Phân Tích Vi Khí Hậu Công Trình VINAFCO by Phạm Xuân Ánh

Tiểu luận vật lí kiến trúc: Tòa nhà VINAFCO TOWER_Phạm Hùng_Hà Nội

Bài Tập

Vật Lý Kiến Trúc Vi khí Hậu Bản Full:

công trình VINAFCO phạm Hùng- hà Nội

Người thực hiện:

PHẠM XUÂN ÁNH NGUYỄN MINH ĐỨC ĐỖ THANH DƯƠNG ĐÀO THỊ BÍCH LAN PHẠM THỊ MAI PHƯƠNG Giảng viên hướng dẫn

Pgs.ts PHẠM ĐỨC NGUYÊN Khoa tạo dáng công nghiệp Viện Đại Học Mở hà Nội

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------Nội dung: Bản thuyết minh công trình Bản Cad kĩ thuật Bản Ảnh màu ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------Thực hiện 31/05 /2009- Nộp bài 1/6/2009 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------cảm ơn các bạn đã theo dõi mọi thống tin xin gửi về Phamxuananh1987@yahoo.com Phamxuananh1987@gmail.com

GVHD: Phạm Khôi Nguyên_SVTH: Thanh Dương_Minh Đức_Xuân Ánh_Mai Phương_Bích Lan

Tiểu luận vật lí kiến trúc: Tòa nhà VINAFCO TOWER_Phạm Hùng_Hà Nội

1.Đặc điểm khí hậu Hà Nội

Hµ néi n»m ë vïng ®ång b»ng b¾c bé thuéc ®«ng b¾c bé trong vïng khÝ hËu A3 nªn cã ®Æc ®iÓm khÝ hËu lµ: + §©y lµ vïng khÝ hËu nhiÖt ®íi Èm giã mïa cã mïa ®«ng l¹nh +, Cã mïa ®«ng l¹nh, nhng Êm h¬n vïng A1 do gÇn biÓn h¬n. NhiÖt ®é thÊp Ýt khi díi 5 oC +, NhiÖt ®é cao nhÊt cã thÓ ®¹t tíi 40 oC + Ma nhiÒu, cêng ®é ma kh¸ lín. + Mïa ®«ng l¹nh kh«ng ph¶i do bøc x¹ mÆt trêi mµ lµ do chÞu ¶nh hëng cña giã mïa ®«ng b¾c. + MÆt trêi d¹ng chÝ tuyÕn, hai lÇn qua thiªn ®Ønh c¸ch nhau tõ mêi ngµy ®Õn 3 th¸ng

GVHD: Phạm Khôi Nguyên_SVTH: Thanh Dương_Minh Đức_Xuân Ánh_Mai Phương_Bích Lan

Tiểu luận vật lí kiến trúc: Tòa nhà VINAFCO TOWER_Phạm Hùng_Hà Nội

C¸c b¶ng tæng kÕt khÝ hËu cña Hµ Néi

NhiÖt ®é t (oC) vµ ®é Èm  (%) trung b×nh ngµy 21 hµng th¸ng Th¸ng Tk,tb,max Tk,tb Tk,tb,min

 tb,min  tb  tb,min

I 18.4 16.2 14.6 70.1

II 19.0 17.2 15.8 74.1

III 22.0 20.0 18.5 74.7

IV 26.3 23.9 22.1 75.8

V 30.4 27.4 25.2 69.2

VI 31.9 28.9 26.7 67.4

VI 32.0 29.1 26.9 68.7

VII 31.0 28.5 26.4 71.8

IX 32.0 27.6 25.4 68.2

89.1

89.9

91.4

92.6

91.7

71.5

92.7

92.1 90.4 87.8 87.0

81.8

83.9

85.0

85.8

82.3

81.1

81.6

83.8

X 27.4 24.8 22.7 66.5

XI 24.2 21.2 19.1 61.6

XII 21.2 18.1 15.7 61.1

81.9 80.7 77.6 77.4

Trùc x¹ mÆt trêi (MT) trªn mÆt ngang trung b×nh (W/m2 ngµy/th¸ng) Th¸ng Trùc x¹ Th¸ng Trùc x¹

Trùc x¹ mÆt trêi trªn mÆt ngang trung b×nh ngµy theo th¸ng I 60.29 VII 209.38

II 40.05 VIII 193.73

III 37.55 IX 207.49

NhiÖt ®é thiÕt kÕ theo tÇn suÊt xuÊt hiÖn TÇn suÊt xuÊt hiÖn, % sè giê / n¨m Mïa ®«ng l¹nh, 1.0% 2.5% 5.0% Mïa hÌ nãng, 99.0% 97.5% 95.0%

