Luận Văn Thạc Sỹ: Nghiên cứu ứng dụng và phát triển căn hộ thông minh ở Việt Nam

Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO ĐạI HọC XÂY DựNG ? ? ? Nguyễn trí Hiếu Nghiên cứu ứng dụng và phát triển căn hộ thông minh ở việt nam Chuyên ngành: kiến trúc dân dụng Mã số: 60.58.01 LUậN VĂN THạC Sĩ kiến trúc cán bộ hớng dẫn pgs.TS. Doãn Minh Khôi Hà Nội 2009 Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành kiến trúc – Nguyễn Trí Hiếu – KTR06 LờI CảM ơn Tác giả xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo Trờng Đại học Xây dựng, nhất là các cán bộ, giảng viên Khoa Kiến Trúc, Khoa Đào tạo Sau Đại học đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tác giả hoàn thành bản luận văn này. Đặc biệt tác giả xin trân trọng cảm ơn thày giáo hớng dẫn PGS.TS.KTS Doãn Minh Khôi đã hết lòng ủng hộ và hớng dẫn tác giả hoàn thành luận văn. Tác giả xin trân trọng cảm ơn các Thày Cô trong Hội đồng khoa học đã đóng góp những góp ý, những lời khuyên quý giá cho bản luận văn này. Tác giả cũng xin trân trọng cảm ơn Th viện trờng Đại học Xây dựng đã quan tâm giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi hỗ trợ, giúp đỡ tác giả trong việc thu thập thông tin, tài liệu trong quá trình thực hiện luận văn. Xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã giúp đỡ, chia sẻ khó khăn và động viên tác giả trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu để hoàn thành luận văn này. Xin trân trọng cảm ơn Hà Nội, tháng 6 năm 2009 Nguyễn Trí HiếuTrang1 Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành kiến trúc – Nguyễn Trí Hiếu – KTR06 MụC LụC A Phần mở đầu 1. Lý do chọn đề tài 2. Mục đích nghiên cứu của đề tài 3. Phơng pháp nghiên cứu 4. Phạm vi nghiên cứu, thời gian khảo sát B Nội dung nghiên cứu Chơng I: Tổng quan nghiên cứu và ứng dụng nhà thông minh ở Việt Nam và trên thế giới 6 I.1. Khái niệm nhà thông minh....................................................................................6 I.1.1. Khái niệm tòa nhà thông minh( smart buiding).....................................................6 1.1.2. Khái niệm căn hộ thông minh ( smart house).....................................................11 I.2.Tổng quan về kiến trúc và công nghệ của căn hộ thông minh trên thế giới....16 I.2.1. Căn hộ thông minh ở các nớc phát triển............................................................16 I.2.2. Căn hộ thông minh ở Mỹ.......................................................... ..........................17 I.2.2. Căn hộ thông minh ở Châu Âu............................................ ...............................19 I.2.2. Căn hộ thông minh ở một số nớc Châu á...........................................................20 I.3. Tổng quan về kiến trúc và công nghệ căn hộ thông minh ở việt nam……….21 I.3.1. Tình hình nghiên cứu căn hộ thông minh ở Việt Nam........................................21 I.3.2. Tình hình ứng dụng căn hộ thông minh ở Việt Nam hiện nay............................26 I.4. Kết luận ................................................................................................................27 Chơng II: hệ thống kiến trúc thông minh trong căn hộ và KHả NĂNG áp dụng ở việt nam 28 II.1. Các bộ phận cấu tạo thông minh.......................................................................28 II.1.1. Hệ thống che nắng ngoại thất.............................................................................28 II.1.2. Hệ thống che nắng nội thất.................................................................................32 II.1.3. Hệ thống cửa, cổng tự động................................................................................36 II.2. Các giải pháp thông minh cho ngôi nhà...........................................................44Trang2 Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành kiến trúc – Nguyễn Trí Hiếu – KTR06 II.2.1. Giải pháp mặt đứng hai lớp................................................................................45 II.2.2. Giải pháp lồng ghép thiên nhiên.......................................................................47 II.2.3. Giải pháp bao che căn nhà với “Da thông minh” trong tương lai......................49 II.3. Các giải pháp sử dụng vật liệu thông minh cho ngôi nhà..............................51 II.3.1. áp dụng bê tông nhẹ cho nền móng cho căn hộ................................................52 II.3.2. áp dụng bê tông bọt dùng xây tờng bao cho căn hộ........................................53 II.3.3. Dùng tấm 3Dpanel để xây tờng......................................................................54 II.3.4. áp dụng vật liệu cách âm cách nhiệt cho ngôi nhà............................................54 II.3.5. Sử dụng tờng bao che bằng vật liệu kính trong căn hộ thông minh.................56 II.3.6. áp dụng vật liệu dẻo trong suốt thay thế kính trong nhà thông