Giải pháp chống nóng cho công trình hướng Tây

MTXD - Trong  bài  báo  này,  tác  giả  nghiên  cứu  nguyên  nhân  gây nóng cho công trình hướng Tây (các công trình nghiên cứu ở đây là nhà ở riêng lẻ), tìm hiểu các vật liệu chống nóng hiện có trên thị trường, đề xuất một số giải pháp chống nóng cho công trình, áp dụng một số giải pháp vào thiết kế một công trình thực tiễn hướng Tây tại Hà Tĩnh.

Từ khóa: Giải pháp chống nóng, cách nhiệt, chống nóng nhà  hướng Tây.

1. Đặt vấn đề

Trong tình hình trái đất ngày càng nóng lên và mật độ dân cư ở  các đô thị tăng nhanh chóng, nhu cầu đời sống ngày càng cao thì  việc chống nóng cho nhà ở là một việc rất cần thiết, dù cho ở vùng  nhiệt đới hay ôn đới. Ở vùng nhiệt đới thì phải chống nóng quanh năm còn ở vùng  ôn  đới  thì  chống  nóng  vào  mùa  hè.

.  Cách  chống  nóng  phổ  biến  nhất  trong  phần  lớn  các  công  trình xây  dựng  ở  Việt  Nam,  nhất  là  đối với các công trình nằm ở hướng Tây hiện nay là dùng máy lạnh, máy điều hòa không khí. Những ngôi nhà hướng Tây chịu cái nắng trực  tiếp  rọi  vào  nhà,  nhất  là  vào  buổi  chiều.  Nhưng  không  phải  lúc nào cũng có thể dùng máy lạnh để chống nóng, và việc dùng máy lạnh còn gây nóng cho môi trường xung quanh. Việc thiết kế chống nóng công trình xây dựng sẽ giúp tiết kiệm điện cho người tiêu dùng, phù hợp với chủ trương kêu gọi người dân tiết kiệm điện ở nước ta hiện nay.

Qua  đó,  tác  giả  nghiên  cứu  nhận  thấy  cần  thiết  phải  có  giải  pháp  chống  nóng  cho  công  trình,  đặc  biệt  là  công  trình  hướng  Tây,  cách  chống  nóng  ở  đây  là  ngăn  không  cho  sức  nóng  của  nắng  hướng  Tây  truyền  vào  nhà.  Điều  quan  trọng  nữa  là  có  thể  sử  dụng  các  giải  pháp  phù  hợp  với  điều  kiện  kinh  tế  nhất,  việc  tính toán thi công trở nên dễ dàng hơn, tiết kiệm được thời gian, công sức, nâng cao khả năng chống nóng nhất cho các căn nhà hướng Tây.

2. Nguyên nhân gây nóng cho công trình hướng Tây

Qua  nghiên  cứu  [1,6,7]  tác  giả  phân  tích  và  tổng  hợp  những  nguyên nhân dẫn đến tình trạng công trình bị nóng như sau:

- Do ảnh hưởng của khí hậu nắng nóng kéo dài dẫn đến nóng cho ngôi nhà. Vào mùa hè, khí hậu nắng nóng kéo dài, không khí trong nhà khó lưu thông nên càng gia tăng sự khó chịu và oi bức.

Đây chính là nguyên nhân gây nóng cho ngôi nhà.

- Hướng của ngôi nhà là hướng Tây - Tây Nam, đúng hướng mà gió nóng (gió Lào) hay thổi nhất. Khi mở cửa sổ ra gió nóng thổi  vào  nhà,  cộng  thêm  thời  tiết  nắng  nóng  khiến  cho  nhiệt  độ trong nhà cao. Đây cũng là một yếu tố gây nóng chính cho ngôi nhà.

-  Bức  xạ  nhiệt  từ  mặt  trời,  đập  vào  vách  và  mái  nhà  [4].  Ánh  nắng  trực  tiếp  chiếu  vào  mặt  chính  của  ngôi  nhà  (tường,  cửa  sổ,  mái  nhà).  Các  vật  liệu  tường,  cửa  sổ,  mái  nhà  này  hấp  thụ  nhiệt  lượng đó và nóng lên tạo không khí nóng trong ngôi nhà.

- Việc cách nhiệt cho mái, tường bao chung quanh không được tốt  cũng  khiến  ngôi  nhà  tuy  có  mở  cửa  đón  gió  mà  vẫn  bị  nóng  hầm hập.

- Khả năng lưu thông không khí trong nhà không được tốt. Cần lưu  ý  chống  nóng  và  thông  gió  luôn  là  hai  việc  song  hành  nhau,  nếu như muốn nội khí nhà ôn hòa.