§é Èm thiÕt kÕ theo tÇn xuÊt

§é Èm thiÕt kÕ,  % 70 80 90 95

IV 60.96 X 184.67

V 189.68 XI 19.49

VI 198.38 XII 140.65

NhiÖt ®é thiÕt kÕ t ≤ tk, oC 1.05 11.9 13.3 34.5 33.1 31.9

TÇn suÊt xuÊt hiÖn, % sè giê/ n¨m 19.91 38.81 66.87 89.86

GVHD: Phạm Khôi Nguyên_SVTH: Thanh Dương_Minh Đức_Xuân Ánh_Mai Phương_Bích Lan

Tiểu luận vật lí kiến trúc: Tòa nhà VINAFCO TOWER_Phạm Hùng_Hà Nội

Bảng tần suất và vận tốc các loại gió ở Hà Nội Th¸ng

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

LÆng giã

13.8 10.3 9.9 8.3 8.6 10.9 111.9 16.3 17.9 16.9 17.5 18.0

N TÇn VËn XuÊt Tèc

16.0 11.3 5.5 3.8 6.8 6.4 5.5 8.2 14.9 20.2 20.8 15.9

3.0 2.8 2.7 2.3 2.0 2.6 1.8 2.1 2.8 2.9 3.3 3.1

NE TÇn VËn XuÊt Tèc

28.6 29.9 19.9 10.2 9.5 10.9 7.4 10.0 13.5 17.9 24.9 29.8

3.5 3.7 3.5 3.4 2.9 2.6 2.7 2.8 3.8 3.0 3.4 3.8

E TÇn VËn XuÊt Tèc

8.3 10.9 12.3 17.4 14.3 13.6 14.1 14.3 9.9 8.1 10.0 9.0

2.4 2.5 2.7 2.8 2.7 2.5 2.9 2.6 2.7 2.5 2.0 2.5

SE TÇn VËn XuÊt Tèc

28.3 35.8 50.3 57.5 52.3 41.5 45.2 33.9 17.6 22.1 23.9 26.1

3.3 3.2 3.2 3.3 3.5 3.0 3.2 2.7 2.5 2.5 2.6 2.7

S TÇn VËn XuÊt Tèc

4.9 5.1 6.6 8.0 7.9 11.7 12.9 10.1 6.0 6.0 4.0 4.9

2.4 2.7 2.7 3.1 3.0 2.8 3.0 2.2 1.7 2.2 2.4 1.8

SW TÇn VËn XuÊt Tèc

1.1 1.3 0.7 0.4 1.8 2.4 4.0 3.0 2.0 1.7 1.1 1.0

1.2 1.1 1.5 1.7 2.4 2.1 2.1 1.5 1.8 1.7 1.5 1.7

W TÇn VËn XuÊt Tèc

2.1 0.6 0.8 0.5 2.2 3.8 4.1 6.0 7.4 3.4 2.5 2.2

1.3 1.5 1.8 1.0 1.9 2.2 2.7 2.7 2.0 2.1 1.8 1.9

MW TÇn VËn XuÊt Tèc

10.8 5.0 4.0 2.3 5.2 9.6 6.7 4.6 28.7 20.6 12.7 11.1

1.8 1.9 1.8 2.2 2.4 3.0 3.0 2.6 2.6 2.4 2.4 1.9

Bảng vị trí mặt trời theo giờ các ngày đông chí, hạ chí, xuân thu phân GVHD: Phạm Khôi Nguyên_SVTH: Thanh Dương_Minh Đức_Xuân Ánh_Mai Phương_Bích Lan

Tiểu luận vật lí kiến trúc: Tòa nhà VINAFCO TOWER_Phạm Hùng_Hà Nội

2. Yêu cầu đối với các công trình kiến trúc tại Hà Nội

+ Chống lạnh: chủ yếu là chống gió lạnh bằng cách tránh hướng gió lạnh, kết cấu nhà cửa làm kín gió, tránh gió lùa. + Vấn đề cách nhiệt chống lạnh không yêu cầu cao, nghĩa là không cần dùng kết cấu dày, nặng, hoặc dùng lớp vật liệu cách nhiệt, ngay cả khi sử dụng thiết bị sưởi ấm.

+ Chống nóng: 1.Che BXMT

- Công trình phải che được bức xạ mặt trời (BXMT) là yếu tố hàng đầu. Che BXMT nói chung bao gồm che BXMT chiếu lên kết cấu và trực tiếp vào phòng - Để che BXMT lên kết cấu (mái, tường nhà) có thể dùng công trình phụ, cây xanh, cây leo nhằm tạo bóng râm trên bề mặt kết cấu. Cũng có thể dùng thêm các giải pháp kết cấu – cấu tạo khác Che BXMT chiếu vào phòng bằng cách chọn hướng nhà thích hợp, dùng kết cấu che nắng hoặc các loại che nắng linh hoạt khác ( rèm, mành…) 2. Cách nhiệt cho cá kết cấu:

- Cách nhiệt quan trọng nhất là cho tường chịu BXMT lớn. Tuy nhiên phải giải cách nhiệt theo hướng: cách nhiệt tốt về ban ngày và thải nhiệt nhanh về ban đêm, đặc biệt đối với các công trình sử dụng cả ban đêm như nhà ở, một số nhà công cộng, xí nghiệp sản xuất. Theo hướng này những kết cấu dày, nặng chưa chắc đã hợp lí 3.Vấn đề đón gió mát và thông gió

tốt cho các phòng phải được ưu tiên giải quyết hàng đầu vì hiệu quả cao mà lại tốn kém ít kinh phí nếu có giải pháp ngay từ việc chọn hướng nhà, quy hoạch tiểu khu, quy hoạch mặt bằng và không gian công trình, cũng như tổ chức các cửa đón gió và thoát gió 4.Phải hòa nhập với thiên nhiên

- Nằm trongkhông gian cây xanh mặt nước - Hướng Nam hoặc Đông Nam - Mặt bằng dạng hở, không cần chặt chẽ + Chống hiện tượng nồm ẩm, đọng sương.

GVHD: Phạm Khôi Nguyên_SVTH: Thanh Dương_Minh Đức_Xuân Ánh_Mai Phương_Bích Lan

Tiểu luận vật lí kiến trúc: Tòa nhà VINAFCO TOWER_Phạm Hùng_Hà Nội

Công trình VINAFCO TOWER

1.Phân tích mặt bằng:

Mọi công trình xây dựng luôn luôn chịu sự chi phối bởi chất lượng môi trường xung quanh ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cuộc sống,con người, tại nơi làm việc, trong nhà ở hay giữa những khu vực công cộng của các đô thị.Người ta ước tính rằng những công trình và môi trương xây dựng đã tiêu thụ hơn 30% năng lượng thế giới. Trong bối cảnh khủng hoảng năng lượng toàn cầu hiện nay,vấn đề được đặt ra hiện nay cho các KTS là làm thế nào giải quyết vấn đề hiện đại hoá đi kềm với sử dụng hiệu quả nguồn năng lượng đang ngày càng khan hiếm GVHD: Phạm Khôi Nguyên_SVTH: Thanh Dương_Minh Đức_Xuân Ánh_Mai Phương_Bích Lan

