ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THIẾT kế cửa NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ THÔNG GIÓ tự NHIÊN CHO căn hộ TRONG CHUNG cư CAO TẦNG tại VIỆT NAM

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT


BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CỬA NHẰM
NÂNG CAO HIỆU QUẢ THƠNG GIĨ TỰ NHIÊN
CHO CĂN HỘ TRONG CHUNG CƯ CAO TẦNG
TẠI VIỆT NAM

MÃ SỐ: T2018 - 06 - 106
Chủ nhiệm đề tài: ThS. KTS Phan Tiến Vinh

Đà Nẵng, 4/2019


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT


BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CỬA NHẰM
NÂNG CAO HIỆU QUẢ THƠNG GIĨ TỰ NHIÊN
CHO CĂN HỘ TRONG CHUNG CƯ CAO TẦNG
TẠI VIỆT NAM
MÃ SỐ: T2018 - 06 - 106
Xác nhận của cơ quan chủ trì đề tài

Chủ nhiệm đề tài

(ký, họ tên, đóng dấu)

ThS. KTS Phan Tiến Vinh

Đà Nẵng, 4/2019


i

DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN VỊ
PHỐI HỢP CHÍNH.

1. THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU:
STT

Họ tên

Đơn vị công tác

Chức danh, học vị

1

Phan Tiến Vinh

Khoa KT Xây dựng, Trường Đại

GVC. ThS. KTS

học Sư phạm Kỹ thuật, ĐHĐN

2. ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH:
STT

Tên đơn vị phối hợp

Địa chỉ

Ghi chú


ii

MỤC LỤC
Trang bìa - Phụ bìa
DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN VỊ
PHỐI HỢP CHÍNH. .........................................................................................................i
MỤC LỤC ...................................................................................................................... ii
DANH MỤC HÌNH VẼ ..................................................................................................v
DANH MỤC CÁC BẢNG .............................................................................................vi
DANH MỤC VIẾT TẮT.............................................................................................. vii
THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ................................................................... viii
PHẦN MỞ ĐẦU .............................................................................................................1
0.1

TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC ĐỀ

TÀI Ở TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC ...........................................................................1
0.2

TÍNH CẤP THIẾT .............................................................................................2

0.3

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ..............................................................................3

0.4

CÁCH TIẾP CẬN..............................................................................................3

0.5

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....................................................................4

0.6

ĐỐI TƯỢNG .....................................................................................................4

0.7

PHẠM VI NGHIÊN CỨU .................................................................................4

0.8

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ..............................................................................4

0.9

BỐ CỤC CỦA BÁO CÁO TỔNG KẾT ...........................................................4

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THƠNG GIĨ TỰ NHIÊN VÀ GIẢI PHÁP THIẾT
KẾ CỬA TRONG CHUNG CƯ CAO TẦNG ................................................................5
1.1. Kiến trúc chung cư cao tầng ..............................................................................5
1.1.1. Khái niệm chung cư cao tầng......................................................................5
1.1.2. Thực trạng và xu thế phát triển của Chung cư cao tầng trên thế giới và
Việt Nam ...................................................................................................................6
1.2. Thơng gió tự nhiên trong cơng trình ..................................................................8
1.2.1. Thơng gió trong cơng trình .........................................................................8
1.2.2. Thơng gió tự nhiên trong cơng trình .........................................................10
1.2.3. Mục đích của việc tổ chức thơng gió tự nhiên ..........................................12


iii
1.2.4. Một số mơ hình tính tốn (nghiên cứu) thơng gió tự nhiên phổ biến .......12
1.2.5. Những rào cản đối với thiết kế thơng gió tự nhiên cho các cơng trình ở
Việt Nam .................................................................................................................18
1.3. Giải pháp thiết kế cửa trong các chung cư cao tầng ........................................19
1.3.1. Khái niệm, chức năng và phân loại cửa trong chung cư cao tầng ...........19
1.3.2. Các giải pháp thiết kế cửa trong chung cư cao tầng ................................19
Chương II: CÁC CƠ SỞ CHO VIỆC ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CỬA
NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN CHO CĂN HỘ TRONG
CHUNG CƯ CAO TẦNG TẠI VIỆT NAM ................................................................21
2.1. Ví trí và đặc điểm khí hậu của Việt Nam ........................................................21
2.1.1. Vị trí địa lý ................................................................................................21
2.1.2. Đặc điểm khí hậu ......................................................................................21
2.2. Các giải pháp thiết kế cửa trong chung cư cao tầng ........................................23
2.2.1. Các cơ sở đề xuất giải pháp thiết kế cửa ..................................................23

2.2.2. Một số giải pháp thiết kế cửa trong chung cư cao tầng ...........................23
2.3. Các tiêu chí đánh giá ........................................................................................25
2.3.1. Vận tốc gió ................................................................................................25
2.3.2. Trường gió trên mặt bằng và mặt cắt .......................................................25
2.4. u cầu tiện nghi về vận tốc gió trong cơng trình chung cư cao tầng.............25
2.5. Cao độ của mặt phẳng trường gió theo các tiêu chuẩn ....................................26
2.6. Lựa chọn mơ hình nghiên cứu thơng gió tự nhiên trong cơng trình ................26
Chương III: GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CỬA NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ THƠNG
GIĨ TỰ NHIÊN CHO CĂN HỘ TRONG CHUNG CƯ CAO TẦNG TẠI VIỆT NAM
.......................................................................................................................................27
3.1. Cửa mặt ngoài căn hộ.......................................................................................27
3.1.1. Cửa sổ .......................................................................................................27
3.1.2. Cửa đi ........................................................................................................32
3.1.3. Diện tích cửa lấy gió .................................................................................35
3.2. Cửa bên trong căn hộ .......................................................................................36
3.2.1. Vị trí cửa....................................................................................................36
3.2.2. Diện tích cửa .............................................................................................38
3.2.3. Định hướng thiết kế một số loại cửa trong căn hộ ...................................38


iv
Chương IV: ÁP DỤNG MINH HỌA CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀO VIỆC
NÂNG CAO HIỆU QUẢ THƠNG GIĨ TỰ NHIÊN CHO CĂN HỘ TRONG
CHUNG CƯ CAO TẦNG THỰC TẾ TẠI VIỆT NAM ..............................................40
4.1. Giới thiệu về dự án Chung cư cao tầng ...........................................................40
4.2. Nội dung, phương pháp và các bước thực hiện ...............................................41
4.2.1. Nội dung nghiên cứu .................................................................................41
4.2.2. Phương pháp nghiên cứu ..........................................................................41
4.2.3. Các bước thực hiện ...................................................................................42
4.3. Hiệu quả thơng gió tự nhiên của Khu chung cư tái định cư hiện hữu .............42

