(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến thiết kế vỏ bao che công trình thương mại ở việt nam giai đoạn 2050 2100

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN ANH TUẤN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN THIẾT KẾ VỎ BAO CHE CƠNG TRÌNH THƯƠNG MẠI Ở VIỆT NAM GIAI ĐOẠN 2050-2100 C C R L T DU LUẬN VĂN THẠC SĨ KIẾN TRÚC Đà Nẵng – Năm 2020 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN ANH TUẤN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN THIẾT KẾ VỎ BAO CHE CƠNG TRÌNH THƯƠNG MẠI Ở VIỆT NAM GIAI ĐOẠN 2050-2100 C C R L T DU Chuyên ngành: Kiến trúc cơng trình (K36_KT) Mã số: 858 01 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KIẾN TRÚC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS.KTS NGUYỄN ANH TUẤN Đà Nẵng – Năm 2020 i LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn này, học viên nhận quan tâm giúp đỡ quý thầy cô, bạn bè tập thể lớp K36_KT Xin trân trọng cảm ơn Thầy PGS.TS.KTS Nguyễn Anh Tuấn tận tình hướng dẫn để em hoàn thành luận văn tốt ngiệp Xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Quý thầy cô Ban cán nhà trường truyền đạt kiến thức quý báu hỗ trợ học viên trình học mái trường Đại Học Bách Khoa thành phố Đà Nẵng Bản thân cố gắng thầy giáo tận tình bảo trình nghiên C C cứu thực luận văn song trình độ học viên cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót ngun nhân khách quan chủ quan Học viên mong nhận R L T DU ý kiến đánh giá, góp ý Q thầy để luận văn hồn thiện Kính cảm ơn! ii LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn (ký ghi rõ họ tên) Trần Anh Tuấn R L T DU C C iii NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN THIẾT KẾ VỎ BAO CHE CƠNG TRÌNH THƯƠNG MẠI Ở VIỆT NAM GIAI ĐOẠN 2050-2100 Học viên: Trần Anh Tuấn Chuyên ngành: Kiến Trúc Mã số: 0937290815 Khóa: K36_KT Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt – Biến đổi vấn đề cấp thiết toàn cầu, biến đổi khí hậu tác động đến mơi trường, đất, nước, khơng khí lồi sinh vật nhiều quốc gia giới Việt Nam quốc gia bị ảnh hưởng nặng nề Tác động biến đổi khí hậu gây ảnh hưởng đến nhu cầu sử dụng lượng tòa nhà đặc biệt tòa nhà Thương mại Việt Nam loại tòa nhà mà mức tiêu thụ lượng hàng đầu Hiện có các cơng trình nghiên cứu Việt Nam lớp vỏ bao che cơng trình Nghiên cứu nhằm trình bày hình dung rõ ràng gia tăng nhu cầu lượng định lượng cách cụ thể nhu cầu lượng tòa nhà tương lai 2050-2100 Sử dụng phần mềm OpenStudio để xây dựng mơ hình, mơ tiêu thụ lượng tòa nhà phần mềm EnergyPlus Phân tích kết đánh giá nhu cầu lượng làm lạnh tác động biến đổi khí hậu cho ba mẫu tòa nhà dịch vụ ba thành phố đại diện Tp Hà Nội, Tp Đà Nẵng, Tp Hồ Chí Minh giúp hình dung cách rõ ràng tính chất vật lý lớp vỏ bao che cơng trình mà đối tượng đặc trưng vật lý Nhiệt trở R lớp vỏ bao che Nhận xét, đánh giá kết quả, sau đề xuất nhiệt trở R lớp vỏ bao che cho ba thành phố đại diện C C R L T DU Từ khóa – Biến đổi khí hậu; Phần mềm mơ lượng tịa nhà; Phần mềm mơ hình tịa nhà mơ lượng; Lớp vỏ bao che cơng trình; Nhiệt trở vỏ bao che; STUDY AFFECTING THE CLIMATE CHANGE TO THE DESIGN OF