Sử dụng vật liệu kính trong thiết kế kiến trúc đạt hiệu quả năng lượng tại Việt Nam

MTXD - Kính đã góp phần làm thay đổi bộ mặt kiến trúc đô thị, tạo bước chuyển biến lớn trong hiện đại hóa công trình xây dựng. Đặc biệt, đây là loại vật liệu lấy ánh sáng, ngăn che gió bụi, cách âm, cách nhiệt, không cho rêu mốc phát triển, tạo các không gian, hình khối kiến trúc đa dạng, vừa nhẹ nhàng, vừa thanh thoát, vừa hiện đại, khang trang…

1. Tổng quan xu hướng sử dụng vật liệu kính trong công trình kiến trúc tại Việt Nam

Vật liệu kính đã khá quen thuộc trong các công trình kiến trúc. Kính hiện diện với nhiều vai trò khác nhau vừa là vật liệu cơ bản, vật liệu hoàn thiện và là vật liệu trang trí mang tính thẩm mỹ cao. Là dòng vật liệu nhân tạo, kính có đặc tính cơ lý ưu việt, độ bền cao, có khả năng chống lại tác động của môi trường… được sản xuất công nghiệp với những giá trị về lấy sáng và vẻ đẹp sang trọng, kính đã trở thành một phần của các tòa nhà công nghệ cao…

Kính xuất hiện ở nhiều thể loại công trình, từ những không gian sống riêng tư của mỗi gia đình cho đến công trình tôn giáo tín ngưỡng như nhà thờ và ngày nay rất phổ biến trong các cao ốc văn phòng, trung tâm thương mại…

Hình 1. Trung tâm hành chính mới Đà Nẵng với vỏ bao che hoàn toàn bằng vật liệu kính chưa quan tâm đến đặc điểm khí hậu nhiệt đới tại Việt Nam. Tòa nhà này sẽ là cỗ máy tiêu tốn năng lượng trong tương lai.

Xu hướng sử dụng kính trong công trình xây dựng ngày một lan rộng trên khắp thế giới, việc sử dụng kính trong ngành công nghiệp xây dựng đã được ứng dụng ở rất nhiều quốc gia. Tại Việt Nam, kính đã góp phần làm thay đổi bộ mặt kiến trúc đô thị, tạo bước chuyển biến lớn trong hiện đại hóa công trình xây dựng.

Tuy nhiên, tại các vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm như Việt Nam nơi có nhiều ánh nắng mặt trời quanh năm, việc lạm dụng vật liệu kính trong lớp vỏ công trình sẽ gây ra nhiều bất lợi trong sử dụng cũng như tiêu tốn nhiều năng lượng...

Trên thực tế việc không chỉ kính mà sử dụng vật liệu trong xây dựng ở Việt Nam chưa có sự quan tâm đúng mực đến hiệu quả năng lượng. Giải pháp vỏ bao che cho công trình vẫn còn sử dụng các loại kính có cấu tạo, màu sắc và khả năng cách nhiệt không phù hợp, chủ yếu đáp ứng yêu cầu chức năng, thẩm mỹ mà bỏ qua yếu tố hiệu quả năng lượng. Theo khảo sát VNEEP cho thấy: “98% tòa nhà xây trong năm năm trở lại đây không có cách nhiệt, 75% sử dụng một lớp kính, 41% có tỷ lệ kính trên tường - WWR - lớn hơn 0.25...”[10].

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia 09:2017/BXD về "Các công trình sử dụng năng lượng hiệu quả" được Bộ Xây dựng ban hành kèm theo Thông tư số 15/2017/TT-BXD ngày 28/12/2017. Quy chuẩn này có hiệu lực thi hành kể từ ngày 01/06/2018. Trong quy chuẩn này đã nhiều quy định trong việc sử dụng vật liệu kính trong lớp vỏ công trình xây dựng được đặt ra nhằm hướng tới hiệu quả năng lượng.