4.4. Hiệu quả thơng gió tự nhiên của Phương án cải tạo ........................................43
4.5. So sánh và bàn luận..........................................................................................43
KẾT LUẬN ...................................................................................................................47
BÀN LUẬN ...................................................................................................................48
ĐỀ XUẤT CÁC KIẾN NGHỊ .......................................................................................50
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................51
PHỤ LỤC: BIẾN THIÊN VẬN TỐC GIÓ THEO CHIỀU CAO ................................54
BẢN PHOTO THUYẾT MINH ĐỀ TÀI ĐÃ ĐƯỢC PHÊ DUYỆT ...........................55
BẢN PHOTO HỢP ĐỒNG TRIỂN KHAI THỰC HIỆN ............................................56
MINH CHỨNG CÁC SẢN PHẨM CỦA ĐỀ TÀI .......................................................57


v

DANH MỤC HÌNH VẼ
Nội dung

STT Tên hình
1.

Hình 1.1 Sự biến thiên của vận tốc gió theo chiều cao của các dạng địa

Trang
11

hình
2.

Hình 1.2 Đặc điểm luồng gió khi thổi đến cơng trình

11

3.

Hình 1.3 Các hình thức thơng gió tự nhiên

12

4.

Hình 2.1 Các vị trí bố trí cửa sổ trên mặt bằng

24

5.

Hình 2.2 Các vị trí mở cửa sổ trên mặt cắt

24

6.

Hình 2.3 Các vị trí bố trí cửa đi trên mặt bằng

24

7.

Hình 3.1 a. Mặt bằng tầng 10 có dạng hành lang giữa - mở; b. Mặt

27

bằng căn hộ điển hình
8.

Hình 3.2 Các vị trí mở và góc xoay của cánh cửa sổ theo phương

28

ngang (mặt bằng) và phương đứng (mặt cắt): a. Mặt đứng cửa
sổ; b. Mặt bằng cửa sổ; c. Mặt cắt cửa sổ và góc nghiên β của
cánh cửa so với tiếp tuyến của mặt cửa
9.

Hình 3.3 Các vị trí mở của cửa đi trong nghiên cứu

32

a. Mặt đứng cửa đi; b. Mở cửa tại 2 cánh liền nhau; c. Mở 2
cánh tách rời
10.

Hình 3.4 Vị trí của các cửa gió vào phịng và các cửa gió ra khỏi phịng

37

11.

Hình 4.1 Khu CC Tái định cư Làng cá Nại Hiên Đơng, Đà Nẵng

40

12.

Hình 4.2 a. MBTĐH khối 12T1, 12T2 và 12T3; b. MBTĐH khối 12T4

40

và 12T5
13.

Hình 4.3 Mặt bằng căn hộ khảo sát (Tầng 10, khối nhà 12T4) và vị trí

41

các điểm khảo sát (cao độ + 1.1m so với sàn nhà)
14.

Hình 4.4 Giá trị vận tốc gió tại các điểm khảo sát A, B, C và D trong
căn hộ

46


vi

DANH MỤC CÁC BẢNG

STT

Tên bảng

Nội dung

Trang

1.

Bảng 3.1

Trường gió trong các trường hợp cửa sổ đẩy, mở 2 cánh

29

trên mặt bằng
2.

Bảng 3.2

Giá trị vận tốc gió VTB và VMax trên bề mặt cửa sổ trong

30

các trường hợp cửa đẩy, mở 2 cánh trên mặt bằng
3.

Bảng 3.3

Trường gió trong các trường hợp cửa sổ đẩy, mở 2 cánh

30

trên mặt cắt
4.

Bảng 3.4

Giá trị vận tốc gió VTB và VMax trên bề mặt cửa sổ trong

30

các trường hợp cửa đẩy, mở 2 cánh trên mặt cắt
5.

Bảng 3.5

Trường gió trên mặt cắt phịng ngủ trong các trường hợp

31

góc xoay β
6.

Bảng 3.6

Giá trị vận tốc gió VTB và VMax trong các trường hợp góc

32

xoay β

7.

Bảng 3.7

Trường gió trên mặt bằng trong trường hợp vị trí cửa đi

33

mở 2 cánh
8.

Bảng 3.8

Giá trị vận tốc gió VTB và VMax trong các trường hợp cửa

33

đi mở 2 cánh
9.

Bảng 3.9

Trường gió trên mặt bằng trong trường hợp vị trí cửa đi

34

mở 1 cánh
10.

Bảng 3.10

Giá trị vận tốc gió VTB và VMax trong các trường hợp cửa

35

đi mở 1 cánh
11.

Bảng 3.11

Vận tốc gió trung bình trên từng nhóm tầng- vận tốc tham

35

chiếu là 3m/s
12.

Bảng 3.12

Diện tích cửa lấy gió - so với A1 - của các nhóm tầng trong

36

CCCT
13.

Bảng 3.13

Trường gió trong phịng trong các trường hợp vị trí tương

37

đối của cửa gió vào và gió ra
14.

Bảng 4.1

Kết quả mơ phỏng trường gió trong cơng trình của các
phương án thiết kế Khu CC Làng cá Nại Hiên Đông

43


vii

DANH MỤC VIẾT TẮT

- CCCT

: Chung cư cao tầng

- CFD

: Computational Fluid Dynamics

- TG

: Thơng gió

- TGTN

: Thơng gió tự nhiên


viii

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1. Thơng tin chung:
- Tên đề tài: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CỬA NHẰM NÂNG CAO
HIỆU QUẢ THƠNG GIĨ TỰ NHIÊN CHO CĂN HỘ TRONG CHUNG CƯ CAO
TẦNG TẠI VIỆT NAM.
- Mã số: T2018 - 06 - 106
- Chủ nhiệm: ThS. KTS Phan Tiến Vinh
- Cơ quan chủ trì: Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật
- Thời gian thực hiện: 5/2018 đến 4/2019
2. Mục tiêu:
- Đánh giá hiệu quả thơng gió tự nhiên trong căn hộ chung cư cao tầng của các
giải pháp thiết kế cửa.
- Đề xuất giải pháp thiết kế cửa cho chung cư cao tầng nhằm nâng cao hiệu quả
thông gió tự nhiên cho căn hộ trong điều kiện khí hậu Việt Nam.
3. Tính mới và sáng tạo:
- Sử dụng phương pháp Computational Fluid Dynamics - dựa trên các tiêu chí

