b. Phần nội dung nghiên cứu
3.3.1.3.Giải pháp bố trí lõi sinh thái
Giữa khối nhà cao tầng, tạo một sân chơi đủ rộng, tạo thành thông gió tự nhiên, dẫn gió, luân chuyển không khí trong phòng, kể cả những phòng không có lợi.
Lõi sinh thái còn gọi sân trong giao tiếp, mở vào bầu trời có cây xanh, hoa cỏ, bể nớc, với thông thoáng và chiếu sáng tự nhiên của nhà cao tầng . Lõi sinh thái hoạt động nh một đờng ống thông gió tự nhiên, dẫn không khí tự nhiên vào phòng, đặc biệt các phòng nằm ở phía khuất gió của công trình. Giải pháp lõi sinh thái trở thành giải pháp hợp lý để thông gió tự nhiên trong nhà cao tầng với một mặt bằng bố trí chặt, đặc .
Với khí hậu Việt Nam, thông gió tự nhiên đợc coi là chiến lợc thiết kế sinh khí hậu hàng đầu. Trong những ngày đông lạnh hoặc khi có bão tố, cần đóng kín mặt ngoài để tránh gió, thì lõi sinh thái là không gian quý giá để không khí trong nhà đ- ợc trao đổi với bên ngoài.
Tuy nhiên lõi sinh thái chỉ đạt hiệu quả cao khi ngời thiết kế có tổ chức các không gian liên thông lõi với không khí bên ngoài. Giải pháp thờng áp dụng là bỏ trống tầng trệt (toàn bộ hoặc một phần), cho thiên nhiên tràn vào hoà trộn với không gian bên trong toà nhà, hoặc bỏ trống một số không gian ở các tầng trên về phía h- ớng gió mát địa phơng thịnh hành.
Sân trong của lõi sinh thái sẽ là nơi giao tiếp, gặp gỡ của những ngời sống và làm việc bên trong toà nhà, cả cho khách của họ, có thể bố trí chỗ ăn uống, nghỉ ngơi th dãn. Giao tiếp vừa là nhu cầu, vừa là tập quán sống của ngời á đông nói chung, Việt Nam nói riêng. Các không gian trống ở tầng trên cũng làm cây xanh mặt nớc.
Hình 3.22. Sơ đồ bố trí mặt bằng công trình theo nguyên tắc sinh thái 3.3.2. Mặt bằng căn hộ
Phân vùng không gian sử dụng, mỗi căn hộ có 3 bộ phận không gian cơ bản nhất:
- Sảnh căn hộ- tiền phòng: liên hệ trực tiếp với phòng khách, kết hợp làm chỗ để mũ áo, giày dép,…
- Không gian sinh hoạt chung gồm phòng khách, phòng sinh hoạt chung, phòng ăn và một số phòng khác nếu có không gian rộng .
- Không gian nghỉ ngơi gồm các phòng ngủ không gian tĩnh .
- Không gian phụ gồm các phòng vệ sinh, bếp và các bộ phận kỹ thuật, không gian phụ trợ.
- Ban công, lôgia: đợc thiết kế gắn liền với phòng sinh hoạt chung và phòng ngủ. Đánh giá mức độ yêu cầu tiện nghi vi khí hậu đối với các phòng chức năng trong căn hộ, ta có thể sắp xếp theo thứ tự u tiên nh sau:
- Phòng làm việc
- Phòng ngủ
- Phòng khách, sinh hoạt chung - Phòng ăn
Các phòng khách, sinh hoạt chung, phòng ăn không gian yêu cầu tiện nghi cao vào ban ngày. Tại đây thờng xuyên diễn ra các hoạt động sinh hoạt chung của các thành viên trong gia đình, yêu cầu chống nóng, chống lạnh và thông thoáng tự nhiên tốt.