- Trong điều kiện đô thị đất chật người đông, gió đến nhà sau khi đã đi qua các bề mặt tích nhiệt gây nóng khác (như đường sá, nhà bên cạnh...), luôn chứa đựng hơi nóng hơn là gió trong điều kiện nông thôn vốn chủ yếu là cây xanh và ruộng đồng.

- Bố trí nhiều vật dụng, thiết bị tỏa nhiệt (như ti vi, tủ lạnh, lò vi sóng...), rèm vải dày, bàn ghế nệm, đồ đạc nhiều chi tiết ngóc ngách  cũng  đều  là  những  thứ  dễ  tích  bụi,  mỗi  khi  dọn  dẹp  nhà  cửa, bụi sẽ tung lên mù mịt rồi tiếp tục lưu lại trên các bề mặt đồ vật gây nên nhiều nguy cơ mầm bệnh.

Trước  những  nguyên  nhân  này,  phải  làm  gì  để  ngôi  nhà  vào  mùa  hè nhất  là  những  ngôi  nhà  có  mặt  tiền  hướng  Tây  không  bị  quá nóng?

3. Vật liệu chống nóng thường sử dụng

Qua phân tích các tài liệu [1,2,3,4,5] và thực tế, tác giả hệ thống hoá vật liệu và biện pháp công nghệ chống nóng thường sử dụng cho công trình như sau:

- Sơn chống nóng mặt tường

Với khí hậu nhiệt đới và vị trí địa lí đặc thù nằm gần xích đạo và mật độ nắng như ở Việt Nam thì vấn đề hấp thụ nhiệt cao của các công trình nhà ở hướng Tây là điều tất yếu. Tường nhà, công trình có độ hấp thụ nhiệt cao là điều bất lợi lớn cho sản xuất và công tác bảo quản hàng hóa, đối với công trình nhà ở thì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe đến con người và sinh hoạt và đặc biệt là trẻ em là đối tượng chịu ảnh hưởng nhiều nhất. Chính vì thế sơn chống nóng là giải pháp cho công trình của bạn.

- Gạch mát

Ngoài các dòng sản phẩm cách nhiệt cho ngôi nhà, gạch mát cũng là một sản phẩm chống nóng cực hiệu quả cho các công trình nhà ở hướng Tây trong mùa hè nóng bức.

Gạch  mát  là  lựa  chọn  ưu  việt  cách  nhiệt  chống  nóng  cho  tường, vách, trần, mái, sàn nhà. Đây là một sản phẩm tiên phong trong các vật liệu chống nóng, thân thiện và phù hợp với đặc thùkhí hậu ở nước ta.

- Túi khí cách nhiệt

Túi khí cách nhiệt là loại vật liệu cách nhiệt được cấu tạo mặt ngoài là lớp màng nhôm phủ trên tấm nhựa tổng hợp Polyethylene chứa túi khí, tiếp đến là một lớp màng nhôm mạ. Đặc tính phản xạ của lớp màng nhôm cao cộng với độ dẫn nhiệt của lớp túi khí thấp đã tạo khả năng cách nhiệt cách âm ưu việt cho sản phẩm này.

- Xốp dán tường chống nóng

Bước  vào  mùa  hè  nóng  nực,  nhiệt  độ  ngoài  trời  tăng  cao  làm  ngôi nhà bạn trở nên oi bức, khó chịu. Để làm giảm nhiệt, có nhiều cách với các loại vật liệu khác nhau, trong đó xốp dán tường chống nóng  là  một  trong  những  vật  liệu  được  ưa  chuộng  bởi  hiệu  quả  cao, tính thẩm mỹ và độ thông dụng của nó.

- Vách ngăn thạch cao

Vách thạch cao một mặt được sử dụng để chống nóng, chống lạnh,  tiêu  âm,  chống  cháy,  thậm  trí  là  chống  nước...  Tùy  từng  trường hợp và điều kiện cụ thể mà sử dụng vách để phù hợp với nhu cầu.

- Tấm cách nhiệt bông thủy tinh

Tấm  cách  nhiệt  bông  thủy  tinh  được  dùng  cách  nhiệt  chống  nóng  cho  nhà,  xưởng  các  KCN,  Khu  chế  xuất,  các  công  trình  kho  cảng,...  Tấm  cách  nhiệt  bông  thủy  tinh  còn  được  sử  dụng  cách nhiệt,  cách  âm,  bảo  ôn  chống  nóng  cho  đường  ống  trong  ngành  điện lạnh, hệ thống lò nung lò hơi...