đánh giá - tác giả đã đánh giá và so sánh hiệu quả thơng gió tự nhiên trong căn hộ ở
các chung cư cao tầng của các giải pháp thiết kế cửa mặt ngoài và cửa bên trong căn
hộ.
- Dựa trên các kết quả đánh giá nêu trên, tác giả đã đề xuất giải pháp thiết kế cửa
cho chung cư cao tầng nhằm nâng cao hiệu quả thơng gió tự nhiên cho căn hộ trong
điều kiện khí hậu Việt Nam.
4. Tóm tắt kết quả nghiên cứu:
- Nghiên cứu tổng quan về các vấn đề, như: kiến trúc chung cư cao tầng; xu
hướng phát triển chung cư cao tầng trên thế giới và Việt Nam; thơng gió tự nhiên trong
cơng trình; các giải pháp thiết kế cửa trong căn hộ chung cư cao tầng.
- Đưa ra các cơ sở cho việc đánh đề xuất giải pháp thiết kế cửa cho chung cư cao
tầng nhằm nâng cao hiệu quả thơng gió tự nhiên cho căn hộ trong điều kiện khí hậu
Việt Nam.


ix

- Sử dụng phần mềm Autodesk CFD 2017 để mô phỏng trường gió trong nội thất
của căn hộ (đối tượng nghiên cứu là chung cư cao 12 tầng, căn hộ nằm tại tầng 10).
Thực hiện mô phỏng trong 70 trường hợp, tương ứng với các trường hợp về giải pháp
thiết kế cửa: số cánh cửa, vị trí mở cửa trên mặt bằng và mặt cắt, góc gió đến (α), góc
xoay của cánh cửa sổ (β), vị trí tương đối của cửa gió ra và gió vào.
- Từ các kết quả mô phỏng để đưa ra các đánh giá và so sánh hiệu quả thơng gió
tự nhiên trong căn hộ ở các chung cư cao tầng của các giải pháp thiết kế cửa mặt ngoài
và cửa bên trong căn hộ.
- Dựa trên các kết quả đánh giá so sánh, tác giả đã đề xuất giải pháp thiết kế cửa
cho chung cư cao tầng nhằm nâng cao hiệu quả thơng gió tự nhiên cho căn hộ trong
điều kiện khí hậu Việt Nam.
5. Tên sản phẩm:
Giải pháp thiết kế cửa cho chung cư cao tầng nhằm nâng cao hiệu quả thơng gió

tự nhiên cho căn hộ trong điều kiện khí hậu Việt Nam.
6. Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng:
Hiệu quả :
- Nâng cao nhận thức lý luận về vấn đề hiệu quả tiết kiệm năng lượng cho cơng
trình bằng thơng gió tự nhiên hướng đến kiến trúc bền vững cho các nhà chuyên môn,
các nhà quản lý, sinh viên ngành Kiến trúc - Xây dựng và cộng đồng dân cư.
- Bổ sung vào lý luận chung về thiết kế cửa trong chung cư cao tầng nhằm khai
thác hiệu quả thơng gió tự nhiên.
- Cơng cụ tham khảo cho các nhà quản lý kiến trúc đơ thị (Sở xây dựng, Phịng
quản lý đơ thị, …) trong việc phê duyệt các dự án xây dựng theo hướng phát triển bền
vững.
- Hướng đến một nền kiến trúc hiện đại, phát triển bền vững, mang bản sắc và
thân thiện mơi trường cho Việt Nam. Góp phần vào việc hạn chế và thích ứng với hiện
tượng biến đổi khí hậu toàn cầu.
Phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng:
- Sản phẩm có thể sử dụng làm tài liệu trong việc giảng dạy lý thuyết chuyên đề
và thực hành về “Thiết kế cửa nhằm khai thác hiệu quả thơng gió tự nhiên cho chung
cư cao tầng” cho sinh viên Đại học - Cao đẳng ngành kiến trúc và xây dựng.


x

- Sản phẩm có thể sử dụng để làm tài liệu tham khảo cho các nhà thiết kế tại các
công ty tư vấn thiết kế và công tác quản lý kiến trúc đô thị đối với các nhà quản lý kiến
trúc xây dựng;
7. Hình ảnh, sơ đồ minh họa chính
Ngày 8 tháng 4 năm 2019
Hội đồng KH&ĐT đơn vị

Chủ nhiệm đề tài

ThS. KTS Phan Tiến Vinh

XÁC NHẬN CỦA TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT


xi

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS

1. General information:
Project title: PROPOSING SOLUTIONS FOR DESIGNING OPENINGS TO
IMPROVE THE NATURAL VENTILATION EFFICIENCY FOR APARTMENTS
IN HIGH-RISE APARTMENT BUILDINGS IN VIETNAM.
Code number: T2018 - 06 - 106
Project Leader: Msc. Arch. Phan Tien Vinh
Implementing institution: University of Technology and Education
Duration: from 5/2019 to 4/2019
2. Objective(s):
- Evaluating the natural ventilation efficiency in high-rise apartments of openings
design solutions.
- Proposing solutions to door design for high-rise apartment buildings to improve
the natural ventilation efficiency for apartments in the climatic conditions of Vietnam.
3. Creativeness and innovativeness:
- Using Computational Fluid Dynamics method - based on evaluation criterias the author evaluated and compared the natural ventilation efficiency in apartments in
high-rise apartment buildings of exterior openings design solutions and openings
inside the apartment.
- Based on the evaluation results mentioned above, the author has proposed
openings design solutions for high-rise apartment buildings to improve the natural
ventilation efficiency for apartments in the climatic conditions in Vietnam.