minh................59 II.3.7. áp dụng vật liệu thân thiện môi trờng cho nhà thông minh.............................61 II.4. Các thiết bị thông minh trong ngôi nhà............................................................62 II.4.1. Sử dụng đèn bằng tấm nhựa sử dụng các điốt phát sáng hữu cơ......................62 II.4.2. Chiếu sáng sân vờn ngoài nhà bằng đèn sử dụng năng lợng mặt trời và gió63 II.4.3. Dùng bồn cầu và bể phốt thông minh cho ngôi nhà..........................................65 II.4.4. Bình nớc nóng năng lợng mặt trời.................................................................67 Chơng III: các hệ thống kỹ thuật liên hệ với kiến trúc thông minh trong căn hộ và áp dụng ở việt nam 68 III.1. Hệ thống điện và các thiết bị tự động hóa thông minh..................................68 III.1.1. Hệ thống điện thông minh dùng điện áp một chiều 24Volt..............................68 III.1.2. Hệ thống nhà thông minh dùng công nghệ X10...............................................69 III.1.3. Mối liên hệ giữa hệ thống điện, các thiết bị tự động hóa với kiến trúc nhà thông minh..............................................................................................................................70 III.2. Hệ thống camera an ninh giám sát âm thanh hình ảnh và mối liên hệ với kiến trúc nhà thông minh.....................................................................................70 III.2.1. Hệ thống camera giám sát................................................................................70 III.2.2. Hệ thống báo động không dây..........................................................................72 III.2.3. Hệ thống khóa cửa thông minh.........................................................................73 III.2.4. Hệ thống âm thanh trong căn hộ.......................................................................75 III.3. Hệ thống báo cháy và chữa cháy......................................................................77Trang3 Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành kiến trúc – Nguyễn Trí Hiếu – KTR06 III.3.1. Hệ thống báo cháy, báo ga tự động...................................................................77 III.3.2. Hệ thống chữa cháy tự động.............................................................................80 III.4. Năng lợng với nhà thông minh.......................................................................81 III.5. Đề xuất áp dụng mô hình và cách biến đổi căn hộ thông thờng thành căn hộ thông minh ở Viêt Nam.........................................................................................85 C Kết luận và kiến nghị 1. Kết luận 2. Kiến nghị D Tài liệu tham khảo E Phụ lụcTrang4 Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành kiến trúc – Nguyễn Trí Hiếu – KTR06 A. phần mở đầu 1. Lý do chọn đề tài Tầm quan trọng, tính cấp thiết của đề tài: Hiện nay nhà thông minh áp dụng ở Việt Nam mới bắt đầu và cha có nhiều, các công ty đều là đại diện của nớc ngoài, việc hiểu biết về nhà thông minh cũng nh áp dụng nó nh thế nào ở Việt Nam cho hiệu quả, hớng nghiên cứu để phát triển và nội địa hóa, tận dụng lợi thế của Việt Nam là rất cần thiết. Cuộc sống của con ngời ngày càng có nhu cầu cao, mặt khác các nguồn năng lợng và vật liệu cạn kiệt dần do đó nhu cầu ở trong một ngôi nhà thông minh là rất cần thiết nhằm giảm thiểu tiêu hao năng lợng, tận dụng nguồn nguyên vật liệu lợi thế của địa phơng. Lý do chọn đề tài, ý nghĩa về mặt lý luận và thực tiễn: Hiện nay công nghệ nhà thông minh trên thế giới ứng dụng một thời gian và Việt Nam cũng đã áp dụng ở một số công trình lớn cũng nh nhà ở gia đình. Việc áp dụng nhà ở thông minh là cần thiết và thực tế để đạt đợc các mục tiêu bao gồm chi phí thấp nhất, hiệu quả cao nhất và phát triển bền vững thông qua sự hợp lý, thông minh. Không nhất thiết cứ phải áp dụng toàn bộ công nghệ mới là nhà thông minh. Nhà thông minh ở đây có thể hiểu là áp dụng kiến trúc truyền thống phù hợp khí hậu Việt Nam nh nào cho hiệu quả hoặc áp dụng một phần của công nghệ, hoặc dùng các giải pháp tiết kiệm và phát triển bền vững năng lợng tận dụng những lợi thế của Việt Nam (nớc ta có ánh sáng và gió nhiều do ở vùng biển nhiệt đới...) Những mong đợi từ kết quả nghiên cứu của đề tài: Đề tài sẽ góp một phần trong việc tiếp cận nhà ở thông minh của các ngành khoa học liên quan và là một trong những tài liệu hớng dẫn áp dụng nhà thông minh một cách hiệu quả ở Việt Nam, đóng góp một phần nhỏ vào quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa của đất nớc. 2. Mục đích nghiên cứu của đề tài Nghiên cứu này hớng đến những mục đíchmục tiêu sau: Tìm hiểu về tòa nhà thông minh, nhà ở thông minh nhằm nâng cao hiểu biết và cung cấp thêm t liệu cho ngành kiến trúc cũng nh các ngành liên quan. Nghiên cứu nhằm ứng dụng nhà thông minh một cách hợp lý trong điều kiện văn hóa, kinh