Tiểu luận vật lí kiến trúc: Tòa nhà VINAFCO TOWER_Phạm Hùng_Hà Nội

Công trình ViNa Foc Tower là sự tưong phản về màu sắc làm nổi bật của công trình toà nhà. Màu ghi sáng là tông màu chủ đạo mang lại cho công trình sự tươi mới, trẻ trung,hiện đại , hệ thống lam ngang, đứng), ngaòi mục đích thẩm mỹ, là yếu tố giải quyết yêu cầu chiếu sáng tựnhiên.Các vật liệu nhẹ, bền, an toàn,rút ngán thời gian thi công, đảm bảo tính hợp lý giá thành, các yêu cầu về kĩ thuật được các KTS đặc biệt chu ý.Về vật liệu,ngaòi thép nhôm, bê tông được kính được sử dụng để chuyền tải ý đồ của tác giả một cách tinh tế và có chiều sâu nó phản ánh sự tiện nghi cua công trình.Ưu điểm lớn nhất của kíng là vật liệu ngăn che nhưng vẫn cho ánh sáng xuyên qua. Tât cả các sinh hoạt của con nguời, theo một lẽ di nhiên , đều tiêu dùng năng lượng và tạo ra rác thải.Vì lẽ đócác KTS rất coi trọng sự phát triển bền vững và đề cao ý thức bảo vệ môi trường.Vì thế các KTS đã nghiên cứu nhằm ưu việt hoá hiệu quả sử dụng năng lượng và khai thác một cách có trách nhiệm thông qua những giải pháp như trồng cây trên mái , sử dụng vật liệu tích hợp 2 lớp … cho việc thiêt kê I)

Phân tích thiết kế hướng nhà và gió toà nhà cao tầng

1. Chọn khối nhà hợp lý, nâng cao độ cứng của kết cấu: Cùng một diện tích đón gió như nhau, Công trình có độ cứng lớn có thể giảm ảnh hưởng của chấn gió động và tránh chuyển vị quá lớn. 2. Công trình có độ cứng lớn có thể giảm ảnh hưởng của chấn gió động và tránh chuyển vị quá lớn. 3. Đảm bảo cho cường độ và tính chống nứt của công trình tránh sự phá hoại của kết cấu: Tuy nhiên đến nay, chưa có nhà cao tầng bị lật đổ do tác động của gió mà sinh ra biến dạng dư quá lớn làm cho kết cấu không thể sử dụng được. Đặc biệt là đối với nhà cao tầng BTCT, dưới tác động của lực gió, phải đảm bảo không bị nứt và phá hoại cục bộ. 4. Cấu kiện riêng bị phá hoạ do bão có rất nhiều ( kính cửa sổ, tường chắn, tường đầu hồi, biển quảng cáo,..) bởi vì sức gió ở khu vực cục bộ lớn hơn rất nhiều giá GVHD: Phạm Khôi Nguyên_SVTH: Thanh Dương_Minh Đức_Xuân Ánh_Mai Phương_Bích Lan

Tiểu luận vật lí kiến trúc: Tòa nhà VINAFCO TOWER_Phạm Hùng_Hà Nội

trị bình quân mà trong thiết kế nội lực sử dụng, cho nên phải tiến hành nghiệm toán theo quy định cường độ của cấu kiện riêng Ngăn chặn sự phá hoại của cấu kiện cục bộ 5. Đảm bảo đủ độ cứng, ngăn ngừa chuyển vị ngang quá lớn, đáp ứng yêu cầu sử dụng của nhà cao tầng, nói chung chu kỳ dao động riêng càng ngắn biên độ cho phép càng phải nhỏ 6. Ngăn chặn hư hởng do sự mỏi mệt của kết cấu nhà cao tầng.Trong thời gian sử dụng của công trnhf sẽ rất nhiều lần gặp tác động của gió lớn. Số lần chấn động cộng lại có thể trên 10^6 lần. Tải trọng tác động quanh năm suốt tháng sẽ làm cho cấu kiện mỏi mệt. Cho nên vấn đề mỏi mệt do lực gió nên chú ý trong thiết kế. 7. Thông qua tông năng lượng BXMT chiếu bên ngoài bề mặt ngôi nhà ta đánh giá được độ hợp lý về hình khối kiến trúc và hướng chính của công trình 8. Hiệu quả thông gió đạt được cao nhất khi hướng gió lập với pháp tuyến mặt nhà mọtt góc từ 15- 35o.Xét về áp lực trên mặt đón gió thì công trình đạt trị số lớn nhất khi gió thổi vuông góc vơi mặt nhà nều khi gió thổi lệch đi thì áp lực gió sẽ giảm, khi gió thổi là 450 vận tốc gió trung bình trong nhà lớn hơn và sự phân bố cũng tốt hơn. 9. Mặt chính của toà nhà quay về hướng Đông –Nam rất phù hợp với hướng gió chủ đạo và măt chinh này cây xanh đựoc chồng phái ngoài tạo cảm gíac gần gũi thiên nhiên * Song bên canh đo măt hương tây thì dấ khác phục la vị trí lõi của nhà nhưng một phần của văn phong vân bị năng hương tây chiếu vào.Sử dụng kính làm vật liệu bao che nên bị han chế gió thiên nhiên II)Kết cấu tích hợp cho tường bao

Một giải pháp khác cũng thường được sử dụng là thiết kế bao che hai lớp để chống chọi với thiên nhiên, tạo môi trường sống dễ chịu, thoải mái và linh hoạt.

Cách thiết kế này lấy từ “cảm hứng”những ngôi nhà truyền thống với bức dại, vách liếp có thể chủ động nâng lên hạ xuống điều chỉnh được, những hành lang bao quanh ngôi nhà dạng veranda, các sảnh đệm, các tường hoa rỗng che nắng mà vẫn thoáng. GVHD: Phạm Khôi Nguyên_SVTH: Thanh Dương_Minh Đức_Xuân Ánh_Mai Phương_Bích Lan

Tiểu luận vật lí kiến trúc: Tòa nhà VINAFCO TOWER_Phạm Hùng_Hà Nội

Từ đó dẫn đến ý tưởng chủ động là bao che bằng các loại gạch nhẹ, dùng phụ gia tạo xốp, có kích thước lớn và rỗng mang hiệu quả tương tự như 2 lớp bao che; hoặc các loại gạch không nung, xốp rỗng như bê tông nhẹ và siêu nhẹ cũng như các loại tấm panen bê tông đúc sẵn rỗng lòng. Đó là những tường bao thông minh, tích hợp được nhiều tính năng nổi trội, rất năng động trong việc thông gió, chiếu sáng, có tác dụng kép trong điều hòa không khí mà tiêu tốn rất ít năng lượng: Tường bao gồm có hai hoặc nhiều lớp bằng các vật liệu hiện đại. Kết cấu bao che thông dụng nhất thuộc loại này thường gồm hai lớp vật liệu nhôm kính, đệm giữa là hành lang không khí và thiết bị chắn nắng. Thứ tự các bộ phận có thể bố trí theo nhiều cách hoán vị và tổ hợp khác nhau, nhưng tựu chung có thể phân loại theo các dạng cơ bản như sau: ·

Loại đệm với kết cấu hai lớp kính đặt cách nhau từ 250 - 750mm.