4. Research results:
- Research overview of issues, such as high-rise apartment buildings; trend of
high-rise apartment buildings development in the world and Vietnam; natural
ventilation in buildings; openings design solutions in high-rise apartment buildings.
- Giving the basis for assessing and proposing openings design solutions for
high-rise apartment buildings to improve the natural ventilation efficiency for
apartments in the climatic conditions of Vietnam.
- Using Autodesk CFD 2017 software to simulate the wind field in the interior of
the apartment (the object is 12-storey apartment, the apartment is located on the 10th


xii

floor). Perform simulation in 70 cases, corresponding to the case of openings design
solutions, such as the number of wing of the openings, the position of the openings on
the plan and the section, the angle of the wind to (α), the swing angle of the window
(β), the relative position of the inlet and outlet wind.
- From the simulation results to make assessments and compare the natural
ventilation efficiency in apartments in high-rise apartment buildings of solutions for
exterior openings and interior openings design solutions.
- Based on the comparative evaluation results, the author has proposed openings
design solutions for high-rise apartment buildings to improve the natural ventilation
efficiency for apartments in the climate conditions of Vietnam.
5. Products:
Openings design solutions for high-rise apartment buildings to improve the
natural ventilation efficiency for apartments in the climatic conditions in Vietnam.
6. Effects, transfer alternatives of reserach results and applicability:
Effects:
- Raising awareness about sustainable architecture and the effect of natural
ventilation in building for professionals, managers, students in architecture and

construction, community.
- Adding to the general theory of openings designing solutions of high-rise
apartment buildings in order to effectively exploit natural ventilation.
- Reference tools for urban architecture managers (Department of construction,
Department of urban management, ...) in approving construction projects towards
sustainable development.
- Towards a modern, sustainable, characteristic and environmentally friendly
architecture for Vietnam. Contributing to limit and adapt to the global climate change.
Transfer alternatives of reserach results and applicability:
- The product can be used as teaching material in thematic theory and practice of
"Openings designing solutions to effectively exploit natural ventilation in high-rise
apartment buildings " for architecture and construction students.
- The product can be used as reference for the design consulting firm in the
design and urban architecture management for the architecture and construction
management.


1

PHẦN MỞ ĐẦU
0.1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC ĐỀ
TÀI Ở TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
Thiết kế và khai thác thơng gió tự nhiên (TGTN) trong cơng trình kiến trúc
hướng đến tiện nghi cho người sử dụng là giải pháp đã được nhiều dân tộc trên thế giới
áp dụng phổ biến từ hàng ngàn năm nay. Tùy theo vị trí địa lý, đặc điểm tự nhiên của
các vùng miền, các dân tộc đã có những giải pháp thiết kế khác nhau để khai thác hiệu
quả TGTN, như: lựa chọn vị trí xây dựng, hướng nhà, bố trí không gian chức năng,
cấu tạo cửa đi - cửa sổ, tháp đón gió, … Tuy nhiên, các cơng trình kiến trúc này là các
cơng trình thấp tầng (thường là 1 tầng) và các giải pháp trên chỉ là những kinh nghiệm
được đúc kết qua nhiều thế hệ.

Đến thế kỷ XVIII, khi nền sản xuất công nghiệp ra đời và phát triển - đánh dấu
bằng sự xuất hiện của máy hơi nước - thì thơng gió (TG) mới trở thành đối tượng
nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới và trở thành một ngành chun mơn
riêng biệt.
Qua q trình phát triển, hệ thống lý thuyết cơ bản về TG nói chung và TGTN
trong kiến trúc, đã được hình thành. TGTN, với việc sử dụng nguồn lực tự nhiên (năng
lượng gió), là một trong những giải pháp cơ bản nhất để hướng đến hạn chế sử dụng
các nguồn năng lượng, thân thiện môi trường và sự phát triển bền vững cho cơng trình
kiến trúc. Hiện nay, các nghiên cứu chun sâu về TGTN chủ yếu là: các lý thuyết cơ
bản về TGTN; phát triển các phương pháp (mơ hình) trong nghiên cứu TGTN, giải
pháp thiết kế và tiêu chuẩn của TGTN cho các loại hình cơng trình kiến trúc, … Các
nghiên cứu về TGTN trong kiến trúc nhà ở tập trung vào các vấn đề sau:
- Khả năng áp dụng TGTN và các trường hợp ứng dụng các nguyên tắc TGTN
cho cơng trình thực tế tại các vùng khí hậu khác nhau, như: nhà ở đơn lẻ (tại Bồ Đào
Nha, Bỉ, Pháp, Thái Lan …), nhà chung cư thấp tầng tại Ý [17], [27]; nhà ở vùng nông
thôn tại Trung Quốc [33]; …
- Sử dụng TGTN để đảm bảo tiện nghi nhiệt, giảm tiêu thụ năng lượng cho các
loại hình nhà ở đơn lẻ tại Brazil [25];
- Đề xuất các giải pháp thiết kế TGTN:
+ Đề xuất một số giải pháp thiết kế TGTN nhằm cải thiện hiệu quả TGTN
cho Chung cư thấp tầng tại Đà Nẵng [32].


2

+ Đưa ra một số nguyên tắc về mặt lý thuyết chung cho việc thiết kế Nhà ở
cao tầng đáp ứng điều kiện khí hậu thành phố Hồ Chí Minh [11].
+ Chiến lược TGTN cho cơng trình nhà ở thấp tầng tại Hy Lạp [24]
+ Đề xuất các giải pháp sử dụng sân trong để cải thiện TGTN cho nhà liên
kế, biệt thự [23], [29].

