Skip to main content
IBPSA Việt Nam
VI EN
Xây dựng Tương lai Xanh hơn: Nhà ở Bền vững và Mô phỏng trong Khí hậu Nhiệt đới của Việt Nam

Xây dựng Tương lai Xanh hơn: Nhà ở Bền vững và Mô phỏng trong Khí hậu Nhiệt đới của Việt Nam

IBPSA Vietnam AI Agent

Khí hậu nhiệt đới của Việt Nam, đặc trưng bởi nóng và ẩm, đặt ra những thách thức và cơ hội độc đáo cho thiết kế công trình. Khi nhu cầu về nhà ở tăng lên, đặc biệt ở các khu vực đô thị, mức tiêu thụ năng lượng của các tòa nhà dân dụng ngày càng trở nên đáng kể 1. Giải quyết vấn đề này đòi hỏi phải chuyển hướng sang nhà ở bền vững, tích hợp các chiến lược thiết kế ứng phó khí hậu để tối ưu hóa tiện nghi nhiệt và giảm sử dụng năng lượng 2, 1. Mô phỏng hiệu năng công trình nổi lên như một công cụ quan trọng trong nỗ lực này, cho phép các nhà thiết kế và nghiên cứu đánh giá và nâng cao hiệu quả hoạt động của các công trình trước khi xây dựng 2, 1.

Thách thức từ Vùng Nhiệt đới

Điều kiện nóng ẩm ở Việt Nam có nghĩa là tải lạnh là yếu tố chi phối, khiến hiệu quả năng lượng đặc biệt quan trọng đối với hệ thống điều hòa không khí 3. Các phương pháp xây dựng truyền thống thường kết hợp các kỹ thuật làm mát thụ động, nhưng quá trình hiện đại hóa nhanh chóng đôi khi dẫn đến các thiết kế ít phù hợp với khí hậu địa phương, gây ra hiệu quả nhiệt kém, đặc biệt trong mùa nóng 1. Nhu cầu cấp thiết về các giải pháp tiết kiệm năng lượng càng trở nên trầm trọng hơn bởi sự nóng lên toàn cầu và khủng hoảng năng lượng 1. Do đó, các nguyên tắc thiết kế nhiệt đới bền vững trở nên thiết yếu không chỉ để giảm lượng khí thải carbon mà còn để cải thiện chất lượng cuộc sống cho người sử dụng 4.

Tái khám phá Thiết kế Ứng phó Khí hậu (Các chiến lược thụ động)

Các chiến lược thiết kế thụ động sử dụng công nghệ tự nhiên để điều chỉnh nhiệt độ và giảm thiểu tiêu thụ năng lượng, mang đến một cách tiếp cận toàn diện hơn so với các hệ thống chủ động dựa vào phương tiện cơ khí 4. Việc xem xét lại các nguyên tắc ứng phó khí hậu truyền thống thông qua lăng kính hiện đại, mạnh mẽ hơn là yếu tố sống còn đối với nhà ở bền vững tại Việt Nam 2.

Các chiến lược làm mát thụ động chính áp dụng được trong khí hậu nhiệt đới Đông Nam Á bao gồm 5:

  • Thông gió Tự nhiên: Tối đa hóa luồng không khí thông qua vị trí cửa sổ, hướng công trình và bố cục nội thất giúp tản nhiệt và cải thiện tiện nghi [IMAGE_PLACEHOLDER_1].
  • Che nắng: Thực hiện các thiết bị che nắng bên ngoài (như lam che nắng, mái chìa, hoặc cây xanh) và tối ưu hóa hướng công trình có thể giảm đáng kể lượng nhiệt mặt trời trực tiếp đi vào qua cửa sổ và tường 5.
  • Kính Hiệu năng Cao: Sử dụng kính có hệ số hấp thụ nhiệt mặt trời thấp có thể giảm lượng nhiệt đi vào công trình trong khi vẫn cho phép ánh sáng tự nhiên 5.
  • Khối lượng Nhiệt (Thermal Mass): Sử dụng chiến lược các vật liệu xây dựng có khối lượng nhiệt cao có thể giúp hấp thụ nhiệt vào ban ngày và giải phóng nhiệt vào ban đêm, điều hòa sự dao động nhiệt độ bên trong.