Các phòng ngủ có không gian yêu cầu tiện nghi chủ yếu vào ban đêm, hoạt động trong không gian này chủ yếu là nghỉ ngơi, các phòng ngủ không có yêu cầu cao về che nắng nhng đòi hỏi thông gió tự nhiên tốt.
Các phòng phụ trợ nh bếp, phòng vệ sinh, tiền phòng đòi hỏi mức độ tiện nghi vi khí hậu ở mức tơng đối.
Nguyên tắc thiết kế căn hộ theo kiến trúc sinh thái :
- Là căn hộ hiện đại với quy mô diện tích, cơ cấu không gian chức năng đáp ứng hợp lý các yêu cầu sử dụng diện tích các không gian trong căn hộ nhiệt đới.
- Các căn hộ đợc thiết kế phải đảm bảo đợc tất cả các không gian chức năng đợc tiếp xúc trực tiếp với thiên nhiên hoặc thông qua lôgia, tất cả các không gian chức năng trong căn hộ đều có khả năng thông thoáng, chiếu sáng.
- Không gian chính nh phòng sinh hoạt chung, phòng ngủ... cần u tiên tiếp xúc với thiên nhiên và đợc quay ra mặt chính của công trình. Các không gian phụ hạn chế bố trí ra mặt chính công trình.
- Tạo các điểm nhìn tốt cho các không gian chức năng chính. Đặc biệt nhìn không bị ảnh hởng trực của không gian căn hộ ngôi nhà bên cạnh.
Hình 3.23. Sơ đồ bố trí mặt bằng căn hộ theo nguyên tắc sinh thái 3.3.3. Giải pháp hình khối công trình
Hình khối phù hợp nhất cho việc thiết kế nhà chung c cao tầng theo hớng sinh
thái, đảm bảo điều kiện tiện nghi vi khí hậu trong nhà đó là nhà có mặt bằng hình chữ nhật. Do tính chất của nhà ở, trên mặt bằng đợc ngăn chia thành các phòng độc lập nên việc tổ chức thông thoáng trong nhà cho đều các phòng là rất khó. Sẽ là không phù hợp khi tổ chức tiện nghi vi khí hậu cho nhà chung c cao tầng dạng tháp có bốn mặt ở bốn hớng là nh nhau. Khi đó bốn mặt nhà có diện tích nh nhau, và diện tích bề mặt hớng bất lợi tăng lên, sẽ phải sử dụng nhiều giải pháp để cải thiện vi khí hậu và che bức xạ mặt trời cho các căn hộ ở hớng bất lợi.
Kích thớc công trình phụ thuộc khu đất xây dựng công trình, mật độ xây dựng phải phù hợp, không đợc quá lớn để thuận tiện cho việc tổ chức quy hoạch tổng thể khu vực.
Các nguyên tắc cần quan tâm khi xác định giải pháp hình dạng khối của công trình theo các nguyên tắc của kiến trúc sinh thái, đảm bảo thông thoáng cho không gian của các căn hộ:
- Nhà nên chọn hình khối là hình hộp chữ nhật có một cạnh ngắn và một cạnh dài, cạnh ngắn đặt theo hớng bất lợi bị bức xạ mặt trời nhiều.
- Hình khối dạng 2 khối hình hộp chữ nhật đặt song song hoặc so le.
- Hình khối dạng hình chữ L, chữ T, hình sao hoặc ghép khối nhiều đơn nguyên. - Cấu trúc hình khối và bố trí các không gian chức năng trong hình khối theo phơng hớng địa lý đón đợc gió chủ đạo theo các mùa trong năm, trong đó u tiên thông gió tự nhiên cho công trình trong mùa nóng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Chiều dày của các không gian bên trong công trình có hai mặt tiếp cận với môi tr- ờng tự nhiên, trong đó có một mặt đón đợc hớng gió thổi đến không lớn hơn 17 m, đảm bảo hiệu quả thông gió trực xuyên đi qua không gian bên trong công trình kiến trúc.
