, tối ưu hóa vận hành, tiết kiệm lượng, an ninh, an toàn, (H.I.3) Tháp HyperGreen ý tưởng thiết kế Jacques thi Paris, cao 250 mét / 60 tầng (nguồn internet) (H.I.4) Những đặc tính thông minh: bơm nhiệt địa nhiệt, bảng quang điện, tuabin gió tổng hợp, trái đất làm mát ống, vườn mái, hệ thống khôi phục nước mưa, sàn linh hoạt thích nghi (nguồn internet) Ví dụ toán đơn giản: Một cao ốc có tín hiệu cháy tầng 40 Nếu tòa nhà thông minh hệ thống kết nối với phòng điều khiển trung tâm có tín hiệu, kiểm tra Camera xem tình hình, đồng thời số chương trình cài đặt tự động phản ứng chữa cháy tự động, cắt điện tầng 40 (thậm chí cắt đến khu vực cháy cháy cục bộ) hệ thống an ninh xác định có người tầng 40, để xác định phương án giải cứu Cắt cục thang máy, hệ thống PA thông báo theo khu vực để tránh lộn xộn tổ chức cứu hộ, Nhiều đơn vị cấp cứu Công an PCCC trực tiếp kết nối vào hệ thống từ xa để cập nhật tình hình, Việc kết nối chung đảm bảo công cụ quản lý quản lý bảo dưỡng,sửa chữa đảm bảo tính sẵn sàng hệ thống, Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 -Trang11- (H.I.5) Ngọn tháp với tua-bin gió mái (nguồn internet) (H.I.6) Những điểm sáng xanh lục Tháp bao gồm pin mặt trời tổng hợp, tua-bin gió, nước mưa gặt hái hệ thống hệ thống sưởi địa nhiệt (nguồn internet) BMS (Building Management System) số chỗ gọi IBMS hệ thống kết nối hệ thống phần Mạng truyền thông kết nối thành phần hệ thống điều khiển nêu mô tả phần chủ yếu: - Đường truyền vật lý (Wire, optical fibre, radio) - Giao thức truyền thông (Protocol: BACnet, LonWork, Modbus) Chức then chốt hệ thống BMS cao ốc cam đoan tăng cường tiện nghi với chi phí vận hành giảm BMS cung cấp loạt chức sau: - Tự động Bật/Tắt hệ thống: sở thời gian, loại ngày hoạt động điều kiện thực tế môi trường - Giám sát trạng thái tòa nhà điều kiện môi trường làm việc +) Nhân viên tòa nhà báo động tình nguy hiểm lúc thực biện pháp an toàn cách đắn +) Cho phép việc phản ứng nhanh, đón đầu cố thay phản ứng lại hậu cố từ đó, quản lý dịch vụ sửa chữa khắc phục đơn giản, dễ dàng, nhanh chóng hiệu - Công cụ tiết giảm lượng: với thiết kế cao ốc tốt,và hệ thống điều hòa thông gió hiệu quả, hệ thống BMS chiếm phần sống quản lý tiêu phí lượng giảm ảnh hưởng hoạt động tòa nhà đến môi trường xung quanh - Công cụ quản lý dịch vụ cao ốc: cung cấp thông tin hữu ích tóm lược, thông tin lưu trữ theo thời gian/sự kiện báo cáo Chức cung cấp thông tin hữu dụng cho dịch vụ cao ốc phận kinh doanh cao ốc Những thông tin mang lai thêm giá trị cho dịch vụ cao ốc người thuê cao ốc ngày đánh giá cao tiện ích cao ốc mang lại Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 -Trang12- Các khả giám sát từ xa: cung cấp khả giám sát điều khiển tập trung Từ vị trí truy cập tất thông tin cần thiết nhiệt độ, áp suất, trạng thái thiết bị hiển thị cho tình trạng hoạt động cao ốc - Công cụ kiểm tra lỗi: cung cấp tranh tổng thể hoạt động hệ thống kỹ thuật building, từ dễ dàng tìm nguồn gốc cố có tình kỹ thuật xảy - Cho phép tích hợp với hệ thống cao ốc khác: với chức này, dịch vụ - tiện nghi cao ốc hoạt động cách hiệu nhất, giảm chi phí tăng hiệu suất kỹ sư vận hành tòa nhà Các công ty BĐS lớn kết nối toàn hệ thống BĐS toàn giới để quản lý tập trung chí trạng thái bóng đèn e Truyền thông hợp Mức độ tích hợp cao cấp với hệ thống tích hợp hệ thống BMS IT (intelligent technologies - hệ thống thông minh) vào tảng chung Chúng ta tưởng tượng đơn giản từ điện thoại để bàn mở rèm cửa, Order đồ uống, mở cửa cho khách, xem đến thăm, bật-điều khiển đèn, vào mạng xem nồi cơm điện nhà tắt chưa? bật máy lạnh trước nhà Hoặc để đơn giản xu hướng IP hóa thiết bị điều khiển, thiết bị chấp hành, Tất hệ thống giải vấn đề tăng hiệu suất khai thác, tiết kiệm chi phí lượng, Một ví dụ tòa nhà thông minh Tòa nhà Dynamic Tower (Tòa tháp Năng động) Dubai lên kế hoạch xây dựng, tòa nhà chuyển động giới Theo thiết kế, Dynamic Tower có 80 tầng, tầng hộ tiền chế xoay độc lập với khác để thay đổi hình dáng tòa nhà Vị trí đặt quảng cáo với 79 turbine gió phát điện lắp đặt tầng, hộ tòa nhà cao 420 mét xoay 360o quanh cột trụ, theo lệnh giọng nói Ông Fisher khẳng định tòa nhà xoay vừa đủ chậm để không ý bị chóng mặt Các hộ 1-3 tiếng để hết vòng xoay (H.I.7) Tòa nhà Dynamic Tower thay đổi hình dáng (nguồn AP) Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 -Trang13- (H.I.8) Mặt tòa nhà Dynamic Tower (nguồn interner) Đặc biệt, turbine gió khổng lồ sản xuất đủ điện cho tòa nhà, chí đóng góp thêm vào lưới điện Ngoài ra, hệ thống thang máy cho phép chủ hộ cất xe hộ Ông Fisher cho biết tầng tiền chế nhà máy ý chuyển đến địa điểm xây Dubai để lắp vào cột lõi Việc lắp ráp theo kiểu cần 80 kỹ thuật viên 20 tháng, theo ông tiết kiệm hàng chục triệu đô la Mỹ Chi phí xây dựng tòa nhà ước tính khoảng 700 triệu đô la Mỹ 1.1.2 Khái niệm hộ thông minh (smart house) a Khái niệm Ngày với phát triển khoa học công nghệ, đặc biệt công nghệ điện tử làm cho điều kiện sống người ngày có nhiều thay đổi Các thiết bị điện tử gia dụng máy giặt, điều hòa, ti vi dường ngày thông minh nhờ ứng dụng thành tựu khoa học, công nghệ Nhưng với thiết bị đơn lẻ ứng dụng công nghệ gọi nhà thông minh chưa? Vậy nhà thông minh nào? Smarthouse dịch tiếng Việt dịch nhà thông minh, nhà thông minh , nhà thông minh, hộ thông minh, nhà thông minh Tuy nhiên định nghĩa hộ thông minh nhà riêng để cung cấp được: - Một môi trường làm việc hữu ích (Productive environment) - Một môi trường với chi phí hiệu (Cost effective environment) Thông qua tối ưu hóa thành phần sau: - Cấu trúc (structure) - Hệ thống (systems) - Dịch vụ (services) - Quản lý (Management) Và kết hợp thành phần đó, tập trung vào lợi ích người sử dụng Tối đa hiệu suất người sử dụng cho phép tối đa hóa hiệu quản lý nhà với chi phí tối thiểu Trong nhà thông minh, đồ dùng nhà từ phòng ngủ, phòng khách đến toilet gắn điều khiển điện tử kết nối với internet điện thoại di động, cho phép chủ nhân điều khiển vật dụng từ xa lập trình cho Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 -Trang14thiết bị nhà hoạt động theo lịch Thêm vào đó, đồ gia dụng hiểu ngôn ngữ có khả tương tác với Yếu tố thông minh không nằm hệ thống điều khiển tự động với công nghệ cao mà tổ hợp với chất kiến trúc yếu tố cốt lõi để tạo nên gọi nhà Từ xa xưa bây giờ, theo suốt chiều dài lịch sử, kiến trúc phát triển không ngừng để tìm đẹp hoàn mỹ để đáp ứng đầy đủ, thiết thực nhu cầu người, tới tiện lợi Nhà thông minh không nằm ngoại lệ Về hộ thông minh có thành phần tương tự nhà thông minh hệ thống hơn, không bị quản lý phức tạp nhà, hệ thống bãi xe, hệ thống thang nhiều thang máy b Các yếu tố nhà thông minh: Nhà thông minh bao gồm yếu tố có quan hệ chặt chẽ với nhau, tương hỗ nhau, phù hợp phương diện công năng, kỹ thuật, thẩm mỹ, kinh tế cách nhìn tổng quan, nhà thông minh cần yếu tố sau: - Giải pháp kiến trúc thông minh : Dù thông minh nữa, nhà thực tốt yếu tố tạo nên nhà kiến trúc phải tốt Nhà thông minh phải có giải pháp kiến trúc thông minh Sự phát triển khoa học kỹ thuật lạm dụng công nghệ nhiều làm mờ nhạt vai trò kiến trúc