b. Phần nội dung nghiên cứu
3.5.1.Các tầng tự xoay quanh trục
Những yếu tố khí hậu nh mặt trời, gió là những yếu tố thay đổi theo giờ trong ngày và theo mùa trong năm. Để công trình kiến trúc đáp ứng đợc những thay đổi trên của khí hậu và cả những thay đổi bất ngờ của thời tiết, cần có những giải pháp kiến trúc biến đổi linh hoạt, có thể chuyển động để thích ứng với điều kiện khí hậu hiện thời. Có thể đa ra một số giải pháp nh sau:
- Mỗi tầng nhà có thể chuyển động, quay 360o quanh trục mà không ảnh hởng đến nhau. Các tầng nhà quay theo hớng có thể đón đợc nhiều gió nhất và tránh đợc bức xạ mặt trời. Do đó, không có căn hộ nào bị hớng bất lợi hoàn toàn.
- Các căn hộ trong toà nhà có thể xoay tròn đủ 360o quanh một trục dựa vào lực của tua- bin gió tạo năng lợng đợc lắp đặt giữa các tầng. Hệ thống này cũng phát điện giúp công trình không cần đến nguồn năng lợng bên ngoài, thậm chí có thể cung cấp điện vào mạng lới chung. Năng lợng sử dụng trong công trình hoàn toàn là năng l- ợng tự nhiên, là một bớc tiến có tính cách mạng trong việc tìm kiếm nguồn năng l- ợng thay thế, có thể gây tác động đến môi trờng và kinh tế trong tơng lai.
- Mỗi tầng sẽ đợc xây dựng nh một môđun trong nhà máy, sau đó đợc lắp ghép vào lõi trung tâm, giúp xây dựng đạt hiệu quả hơn.
Hình 3.41. Các tầng nhà có thể tự xoay quanh trục 3.5.2. Mặt đứng chuyển động nhờ gió ( Hình 3.42- tr 147)
Lớp vỏ công trình sử dụng vật liệu là những tấm kim loại nhẹ có thể chuyển động linh hoạt theo chuyển động của luồng gió. Khi gió thổi, những tấm kim loại này sẽ thay đổi chiều hớng theo luồng gió để điều chỉnh lợng gió thổi vào nhà sao cho hợp lý. Nhờ đó điều kiện vi khí hậu trong nhà luôn đạt yêu cầu nhờ đợc thông thoáng hợp lý.
Sự chuyển động của những tấm kim loại này trên mặt đứng cũng giúp tạo hiệu quả bất ngờ, ấn tợng cho mặt đứng công trình.
Hình 3.42. Mặt đứng thay đổi theo chuyển động luồng gió 3.5.3. Giải pháp kết cấu che nắng linh hoạt ( Hình 3.43- tr 149)
Kết cấu che nắng này là những những tấm mành, liếp sử dụng vật liệu hiện đại nh nhôm, kẽm, thép không rỉ đợc đặt tại các bề mặt cần che nắng, có thể di động đợc. Các kết cấu di động này có thể điều chỉnh mức độ đóng mở, góc nhìn để có thể ngăn cảnh ánh sáng trực tiếp vào công trình nhng không cản gió, vẫn đảm bảo thông thoáng bên trong. Sự điều chỉnh mức độ đóng mở tự động cảm ứng theo sự thay đổi của mặt trời, phụ thuộc vào cờng độ của bức xạ mặt trời để có độ đóng mở khác nhau. Khi có gió bão các kết cấu này đợc đóng lại không gây ảnh hởng đến con ngời trong nhà.
Các tấm che nắng này có thể kết hợp trở thành những tấm pin mặt trời, thu năng lợng mặt trời, biến đổi thành các nguồn năng lợng khác cung cấp cho các hoạt động của tòa nhà và hoạt động của chính hệ thống. Nguồn năng lợng mặt trời cũng có thể đợc cung cấp dựa vào những tấn pin mặt trời lớn thu năng lợng đặt trên mái nhà.
Các tấm che nắng này cũng có thể kết hợp tạo thành các tấm hút hơi ẩm trong không khí. Trên bề mặt tấm che nắng gắn các mao mạch có khả năng hút hơi ẩm trong không khí, nhất là vào những ngày độ ẩm trong không khí cao, giúp làm không khí khô thoáng hơn, tạo tiện nghi vi khí hậu trong nhà. Lợng nớc thu đợc này đợc biến đổi để sử dụng cho công trình.
Các kết cấu che nắng động thờng đợc đặt ở lôgia. Lôgia là nơi hóng mát, che chắn nắng, chỗ phơi quần áo và là nơi có thể trồng cây để cải tạo vi khí hậu bên trong căn hộ. Lôgia cần có chiều sâu tối thiểu là 1,8m đến 3m. Trong đó 0,9m dùng để đặt các kết cấu che nắng, chống gió bão và để trồng cây. Không gian còn lại giành cho sinh hoạt và phơi quần áo.