COMMERCIAL BUILDING ENVELOPE IN VIETNAM FOR THE PERIOD 2050-2100 Abstract - Climate change is an important global urgent problem, climate change affects the environment, soil, water, air and other species of organisms in many countries around the world Vietnam is one of the countries most affected The impact of climate change also affects the energy demand of buildings, especially Vietnamese Commercial buildings, which are the top energy consumption buildings Currently, there are few research works in Vietnam on the envelope covering the building This study aims to propose a way to clearly visualize the increase in energy demand and specifically quantify the future building's energy needs of 2050-2100 Using OpenStudio software to model and simulate building energy consumption with EnergyPlus software Analysis of results and assessment of cooling energy demand under the impact of climate change for three models of comercial buildings in three representative cities of Hanoi, Da Nang and Ho Chi Minh City It is obvious that the physical properties of the covering envelope of the building, the object of which the physical feature is, is the Thermal Resistance R of that envelope Comment, evaluate the results, then propose R-Envelope thermal resistance for the three representative cities Key words – Climate Change; EnergyPlus; OpenStudio; Building Envelope; Building Envelope Thermal Resistance; iv MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ TÀI Ở TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 1.1 Ngoài nước (phân tích, đánh giá tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài giới, liệt kê danh mục cơng trình nghiên cứu, tài liệu có liên quan đến đề tài trích dẫn đánh giá tổng quan) 1.2 Trong nước (phân tích, đánh giá tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Việt Nam, liệt kê danh mục cơng trình nghiên cứu, tài liệu có liên quan đến đề tài trích dẫn đánh giá tổng quan) 1.3 Tổng quan khí hậu Việt Nam thành phố điển hình: Hà Nội, Đà Nẵng, Hồ Chí Minh 10 1.3.1 Khí hậu thành phố Hà Nội 10 1.3.2 Khí hậu thành phố Hồ Chí Minh 11 1.3.3 Khí hậu thành phố Đà Nẵng .12 1.4 Tổng quan phương pháp vỏ bao che cơng trình thương mại thành phố điển hình: Hà Nội, Đà Nẵng, Tp Hồ Chí Minh 13 1.4.1 Các khái niệm vật lý ảnh hưởng đến lớp vỏ bao che cơng trình 13 1.4.2 Các phương pháp vỏ bao che thơng dụng cơng trình thương mại thành phố điển hình: Hà Nội, Đà Nẵng, Hồ Chí Minh .14 Chương PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CÁCH THỨC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 18 2.1 IPPC (Intergovernmental Panel on Climate Change) Kịch biến đổi khí hậu (Climate change Scenarios) 18 2.2 Mơ Hình Lưu Thơng Chung hay mơ hình Khí hậu Tồn Cầu (General Circulation Models) 23 2.3 Chuẩn bị liệu thời tiết tương lai 25 2.3.1 Hạ cấp mơ hình Khí hậu tồn cầu (Downscaling Global Climate Model) 27 2.4 Tạo tập tin liệu thời tiết tương lai cho việc mơ cơng trình 31 2.4.1 Tạo tập tin thời tiết tương lai với khoảng thời gian 2020s, 2050s 2080s 31 2.4.2 Sử dụng The CCWoldWeatherGen tool phân tích mơ lượng cơng