- Đánh giá các phương án thiết kế đã có của các dự án nhà ở thực tế về các mặt:
hiệu quả năng lượng sử dụng trong cơng trình, hiệu quả TGTN, … để đề xuất các
phương án thiết kế tối ưu (như [9]: nghiên cứu về các dự án nhà ở chung cư cao tầng
tại 3 thành phố lớn của Trung Quốc là Bắc Kinh, Thượng Hải và Thẩm Quyến).
- Nghiên cứu về sự chuyển động của gió ở những loại địa hình, địa vật khác
nhau: góc đường phố, gió tại sân trong, gió giữa sườn núi và mặt nước, gió ở thung
lũng, gió đất liền và mặt nước (động hoặc tĩnh), gió ở đỉnh núi, gió trước và sau nhà,
gió ở cơng viên, vườn hoa, … [12]
- Nghiên cứu về trường gió trên tổng mặt bằng cơng trình với các đặc điểm của
cơng trình, như: phương vị mặt bằng; hình dạng - khối tích cơng trình [6, 7, 12, 13];
các dạng bố cục: xếp hàng, so le, lệch, chu vi, tự do, … [13, 17]
Qua phần nghiên cứu tổng quan, tác giả nhận thấy, hiện nay, chưa có nghiên cứu
(đã cơng bố) về “Giải pháp thiết kế cửa nhằm nâng cao hiệu quả thông gió tự nhiên
cho căn hộ trong chung cư cao tầng tại Việt Nam”.
0.2 TÍNH CẤP THIẾT
Trong bối cảnh thế giới đang phải đối diện với khủng hoảng năng lượng, cạn kiệt
tài nguyên, ô nhiễm môi trường,… đặc biệt là hiện tượng biến đổi khí hậu, định hướng
phát triển bền vững nói chung và phát triển kiến trúc bền vững nói riêng đã trở thành
quốc sách hàng đầu của nhiều nước trên thế giới, trong đó có Việt Nam. Có nhiều giải
pháp để hướng đến sự bền vững cho kiến trúc. Và, khai thác TGTN cho cơng trình là
một trong những giải pháp cơ bản và hiệu quả nhất.
Chung cư là một loại hình kiến trúc nhà ở phổ biến tại các đô thị lớn trên thế
giới. Theo “Chiến lược phát triển Nhà ở quốc gia đến năm 2020 và tầm nhìn đến năm
2030” [15], chung cư là loại hình nhà ở được “chú trọng phát triển” tại các đô thị Việt
Nam, tỷ lệ Nhà chung cư ở các dự án phát triển Nhà ở đô thị đến năm 2020 cho các đơ
thị đặc biệt (Hà Nội, Tp. Hồ Chí Minh), đô thị loại I-II (như thành phố Đà Nẵng) lần
lượt là 90% và 60%. Như vậy, chung cư - trong đó có chung cư cao tầng (CCCT) - sẽ


3

là loại hình nhà ở phát triển mạnh mẽ tại các đô thị lớn của Việt Nam trong thời gian
đến.
TGTN trong các CCCT - nhằm tạo ra các không gian tiện nghi, thân thiện cho
người sử dụng - nếu được khai thác tốt, sẽ hạn chế tối đa việc sử dụng các thiết bị làm
mát, mang lại hiệu quả tiết kiệm năng lượng cao, hạn chế ảnh hưởng đến môi trường
và hướng đến kiến trúc bền vững.
Giải pháp thiết kế cửa sổ có vai trị quan trọng đối với hiệu quả TGTN trong căn
hộ của CCCT (vận tốc gió và hướng gió tại các vị trí trong căn hộ, lưu lượng TG, …).
Một số nghiên cứu về TGTN trong CCCT - liên quan đến giải pháp thiết kế cửa - đã
công bố đều tập trung vào các vấn đề, như: dịng chuyển động của khơng khí trên mặt
bằng với các giải pháp về vị trí cửa gió vào và cửa gió ra, lam che nắng, cánh cửa,
vách ngăn, …; một số hình thức cửa sổ, cửa đi, rèm, cửa sổ mái trong TGTN của cơng
trình; hiệu quả TGTN ở một số cơng trình cụ thể; ... [12, 13, 17]. Các kết quả nghiên
cứu nêu trên đều thực hiện với đối tượng là cơng trình thấp tầng.
Hiện nay, theo tổng hợp của tác giả, chưa có nghiên cứu nào về giải pháp thiết kế
cửa - cụ thể là các giải pháp về vị trí mở cửa, góc xoay cửa và diện tích của cửa - nhằm
khai thác hiệu quả TGTN cho căn hộ trong CCCT. Việc nghiên cứu, đưa ra các giải
pháp thiết kế cửa nhằm nâng cao hiệu quả TGTN cho căn hộ trong CCCT sẽ tạo các
cơ sở về lý luận thiết kế và tiết kiệm thời gian cho các kiến trúc sư ở giai đoạn thiết kế.
Vì vậy, nghiên cứu “Đề xuất giải pháp thiết kế cửa nhằm nâng cao hiệu quả
thơng gió tự nhiên cho căn hộ trong chung cư cao tầng tại Việt Nam” là vấn đề cần
thiết, vừa có ý nghĩa lý luận vừa có ý nghĩa thực tiễn cao trong thực tiễn thiết kế
CCCT theo định hướng phát triển kiến trúc bền vững hiện nay ở Việt Nam.
0.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
- Đánh giá hiệu quả TGTN trong căn hộ CCCT của các giải pháp thiết kế cửa.
- Đề xuất giải pháp thiết kế cửa cho CCCT (cụ thể là cửa mặt ngoài căn hộ và cửa
bên trong căn hộ) nhằm nâng cao hiệu quả TGTN cho căn hộ trong điều kiện khí hậu
Việt Nam.
0.4 CÁCH TIẾP CẬN

Tổng hợp và phân tích các tài liệu liên quan, nghiên cứu lý thuyết và thực tiễn
vấn đề thiết kế cửa nhằm nâng cao hiệu quả TGTN cho căn hộ trong CCCT. Từ đó,


4

lựa chọn và sử dụng các phương pháp nghiên cứu phù hợp để giải quyết các vấn đề đặt
ra.
0.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Phương pháp phân tích - tổng hợp.
- Phương pháp mơ hình hóa
- Phương pháp CFD (Computational Fluid Dynamics).
0.6 ĐỐI TƯỢNG
Các loại cửa sổ và cửa đi trong các CCCT ở Việt Nam.
0.7 PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Giới hạn không gian: trong các CCCT ở Việt Nam.
- Giới hạn thời gian: Giai đoạn đến năm 2030.
0.8 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu tổng quan về: kiến trúc CCCT, TG, TGTN trong cơng trình, giải
pháp thiết kế cửa trong CCCT.
- Đánh giá hiệu quả TGTN của các giải pháp thiết kế cửa trong CCCT ở Việt
Nam.
- Đề xuất giải pháp thiết kế cửa (cửa ở mặt ngoài căn hộ và cửa bên trong căn hộ)
nhằm nâng cao hiệu quả TGTN cho căn hộ trong CCCT tại Việt Nam.
0.9 BỐ CỤC CỦA BÁO CÁO TỔNG KẾT
Trên cơ sở mục tiêu nghiên cứu, phạm vi và giới hạn nghiên cứu, Báo cáo có cấu
trúc như sau:
Phần mở đầu
Chương I: Tổng quan về thơng gió tự nhiên và giải pháp thiết kế cửa trong
chung cư cao tầng