tế, chính trị, xã hội của Việt Nam 3. Phơng pháp nghiên cứu 3.1 Khách thể và đối tợng nghiên cứu Khách thể nghiên cứu : sự ứng dụng và phát triển tính thông minh của nhà thông minh. Đối tợng nghiên cứu : tính thông minh, các công nghệ áp dụng cho nhà thông minh ở Việt Nam và thế giới. 3.2 Phơng pháp tiếp cận nghiên cứu Nghiên cứu qua tài liệu bao gồm sách, tạp chí chuyên nghành, internet Nghiên cứu qua những tòa nhà thông minh đã áp dụng ở Việt NamTrang5 Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành kiến trúc – Nguyễn Trí Hiếu – KTR06 Nghiên cứu qua cảm giác mang lại của những ngời sống trong những tòa nhà thông minh, căn hộ thông minh. 4. Phạm vi nghiên cứu, thời gian khảo sát Phạm vi nghiên cứu : Việt Nam, đại diện là Hà Nội Thời gian triển khai nghiên cứu: dự kiến sẽ nghiên cứu trong 5 tháng từ tháng112008 đến 52009Trang6 Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành kiến trúc – Nguyễn Trí Hiếu – KTR06 B Nội dung nghiên cứu Chơng I: Tổng quan nghiên cứu và ứng dụng nhà thông minh ở Việt Nam và trên thế giới I.1. Khái niệm nhà thông minh I.1.1. Khái niệm tòa nhà thông minh (smart buiding) a. Các định nghĩa về tòa nhà thông minh Hiện nay chúng ta có thể bắt đầu nghe thấy ngời ta nói nhiều về nhà thông minh, quá trình định nghĩa tùy theo từng khu vực với chức năng của tòa nhà mà ngời ta định nghĩa khác nhau. Theo định nghĩa của Châu Âu (EIBG European Intelligent Building Group) nhóm phát triển cao ốc thông minh của Châu Âu, thì cao ốctòa nhà thông minh sẽ phải phối hợp đợc những tinh túy, hiện đại nhất của: Các khái niệm (Concepts) Các vật liệu (Materials) Các hệ thống (Systems) Các kỹ thuật (Technologies) Tích hợp những yếu tố trên để xây dựng đợc một tòa nhà đạt hoặc vợt qua những tiêu chuẩn về tính năng đợc yêu cầu bởi ngời sử dụng. Điều mà cho phép tăng tối đa hiệu suất của ngời sử dụng và hiệu quả quản lý nguồn lực với chi phí tối thiểu. (H.I.1) Tỷ lệ thông minh áp dụng trong tòa nhà (nguồn Saga.vn) Theo định nghĩa của Mỹ IBI (The Intelligent Building Institute Học viện Cao ốc thông minh), thì đó là cao ốc mà cung cấp một môi trờng hữu ích và hiệu quả cho hoạt động của con ngời thông qua sự tối u của 4 thành phần cơ bản sau: Cấu trúc (structure)Trang7 Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành kiến trúc – Nguyễn Trí Hiếu – KTR06 Hệ thống (Systems) Dịch vụ (Services) Quản lý (Management) Và sự kết hợp giữa các yếu tố đó. Định nghĩa của một cao ốc thông minh có thể đợc tổng quát nh sau: là một cao ốc có thể cung cấp đợc: Một môi trờng làm việc hữu ích (Productive environment) Một môi trờng với chi phí hiệu quả (Cost effective environment) Thông qua sự tối u hóa của 4 thành phần cơ bản sau: Cấu trúc (structure) Hệ thống (systems) Dịch vụ (services) Quản lý (Management) Và sự kết hợp giữa các thành phần đó, tập trung vào lợi ích của ngời sử dụng. Tối đa hiệu suất của ngời sử dụng, và cho phép tối đa hóa hiệu quả quản lý nguồn lực với chi phí tối thiểu, thân thiện với môi trờng và phát triển bền vững b. Các hệ thống trong tòa nhà Về cơ bản các cao ốc cao tầng có các hệ thống sau: Điều hòa thông gió (HVAC ) Chiếu sáng (Lighting) Quản lý điện năngnăng lợng (ElectricalEnergy Management) (Hệ thống năng lợng dùng năng lợng sạch, thông minh: Năng lợng mặt trời, năng lợng gió là xu hớng áp dụng ở tòa nhà thông minh) Hệ nan che nắng tự động quay theo hớng nắng nhờ các bộ phận cảm ứng (áp dụng ở những tòa nhà thông minh) Hệ thống BáoChữa cháy (FireFighting System) Thang máy (Lift) Hệ thống Gara ngầm di chuyển cất và lấy ô tô tự động từ lúc đỗ tại cửa vào đến chỗ cất giữ Hê thống bơm nớc sinh hoạt (Pumbling) Hệ thống tổng đài nội bộ, thông báo (PABXPA) Hệ thống an ninh (SecurityCCTV) Hệ thống công nghệ thông tin, VOD, VoIP,... Và nhiều hệ thống khác cho các yêu cầu đặc biệt . (H.I.2) Liên kết các hệ thống trong tòa nhàTrang8 Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam Luận văn thạc sĩ – Chuyên ngành kiến trúc – Nguyễn Trí Hiếu – KTR06

Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO ĐạI HọC XÂY DựNG    NguyÔn trÝ HiÕu Nghiên cứu ứng dụng phát triển hộ thông minh ë viƯt nam LN V¡N TH¹C SÜ kiÕn tróc Hà Nội- 2009 Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO ĐạI HäC X¢Y DùNG    Nguyễn trí Hiếu Nghiên cứu ứng dụng phát triển hộ thông minh việt nam Chuyên ngành: kiến trúc dân dụng Mà số: 60.58.01 LUậN VĂN THạC Sĩ kiến trúc cán h-ớng dẫn pgs.TS DoÃn Minh Khôi Hµ Néi- 2009 LờI CảM ơn Tác giả xin trân trọng cảm ơn thầy cô giáo Tr-ờng Đại học Xây dựng, cán bộ, giảng viên Khoa Kiến Trúc, Khoa Đào tạo Sau Đại học đà giúp đỡ tạo điều kiện cho tác giả hoàn thành luận văn Đặc biệt tác giả xin trân trọng cảm ơn thày giáo h-ớng dẫn - PGS.TS.KTS DoÃn Minh Khôi đà hết lòng ủng hộ h-ớng dẫn tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin trân trọng cảm ơn Thày Cô Hội đồng khoa học đà đóng góp góp ý, lời