LUẬN VĂN THẠC SĨ KIẾN TRÚC NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VÀ PHÁT TRIỂN CĂN HỘ THÔNG MINH Ở VIỆT NAM

Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO
ĐạI HọC XÂY DựNG
------------ ------------

Nguyễn trí Hiếu

Nghiên cứu ứng dụng và phát triển
căn hộ thông minh ở việt nam

LUậN VĂN THạC Sĩ kiÕn tróc

Hµ Néi- 2009


Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO
ĐạI HọC XÂY DựNG
------------ ------------

Nguyễn trí Hiếu

Nghiên cứu ứng dụng và phát triển
căn hộ thông minh ở việt nam
Chuyên ngành: kiến trúc dân dụng
MÃ số: 60.58.01

LUậN VĂN THạC Sĩ kiến trúc
cán bộ hướng dẫn
pgs.TS. DoÃn Minh Khôi

Hà Nội- 2009
2

LờI CảM ơn
Tác giả xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo Trường Đại học Xây dựng, nhất là
các cán bộ, giảng viên Khoa Kiến Trúc, Khoa Đào tạo Sau Đại học đà giúp đỡ và tạo
điều kiện cho tác giả hoàn thành bản luận văn này. Đặc biệt tác giả xin trân trọng cảm
ơn thày giáo hướng dẫn - PGS.TS.KTS DoÃn Minh Khôi đà hết lòng ủng hộ và hướng dẫn
tác giả hoàn thành luận văn.
Tác giả xin trân trọng cảm ơn các Thày Cô trong Hội đồng khoa học đà đóng góp
những góp ý, những lời khuyên quý giá cho bản luận văn này.
Tác giả cũng xin trân trọng cảm ơn Thư viện trường Đại học Xây dựng đà quan
tâm giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi hỗ trợ, giúp đỡ tác giả trong việc thu thập thông tin,
tài liệu trong quá trình thực hiện luận văn.
Xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đà giúp đỡ, chia sẻ khó khăn và động
viên tác giả trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu để hoàn thành luận văn này.
Xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, tháng 6 năm 2009

Nguyễn Trí Hiếu

3


MụC LụC

A- Phần mở đầu
1. Lý do chọn đề tài
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
3. Phương pháp nghiên cứu
4. Phạm vi nghiên cứu, thời gian khảo sát

B- Nội dung nghiên cứu
Chương I: Tổng quan nghiên cứu và ứng dụng nhà thông minh
ở Việt Nam và trên thế giới

6

I.1. Khái niệm nhà thông minh....................................................................................6
I.1.1. Khái niệm tòa nhà thông minh( smart buiding).....................................................6
1.1.2. Khái niệm căn hộ thông minh ( smart house).....................................................11
I.2.Tổng quan về kiến trúc và công nghệ của căn hộ thông minh trên thế giới....16
I.2.1. Căn hộ thông minh ở các nước phát triển............................................................16
I.2.2. Căn hộ thông minh ở Mỹ.......................................................... ..........................17
I.2.2. Căn hộ thông minh ở Châu Âu............................................ ...............................19
I.2.2. Căn hộ thông minh ở một số nước Châu á...........................................................20
I.3. Tổng quan về kiến trúc và công nghệ căn hộ thông minh ở việt nam.21
I.3.1. Tình hình nghiên cứu căn hộ thông minh ở Việt Nam........................................21
I.3.2. Tình hình ứng dụng căn hộ thông minh ở Việt Nam hiện nay............................26
I.4. Kết luận ................................................................................................................27
Chương II: hệ thống kiến trúc thông minh trong căn hộ và
KHả NĂNG áp dụng ở việt nam

28

II.1. Các bộ phận cấu tạo thông minh.......................................................................28
II.1.1. Hệ thống che nắng ngoại thất.............................................................................28
II.1.2. Hệ thống che nắng nội thất.................................................................................32
II.1.3. Hệ thống cửa, cổng tự động................................................................................36
II.2. Các giải pháp thông minh cho ngôi nhà...........................................................44