2. Thực trạng về sử dụng vật liệu kính trong các công trình kiến trúc ở Việt Nam và phương pháp nghiên cứu

2.1. Nhận thức sử dụng vật liệu kính

Hòa nhập với thế giới, Việt Nam đang từng bước tiếp cận xu hướng sử dụng kính và áp dụng vào các công trình xây dựng. Với tốc độ phát triển nhanh, nhiều công trình với vỏ bao che bằng kính đã được xây dựng lên. Tuy nhiên, việc áp dụng một cách ồ ạt, nhận thức chưa đầy đủ về vật liệu kính của các chủ đầu tư, nhà thiết kế và người sử dụng... đã khiến việc thiết kế và sử dụng kính không đạt được hiệu quả mong muốn.Chủ đầu tư

Các chủ đầu tư ở Việt Nam hiện nay còn rất hạn chế về các kiến thức về sử dụng kính nói chung và kính tiết kiệm năng lượng nói riêng. Với mức đầu tư ban đầu lớn, các nhà đầu tư còn khá e dè trong việc sử dụng kính tiết kiệm năng lượng, thường lựa chọn là loại kính có giá thành thấp.

Do hạn chế về thông tin, một số lượng lớn các nhà đầu tư còn khá tùy tiện, thờ ơ ... hoặc phụ thuộc hoàn toàn vào bên tư vấn trong việc lựa chọn vât liệu kính. Do vậy nhiều công trình khi đưa vào vận hành đã không đáp ứng được mong muốn của chủ đầu tư về hiệu quả kinh tế cũng như chất lượng sử dụng.

Người thiết kế

Với vai trò tư vấn cho chủ đầu tư nhưng người thiết kế chưa làm được nhiều bởi sự thiếu thốn dữ liệu thông tin về vật liệu kính. Nhiều nhà thiết kế tại Việt Nam chưa làm chủ những kiến thức về điều kiện khí hậu, thiếu những kiến thức sử dụng vật liệu kính, thiếu các công cụ (mô phỏng, tính toán...) trong quá trình thiết kế. Một nhóm nhỏ còn dễ dãi trong việc tư vấn sử dụng vật liệu kính khiến tác phẩm của họ hào nhoáng nhưng lại không đạt về tiện nghi sử dụng và hiệu quả kinh tế lâu dài cho công trinh.

Người sử dụng

Hiện nay tại Việt Nam, người sử dụng các công trình xây dựng đều chưa được cung cấp kiến thức đầy đủ để hiểu một cách rõ ràng về vận hành công trình hiệu quả và tiết kiệm năng lượng. Chính vì vậy, khi vận hành thường mắc rất nhiều sai lầm khiến cho các công trình sử dụng kính rất nhanh bị xuống cấp hoặc không đạt hiệu quả sử dụng mong muốn.

2.2. Những thách thức trong việc thiết kế kiến trúc với vật liệu kính tại Việt Nam

Xu hướng tăng cường sử dụng kính cho bề mặt tòa nhà “trong suốt” hiện nay làm tăng tải làm mát đáng kể trong các tòa nhà. Điều này khiến cho các tòa nhà kính trở thành các cỗ máy ngốn năng lượng. Đây là một mâu thuẫn gay gắt trong bài toán kinh tế của các nhà đầu tư.

Sự thiếu thốn một nguồn dữ liệu chuẩn về các thông số kỹ thuật của các chủng loại kính trên thị trường khiến rất khó khăn để lựa chọn kính phù hợp mà không làm ảnh hưởng đến hiệu quả năng lượng, tầm nhìn và tiện nghi nhiệt của các tòa nhà.

Không làm chủ được các công cụ tính toán mô phỏng... khiến các công trình không đạt yêu cầu cần bằng giữa hấp thu nhiệt mặt trời và lấy ánh sáng tự nhiên...

2.3. Phương pháp nghiên cứu

Các phương pháp nghiên cứu khác nhau được thực hiện trong nghiên cứu này: Kế thừa, Tổng hợp, Phân tích, Đánh giá, Mô phỏng, Thực nghiệm.

Nghiên cứu kế thừa những kêt quả nghiên cứu của đề tài “Xây dựng Module đào tạo chuyên sâu về thiết kế, sử dụng kính trong công trình xây dựng hướng tới tính bền vững và sử dụng năng lượng hiệu quả” (cũng do chính tác giả triển khai năm 2015), tổng hợp các nghiên cứu khác gần đây và cập nhật thêm số liệu liên quan đến sử dụng vật liệu kính trong thiết kế kiến trúc.