- Tôn PU cách nhiệt

Tôn PU cách nhiệt còn được gọi với tên Tôn mát PU là một vật liệu  cách  nhiệt  được  sản  xuất  từ  công  nghiệp  hiện  đại.  Tôn  cách  nhiệt được sử dụng để làm mái, trần nhà.

- Bê tông bọt siêu nhẹ

Với những đặc tính ưu việt nổi bật , bê tông bọt siêu nhẹ thích hợp dùng để xây dựng nhà một hay nhiều tầng, với tính cách âm cách  nhiệt  cao  phù  hợp  xây  dựng  các  công  trình  như  bệnh  viện,  trường học, khách sạn ... Đặc biệt, sản phẩm Gạch bê tông bọt siêu nhẹ  rất  phù  hợp  trong  việc  cách  âm  sàn,  mái  và  tường  trong  nhà  hát, rạp chiếu phim. Thi công nhanh nên giảm được lượng chi phí khá lớn cho công trình.

- Rèm, ri đô, mành

Có thể sử dụng các loại rèm, ri đô và mành tre, trúc để treo bên trong  hay  bên  ngoài  bức  tường,  cửa  sổ,  ban  công  hướng  Tây  để  làm  dịu  mắt  và  giảm  sức  nóng  mà  nắng  chiếu  vào.  Có  nhiều  loại mành  tre  có  hoa  văn  sinh  động  cũng  làm  cho  ngôi  nhà  của  bạn  bắt mắt hơn.

4.  Đề  xuất  một  số  giải  pháp  công  nghệ  chống  nóng  cho 

công trình

Qua nghiên cứu, tác giả đề xuất 10 biện pháp chống nóng cho  công trình nhà ở riêng lẻ, cụ thể như sau:

- Bố trí công năng hợp lý

Thông thường, chúng ta hay có xu hướng tận dụng diện tích tối đa để làm không gian ở. Tuy nhiên đối với hướng Tây, bạn nên dành chúng  cho  những  không  gian  phụ  trợ  như  hành  lang,  cầu  thang,  nhà kho.... Điều này giúp các không gian sử dụng chính tránh được ánh nắng và lượng nhiệt trực tiếp của mặt trời.

- Bố trí cây xanh chắn nắng

Theo  nghiên  cứu  nhà  hoặc  ban  công  hướng  Tây  đều  không  đẹp, bởi vì phải hứng chịu ánh nắng gay gắt, đặc biệt là vào mùa hè

. Một trong những biện pháp hữu ích giúp ban công nhà hướng

Tây tránh nóng đó là trồng cây xanh. Trồng cây ở ban công hướng Tây sẽ giúp chống nắng, giảm nhiệt hiệu quả cho toàn bộ ngôi nhà.

- Xây tường 2 lớp kết hợp sử dụng tấm cách nhiệt

Xây tường có hai lớp độ dày tường khoảng 220 với hai lớp gạch lỗ 110 xây song song nhau và luôn đảm bảo duy trì ở giữa một khe tường khoảng 1-5cm, khe hở này được sử dụng 1 tấm cách nhiệm EPS.  Lớp  EPS  này  giúp  cách  nhiệt  khá  tốt  khi  lớp  tường  ngoài  bị  nung nóng thì lớp tường trong sờ vào vẫn mát tay.

Hình 1. Xây tường kết hợp vật liệu chống nóng

 - Sử dụng logia, thay vì ban công

Logia  là  phần  diện  tích  có  chức  năng  giống  ban  công,  nhưng  lô gia được xây thụt vào thay vì nhô ra như ban công. Chính điều này giúp logia tận dụng được phần sàn phía trên làm mái che nắng, giảm  tác  động  trực  tiếp  của  mặt  trời  vào  không  gian  ở.  Mặt  khác  cũng  đóng  vai  trò  như  một  không  gian  đệm  giúp  giảm  mức  tác  động nhiệt tới không gian ở bên trong.

- Sử dụng cấu trúc mái hợp lý

Mái nhà là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với ánh mặt trời, tìm ra giải pháp hạ nhiệt cho mái nhà là bạn đã đạt được 30 - 40% hiệu quả chống nóng cho cả ngôi nhà. Ngoài những lưu ý về vật liệu thì việc cải  thiện  cấu  trúc  mái  nhà  đóng  vai  trò  quan  trọng.  Để  làm  được  điều  đó,  bạn  nên  tạo  thêm  nhiều  khoảng  trống  giữa  mái  và  trần  nhà, tạo điều kiện cho lớp đệm không khí được tự do luân chuyển giúp tiêu biến dần khối khí nóng sinh ra bên trong nhà, từ đó nhiệt độ được điều hòa và lưu giữ ở trạng thái ổn định.