4


A. phần mở đầu
1. Lý do chọn đề tài
- Tầm quan trọng, tính cấp thiết của đề tài:
Hiện nay nhà thông minh áp dụng ở Việt Nam mới bắt đầu và chưa có nhiều, các
công ty đều là đại diện của nước ngoài, việc hiểu biết về nhà thông minh cũng như áp
dụng nó như thế nào ở Việt Nam cho hiệu quả, hướng nghiên cứu để phát triển và nội địa
hóa, tận dụng lợi thế của Việt Nam là rất cần thiết.
Cuộc sống của con người ngày càng có nhu cầu cao, mặt khác các nguồn năng
lượng và vật liệu cạn kiệt dần do đó nhu cầu ở trong một ngôi nhà thông minh là rất cần
thiết nhằm giảm thiểu tiêu hao năng lượng, tận dụng nguồn nguyên vật liệu lợi thế của địa
phương.
- Lý do chọn đề tài, ý nghĩa về mặt lý luận và thực tiễn:
Hiện nay công nghệ nhà thông minh trên thế giới ứng dụng một thời gian và Việt
Nam cũng đà áp dụng ở một số công trình lớn cũng như nhà ở gia đình. Việc áp dụng nhà
ở thông minh là cần thiết và thực tế để đạt được các mục tiêu bao gồm chi phí thấp nhất,
hiệu quả cao nhất và phát triển bền vững thông qua sự hợp lý, thông minh.
Không nhất thiết cứ phải áp dụng toàn bộ công nghệ mới là nhà thông minh. Nhà
thông minh ở đây có thể hiểu là áp dụng kiến trúc truyền thống phù hợp khí hậu Việt
Nam như nào cho hiệu quả hoặc áp dụng một phần của công nghệ, hoặc dùng các giải
pháp tiết kiệm và phát triển bền vững năng lượng tận dụng những lợi thế của Việt Nam
(nước ta có ¸nh s¸ng vµ giã nhiỊu do ë vïng biĨn nhiƯt đới...)
- Những mong đợi từ kết quả nghiên cứu của đề tài:
Đề tài sẽ góp một phần trong việc tiếp cận nhà ở thông minh của các ngành khoa
học liên quan và là một trong những tài liệu hướng dẫn áp dụng nhà thông minh một cách
hiệu quả ở Việt Nam, đóng góp một phần nhỏ vào quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa
của đất nước.

2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Nghiên cứu này hướng đến những mục đích/mục tiêu sau:
-Tìm hiểu về tòa nhà thông minh, nhà ở thông minh nhằm nâng cao hiểu biết và
cung cấp thêm tư liệu cho ngành kiến trúc cũng như các ngành liên quan.
-Nghiên cứu nhằm ứng dụng nhà thông minh một cách hợp lý trong điều kiện văn
hóa, kinh tế, chính trị, xà hội của Việt Nam

3. Phương pháp nghiên cứu
3.1 Khách thể và đối tượng nghiên cứu
-Khách thể nghiên cứu : sự ứng dụng và phát triển tính thông minh của nhà thông
minh.
-Đối tượng nghiên cứu : tính thông minh, các công nghệ áp dụng cho nhà thông
minh ở Việt Nam và thế giới.
3.2 Phương pháp tiếp cận nghiên cứu
-Nghiên cứu qua tài liệu bao gồm sách, tạp chí chuyên nghành, internet
-Nghiên cứu qua những tòa nhà thông minh ®· ¸p dơng ë ViƯt Nam

5


-Nghiên cứu qua cảm giác mang lại của những người sống trong những tòa nhà
thông minh, căn hộ thông minh.