khuyên quý giá cho luận văn Tác giả xin trân trọng cảm ơn Th- viện tr-ờng Đại học Xây dựng đà quan tâm giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi hỗ trợ, giúp đỡ tác giả việc thu thập thông tin, tài liệu trình thực luận văn Xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp gia đình đà giúp đỡ, chia sẻ khó khăn động viên tác giả suốt trình học tập nghiên cứu để hoàn thành luận văn Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2009 Nguyễn Trí Hiếu Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc – NguyÔn TrÝ HiÕu – KTR06 Trang1MụC LụC A- Phần mở đầu Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu đề tài Ph-ơng pháp nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu, thời gian khảo sát B- Nội dung nghiên cứu Ch-ơng 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 th«ng minh ( smart house) 11 I.2.Tổng quan kiến trúc công nghệ hộ thông minh giới 16 I.2.1 Căn hộ thông minh n-ớc phát triển 16 I.2.2 Căn hộ th«ng minh ë Mü 17 I.2.2 Căn hộ thông minh Châu Âu 19 I.2.2 Căn hộ thông minh số n-ớc Châu 20 I.3 Tổng quan kiến trúc công nghệ hộ thông minh việt nam.21 I.3.1 Tình hình nghiên cứu hộ thông minh Việt Nam 21 I.3.2 T×nh h×nh øng dơng hộ thông minh Việt Nam 26 I.4 KÕt luËn 27 Ch-ơng II: hệ thống kiến trúc thông minh hộ KHả NĂNG áp dụng việt nam 28 II.1 Các phận cấu tạo thông minh .28 II.1.1 HÖ thống che nắng ngoại thất 28 II.1.2 HƯ thèng che n¾ng néi thÊt .32 II.1.3 HƯ thèng cưa, cỉng tù ®éng 36 II.2 Các giải pháp thông minh cho nhà 44 Nghiªn cøu øng dơng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn TrÝ HiÕu – KTR06 -Trang2II.2.1 Giải pháp mặt ®øng hai líp 45 II.2.2 Giải pháp lồng ghép thiên nhiên .47 II.2.3 Giải pháp bao che nhà với Da thông minh tương lai 49 II.3 Các giải pháp sử dụng vật liệu thông minh cho nhà 51 II.3.1 áp dụng bê tông nhẹ cho móng cho hộ 52 II.3.2 áp dụng bê tông bọt dùng xây t-ờng bao cho hộ 53 II.3.3 Dùng 3D-panel để xây t-ờng 54 II.3.4 ¸p dơng vËt liƯu cách âm cách nhiệt cho nhà 54 II.3.5 Sư dơng t-êng bao che b»ng vật liệu kính hộ thông minh .56 II.3.6 áp dụng vật liệu dẻo suốt thay kính nhà thông minh 59 II.3.7 áp dụng vật liệu thân thiện môi tr-ờng cho nhà thông minh 61 II.4 Các thiết bị thông minh nhà 62 II.4.1 Sư dơng ®Ìn b»ng tÊm nhùa sư dơng đi-ốt phát sáng hữu 62 II.4.2 Chiếu sáng sân v-ờn nhà đèn sử dụng l-ợng mặt trời gió63 II.4.3 Dùng bồn cầu bể phốt thông minh cho nhà 65 II.4.4 Bình n-ớc nóng l-ợng mỈt trêi .67 Ch-ơng III: hệ thống kỹ thuật liên hệ với kiến trúc thông minh hộ áp dụng việt nam 68 III.1 Hệ thống điện thiết bị tự động hóa thông minh 68 III.1.1 Hệ thống điện thông minh dùng điện ¸p mét chiỊu 24Volt 68 III.1.2 HƯ thống nhà thông minh dùng công nghệ X10 .69 III.1.3 Mối liên hệ hệ thống điện, thiết bị tự động hóa với kiến trúc nhà thông minh 70 III.2 Hệ thống camera an ninh giám sát - âm hình ảnh mối liên hệ với kiến trúc nhà thông minh 70 III.2.1 HƯ thèng camera gi¸m s¸t 70 III.2.2 Hệ thống báo động không dây 72 III.2.3 HÖ thèng khãa cưa th«ng minh .73 III.2.4 Hệ thống âm .75 III.3 Hệ thống báo cháy chữa cháy 77 Nghiªn cøu øng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc NguyÔn TrÝ HiÕu – KTR06 -Trang3III.3.1 HÖ thèng báo cháy, báo ga tự động 77 III.3.2 Hệ thống chữa cháy tù ®éng 80 III.4 Năng l-ợng với nhà thông minh .81 III.5 §Ị xuất áp dụng mô hình cách biến đổi hộ thông th-ờng thành hộ thông minh Viêt Nam .85 C- Kết luận kiến nghị Kết luận Kiến nghị D- Tài liệu tham khảo E- Phụ lục Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Trang4- A phÇn mở đầu Lý chọn đề tài - Tầm quan trọng, tính cấp thiết đề tài: Hiện nhà thông minh áp dụng Việt Nam bắt đầu ch-a có nhiều, công ty đại diện n-ớc ngoài, việc hiểu biết nhà thông minh nháp dụng nh- Việt Nam cho hiệu quả, h-ớng nghiên cứu để phát triển nội địa hóa, tận dụng lợi Việt Nam cần thiết Cuộc sống ng-ời ngày có nhu cầu cao, mặt khác nguồn l-ợng vật liệu cạn kiệt dần nhu cầu nhà thông minh cần thiết nhằm giảm thiểu tiêu hao l-ợng, tận dụng nguồn nguyên vật liệu lợi địa ph-ơng - Lý chọn đề tài, ý nghĩa mặt lý luận thực tiễn: Hiện công nghệ nhà thông minh giới ứng dụng thời gian Việt Nam đà áp dụng số công trình lớn nh- nhà gia đình Việc áp dụng nhà thông minh cần thiết thực tế để đạt đ-ợc mục tiêu bao gåm chi phÝ thÊp nhÊt, hiƯu qu¶ cao nhÊt 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 tróc trun thèng phï hỵp khÝ hËu ViƯt Nam nh- cho hiệu áp dụng phần công nghệ, dùng giải pháp tiết kiệm phát triển bền vững l-ợng tận dụng lợi Việt Nam (n-ớc ta có ánh sáng giã nhiỊu ë vïng biĨn nhiƯt ®íi ) - 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 h-ớng dẫn áp dụng nhà thông minh cách hiệu Việt Nam, đóng góp phần nhỏ vào trình công nghiệp hóa đại hóa đất n-ớc Mục đích nghiên cứu đề tài Nghiên cứu h-ớng đến mục đích/mục tiêu sau: -Tìm hiểu tòa nhà thông minh, nhà thông minh nhằm nâng cao hiểu