Mọi thứ không hợp lý, chưa tốt người ta vin vào giải pháp công nghệ hỗ trợ Các giải pháp kỹ thuật tốt phát huy hiệu kiến trúc thông minh, hợp lý Kiến trúc khởi đầu tiền đề yếu tố khác Giải pháp kiến trúc thông minh tận dụng tốt yếu tố môi trường, cảnh quan, phát huy ưu điểm, khắc phục nhược điểm Sẽ không thông minh nhà quay hướng tây mà không tính đến giải pháp chắn nắng, chống nóng Giải pháp kiến trúc thông minh hợp lý công năng, thuận tiện cho người, đáp ứng nhu cầu người sử dụng công trình Giải pháp kiến trúc thông minh hợp lý nội kiến trúc: hình thức công năng; hay mối quan hệ kiến trúc yếu tố khác nội ngoại thất, kỹ thuật (kết cấu, hệ thống điện, cấp thoát nước, thông tin liên lạc, hệ thống điều khiển tự động) Giải pháp kiến trúc thông minh linh hoạt cần thay đổi hay bổ sung hệ thống trang thiết bị kỹ thuật Chúng ta thấy nhiều công trình cổ hàng trăm năm tuổi châu Âu, không lạc hậu đưa hệ thống kỹ thuật đại vào, không làm phá vỡ cấu trúc ban đầu, vận hành tốt, đáp ứng yêu cầu thời đại - Sinh thái thân thiện môi trường : Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 -Trang15- -Trang16- Kiến trúc sinh thái hay gọi kiến trúc xanh nhắc tới nhiều năm gần Đó hệ tất yếu sau người mải miết kiếm tìm phát minh công nghệ vật liệu lại xả rác vào môi trường Trái đất nóng lên, tầng ozone thủng, băng tan hệ vĩ mô rõ nét công nghiệp phát triển không ngừng, có công nghiệp xây dựng mang lại Kiến trúc sinh thái hướng tới bền vững, thân thiện thiên nhiên, môi trường Có thể khía cạnh đó, văn minh thiên nhiên hai cá thể đối lập loại trừ lẫn nơi thiên nhiên tính văn minh ngược lại Tuy nhiên thực tế văn minh thiên nhiên tồn với tỷ lệ tương quan khác Nhưng hành động người, đặc biệt hoạt động xây dựng tàn phá thiên nhiên nhiều phương diện: phá núi, phá rừng Đó việc lấy nguyên vật liệu, lấp ao hồ lấy mặt xây dựng, bê tông hoá bề mặt đất tự nhiên, thải vô số loại phế thải xây dựng độc hại khó phân huỷ vào môi trường Một nhà thông minh hẳn phải có yếu tố sinh thái Khi mà kiến trúc đại tạo nên bê tông, kính, thép; mà đô thị chật chội với nhà san sát nhau; người ta hiểu thấy cần giá trị xanh, mặt nước, môi trường không khí lành Đó không yếu tố vật lý, khí hậu tuý cho sức khoẻ mà tác động trực tiếp đến thị giác, tâm hồn người Để thiết kế nhà thông minh, bao gồm yếu tố sinh thái, kiến trúc sư phải nắm quan hệ môi trường tiến xã hội Và để thực tốt hướng thiên nhiên, đồng nghĩa với việc ngăn chặn hoạt động người gây tác động tới thiên nhiên dường đồng nghĩa với việc chấp nhận bước lùi phát triển, tăng trưởng kinh tế Điều thực khó, gần thách thức - Hệ thống thiết bị điều khiển thông minh : Đây yếu tố mà người ta hay nhắc tới, cho yếu tố định để nhà trở thành thông minh Tất nhiên, theo cách nhìn có nhiều góc độ, định đoạt số phận nhà thiếu Thực tế, điều kiện cần điều kiện đủ Nếu phân chia hệ thống điều khiển thông minh có lẽ có nhiều hệ thống, nhà cung cấp thiết bị, hệ thống điều khiển thông minh có định nghĩa khác nhau, phân chia khác Nhà thông minh cần đến người chủ biết điều khiển Một người chủ biết tìm đến kiến trúc sư có khả đáp ứng nhu cầu đáng mình, tìm tiếng nói chung để đưa giải pháp kiến trúc hợp lý Một người phải biết yêu thiên nhiên, tôn trọng giá trị môi trường Một người phải biết tiết kiệm, sử dụng lượng hợp lý (kể có nhiều tiền) Một người chủ phải biết sử dụng vận hành thiết bị cách, chỗ để tận hưởng giá trị công nghệ mang lại -Tiết kiệm lượng : Tiết kiệm lượng tiêu chí kiến trúc sinh thái Tiết kiệm lượng đồng nghĩa với việc giảm tàn phá thiên nhiên đầu nguồn (do khai thác than, dầu mỏ ) giảm việc thải khí độc hại vào môi trường Rõ ràng, để đạt điều này, công trình phải có giải pháp kiến trúc kỹ thuật tốt đề cập Một nhà thông minh phải biết tiết kiệm lượng Đầu tiên phải khai thác yếu tố tự nhiên tối đa ánh sáng, thông gió; giảm thiểu việc khai thác thiết bị tiêu hao lượng chiếu sáng, điều hoà nhiệt độ, lò sưởi Tiếp theo phải biết tận dụng nguồn lượng từ thiên nhiên để chuyển hoá thành lượng hữu ích Đó nhiệt mặt trời, sức gió, sức nước Những thiết bị phổ biến hệ thống đun nước nóng dùng lượng mặt trời, pin mặt trời Tất nhiên, để tiết kiệm lượng cách hiệu phải nhờ đến hệ thống điều khiển hợp lý, thông minh định nghĩa Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Phân loại theo hệ thống kỹ thuật Hệ thống điều khiển thông minh kèm với thiết bị lập trình sẵn, giao tiếp với người sử dụng linh hoạt không phụ thuộc vào khoảng cách, vị trí thường có hệ thống sau: -Hệ thống an ninh: bao gồm hệ thống cửa tự động, camera quan sát, đầu ghi hình, nhớ lưu trữ, điều khiển trung tâm cho phép người sử dụng nắm trực tiếp hay xem lại toàn hoạt động diễn khu vực có thiết bị kiểm soát Hệ thống an ninh báo động còi, chiếu sáng, gọi đến số điện thoại cần thiết có khả phong toả khu vực bị đột nhập -Hệ thống báo cháy chữa cháy: hệ thống báo cháy cảm ứng có tượng cháy (nồng độ khói, nhiệt độ), thông báo âm (loa, còi), đèn chiếu sáng Hệ thống chữa cháy tự động phun nước nơi cần chữa cháy mức độ cao hơn, hệ thống báo cháy, chữa cháy cho phép khoanh vùng hướng dẫn phân luồng thoát hiểm -Hệ thống thiết bị nhiệt: điều hoà nhiệt độ, lò sưởi, bình nước nóng ) -Hệ thống giải trí: truyền hình, đầu DVD, máy nghe nhạc -Hệ thống cấp nước: phòng vệ sinh, tưới vườn Tất hệ thống thông minh hoạt động theo lập trình cho phép người sử dụng điều khiển từ xa, kiểm tra trạng thái thiết bị thông qua điều khiển từ xa (remote control), điện thoại di động hay internet Sơ đồ mối liên hệ yếu tố nhà thông minh: Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 -Trang17giải pháp hệ thống vật liệu kiến trúc thông minh thông minh thông minh kết nối hệ thống quản lý hộ thông minh thành phần thiết bị hệ thống điện thông minh hệ thống camera giám sát hình ảnh âm hệ thống kỹ thuật mối liên hệ với kiến trúc thông minh hệ thống báo cháy chữa cháy thông minh tiết kiệm lượng - thân thiện môi trường kiến trúc thông minh -Trang18nhất định người; hệ thống báo động thông báo cửa có chấn động học mức bình thường (do phá hoại, đột nhập), mái kính tự động đóng lại có mưa, mành rèm tự hoạt động trạng thái thích hợp cảm ứng với ánh nắng mặt trời, đèn tự động bật chiếu sáng tự nhiên không đủ Và thiết bị hoạt động theo chế can thiệp điều khiển từ người sử dụng hệ thống thiết bị nhiệt hệ thống cấp thoát nước Phân loại theo chế thông minh Có thể phân chia làm ba loại chế hoạt động sau: - Cơ chế nhận dạng: chế nhận dạng cho phép ghi nhớ đặc điểm cài đặt sẵn nhớ; trường hợp việc nhận dạng xảy không trùng khớp, hệ thống từ chối phục vụ báo động Ví dụ cổng, cửa gara mở với xe có biển số đăng ký với hệ thống, cửa tự động nhận dạng vân tay mở người; khoảng thời gian đêm, có người lạ mặt phòng khách hệ thống báo động - Cơ chế lập trình sẵn: số hệ thống thiết bị thiết kế hoạt động theo lịch trình định Ví dụ tối đèn vườn, đèn bảo vệ tự động bật sáng tắt vào thời điểm sáng, sáng ti vi khu vực bếp tự động bật chương trình cài đặt để người ăn sáng xem, sáng vòi nước tưới vườn hoạt động 15 phút; 10 đêm hệ thống cửa tự động an toàn đóng lại - Cơ chế cảm ứng: chế