4. Phạm vi nghiên cứu, thời gian khảo sát
Phạm vi nghiên cứu : Việt Nam, đại diện là Hà Nội
Thời gian triĨn khai nghiªn cøu: dù kiÕn sÏ nghiªn cøu trong 5 tháng từ tháng11/2008 đến
5/2009

6

B- Nội dung nghiên cứu
Chương I: Tổng quan nghiên cứu và ứng dụng nhà thông minh
ở Việt Nam và trên thế giới
I.1. Khái niệm nhà thông minh
I.1.1. Khái niệm tòa nhà thông minh (smart buiding)
a. Các định nghĩa về tòa nhà thông minh
Hiện nay chúng ta có thể bắt đầu nghe thấy người ta nói nhiều về "nhà thông
minh", quá trình định nghĩa tùy theo từng khu vực với chức năng của tòa nhà mà người ta
định nghĩa khác nhau.
Theo định nghĩa của Châu Âu (EIBG - European Intelligent Building Group) nhóm
phát triển cao ốc thông minh của Châu Âu, thì cao ốc/tòa nhà thông minh sẽ phải phối
hợp được những tinh túy, hiện đại nhất của:
- Các khái niệm (Concepts)
- C¸c vËt liƯu (Materials)
- C¸c hƯ thèng (Systems)
- C¸c kỹ thuật (Technologies)
Tích hợp những yếu tố trên để xây dựng được một tòa nhà đạt hoặc vượt qua những
tiêu chuẩn về tính năng được yêu cầu bởi người sử dụng. Điều mà cho phép tăng tối đa
hiệu suất của người sử dụng và hiệu quả quản lý nguồn lực với chi phí tối thiểu.

(H.I.1) Tỷ lệ thông minh áp dụng trong tòa nhà (nguồn Saga.vn)
Theo định nghĩa của Mỹ - IBI (The Intelligent Building Institute - Häc viÖn Cao ốc
thông minh), thì đó là cao ốc mà cung cấp một môi trường hữu ích và hiệu quả cho hoạt
động cđa con ng­êi th«ng qua sù tèi ­u cđa 4 thành phần cơ bản sau:
- Cấu trúc (structure)
- Hệ thống (Systems)

7

- Dịch vụ (Services)
- Quản lý (Management)
Và sự kết hợp giữa các yếu tố đó. Định nghĩa của một cao ốc thông minh có thể
được tổng quát như sau: là một cao ốc có thể cung cấp được:
- Một môi trường làm việc hữu ích (Productive environment)
- Một môi trường với chi phí hiệu quả (Cost effective environment)
Thông qua sự tối ưu hóa của 4 thành phần cơ bản sau:
- Cấu trúc (structure)
- Hệ thống (systems)
- Dịch vụ (services)
- Quản lý (Management)
Và sự kết hợp giữa các thành phần đó, tập trung vào lợi ích của người sử dụng. Tối
đa hiƯu st cđa ng­êi sư dơng, vµ cho phÐp tèi ®a hãa hiƯu qu¶ qu¶n lý ngn lùc víi chi
phÝ tối thiểu, thân thiện với môi trường và phát triển bền vững
b. Các hệ thống trong tòa nhà
Về cơ bản các cao ốc cao tầng có các hệ thống sau:
-Điều hòa thông gió (HVAC )
-Chiếu sáng (Lighting)
-Quản lý điện năng/năng lượng (Electrical/Energy Management)
(Hệ thống năng lượng dùng năng lượng sạch, thông minh: Năng lượng mặt trời, năng
lượng gió là xu hướng áp dụng ở tòa nhà thông minh)
-Hệ nan che nắng tự động quay theo hướng nắng nhờ các bộ phận cảm ứng (áp dụng ở
những tòa nhà thông minh)
-Hệ thống Báo/Chữa cháy (Fire-Fighting System)
-Thang máy (Lift)
-Hệ thống Gara ngầm di chuyển cất và
lấy ô tô tự động từ lúc đỗ tại cửa vào đến
chỗ cất giữ
-Hê thống bơm nước sinh hoạt

(Pumbling)
-Hệ thống tổng đài nội bộ, thông báo
(PABX/PA)
-Hệ thống an ninh (Security/CCTV)
-Hệ thống công nghệ thông tin, VOD,
VoIP,...
Và nhiều hệ thống khác cho các (H.I.2) Liên kết các hệ thống trong tòa nhà
yêu cầu đặc biệt .