biết cung cấp thêm t- liệu cho ngành kiến trúc nh- ngành liên quan -Nghiên cứu nhằm ứng dụng nhà thông minh cách hợp lý điều kiện văn hóa, kinh tế, trị, xà hội Việt Nam Ph-ơng pháp nghiên cứu 3.1 Khách thể đối t-ợng nghiên cứu -Khách thể nghiên cứu : ứng dụng phát triển tính thông minh nhà thông minh -Đối t-ợng nghiên cứu : tính thông minh, công nghệ áp dụng cho nhà thông minh Việt Nam giới 3.2 Ph-ơng pháp tiếp cận nghiên cứu -Nghiên cứu qua tài liệu bao gồm sách, tạp chí chuyên nghành, internet -Nghiên cứu qua tòa nhà thông minh đà áp dụng 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 -Trang5-Nghiên cứu qua cảm giác mang lại ng-ời sống tòa nhà thông minh, hộ thông minh 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 Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu – KTR06 Trang6- B- Nội dung nghiên cứu Ch-ơng 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 ng-ời ta nói nhiều "nhà thông minh", trình định nghĩa tùy theo khu vực với chức tòa nhà mà ng-ời 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 đ-ợc tinh túy, đại của: - Các kh¸i niƯm (Concepts) - C¸c vËt liƯu (Materials) - C¸c hệ thống (Systems) - Các kỹ thuật (Technologies) Tích hợp yếu tố để xây dựng đ-ợc tòa nhà đạt v-ợt qua tiêu chuẩn tính đ-ợc yêu cầu ng-ời sử dụng Điều mà cho phép tăng tối đa hiệu suất ng-ời 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) Theo định nghĩa Mỹ - IBI (The Intelligent Building Institute - Häc viÖn Cao ốc thông minh), cao ốc mà cung cấp môi tr-ờng hữu ích hiệu cho hoạt động ng-ời thông qua tối -u thành phần sau: - Cấu trúc (structure) Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngµnh kiÕn tróc – Ngun TrÝ HiÕu – KTR06 -Trang7- HƯ thèng (Systems) - DÞch vơ (Services) - Quản lý (Management) Và kết hợp yếu tố Định nghĩa cao ốc thông minh đ-ợc tổng quát nh- sau: cao ốc cung cấp đ-ợc: - Một môi tr-ờng làm việc hữu ích (Productive environment) - Một môi tr-ờng với chi phí hiệu (Cost effective environment) Thông qua tối -u hóa thành phần sau: - CÊu tróc (structure) - HƯ thèng (systems) - Dịch vụ (services) - Quản lý (Management) Và kết hợp thành phần đó, tập trung vào lợi Ých cđa ng-êi sư dơng Tèi ®a hiƯu st cđa ng-ời sử dụng, cho phép tối đa hóa hiệu qu¶ qu¶n lý ngn lùc víi chi phÝ tèi thiĨu, thân thiện với môi tr-ờng 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 l-ợng (Electrical/Energy Management) (Hệ thống l-ợng dùng l-ợng sạch, thông minh: Năng l-ợng mặt trời, l-ợng gió xu h-ớng áp dụng tòa nhà thông minh) -Hệ nan che nắng tự động quay theo h-ớng 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 n-ớc 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, (H.I.2) Liên kết hệ thống tòa nhà 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 kiÕn tróc – Ngun TrÝ HiÕu – KTR06 Trang113Bố trí xếp đ-ờng ống hệ thống xả tràn giống nh- hai hệ thống đ-ờng ống -ớt khô nh-ng có hai điểm khác biệt lớn : - Sử dụng đầu phun Sprinkler theo tiêu chuẩn, nh-ng đầu phun nút chặn mở yếu tố kích họat cảm ứng nhiệt đầu phun nhiệt độ đám cháy đà lọai bỏ, van xả tràn mở ra, n-ớc chảy vào hệ thống đ-ờng ống đến tất đầu phun đà mở, phun n-ớc lúc - Van xả tràn luôn đóng mở đ-ợc kích họat hệ thống báo cháy lắp riêng rẽ độc lập khu vực với hệ thống đầu phun Sprinkler mở (H.52) d HƯ thèng kÝch häat tr-íc (Pre-Action Sprinkler system HƯ thèng kÝch häat tr-íc cịng gièng nh- hƯ thèng Sprinkler x¶ 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 h-ởng đến tính họat động hiệu đầu phun nh- dễ va đập gây h- hỏng đầu phun Van hệ thống kích họat tr-ớc luôn đóng mở đ-ợc kích họat hệ thống báo cháy lắp riêng rẽ ®éc lËp HƯ thèng b¸o ch¸y sÏ kÝch häat më van kích họat tr-ớc, n-ớc vào hệ thống đ-ờng ống N-ớc ch-a phun từ đầu phun nhiệt độ kích họat cho đầu phun mở phun n-ớc ngòai Họat động cđa lóc nµy cđa van kÝch häat tr-íc gièng nh- kiĨu läai hƯ thèng Sprinkler -ít (H.53) (H.50) HƯ thèng Sprinkler -ít (ngn statfs.com) (H.51) HƯ thèng kh« (ngn statfs.com) Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiÕn tróc – Ngun TrÝ HiÕu – KTR06 Trang114- (H.52) Hệ thống xả tràn (nguồn (H.53) Hệ thống kÝch häat tr-íc (ngn statfs.com) statfs.com) 10 HƯ thèng Pin mặt trời USolar 640W bán thị tr-ờng Việt Nam Pin mặt trời USolar (Photovoltaic cells PV) nh-ng ứng dụng đ-ợc 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 đ-ợc cung cấp theo đầy đủ Bộ Pin mặt trời 640W: Tấm pin (H.54) Hệ thống Pin mặt trời l-ợng mặt trời hấp thu l-ợng mặt trời USolar 640W (nguồn Usolar) ngày sạc điện cho ¾c qui HƯ thèng cã thĨ dïng cho ®Ìn chiếu sáng 5w/12V DC, tủ lạnh, quạt điện thời gian 48 Danh mục thiết bị Danh mục Tấm pin l-ợng mặt trời Điều khiển Nắn dòng ¾c quy 40W/17.5 V (D KÝch th-íc 645x1255x38mm C/AC) Th«ng sè 40W/tÊm 12V/40A 50 12V kü thuËt 0W /200AH Sè l-ợng 16 1 Các thiết bị điện sử dụng với hệ thống pin mặt trời nêu trên: Danh mục Tủ lạnh Quạt điện