cảm ứng chế linh hoạt, hoạt động biến đổi trạng thái mà hệ thống cảm ứng ghi nhận để tự điều khiển phù hợp Ví dụ: cầu thang, vệ sinh, đèn tự động bật có người tự động tắt sau thời gian (H.I.9) Một số ứng dụng nhà thông minh (nguồn internet) Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Trang113- Trang114- - Thiết bị đầu vào: Các đầu báo cháy: thường bố trí nơi có chất gây cháy thường tạo khói trước Với hộ thông minh có phạm vi giám sát nhỏ, trần nhà thấp thường bố trí đầu báo khói dạng điểm Đầu báo khói dạng điểm có hình thức bóng đèn không ảnh hưởng đến nội thất công trình Đầu báo gas bố trí gần khu vực bếp nấu khu dùng gas hộ Các đầu báo gas lắp tường, cách sàn nhà từ 1016cm, tuyệt đối không phép lắp đặt sàn nhà Công tắc khẩn (Emergency breaker, nút nhấn khẩn): Được lắp đặt nơi dễ thấy hành lang cầu thang để sử dụng cần thiết Thiết bị cho phép người sử dụng chủ động truyền thông tin báo cháy cách nhấn kéo vào công tắc khẩn Gồm có loại công tắc khẩn như: Khẩn tròn, vuông, khẩn kính vỡ (break glass), khẩn giật - Thiết bị đầu ra: Nhận tín hiệu từ trung tâm báo cháy truyền đến có tính phát thông tin âm (chuông, còi), tín hiệu phát sáng (đèn) lắp đặt vị trí giúp người nhận biết có tượng cháy xảy đảm bảo yếu tố mỹ quan kiến trúc - Chuông báo cháy: Một hộ thường lắp đến chuông tùy diện tích đặt trần, hành lang, cầu thang nơi dễ nhận biết âm vị trí kín đáo - Còi báo cháy: Có tính vị trí lắp đặt giống chuông báo cháy, nhiên còi sử dụng khoảng cách nơi phát thông báo đến nơi cần nhận thông báo báo động xa - Đèn: Có công dụng phát tín hiệu báo động, lọai đèn có chức khác lắp đặt vị trí thích hợp để phát huy tối đa tính thiết bị Gồm có lọai đèn: +) Đèn lối thoát hiểm (Exit Light): Được đặt gần cầu thang tầng lầu, để lối thoát hiểm trường hợp có cháy Tự động chiếu sáng trường hợp nguồn AC +) Đèn báo cháy (Corridor Lamp): Được đặt bên công tắc khẩn tầng Đèn báo cháy sáng lên công tắc khẩn hoạt động, đồng thời đèn báo khẩn cấp cho người diện tòa nhà biết Điều có ý nghĩa quan trọng, lúc bối rối cố cháy, người sử dụng cần phân biệt rõ ràng công tác khẩn hiệu lực kích hoạt máy bơm chữa cháy +) Đèn báo phòng (Room Lamp): Được lắp đặt trước cửa phòng giúp nhận biết phòng có cố cách dễ dàng nhanh chóng +) Đèn chiếu sáng trường hợp khẩn (Emergency Light): Khi có báo cháy, thao tác phải cúp điện Bây đèn chiếu sáng tự động bật sáng (nhờ có bình điện dự phòng battery), giúp cho người dễ dàng tìm đường thoát hiểm, giúp cho nhân viên có trách nhiệm nhanh chóng thi hành phận Hoặc trường hợp điện đột ngột có cố điện, đèn Emergency tỏ hữu hiệu Việc thiết kế, lắp đặt, hệ thống báo cháy phải thỏa thuận quan phòng cháy, chữa cháy thỏa mãn yêu cầu, quy định tiêu chuẩn, quy phạm hành có liên quan đồng thời phải đảm bảo yêu cầu vể mặt kiến trúc hình thức kiến trúc phải phù hợp với nội thất chung hộ, màu sắc hài hòa với màu sắc hộ đủ để nhận biết thiết bị có cố cháy không làm ảnh hưởng đến thiết bị kiến trúc khác hoạt động Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 III.3 Hệ thống chữa cháy tự động Cần hiểu biết hệ thống chữa cháy tự động chọn hệ thống phù hợp yêu cầu với nhà thông minh, dành không gian bố trí kỹ thuật để đạt hiệu thẩm mỹ kiến trúc cho nhà a Hệ thống chữa cháy khí: a1 Hệ thống chữa cháy khí CO2: CO2 dập tắt lửa cách giảm nồng độ oxy không khí xuống thấp nồng độ oxy cần thiết để trì cháy (dưới 15%) Độ lạnh CO2 làm tăng thêm hiệu dập tắt cháy, sử dụng chữa cháy cục bộ, nơi CO2 phun trực tiếp lên lửa vật liệu cháy Sau dập tắt cháy, CO2 thoát mà không để lại hư hại nào, không tốn chi phí dọn dẹp sau cháy, không gây hư hỏng cho thực phẩm CO2 không dẫn điện nên sử dụng dập (H.III.56) Bình chữa cháy khí tắt đám cháy có thiết bị điện vật liệu liên Co2 quan Các thiết bị tương thích với hệ thống phun xả tràn phun cục Hệ thống kích hoạt tay tự động, thích hợp cho bảo vệ nhiều vùng, có thiết bị cho hệ thống dự phòng Đầu điều khiển kích hoạt tay, khí, điện kết hợp loại Các thiết bị bổ trợ giúp cung cấp tín hiệu tiền báo động làm chậm thời gian kích hoạt, biện pháp khác để ngăn ngừa phun khí tự động khu vực có người a2 Hệ thống chữa cháy tự động khí FM-200 FM-200 (Heptafluoropropane, công thức hóa học C3F7H) chất khí không màu, không mùi, không dẫn điện, chứa cacbon, hydro flo Do không chứa clo brom, FM-200 không phá hủy tầng ozone dùng thay cho Halon ứng dụng chữa cháy nhiều lĩnh vực khác Trang115- Trang116- FM-200 dập cháy theo phương thức vật lý Khi tiếp xúc với đám cháy, phân tử FM-200 nhanh chóng hấp thu nhiệt lượng đám cháy Nhiệt độ đám cháy giảm mạnh đám cháy nhanh chóng dập tắt FM-200 không tác động đến sức khỏe người nên sử dụng cho ứng dụng chữa cháy khu vực có người FM200 không gây hư hỏng cho thiết bị điện tử nhạy cảm tính chất không dẫn điện FM-200 không tạo phản ứng hóa học với loại vật (H.III.57) Mô hình hệ thống chữa cháy tự liệu thông thường, không phá hủy động khí FM-200 trang thiết bị khu vực chữa trí khắp khu vực cần bảo vệ để phun bao phủ tòan diện tích Mỗi tầng nhà hay khu vực riêng biệt hệ thống gắn thiết bị báo động khu vực họat động c1 Tổng quan cháy FM-200 Do có khả nén với khối lượng lớn bình chứa áp suất cao hiệu chữa cháy, cần sử dụng lượng nhỏ FM-200 để dập đám cháy so với Carbondioxide (3 lần) Inertgas (10 lần), hệ thống FM-200 giúp tiết kiệm không gian chi phí đầu tư thiết bị, không gian cho hệ thống so với sử dụng Cacbon dioxide Inertgas (các loại khí trơ) Nhờ tất tính chất trên, FM-200 trở thành chất chữa cháy an toàn hiệu giới (H.III.59) Sơ đồ hệ thống chữa cháy tự động SPRINKLER Chú thích: 1.Bể nước 2.Máy bơm 3.Van điều khiển (khô) 4.Van điều khiển (ướt) 5.Đầu phun sprinklerkiểu 7.Bể áp lực 8.ống dẫn 9.ống dẫn 10.ống tràn 11.Máy ép 12.Chuông báo động 13.Báo cháy tổng 14.Chuông báo động 15.Máy đo áp lực 16.Điều khiển tổng đứng 6.Đầu phun sprinklerkiểu treo (H.III.58) Hệ thống chữa cháy tự động khí FM-200 Yêu cầu kiến trúc hệ thống không gian đặt bình chứa hệ thống ống dẫn, thường đặt khu phụ phòng kỹ thuật c Hệ thống chữa cháy tự động nước - SPRINKLER Chữa cháy Sprinkler hệ thống kết nối đường ống ngầm đất ống phía bên theo tiêu chuẩn kỹ thuật chữa cháy Có thể lắp đặt hay nhiều nguồn cung cấp nước tự động Hệ thống ống phía mạng đường ống thiết kế theo kiểu Định dạng kích cỡ ống hay áp lực nước lắp đặt sát trần cao đầu người Những đầu phun Sprinkler lắp mạng đường ống bố Hệ thống chữa cháy Sprinkler hệ thống chữa cháy phun nước tự động đủ khả kiểm sóat dập tắt đám cháy hình thành Hệ thống bao gồm đầu phun nước Sprinkler, hay nhiều nguồn cung cấp nước chữa cháy có áp lực, van điều khiển dòng chảy, hệ thống đường ống để phân phối nước đến đầu phun phụ kiện khác chuông báo động, thiết bị kiểm tra giám sát c2 Đầu phun Sprinkler Đầu phun Sprinkler lọai đầu phun nước tỏa lên khu vực cháy, lọai đầu phun khác thiết kế làm việc ngưỡng họat động riêng kiểu đầu phun theo lọai cấu trúc thân đầu phun Có nhiều lọai đầu phun, phần lớn dựa thành phần sau: Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Trang117- Thân : tạo nên cấu trúc cho đầu phun, chịu đựng áp lực