8


Các tòa nhà hiện đại thì các hệ thống này sẽ kết nối với nhau để có thể giám sát
điều khiển, tích hợp hoạt động của các hệ thống khác nhau trên cùng một nền tảng đảm
bảo tiện lợi, tối ưu hóa vận hành, tiết kiệm năng lượng, an ninh, an toàn,...

(H.I.4) Những đặc tính thông minh: những
bơm nhiệt địa nhiệt, những bảng quang điện,
những tua-bin gió tổng hợp, trái đất làm mát
những cái ống, một vườn trên mái, hệ thống
khôi phục nước mưa, và những tấm sàn linh
hoạt và có thể thích nghi (nguồn internet)
Ví dụ một bài toán đơn giản: Một cao ốc có tín hiệu cháy ở tầng 40. Nếu là tòa nhà
thông minh các hệ thống được kết nối với nhau thì tại phòng điều khiển trung t©m sÏ cã
tÝn hiƯu, chóng ta cã thĨ kiĨm tra bằng Camera xem tình hình, đồng thời một số chương
trình cài đặt tự động sẽ phản ứng ngay như chữa cháy tự động, cắt điện tầng 40 (thậm chí
có thể cắt đến khu vực cháy nếu cháy cục bộ) hệ thống an ninh sẽ xác định có bao nhiêu
người ở tầng 40, để xác định phương án giải cứu. Cắt cục bộ thang máy, hệ thống PA chỉ
thông báo theo khu vực để tránh lộn xộn khi tổ chức cứu hộ,... Nhiều đơn vị cấp cứu như
Công an PCCC cã thĨ trùc tiÕp kÕt nèi vµo hƯ thèng tõ xa để cập nhật tình hình,...Việc kết

nối chung cũng đảm bảo các công cụ quản lý như quản lý bảo dưỡng,sửa chữa đảm bảo
tính sẵn sàng của hệ thống,...

(H.I.3) Tháp HyperGreen ý t­ëng
thiÕt kÕ bëi Jacques trong mét cuéc
thi ë Paris, cao 250 mét / 60 tầng
(nguồn internet)

(H.I.5) Ngọn tháp với những tua-bin gió (H.I.6) Những điểm sáng xanh lục của
Tháp bao gồm những pin mặt trời tổng
trên mái (nguồn internet)

9


hợp, những tua-bin gió, một nước mưa gặt
hái hệ thống và một hệ thống sưởi địa
nhiệt (nguồn internet)
BMS (Building Management System) hoặc ở một số chỗ sẽ gọi là IBMS cũng như
vậy là hệ thống kết nối các hệ thống ở phần 2. Mạng truyền thông kết nối giữa các thành
phần của hệ thống điều khiển nêu trên được mô tả bởi 2 phần chủ yếu:
- Đường truyền vật lý (Wire, optical fibre, radio)
- Giao thøc trun th«ng (Protocol: BACnet, LonWork, Modbus)
Chức năng then chốt của hệ thống BMS trong cao ốc là cam đoan tăng cường tiện
nghi với chi phí vận hành giảm. BMS cung cấp một loạt các chức năng sau:
- Tự động Bật/Tắt hệ thống: trên cơ sở của thời gian, loại ngày hoạt động và điều
kiện thực tế của môi trường.
- Giám sát trạng thái của tòa nhà và điều kiện môi trường làm việc.
+) Nhân viên trong tòa nhà có thể được báo động về các tình huống nguy hiểm
đúng lúc và thực hiện các biện pháp an toàn một cách đúng đắn

