1.1 .2Phân loại nhà ở thấp tầng
3.3.1Ứng dụng công nghệ sử dụng năng lượng mặt trời cho nhà ở thấp tầng
2. 6.4 Công nghệ sử dụng năng lượng địa nhiệt
3.3.1Ứng dụng công nghệ sử dụng năng lượng mặt trời cho nhà ở thấp tầng
3.3 Kiến nghị một số giải pháp sử dụng năng lượng tái tạo
3.3.1Ứng dụng công nghệ sử dụng năng lượng mặt trời cho nhà ở thấp tầng
tầng
Về nguồn năng lượng mặt trời, do có vị trí địa lý thuận lợi, Việt Nam nằm trong khoảng 80-230 vĩ độ Bắc thuộc khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa. Hà Nội nằm ở vùng nhiệt đới gió mùa thể hiện khá rõ ràng Số giờ nắng trung bình khoảng 2000 ÷ 2500 giờ/năm, tổng năng lượng bức xạ mặt trời trung bình khoảng 150kCal/cm2.năm, tiềm năng lý thuyết được đánh giá khoảng 43,9 tỷ TOE/năm. Có thể sử dụng năng lượng mặt trời theo các dạng như: Pin mặt trời để phát điện, hệ thống đun nước nóng mặt trời, lị sấy bằng năng lượng mặt trời... Điều đó làm giảm tải cho điện lưới quốc gia, và tiết kiệm chi phí cho người tiêu dùng và nhà nước cho việc sản xuất điện vào giờ cao điểm.
Bức xạ mặt trời trực tiếp trên mặt ngang tính trung bình theo mỗi giờ và mỗi tháng được thể hiệntrong bảng dưới đây. Bảng cũng phân thành 3 mức về độ lớn của BXMT:
3.1.1.5. Pin năng lượng mặt trời:
Pin năng lượng mặt trời giờ đây là một giải pháp khá hữu hiệu để hấp thụ và chuyển hoá năng lượng mặt trời thành năng lượng điện năng để ta sử dụng. Với các kỹ thuật hiện nay ta có thể lắp tấm pin năng lượng mặt trời trên mái nhà hoặc lắp các panel chắn nắng trên đó có tích hợp pin năng lượng mặt trời (điều này có 2 tác dụng: vừa hấp thụ, chuyển hố năng lượng mặt trời thành điện, vừa chống nắng cho cơng trình)
81
Hình 3-18. Cách lắp pin năng lượng mặt trời trên mái và các phương án bố trí pin lưu trữ điện mặt trời.
Chúng ta sử dụng kết hợp những lam che nắng kết hợp gắn vơi pin mặt trời, để tận thu nguồn năng lượng sạch, đồng thời cũng tạo một hình thức ấn tượng cho mặt đứng.
3.1.1.6. Bình thái dương năng:
Sử dụng bình đun nước bằng năng lượng mặt trời là một trong những giải pháp hữu hiệu nhằm giải quyết nhu cầu năng lượng của người dân, đồng thời giảm tải cho năng lượng quốc gia. Với cơng nghệ hiện nay, có rất nhiều chủng loại, và kiểu dáng để lựa chọn. Chúng ta có thể gắn chúng trực tiếp trên mái nhà, hoặc để trên sân thượng, không ảnh hưởng nhiều đến kiến trúc ngôi nhà.
Không chỉ dùng pin năng lượng mặt trời một cách đơn thuần, với công nghệ hiện nay chúng ta có thể kết hợp việc tạo ra một cơng nghệ tích
Hình 3-19. Các phương pháp dùng lam che nắng gắn pin năng lượng mặt trời.
hợp cả việc sư dụng pin năng lượng mặt trời và đun nước nóng. Điều này làm giảm chi phí đầu tư, tăng hiệu suất sử dụng thiết bị, làm giảm diện tích chiếm dụng….
3.3.2 Ứng dụng cơng nghệ sử dụng năng lượng gió cho nhà ở thấp tầng
Gió là nguồn tài nguyên vơ tận có thể sử dụng để tạo ra năng lượng điện cho nhà ở. Chúng ta sử dụng gió để tạo ra điện bằng nhiều cách:
- Lắp đặt toubin gió trên vị trí cao nhất của mái nhà để thu gió trời.