Hình 3.43
3.6.1. Sử dụng màu sắc
Màu sắc có tác động đáng kể đến thẩm mỹ kiến trúc và điều kiện tiện nghi vi khí hậu trong nhà. Màu sắc dễ phản xạ ánh nắng mặt trời làm giảm bức xạ vào bề mặt bên trong công trình, màu sáng thích hợp cho các bề mặt chịu bức xạ mặt trời lớn. Màu tối hấp thụ nhiệt tốt phù hợp với các hớng gió lạnh ( Bắc và Đông Bắc). Màu sắc phải đợc phối hợp hài hoà làm tăng vẻ đẹp cho công trình kiến trúc và cảnh quan xung quanh, vừa góp phần làm đẹp bộ mặt đô thị, vừa đảm bảo đợc điều kiện tiện nghi vi khí hậu.
3.6.2. Sử dụng vật liệu bao che mới
Cùng với sự phát triển và tiến bộ của khoa học kỹ thuật, ngày nay con ngời đã tạo ra rất nhiều vật liệu mới để xây dựng công trình bên cạnh những vật liệu truyền thống nh gạch, đá, cát, sỏi, xi măng,… Các vật liệu nh cáp dự ứng lực, vật liệu bằng thép đang đợc sử dụng trong thi công nhà cao tầng, đáp ứng yêu cầu vợt khẩu độ lớn. Những loại vật liệu mới có những tính năng u việt, kiểu dáng đẹp, chất lợng cao, bền vững mà giá thành hợp lý đã mở ra nhiều triển vọng cho nhà ở cao tầng ở đô thị.
Trong nhà cao tầng, tờng ngoài là bộ phận chịu tác dụng của bức xạ mặt trời lớn nhất. Việc sử dụng kính cho nhà trong điều kiện khí hậu Việt Nam trái ngợc hẳn với quan điểm của các nớc Châu Âu. Không nên quá lạm dụng kính cho tờng nhà. Dễ gây hiện tợng hiệu ứng nhà kính làm phòng bị nung nóng. Diện tích dùng kính trên mặt nhà không nên vợt quá 20-35%, tuỳ thuộc loại công trình. Cần phải sử dụng các vật liệu cách nhiệt trên mặt đứng công trình, kết hợp với các giải pháp che nắng. Khi đó có thể sử dụng nhiều kính hơn, làm tăng ánh sáng và tầm nhìn cho con ngời. Nhng có một điều cần lu ý, là đừng bao giờ sử dụng kính 1 lớp cho nhà cao tầng. Cần phải sử dụng kính 2 lớp và kính màu, kính phản quang để giảm lợng bức xạ mặt trời chiếu vào nhà.
3.7. giải pháp ứng dụng công nghệ hiện đại trong thiết kế vàthi công thi công
3.7.1. Giải pháp ứng dụng công nghệ hiện đại trong thiết kế
Sử dụng phần mềm chuyên dụng để thiết kế nhà cao tầng sinh thái. Khi đa các thông tin đầu vào cụ thể nh vị trí khu đất xây dựng, diện tích khu đất, phần mềm sẽ xử lý thông tin dựa trên các dữ liệu về đặc điểm tự nhiên, khí hậu khu vực, đặc điểm khu đất xây dựng để đa ra các biểu đồ tính toán, từ đó đa ra giải pháp cụ thể cho công trình phù hợp với đặc điểm khu đất và khí hậu địa phơng. Ban đầu sẽ là giải pháp mặt bằng, khi đã cố định mặt bằng, phần mềm sẽ đa ra các giải pháp mặt đứng, mặt cắt cụ thể cho công trình đảm bảo về mặt sinh thái. Các tính toán của máy tính cũng đa ra đợc số lợng và diện tích các ô cửa sổ, số lợng và hình dạng kết cấu che nắng thế nào cho phù hợp. Phần mềm cũng dự tính đợc lợng năng lợng công trình sẽ tiêu thụ trong tơng lai. Các kiến trúc s có thể căn cứ vào các số liệu và dữ liệu đó để thiết kế công trình đảm bảo điều kiện sinh thái.