Đèn chiếu sáng Thông số kỹ thuật 60W 60W 5W/12V DC Số l-ợng 1 Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 3.4 S wimming P ool Application Trang115- 46 (H.55) ứng dụng làm ấn n-ớc bể bơi 11 Một số dạng l-ợng a Năng l-ợng điện hạt nhân (nguồn nhiệt điện lạnh) Tại phải sử dụng l-ợng hạt nhân? Ngày l-ợng hóa thạch ngày cạn kiệt dần cần phải có nguồn l-ợng để thay Dạng l-ợng thay cho nhiên liệu hoá thạch l-ợng mặt trời l-ợng từ sức gió Các dạng l-ợng cần phải phát triển, khai thác để sử dụng Tuy nhiên giá thành cao cần diện tích lớn nên dạng l-ợng cung cấp đ-ợc 10% tổng số l-ợng cần (H.56) Năng l-ợng nguyên tử l-ợng sinh có phân hạch hạt thiết Chính vậy, l-ợng mà nhân nhân tổng hợp hạt nhân loại sử dụng lâu dài thời gian tới phải dựa vào l-ợng nguyên tử Mặc khác l-ợng nguyên tử có số -u điểm so với nguồn l-ợng khác là: Đặc tr-ng thứ l-ợng nguyên tử nguồn l-ợng sạch, không phát thải CO2, SOx, NOx gây ô nhiễm không khí Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến tróc – Ngun TrÝ HiÕu – KTR06 Trang116H¬n nữa, Uranium phát điện với l-ợng nhỏ so với dầu nên có -u 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 L-ợng chất thải phóng xạ phát sinh nhà máy điện nguyên tử so với l-ợng chất thải công nghiệp thông th-ờng, quản lý đ-ợc 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 t-ơng đối cao Nhà máy điện nguyên tử đ-ợc lựa chọn ph-ơng án thiết kế an toàn tối -u Nó đ-ợc thiết kế để cho dù có phát sinh tai nạn không gây thiệt hại, tổn thất cho tất c- 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 đ-ơng nhiên Hơn nữa, trình xây dựng, ng-ời ta tiến hành kiểm tra gắt gao công đoạn để đảm bảo an toàn nên thời gian xây dựng dài b Địa nhiệt: (nguồn Vietsciences) Nhiệt Trái Đất, gọi địa nhiệt, l-ợng nhiệt mà Trái Đất có đ-ợc thông qua phản ứng hạt nhân âm ỉ lòng Nhiệt làm nóng chảy lớp đất đá lòng Trái Đất, gây t-ợng di dời thềm lục địa sinh núi lửa Theo nhà khoa học, l-ợng địa nhiệt nguồn l-ợng sạch, thân (H.57) Nhiệt từ lòng đất (Nguồn thiện gần nh- vô tận, đáp ứng cao Vietsciences) gấp 250.000 lần nhu cầu hàng năm giới, tác động gần nh- không khí hậu hay môi tr-ờng Do đó, đ-ợc coi nguồn l-ợng thay t-ơng lai Th-ờng th-ờng để khai thác nguồn l-ợng địa nhiệt ng-ời ta cần khoan giếng sâu 4-5km Ví dụ nhà máy địa nhiệt Soultz, cách Strasbourg, cách Strasbourg (đông bắc n-ớc Pháp) 50km phía Bắc Đ-a n-ớc xuống độ sâu khoảng 5km tới vùng có nhiệt độ khoảng 2000C N-ớc đ-ợc làm sôi lên theo ống dẫn lên làm chạy máy phát điện N-ớc ta quốc gia có hàng trăm điểm n-ớc khoáng đà đ-ợc phát hiện, số nửa suối n-ớc nóng Chúng tập trung vùng Tây Bắc vµ vïng Nam Trung bé Cã 72 ngn n-íc cã nhiệt độ khoảng 41-600C, 36 nguồn n-ớc có nhiệt độ 61-1000C 64 nguồn n-ớc có nhiệt độ 30-400C Tập ®oµn Kü nghƯ Essential Innovation (Canada) ®· ®Õn ViƯt Nam tổ chức Hội thảo nhằm giới thiệu công nghệ địa nhiệt công bố Công ty t- vấn Dịch vụ đầu t- Công nghệ môi tr-ờng Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc NguyÔn TrÝ HiÕu – KTR06 Trang117Tiến Thịnh nhà chuyển giao công nghệ n-ớc ta Tập đoàn Ormat Mỹ- chuyên xây dựng nhà máy điện địa nhiệt kháp giới, đà đến Việt Nam xin giấy phép đầu t- xây dựng nhà máy điện địa nhiệt Lệ Thủy (Quảng Bình), Mộ Đức (Quảng 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 ch-a khởi công đ-ợc vốn đầu t- từ n-ớc chấp nhận bỏ vốn 100% giá mua điện EVN giới hạn có cent US/kWh (www.hanoimoi.com.vn) Chính phủ ta đà có định h-ớng xây dựng nhà máy điện địa nhiệt 20-25MW xà (H.58) Nhà máy Địa Cát Hiệp huyện Phù Cát (cách Quy Nhơn 35km phía nhiệt điện (Nguồn Vietsciences) Bắc) Cũng có dự án dùng địa nhiệt tầng đất nông để bơm nhiệt cho hệ thống điều hòa không khí L-ợng điện dùng để s-ởi ấm làm mát n-ớc ta chiếm đến 10-15% l-ợng điện phát Hệ thống điều hòa không khí địa nhiệt làm tiết kiệm đ-ợc tới 20-30% l-ợng điện tiêu thụ -ớc tính tiết kiệm đ-ợc 1000 tỷ đồng năm (H.59) Nhà máy địa nhiệt Pháp (H.60) Nhiệt làm nóng n-ớc đ-a xuống lòng đất (Nguồn Vietsciences) c Điện thuỷ triều (tổng hợp từ internet nguồn nhiệt điện lạnh) Sản xuất ®iƯn tõ thủ triỊu rÊt gièng s¶n xt thủ ®iƯn, ngoại trừ n-ớc chảy theo hai h-ớng 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 đ-ợc kéo lên, cho phép vùng l-u vực bên đập đầy n-ớc Khi thuỷ triều bắt đầu xuống, cửa cống đ-ợc đóng lại, buộc n-ớc bên đập thoát biển qua hệ thống tuốc-bin gắn bên d-ới cửa đập Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc NguyÔn TrÝ HiÕu – KTR06 Trang118- (H.61) §Ëp thuỷ triều La Rance (H.62) Đập chắn thuỷ triều (nguồn internet) Phần lớn nhà máy điện thuỷ triều phụ thuộc vào đập khổng lồ chắn ngang cửa sông, nh- nhà máy điện thuỷ triều Mỹ quan tác động đập chắn môi tr-ờng nên ch-a phổ biến Việt Nam có 3.000km bờ biển nên có nhiều tiềm sản xuất điện thuỷ triều Một ph-ơng pháp khai thác l-ợng thuỷ triều để sản xuất điện hàng rào thủ (H.63) Hµng rµo thủ triỊu (ngn