Chương II: Các cơ sở cho việc đề xuất giải pháp thiết kế cửa nhằm nâng cao
hiệu quả thơng gió tự nhiên cho căn hộ trong chung cư cao tầng tại Việt Nam
Chương III: Giải pháp thiết kế cửa nhằm nâng cao hiệu quả thơng gió tự nhiên
cho căn hộ trong chung cư cao tầng tại Việt Nam
Chương IV: Áp dụng minh họa các kết quả nghiên cứu vào việc nâng cao hiệu
quả thơng gió tự nhiên cho căn hộ trong chung cư cao tầng thực tế tại Việt Nam
Phần kết luận, bàn luận và kiến nghị


5

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THƠNG GIĨ TỰ NHIÊN VÀ GIẢI PHÁP
THIẾT KẾ CỬA TRONG CHUNG CƯ CAO TẦNG
1.1. Kiến trúc chung cư cao tầng
1.1.1. Khái niệm chung cư cao tầng
a. Khái niệm
CCCT là loại hình nhà ở phục vụ nhiều hộ gia đình có số tầng từ 9 trở lên và
phương tiện giao thông theo phương đứng chủ yếu là thang máy. Mỗi gia đình sống
biệt lập trong từng căn hộ khép kín và sử dụng chung các phương tiện giao thông
(thang máy, thang bộ, hành lang, …), hệ thống hạ tầng kỹ thuật và các tiện ích cơng
cộng.
Tại các đơ thị, ngồi các CCCT chỉ có chức năng ở, nhà đầu tư thường xây dựng
các phức hợp kiến trúc cao tầng có chức năng nhà ở. Đây là các cơng trình kiến trúc đa
chức năng, gồm: trung tâm thương mại, văn phòng cho thuê, khách sạn, … kết hợp với
nhà ở. Các chức năng này có hình thức phân khu theo khối nhà hoặc tầng nhà.
Theo TCXDVN 323: 2004 “Nhà ở cao tầng – Tiêu chuẩn thiết kế”, Nhà ở cao
tầng là loại nhà ở căn hộ có chiều cao từ 9 tầng đến 40 tầng.
Như vậy, CCCT là loại hình nhà ở phục vụ nhiều hộ gia đình, có phương tiện
giao thơng theo phương đứng chủ yếu là thang máy. Mỗi gia đình sống biệt lập trong
từng căn hộ khép kín và sử dụng chung các hệ thống giao thông (thang máy, thang bộ,

hành lang, …), hệ thống hạ tầng kỹ thuật và các tiện ích cơng cộng. CCCT có từ 9 tầng
đến 40 tầng
b. Ưu nhược điểm của CCCT
- Ưu điểm
+ Tiết kiệm đất xây dựng trong đô thị.
+ Mật độ xây dựng thấp, tạo được các khoảng trống - khơng gian thống - cho
đơ thị và tăng diện tích cho các yếu tố cảnh quan (cây xanh, mặt nước, không
gian công cộng, …).
+ Hệ số sử dụng đất cao.
+ Tạo sự hiện đại và điểm nhấn cảnh quan cho kiến trúc đô thị.
+ Tập trung các hoạt động của con người; tiết kiệm không gian và thời gian đi
lại; nâng cao hiệu suất làm việc, tiết kiệm kinh phí đầu tư và khai thác tối đa hạ
tầng kỹ thuật, …


6

+ Thuận lợi cho việc phát triển các tòa nhà đa chức năng trong đô thị.
+ Phù hợp với lối sống đơ thị, hiện đại.
- Nhược điểm
+ Khó khăn trong việc tổ chức thốt người khi có sự cố.
+ Sự phức tạp trong tính tốn kết cấu.
+ Gây nên một số tác động tiêu cực về môi trường trong nhà ở và trong đơ thị:
mơi trường khơng khí lỗng (ở trên cao) ảnh hưởng đến sức khỏe; hấp thụ nhiều
bức xạ mặt trời; tải trọng gió theo phương ngang lớn; …
+ Gây nên một số trạng thái tâm lý tiêu cực cho cư dân, như: lo lắng về vấn đề
an tồn, chóng mặt, lo sợ, cảm giác cơ đơn, ...
[8], [14]
1.1.2. Thực trạng và xu thế phát triển của Chung cư cao tầng trên thế giới và
Việt Nam

a. Trên thế giới
Các cơng trình kiến trúc có chiều cao lớn xuất hiện từ thời kỳ cổ đại, ví dụ như:
Kim tự tháp ở Dashur (năm 2723 trước CN, cao 187m); Vườn treo Babilon (Thế kỷ VI
trước CN, 4 tầng tháp cao hơn 100m); Ziggurat ở Cung điện Sargon II ( năm 720 trước
CN, cao 60 m); …
Từ cuối Thế kỷ XIX, cùng với sự phát triển kinh tế - xã hội - khoa học - kỹ thuật,
sự bùng nổ dân số và đặc biệt là q trình đơ thị hóa, kiến trúc cao tầng đã bước vào
giai đoạn phát triển mạnh mẽ và trở thành một trào lưu kiến trúc thế giới. Cơng trình
đầu tiên xuất hiện năm 1885 tại thành phố Chicago (Mỹ) là Ngôi nhà Công ty bảo
hiểm gia đình có 10 tầng và cao 55m.
Sang thế kỷ XX, kiến trúc cao tầng trở thành yếu tố tượng trưng cho các đô thị
hiện đại. Chicago (Mỹ) là nơi phát sinh và mở đầu cho kỷ nguyên kiến trúc nhà cao
tầng. Theo thống kê, từ năm 1990, các cơng trình kiến trúc nhà cao tầng của Thế giới
tập trung chủ yếu ở Mỹ. Trong sau năm 1990 và đặc biệt là trong những thập niên đầu
của thế kỷ XXI đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của kiến trúc cao tầng tại các
quốc gia Châu Á và Trung Cận Đông, như: Các tiểu vương quốc Ả rập thống nhất
(Burj Dubai, cao 828 m), Hàn Quốc (Lotte World II Tower, cao 510 m), Đài Loan
(Taipei 101, cao 508 m), Trung Quốc, Malaysia, …