3.7.2. Giải pháp ứng dụng công nghệ xây dựng hiên đại
Để xây dựng đợc các công trình chung c sinh thái, việc ứng dụng công nghệ thi công hiện đại là một phần không thể thiếu. Các công nghệ xây dựng đợc sử dụng bao gồm:
- Công nghệ bê tông cốt thép đổ tại chỗ - Công nghệ lắp ghép:
+ Lắp ghép panel tấm lớn + Lắp ghép nhà dạng khung - Phơng pháp cốp pha trợt
- Phơng pháp nâng tầng và nâng sàn - Phơng pháp dây treo
- Công nghệ tấm 3D
3.8. Ví dụ vận dụng thiết kế kiến trúc sinh thái cho chung ccao tầng trong các khu đô thị mới ở Hà Nội cao tầng trong các khu đô thị mới ở Hà Nội
3.8.1. Mô tả hiện trạng
Dự án Hà Nội Vimeco Complex
- Ví trí: Khu đô thị mới Trung Hoà - Cầu Giấy – Hà Nội - Diện tích khu đất xây dựng: 5 672,00 m2 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Diện tích xây dựng: 2 264,36 m2 - Tổng diện tích sàn : 100 216,00 m2
Trong đó: Diện tích sàn tầng nổi: 80 456,00 m2 Diện tích sàn tầng hầm: 19 760,00 m2 - Mật dộ xây dựng: 39,92%
- Hệ số sử dụng đất: 14,18 lần - Số tầng nổi: 47 tầng + 01 tầng hầm - Số tầng hầm: 04 tầng
- Chiều cao công trình : 178,3 m - Tổng số căn hộ : 280 căn
Trong đó: Chung c căn hộ đơn tầng: 232 căn Chung c căn hộ phức hợp: 48 căn
- Công trình đáp ứng đợc các yêu cầu về: thông gió tự nhiên, chiếu sáng tự nhiên, hạn chế bức xạ mặt trời chiếu vào nhà, đa nhiều cây xanh vào trong công trình, tạo nhiều không gian trống công cộng có điểm nhìn đẹp, tạo đợc môi trờng ở tiện nghi.
3.8.2. ý tởng và giải pháp thực hiện ( Hình 3.44 đến 3.54- tr 153 đến 163)
- Công trình đợc thiết kế với 5 tầng dọc cho công viên. Xen kẽ giữa mỗi tầng công viên là 7 tầng chung c. Mặt trớc và mặt sau của các tầng chung c này đều đợc tiếp xúc với thiên nhiên, thông gió tự nhiên và chiếu sáng tự nhiên tốt. Công viên không chỉ mang lại một không gian sảng khoái cho ngời sử dụng mà còn phù hợp và thích ứng tốt với điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm của Hà Nội, và đặc biệt tiết kiệm năng lợng. Hệ thống công viên bao gồm các công viên dành cho trẻ em, công viên th giãn, thể thao, sân chơi, khu chạy bộ.
- Tạo không gian cộng đồng theo chiều dọc với đầy đủ sự tiện nghi nh một không gian đô thị ngang.
- Sử dụng hệ thống cửa kính hai lớp. Khoảng cách giữa 2 lớp kính có chiều rộng 1m, bố trí thảm hoa ở đây. Lớp kính bên ngoài sử dụng kết cấu che nắng ngang, lớp bên trong sử dụng cửa sổ trợt. Hệ thống cửa này có khả năng chắn bức xạ mặt trời cờng
độ cao. Khả năng thông gió tự nhiên tốt, tiết kiệm năng lợng, tạo không gian th thái trong công trình nhờ thảm cây xanh bố trí giữa 2 lớp kính.
Hình 3.44
Hình 3.54
C. Phần kết luận và kiến nghị
1. Kết luận
Tại Hà Nội, tốc độ xây dựng đô thị đang diễn ra rất nhanh, các dự án khu đô thị mới đang mọc lên ở khắp nơi, cả Hà Nội nh một đại công trờng lớn. Trong đó, số lợng chung c cao tầng chiếm phần lớn trong các dự án xây dựng do tính cấp thiết của nó, giúp giải quyết nhu cầu ở cho số lợng dân c ngày một tăng nhanh trong đô thị. Một môi trờng sống xanh, sạch và tiện nghi là điều mà tất cả mọi ngời đều mong muốn.
Kiến trúc nhà cao tầng đang trở thành một xu thế tất yếu của quá trình đô thị hoá ở trên thế giới. Nhà cao tầng và nhà chọc trời sẽ còn đợc tiếp tục xây dựng trong thế kỷ này và tồn tại trong nhiều thành phố trên khắp hành tinh chúng ta . Chắc rằng trào lu này không thể tránh khỏi ở nớc ta. Một vấn đề bức xúc hiện nay là các nhà cao tầng với các quan niệm thiết kế nh hiện nay lại đang là kiểu kiến trúc tập trung tiêu hao nhiều năng lợng và không ngừng sản sinh phế thải và ô nhiễm.