nước đường ống phun Thân giữ cảm ứng nhiệt nút chặn để làm kín nước, nâng đỡ dẫn hướng phun nước Được chế tạo đồng thau hoặt thép mạ crôm để chống gỉ Chọn kiểu thân đầu phun phụ thuộc vào diện tích khu vực cần chữa cháy Bộ cảm ứng nhiệt : thành phần kiểm sóat nhiệt độ để phun nước nhiệt độ bình thường, cảm ứng chặn giữ nút chặn lại làm kín nước, nhiệt độ cao đạt đến ngưỡng họat động cảm ứng giải phóng làm rơi nút chặn (H.III.60) Đầu phun Sprinkler Thông thường cảm ứng nhiệt sử dụng bầu thủy tinh có chứa thủy ngân Nút chặn : dùng để chặn làm kín không cho nước rò rỉ ngòai, cảm ứng nhiệt chặn lại không cho nước phun Khi cảm ứng họat động ( bể vỡ hay đứt ) nút chặn rơi nước đường ống phun Tấm dẫn hướng : lắp than đầu phun đối diện với nút chặn nơi mà nước phun ngòai Nhiệm vụ dẫn hướng chia dòng nước phun tỏa rộng bề mặt diện tích chữa cháy Tấm dẫn hướng định kiểu lắp đầu phun hướng góc phun Các kiểu lắp thong thường đầu phun quay lên, quay xuống quay ngang Việc lắp đặt đầu phun Sprinkler phải theo thiết kế, việc lựa chọn kiểu đầu phun phải dựa theo kiến trúc tòa nhà Mỗi đầu phun Sprinkler họat động riêng lẻ đạt đến nhiệt độ kích họat đựơc thiết kế sẵn Phần lớn đầu phun Sprinkler phun khỏang 80-100 lít/phút, điều phụ thuộc vào thiết kết hệ thống Một số lọai Sprinkler đặc biệt thiết kế cho phép phun lên đến 400 lít/phút c3 Các trạng thái hoạt động đầu phun Sprinkler Nước trì sẵn đường ống, đầu phun Sprinkler phun hướng tia nước bao phủ lên khu vực cần bảo vệ Nước phun làm giảm nhiệt độ đám cháy ngặn chặn đám cháy lan (H.III.61) Cấu tạo đầu phun Sprinkler Trang118truyền khu vực kế cận Phần lớn hệ thống phun nước Sprinkler kèm theo thiết bị báo động cháy để cảnh báo xảy cố cháy Khi lửa bắt đầu xuất hiện, nhiệt độ tỏa thấp nhiệt độ xung quanh đầu phun Sprinkler chưa đạt đến ngưỡng họat cảm ứng nhiệt Tuy nhiên đám cháy bùng phát lớn hơn, nhiệt độ lan tỏa đạt đến ngưỡng họat động cảm ứng nhiệt bể giải phóng nút chặn Khi đám cháy bùng phát lớn làm nhiệt độ tăng cao, cảm ứng nhiệt họat động sau 30 giây đến phút làm nút chặn thóat để nước từ đường ống phun Trong phần lớn trường hợp chữa cháy cần phải đòi hỏi có đầu phun Sprinkler để chữa cháy Đối với trường hợp đám cháy bùng phát lan nhanh chóng cần phải có 12 đầu phun để kiểm sóat Sau nút chặn rời khỏi vị trí chặn làm nước đường ống thóat ngòai Dòng nước chữa cháy phun hướng đến dẫn hướng, dẫn hướng chia dòng nước phun tỏa rộng bề mặt diện tích để chữa cháy c4 Các loại hệ thống Sprinkler Hệ thống ướt (Wet Pipe System) Hệ thống Sprinkler ướt (Wet Pipe Systems) hệ thống mà đường ống có chứa sẵn nước kết nối với nguồn nước cung cấp, nhờ nước phun đầu phun Sprinkler kích họat nhiệt độ đám cháy Do thiết bị hệ thống đơn giản dễ dàng sử dụng nên hệ thống Sprinkler ướt ứng dụng rộng rãi so với hệ thống khác (H.III.62) Hệ thống Sprinkler ướt (nguồn statfs.com) (H.III.63) Hệ thống khô (nguồn statfs.com) Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Trang119- Trang120- Hệ thống khô (Dry Pipe System) Hệ thống kích họat trước giống hệ thống Sprinkler xả tràn ngọai trừ sử dụng đầu phun Sprinkler kín Hệ thống thích hợp cho nơi chứa thiết bị vật phẩm có giá trị hay nhà kho mà không gian làm ảnh hưởng đến tính họat động hiệu đầu phun dễ va đập gây hư hỏng đầu phun Van hệ thống kích họat trước luôn đóng mở kích họat hệ thống báo cháy lắp riêng rẽ độc lập Hệ thống báo cháy kích họat mở van kích họat trước, nước vào hệ thống đường ống Nước chưa phun từ đầu phun nhiệt độ kích họat cho đầu phun mở phun nước ngòai Họat động lúc van kích họat trước giống kiểu lọai hệ thống Sprinkler ướt Hệ thống Sprinkler khô đường ống nước mà thay không khí hay Nitrogen nén Khi đầu phun Sprinkler họat động nhiệt độ đám cháy, khí thóat qua đầu phun làm giảm áp lực mở van hệ thống khô cho phép nước chảy vào hệ thống đường ống đến đầu phun mở Hệ thống khô sử dụng cho khu vực mà hệ thống ướt không đáp ứng nơi nhiệt độ gây đóng băng nước So với hệ thống ướt đòi hỏi phức tạp thiết kế, lắp đặt, bảo dưỡng hệ thống trì khí nén Hệ thống xả tràn (Deluge system) Hệ thống xả tràn sử dụng nơi đòi hỏi cần lượng nước lớn phun để nhanh chóng kiểm sóat đám cháy phạm vi rộng, không cho đám cháy lan truyền Van xả tràn kích để họat động hệ thống điện, khí nén hay áp lực nước Bố trí xếp đường ống hệ thống xả tràn giống hai hệ thống đường ống ướt khô có hai điểm khác biệt lớn : - Sử dụng đầu phun Sprinkler theo tiêu chuẩn, đầu phun nút chặn mở yếu tố kích họat cảm ứng nhiệt đầu phun nhiệt độ đám cháy lọai bỏ, van xả tràn mở ra, nước chảy vào hệ thống đường ống đến tất đầu phun mở, phun nước lúc - Van xả tràn luôn đóng mở kích họat hệ thống báo cháy lắp riêng rẽ độc lập khu vực với hệ thống đầu phun Sprinkler mở (H.III.64) Hệ thống xả tràn (nguồn statfs.com) (H.III.65) Hệ thống kích họat trước (nguồn statfs.com) Hệ thống kích họat trước (Pre-Action Sprinkler system III.4 Năng lượng với nhà thông minh Kinh nghiệm nhiều nước giới cho thấy, quản lý tốt khâu thiết kế xây dựng công trình theo hướng sử dụng lượng có hiệu tiết kiệm từ 20 - 30% lượng tiêu thụ Năng lượng mối quan tâm hàng đầu thiết kế nhà thông minh hai khía cạnh Thứ nhất, lượng tiêu hao để tạo sản phẩm phải chọn mức thấp Ví dụ, tường gạch đem so với tường kính xem cần lượng (than, điện ), vật liệu khai thác từ thiên nhiên để tạo tường gạch kính Cái tiêu dùng lượng chọn Đây vấn đề xuất phát từ ý thức người nhằm làm giảm tác động lên môi trường Với xu hướng đó, giới người ta ngày dùng nhiều bê tông nhẹ chịu lực cao, gia tăng sử dụng vật liệu Công nghệ vật liệu cho phép sử dụng kết cấu có kích cỡ nhỏ, chiếm chỗ kết cấu bê tông cốt thép kiểu cũ Điều cho phép dành nhiều không gian cho nhu cầu sinh hoạt, khoảng trống, mảng xanh nhà Và tất nhiên, suất đầu tư ban đầu lớn hẳn với nhà thông thường loại Thứ hai, lượng tiêu hao để vận hành sử dụng nhà xem xét từ trình thiết kế Đây vấn đề phức tạp việc giải Các thiết bị tận dụng lượng trực tiếp từ thiên nhiên nắng, gió trước gặp trở ngại giá thành thường cao Tuy nhiên nay, việc ứng dụng khả thi nhờ công nghệ có bước đột phá, giá thành giảm Chẳng hạn pin mặt trời trước có hiệu suất 25% (biến 25% lượng mặt trời chiếu xuống đơn vị diện tích pin thành lượng hữu ích) đạt hiệu suất 60% Đó tín hiệu mừng cần ghi nhận Người kiến trúc sư từ bắt đầu vẽ Phải cẩn trọng giúp giảm chi phí cho công trình suốt vòng đời nó, qua giảm ảnh hưởng đến môi trường Đối với hộ thông minh ứng dụng trực tiếp nhiều lượng mặt trời thu từ hệ thống mái lượng gió từ hệ thống tuabin mini Ngoài Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Trang121- Trang122- hộ dùng hệ thống lượng chung, nguồn lượng chung cần đầu tư nghiên cứu theo hướng kinh tế bền vững Đó dạng lượng như: Năng lượng hạt nhân, địa nhiệt, lượng sóng, thủy triều kWh/m2 phía Nam 5,9 kWh/m2, với số nắng dao động từ 1.600-2.600 giờ/năm NLMT bắt đầu ứng dụng Việt Nam với khoảng 6.000 trạm điện mặt trời với tổng công suất 750 kW lắp đặt cho khu vực miền núi hải đảo Cùng với NLMT, vùng lãnh thổ khai thác có hiệu NLG chiếm 9% diện tích nước, đặc biệt tỉnh ven biển