Phân tích diễn giải các tài liệu hiện có, đánh giá tường thuật và phê bình được sử dụng với mục đích tóm nhặt những vấn đề nổi cộm trong bối cảnh hiện nay.

Cũng như tóm lược các lý thuyết và giải pháp mang tính định hướng chung cần áp dụng như là một phần kết quả nghiên cứu liên quan đến các giả thuyết.

Thông qua thiết kế thực nghiệm với các công cụ mô phỏng để khẳng định kết quả nghiên cứu giả thuyết là đúng hướng và có giá trị. Phần mềm được sử dụng trong nghiên cứu là IES bản quyền. Dữ liệu đầu vào sử dụng trong nghiên cứu này là từ Bảng B-3 Đới khí hậu Quốc tế - ASHRAE 90.1 và QCVN 02 -2009/ BXD về số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng.

3. Kết quả nghiên cứu và bàn luận

Thiết kế công trình kiến trúc sử dụng vật liệu kính đạt hiệu quả năng lượng tại Việt Nam Để có thể thiết kế công trình kiến trúc sử dụng vật liệu kính đạt hiệu quả năng lượng tại Việt Nam cần nắm vững về đặc điểm bức xạ mặt trời (BXMT) và đặc điểm nhiệt quang của kính.

Đặc điểm bức xạ mặt trời (BXMT) tại Việt Nam có thể tóm lược một số nét chính như sau: BXMT quanh năm cao, đặc biệt là trực xạ mặt trời (TXMT), tính định hướng của TXMT rất rõ rệt, trị số độ rọi cao vào ban ngày kể cả đầu giờ sáng và cuối giờ chiều, độ rọi khuếch tán khá đồng đều trên toàn lãnh thổ, độ rọi phân bố đều quanh năm theo thời gian trong ngày. Điều này cho thấy tiềm năng sử dụng ánh sáng tự nhiên (ASTN) ở Việt Nam là rất dồi dào.

So với nhiều nước khác tại Việt Nam có thể sử dụng ASTN nhiều giờ trong ngày. Nắm vững đặc điểm đặc điểm BXMT và tiềm năng sử dụng ASTN tại Việt Nam sẽ giúp ích cho người thiết kế có nhưng lựa chọn đúng đăn về hướng công trình, có giải pháp che nắng phù hợp giúp khai thác tối ưu ASTN cho công trình. Tránh được việc sử dụng kính theo kinh nghiệm hay cảm tính như là hướng Nam thì nên thế này hay hướng Bắc thì nên thế kia...

Nhiều nghiên cứu cho thấy sử dụng vật liệu kính xoay về hướng tránh đường mặt trời thay vì hướng xích đạo sẽ tạo ra độ chiếu sáng đồng đều nhất, mặc dù không phải là sáng nhất. Bố trí kính ở hướng Đông và Tây có thể cho ánh sáng rất sáng vào buổi sáng hay tối nhưng lại thiếu sáng nhiều thời điểm khác trong ngày và rất dễ bị chói. Bố trí kính hướng về đường mặt trời nhận được ánh sáng sáng nhất; chúng cũng có thể bị chói nhưng độ chói dễ dàng kiểm soát hơn so với tường hướng Đông và Tây.

Ở vùng vĩ độ trung bình và vùng gần với xích đạo, giếng trời sẽ tạo ra độ chiếu sáng ổn định và sáng nhất, nhưng ở những vĩ độ gần cực sẽ ít sáng hơn và ít ổn định hơn.

Đặc điểm nhiệt quang của kính bao gồm các yếu tố sau: giá trị U (U), hệ số hấp thu nhiệt mặt trời (SHGC), hệ số truyền ánh sáng nhìn thấy (VLT), hệ số che nắng (SC), hệ số phản xạ ánh sáng nhìn thấy (VLR)...

Đặc trưng cho khả năng truyền nhiệt của kết cấu, trị số U càng nhỏ càng có ý nghĩa trong việc cách nhiệt qua kết cấu.

Hệ số hấp thụ nhiệt mặt trời của kính SHGC (Solar heat gain coefficiency) có ý nghĩa trong việc ngăn nhiệt truyền qua kính vào nhà. Kính có SHGC càng nhỏ càng có giá thành cao.