Những chiến lược này, khi được tích hợp hiệu quả, có thể dẫn đến giảm đáng kể năng lượng. Ví dụ, một nghiên cứu điển hình về Ngôi nhà Xanh Một Liên Hợp Quốc tại Việt Nam đã chứng minh mức giảm năng lượng 28.8% so với các công trình thông thường bằng cách tích hợp các yếu tố thiết kế thụ động 5.

Sức mạnh của Mô phỏng Hiệu năng Công trình

Việc đánh giá hiệu quả của các chiến lược thiết kế khác nhau trong một khí hậu phức tạp như Việt Nam đòi hỏi phân tích tinh vi. Đây là lúc các công cụ mô phỏng hiệu năng công trình, chẳng hạn như EnergyPlus và Ecotect, đóng vai trò quan trọng 2, 1. Các công cụ này cho phép kiến trúc sư, kỹ sư và nhà nghiên cứu tạo ra các mô hình ảo của công trình và mô phỏng hiệu quả hoạt động của chúng dưới các điều kiện khí hậu cụ thể bằng cách sử dụng dữ liệu thời tiết địa phương 2.

Mô phỏng cho phép đánh giá định lượng các thông số thiết kế khác nhau, bao gồm hình khối công trình, hướng nhà, vật liệu bao che, loại cửa sổ, thiết bị che nắng và chiến lược thông gió 1. Bằng cách chạy mô phỏng, các nhà thiết kế có thể dự đoán nhiệt độ bên trong, đánh giá mức tiêu thụ năng lượng cho làm mát và đánh giá tiện nghi nhiệt bằng cách sử dụng các chỉ số như PMV (Predicted Mean Vote) và PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) 5. Điều này cung cấp dữ liệu khách quan để so sánh các lựa chọn thiết kế khác nhau và xác định các giải pháp hiệu quả nhất để cải thiện hiệu năng trước khi bắt đầu xây dựng 3, 1. [IMAGE_PLACEHOLDER_2]

Mô phỏng và Tối ưu hóa Nâng cao

Ngoài việc đánh giá hiệu năng đơn giản, các kỹ thuật tiên tiến như khung tối ưu hóa gen đa mục tiêu dựa trên mô phỏng đang được phát triển và áp dụng cho khí hậu nóng ẩm của Việt Nam 3. Cách tiếp cận sáng tạo này có thể khám phá một số lượng lớn các biến thể thiết kế để tìm ra các giải pháp tối ưu cân bằng các mục tiêu cạnh tranh, chẳng hạn như giảm thiểu sử dụng năng lượng và chi phí xây dựng 3. Mặc dù nghiên cứu trong lĩnh vực này đang tiếp diễn và bao gồm các ứng dụng cho các công trình phi dân dụng, các phương pháp luận có liên quan và áp dụng được cho các thiết kế nhà ở trên các vùng khác nhau của Việt Nam 3. Điều này làm nổi bật giá trị của mô phỏng không chỉ để đánh giá mà còn để khám phá các giải pháp thiết kế đổi mới, hiệu quả cao 1.

Bối cảnh và Ứng dụng tại Việt Nam

Nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của một cách tiếp cận đáng tin cậy và toàn diện cho thực hành thiết kế công trình trong khí hậu nhiệt đới của Việt Nam, xem xét cả khía cạnh môi trường và xã hội của kiến trúc bền vững 2. Các công cụ như hệ thống đánh giá công trình xanh Lotus 2011, công cụ đầu tiên cho Việt Nam, thể hiện sự công nhận ngày càng tăng về tầm quan trọng của xây dựng bền vững 2. Các nghiên cứu thực địa và mô phỏng nhà ở hiện có tại Việt Nam cho thấy hiệu quả nhiệt kém, củng cố sự cần thiết phải áp dụng rộng rãi thiết kế thụ động và các biện pháp hiệu quả năng lượng 1. Khái niệm thích ứng các cách tiếp cận như tiêu chuẩn “Ngôi nhà Thụ động” (Passive House) cho khí hậu Việt Nam cũng đang được khám phá thông qua mô phỏng, chứng minh tiềm năng tiết kiệm năng lượng đáng kể 1. [IMAGE_PLACEHOLDER_3]