7

Các kiến trúc cao tầng chủ yếu là các công trình đa chức năng, với các cơng năng
chủ yếu như: văn phòng, khách sạn, nhà ở, thương mại, …
Một số cơng trình CCCT (hoặc các phức hợp có bao gồm chức năng nhà ở) trên
thế giới, như: Price Tower (Mỹ, năm 1956, 19 tầng, cao 58m); John Hancok Center
(Mỹ, năm 1970, 100 tầng, cao 343.5m); St Luke’s Garden (Nhật, năm 1994, 51 tầng,
cao 220.63 m); Petronas Tower (Malaysia, 1998, 88 tầng, cao 451.9m); Highcliff
Tower (Hồng Kông, 2002, 73 tầng, cao 253.4m); 21st Century Tower (Các tiểu vương
quốc Ả rập Thống nhất, 2003, 55 tầng, cao 270m); Q1 Tower (Úc, 2005, 79 tầng, cao

322.5m); …
[8], [10].
Theo thống kê của [34], “100 Cơng trình nhà ở có chiều cao lớn nhất thế giới
hiện nay”, là các tòa nhà siêu cao tầng và tập trung nhiều nhất tại các quốc gia với số
lượng như sau: Các tiểu vương quốc Ả rập Thống nhất (27 tịa nhà); Hàn Quốc (20 tịa
nhà); Hồng Kơng (8 tòa nhà); Úc, Panama (7 tòa nhà; Singapore (5 tòa nhà); Trung
Quốc, Ảrập Xê út (4 tòa nhà); Mỹ, Thái Lan, Ấn Độ (3 tòa nhà); Philipin, Nga, Canada
(2 tòa nhà); Qatar, Thổ Nhĩ Kỳ, Indonesia (1 tòa nhà).
Xu hướng phát triển của CCCT trên thế giới sẽ tiếp tục phát triển trong những
thập niên tiếp trên thế giới đặc biệt tại các nước như: Trung Quốc, Các tiểu vương
quốc Ả rập Thống nhất, Ảrập Xê út, …
b. Ở Việt Nam
CCCT xuất hiện tại các đô thị lớn (Tp. Hồ Chí Minh, Hà Nội, …) cùng với sự
phát triển đơ thị, sự phát triển kinh tế xã hội, sự gia tăng nhu cầu nhà ở đô thị, các yêu
cầu về tiện nghi ở, …
Từ những năm đầu của thập niên 90 thế kỷ XX, một số cơng trình CCCT đã xuất
hiện tại Tp. Hồ Chí Minh và Hà Nội (như: Thuận Kiều Plaza, 33 tầng, khởi công xây
dựng năm 1994). Với sự phát triển đô thị, trong thập niên đầu của thế kỷ XXI đã
chứng kiến sự phát triển mạnh về số lượng các Khu đô thị mới, cùng với nó là nhiều
CCCT được đầu tư và xây dựng.
Khủng hoảng kinh tế tồn cầu (2008-2009) đã có ảnh hưởng tiêu cực đến hầu hết
các nền kinh tế trên thế giới trong đó có Việt Nam. Kinh tế Việt Nam chịu tác động ở
một số mặt: thị trường tài chính, tiền tệ; thương mại, du lịch; xuất nhập khẩu; đầu tư
trực tiếp nước ngồi; sản xuất cơng nghiệp, nơng nghiệp; an ninh xã hội; … Lĩnh vực


8

bất động sản, trong đó có các dự án CCCT, cũng bị ảnh hưởng nặng nề. Từ năm 2010,
nền kinh tế thế giới đã có sự phục hồi, nhưng với tốc độ khiêm tốn. Ở Việt Nam, tốc

độ tăng trưởng kinh tế đã có những khởi sắc trong những năm gần đây, tốc độ tăng
trưởng GDP so với cùng kỳ năm trước đều đạt từ 5% đến 6%. Đây là cơ sở và dấu
hiệu cho thấy sự phục hồi của thị trường bất động sản Việt Nam. Hàng loạt các dự án
CCCT đang và sẽ được triển khai tại các thành phố lớn, như: Tp. Hồ Chí Minh, Hà
Nội, Đà Nẵng, …
Trong các loại hình Nhà ở, theo “Chiến lược phát triển Nhà ở quốc gia đến năm
2020 và tầm nhìn đến năm 2030”, nhà chung cư là loại hình được “chú trọng phát
triển” tại các đô thị Việt Nam. Theo chiến lược này, tỷ lệ nhà ở chung cư trong các dự
án phát triển nhà ở đô thị đến năm 2020 được quy định từ 40% đến 90% tùy theo loại
đô thị [15]. Như vậy, cùng với sự phát triển của các đô thị, sự phát triển kinh tế - văn
hóa - xã hội, nhu cầu ở của người dân đơ thị, chiến lược phát triển loại hình kiến trúc
nhà ở, … nhà chung cư - trong đó có CCCT - sẽ có xu hướng phát triển mạnh trong
thời gian đến tại các đô thị Việt Nam, đặc biệt là tại các đô thị lớn (loại đặc biệt, loại I
và loại II).
1.2. Thơng gió tự nhiên trong cơng trình
1.2.1. Thơng gió trong cơng trình
a. Đặc tính lý hóa của mơi trường khơng khí
- Trạng thái khơng khí:
Khơng khí trong bầu khí quyển là một hỗn hợp cơ học của nhiều chất khí mà chủ
yếu là khí Nitơ (N2 - chiếm 78,08% thể tích), Oxi (O2 - chiếm 20,95% thể tích) và một
ít hơi nước. Ngồi ra, trong khơng khí cịn chứa một lượng nhỏ các chất khí khác, như
cacbonic CO2, các khí trơ (Acgon, Nêon, Hêli, Kripton, Xênon, Ơzon, …).
Trong thực tế, do sinh hoạt, quá trình sản xuất của con người hoặc do thiên tai
(núi lửa, bão cát, cháy rừng, …) trong thành phần khơng khí có thể có các vi trùng,
chất khí độc hại, bụi, ... [4]
- Các thơng số vật lý của khơng khí ẩm:
Khơng khí ẩm là hỗn hợp khơng khí hồn tồn khơ và hơi nước.
+ Độ ẩm tuyệt đối của khơng khí là lượng hơi nước tính bằng gam (hoặc kg)
chứa trong 1m3 khơng khí ẩm.
Ký hiệu: D; đơn vị: g/m3 hoặc kg/m3