Sự xuất hiện của kiến trúc sinh thái nói chung và kiến trúc nhà cao tầng sinh thái nói riêng chính là lối thoát để bảo vệ môi trờng trong quá trình đô thị hoá, để phát triển đáp ứng đợc nhu cầu của hiện tại mà không ảnh hởng đến khả năng đáp ứng các nhu cầu của các thế hệ mai sau.
Hệ thống đô thị đang phát triển nhanh, đảm nhiệm vai trò trung tâm phát triển kinh tế, xã hội của cả nớc. Tuy nhiên, nó cũng kéo theo hệ quả là môi trờng sống tại các thành phố lớn bị “bê tông hóa”, trở nên chật chội, ngột ngạt. Đô thị sinh thái đã trở thành xu hớng của nhiều nớc, và ở Việt Nam cũng đang có những bớc đầu tiên, song rất cần sự quan tâm để có những khu đô thị chất lợng.
Kiến trúc sinh thái là kiến trúc hớng tới giải quyết mối quan hệ giữa con ngời, kiến trúc và thiên nhiên, nó phải vừa vì con ngời mà sáng tạo ra một môi trờng không gian nhỏ dễ chịu vừa phải bảo vệ môi trờng lớn chung quanh.
Đề tài ’ nghiên cứu vận dụng kiến trúc sinh thái thiết kế nhà chung c cao
tầng trong các khu đô thị mới ở Hà Nội’ đa ra nhằm đóng góp một số cơ sở khoa
học và đề ra các giải pháp thiết kế nh sau:
* Giải pháp quy hoạch:
- Bố trí các công trình hợp lý trong mối quan hệ với thiên nhiên. Quy hoạch khu nhà theo hớng gió chủ đạo là hớng Nam và Đông Nam, tạo thành các hành lang dẫn gió trong khu đô thị.
- Khi bố trí công trình hớng nhà chính nên quay về hớng Nam và Đông Nam, mặt chính nhà tạo với hớng gió chủ đạo một góc 30-45o.
- Các mặt mái nhà thấp tầng và nhiều có thể trồng cây xanh tạo hệ sinh thái tự nhiên ở tầng trung gian.
- Trong tổng thể khu nhà nên bố trí song song, so le và giật cấp, đảm bảo thông thoáng tốt mà vẫn đảm bảo mật độ xây dựng.
- Khoảng cách giữa các nhà tối thiểu là 1-1,5 lần chiều cao, sử dụng thông gió xuyên phòng để giảm khoảng cách nhà.
- Bố trí hợp lý cây xanh, mặt nớc trong khu đô thị. - Bố cục đảm bảo sự phát triển trong tơng lai. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Mặt bằng: chọn hình thức nhỏ, đảm bảo yêu cầu thông gió và chiếu sáng tự nhiên. Sử dụng hình thức mặt bằng nhà tháp hoặc nhà tấm, giải pháp thiết kế theo hớng mở hoặc bố cục theo lớp. Bố trí lõi sinh thái trong công trình tạo đờng ống thông gió tự nhiên. Thiết kế căn hộ đảm bảo các không gian chức năng đều đợc tiếp xúc trực tiếp với thiên nhiên, có khả năng thông thoáng và chiếu sáng tốt.
- Mặt đứng: Bố cục hình khối công trình có các không gian mở, đảm bảo thông gió tự nhiên cho các căn hộ ở vị trí không thuận lợi. Trên mặt đứng sử dụng kết cấu tờng ngoài chống nóng nh tờng hai lớp, tờng cách nhiệt, kính hai lớp,… Mái công trình sử dụng các giải pháp phun nớc, lu thông không khí, trải sỏi và mái phụ để chống nóng. Sử dụng các kết cấu che nắng và tạo bong trên mặt đứng công trình.
- Mặt cắt: giải pháp để trống một phần hoặc toàn bộ tầng một, bỏ trống một số tầng trung gian, kết hợp với lõi sinh thái đảm bảo thông gió tự nhiên, tạo không gian giao tiếp trong công trình. Tại hớng bất lợi tổ chức vùng đệm che chắn cho các căn hộ.
* Các giải pháp khác: tổ chức cây xanh trong nhà, trên tờng nhà, mái nhà, vào mỗi
tầng nhà và mỗi phòng ở, vừa giúp điều hoà vi khí hậu, vừa tạo cảnh quan cho toà nhà. Sử dụng năng lợng thông minh, thông gió tự nhiên, ánh sáng tự nhiên, năng l- ợng mặt trời, năng lợng tái tại để bảo vệ môi trờng. Sử dụng các loại vật liệu và màu sắc đảm bảo thẩm mỹ và sinh thái cho toà nhà. Sử dụng các giải pháp kiến trúc