- Giải pháp tổ hợp và bố cục hình khối công trình có các không gian mở (bên trong khối, trên bề mặt khối ở hớng đón đợc gió chủ đạo theo các mùa trong năm) để tăng khả năng cho yêu cầu thông gió tự nhiên đối với các căn hộ ở các vị trí không thuận lợi.
- Thiết kế hệ thống kỹ thuật thông gió tự nhiên hỗ trợ cho các không gian ở sâu bên trong hoặc ở về các hớng không thuận lợi.
- Kết hợp giữa hiệu quả thông gió tự nhiên do áp lực gió và thông gió tự nhiên do áp lực nhiệt để đảm bảo yêu cầu thông gió tự nhiên cho các không gian, trong điều kiện vận tốc chuyển động của không khí bên ngoài thổi đến có tốc độ nhỏ.
3.3.4. Giải pháp mặt đứng
3.3.4.1. Kết cấu bề mặt tờng ngoài chống nóng
Các bộ phận bao che bên ngoài nhà bao gồm tờng, mái, hệ thống cửa sổ cửa đi. Vỏ nhà lọc nhiệt của Bức xạ mặt trời, gió, bụi và tiếng ồn. Đồng thời nó cũng quyết định mỹ quan mặt đứng của toà nhà.Trong nhà cao tầng, tờng ngoài là bộ phận chịu tác dụng của Bức xạ mặt trời lớn nhất. ở vĩ độ của Hà Nội thì tất cả các h-
ớng đều phải hứng nhiều Bức xạ mặt trời, nhng hớng Tây luôn luôn là bất lợi nhất, liên quan đến thời gian nhận Bức xạ mặt trời nhiều hơn vào buổi chiều, thời điểm nóng nhất của một ngày.
Sau hớng nhà, vật liệu và cấu tạo tờng ngoài có vai trò hết sức quan trọng. Nên sử dụng kết cấu bề mặt tờng ngoài phù hợp, thờng là kết cấu nhẹ, giải toả nhiệt nhanh.
1. Tờng cách nhiệt, tờng hai lớp ( Hình 3.24, 3.25- tr 129, 130)
Tờng cách nhiệt nh một lớp kết cấu vỏ ngoài mỏng, nhẹ cách ly với lớp trong ( lớp cách nhiệt) bằng một lớp không khí mỏng, đợc thông thoáng. Mặt ngoài của nó cũng có khả năng nhận bức xạ mặt trời nhỏ và có hệ số bức xạ nhiệt lớn để chóng nguội. Vật liệu của nó có thể bằng các chế phẩm hữu cơ, bằng chất dẻo, có thể bằng kim loại, vật liệu 3D.
Hình 3.24. Tờng cách nhiệt T– ờng hai lớp
Có thể sử dụng giải pháp tờng cách nhiệt bằng một lớp kim loại đặt phía ngoài nh trên nhng bên trong có hệ thống ống dẫn nớc và các đầu van xả đợc bố trí đều trên bề mặt tờng. Trên hệ thống đờng ống lắp các van cảm ứng, hoặc bơm theo giờ, khi bức xạ mặt trời nung nóng tờng đến một nhiệt độ nhất định các van tự xả nớc làm mát bề mặt tờng, giảm nhiệt độ không khí xung quanh. Giải pháp này áp dụng đối với mặt tờng phía Tây rất hiệu quả và tiết kiệm.
Hình 3.25. Hiệu quả cách nhiệt của tờng hai lớp
2. Mặt tờng ngoài, cửa sổ, cửa đi bằng kính
Việc sử dụng kính cho tờng nhà trong khí hậu Việt Nam trái ngợc với quan điểm sử dụng kính tại các nớc châu Âu. Nói chung không nên quá lạm dụng kính cho các tờng nhà, dù là kính mầu (giảm đợc 15 – 20% Bức xạ mặt trời) hay kính phản quang, đều dễ dàng gây hiện tợng nhà kính nung nóng phòng. Mặt khác, kính màu có thể làm biến đổi phổ ánh sáng mặt trời, giảm chất lợng ánh sáng.