· Loại đặc biệt tách không khí giữa hai lớp, tận dụng làm một bộ phận của hệ thống HVAC. Không khí nóng trong nhà qua những khoảng trống thông gió như quạt gió. Hệ thống này được sử dụng khi không có khả năng thông gió tự nhiên và điều tiết không khí nội thất. Bộ phận chắn nắng thường bố trí ở khoảng trống. · Loại tường hai lớp gồm tường kín với lớp kính đơn (vỏ ngoài) có tác dụng như một tấm che chắn. Lớp trong có tác dụng cách nhiệt, nóng bên ngoài xâm nhập trong mùa hè. Có thể mở cửa sổ ở lớp trong để thông gió tự nhiên, cho phép ban đêm làm mát nội thất mà không sợ mất an toàn Tùy theo yêu cầu, không khí nóng trong nhà có thể cho thoát ra ngoài hoặc có thể tận dụng để tiết kiệm năng lượng. Lớp kính ngoài còn có tác dụng ngăn âm thanh hiệu quả. Cửa sổ bên trong có thể mở ngay cả khi gió mạnh để thông gió tự nhiên cho nhà cao tầng. Để tăng cao hiệu quả sử dụng, lớp kính bên ngoài sử dụng loại kính tiết kiệm năng lượng hiệu quả. Chẳng hạn như kính bảo ôn vừa có khả năng tiết kiệm năng lượng vừa có thêm tính năng ngăn đọng sương trên bề mặt. Đây cũng là loại kính được gia công chế tạo đặc biệt, là một cấu kiện gồm hai lớp kính ngăn cách nhau bằng một lớp đệm chân không hoặc bằng khí có tính dẫn nhiệt rất kém như khí agon hoặc crypton. GVHD: Phạm Khôi Nguyên_SVTH: Thanh Dương_Minh Đức_Xuân Ánh_Mai Phương_Bích Lan

Tiểu luận vật lí kiến trúc: Tòa nhà VINAFCO TOWER_Phạm Hùng_Hà Nội

Khả năng cách âm, cản nhiệt và cản tia chói vì vậy cao hơn kính dán. Kính bảo ôn ngoài việc cản nhiệt truyền từ ngoài vào trong vào mùa hè, nó còn ngăn cản việc thất thoát nhiệt từ trong nhà ra ngoài trong mùa đông. Vì vậy nó được đặc biệt ứng dụng để làm cửa sổ cách âm cách nhiệt và tường bao kính cho các công trình kiến trúc cao cấp đòi hỏi khắt khe về khả năng cách âm, cách nhiệt và ngưng đọng sương

Như vậy, việc bổ sung thêm một lớp không gian đệm bên ngoài tường bao đã tạo ra một hành lang không khí, tích hợp được ít nhất bốn nhiệm vụ cơ bản là: làm mát, sưởi ấm, thông gió và chống ồn cho nội thất nhà cao tầng. Ngoài ra, nếu thiết kế hợp lý, giải pháp này còn có thể chống nắng hắt, loại trừ hiệu ứng lồng kính, giảm áp lực gió, tránh mưa tạt

Về mặt cấu trúc hình học, tường bao hai và nhiều lớp có thể tạm phân loại như sau:  Lớp thông tầng : Giữa hai lớp tường ngoài không bị ngăn chặn theo chiều nằm ngang cũng như thẳng đứng. Chỉ thông gió bằng hai ô: một ở gần sàn tầng trệt, một ở trên mái nhà.  Loại giếng hộp): Gồm một hệ các phần tử cửa sổ hộp đa dụng, bố trí đứng, dọc theo chiều cao của tường bao nhiều lớp.  Loại hành lang : Chỉ có các ngăn nằm ngang, rỗng để thông gió và an toàn khi hỏa hoạn.  Loại cửa sổ hộp : Có nhiều ngăn đứng và ngang, chia thành nhiều hộp nhỏ và độc lập. Cấu tạo của các loại tường bao hai tay nhiều lớp còn được phân biệt theo tính chất và nguyên tắc thông gió của lớp đệm không khí, bề rộng của độ sâu của các khoang hổng, kích thước và vị trí của các lỗ thông gió, khoảng mở, hướng luồng gió và các biện pháp tạo gió, vị trí và dạng loại của các bộ phận chắn nắng v.v…

III) Mái nhà trồng cây - một giải pháp tiết kiệm năng lượng

Đây là một trong những biện pháp làm một lớp “vỏ vật liệu xây dựng hữu cơ” cho nhà cao tầng nhằm tiết kiệm năng lượng hiệu quả. GVHD: Phạm Khôi Nguyên_SVTH: Thanh Dương_Minh Đức_Xuân Ánh_Mai Phương_Bích Lan

Tiểu luận vật lí kiến trúc: Tòa nhà VINAFCO TOWER_Phạm Hùng_Hà Nội

Nhiều nơi trên thế giới đã áp dụng thành công mô hình này. Các lợi ích tiết kiệm giá thành và chất lượng công trình cũng như không gian sống đô thị bao gồm:

- Cải thiện chất lượng không khí: hấp thu nhiệt độ, giảm sự biến đổi nhiệt độ, Trao đổi Cacbon dioxide và Oxy, lọc các chất độc hại ở không khí. 1m2 mái trồng cỏ có thể lọc được 0,2 kg chất độc hại từ không khí trong 1 năm. - Điều hoà nhiệt độ: “mái nhà xanh” cách ly nhiệt độ công trình bằng cách ngăn cản nhiệt độ truyền qua nó. Chức năng cách ly này đạt hiệu quả cao nhất khi ta sử dụng đất trồng là một loại đất tơi xốp, độ ẩm cao và cây trồng là loại cây có tán rộng. Nếu kết hợp với các công trình xanh khác, “mái nhà xanh” sẽ đóng vai trò trong việc thay đổi khí hậu của toàn thành phố. Cá nghiên cứu chỉ ra rằng, dưới một nhiệt độ trong phòng mát hơn khoảng 3-4 độ C so với bên ngoài khi nhiệt độ ngoài khoảng 2530 độ C.