trình 33 2.5 Xây dựng mơ hình cơng trình thương mại biến đổi khí hậu điển hình Việt Nam (Generating VietNam Typical climate change commercial building model) 34 2.5.1 Giới thiệu cách xây dựng mơ hình phần mềm Sketch up 2017 Plugin Open Studio (for sketch up 2017) 34 R L T DU C C v 2.5.2 Tiến hành xây dựng cơng trình thương mại điển hình để tiến hành mô 34 2.6 Giới thiệu cách mơ hiệu suất tịa nhà phần mềm EneryPlus 35 2.6.1 Tổng quan EnergyPlus 35 2.6.2 Q trình mơ hình hóa EnergyPlus 36 2.6.3 Thiết lập lớp vỏ bao che cơng trình EneryPlus 39 2.7 Phương pháp luận 41 2.8 Tính Tịa nhà thương mại mơ lượng 42 2.8.1 Giải pháp R-Tự 43 2.8.2 Giải pháp R-Đồng .50 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG NĂNG LƯỢNG CƠNG TRÌNH 52 3.1 Kết mô đầu liệu .52 3.1.1 Nhà hàng Việt Nam 52 3.1.2 Tòa nhà văn phòng với quy mơ trung bình 59 3.1.3 Tòa nhà dịch vụ cho thuê 65 3.2 Tính cửa sổ tòa nhà 70 3.2.1 Sử dụng vật liệu kính đạt hiệu lượng xây dựng Việt Nam 70 3.2.2 Tính cửa sổ cơng trình Tịa nhà dịch vụ cho thuê 72 KẾT LUẬN 76 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI (BẢN SAO) R L T DU C C vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Nomenclature Adapting Building Construction to the Effects of Climate Change AOGCM (Atmosphere-Ocean General Circulation Model) ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating, and AirConditioning Engineers) BBR BEND (Building Energy Demand) Building Envelope CCworldWeathergen tool Danh pháp : Cơng Trình Tịa Nhà Thích Ứng Tác Động Biến Đổi Khí Hậu : Mơ hình lưu thơng chung Khí QuyểnĐại Dương : Hiệp Hội Kỹ Sư Sưởi Ấm, Làm Lạnh Điều Hòa Khơng Khí Hoa Kỳ : Các phiên tịa nhà thiết kế theo mã xây dựng Thụy Điển 2015 : Nhu Cầu Năng Lượng Tòa Nhà C C : Vỏ Cơng Trình : Cơng cụ chuyển đổi liệu thời tiết thành tương lai theo kịch biến đổi khí hậu IPCC kịch BĐKH khác : Điều lệ kỹ sư dịch vụ xây dựng R L T DU CIBSE (Chartered Institution of Building Services Engineers) Climate Change Climate change Scenarios COP Coefficient of Performance DDC( IPCC Data Distribution Center) DOE (Department of Energy) Downscaling Global Climate Model Dynamical Dowscaling EIC (Eastern Interconnection) Energy Plus FEG Fan Efficiency Grade Fourth Assessment Reports GCM Global Climate Model or General Circulation Model : : : : Biến Đổi Khí Hậu (BĐKH) Kịch Bản Biến Đổi Khí Hậu Chỉ số hiệu máy lạnh Trung tâm phân phối liệu IPCC : Bộ Năng Lượng Hoa Kỳ : Hạ Cấp Mơ Hình Khí Hậu Tồn Cầu : Suy Giảm Động : Liên Kết Đơng : Phần mềm mơ lượng cơng trình : Bậc hiệu quạt : Đánh Giá Thứ Tư : Mơ Hình Khí Hậu Tồn Cầu hay Mơ Hình Lưu Thông Chung vii Nomenclature Generating VietNam Typical climate change commercial building model GHG (Green House Gas) HadCM3 (Hadley Center Coupling Model version 3) Hybrid Downscaling IMEUM Impact, Adaptation And Vulnerability Information Bar IPCC (Intergovernmental Panel for Climate Change) IWEC (International Weather for Energy Calculations) LPD (Lighting Power Density) Mitigation Mitigation of Climate Change Mitigation of Climate Change Impacts Morphing NCDC (National Climatic Data