miền Trung Theo tính toán nhà khoa học, năm 1m2 thiết bị đun nước nóng NLMT tiết kiệm từ khoảng 500-900 kWh điện tùy theo vùng khí hậu hiệu suất thiết bị Điện NLMT có lợi cung cấp cho hộ khu vực dân cư biệt lập Công ty Kim Đỉnh vừa lắp Khu công nghệ cao Hòa Lạc đèn LED sử dụng kết hợp NLG, NLMT Chi phí ban đầu cho đèn lớn, (H.III.68) Lắp pin mặt trời mái 3.000 USD hiệu lâu dài (nguồn internet) khả quan Các tỉnh ven biển miền Trung, miền Nam hoàn toàn thay toàn thiết bị chiếu sáng công nghệ này, góp phần giảm áp lực thiếu điện triền miên Việc cần làm lúc Nhà nước nên hỗ trợ kinh phí cho nghiên cứu, khảo sát thị trường, đánh giá hiệu kinh tế, quảng bá phương tiện thông tin đại chúng lồng ghép vào chương trình tuyên truyền tiết kiệm điện Việc kiểm soát đưa tiêu chuẩn chất lượng hàng hóa loại thiết bị nhằm bảo đảm quyền lợi người tiêu dùng việc làm bỏ qua Các pin mặt trời sử dụng ta nhập từ nước ngoài, chất lượng tốt hoạt động ổn định Song thiết bị phụ trợ điều khiển, ắc qui trôi từ nhiều nguồn nên chất lượng chưa cao, dịch vụ bảo dưỡng sửa chữa địa phương chưa trọng Vì vậy, hỗ trợ kỹ thuật, thiết kế tiêu chuẩn phù hợp cho thiết bị, xây dựng chế buộc thực dịch vụ điện mặt trời, bảo đảm tính an toàn độ tin cậy nên sớm quan chức ban hành Theo ông Phạm Huy Phong, Trưởng phòng Kĩ thuật nghiên cứu phát triển Trung tâm Tiết kiệm lượng TP Hồ Chí Minh (ECC), với 30.000 máy nước nóng NLMT dung tích trung bình 180 lít đưa vào sử dụng giúp tiết giảm khoảng 57 triệu kWh điện/năm Các gia đình phải đầu tư lần mà sử dụng hàng chục năm đóng tiền điện a Pin mặt trời Pin mặt trời phương pháp sản xuất điện trực tiếp từ NLMT qua thiết bị biến đổi quang điện Pin mặt trời có ưu điểm gọn nhẹ lắp đâu có ánh sáng III.4.1 Năng lượng mặt trời gió Nguồn tài nguyên lượng mặt trời vô tận Nó cung cấp 10000 lần số lượng điện tiêu thụ sản xuất ra, khối lượng không suy chuyển hàng nghìn năm Nguồn lượng từ pin mặt trời có khả thay lượng nguyên tử vài thập kỷ tới Tuy vậy, triển vọng mơ ước: giá thành sản phẩm điện sản xuất từ pin mặt trời cao, nước châu Âu, vào khoảng 30 đến 60 centimes euro kWh Hơn nữa, ngành sản xuất điện phải quan tâm đến vấn đề môi trường Tuy nhiên, thấy, nghiên cứu ngày tiến nhanh, phát triển công nghiệp làm giảm giá thành sản phẩm Đối với nước nghèo, việc sản xuất điện vùng nông thôn tìm thấy tiềm vô tận Nếu pin quang điện trang bị cho mái nhà công trình, chưa thể có nguồn điện thật lớn bề mặt tiếp xúc với mặt trời không nhiều Nhưng cần thấy cách thức tốt mà đến ta làm (H.III.67) Tuabin tạo phong điện (nguồn internet) (H.III.66) Lắp Pin mặt trời mái hiên (nguồn internet) Nhật Bản đặt mục tiêu đến năm 2030, sản lượng điện từ NLMT chiếm 51% tổng lượng điện nước; Đức đặt mục tiêu sản lượng điện từ nguồn NLMT chiếm 30% vòng mười năm tới Trong đó, nay, sản lượng điện từ NLMT chiếm chưa đến 1%.Tại Thái Lan, Solatron lắp đặt 54.400 hệ thống pin NLMT hộ gia đình theo dự án NLMT phủ giành cho hộ dân, thường biết tới tên Nhà mặt trời Với điều kiện thuận lợi địa lý, Việt Nam có nguồn lượng tái tạo lớn đa dạng, lượng gió (NLG) lượng mặt trời (NLMT) khai thác trực tiếp Cường độ xạ mặt trời trung bình ngày năm phía Bắc 3,69 Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Trang123- Trang124- mặt trời, đặc biệt lĩnh vực tàu vũ trụ ứng dụng NLMT dạng phát triển với tốc độ nhanh thay dần nguồn lượng truyền thống Loại pin lượng mặt trời tốt làm từ loại polime có khả hấp thụ ánh sáng có chứa phân tử cacbon hình cầu, gọi fullerenes Những phân tử có tác dụng làm chất liệu truyền dẫn cho dòng điện chạy qua Để coi công nghệ thiết yếu cho áp dụng có hiệu kinh tế, thu lượng mặt trời hệ phải chuyển hóa 8% lượng mặt trời thành điện Tuy nhiên, nhà khoa học hy vọng đạt mức 10% vài năm Trong thời gian tới, công nghệ biến lượng mặt trời thành điện phát triển lên tầm cao mới, pin lượng mặt trời ứng dụng rộng rãi hơn, sử dụng công nghệ sơn, nhuộm, panel, mái nhà, cửa sổ hay chí quần áo Các chuyên gia nhận định rằng, mô hình quang điện tương lai mỏng, mỏng 100 lần so với mô hình Điều cho phép người sử dụng sản phẩm (H.III.72) Hệ thống biến Pin lúc, nơi mặt trời thành điện (nguồn internet) c Hệ thống Pin mặt trời USolar 640W bán thị trường Việt Nam (H.III.69) Các lớp cấu tạo pin mặt trời (H.III.70) Chọn góc hướng nắng để lắp pin cho thu nhiều xạ Những thu lượng dùng để lợp mái nhà, ốp tường (bên ngoài), chất liệu trang trí cho mặt tiền nhà thông minh Khi thiết kế kiến trúc sư cần chọn góc hướng nắng để lắp pin cho thu nhiều xạ đồng thời kết hợp hài hòa với hình thức kiến trúc nhà b Tấm thu lượng mặt trời làm từ nhựa Những thu lượng mặt trời truyền thống thường làm từ silicon, chúng tính mềm dẻo nặng Ngược lại, thu lượng làm từ nhựa dẻo nhẹ, lắp đặt nơi dễ dàng nhiều Tuy nhiên, thu lượng mặt trời làm từ nhựa lại có điểm yếu mức độ chuyển hóa lượng mặt trời thành điện lại thấp Những thu lượng (H.III.71) Pin lượng mặt trời nhựa (ảnh: Softpedia) làm từ nhựa tốt chuyển hóa 5% lượng mặt trời thành điện năng, đó, thu lượng từ silicon lại chuyển hóa 40% lượng David Carroll đến từ Đại học Wake Forest (Wake Forest University) Winston-Salem, Mĩ cho biết: Để đưa vào sử dụng thực tế pin lượng mặt trời từ nhựa, chúng phải đạt công suất chuyển hóa lượng 8% Như sản phẩm làm từ chất liệu silicon có mặt thị trường. Pin mặt trời USolar (Photovoltaic cells - PV) ứng dụng khách hàng đánh giá cao nhờ hiệu suất, tiện lợi tính ổn định thiết bị Pin mặt trời USolar sử dụng cho nhu cầu dùng điện quy mô hộ gia đình cung cấp theo đầy đủ Bộ Pin mặt trời 640W: Tấm pin lượng mặt trời hấp thu lượng mặt trời ngày sạc điện cho ắc qui Hệ thống dùng cho đèn chiếu sáng 5w/12V DC, tủ lạnh, quạt điện thời gian 48 (H.III.73) Hệ thống Pin mặt trời USolar 640W bán thị trườngViệt Nam (nguồn Usolar) Danh mục thiết bị Danh mục Tấm pin lượng mặt trời Điều khiển 40W/17.5 V Nắn dòng (D ắc quy Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Trang125Kích thước 645x1255x38mm C/AC) Thông số 40W/tấm 12V/40A kỹ thuật 0W Số lượng 16 Các thiết bị điện sử dụng với hệ thống pin mặt trời nêu trên: Danh mục Tủ lạnh Quạt điện Thông số kỹ thuật 60W 60W Số lượng 1 50 12V/ 200AH Đèn chiếu sáng 5W/12V DC d ý tưởng thu lượn mặt trời từ bóng SunHope Thay cho pin mặt trời truyền thống phải đặt mặt phẳng, tốn diện tích, kiến trúc sư đưa ý tưởng mang tính cách mạng: loại bóng SunHope, thu nắng địa hình SunHopedo phòng kiến trúc GEOTECTURA kiến trúc sư Joseph (Yossi) Cory tiến sĩ Pini Gurfil từ Viện Công nghệ Israel hợp tác phát triển (H.III.74) Bóng SunHope thu lượn Những bóng bọc lớp mặt trời (nguồn internet) quang điện, chứa khí heli nhẹ không khí Nhờ vậy, chúng giải toán khó lâu tìm vị trí thích hợp để đặt thu mặt trời, chúng đặt đâu, không tốn diện tích mặt đất Theo ý tưởng này, việc sử dụng loại khí cầu có hình dạng khác không gian xắp xếp theo chiều thẳng đứng tận dụng lượng tối đa với ảnh hưởng tối thiểu đến môi trường III.4 Năng lượng điện hạt nhân Tại phải sử dụng lượng hạt nhân? Ngày lượng hóa thạch ngày cạn kiệt dần cần phải có nguồn lượng để thay Dạng lượng thay cho nhiên