+) Cho phép việc phản ứng nhanh, đón đầu sự cố thay vì phản ứng lại những hậu
quả của sự cố. từ đó, quản lý dịch vụ sửa chữa khắc phục đơn giản, dễ dàng, nhanh chóng
và hiệu quả hơn.
- Công cụ tiết giảm năng lượng: cùng với một thiết kế cao ốc tốt,và một hệ thống
điều hòa thông gió hiệu quả, hệ thống BMS chiếm một phần sống còn trong quản lý tiêu
phí năng lượng và giảm ảnh hưởng của hoạt động của tòa nhà đến môi trường xung
quanh.
- Công cụ quản lý dịch vụ cao ốc: cung cấp các thông tin hữu ích về tóm lược,
thông tin lưu trữ theo thời gian/sự kiện và các báo cáo. Chức năng này cung cấp những
thông tin hữu dụng cho các dịch vụ trong cao ốc và bộ phận kinh doanh của cao ốc.
Những thông tin này cũng mang lai thêm giá trị cho dịch vụ của cao ốc khi những người
thuê cao ốc ngày nay đánh giá cao các tiện ích do cao ốc mang lại.
- Các khả năng giám sát từ xa: cung cấp khả năng giám sát điều khiển tập trung.
Từ một vị trí có thể truy cập được tất cả những thông tin cần thiết như nhiệt độ, áp suất,
trạng thái thiết bị hiển thị cho tình trạng hoạt động của cao ốc.
- Công cụ kiểm tra lỗi: cung cấp một bức tranh tổng thể về hoạt động của các hƯ
thèng kü tht trong building, tõ ®ã cã thĨ dƠ dàng tìm ra nguồn gốc của sự cố khi có một
tình huống kỹ thuật xảy ra.
- Cho phép tích hợp với các hệ thống cao ốc khác: với chức năng này, các dịch vụ tiện nghi trong cao ốc có thể hoạt động một cách hiệu quả nhất, giảm được chi phí và tăng
được hiệu suất của các kỹ sư vận hành tòa nhà. Các công ty BĐS lớn có thể kết nối toàn
bộ hệ thống BĐS trên toàn thế giới để quản lý tập trung thậm chí là trạng thái của một
bóng đèn
c. Truyền thông hợp nhất

10


Mức độ tích hợp cao cấp hơn nữa với các hệ thống này là tích hợp hệ thống BMS
và IT (intelligent technologies - các hệ thống thông minh) vào một nền tảng chung.
Chúng ta có thể tưởng tượng rất đơn giản từ điện thoại để bàn chúng ta có thể mở rèm

cửa, Order đồ uống, mở cửa cho khách, xem ai đến thăm, bật-điều khiển đèn,... hoặc vào
mạng xem nồi cơm điện ở nhà đà tắt chưa? bật máy lạnh trước khi về nhà... Hoặc để đơn
giản hơn đây là xu hướng IP hóa các thiết bị điều khiển, thiết bị chấp hành,...Tất cả các hệ
thống trên có thể giải quyết được vấn đề tăng hiệu suất khai thác, tiết kiệm chi phí năng
lượng,..
Một ví dụ về tòa nhà thông minh là Tòa nhà Dynamic Tower (Tòa tháp Năng
động) đang được Dubai lên kế hoạch xây dựng, đó là tòa nhà chuyển động đầu tiên của
thế giới.
Theo thiết kế, Dynamic Tower
có 80 tầng, mỗi tầng là một căn hộ tiền
chế có thể xoay độc lập với các căn khác
để thay đổi hình dáng của tòa nhà.
Vị trí đặt quảng cáo với 79
turbine gió phát điện được lắp đặt giữa
các tầng, những căn hộ của tòa nhà cao
420 mét này có thĨ xoay 360o quanh
mét cét trơ, theo lƯnh b»ng giäng nói.
Ông Fisher khẳng định tòa nhà xoay vừa
đủ chậm để không ai chú ý và bị chóng
mặt. Các căn hộ mất 1-3 tiếng để đi hết
một vòng xoay.
Đặc biệt, những chiếc turbine gió
(H.I.7) Tòa nhà Dynamic Tower sẽ luôn
khổng lồ còn sản xuất đủ điện cho cả tòa
thay đổi hình dáng (nguồn AP)
nhà, thậm chí có thể đóng góp thêm vào
lưới điện. Ngoài ra, hệ thống thang máy
sẽ cho phép các chủ hộ có thể cất xe hơi
ngay trong căn hộ của mình.
Ông Fisher cho biết mỗi tầng sẽ

được tiền chế tại một nhà máy của ý rồi
chuyển đến địa điểm xây tại Dubai để
lắp vào cột lõi. Việc lắp ráp theo kiểu
này sẽ chỉ cần 80 kỹ thuật viên và mất
20 tháng, và theo ông là tiết kiệm hàng
chục triệu đô la Mỹ. Chi phí xây dựng
tòa nhà ước tính khoảng 700 triệu đô la
Mỹ.