Trường hợp công trình có kết hợp che nắng, ta cần cân nhắc đến hệ số che nắng SC.

Hệ số xuyên ánh sáng của kính VLT (Visible Light Transmission) biểu diễn tỉ lệ phần trăm của phần năng lượng ánh sáng xuyên qua kính so với phần năng lượng ánh sáng chiếu tới bề mặt kính.

Cần dung hòa các yêu cầu về VLT, SHGC và giá trị U để đảm bảo các yêu cầu về chiếu sáng tự nhiên và yêu cầu cách nhiệt của công trình.

Tỷ số diện tích cửa sổ - tường WWR (Window to Wall Ratio) thể hiện cách bố trí và diện tích ô cửa trong công trình kiến trúc. Thông số này rất quan trọng bởi vì việc sử dụng khéo léo cửa sổ kính và giếng trời có thể mang lại tiện nghi nhiệt và thị giác thụ động, giúp tiết kiệm năng lượng và chi phí. Ô cửa lớn hơn không hẳn là tốt hơn, chúng có thể gây ra tổn thất nhiệt hay hấp thu nhiệt quá lớn hoặc quá sáng và chói.

Lưa chọn kích thước ô cửa hợp lý là yếu tố quyết định. Cửa sổ và các ô cửa khác mang nhiệt mặt trời vào phòng nhưng cũng có thể làm mất nhiệt do làm mát phát xạ và dẫn nhiệt cao hơn hầu hết các kết cấu tường hay mái. Cũng như với lấy sáng tự nhiên, kính có tính chất phù hợp phải được lựa chọn cho phù hợp với các hướng. Một cửa sổ kính mang lại nhiều nhiệt có ích bố trí ở một mặt nào đó của công trình có thể cũng làm mất nhiều nhiệt nếu đặt ở một mặt nào đó khác.

Hình 2. Một số công trình sử dụng kính tại Malaisia và Singapore nhưng đạt hiệu quả năng lượng và thẩm mỹ

Từ những đặc điểm bức xạ mặt trời (BXMT) và đặc điểm nhiệt quang của kính, nhiều công cụ có thể áp dung cho các mặt tiền sử dụng kính của công trình kiến trúc.

Tích hợp vật liệu kính với cấu trúc che nắng phù hợp

Khi công trình chỉ được bao che bởi lớp vỏ một lớp mỏng manh (thường là kính các loại) như cách làm thông thường hiện nay, việc công trình dễ bị “tổn thương” bởi tác động của khí hậu là điều không thể tránh khỏi. Cùng sự tiêu tốn năng lượng vì phải sử dụng nhiều giải pháp chủ động, là chất lượng vi khí hậu không tốt ảnh hưởng đến sức khỏe, tâm lý người sử dụng.

Việc tích hợp thêm lớp che nắng phù hợp với lớp kính bên trong tạo thành kết cấu bao che nhiều lớp có thể khắc phục được những vấn đề nêu trên.

Hình 3. Tích hợp với cấu trúc che nắng phù hợp mang lại hiệu quả năng lượng[9]

Sử dụng năng lượng sạch với công nghệ kính pin năng lượng mặt trời

Công nghệ pin quang điện hiện nay đã phát triển tạo ra dòng điện ổn định công suất cao, có thể sử dụng trực tiếp mà không cần phải thông qua hệ thống lưu trữ, từ đó sẽ giảm thiểu tác động đến môi trường trong vòng đời sử dụng. Đặc biệt nhất là giá thành pin quang điện ngày càng rẻ so với tiềm năng năng lượng mà hệ thống này có thể tạo ra.

Các nhà thiết kế có thể khéo léo tích hợp pin quang điện kết hợp cùng vật liệu kính tạo nên những mặt đứng công trình đồng nhất.

Việc này đã góp phần tạo nên các các công trình hiệu quả năng lượng sử dụng vật liệu kính .