- Cách âm: Đất, cây và các lớp vật liệu có thể sử dụng để làm cách âm. Sóng âm thanh do thiết bị máy móc, giao thông, máy bay có thể bị hấp thu, phản xạ hoặc tán xạ bởi kết cấu. Lớp vật liệu ở phía dưới ngăn cản âm có tần số thấp, cây trồng bên trên có khả năng ngăn cản âm có tần số cao. Một mái trồng cây xanh với lớp trung gian bên dưới dày khoảng 12cm có thể giảm 40 decibels âm thanh. - Giảm các nhu cầu về chăm sóc sức khoẻ. Tạo mĩ quan cho ngôi nhà và thành phố. Tạo không gian nghỉ ngơi giải trí, khắc phục việc thiếu không gian xanh trong các đô thị Ngoài ra, một biện pháp quan trọng khác để tiết kiệm năng lượng là giảm chiều sâu mặt bằng tầng nhà để tận hưởng ánh sáng tự nhiên, thông gió tự nhiên, tiết kiệm ánh sáng nhân tạo. Bố trí các khoảng rỗng trên mặt bằng và mặt đứng để tận dụng tối đa việc luân chuyển không khí, thông gió. Tất nhiên, cần có sự cân bằng năng lượng do tiết kiệm ánh sáng nhân tạo và nhiệt tăng do sử dụng ánh sáng tự nhiên trong giới hạn cho phép mới đạt hiệu quả tiết kiệm năng lượng tối ưu. Các biện pháp sẽ phát huy tối đa hiệu quả nếu được kết hợp song song và đồng bộ trên một tổng thể thống nhất. Nhiệt đô: Lắp đặt các cửa sổ kin với các kích thước được tính toán kĩ cacngf sử dụng các loại kính phản quang chống hấp thụ bức xạ nhiệt, đặc biệt với công trình này có cửa sổ nằm về hương tây. Ngoài ra công nghệ thông gió bằng đường ông ngầm được đưa vào sử dụng cho công trình đã mang lại hiệu quả cao về bảo vệ môi trường và tiết kiệm năng lượng. Mỹ quan: những mảng xanh được thiét kế hài hoà chung quanh những khối nhà và bên trong không gian thông tầng. Các kiến trúc sư đặc biệt quan tâm tới việc lựa chọn màu sác tạo không gian hiền hào,nhẹ nhàng gần gũi. GVHD: Phạm Khôi Nguyên_SVTH: Thanh Dương_Minh Đức_Xuân Ánh_Mai Phương_Bích Lan

Tiểu luận vật lí kiến trúc: Tòa nhà VINAFCO TOWER_Phạm Hùng_Hà Nội

Giảm tiếng ồn: Lắp đặt hệ thống khung củă sổ kín với vật liệu có độ dày khác nhau. Ngoài ra giải pháp thiết kế bãi đậu xe dưới tầng hâm giúp giảm tiếng ồn hiệu quả Tạo môi trường trong lành: Bằng cách chọn cây trồng có hương thơm xung quanh công trình và nhiều nhất la phìa giũa toà nhà. Bên cạnh đó mái trồng cây xanh giúp cho công trình phù hợp với tình hình thực tế, Điều kiện thời tiết, khí hậu và moi trường Việt Nam. Chung ta đều biết sinh thái hcọ và bảo tồn năng lượng của thực vật trong việc điều tiết khí hậu. Cây xanh che ở ngoài phòng và không gian trong phòng. Cây xanh trên mái có tác dụng điều tiết khí hậu. một số laòi cây có thể sinh trưởng ở lớp đất dày 7cm . Để đạt tính liên tuc của cây xanh theo phương thẳng đứng thì thực vật trong hệ thống phải kế tiêp nhau, như trong công trình này các dãy các dãy chậu hoa nằm kế tiếp nhau theo dạng bậc thang . Chúng có thể kết hợp và chuển chõ lẫn nhau trong một phạm vi nhất dịnh và kết thành một thể thống nhất với hệ thống sinh thái dưới mặt đát Thông gió tự nhiên nâng cao mức độ dẽ chịu của phòng và có lợi cho sức khảo do số lần trao đổi không khí tăng khi tốc độ gió đáng kể. KTS thiết kế đã xác định rỏ tác dụng của từng laọi gió có thể phú hợp với thực tế của từng nơi.Công trình được thiết kế chiéu sáng tự nhiên và có tầm nhìn ra ngaòi tốt Çc KTS ®· tËn dông ®îc mét biÖn ph¸p quan träng kh¸c ®Ó tiÕt kiÖm n¨ng lîng vµ gi¶m lµ gi¶m chiÒu s©u mÆt b»ng tÇng nhµ ®Ó tËn dông ¸nh s¸ng tù nhiªn, tiÕt kiÖm ¸nh s¸ng nh©n t¹o. Çc bé phËn ph¶n x¹ ¸nh s¸ng cã thÓ ®îc sö dông ®Ó ph¶n x¹ çc tia s¸ng vµo kh«ng gian cña phßng, tuy chóng kh«ng thÓ n©ng cao chÊt lîng ¸nh s¸ng nhng cã thÓ c¶I thiÖn t×nh h×nh ph©n bè ¸nh s¸ng cho phßng.TÊt nhiªn cÇn cã sù c©n b»ng n¨ng lîng do tiÕt kiÖm ¸nh s¸ng nh©n t¹o vµ nhiÖt t¨ng do sö dông ¸nh s¸ng tù nhiªn trong giíi h¹n cho phÐp míi ®¹t hiÖu qu¶ tiªt kiÖm n¨ng lîng tèi u.