- Sử dụng giếng trời thông gió

Nếu cả ba phía bị bịt kín bởi nhà khác, thì giải pháp tốt nhất là làm giếng trời. Nhà ống hay bị nóng, không khí kém lưu thông nên rất cần lỗ thông gió. Nếu nhà không có lỗ thông gió thì không khí nóng  trong  nhà  không  có  đường  ra,  không  lưu  thông  với  không  khí bên ngoài, nhà sẽ nóng và bí. Nên bố trí làm lỗ hổng đàn hồi (lỗ thông gió gắn liền với mọi tầng nhà) để không khí nóng dễ thoát khỏi  nhà.  Cửa  mở  của  lỗ  đàn  hồi  nên  đặt  ở  tầng  cao  nhất,  giúp  không khí nóng thoát ra khỏi nhà, không khí lạnh dễ vào làm nhà luôn thoáng mát.

- Làm vườn trên sân thượng

Với một ngôi nhà, sân thượng và mái là phần cao nhất của công trình,  là  khu  vực  chịu  nhiều  bức  xạ  nhiệt  độ  nóng  từ  môi  trường,  gây  ra  nắng  nóng  cho  toàn  khu  nhà.  Làm  vườn  trên  sân  thượng, cách  làm  này  được  rất  nhiều  gia  đình  áp  dụng.  Chính  vì  thế  giải  pháp  chống  nóng  cho  nhà  mái  bằng  bằng  cách  làm  vườn  trồng  hoa,  trồng  rau  sạch  trên  sân  thượng  sẽ  giúp  giảm  khá  lớn  lượng  nhiệt hấp thụ vào nhà.

- Hạn chế diện tích sử dụng kính tiếp xúc trực tiếp với mặt trời

Hướng Tây tương ứng với nắng buổi chiều, nhiệt lượng tỏa ra vô cùng lớn. Vì vậy, sẽ thật vô lý nếu bạn bố trí những diện mở kính lớn ở hướng này.

Cửa  sổ  bạn  không  nên  dùng  cửa  nhôm  kính  nó  sẽ  làm  tăng nhiệt độ căn nhà vì cửa nhôm kính gây bức xạ nhiệt rất cao. Bạn có thể sử dụng của sổ trong kính ngoài chớp.

- Thiết kế hồ nước, non bộ hướng Tây

Gia  chủ  có  thể  bố  trí  thêm  tiểu  cảnh,  hồ  nước  hướng  Tây  để giảm  truyền  bức  xạ  nhiệt  do  mặt  trời  nung  nóng  vào  nhà.  Biện  pháp  này  vừa  tạo  nên  một  khung  cảnh  thiên  nhiên  gần  gũi  vừa 

tránh nóng và giúp không gian trở nên sinh động hơn.

- Sử dụng hệ thống phun nước, phun sương

Phun nuớc, phun sương: Hệ thống phun sương gần đây được triển  khai  ứng  dụng  nhiều,  trong  các  không  gian  công  cộng  như  nhà  hàng  và  cả  nhà  ở.  Việc  phun  nước,  phun  sương  tạo  ra  hiện  tượng nước bốc hơi thu nhiệt, đồng thời tăng cường đối lưu không khí. Ngoàira, áp lực phun nước, sương tạo chuyển động không khí gây mát.

5. Giải pháp chống nóng cho công trình hướng Tây với kích thước 10,5x14m

Hầu hết tất cả các loại nhà ở đều bị nóng ít hay nhiều, tuy nhiên  để có cái nhìn tổng thể tác giả lựa chọn một công trình 2 tầng, có  kích thước 10,5x14m, hướng chính Tây, công trình tại Hà Tĩnh, chịu khí  hậu  nắng  nóng,  bức  xạ  nhiệt  lớn  vào  mùa  hè  đặt  ra  một  vấn  đề quan trọng đó là vừa đảm bảo hiệu quả chống nóng cao nhất nhưng không làm mất đi mỹ quan của công trình.

Ngôi nhà được bố trí kết hợp nhiều giải pháp chống nóng: bố trí  khối  công  năng  tầng  lùi  về  phía  sau  nhà;  Bố  trí  cây  xanh  chắn  nắng trước nhà; Sử dụng logia, thay vì ban công; Hạn chế sử dụng kính tiếp xúc trực tiếp với mặt trời;  Sử dụng cấu trúc mái ngói Cừa Nghệ An; Sử dụng nhiều ô thông gió; Xây tường 2 lớp kết hợp với tấm chống nóng EPS.