Chúng ta đều biết kiến trúc là tổng hòa của hai yếu tố thẩm mỹ và kỹ thuật. Nếu kính là loại vật liệu rất được ưa chuộng để tạo nên những công trình có giá trị thẩm mỹ cao, thì đặc điểm nhiệt quang của kính chính là yếu tố kỹ thuật mà người thiết kế cần nắm bắt được. Chính yếu tố kỹ thuật này giúp người thiết kế đưa ra những giải pháp thiết kế đảm bảo tiện nghi vi khí hậu và góp phần giảm tải năng lượng tiêu thụ cho tòa nhà mang tính định lượng. Đây là những số liệu về mặt hiệu quả kinh tế giúp thuyết phục chủ đầu tư.

4. Ví dụ thực nghiệm

Dự án cải tạo công trình nhà A Học viện hành chính quốc gia, công trình được xây dựng từ thập niên 60 đã qua nhiều lần sửa chữa nên không đồng bộ khiến cho tiện nghi sử dụng không tốt, mặt tổn thất năng lượng tiêu thụ rất lớn. Công trình nằm trên trục đường Nguyễn Chi Thanh - Hà Nội quay ra hướng Tây, hình thức kiến trúc đã lạc hậu và xuống cấp…. Ban giám đốc Học viện muốn có một mặt đứng kính thép để thể hiện sự hiện đại sang trọng phù hợp với vai trò của Học viện Hành chính Quốc gia hôm nay. Đây là một thách thức lớn vì công trình có mặt đứng chính quay ra hướng Tây chịu bức xạ nhiệt rất lớn vào buổi chiều.

Hình 4: Vị trí Học viện Hành chính quốc gia và hiện trạng trước khi tu sửa.

Hiện trạng:

Hình thức kiến trúc: Toà nhà A của Học viện được xây dựng từ năm 1960. Từ đó đến nay đã qua nhiều lần cải tạo, sửa chữa vì thế hình thức kiến trúc lạc hậu và chắp vá.

Hệ thống kết cấu: Qua nhiều năm sử dụng hệ kết cấu công trình đã xuống cấp. Khối cầu thang ngoài nhà bị tách rời khỏi khối nhà cũ do sự lún, nứt kết cấu. Tường, trần bị thấm dột do đó gây ẩm mốc, bong tróc các lớp sơn. Mái tôn có chỗ bị cong vênh, gây dột. Hệ thống cửa gỗ xuống cấp nứt nẻ, mối mọt, bản lề gỉ sét cũng do ảnh hưởng của nhiệt độ, ánh sáng trực tiếp lâu ngày.

Hình 5. Mặt đứng và Mặt bằng công trình và những vấn đề kỹ thuật trước khi tu sửa.

Hệ thống kỹ thuật: Hệ thống điều hòa không khí được trang bị từ những năm 80, thường xuyên hỏng nên không sử dụng được. Một số điều hòa được lắp đặt thêm trong quá trình cải tạo là các điều hòa kiểu cũ tiêu tốn nhiều năng lượng. Ngoài ra do hệ thống cửa không kín gây thất thoát nhiệt lượng làm mát do điều hòa cung cấp khiến cho công trình tiêu tốn năng lượng hơn.

Hệ thống nước: dùng ống tráng kẽm đã bị ăn mòn theo thời gian, đặc biệt là những đoạn cút nối qua thời gian đã bị oxy hóa nặng dẫn hiện tượng đến tắc, rò gỉ nước thường xuyên.

Vi khí hậu: Do sử dụng lớp vỏ bao che là kính một lớp, khung nhôm gia công nên nhiệt độ bên trong công trình vào buổi chiều khi không có điều hòa rất nóng. Thường xuyên phải sử dụng rèm che ở bên trong để ngăn ánh sáng gắt và bức xạ mặt trời. Việc sử dụng rèm làm giảm nắng gắt hướng Tây nhưng đồng thời làm giảm lượng ánh sáng đi vào văn phòng do đó người ta phải bật đèn chiếu sáng.

Giải pháp:

Giải pháp lớp vỏ công trình

Lớp vỏ công trình được thiết kế theo phong cách hiện đại với việc sử dụng vật liệu kính kết hợp lam chắn nắng. Hệ khung thép bọc tấm Alumni bên ngoài mang lại một cảm giác mới mẻ với tạo hình khối rõ ràng mạch lạc nhưng không nặng nề. Hệ lớp vỏ 2 lớp giúp cải tạo vi khí hậu cho văn phòng làm việc bên trong Học viện. Giảm được tiếng ồn do các phương tiện bên ngoài mang lại, đồng thời giảm đáng kể lượng khí nóng đi vào công trình. Lớp vỏ kép tạo luồng không khí đối lưu và không khí nóng của công trình thải ra thoát ra bay lên trên.