Kính phản quang tuy giảm đợc đáng kể Bức xạ mặt trời vào nhà (giảm bớt khoảng 50 – 60% bức xạ) nhng lại có thể gây ô nhiễm nhiệt cho công trình lân cận và đặc biệt làm ô nhiễm ánh sáng đờng phố, gây loá mắt ngời lái xe trên đờng phố. Diện tích kính trên mặt nhà không nên vợt quá 20 35%– , tuỳ thuộc loại công trình.
Trong mọi trờng hợp đối với khí hậu Hà Nội nên thiết kế kết cấu che nắng hiệu quả cho cửa kính. Khi đó có thể sử dụng kính nhiều hơn, làm tăng ánh sáng và tầm nhìn cho ngời trong nhà mà không bị nung nóng phòng. ( Hình 3.26- tr 131)
Hình 3.26. Sơ đồ truyền bức xạ mặt trời vào nhà của các loại kính
3.3.4.2. Kết cấu che nắng và tạo bóng
Che nắng là che bức xạ mặt trời trực tiếp chiếu vào nhà qua cửa lấy ánh sáng,
để đảm bảo tiện nghi cho con ngời sống trong nhà. ( Hình 3.27- tr 132)
Tạo bóng là tạo ra trên các mặt đứng của nhà những mảng tối, nhằm giảm c- ờng độ bức xạ mặt trời trự tiếp chiếu lên tờng nhà.
Cả hai giải pháp này đều có hiệu quả cao về năng lợng cho công trình, kể cả nhà mở cửa thông thoáng tự nhiên và nhà đóng kín để điều hoà khí hậu nhân tạo, mặt khác tạo khả năng chống thấm tốt do ma có cờng độ cao kèm gió lớn thờng xảy ra ở vùng nhiệt đới.
Hình 3.27. Phạm vi cần che nắng cho nhà ở Hà Nội
Kết cấu che nắng bao gồm các loại cố định, di động, vật liệu nhẹ, kim loại có nhiệt dung thấp, hấp thụ nhiệt nhng chậm tỏa nhiệt.
Có nhiều kiểu dáng: tấm che nắng ngang, tấm che nắng đứng, tấm che nắng kiểu ô vuông, tấm lá sách, tấm che nắng cố định, di động. Ngoài ra có thể che nắng bằng cây xanh, không chỉ ngăn cản nóng bức mà còn hòa hợp công trình với thiên nhiên. Ưu việt là bản thân cây xanh chịu ảnh hởng bức xạ nhiệt nhng không tăng cao nhiệt độ, còn cấu kiện che nắng khác bản thân nó bị nung nóng và lại tỏa nhiệt, truyền vào trong nhà. ( Hình 3.28- tr 133)
Biện pháp thiết kế cũng góp phần che nắng hiệu quả. Cấu kiện, hình khối lồi ra, lõm vào do tổ chức mặt bằng kiến trúc, hình thành những bóng râm làm ô cửa. Lôgia là biện pháp hợp lý hơn ban công. Nhà cao tầng xét về nhiều mặt không nên làm ban công có thể làm Lôgia lồi ra. Quy phạm tầng 6 trở lên không làm ban công. Để các giải pháp che nắng có hiệu quả phải căn cứ vào biểu đồ mặt trời xác định vùng cần che nắng. Che nắng không nhất thiết chỉ sử dụng các cấu tạo che nắng, mà có thể sử dụng các bộ phận, cấu kiện kiến trúc lớn hoặc nhỏ ( các ban công, lôgia, hiên, hốc nhà, bồn cây, dàn cây,… cả những phần để trống của tầng nhà) nhờ bố trí hình khối mặt bằng và không gian công trình để tạo ra những mảng sáng tối trên mặt đứng.