liệu hoá thạch lượng mặt trời lượng từ sức gió Các dạng lượng cần phải phát triển, khai thác để sử dụng Tuy nhiên giá thành cao cần diện tích lớn nên dạng lượng cung cấp 10% tổng số lượng cần thiết Chính vậy, lượng mà nhân loại sử dụng lâu dài thời gian tới phải dựa vào lượng nguyên tử Mặc khác lượng nguyên tử có số ưu điểm so với nguồn lượng khác là: Đặc trưng thứ lượng nguyên tử nguồn lượng sạch, không phát thải CO2, SOx, NOx gây ô nhiễm không khí Trang126Hơn nữa, Uranium phát điện với lượng nhỏ so với dầu nên có ưu điểm dễ vận chuyển bảo quản Ví dụ, để vận hành nhà máy điện công suất 1000 MW vòng năm phải cần tới triệu dầu, nhiên liệu Uranium cần vài chục Trong nhà máy điện nguyên tử, nạp nhiên liệu vào lò phản ứng liên tục phát điện vòng năm mà không cần phải thay nhiên liệu Lượng chất thải phóng xạ phát sinh nhà máy điện nguyên tử so với lượng chất thải công nghiệp thông thường, quản lý cách chặt chẽ, cất giữ bảo quản an toàn Chi phí xây dựng cho nhà máy điện nguyên tử so với nhà máy nhiệt điện tương đối cao Nhà máy điện nguyên tử lựa chọn phương án thiết kế an toàn tối ưu Nó thiết kế để cho dù có phát sinh tai nạn không gây thiệt hại, tổn thất cho tất cư dân sống xung quanh Có thể nói nửa nhà máy điện nguyên tử thiết bị an toàn Do đó, chi phí cao cho thiết bị đương nhiên Hơn nữa, (H.III.75) Năng lượng nguyên tử trình xây dựng, người ta tiến lượng sinh có phân hạch hạt hành kiểm tra gắt gao công đoạn nhân tổng hợp hạt nhân để đảm bảo an toàn nên thời gian xây dựng dài III.4.3 Địa nhiệt Nhiệt Trái Đất, gọi địa nhiệt, lượng nhiệt mà Trái Đất có thông qua phản ứng hạt nhân âm ỉ lòng Nhiệt làm nóng chảy lớp đất đá lòng Trái Đất, gây tượng di dời thềm lục địa sinh núi lửa Theo nhà khoa học, lượng địa nhiệt nguồn lượng sạch, thân thiện gần vô tận, đáp ứng cao (H.III.76) Nhiệt từ lòng đất (Nguồn Vietsciences) gấp 250.000 lần nhu cầu hàng năm giới, tác động gần không khí hậu hay môi trường Do đó, coi nguồn lượng thay tương lai Thường thường để khai thác nguồn lượng địa nhiệt người ta cần khoan giếng sâu 4-5km Ví dụ nhà máy địa nhiệt Soultz, cách Strasbourg, cách Strasbourg (đông bắc nước Pháp) 50km phía Bắc Đưa nước xuống độ sâu khoảng Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Trang127- Trang128- 5km tới vùng có nhiệt độ khoảng 2000C Nước làm sôi lên theo ống dẫn lên làm chạy máy phát điện Nước ta quốc gia có hàng trăm điểm nước khoáng phát hiện, số nửa suối nước nóng Chúng tập trung vùng Tây Bắc vùng Nam Trung Có 72 nguồn nước có nhiệt độ khoảng 41-600C, 36 nguồn nước có nhiệt độ 611000C 64 nguồn nước có nhiệt độ 30-400C Tập đoàn Kỹ nghệ Essential Innovation (Canada) đến Việt Nam tổ chức Hội thảo nhằm giới thiệu công nghệ địa nhiệt công bố Công ty tư vấn Dịch vụ đầu tư Công nghệ môi trường Tiến Thịnh nhà chuyển giao công nghệ nước ta Tập đoàn Ormat Mỹ- chuyên xây dựng nhà máy điện địa nhiệt kháp giới, đến Việt Nam xin giấy phép đầu tư xây dựng nhà máy điện (H.III.77) Nhà máy Địa địa nhiệt Lệ Thủy (Quảng Bình), Mộ Đức (Quảng nhiệt điện (Nguồn Vietsciences) Ngãi), Nghĩa Thắng (Quảng Ngãi), Hội Vân (Bình Định) Tu Bông (Khánh Hòa) Tổng công suất nhà máy điện địa nhiệt dự kiến lên đến 150-200 MW Sở dĩ nhà máy chưa khởi công vốn đầu tư từ nước chấp nhận bỏ vốn 100% giá mua điện EVN giới hạn có cent US/kWh (www.hanoimoi.com.vn) Chính phủ ta có định hướng xây dựng nhà máy điện địa nhiệt 20-25MW xã Cát Hiệp huyện Phù Cát (cách Quy Nhơn 35km phía Bắc) thể làm tiết kiệm tới 20-30% lượng điện tiêu thụ ước tính tiết kiệm 1000 tỷ đồng năm (H.III.78) Nhà máy địa nhiệt Pháp (H.II.79) Nhiệt làm nóng nước đưa xuống lòng đất (Nguồn Vietsciences) Cũng có dự án dùng địa nhiệt tầng đất nông để bơm nhiệt cho hệ thống điều hòa không khí Lượng điện dùng để sưởi ấm làm mát nước ta chiếm đến 10-15% lượng điện phát Hệ thống điều hòa không khí địa nhiệt có III.4.4 Điện thuỷ triều Sản xuất điện từ thuỷ triều giống sản xuất thuỷ điện, ngoại trừ nước chảy theo hai hướng phải tính tới phát triển máy phát Hệ thống sản xuất đơn giản (gọi hệ thống thuỷ triều xuống) liên quan tới đập chắn ngang cửa sông Khi thuỷ triều lên, cửa cống đập kéo lên, cho phép vùng lưu vực bên đập đầy nước Khi thuỷ triều bắt đầu xuống, cửa cống đóng lại, buộc nước bên đập thoát biển qua hệ thống tuốc-bin gắn bên cửa đập (H.III.81) Đập chắn thuỷ triều (nguồn internet) Phần lớn nhà máy điện thuỷ triều phụ thuộc vào đập khổng lồ chắn ngang cửa sông, nhà máy điện thuỷ triều Mỹ quan tác động đập chắn môi trường nên chưa phổ biến Việt Nam có 3.000km bờ biển nên có nhiều tiềm sản xuất điện thuỷ triều Một phương pháp khai thác lượng thuỷ triều để sản xuất điện hàng rào thuỷ triều Thực chất tường bê tông rỗng có gắn tuốc-bin khổng lồ, chắn ngang eo biển, buộc dòng nước phải qua chúng Không giống nhà máy điện thuỷ triều nêu trên, hàng rào thuỷ triều sử dụng lưu vực không giới hạn, (H.III.82) Hàng rào thuỷ triều eo biển đất liền đảo gần (nguồn internet) kề hai đảo (H.III.80) Đập thuỷ triều La Rance Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Trang129- Trang130- Được thiết kế sau khủng hoảng dầu mỏ vào năm 1970, song cách năm năm, tuốc-bin thuỷ triều trở thành thực Giống tuốc-bin gió, tuốc-bin thuỷ triều có nhiều lợi so với hệ thống đập chắn hàng rào thuỷ triều, đặc biệt giảm tác động môi trường Tuốc-bin thuỷ triều sử dụng dòng thuỷ triều di chuyển với tốc độ 2-3m/giây (4-6 hải lý) để tạo 4-13kW điện/m2 Các dòng thuỷ triều di chuyển nhanh (>3m/giây) gây ứng suất mức cánh quay giống gió mạnh làm hỏng máy tuốc-bin gió Trong đó, dòng thuỷ triều có tốc độ thấp lại không kinh tế Cột đóng xuống đáy biển gắn tuốc-bin thuỷ triều Tuốc-bin thuỷ (H.III.83) Tuốc-bin thuỷ triều thấp so với mực nước biển triều (nguồn internet) Sản xuất điện thuỷ triều có nhiều lợi thế, chẳng hạn giúp cải thiện giao thông (các đập chắn làm cầu nối qua cửa sông) không tạo khí thải nhà kính Tuy nhiên, số tác động môi trường làm cho điện thuỷ triều trở nên hấp dẫn Tác động thứ làm thay đổi thuỷ triều Việc xây dựng đập chắn thuỷ triều cửa sông làm thay đổi mức thuỷ triều lưu vực cửa sông Sự thay đổi khó dự đoán, làm cho mức thuỷ triều tăng giảm Thuỷ triều thay đổi tác động rõ nét tới trình lắng đọng trầm tích độ đục nước, ảnh hưởng tới hệ sinh thái sông lưu vực cửa sông (H.III.84) Các tua-bin chuẩn bị Hiện điện thuỷ triều nghiên cứu lắp đặt lòng sông (nguồn xem có lĩnh vực đáng đầu tư hay không internet) điện thu nhiều ghép đảo lại thành quần đảo nhỏ, lập nhà kính trồng rau sạch, mở cảng cho tàu thuyền neo đậu xây khách sạn cho du khách Lý để thiết lập Đảo Năng lượng nhằm khai thác OTEC OTEC qui trình chuyển hóa lượng sinh từ khác biệt nhiệt độ nước ấm mặt biển với dòng nước lạnh biển sâu thành nhiệt dạng lượng hữu ích khác OTEC vượt trội công nghệ lượng biển khác chỗ tạo nguồn điện quanh năm suốt tháng Đó hoạt động OTEC không phụ thuộc vào Mặt trời, gió hay sóng biển mà dựa vào khác biệt nhiệt độ nước ấm mặt biển có nắng chiếu nước lạnh lòng biển sâu tăm tối Sự khác biệt dễ nhận thấy vùng biển nhiệt đới, nơi nước bề mặt đo khoảng 25oC Làn nước ấm bơm lên Đảo