Lam chắn nắng làm giảm ánh sáng chói gắt buổi chiều từ hướng Tây. Ngoài ra tăng diện tích được che nắng cho không gian bên trong, giảm bức xạ mặt trời đi vào công trình, từ đó giảm được năng lượng tiêu tốn cho việc làm mát về mùa nóng.

Hình 6. Phương án thiết kế và công trình sau khi hoàn thành.

Giải pháp thông gió, chiếu sáng

Thông gió tự nhiên bằng hệ thống cửa, hệ thống vỏ hai lớp. Ngoài ra có tăng cường thêm hệ thống quạt mát thông gió chủ động.

Thay thế điều hòa cũ và sử dụng các hệ thống điều hòa VRV/VRF thế hệ mới để tăng khả năng tiết kiệm năng lượng.

Tận dụng tối đa ánh sáng tự nhiên kết hợp hệ thống chiếu sáng nhân tạo.

Hình 7. Giải pháp năng lượng tái tạo.

Lắp đặt các tấm thu năng lượng mặt trời, bình nước nóng năng lượng mặt trời trên mái nhà A nơi nhận được lượng bức xạ lớn của mặt trời do quay về hướng Tây Tây Bắc. Tuy giải pháp về pin quang điện cũng tốn khá nhiều chi phí cho các thiết bị điều khiển, chuyển đổi, lưu điện.

Nhưng vào mùa hè trời nắng nóng, chi phí năng lượng cho làm mát là rất lớn việc sử dụng pin quang điện trên mái vừa giảm được bức xạ mặt trời đi vào công trình qua kết cấu mái lại là một giải pháp để giảm thiểu việc sử dụng năng lượng trong giờ cao điểm ở đô thị.

Sử dụng công cụ mô phỏng năng lượng trên mô hình thiết kế kết hợp với việc khảo sát đo đạc thực tế để đánh giá hiệu quả của phương án thiết kế.

Hình 8. Mô phỏng các yếu tố khí hậu tác động lên công trình

Theo mô phỏng trong tháng 7, vào tuần nóng nhất (xanh lá cây sáng) thì nhiệt độ trong công trình giữ ổn định dưới 29oC trong giờ làm việc, độ ẩm tương đối giữ ở mức dưới 85%.

Hình 9. Các biểu đổ thể hiện kết quả mô phỏng.

Tổng sử dụng năng lượng làm mát trong 1 năm cho các phòng làm việc phía trước tính toán sơ bộ hết khoảng 62 MWh/năm, năng lượng dùng cho nước nóng khoảng 2MWh/năm.

Cấu trúc mặt đứng lớp vỏ hai lớp tự thông gió nhờ hiệu ứng chênh lệch nhiệt độ giúp đối lưu không khí. Trong khoảng thời gian mát trời, cửa kính trong phòng có thể mở được ở phía trên để thông gió tự nhiên, giúp hạn chế dùng điều hòa. Nan che nắng lắp bên ngoài cửa sổ giúp tránh ánh nắng chiếu trực tiếp vào phòng.

Hình 10. Cấu trúc mặt đứng lớp vỏ hai lớp và thẩm mỹ công trình.

Sử dụng năng lượng tái tạo để làm mát các phòng phía trước. Theo tính toán tổng sử dụng năng lượng công trình khoảng 47MWh/năm. Như vậy tiết kiệm 24% hàng năm so với trước khi cải tạo.

Ảnh hưởng của nắng mặt trời vào phòng đã giảm đi rất nhiều so với hiện trạng (Giảm từ max 2.6KW xuống max 0.25KW).

Khả năng cách âm của công trình với phương án mặt đứng mới sẽ được bảo đảm. Với 1 lớp kính phía trước có thể giảm được 15dB, nhưng với vách kính được thay thế mới với chủng kính hộp 2 lớp sẽ giảm được thêm khoảng 31dB. Như vậy, môi trường âm thanh được cải thiện đáng kể sau khi cải tạo.