Tính Toán

Vấn đề chiếu sáng tự nhiên trong nhà:

Ta lấy độ rọi ngoài nhà là 4000Lx Số giờ sử dụng ánh sáng tự nhiên là 86.3% Hệ số cửa sổ là 50% Hiệu suất quang thông là 40% Tỉ sổ diện tích cửa sổ trên diện tích sàn là: 1/3  Độ rội ngang trung bình trong phòng(trường hợp này là cửa sổ nhìn ra đường) Áp dụng công thức Fruhling ta có: 1 3 GVHD: Phạm Khôi Nguyên_SVTH: Thanh Dương_Minh Đức_Xuân Ánh_Mai Phương_Bích

Etb = 4000.0,5.0,4. = 266lx

Lan

Tiểu luận vật lí kiến trúc: Tòa nhà VINAFCO TOWER_Phạm Hùng_Hà Nội

Tính toán hiệu quả kinh tế nhờ chiếu sáng nhân tạo trong công trình Vinafco Tower

 Tổng số giờ làm việc 2600h/năm  Số giờ chiếu sáng tự nhiên là 86.3% Vì độ rọi tự nhiên ngoài nhà E=4000lx  Công suất chiếu sáng điện lắp đặt 20 W/m2 = 2W/ft2  Tæng c«ng suÊt ®iÖn chiÕu s¸ng lµ 4.5 kWh / ft2 n¨m  HÖ sè hiÖu suÊt kiÓm tra chiÕu s¸ng lµ 70% do thiÕt kÕ ®¶m b¶o ®é räi 266lx  300 lx khi ®é räi ngang nhµ lµ 4000 lx trªn 75% diÖn tÝch toµn nhµ  DiÖn tÝch ®îc ®¶m b¶o chiÕu s¸ng tù nhiªn lµ 75%  §¬n gi¸ ®iÖn 1580đ / kWh = 0.158T/kWh  Hiệu quả kinh tế chiếu sáng 0,35.T = 3500 đ / ft2 năm = 35.000 đ / m2 năm  Tổng diện tích tòan tòa tháp là 49.855 m2 nhờ đó mỗi năm sẽ tiết kiệm được số tiền là: 35000x49855 = 1744925000  17.5 tỉ đồng / năm

Tính toán chống lạnh trong tòa nhà Vinafco Tower

Tính toán cho nhiệt độ ngòai nhà mùa lạnh là 5oC và nhiệt độ trong phòng giữ ổn định là 25oC Với vật liệu kính dày 24mm Với ht = 7,5  Rt = hn = 25  Rn =

1  0.133 7 .5

1  0.04 25

Hệ số dẫn nhiệt k = 0.65 kcal/mh oC Trở nhiệt kết cấu R =

d 0.022   0.03385 m2hoC/kCal k 0.65

Dòng nhiệt đơn vị q 

tt  t n 20   96.7 so với tường gạch là vượt lên Ro 0.20685

Tổng trở nhiệt Ro = Rt + Rn+ R = 0.20685 96.7 100%  256% 37.7 t t t  t t   n  t n Rt  12.8 Ro  t t t  t  25  12.8  12.2

GVHD: Phạm Khôi Nguyên_SVTH: Thanh Dương_Minh Đức_Xuân Ánh_Mai Phương_Bích Lan

Tiểu luận vật lí kiến trúc: Tòa nhà VINAFCO TOWER_Phạm Hùng_Hà Nội  Việc dùng vật liệu kính trong việc chống lạnh không phải là giải

pháp tốt, do đó ở tòa nhà Vinafco này sẽ xảy ra hiện tượng đọng sương trên kính và tổn thất nhiệt tăn 256% so với tường gạch 220mm

Tính toán chống nóng

Phía tây là tường dày 25cm với k = 0.7; S = 8.3;

 = 0.42

giả sử với t = 29 C ta sẽ tính toán dao động nhiệt độ mặt trong của tường và dòng nhiệt thâm nhập vào phòng Lấy Kbt=0.9 t tbn = 30.3oC tn= 4.1oC Zt max = 15 h Itb= 175 kCal/m2h n AI = 470 kCal/m2h ZImax = 16 h hn = 5+10 4 = 25  Rn = 0.04 ht= 7.5  Rt = 0.133 tb n

0.25  0.357  Ro = 0.530 0 .7

D= 0.357x8.3=2.963 Xác định nhiệt độ tổng ngòai nhà: o t ntb = 30.3 + 2.9=33.2 C o At tg = 11.9 C o t ntb = 33.2+11.9=45.1 C Zt tgmax =16-0.35=15.65 giờ Xác định hệ số tắt dao động vo vo= 2 2.963 (0.8+3.5

0.357 )1.1  9.52 lần 2.963

Độ trễ của dao động nhiệt độ mặt trong là:  o  2.7 x 2.963  0.4  7.6 giờ Đặc trưng của dao động nhiệt độ mặt trong là:  ttb  33.2 

11.9  1 .3 o C 9.52  30.0  1.3  31.3 o C

A t 

 tmax

33.2  29 (0.04  0.357)  30 o C 0.530

Zttmax  15.65 + 7.6 = 23.25 giờ = 23g15p

Dòng nhiệt xâm nhập vào phòng là:

GVHD: Phạm Khôi Nguyên_SVTH: Thanh Dương_Minh Đức_Xuân Ánh_Mai Phương_Bích Lan

Tiểu luận vật lí kiến trúc: Tòa nhà VINAFCO TOWER_Phạm Hùng_Hà Nội

33.2  29  7.9kCal / m 2 h 0.530 11.9 Aq  7.5 x  9.4kCal / m 2 h 9.52 max q  7.9  9.4  17.3kCal / m 2 h q tb 

Phía đông nhà là tường bằng kính mầu nâu nhạt dày 24mm Diện tích đố cửa bằng 0.1 diện tích kính Các đặc điểm của kính là: K = 0.65 S= 9.2  = 0.7



0.024  0.03385 0.65

D = 0.0334x9.2 = 0.307 Nhiệt độ tổng ngòai nhà: t tgth  30.3 

 = 0.076

R o = 0.20685

0,76.175  30,8 o C 25

At tg = 5.5 C o

t ntb = 30.8+5.5=36.3 C o

Zt tgmax =16-0.25=15.75 giờ

Xác định hệ số tắt dao động vo vo= 2 0.1 (0.8+3.5

0.011 )1.1  1.27 lần 0 .1

Độ trễ của dao động nhiệt độ mặt trong là:  o  2.7 x0.1  0.4  0 giờ Đặc trưng của dao động nhiệt độ mặt trong là:  ttb  30.8 