Năng lượng dùng để làm bốc chất lỏng, nước biển khí ammonia Luồng thu dùng để chạy tuabin phát điện III.4.5 Đảo Năng lượng kết hợp lượng mặt trời, gió sóng Đảo Năng lượng, Michaelis trai ông thiết kế đặt biển, có nhà máy OTEC dàn trải diện tích rộng 600 m2 cho phép lắp đặt hệ thống tua-bin gió máy thu lượng Mặt trời Máy chuyển hóa lượng sóng biển tua-bin dòng chảy hút lượng từ nguồn nước xung quanh đảo Một đảo lượng hình lục (H.III.85) Đảo Năng lượng (nguồn giác tạo 250 megawatt điện, LiveScience) đủ dùng cho thành phố nhỏ Nguồn (H.III.86) Minh họa hệ thống hoạt động Đảo lượng (nguồn LiveScience Nguồn điện Đảo Năng lượng tạo dẫn vào bờ hệ thống cáp ngầm biển Hoặc dùng để sản xuất hyđrô từ nước, nhiên liệu hyđrô sau đưa vào bờ để sản xuất điện pin nhiên liệu Theo tính toán Michaelis, đảo lượng có giá khoảng 600 triệu USD (10,1 nghìn tỉ đồng) Tuy nhiên, điện thứ thu từ đảo nhân tạo Nếu nước biển dùng làm nhiên liệu cho OTEC, khử mặn thông qua qui trình bốc cô đọng Mỗi tạo megawatt điện, nhà máy OTEC cung cấp 1,1 triệu lít nước ngọt, Michaelis cho biết Hơn nữa, nguồn nước lạnh lấy từ đáy biển chứa đầy dưỡng chất dùng nuôi trồng thủy hải sản III.5 Một số dạng nhà thông minh tình Trong số tình sống, số kiểu nhà hữu ích, hiểu nhà thông minh tình Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Trang131- Trang132- III.5.1 Nhà di động KTS Hồ Văn Thọ Điều đáng nói nhà thiết kế theo dạng giảm lượng làm thoáng mát, không dùng máy lạnh giống nước Vật liệu thích hợp với người Việt, nhà làm khung sắt, vách Prima chịu mối mọt, nước Mái lợp cách nhiệt Vật liệu trang trí bên lát gạch có hệ thống đồng hồ điện, nước Kỹ thuật làm giảm nhiệt độ nhà với hệ thống làm mát hệ thống quạt Khí nóng quạt hút xuyên qua lớp giấy tổ ong làm ướt nước, diễn trình thu nhiệt, bốc nước, tạo vùng khí mát Theo KTS Thọ, hệ thống làm nhiệt độ nhà thấp từ - 5oC so với nhiệt độ bên Đồ nội thất xếp gập lại để làm rộng không gian vòng năm phút để dành diện tích cho hội họp gia đình Mẫu nhà thiết kế nhiều loại tuỳ thuộc vào số lượng người ở, từ - người Giá thành nhà từ 59 - 99 triệu đồng/căn III.5.2 Ngôi nhà biết Ngôi nhà biết (walking house) giải pháp hữu hiệu cho vùng hay bị ngập lụt Đây sản phẩm nhóm nghệ sĩ Đan Mạch N55 Copenhagen kỹ sư Viện Công nghệ Massachusetts (Mỹ) phối hợp thực hiên Ngôi nhà trưng bày trung tâm nghệ thuật Arts Wysing Cambridgeshire (Anh) Bề giống bọ cách cứng, nhà có chiều cao 3,5m chiều dài 3,72m, gồm phòng khách, bếp, toilet, giường ngủ cho người sinh sống Có chân thủy lực điều khiển máy tính, chân hoạt động độc lập, walking house lại địa hình, với tốc độ tối đa 60 m/giờ Nó nặng có 1.200kg Walking house thân thiện với môi trường, tự tạo nguồn điện tế bào lượng mặt trời trạm phong nhỏ Nhà có hệ thống hứng nước mưa thiết bị tự đun nước nóng ánh nắng mặt trời Loại nhà có giá thành khoảng 48.000 USD, theo nhà thiết kế mức giá giảm chúng sản xuất đại trà Walking house dĩ nhiên không phù hợp cho vùng lũ lụt, mà dùng thám hiểm, chuyến nghiên cứu dài ngày cho người ưa sống du mục mai Đây công trình kiến trúc sư Hồ Văn Thọ theo đuổi bốn năm với xúc giải chỗ cho người dân nhiều tiền, nhà cho công nhân, nhà cho vùng bị thiên tai liên tục, giải nhà cho trường hợp khẩn cấp nhà khu bị quy hoạch Với diện tích nhỏ nhà di chuyển làm giảm giá thành nhiều, giá thành (H.III.87) Nhà di động KTS Hồ Văn Thọ đất chiếm đến 70% trị giá (nguồn SGTT) nhà Có thể thuê khu đất với giá thành rẻ để đặt nhiều nhà liền ý tưởng hợp thời đáp ứng nhu cầu nhà đô thị đất chật người đông vùng bị thiên tai (H.III.88) Cấu tạo nhà di động KTS Hồ Văn Thọ (nguồn SGTT) (H.III.89) Walking house trông một bọ cách cứng (H.III.90) Walking house tự tiến cánh đồng với vận tốc 60 m/giờ Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Trang133- Trang134người thích sống mai (H.III.91) Phòng khách - chật hẹp, ấm cúng thay đổi khung cảnh bên (H.III.92) Bếp kèm toilet - dĩ nhiên phải trang hoàng để tạo không gian thân thiện (H.III.97) Có chân thủy lực điều khiển máy tính, chân hoạt động độc lập, walking house lại địa hình (H.III.98) Nhà di động gắn với xe ô tô xuất từ nửa kỷ (nguồn internet) Thật ý tưởng walking house không Ngay từ kỷ 18 người Roman tạo nhà di động xe ngựa (H.III.99) Ngôi nhà di động xe ngựa (nguồn internet) (H.III.94) Loại nhà có giá thành khoảng 48.000 USD, mức giá giảm chúng sản xuất đại trà (các ảnh walking house nguồn internet) (H.III.93) Giường lò sưởi đốt củi gỗ (H.III.95) Một nhóm walking house tập hợp tạo thành "xóm" (H.III.96) Tấm pin mặt trời bình ắcquy tính điện III.5.3 Nhà giấy tái chế cải thiện khu ổ chuột thành phố Căn nhà lắp ráp giấy phát triển chuyên gia Đại học Bauhaus thành phố Weimar, miền Đông nước Đức, phổ biến rộng khắp nơi mặt khu nhà ổ chuột giới cải thiện đáng kể Đó gọi "Ngôi nhà chung giới", cấu trúc nhẹ, rẻ tiền xây giấy tái chế (H.III.100) Nhà giấy tái chế (nguồn Archicentral) (H.III.101) Chất liệu cellulose đặc biệt để xây nhà giấy (nguồn Archicentral) Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Trang135Gerd Niemoller nhà khoa học tạo chất liệu cellulose đặc biệt để xây nhà giấy đồng sáng lập Công ty Thụy Sĩ "The Wall AG", đơn vị phát minh vật liệu sử dụng để xây nhà nhỏ kiểu Giá nhà giấy 36m2 không vượt 5.000 USD Vật liệu sử dụng để làm nên nhà giấy mô theo thiết kế rỗ tổ ong dùng chế tạo máy bay sản phẩm coi trọng lượng sức bền hai yếu tố quan trọng hàng đầu Nhưng thay sử dụng nhôm hay hợp kim, Niemoller dùng giấy nhúng nhựa thông xử lý để tạo tường mỏng, nhẹ cứng cáp bền Vật liệu độc đáo Niemoller chất cách điện tốt động phù hợp cho vùng thường có nguy động đất Trang136- (H.III.104-H.III.107) Một số hình ảnh minh họa nhà sinh thái R-House(nguồn ecofriend.org) (H.III.102- H.III.103) Các hình ảnh nhà giấy tái chế (nguồn Archicentral) III.5.4 R-House: Nhà sinh thái hệ R-House mẫu thiết kế nhà thân thiện với môi trường thiết kế Michael Jantzen đầu năm 2009 R-House khối tiền chế tháo ráp dễ dàng, dễ di chuyển từ nơi đến nơi khác Hệ thống thông gió tự nhiên làm mát nhà vào mùa hè Mặt trời, turbin gió hệ thống gas dự phòng cung cấp lượng sưởi ấm nhà vào mùa đông Hệ thống thu nước mưa nằm nhà để dự trữ nước sinh hoạt III.6 Đề xuất áp dụng mô hình cách biến đổi hộ thông thường thành hộ thông minh Viêt Nam Trong hộ có hệ thống thành phần sau: - Hệ thống chiếu sáng - Hệ thống điện - Hệ thống báo cháy - Hệ thống điều hoà - Hệ thống sân vườn - Hệ thống chữa cháy - Hệ thống cửa, cổng - Hệ thống truyền hình - Hệ thống báo trộm - Hệ thống rèm điện - Hệ thống bể bơi - Hệ thống Camera - Hệ thống khoá số - Hệ thống Internet - Hệ thống âm - Hệ thống chuông hình - Hệ thống điện thoại Các hệ thống thông minh tích hợp hệ điều khiển tối ưu hóa thành phần, hoạt động tự động theo cảm ứng, theo cài đặt thời gian điều khiển tay Với lượng từ nguồn lượng mặt trời, lượng gió từ nguồn lượng với môi trường Một số thiết bị tự hoạt động độc lập dùng lượng tự nhiên Một nhà thông minh áp dụng giải pháp vận dụng khí hậu phù hợp với khí hậu nóng ẩm nhiệt đới gió mùa Việt Nam vật liệu tiết kiệm lượng thân thiện môi trường