9

+ Độ ẩm tương đối (hay mức độ no hơi nước) của khơng khí là tỷ số của Độ ẩm
tuyệt đối D và Độ ẩm tuyệt đối bão hòa Dbh ở cùng nhiệt độ.
Ký hiệu: φ; đơn vị: %
+ Dung ẩm là lượng hơi nước tính bằng gam trong một khối khơng khí ẩm có
trọng lượng phần khơ là 1kg.
Ký hiệu: d; đơn vị: g/kg k.k.khô
+ Trọng lượng đơn vị của khơng khí ẩm là trọng lượng khơng khí (bao gồm phần
khô và hơi nước) trên một đơn vị thể tích.
Ký hiệu: γ, đơn vị: kg/m3
+ Trọng lượng phần khơ trong 1m3 khơng khí ẩm.
Ký hiệu: gkhơ; đơn vị: kg/m3 k.k.ẩm
+ Nhiệt dung (Entanpi) của khơng khí ẩm là lượng nhiệt chứa trong một khối
khơng khí ẩm có trọng lượng phần khô là 1kg.
Ký hiệu: I; đơn vị: kcal/ kg k.k.khơ
[4], [13]
b. Các khái niệm về thơng gió trong cơng trình
TG trong cơng trình là lĩnh vực khoa học kỹ thuật có liên quan đến nhiều ngành,
như: kiến trúc, xây dựng, nhiệt kỹ thuật, thủy khí động lực, vệ sinh và an tồn lao
động, cơ khí chế tạo, …
TG trong cơng trình có chức năng làm cho mơi trường khơng khí bên trong cơng
trình - với các thơng số về: nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ chuyển động của không khí, thành
phần khơng khí, … - đáp ứng được u cầu về tiện nghi của người sử dụng.
Khai thác các yếu tố tự nhiên để TG cho cơng trình hướng đến tiện nghi cho
người sử dụng đã được nhiều dân tộc trên thế giới áp dụng phổ biến từ hàng ngàn năm
nay. Nhưng đến thế kỷ XVIII, khi nền sản xuất công nghiệp ra đời và phát triển - đánh
dấu bằng sự xuất hiện của máy hơi nước - thì TG mới trở thành đối tượng nghiên cứu

của các nhà khoa học trên thế giới và trở thành một ngành chun mơn riêng biệt. Một
số nhà khoa học có nhiều cống hiến và đặt nền tảng cho lĩnh vực chuyên môn TG phải
kể đến: N. A. Lovou, A. A. Xablukov (người đầu tiên chế tạo ra quạt máy vào thế kỷ
19); I. I. Flavisky (người đầu tiên nghiên cứu ảnh hưởng của các thơng số mơi trường
khơng khí đến cảm giác nhiệt của con người); A. K. Pavlosky; V. M. Traplin; A. N.


10

Xeliverstov; A. V. Nhesterenko; G. Kraft; K. Petsold; V. Keys; A. Missenare; J.
Barton; … [4]
Như vậy, TG trong cơng trình là lĩnh vực khoa học kỹ thuật nghiên cứu về sự
chuyển động của khơng khí bên trong cơng trình hay sự trao đổi khơng khí giữa bên
trong và bên ngồi cơng trình nhằm đáp ứng các u cầu về tiện nghi cho người sử
dụng.
Hệ thống TG trong cơng trình gồm 2 loại:
- Hệ thống TGTN: là hệ thống TG dựa vào các nguồn lực tự nhiên như: áp lực
gió hoặc sức đẩy nổi của khơng khí.
- Hệ thống TG nhân tạo (TG cơ khí): là hệ thống TG dựa vào các thiết bị nhân
tạo như: quạt hút, quạt thổi, thiết bị lọc bụi, thiết bị sấy - làm mát không khí, …
Hai hệ thống TG trên đều có những ưu điểm, nhược điểm và phạm vi áp dụng
khác nhau. Trong các cơng trình kiến trúc, tùy theo đặc điểm, tính chất và yêu cầu cụ
thể để chọn một trong hai hệ thống hoặc kết hợp cả hai hệ thống trên.
1.2.2. Thơng gió tự nhiên trong cơng trình
a. Khái niệm
TGTN là hiện tượng chuyển động của khối khơng khí trong cơng trình dưới tác
dụng của các lực tự nhiên như áp lực của gió hoặc sức đẩy nổi của khơng khí.
b. Gió và sự biến thiên vận tốc gió theo chiều cao
Gió là một hiện tượng vật lý có sự thay đổi liên tục và không theo qui luật. Đặc
điểm ngẫu nhiên đó của gió là do chuyển động rối (turbulence) của các phần tử khơng

khí. Ở lớp biên khí quyển, các vật cản trên bề mặt trái đất và các luồng gió do hiệu ứng
đẩy nổi của nhiệt tạo nên chuyển động rối. Càng lên cao, độ rối càng giảm.
Vận tốc gió tức thời v tại một thời điểm (t) được xác định bằng cơng thức:
v(t) =
Trong đó:

+ v’(t) (1)

: giá trị vận tốc trung bình.
v’(t) : đại lượng biến thiên của gió [17].

Giá trị vận tốc gió thay đổi theo chiều cao và được xác định theo quy luật hàm
logarit hoặc hàm số mũ. Độ cao, mà từ đó vận tốc gió khơng thay đổi, gọi là độ cao
Gradient - ký hiệu HG. HG phụ thuộc vào đặc điểm của địa hình - xem Hình 1.1.


11

Hình 1.1. Sự biến thiên của vận tốc gió theo chiều cao của các dạng địa hình [26]
Vận tốc gió VH tại độ cao H (m) được xác định theo công thức:
az

  H
VH = Vz   z     (2)
 Hz    
Trong đó:

a

+ VH là vận tốc gió ở cao độ H (m)

+ Vz là vận tốc gió ở cao độ tham chiếu Hz
+ δ: chiều dày lớp biên khí quyển.
+ a: hệ số mũ (được xác định bằng thực nghiệm) [18].

c. Đặc điểm luồng gió xung quanh cơng trình:
Khi thổi đến cơng trình, gió sẽ bị phân tán tại các cạnh của của cơng trình tạo nên
các vùng đón gió có áp lực dương (+), vùng quẩn gió có áp lực âm (-). Hình 1.2 thể
hiện đặc điểm luồng gió khi thổi đến một cơng trình có dạng khối hộp chữ nhật.

Hình 1.2. Đặc điểm luồng gió khi thổi đến cơng trình [18]
d. Các hình thức thơng gió tự nhiên
- TG nhờ áp lực khí động (wind driven ventilation)