Hình 3-21. Pin năng lượng mặt trời tích hợp đung nước nóng kết hợp chiếu sáng tự nhiên
- Hoặc kết hợp sử dụng việc thơng gió với việc tạo ra điện năng bằng cách gắn toubin gió ở ngay phía trên giếng trời.
Việc kết hợp việc thơng gió với tuabin điện giúp cho việc thiết kế của kiến trúc sư trở nên ít phụ thuộc vào cơng nghệ hơn, bên cạnh đó vẫn đạt được hiệu quả về sử dụng năng lượng tự nhiên và tái tạo một cách dễ dàng. Không những vậy, nó cịn có thể kết hợp với những cơng nghệ ứng dụng năng lượng tái tạo khác như: năng lượng mặt trời, địa nhiệt…. để cung cấp đủ nhu cầu năng lượng.
3.3.3 Ứng dụng công nghệ sử dụng năng lượng Biogas cho nhà ở thấp tầng tầng
Công nghệ này phù hợp với những vùng nông thôn trang trại, chăn ni, hầm biogas giúp giảm thiểu khí gây hiệu ứng năng lượng, giảm sự ơ nhiễm do khơng khí, tạo ra năng lượng, cho con người ( như: chất đốt để đun nấu, chạy máy phát điện…) bên cạnh đó tạo ra phân bón cho người nơng dân.
Khơng những vậy, do nó nằm dưới đất nên, nó khơng làm ảnh hưởng đến cảnh quan xung quanh cơng trình.
Hầm biogas được bố trí dưới chuồng chăn ni, hoặc ngồi vườn.
Ở các nhà trong khu đơ thị cũng có thể làm được hầm biogas, nó sử dụng rác thải hữu cơ và những chất có thể phân huỷ để tạo ra khí đốt, điều này cũng có tác động rất tốt:
+ Cung cấp khí đốt để đun nấu,
+ Chạy máy phát điện trong một thời gian ngắn, do tình trạng cắt điện bất thường hiện nay gây ra.
+ Giải quyết một phần lớn lượng rác thải hữu cơ do đô thị thải ra.
Hình 3-25. Bố trí tận dụng phân, rác thải hữu cơ tạo ra khí biogas, phục vụ cho sinh hoạt.
3.3.4 Ứng dụng công nghệ sử dụng năng lượng địa nhiệt
Chi phí ban đầu cho hệ thống bơm địa nhiệt đối với một ngôi nhà thông thường khá cao, khoảng 7.500 USD. Nhưng chi phí vận hành lại tương đối rẻ, chỉ mất vài ngày là lắp đặt xong. Có thể đặt chúng ở bên dưới thảm cỏ, đường lái xe vào nhà hoặc bên dưới ngôi nhà. Hiệp hội Hệ thống Bơm địa nhiệt Quốc tế ước tính, người mua có thể lấy lại vốn đầu tư trong 3 năm.
kết luận: để có một ngơi nhà sử dụng 100% năng lượng tái tạo, một cách và có thể cung cấp năng lượng cho điện lưới quốc gia, chúng ta có thể sử dụng kết hợp các nguồn năng lượng tái tạo trong ngơi nhà của mình: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các nguồn năng lướng sẽ liên tục bổ sung cho nhau trong những điều kiện bất lợi, ví dụ như:
- Khi mặt trời không đủ năng lượng cung cấp cho thiết bị ( lúc tối, trời âm u, mưa gió….) Năng lượng gió, địa nhiệt sẽ tham gia cung cấp năng lượng,
- Khi năng lượng gió khơng đủ sức cung cấp năng lượng ( gió yếu, khơng đủ khả năng tạo năng lượng thì có năng lượng mặt trời và năng lượng địa nhiệt cung cấp năng lượng.
Hình 3-27. Giải pháp kết hợp năng lượng mặt trời, năng lượng gió, và thu nước mưa.