11


(H.I.8) Mặt bằng tòa nhà Dynamic Tower
(nguồn interner)
1.1.2 Khái niệm căn hộ thông minh (smart house)
a. Khái niệm
Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ, đặc biệt là công nghệ
điện tử đà làm cho điều kiện sống con người ngày càng có nhiều thay đổi. Các thiết bị
điện tử gia dụng như máy giặt, điều hòa, ti vi dường như ngày càng thông minh hơn nhờ
được ứng dụng các thành tựu của khoa học, công nghệ. Nhưng với các thiết bị đơn lẻ được
ứng dụng công nghệ mới đó đà được gọi là ngôi nhà thông minh chưa? Vậy ngôi nhà
thông minh là như thế nào? Smarthouse dịch ra tiếng Việt có thể dịch là nhà thông minh,
ngôi nhà thông minh , căn nhà thông minh, căn hộ thông minh, nhà ở thông minh. Tuy
nhiên có thể định nghĩa căn hộ thông minh là một căn nhà riêng để ở có thể cung cấp
được:
- Một môi trường ở và làm việc hữu ích (Productive environment)
- Một môi trường với chi phí hiệu quả (Cost effective environment)
Thông qua sự tối ưu hóa của 4 thành phần cơ bản sau:
- Cấu trúc (structure)
- Hệ thống (systems)

- Dịch vụ (services)
- Quản lý (Management)
Và sự kết hợp giữa các thành phần đó, tập trung vào lợi ích của người sử dụng. Tối
đa hiệu suất của người sử dụng. và cho phép tối đa hóa hiệu quả quản lý ngôi nhà với chi
phí tối thiểu. Trong căn nhà thông minh, đồ dùng trong nhà từ phòng ngủ, phòng khách
đến toilet đều gắn các bộ điều khiển điện tử có thể kết nối với internet và điện thoại di
động, cho phép chủ nhân điều khiển vật dụng từ xa hoặc lập trình cho thiết bị ở nhà hoạt
động theo lịch. Thêm vào đó, các đồ gia dụng có thể hiểu được ngôn ngữ của nhau và có
khả năng tương tác với nhau.
Ỹu tè th«ng minh kh«ng chØ n»m trong hƯ thèng điều khiển tự động với công
nghệ cao mà còn một tổ hợp với bản chất kiến trúc là yếu tố cốt lõi để tạo nên cái gọi
là ngôi nhà. Tõ xa x­a cho tíi b©y giê, theo st chiỊu dài lịch sử, kiến trúc phát triển
không ngừng để đi tìm cái đẹp hoàn mỹ hơn và cũng là để đáp ứng đầy đủ, thiết thực hơn
nhu cầu của con người, đi tới sự tiện lợi nhất. Nhà thông minh không nằm trong ngoại lệ
đó.
Về cơ bản căn hộ thông minh có các thành phần tương tự như toà nhà thông minh
nhưng các hệ thống được ít hơn, không bị quản lý phức tạp như toà nhà, không có hệ
thống b·i xe, hƯ thèng thang nhiỊu thang m¸y.
b. C¸c u tố của nhà thông minh:

12


Nhà thông minh bao gồm những yếu tố có quan hệ chặt chẽ với nhau, tương hỗ
nhau, phù hợp trên cả phương diện công năng, kỹ thuật, thẩm mỹ, kinh tế. ở một cách
nhìn tổng quan, nhà thông minh cần những yếu tố sau:
- Giải pháp kiến trúc thông minh :
Dù thông minh như thế nào đi chăng nữa, một ngôi nhà sẽ chỉ thực sự tốt khi yếu
tố đầu tiên tạo nên ngôi nhà kiến trúc phải tốt. Nhà thông minh phải có giải pháp
kiến trúc thông minh. Sự phát triển của khoa học kỹ thuật và sự lạm dụng công nghệ

nhiều khi làm mờ nhạt vai trò của kiến trúc. Mọi thứ không hợp lý, chưa tốt người ta đều
vin vào giải pháp công nghệ hỗ trợ. Các giải pháp kỹ thuật sẽ chỉ tốt và phát huy hiệu quả
trên nền một kiến trúc thông minh, hợp lý.
Kiến trúc là khởi đầu và là tiền đề của mọi yếu tố khác. Giải pháp kiến trúc thông
minh là tận dụng tốt yếu tố môi trường, cảnh quan, phát huy ưu điểm, khắc phục nhược
điểm. Sẽ là không thông minh nếu như ngôi nhà quay hướng tây mà không tính đến giải
pháp chắn nắng, chống nóng. Giải pháp kiến trúc thông minh là hợp lý công năng, thuận
tiện cho con người, đáp ứng được nhu cầu của người sử dụng trong công trình đó. Giải
pháp kiến trúc thông minh còn là sự hợp lý giữa nội tại kiến trúc: hình thức và công năng;
hay mối quan hệ kiến trúc và các yếu tố khác như nội ngoại thất, kỹ thuật (kết cấu, hệ
thống điện, cấp thoát nước, thông tin liên lạc, hệ thống điều khiển tự động).
Giải pháp kiến trúc thông minh còn là sự linh hoạt khi cần thay đổi hay bổ sung hệ
thống trang thiÕt bÞ kü tht. Chóng ta cã thĨ thÊy nhiỊu công trình cổ hàng trăm năm tuổi
ở châu Âu, vẫn không hề lạc hậu khi đưa những hệ thống kỹ thuật hiện đại vào, không
làm phá vỡ cấu trúc ban đầu, vận hành tốt, đáp ứng được những yêu cầu của thời đại.
- Sinh thái thân thiện môi trường :
Kiến trúc sinh thái hay còn gọi là kiến trúc xanh được nhắc tới nhiều trong những
năm gần đây. Đó là hƯ qu¶ tÊt u sau khi con ng­êi m¶i miÕt kiếm tìm và phát minh
những công nghệ và vật liệu mới nhưng lại xả rác vào môi trường. Trái đất đang nóng
lên, tầng ozone thủng, băng tan đó là những hệ quả vĩ mô nhưng rõ nét của nền công
nghiệp phát triển không ngừng, trong đó có công nghiệp xây dựng mang lại. Kiến trúc
sinh thái hướng tới sự bền vững, thân thiện thiên nhiên, môi trường. Có thể ở một khía
cạnh nào đó, văn minh và thiên nhiên như hai cá thể đối lập loại trừ lẫn nhau. ở nơi thiên
nhiên thì tính văn minh kém và ngược lại. Tuy nhiên thực tế thì văn minh và thiên nhiên
luôn cùng tồn tại với những tỷ lệ tương quan khác nhau. Nhưng mọi hành động của con
người, đặc biệt là hoạt động xây dựng đang tàn phá thiên nhiên ở nhiều phương diện: phá
núi, phá rừng Đó là việc lấy nguyên vật liệu, lấp ao hồ lấy mặt bằng xây dựng, bê tông
hoá bề mặt đất tự nhiên, thải vô số các loại phế thải xây dựng độc hại và khó phân huỷ
vào môi trường
Một ngôi nhà thông minh hẳn phải có yếu tố sinh thái. Khi mà kiến trúc hiện đại

được tạo nên bởi bê tông, kính, thép; khi mà đô thị chật chội với những toà nhà san sát
nhau; người ta mới hiểu và mới thấy cần giá trị của cây xanh, mặt nước, môi trường