5 .5  4 .3 o C 1.27  30.3  4.3  34.6 o C

A t 

 tmax

30.8  29 (0.04  0.357)  30.3 o C 0.184

Zttmax  15.75 giờ = 15g45p

Dòng nhiệt xâm nhập vào phòng là: 30.8  29  9.8kCal / m 2 h 0.184 5 .5 Aq  7.5 x  32.5kCal / m 2 h 1.27 q max  9.8  32.5  42.3kCal / m 2 h q tb 

Bức xạ mặt trời xuyên vào phòng qua cửa kính là: q bxtb  0.7 x175 x0.9  110.3kCal / m 2 h

GVHD: Phạm Khôi Nguyên_SVTH: Thanh Dương_Minh Đức_Xuân Ánh_Mai Phương_Bích Lan

Tiểu luận vật lí kiến trúc: Tòa nhà VINAFCO TOWER_Phạm Hùng_Hà Nội qbxmax  0.7(175  470)0.9  406.4kCal / m 2 h

Nhận xét: +Phía tây là tường gạch dày 250mm nhiệt độ tổng cự đại ngòai nhà cao hơn rõ rệt gần 9oC +Bức xạ mặt trời xuyên qua kính vào nhà có trị số rất lớn lên tới 406.4 kCal/m2h, đây là nhược điểm cơ bản của công trình +Lượng nhiệt vào trong nhà phía đông cao hơn phía tây do phía tây là tường gạch còn phía đông là kính, tuy nhiên các trị số này đều nhỏ. VẤN ĐỀ THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN TỚI CÁC PHÒNG TRONG NHÀ

Trong quá trình làm việc và sinh hoạt con người thường sinh ra

các chất độc hại và thải vào trong phòng.do yêu

đó

cầu

không

thể thiếu được là phải

thông

thực

hiện

gió.quá

trình thông gió

thực chất là quá trình thay không khí

đã

bị

nhiễm(do co2,do khói

thuốc,do

các khí hôi hám hoặc ẩm ướt,chứa nhiều vi khuẩn,nấm ,mốc…)trong phòng bằng không khí mới bên ngoài trời để điều kiện vệ sinh của các phòng được nâng cao và bảo vệ sức khỏe cho con người.

GVHD: Phạm Khôi Nguyên_SVTH: Thanh Dương_Minh Đức_Xuân Ánh_Mai Phương_Bích Lan

Tiểu luận vật lí kiến trúc: Tòa nhà VINAFCO TOWER_Phạm Hùng_Hà Nội

Đối với vinafco tower đã sử dụng cả thông gió nhân tạo và thông

gió tự nhiên. ở đây ta không nhắc đến thông gió nhân tạo còn vấn đề

thông gió tự nhiên đã được vinafco tower tính đến 1 cách hợp lý. Vinafco tower có mặt đứng chính ở hướng đông chịu ảnh hường trực

tiếp những bức xạ mặt trời. nhược điểm này được khắc phục bằng những dải cây xanh ở mặt ngoài của công trình để giảm độ bức xạ của

mặt trời ảnh hưởng trực tiếp đến công trình. Điều thuận lợi của công

trình này là hướng của công trình có thể đón được gió Đông_Nam,đây là hướng gió mát mẻ vào mùa hè. Mặt ngoài của công trình còn trông

cây xanh vừa có tác dụng là dải cây ngăn các bức xạ nhiệt vừa để khi gió lưu thông qua đây có thể mang không khí mát mẻ cho mùa hè và tránh gió lạnh mùa đông cho các phòng bên trong công trình.

Trong thông gió tự nhiên cần đặc biệt quan tâm đến thông gió

xuyên thổi

phòng phòng

phòng,gió

thông này

kia.

từ

qua ở

vinafco tower các mặt tiếp xúc với

môi trường bên ngoài đều làm bằng kính,các cửa sổ được mở rộng

lớn để cho gió có thể vào trong và đối lưu qua các phòng 1 các dễ dàng. Theo thực nghiệm đã chứng minh lượng nhiệt cơ thể thải bằng

mồ hôi bay hơi lớn gấp 8-10 lần lượng nhiệt thải bằng đối lưu với không khí và khi vận tốc gió càng tăng thì lượng nhiệt thải nhờ mồ hôi

cũng tăng lên. Vì thế khí thiết kế vinafco tower đã biết các bố trí các của sổ,cửa thông phòng phù hợp vừa để tiết kiệm năng lượng do GVHD: Phạm Khôi Nguyên_SVTH: Thanh Dương_Minh Đức_Xuân Ánh_Mai Phương_Bích Lan

Tiểu luận vật lí kiến trúc: Tòa nhà VINAFCO TOWER_Phạm Hùng_Hà Nội

dung điều hòa ,vừa để nhiệt lượng trong cơ thể được tỏa ra 1 cách tự

nhiên.Vinafco tower có 3 tầng hầm để gara oto,chiều cao mỗi tầng là 3,3 m nên việc thông gió ở đây là rất cần thiết. tuy vậy vấn đề về thông gió tự nhiên vẫn chưa được tập trung nhiều ở đây.

Vì vậy thông gió tự nhiên có vai trò rất quan trọng trong việc cải

thiện điều kiện vi khí hậu và chế độ vệ sinh các phòng. Việc sử dụng thông gió tự nhiên đối với các phòng lớn rất kinh tế và hiệu quả vì không tốn chi phí vẫn hành nhiều. CỬA ,KÍNH Bên cạnh đó vinafco tower

còn được chú ý bởi hình thức bên ngoài của công trình đều

được bao bọc bởi kính cường độ cao. Kính được sử dụng ở đây là kết cấu bao che thay cho tường dùng bằng vật liệu gạch

truyền thống vừa để tạo nét

hiện đại cho công trình vừa để sử dụng tối đa diện tích chiếu sáng tự nhiên vào trong công

trình,giúp tiết kiệm năng lượng tối đa. Việc sử dụng kính làm kết cấu bao che còn có tác dụng

ngăn bụi, cách âm, cách nhiệt, GVHD: Phạm Khôi Nguyên_SVTH: Thanh Dương_Minh Đức_Xuân Ánh_Mai Phương_Bích Lan

Tiểu luận vật lí kiến trúc: Tòa nhà VINAFCO TOWER_Phạm Hùng_Hà Nội

không cho rêu mốc phát triển và nhất là tạo các không gian, hình khối

kiến trúc đa dạng, vừa nhẹ nhàng, vừa thanh thoát, vừa đồ sộ tân kỳ,vừa có hệ số phản xạ nhiệt lớn.