trước nghĩ đến giải pháp kỹ thuật tiêu hao lượng Một nhà có hệ thống thu nước mưa tự động với hệ thống tiết kiệm lượng đạt lên hàng đầu Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 (H.III.109) Tích hợp thành phần hệ thống diện thông minh Việt Nam Trang138- (H.III.108) Mô hình nhà thông minh Trang137- Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Trang139- Trang140- Khi biến đổi hộ thông thường thành hộ thông minh, tùy theo nhu cầu biến đổi phần toàn phận theo hệ thống nói phần Có thể biến đổi mặt kiến trúc, lắp thêm thu lượng mái, tường kính, mái xanh, lắp đặt hệ thống cửa cổng hệ thống chắn nắng Ngôi nhà hoàn toàn cải tạo nâng cấp cách dùng vật liệu thông minh cụ thể theo mục nêu trên.Với thiết bị thông minh độc lập có thề lắp thêm mà không ảnh hưởng hệ thống chung Các thiết bị có kèm modul X10 cần lắp thêm modul Nếu lựa chọn hệ thống điện áp 24V DC cần lại hệ thống dây điện Số lượng tài liệu thiết bị thông minh, kiến trúc xanh, kiến trúc tiết kiệm lượng lưu hành Việt Nam chưa nhiều chưa phổ cập rộng rãi Một điều cần nhấn mạnh đa phần tài liệu có xuất xứ từ Châu Âu hay Bắc Mỹ, nơi người ta chủ yếu chống lạnh, Việt Nam, vấn đề chống nóng thoát ẩm phải đặt lên hàng đầu Kiến trúc thông minh cho nhà quy tắc chung mà vấn đề bối cảnh địa phương phải đặt lên hàng đầu, từ xem xét giải pháp phù hợp, tức cách ứng dụng nguyên lý thiết kế đâu, kết cuối C- Kết luận kiến nghị Kết luận Ngày 3/9/2003 Chính phủ ban hành Nghị định 102/2003/NĐ-CP việc "Sử dụng lượng tiết kiệm hiệu quả" có đề cập đến vấn đề sử dụng lượng tiết kiệm hiệu công trình xây dựng Hưởng ứng Nghị định Bộ Xây dựng có kế hoạch biên soạn Quy chuẩn xây dựng- Các công trình xây dựng sử dụng lượng có hiệu Quy chuẩn ban hành vào tháng 11/2005 (QCXDVN 05: 2005) Đây văn pháp quy kỹ thuật quy định yêu cầu kỹ thuật bắt buộc phải tuân thủ thiết kế sử dụng thiết bị thiết bị chiếu sáng, điều hoà không khí, thiết bị đun nước nóng thiết bị khác sử dụng nhiều lượng công trình thương mại, trụ sở quan hành Nhà nước, nhà cao tầng, khách sạn Ngày 14/4/2006, Thủ tướng Chính phủ ký Quyết định số 79/2006/QĐ-CP việc Phê duyệt chương trình mục tiêu quốc gia sử dụng lượng tiết kiệm hiệu Bộ Xây dựng Bộ giao chủ trì thực nội dung "Sử dụng lượng tiết kiệm hiệu qủa nhà" Bộ Xây dựng nhiều tiêu chuẩn Nhà cao tầng - hướng dẫn thiết kế sử dụng lượng tiết kiệm hiệu quả, Nhà văn phòng - hướng dẫn thiết kế sử dụng lượng tiết kiệm hiệu quả, Tuy nhiên, chưa có chế tài cụ thể cho việc khuyến khích công trình xây dựng theo mô hình kiến trúc xanh, kiến trúc tiết kiệm lượng vật liệu thân thiện môi trường hướng dẫn chi tiết đồng Bản thân công trình vốn không hưởng ứng từ phía nhà đầu tư (vì suất đầu tư ban đầu cao) lại không khuyến khích quảng bá cách thiết thực từ nhà quản lý xây dựng, từ quyền đô thị Vì thực tế, công trình nhà thông minh, công trình tiết kiệm lượng tồn lẻ tẻ dạng dự án đơn lẻ mà tuyên dương, giới thiệu hay quảng bá người biết đến để rút kinh nghiệm học tập cho mô hình kiến trúc cho nhà thông minh vùng nhiệt đới, cần tránh nhiệt, mặt trời nằm phía đông tây nên tường quay phía phải che chắn cách nhiệt tốt Mái nhà nơi bị chiếu sáng suốt ngày nên phải chống nóng cho mái thường dùng mái có nước, nước cản nóng tốt Dĩ nhiên sinh nhiều vấn đề muỗi chẳng hạn Cho nên tuỳ theo vị trí mái có chăm sóc, bảo trì dễ hay không để khắc phục: Làm vườn cảnh,mái xanh, mái nước, hấp thu nhiệt thành điện Tóm lại, trước muốn ứng dụng rộng rãi thiết bị thông minh nhà người thiết kế phải đảm bảo vận dụng kiến trúc thông minh, cần có bước khảo sát, chuẩn bị, nghiên cứu lý thuyết để ứng dụng cách hiệu đặc biệt cần thiết phải đưa mô hình hợp lý để người sống nhà thoải mái với lượng sử dụng hiệu quả, đảm bảo môi trường phát triển bền vững Kiến nghị 2.1 Việt Nam ngày phát triển, đòi hỏi sống tiện nghi cao Để sống người dân ngày phát triển ổn định vững mạnh trước mắt phải có qui chuẩn áp dụng cho nhà thông minh làm để tối ưu thiết bị nhà, qui chuẩn chung để thiết bị dễ dàng tương thích với tương thích với hệ thống chung nhằm tiết kiệm vận hành nhà cách trơn tru Đồng thời thiết bị phải đảm bảo yêu cầu mặt an toàn, tiết kiệm, tiêu hao lượng thân thiện môi trường Cần đào tạo đội ngũ cán nghiên cứu để có nghiên cứu sáng chế thiết bị phù hợp với người Việt Nam, tận dụng nguyên vật liệu sẵn có nước để giảm giá thành, sản xuất Việt Nam để giảm giá nhân công, tạo công ăn việc làm cho người dân 2.2 Cần quan tâm cách xác đáng sử dụng vật liệu để nghiên cứu cho hệ thống nhà thông minh nhà nói chung Từ vật liệu tiết kiệm lượng, phát triển bền vững, cải thiện sức khoẻ sống người Các Quốc gia giới, người ta coi việc sử dụng vật liệu tiết kiệm lượng để xây dựng nhà xanh điều bắt buộc Các chế tài xử phạt cho việc ô nhiễm môi Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Trang141- Trang142- trường lãng phí lượng chặt chẽ Các chuyên gia chí cho không nên coi kiến trúc xanh tiết kiệm lượng khác với kiến trúc thông thường Rob Watson, chủ tịch Hệ thống Xếp loại Nhà xanh Leed, Vương quốc Anh nói "Chỉ có kiến trúc tốt kiến trúc tồi Nếu không xanh, kiến trúc tốt" Bộ Xây dựng cần xây dựng chương trình hay chiến lược phát triển công nghiệp VLXD tiết kiệm lượng có hệ thống tiêu chuẩn vật liệu xây dựng thông dụng VL cho tường bao che, VL mái cách nhiệt, kính cửa sổ, kính sử dụng mặt đứng tòa nhà đảm bảo khả điều tiết lượng mặt trời, cách nhiệt, cách âm, an toàn xuyên thấu D- Tài liệu tham khảo Vũ Cao Đàm(2000) Phương pháp luận nghiên cứu khoa học Nhà xuất xây dựng, Hà Nội PGS.TS.Hoàng Dương Hùng Năng lượng mặt trời Lý thuyết ứng dụng Nhà xuất ĐH Bách Khoa Đà Nẵng Âu Tất Thắng (2007) ứng dụng giải pháp công nghệ thiết kế xây dựng nhà cao tầng Việt Nam Luận văn thạc sỹ kiến trúc 2.3 Hiện có số nghiên cứu giải pháp kiến trúc phù hợp với lối sống khí hậu Việt Nam nhiên cần nghiên cứu sâu mối quan hệ với nguồn lượng, ưu tiên hỗ trợ giải pháp áp dụng nguồn lượng mới, an toàn với môi trường Một số nghiên cứu kiến trúc sư, nhà hoạt động môi trường khu vực cần phải quảng bá phổ cập rộng rãi cho người làm nghề người sử dụng tiết kiệm lượng để đạt hiệu công năng, thẩm mỹ kinh tế tiêu chí quan trọng Trong giai đoạn trước mắt tiêu chuẩn tiêu chuẩn chưa ban hành áp dụng, nhà tư thiết kế cần chia sẻ kinh nghiệm thông tin với nhau, tự nghiên cứu tham khảo nhiều nhà sản xuất khác giới, làm chủ thiết kế Với giới làm chứng minh điều rào cản nghi ngờ việc sử dụng công nghệ xây dựng nhà thông minh Trường đại học Xây Dựng Hàn Tất Ngạn (1999) Kiến trúc cảnh quan Nhà xuất xây dựng, Hà Nội Vũ Duy Cừ (1996) Nghệ thuật tổ chức không gian kiến trúc Nhà xuất xây dựng, Hà Nội Uông Chính Chương (2002) Mỹ học kiến trúc Người dịch Đặng Thái Hoàng Nhà xuất xây dựng, Hà Nội Nguyễn Trần Đức Anh (2009) Nhà thông minh không cỗ máy Ashui.com Một số trang web nước 2.4 Do điều kiện khuôn khổ luận văn thạc sĩ nên chưa thể tiếp cận hoàn toàn tất vấn đề nhà thông minh cần phải tiếp tục nghiên cứu chuyên sâu bước cần thực ý đến quy hoạch xây dựng nhà thông minh Việt Nam Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06