Hình  2,3,4  thể  hiện  việc  bố  trí  công  năng  lùi  về  phía  sau  nhà  điều này giúp các không gian sử dụng chính tránh được ánh nắng và lượng nhiệt trực tiếp của mặt trời.

           Hình 2. Mặt bằng tầng 1                                                                                                       Hình 3. Mặt bằng tầng 2

Hình 4. Không gian hiên tầng 1

Ngoài  ra,  cây  xanh  được  trồng  phía  mặt  tiền  hướng  Tây,  cây xanh được lựa chọn là loại cây cây cao, tán rậm và ít rụng lá, ở ban công tầng 2 trồng thêm một số cây giúp chống nắng, giảm nhiệt hiệu quả cho toàn bộ ngôi nhà.

Hình 5. Mặt đứng và mặt cắt của ngôi nhà

Hình 6. Sử dụng logia, trồng cây sân thượng và hạn chế kính tiếp xúc trực tiếp với mặt trời.

Tầng 2 giải pháp sử dụng logia, thay vì ban công, trồng một số  cây  tránh  ánh  nắng  mặt  trời  chiếu  trực  tiếp  vào;  Bên  cạnh  đó  các   tấm  kính  lấy  sáng  được  lùi  vào  phía  trong,  tránh  trường  hợp  tiếp   xúc trực tiếp, tăng nhiệt độ cho các phòng.

Trong  nhà  được  thiết  kế  sử  dụng  nhiều  ô  thông  tầng,  lấy  gió,  tạo điều kiện điều hoà không khí, đối lưu tốt.

Kết cấu tường được xây 2 lớp mỗi lớp 110mm, ở giữa làm lớp  EPS dày 20mm chống nóng cho các bức tường hướng Tây, nhằm mục đích không để nhiệt độ truyền qua tường.

Giải pháp chống nóng cho mái sử dụng cấu trúc mái ngói Cừa Nghệ  An,  đây  là  một  loại  ngói  điều  hoà  nhiệt  độ,  giá  thành  rẻ,  được làm từ đất sét, thân thiện với môi trường.

Hình 7. Thiết kế trong nhà nhiều chỗ thông tầng, thông gió

Hình 8. Xây tường kết hợp tấm cách nhiệt EPS

Trong bài báo này, tác giả nghiên cứu nguyên nhân gây nóng cho công trình hướng Tây, tìm hiểu các vật liệu chống nóng hiện có trên thị trường, đề xuất một số giải pháp chống nóng cho công trình, áp dụng vào thiết kế một công trình thực tiễn hướng Tây tại Hà Tĩnh. Qua thời gian sử dụng cho thấy hiệu quả chống nóng rõ rệt từ các giải pháp đã đưa ra, các giải pháp này phù hợp với điều kiện kinh tế vừa phải, việc tính toán thi công dễ dàng, tiết kiệm được  thời  gian,  công  sức,  nâng  cao  khả  năng  chống  nóng  nhất  cho các căn nhà hướng Tây.

Ths. Trần Văn Bình

Khoa Kỹ thuật - Công nghệ, Trường Đại học Hà Tĩnh

Email: binh.tranvan@htu.edu.vn

Tài liệu tham khảo

[1].  Bộ  Xây  dựng, Tiêu  chuẩn  quốc  gia  TCVN  9258  :  2012  về  Chống nóng cho nhà ở - Hướng dẫn thiết kế, 2022.

[2].  Bộ  Xây  dựng, Tiêu  chuẩn  quốc  gia  TCVN  4451:2012,  Nhà  ở - nguyên tắc cơ bản để thiết kế, 2022.

[3]. Bộ Xây dựng, TCVN 5687-2024 -Thông gió, điều tiết không khí sưởi ấm - Tiêu chuẩn thiết kế, 2024.

[4]. Bộ Xây dựng, TCVN 4605 -1988  - Kỹ thuật nhiệt - Kết cấu

ngăn che. Tiêu chuẩn thiết kế, 1988.

[5].  Bộ  Xây  dựng,  TCVN  9345  -2012  -  Mái  và  sàn  bê  tông  cốt 

thép  trong  công  trình  xây  dựng.  Yêu  cầu  kỹ  thuật  chống  thấm nước, 2012.

[6]. Đặng Quốc Phú, Giáo trình Truyền nhiệt: Phần 1, Nhà xuất bản Giáo dục, 2012.

[7].  Nguyễn  Đức  Thiềm, 

Kế  kiến  trúc  nhà  ở,  NXB  Xây  dựng,  2022.