Nếu điều kiện tài chính cho phép, để tăng tiện nghi sử dụng công trình, hệ thống che nắng có thể được thiết kế nâng hạ tự động do các cảm biến và phần mềm điều khiển. Việc này cũng giúp tiết kiệm năng lượng trên hệ thống chiếu sáng nếu được nghiên cứu kỹ.

Công trình nhà A Học Viện Hành chính quốc gia sau khi được thiết kế cải tạo so với công trình cũ thì mang phong cách hiện đại hơn, khang trang hơn. Một điều quan trọng hơn là nó đã cải tạo được tiện nghi vi khí hậu mang lại tiện nghi và sức khỏe cho người sử dụn. Việc sử dụng vật liệu kính kết hợp hệ lam che nắng làm giảm đáng kể bức xạ trực tiếp, nhưng vẫn đảm bảo chiếu sáng tự nhiên cũng như giảm được một phần bụi và tiếng ồn đi vào không gian bên trong.

5. Kết luận

Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành Xây dựng ở Việt Nam trong những năm gần đây, thì kính là vật liệu được sử dụng nhiều trong các công trình kiến trúc. Tuy nhiên, trong điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm Việt Nam, kính xây dựng không phải lúc nào cũng phát huy hết ưu điểm và được sử dụng hợp lý. Bên cạnh tính năng vượt trội của các vật liệu khác không có được, cần chú ý đến những tác động ngược chiều của kính như hiện tượng hiệu ứng nhiệt hay sự thiếu an toàn của vật liệu kính.

Để đáp ứng yêu cầu tối thiểu một công trình xây dựng sử dụng kính tiết kiệm năng lương, người thiết kế cân nắm vững những nội dung của Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia QCVN 09:2017/BXD về Các công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả được Bộ Xây dựng ban hành theo Thông tư số 15/2017/TT-BXD.

Hiểu về vật liệu kính, cần tránh lạm dụng sử dụng vật liệu kính trong công trình kiến trúc. Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, BXMT cao của Việt Nam nên kết hợp vật liệu kính với các giải pháp che nắng. Nên sử dụng vật liệu kính phù hợp với các hướng khác nhau của công trình. Nếu dùng vật liệu kính đúng có thể tận dụng tối đa chiếu sáng tự nhiên.

Cần nhanh chóng xây dựng một nguồn dữ liệu thông số kỹ thuật của các chủng loại kính tại Việt Nam. Trên cơ sở dữ liệu này, các công cụ mô phỏng sẽ rất hữu ích để có được các kịch bản sử dụng vật liệu kính phù hợp trong công trình kiến trúc.

PGS.TS Hoàng Mạnh Nguyên 
Viện Khoa học và công nghệ đô thị xanh

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Robyn Pender, Rodney Bender 2012, Practical Building Conservation: Glass and Glazing.

2. Peter Gossel, Gabriele Leuthhauser 2005, Architecture in the 21th Century. Taschen.

3. Viện Kiến trúc nhiệt đới - 2011, Kỷ yếu Hội thảo Kiến trúc xanh - Tương lai xanh.

4. Viện Kiến trúc nhiệt đới - 2015, Kỷ yếu Hội thảo Thiết kế công trình với vật liệu kính đạt hiệu quả năng lượng và thẩm mỹ.

5. BS EN 1096 Glass in building. Coated glass.

6. ASHRAE Handbook 2011, Fundamentals.

7. Phạm Đức Nguyên 2013, Phát triển kiến trúc Bền vững, Kiến trúc xanh Việt Nam, NXB Trí Thức

8. Bộ Xây dưng, 2015. Tài liệu tập huấn về áp dụng qui chuẩn quốc gia 09-2013/BXD về Các công trình xây dựng năng lượng hiệu quả.

9. SAMYN and PARTNERS (2014), Head Office of AGC Glass Europe, ArchDaily, Website, truy cập ngày 14/03/2019, tại trang https://www.archdaily.com/.

10. VNEEP, Áp dụng quy chuẩn tiết kiệm năng lượng sẽ tiết kiệm được 30%, Website, truy cập ngày 1/ 3/ 2018, tại trang http://tietkiemnangluong.com.vn