Hình 3.28. Chọn kết cấu che nắng cho 8 hớng ở Hà Nội
Các dạng của kết cấu che nắng: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Kết cấu che nắng ngang bao gồm ô văng, hành lang, các tấm chắn nắng cố định và các tấm chắn nắng có thể điều kiển đợc.
- Kết cấu che nắng đứng bao gồm các lam đứng, tờng lôgia, mành kim loại điều khiển đợc.
Vật liệu để làm kết cấu che nắng rất đa dạng, ngoài bê tông, gỗ nh trớc đây, còn có kim loại, nhựa composit và cả bằng kính ( kính dán nhiều lớp, kính hút nhiệt và kính phản quang) không chỉ có hiệu quả cao về nhiệt mà còn giảm vẻ nặng nề của công trình.
Hình 3.29. Kết cấu che nắng tạo hiệu quả thẩm mỹ cho mặt đứng
Hình 3.30. Kết cấu che nắng ngang
Hình 3.31. Kết cấu che nắng đứng 3.3.5. Giải pháp mái công trình ( Hình 3.32- tr 136)
Mái nhà cao tầng là mặt chính thứ năm chịu bức xạ mặt trời lớn nhất so với các mặt tờng cả về trị số và thời gian. Mái phải đảm bảo tốt hai chức năng là cách nhiệt và chống thấm. Một số giải pháp cách nhiệt cho mái:
Mái phun nớc:
Trên mái đặt một số vòi phun nớc tạo thành một lớp sơng mù trên mái. Mái này có chất lợng cách nhiệt tốt nhất trong năm loại mái thử nghiệm ( mái có lớp vật liệu cách nhiệt, mái có tầng không khí kín và thông gió, mái có lớp nớc chứa thờng xuyên).
Mái này chỉ phun nớc theo chu kỳ nhằm làm ớt mặt mái. Hiệu quả cách nhiệt nhờ bay hơi nớc trên bề mặt mái không cao lắm.
Mái có tầng không khí lu thông:
Chất lợng cách nhiệt cao, toả nhiệt nhanh, trọng lợng nhẹ, giá thành hợp lý.
Mái tôn và mái trải sỏi:
Mái lợp tôn cũng thuộc loại mái có tầng không khí lu thông. Mái này có nhợc điểm nhận nhiệt rất cao. Tuy nhiên khả năng chống them tốt, nhẹ, ổn định và dễ thay thế.
Mái trải sỏi: Các khe không khí giữa các viên sỏi ( thờng ding sỏi lớn, đờng kính 3-4 cm) làm nhiệm vụ lớp không khí thông gió cách nhiệt.
Mái có mái phụ che nắng:
Mái phụ có thể lợp bằng tôn, hay sử dụng các tấm pin mặt trời hoặc dàn cây leo. Mái lợp tôn đảm bảo tốt cả chống nóng và chống tấm, do đó lớp mái chính không phải xử lý chống nóng, chống them và tạo dốc nên mái sẽ nhẹ nhàng và đơn giản hơn.
Có thể tổ chức vờn cây, thảm cỏ trên mái vừa có giá trị thẩm mỹ kiến trúc, vừa có lợi cho môi trờng đô thị và vi khí hậu trong nhà.
Hình 3.32. Các giải pháp chống nóng cho mái 3.3.6. Mặt cắt công trình ( Hình 3.33- tr 138)
3.3.6.1. Giải pháp để trống một phần hay toàn bộ tầng 1
Trong các khu chung c cao tầng hiện nay, tầng 1 thờng đợc sử dụng để cho thuê kinh doanh bán hàng, thiếu các không gian dành cho các hoạt động vui chơi cho trẻ em, nghỉ ngơi cho ngời già và các hoạt động giao tiếp xã hội. Giải pháp để trống một phần hay toàn bộ tầng 1 vừa giải quyết đợc yêu cầu tạo các không gian giao tiếp công cộng, vừa điều hoà khí hậu cho toàn bộ ngôi nhà.