Ngồi ra cịn có nhiều cách kết hợp khác: như kết hợp giữa địa nhiệt và năng lượng mặt trời, thơng gió, phong điện, biogas…..
3.3.5 Một số đề suất ứng dụng công nghệ sử dụng năng lượng tái tạo vào trong nhà lô: trong nhà lô:
Chúng ta thấy rằng việc sử dụng năng lượng tái tạo trong đời sống ngày càng được ứng dụng rộng rãi. Nó nhằm giải quyết rất nhiều vấn đề bức xúc hiện nay như: giảm thiểu ô nhiễm môi trường, giảm thiểu chi phí sản xuất điện, đảm bảo một cuộc sống tiện nghi cho mọi người.
+ Thứ nhất là hệ thống kỹ thuật, + Thứ hai là bố trí mặt tiền.
Bố trí hệ thống lưu trữ và hoạt động ngay dưới chân cầu thang làm giảm diện tích, và khơng ảnh hưởng tới mỹ quan. Điều thay đổi rõ nét nhất là hệ thống kỹ thuật được mở rộng hơn rất nhiều so với hộp kỹ thuật trước.
Hình 3-28. Mặt bằng tầng 1 nhà lô ứng dụng năng lượng tái tạo
Hộp kỹ thuật là nơi chứa hệ thống địa nhiệt và năng lượng mặt trời. Và các đường ống khác.
Ngồi ra dưới chân cầu thang chúng ta có thể bố trí các thiết bị cơng nghệ, và cũng là nơi tích trữ năng lượng do các cơng nghệ cung cấp.
Hình 3-29. Mặt bằng tầng 2,3 nhà lơ ứng dụng năng lượng tái tạo
Đối với mặt bằng tầng 2 và 3 thì sử dụng lam chắn nắng có sử dụng công nghệ pin năng lượng mặt trời.
Việc này giúp cho ngôi nhà giảm được nắng chiếu trực tiếp vào nhà, và cũng làm cho hình thức mặt đứng phong phú và hiệu quả hơn.
Hình 3-30. Mặt bằng tầng 4 nhà lô ứng dụng năng lượng tái tạo
Trên mái chúng ta bố trí những giàn pin năng lượng mặt trời, hoặc panel đun nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời, hoặc tuabin điện bằng năng lượng gió sử dụng cho những ngày mưa, tốc độ gió lớn và thiếu ánh sáng mặt trời. Hộp kỹ thuật Lam chắn năng lượng mặt trời Hộp kỹ thuật Lam chắn năng lượng mặt trời
Hình 3-30. Mơ hình tuabin gió có thể tạo ra điện trong điều kiện tốc độ gió thấp ( nguồn: internet)
Hình 3-31. Mơ hình nhà lơ sử dụng năng lượng mặt trời, địa nhiệt, và năng lượng gió.
Hình 3-31. Những nhà sử dụng lam chắn nắng tạo cho mặt đứng một độc đáo riêng,và tạo khá nhiều ấn tượng.(hình ảnh sưu tầm)
PHẦN B: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN
Đề tài nêu ra những vấn đề chính sau:
• Các yếu tố tiêu thụ năng lượng cần quan tâm trong kiến trúc nhà ở thấp tầng. Các vấn đề ứng dụng công nghệ sử dụng năng lượng tái tạo bao gồm: năng lượng gió, mặt trời, địa nhiệt, biogas.
• Từ phân tích, đánh giá trên đồng thời dựa trên những kinh nghiệm truyền thống và Quốc tế để chỉ ra rằng: việc thiết kế sử dụng vận hành ngôi nhà một cách hợp lý, khoa học và tiện nghi là rất quan trọng, cần phải được nghiêm túc quan tâm.
• Căn cứ các nghiên cứu trên, đề tài đưa ra quan niệm về nhà ở thấp tầng sử dụng năng lượng tự nhiên và năng lượng tái tạo.
• Đáp ứng các tiêu chí của thiết kế bị động, hướng tới nhà ở tiêu thụ năng lượng bằng không(Zero energy building) , lấy giải pháp thiết kế truyền thống làm tiền đề
• Sự kết hợp hài hòa giữa thiết kế bị động và chủ động trong đó thiết kế bị động là thế mạnh, chỉ thực sự sử dụng thiết kế chủ động khi cần thiết.