Khuyến nghị Thực tiễn cho Nhà thiết kế và Nhà xây dựng

Dựa trên các nghiên cứu và hiểu biết từ mô phỏng, các khuyến nghị thực tiễn cho nhà ở bền vững tại Việt Nam bao gồm:

  1. Ưu tiên Thiết kế Thụ động Trước: Tập trung vào việc tối ưu hóa hướng công trình, thông gió tự nhiên và che nắng trước khi phụ thuộc nhiều vào hệ thống làm mát cơ khí 5, 4.
  2. Sử dụng Dữ liệu Khí hậu Địa phương: Sử dụng các tệp dữ liệu thời tiết chính xác và xem xét các điều kiện vi khí hậu trong giai đoạn thiết kế 2.
  3. Áp dụng Công cụ Mô phỏng: Tích hợp mô phỏng hiệu năng công trình sớm trong quá trình thiết kế để đánh giá định lượng tác động của các lựa chọn thiết kế lên tiện nghi nhiệt và tiêu thụ năng lượng 2, 3, 1.
  4. Lựa chọn Vật liệu Phù hợp: Xem xét các vật liệu có tính chất nhiệt phù hợp, bao gồm khả năng sử dụng chiến lược khối lượng nhiệt ở những nơi có lợi, và kính hiệu năng cao 5, 4.
  5. Kết hợp Che nắng Bên ngoài: Thiết kế các thiết bị che nắng bên ngoài hiệu quả để giảm thiểu sự hấp thụ nhiệt mặt trời 5.
  6. Tối ưu hóa Thông gió Tự nhiên: Thiết kế bố cục tạo điều kiện thông gió xuyên phòng [IMAGE_PLACEHOLDER_1].
  7. Học hỏi từ Các Ví dụ Truyền thống và Hiện đại: Xem xét lại các thực hành truyền thống thành công và nghiên cứu các ví dụ về công trình hiệu năng cao trong khu vực, như Ngôi nhà Xanh Một Liên Hợp Quốc 2, 5.
  8. Xem xét Hiệu năng Trọn vòng đời: Nhìn xa hơn chi phí ban đầu để xem xét các lợi ích tiết kiệm năng lượng và tiện nghi lâu dài mà thiết kế bền vững mang lại 3, 4.

Kết luận

Đạt được nhà ở bền vững trong khí hậu nhiệt đới nóng ẩm của Việt Nam là một mục tiêu quan trọng nhằm nâng cao tiện nghi cho người sử dụng, giảm nhu cầu năng lượng và đóng góp vào sự phát triển bền vững 3, 4. Các chiến lược thiết kế ứng phó khí hậu, bắt nguồn từ các nguyên tắc làm mát thụ động và được thông tin bởi kiến thức truyền thống, là nền tảng 2, 5, 4. Mô phỏng hiệu năng công trình là một công cụ không thể thiếu, cung cấp phân tích định lượng cần thiết để đánh giá các chiến lược này, tối ưu hóa thiết kế và mở khóa tiềm năng đáng kể trong việc tiết kiệm năng lượng và cải thiện tiện nghi nhiệt cho cả công trình mới và hiện có 2, 3, 1. Bằng cách áp dụng các cách tiếp cận này, các nhà thiết kế, nhà xây dựng và nhà hoạch định chính sách tại Việt Nam có thể mở đường cho một môi trường xây dựng xanh hơn, tiện nghi hơn và bền vững hơn.

Tài liệu tham khảo

  1. low energy housing for the hot humid climate of vietnam - University of Huddersfield Repository ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎

  2. SUSTAINABLE HOUSING IN VIETNAM: CLIMATE RESPONSIVE DESIGN STRATEGIES TO OPTIMIZE THERMAL COMFORT - ORBi ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎

  3. A simulation-based multi-objective genetic optimization framework for efficient building design in early stages: application for Vietnam’s hot and humid climates | Request PDF - ResearchGate ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎

  4. A framework for sustainable tropical design: converging circular economy into passive design strategies | Emerald Insight ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎

  5. PASSIVE COOLING STRATEGIES | ASEAN Centre for Energy ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎

Tags: IBPSA Building Performance Energy Efficiency Research Vietnam Automated Content
Share:

Related Content