Theo những ngiên cứu thì ánh sang tự nhiên qua kính vào nhà là

nguồn sáng phù hợp với sức khỏe và thị giác của con người. vinafco tower đã sử dụng tất cả các mặt của công trình bằng kính để giúp tất

cả các phòng đều có thể lấy ánh sang tự nhiên dễ dàng nhất,và sự tương tác với khí hậu ,môi trường tự nhiên là như nhau. Ngoài ra việc sử dụng kính của vinafco tower còn có 1 lợi thế là khả năng chịu tác

động ngang của tải trọng gió tăng dần theo chiều cao công trình, mà nhà cao tầng là một thách thức đáng kể.

Tuy vậy ta cũng không thể không nhắc đến những điểm bất lợi

khi sử dụng vật liệu kính là kết cấu bao che. Vì dùng nhiều kính trong kết cấu ngăn che công trình sẽ gây ra hiệu ứng nhiệt: sau khi bức xạ

qua kính vào nhà sẽ làm cho các bề mặt nóng lên, tiếp sau đó lại bức xạ ra ngoài. Kết quả là nhiệt độ tăng dần và gây cảm giác khó chịu, có ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ con người. các bề mặt kính, bức xạ

mặt trời dễ dàng xâm nhập vào nhà, nung nóng bề mặt trong phòng.

Kết quả là con người sống trong công trình phải chịu thêm một lượng

nhiệt khá lớn vì các bề mặt nội thất luôn luôn trao đổi nhiệt bằng bức xạ với con người. Bằng cách mở cửa thông thoáng tạo ra vận tốc gió trên bề mặt kết cấu ngăn che sẽ tạo điều kiện làm giảm nhiệt độ các bề

mặt xuống gần với nhiệt độ không khí. Trong trường hợp này, thông gió tự nhiên có một vai trò khá quan trọng. vinafco tower đã giải quyết

vấn đề này bằng cách trồng cây thành từng dài suốt các tầng của GVHD: Phạm Khôi Nguyên_SVTH: Thanh Dương_Minh Đức_Xuân Ánh_Mai Phương_Bích Lan

Tiểu luận vật lí kiến trúc: Tòa nhà VINAFCO TOWER_Phạm Hùng_Hà Nội

công trình, để tránh sự bức xạ trực tiếp của mặt trời lên bề mặt kính, giảm nhiệt độ vào trong phòng.

Vì sử dụng kính làm kết cấu bao che nên việc thiết kế các của

đi,thông phòng,cửa sổ là rất quan trọng,vừa cho không khí lưu thông,vừa tích cực góp phần làm tăng khả năng thông gió tự nhiên trong công trình.ở vinafco tower các cửa thông phòng đều được mở

ra ở 1 hành lang chung nằm bên trong. Những khung cửa sổ được thiết kế với công năng làm tăng tối đa sự lưu thông gió tự nhiên và giảm điện năng tiêu thụ bằng cách sử dụng ánh sáng mặt trời.

Việc bố trí các cửa còn có ảnh hưởng và tác dụng lớn đến

thông gió tự nhiên như: về mùa hè độ chênh nhiệt độ trong phòng và ngoài trời thấp nên việc thông gió do khí áp chủ yếu nhờ áp suất gió. SỬ DỤNG ĐIỀU HÒA NHIỆT ĐỘ TRONG NHÀ

Do nhà đang trong quá trình thi công nên không nắm rõ được

việc sử dụng điều hòa.

Các giải pháp đặc biệt sử dụng trong công trình: Các mái đều được phủ cây xanh dạng giật cấp tầng lớp

Giải pháp này khá hiệu quả trong việc giảm bức xạ mặt trời vào nhà và đón ánh sáng tự nhiên tốt đồng đều các tầng.

GVHD: Phạm Khôi Nguyên_SVTH: Thanh Dương_Minh Đức_Xuân Ánh_Mai Phương_Bích Lan

Tiểu luận vật lí kiến trúc: Tòa nhà VINAFCO TOWER_Phạm Hùng_Hà Nội

Kết luận chung về công trình: Đây là 1 công trình khá hiện đại mang ngôn ngữ kiến trúc rất lớn. Việc sử dung vật liệu kính trên tòan bộ mặt đứng của công trình tạo vẻ đẹp hoành tráng. Tuy nhiên việc sử dụng vật liệu kính như thế cũng có những ưu nhược điểm nhất định. Ưu điểm: +Công trình đẹp, hiện đại +Lấy ánh sáng tự nhiên tốt +Kín gió về mùa đông Nhược điểm: +Nhiều bức xạ mặt trời trực tiếp vào nhà +Chống nóng kém +Thông gió không tốt +Sử dụng điều hòa vi khí hậu nhân tạo, tốn kém về năng lượng.

Bài Tập

Vật Lý Kiến Trúc Vi khí Hậu Bản Full:

công trình VINAFCO phạm Hùng- hà Nội

Người thực hiện:

PHẠM XUÂN ÁNH NGUYỄN MINH ĐỨC ĐỖ THANH DƯƠNG ĐÀO THỊ BÍCH LAN PHẠM THỊ MAI PHƯƠNG

GVHD: Phạm Khôi Nguyên_SVTH: Thanh Dương_Minh Đức_Xuân Ánh_Mai Phương_Bích Lan

Tiểu luận vật lí kiến trúc: Tòa nhà VINAFCO TOWER_Phạm Hùng_Hà Nội Giảng viên hướng dẫn

Pgs.ts PHẠM ĐỨC NGUYÊN Khoa tạo dáng công nghiệp Viện Đại Học Mở hà Nội

GVHD: Phạm Khôi Nguyên_SVTH: Thanh Dương_Minh Đức_Xuân Ánh_Mai Phương_Bích Lan