Center) Neighborhood NZEB (Net-Zero) (Nearly zeroenergy buildings (Thuần-0)) Origin Material OTTV Overall Thermal Transfer Value Passive Physical Science Projection RCM (Region Climate Model) RCPs (Representative Concentration Pathways) Danh pháp : Xây dựng mơ hình cơng trình thương mại biến đổi khí hậu điển hình Việt Nam : Khối Lượng Khí Nhà Kính : Mơ hình kết hợp trung tâm Hadley phiên : Phương Pháp Lai hay Phương Pháp Hỗn Tạp : Mơ hình thị môi trường đa quy mô : Tác động BĐKH, tính dễ bị tổn thương thích ứng với BĐKH : Thanh Thơng Tin : Hội Đồng Liên Chính Phủ Biến Đổi Khí Hậu : Thời Tiết Quốc Tế Để Tính Tốn Năng Lượng : Mật độ cơng suất chiếu sáng : Giảm thiểu : Giảm thiểu BĐKH : Giảm thiểu tác động BĐKH C C R L T DU : Phương Pháp Biến Hình : Trung Tâm Dữ Liệu Khí Hậu Quốc Gia : Khu Vực Lân Cận : Tòa Nhà Tiết Kiệm Năng Lượng (năng lượng sử dụng 0) : Vật Liệu Nguyên Mẫu Ban Đầu : Chỉ số truyền nhiệt tổng : : : : : Thụ động Khoa Học Vật Lý Sự trù hoạch Mơ Hình Khí Hậu Khu Vực Con Đường Tập Trung Đại Diện (RCPs) (đây tên kịch biến đổi khí hậu) viii Nomenclature RE Recorded Downscaling SC (Shading Coefficient) SERG (Sustainable energy research group) SHGC Solar Heat Gain Coefficiency SRES (Special Report on Emission Scenarios) ST (Solar Transmittance at Normal Incidence) Statistical Downscaling Stochastic Generation The IPPC Special Report on Emissions Scenarios or SRES Thermal Conductivity, Thermal Resistance Thermal Transmittance Third Assessment Reports TMY (Typical Meteorological Year) TRY (Test Reference Year) UKCIP (UK Climate Impact Programe) VLT (Visible Light Transmission) VT (Visible Transmittance at Normal Incidence) WMO Danh pháp Hệ Thống Năng Lượng Tái Tạo Phương Pháp Ghi Lại Dữ Liệu Hệ số che nắng Nhóm Nghiên Cứu Năng Lượng Bền Vững : Hệ số hấp thụ nhiệt mặt trời kính : : : : : Báo cáo đặc biệt SRES kịch phát thải : Truyền Nhiệt Mặt Trời góc tới bình thường : Suy Giảm Thống Kê : Thế Hệ Ngẫu Nhiên : Báo cáo đặc biệt IPCC kịch phát thải hay gọi SRES : Truyền Nhiệt Của Cửa Sổ : Tổng nhiệt trở : Hệ số tổng truyền nhiệt : Đánh Giá Thứ Ba : Năm Khí Tượng Điển Hình C C R L T DU : Kiểm Tra Năm Tham Khảo : Chương trình Tác động Khí hậu Vương Quốc Anh : Hệ số xuyên ánh sáng kính : Vật liệu lớp kính truyền hữu hình góc tới bình thường : Tổ chức Khí tượng Thế giới C C DU R L T R L T DU C C R L T DU C C R L T DU C C R L T DU C C R L T DU C C R L T DU C C R L T DU C C R L T DU C C R L T DU C C R L T DU C C C C DU R L T R L T DU C C R L T DU C C C C DU R L T ... KHOA TRẦN ANH TUẤN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN THIẾT KẾ VỎ BAO CHE CƠNG TRÌNH THƯƠNG MẠI Ở VIỆT NAM GIAI ĐOẠN 2050- 2100 C C R L T DU Chun ngành: Kiến trúc cơng trình (K36_KT) Mã... họ tên) Trần Anh Tuấn R L T DU C C iii NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN THIẾT KẾ VỎ BAO CHE CƠNG TRÌNH THƯƠNG MẠI Ở VIỆT NAM GIAI ĐOẠN 2050- 2100 Học viên: Trần Anh Tuấn Chuyên ngành:... vật lý lớp vỏ bao che cơng trình giai đoạn 2050- 2100 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài loại hình Cơng Trình Thương Mại, loại hình cơng trình có tốc