Đề tài đưa ra các giải pháp chung thiết kế kiến trúc hiệu quả năng lượng dựa trên hai mức độ:
- Những nguyên tắc thiết kế được phát triển dựa trên những nguyên tắc thiết kế truyền thống (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Sử dụng công nghệ sử dụng được nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng sạch cho hoạt động của căn nhà (trang thiết bị).
Căn cứ vào các giải pháp chung đề tài đưa ra các giải pháp chi tiết thiết kế thụ động, chủ động. Các giải pháp kiến trúc đề tài nhằm tìm những cách đơn giản nhất tối ưu hóa hiệu suất sử dụng năng lượng mà khơng nhất thiết phải cần đến những công nghệ quá cao để giảm bớt năng lượng tiêu thụ trong nhà ở thấp tầng, trong đó chú trọng những giải pháp thiết kế thụ động hiệu quả ít tốn kém.
• Bên cạnh đó, đề tài cũng đề cập đến một vấn đề hết sức nhạy cảm hiện nay, đó là nguồn năng lượng tự nhiên sẵn có. Chúng ta có thể ứng dụng những công nghệ từ đơn giản đến phức tạp để tạo nên một cuộc sống tiện nghi, phù hợp với từng đối tượng sử dụng.
KIẾN NGHỊ
• Cần sớm xây dựng và ban hành các tiêu chuẩn kỹ thuật hướng dẫn cụ thể về kiến trúc sử dụng năng lượng tự nhiên và tái tạo trong nhà ở thấp tầng trong giai đoạn phát triển hiện nay cũng như trong tương lai, theo định hướng phát triển chung của quốc gia đối với kiến trúc bền vững nói chung và kiến trúc sử dụng năng lượng tự nhiên và năng lượng tái tạo nói riêng.
• Đưa việc thiết kế kiến trúc nhà ở sử dụng năng lượng tự nhiên và tái tạo trở thành một phần trong nội dung giáo trình giảng dạy và nghiên cứu.
• Cần nghiên cứu và áp dụng vào thực tiễn nhà ở mẫu, cũng như các thiết bị kỹ thuật vì lợi ích giảm tiêu thụ năng lượng được tạo bởi năng lượng truyền thống, không ảnh hưởng đến môi trường địa điểm xây dựng, giảm chi phí xây dựng, linh hoạt, khả năng thay thế, tái sử dụng cao.
• Cần có những chính sách hỗ trợ cho việc ứng dụng các công nghệ sử dụng năng lượng tái tạo, nhằm kích thích sự quan tâm cũng như nhận thức về tâm quan trọng của năng lượng tự nhiên và tái tạo trong tương lai.
PHỤ LỤC
Tài liệu tham khảo tiếng Việt
1. Nguyễn Hữu Dũng ( 2004): Cần sớm xây dựng chính sách và tiêu chuẩn sử dụng tiết kiệm năng lượng trong các cơng trình xây dựng tại đơ thị (Tạp chí xây dựng số 5/97).
2. GS.TS.KTS Nguyễn Hữu Dũng; Th.s KTS Lê Vũ Cường (05/2009): Hướng dẫn thiết kế nhà ở thấp tầng sử dụng năng lượng hiệu quả tại các đô thị Việt Nam.
3. Nguyễn Bá Đang ( 1998): Diện mạo kiến trúc đương đại Việt Nam, tạp chí Kiến trúc Việt Nam số 2/2003.
4. GS.TS Phạm Ngọc Đăng, PGS.TS Lê Vân Trình, GS.TS Nguyễn Hữu Dũng, GS.TS Trần Ngọc Chấn, PGS.TS Phạm Đức Nguyên, TS Đỗ Trần Hải, TS. Nguyễn Văn Muôn, Ths. Nguyễn Ngọc Hoàn (2007): Báo cáo hội thảo khoa học Quốc Gia về môi trường – sức khỏe, hiệu quả năng lượng trong xây dựng, biến đổi khí hậu, NXB xây dựng – Hà Nội.
5. TSKH Phạm Ngọc Đăng, Ths Phạm Hải Hà (2002): Nhiệt và khí hậu kiến trúc, NXB xây dựng, Hà Nội.
6. Đặng Thái Hoàng (2002): Kiến trúc Hà Nội thế kỷ XIX-XX (NXB văn hóa, Hà Nội.
7. Đặng Thái Hồng (2002): Hà Nội nghìn năm xây dựng NXB văn hóa, Hà Nội.
8. Đặng Thái Hoàng (2006): Kiến trúc nhà ở , NXB xây dựng, Hà Nội 9. Đinh Xuân Lâm (2002): Kiến trúc Việt Nam qua các triều đại , NXB
Bộ xây dựng, Hà Nội.
10.Viện nghiên cứu kiến trúc (2002): Bảo tồn di sản kiến trúc cảnh quan Hà Nội bộ xây dựng, Hà Nội.
11.Phạm Đức Nguyên ( 2002): Kiến trúc sinh thái khí hậu – Thiết kế sinh khái hậu trong kiến trúc Việt Nam, NXB xây dựng, Hà Nội.
12.Phạm Đức Nguyên ( 2002): Các giải pháp kiến trúc khí hậu Việt Nam, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội.
13.Phạm Đức Nguyên, Nguyễn Thu Hòa, Trần Quốc Bảo (2002): các giải pháp kiến trúc khí hậu Việt Nam, NXB khoa học và kỹ thuật Hà Nội. 14.Nguyễn Trọng Phượng (2002): Sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả
trong các cơng trình kiến trúc. Tạp chí xây dựng số 11/2003.
15.Ngơ Huy Quỳnh (1998): Lịch sử kiến trúc Việt Nam, NXB Văn hóa thơng tin.
16. Nguyễn Duy Thiện (2001). Kỹ thuật sử dụng năng lượng mặt trời. 17.Hoàng Huy Thắng (2002): Kiến trúc nhiệt đới ẩm. NXB xây dựng, Hà
nội
18.Tiêu chuẩn TCVN 408885 (1992): Số liệu khí hậu dùng trong thiết kế xây dựng trong tiêu chuẩn Việt Nam về xây dựng. Tập 1 Kiến trúc nhiệt đới ẩm, NXB xây dựng, Hà Nội.
19.Hoàng Huy Thắng (2003): Một số kiến trúc đương đại với khí hậu nóng ẩm. Tạp chí xây dựng số 11/2003.
20.Nguyễn Hồng Thục (2002): Kế thừa và phát huy tính hiệu quả trong việc khai thác cách ứng xử cân bằng và bền vững của kiến trúc với điều kiện tự nhiên, Bài giảng cao học kiến trúc khóa CH 05K- Trường ĐH KT Hà Nội (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
21.Viện nghiên cứu kiến trúc (1997): Kiến trúc và khí hậu nhiệt đới Việt Nam, NXB xây dựng Hà Nội
22.Chu Quang Trứ (1999): Kiến trúc dân gian truyền thống Việt Nam , NXB mỹ thuật, Hà Nội.
23.PGS.TS Ngô Thám, Ths Nguyễn Văn Điền, GS-TS Nguyễn Hữu Dũng, PGS.TS Nguyễn Khắc Sinh (2007): Kiến trúc năng lượng và môi
trường , NXB xây dựng, Hà Nội.
24.Hà Nhật Tân ( biên dịch 2006): Thơng gió tự nhiên trong nhà ở , NXB khoa học và kỹ thuật Hà Nội.
25.Nguyễn Tăng Nguyệt Thu, Việt Hà, Nguyễn Ngọc Giả (2007): Kiến trúc hướng dịng thơng gió tự nhiên, NXB xây dựng – Hà Nội.
26.Trần Quốc Thái (2006): 5 nguyên tắc chung và 10 tiêu chí thiết kế kiến trúc bền vững thích ứng khí hậu – lấy vùng khí hậu Hà Nội làm địa bàn nghiên cứu , Tạp chí kiến trúc Việt Nam số 5/2006.