internet) triỊu Thùc chất t-ờng bê tông rỗng có gắn tuốc-bin khổng lồ, chắn ngang eo biển, buộc dòng n-ớc phải qua chúng Không giống nh- nhà máy điện thuỷ triều nêu trên, hàng rào thuỷ triều đ-ợc sử dụng l-u vực không giới hạn, nh- eo biển đất liền đảo gần kề hai đảo Đ-ợc thiết kế sau khủng hoảng dầu mỏ vào năm 1970, song mÃi cách năm năm, tuốc-bin thuỷ triều trở thành thùc Gièng nh- tc-bin giã, tc-bin thủ triỊu cã nhiỊu lợi so với hệ thống đập chắn hàng rào thuỷ triều, đặc biệt giảm tác động môi tr-ờng 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 triỊu di chun nhanh (>3m/gi©y) cã thĨ g©y øng st mức cánh quay giống nhgió mạnh làm hỏng máy tuốc-bin gió Trong đó, dòng thuỷ triều có tốc độ thấp lại không (H.64) Tuốc-bin thuỷ triều kinh tế Cột đ-ợc đóng xuống đáy biển đ-ợc gắn (nguồn internet) tuốc-bin thuỷ triều Tuốc-bin thuỷ triều thấp Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc – NguyÔn TrÝ HiÕu – KTR06 Trang119so víi mực n-ớc biển 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 tr-ờng đà 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 (H.65) Các tua-bin chuẩn bị đ-ợc møc thủ triỊu ë l-u vùc cưa s«ng Sù thay đổi lắp đặt d-ới lòng sông (nguồn khó dự đoán, làm cho mức thuỷ triều internet) tăng giảm Thuỷ triều thay đổi tác động rõ nét tới trình lắng đọng trầm tích độ đục n-ớc, ảnh h-ởng tới hệ sinh thái sông l-u vực cửa sông Hiện điện thuỷ triều đ-ợc nghiên cứu xem có lĩnh vực đáng đầu t- hay không 12 Một số dạng nhà thông minh tình Trong số tình sống, số kiểu nhà hữu ích, nh- hiểu nhà thông minh tình a Nhà di động KTS Hồ Văn Thọ Đây công trình đ-ợc kiến trúc s- Hồ Văn Thọ theo đuổi bốn năm với xúc giải chỗ cho ng-ời dân nhiều tiền, nhà cho công nhân, nhà cho vùng bị thiên tai liên tục, giải nhà cho tr-ờng hợp khẩn cấp nhà khu bị quy hoạch Với diện tích nhỏ nhà di chuyển làm giảm giá thành nhiều, giá thành (H.66) Nhà di động KTS Hồ Văn Thọ (nguồn đất đà chiếm đến 70% trị giá SGTT) nhà Có thể thuê khu đất với giá thành rẻ để đặt đ-ợc nhiều nhà liền ý t-ởng hợp thời đáp ứng nhu cầu nhà đô thị đất chật ng-ời đông nh- vùng bị thiên tai Điều đáng nói nhà thiết kế theo dạng giảm l-ợng làm thoáng mát, không dùng máy lạnh giống nh- n-ớc Vật liệu thích hợp với ng-ời Việt, nhà đ-ợc làm khung sắt, vách Prima chịu đ-ợc mối mọt, n-ớc Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc – NguyÔn TrÝ HiÕu – KTR06 Trang120Mái lợp cách nhiệt Vật liệu trang trí bên lát gạch có hệ thống đồng hồ điện, n-ớc Kỹ thuật làm giảm nhiệt độ nhà với hệ thống làm mát hệ thống quạt Khí nóng đ-ợc quạt hút xuyên qua lớp giấy tổ ong đ-ợc làm -ớt n-ớc, diễn trình thu nhiệt, bốc n-ớc, tạo vùng khí mát Theo KTS Thọ, hệ thống làm nhiệt độ nhà thấp từ - 5oC so với nhiệt độ bên (H.67) Cấu tạo nhà di động KTS Hồ Văn Thọ (nguồn SGTT) 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 l-ợng ng-ời ở, từ - ng-ời Giá thành nhà từ 59 - 99 triệu đồng/căn b 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 s- Viện Công nghệ Massachusetts (Mỹ) phối hợp thực hiên Ngôi nhà đ-ợc tr-ng bày trung tâm nghệ thuật Arts Wysing Cambridgeshire (Anh) Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06 Trang121Bề giống nh- bọ cách cứng, nhà có chiều cao 3,5m chiều dài 3,72m, gồm phòng khách, bếp, toilet, gi-ờng ngủ cho ng-ời sinh sống Có chân thủy lực đ-ợc 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 tr-ờng, tự tạo nguồn điện tế bào l-ợng mặt trời trạm phong nhỏ Nhà có hệ thống hứng n-ớc m-a thiết bị tự đun n-ớc nóng ánh nắng mặt trời Loại nhà có giá thành khoảng 48.000 USD, nh-ng theo nhà thiết kế mức giá giảm chúng đ-ợc 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 ng-ời -a sống du mục mai (H.68) Walking house trông nh- mét mét bä c¸ch cøng (H.69) Walking house tù tiến cánh đồng với vận tốc 60 m/giờ (H.70) Phòng khách - chật hẹp, nh-ng ấm cúng thay đổi khung cảnh bên (H.71) Bếp kèm toilet - dĩ nhiên phải trang hoàng để tạo không gian thân thiện Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc NguyÔn TrÝ HiÕu – KTR06 Trang122- (H.73) Lo¹i nhà có giá thành khoảng 48.000 USD, nh-ng mức giá giảm chúng đ-ợc sản xuất đại trà (các ảnh walking house nguồn internet) (H.72) Gi-ờng lò s-ởi đốt củi gỗ (H.74) Một nhóm walking house tập hợp tạo thành "xóm" ng-ời thích sống mai (H.75) Tấm pin mặt trời bình ắcquy tính điện (H.76) Có chân thủy lực đ-ợc điều khiển máy tính, chân hoạt động độc lập, walking house (H.77) Nhà di động gắn với xe ô tô xuất từ nửa kỷ (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 Trang123đi lại địa hình ThËt ý t-ëng walking house kh«ng míi Ngay tõ kỷ 18 ng-ời Roman đà tạo nhà di động xe ngựa (H.78) Ngôi nhà di động xe ngựa (nguồn internet) c Nhà giấy tái chế cải thiện khu ổ chuột thành phố Căn nhà lắp ráp giấy đ-ợc phát triển chuyên gia Đại học Bauhaus thành phố Weimar, miền Đông n-ớc Đức, phổ biến rộng khắp nơi mặt khu nhà ổ chuột giới đ-ợc cải thiện đáng kể Đó gọi "Ngôi nhà chung giới", cấu trúc nhẹ, rẻ tiền đ-ợc xây giấy tái chế (H.79) Nhà giấy tái chế (nguồn Archicentral) (H.80) Chất liệu cellulose đặc biệt để xây nhà giấy (nguồn Archicentral) Gerd 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 đ-ợc sử dụng để xây nhà nhỏ kiểu Giá nhà giấy 36m2 không v-ợt 5.000 USD Vật liệu đ-ợc sử dụng để làm nên nhà giấy mô theo thiết kế rỗ tổ ong dùng chế tạo máy bay sản phẩm coi trọng l-ợng sức bền hai yếu tố quan trọng hàng đầu Nh-ng thay sử dụng nhôm hay hợp kim, Niemoller dùng giấy nhúng nhựa thông đ-ợc xử lý để tạo t-ờng mỏng, nhẹ nh-ng cứng cáp bền Vật liệu độc đáo Niemoller chất cách điện tốt động phù hợp cho vùng th-ờng có nguy động đất Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí HiÕu – KTR06 Trang124- (H.81- H.82) Các hình ảnh nhà giấy tái chế (nguồn Archicentral) d R-House: Nhà sinh thái hệ R-House mẫu thiết kế nhà thân thiện với môi tr-ờng đ-ợc 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 l-ợng nh- s-ởi ấm nhà vào mùa đông Hệ thống thu n-ớc m-a nằm nhà để dự trữ n-ớc sinh hoạt Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí HiÕu – KTR06 Trang125- (H.83-H.88) Mét sè h×nh ảnh minh họa nhà sinh thái R-House(nguồn ecofriend.org) e Ngôi nhà thụ động tiết kiệm l-ợng Thế giới đứng tr-ớc thách thức khan nguồn nguyên liệu với phát triển kiểu nhà thụ động (passive house) nhà có hiệu l-ợng đời với mục tiêu tiêu thụ d-ới 1,5l dầu/m2/năm Tên gọi nhà thụ động xuất phát từ thực tế loại nhà hầu nh- (H.89) Ngôi nhà thụ động Darmstadt không cần đến hệ thống s-ởi ấm Kranichstein đ-ợc xây dựng năm nào, cần nóng thải từ 1990/91 kiến trúc s- Bott, thiết bị nhỏ cộng thêm thân nhiệt Ridder, Westermeyer (nguồn internet) ng-ời nhà đủ Với phận giữ nhiệt bên trong, hệ thống thông gió tự động giúp gian phòng thoáng đÃng Ngôi nhà thụ động đ-ợc xây dựng Darmstadt năm 1991 kĩ scông trình Wolfgang Feist thiết kế Đến năm 1999, ông bắt đầu xây dựng nhà dành cho đại gia đình, khu chung c- tiết kiệm nhiên liệu Toà nhà văn phòng thụ động lớn giới tên Energon đ-ợc xây dựng Ulm năm 2002 Hiện giới có 6.000 khu nhà thụ động, bao gồm chung c-, cao ốc văn phòng, nhà x-ởng, trung tâm y tế tr-ờng học chủ yếu Đức, áo Thụy Sĩ Kiểu nhà đặc biệt có pin l-ợng mặt trời, cửa sổ lớp cách nhiệt, hệ thống thông gió độc (H.90) Chung c- Gartenstadt TP đáo Kiến trúc sư thiết kế nhà thụ Mannheim (nguồn internet) Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí HiÕu – KTR06 Trang126®éng”, Oliver Jirka, cho biÕt lợi quan trọng kiểu nhà việc loại bỏ ph-ơng pháp s-ởi ấm thông th-ờng cách nhiệt tối -u Ngôi nhà Jirka Borfsdorf, gần Berlin, đ-ợc bao quanh đệm không khí đ-ợc bịt kín, giúp giữ nhiệt bên nhà Không khí bên nhà đ-ợc thông gió cách tự động thông qua hệ thống ống ngầm dài 150m, giúp tuần hoàn không khí trì nhiệt độ không đổi Các cửa sổ có lớp kính giúp cách nhiệt thêm khoảng trống kính đ-ợc lấp đầy khí Arargon Dù chi phí xây dựng có cao so với thiết kế thông th-ờng, nh-ng theo kiến trúc s- Jirka lại tiết kiệm đáng kể chi phí s-ởi ấm n-ớc nóng, với chi phí khoảng 50 euro/tháng Khoảng 6.000 nhà hộ khắp châu Âu đà áp dụng thiết kế tiết kiệm lượng nhà thụ động Theo nghiên cứu, lượng tiết kiệm nhà lên tới 80% (H.91) Sơ đồ sử dụng l-ợng nhà (nguồn passivhaustagung.de) Ngoài ra, với ý thức bảo vệ môi tr-ờng cao kèm với tình trạng nguồn tài nguyên trái đất ngày khan hiếm, kiến trúc s- Đức cạnh tranh thiết kế nhà có khả tiết kiệm l-ợng hiệu Nhìn thoáng qua, khu chung c- Gartenstadt TP Mannheim trông khác hộ bình Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí HiÕu – KTR06 Trang127th-êng nh-ng chóng thu hót ý nhờ tính đặc biệt bên Đ-ợc xây dựng từ năm đầu thập niên 1930 theo lối kiến trúc cổ điển, quần thể gồm 24 hộ tầng rộng 1.300m2, sau đ-ợc nâng cấp toàn diện đà trở thành hình mẫu nhà tiết kiệm lượng Nó gọi nhà lít, nghĩa để sưởi ấm, người cần 3l dầu/m2/năm Đây mức tiết kiệm l-ợng hiệu từ tr-ớc tới nay, nhà đ-ợc xây theo tiêu chuẩn tiết kiệm l-ợng phải tiêu tốn nhiên liệu gấp lần số Khu nhà dự án thí điểm Cty xây dựng GBG với trợ giúp kỹ thuật đại học Stuttgart Theo Luật Xây dựng Đức, nhà phải đ-ợc trang bị lớp cách nhiệt có độ dày tối thiểu 12cm, nh-ng víi chung c- Gartenstadt, GBG dùng líp c¸ch nhiệt dày đến 20cm Riêng trần nhà đ-ợc thiết kế dày gấp lần so với tiêu chuẩn cửa sổ đ-ợc gia công kỹ Khi nhà hoàn thiện, đặc tính tiết kiệm l-ợng đ-ợc kiểm định cẩn thận cách giảm áp suất không khí bên nhà cho t-ơng xứng với áp suất bên ngoài, sau kiểm tra tốc độ luồng khí vào nhà Cuộc thử nghiệm cho thấy nhiệt độ sau không khí thấm qua tường đà giảm ®¸ng kĨ Cã thĨ nãi, c¸c kiÕn tróc s- ë Đức ng-ời đầu quan niệm kiến trúc sử dụng l-ợng tiết kiệm Đó vấn đề sống với ngày hệ t-ơng lai Nghiên cứu ứng dụng phát triển nhà thông minh việt nam Luận văn thạc sĩ Chuyên ngµnh kiÕn tróc – Ngun TrÝ HiÕu – KTR06