Ứng dụng năng lượng thông minh trong xây dựng nhà cao tầng

Từ kết quả ứng dụng năng lượng thông minh trong thiết kế xây dựng nhà cao tầng trên thế giới, Ths.KTS Hoàng Hải Yến (Trường Đại học Công nghệ TP.HCM) và nhóm kiến trúc sư thuộc Hội Kiến trúc sư TP.HCM đã đề xuất giải pháp kiến trúc linh hoạt phù hợp với môi trường, khí hậu và kinh tế - xã hội của thành phố này.

Khái niệm năng lượng thông minh được hiểu là những nguồn năng lượng hay những phương pháp khai thác năng lượng vô hạn, không cạn kiệt như năng lượng mặt trời, năng lượng gió hoặc năng lượng sinh khối...

Ths.KTS Hoàng Hải Yến cho biết, ý tưởng thiết kế dựa trên nguyên tắc, lấy con người làm trung tâm, từ đó, tìm giải pháp nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng và vật liệu, đồng thời giảm ô nhiễm môi trường trong quá trình xây dựng. Nguồn năng lượng được tận dụng chủ yếu là từ tự nhiên, cụ thể đó là, thông gió tự nhiên và chiếu sáng tự nhiên.

Thông gió tự nhiên: Việc sử dụng bản đồ hoa gió có thể xác định được mặt bằng tòa nhà và tường bao ngoài của công trình sao cho tận dụng tối đa thông gió tự nhiên và giảm được nhiệt độ một cách hiệu quả. TP.HCM nằm trong vùng nhiệt đới nóng ẩm với hai hướng gió chính là gió mùa Tây-Tây Nam và Bắc- Đông Bắc, xuất hiện vào hai mùa trong năm, là khu vực lý tưởng để áp dụng thông gió tự nhiên cho các công trình nhà ở cao tầng. 

Sử dụng ánh sáng tự nhiên không chỉ tiết kiệm được năng lượng, mà còn giúp cho cư dân được sống trong môi trường có nhiều ánh sáng tự nhiên, có lợi cho sức khỏe. Số giờ nắng ở TP.HCM trung bình từ 160-270 giờ/tháng, cùng với lượng bức xạ lớn là điều kiện thuận lợi sử dụng giải pháp chiếu sáng tự nhiên và tận dụng năng lượng mặt trời. 

Tòa nhà Harvest Green Tower được mệnh danh là "trang trại giữa lòng đô thị"

Ths. KTS Hoàng Hải Yến cho biết, với giải pháp kiến trúc động, mỗi tầng của tòa nhà có thể chuyển động xoay quanh trục nhờ có lực tạo ra từ các tua-bin gió. Cũng chính các tua-bin gió cũng sinh ra nguồn điện, đủ cung cấp cho mọi hoạt động của tòa nhà, không cần đến nguồn điện từ bên ngoài. Các tầng nhà đều được thiết kế quay theo hướng đón được nhiều gió nhất và tránh được bức xạ mặt trời nhiều nhất. Như vậy, không có căn hộ nào bị bất lợi hoàn toàn về hướng gió và bức xạ nhiệt. 

Mặt trước của tòa nhà được làm từ những tấm kim loại nhẹ, có thể chuyển động linh hoạt theo hướng gió và tự động điều chỉnh lượng gió đưa vào nhà sao cho hợp lý. Nhờ đó, trong nhà luôn đạt yêu cầu thông thoáng, dễ chịu. 

Phần che nắng cho tòa nhà có kết cấu rất linh hoạt nhờ sử dụng những tấm mành, liếp bằng nhôm, kẽm, thép không gỉ... được đặt ở những vị trí cần che nắng và có thể di chuyển và điều chỉnh mức đóng mở theo sự thay đổi của bức xạ mặt trời, ngăn không cho ánh sáng chiếu trực tiếp vào phòng ở, nhưng không làm ảnh hưởng đến thông gió tự nhiên. Gặp khi gió bão, kết cấu này có thể tự động đóng lại, không làm ảnh hưởng đến sinh hoạt bên trong nhà. 

Những tấm che nắng cũng được tận dụng trở thành những tấm pin năng lượng mặt trời cung cấp nguồn năng lượng cho các hoạt động của tòa nhà. Trên các tấm che nắng còn gắn những mao mạch có khả năng hút ẩm giúp không khí khô thoáng hơn, tạo thành vùng vi khí hậu tốt trong nhà. 

Tuy nhiên, các kiến trúc sư cũng cảnh báo, không nên lạm dụng sử dụng kính thay tường nhà, sẽ gây nên hiện tượng hiệu ứng nhà kính. Diện tích sử dụng kính không nên vượt quá 20-35% tổng diện tích tòa nhà, tùy thuộc vào từng công trình cụ thể. Trở ngại lớn nhất khi sử dụng công nghệ này chính là chi phí có thể tăng thêm 10-30%. Tuy nhiên, về lâu dài, có thể tiết kiệm 20-26% năng lượng, giảm 13% chi phí bảo trì và giảm 30% lượng phát thải khí nhà kính. 
 


  • 02/10/2019 09:52
  • Theo TCĐL Chuyên đề Thế giới điện