13


không khí trong lành. Đó không chỉ là yếu tố vật lý, khí hậu thuần tuý cho sức khoẻ mà
nó còn tác động trực tiếp đến thị giác, tâm hồn của con người.
Để thiết kế một ngôi nhà thông minh, bao gồm yếu tố sinh thái, kiến trúc sư phải
nắm được quan hệ giữa môi trường và tiến bộ xà hội. Và để thực hiện tốt hướng về
thiên nhiên, đồng nghĩa với việc ngăn chặn những hoạt động của con người gây tác động
tới thiên nhiên thì dường như cũng đồng nghĩa với việc chấp nhận những bước lùi của
sự phát triển, tăng trưởng kinh tế. Điều đó quả thực là khó, gần như là thách thức.
-Tiết kiệm năng lượng :
Tiết kiệm năng lượng là một tiêu chí của kiến trúc sinh thái. Tiết kiệm năng lượng
đồng nghĩa với việc giảm sự tàn phá thiên nhiên ở đầu nguồn (do khai thác than, dầu mỏ)
và giảm việc thải khí độc hại vào môi trường. Rõ ràng, để đạt được điều này, công trình
phải có một giải pháp kiến trúc cịng nh­ kü tht tèt nh­ ®· ®Ị cËp ë trên.
Một ngôi nhà thông minh phải biết tiết kiệm năng lượng. Đầu tiên là phải khai
thác các yếu tố tự nhiên tối đa như ánh sáng, thông gió; giảm thiểu việc khai thác thiết bị
tiêu hao năng lượng như chiếu sáng, điều hoà nhiệt độ, lò sưởi Tiếp theo là phải biết tận
dụng các nguồn năng lượng từ thiên nhiên để chuyển hoá thành năng lượng hữu ích. Đó là
nhiệt năng của mặt trời, sức gió, sức nước Những thiết bị này hiện nay đà rất phổ biến
như hệ thống đun nước nóng dùng năng lượng mặt trời, pin mặt trời. Tất nhiên, để tiết
kiệm năng lượng một cách hiệu quả nhất phải nhờ đến một hệ thống điều khiển hợp lý,
thông minh như trong định nghĩa đầu tiên.
- Hệ thống thiết bị điều khiển thông minh :
Đây là yếu tố mà người ta hay nhắc tới, và cho rằng nó là yếu tố quyết định để một
ngôi nhà trở thành thông minh. Tất nhiên, theo một cách nhìn có nhiều góc độ, nó không
thể định đoạt số phận một ngôi nhà nhưng cũng không thể thiếu. Thực tế, nó chỉ là điều

kiện cần chứ không thể là điều kiện đủ. Nếu phân chia hệ thống điều khiển thông minh ra
thì có lẽ có quá nhiều hệ thống, và mỗi nhà cung cấp thiết bị, hệ thống điều khiển thông
minh cũng có những định nghĩa khác nhau, sự phân chia khác nhau.
Nhà thông minh cũng cần đến người chủ biết ®iỊu khiĨn nã. Mét ng­êi chđ biÕt
t×m ®Õn kiÕn tróc sư có khả năng đáp ứng được những nhu cầu chính đáng của mình, tìm
được tiếng nói chung để đưa ra giải pháp kiến trúc hợp lý nhất. Một người phải biết yêu
thiên nhiên, tôn trọng những giá trị của môi trường. Một người phải biết tiết kiệm, sử
dụng năng lượng hợp lý (kể cả khi anh ta có nhiều tiền). Một người chủ phải biết sử dụng
và vận hành thiết bị đúng cách, đúng chỗ để tận hưởng những giá trị của công nghệ mang
lại.
Phân loại theo hệ thống kỹ thuật
Hệ thống điều khiển thông minh đi kèm với các thiết bị được lập trình sẵn, giao
tiếp với người sử dụng linh hoạt không phụ thuộc vào khoảng cách, vị trí và thường có
những hệ thống sau:
-Hệ thống an ninh: bao gồm các hệ thống cửa tự động, camera quan sát, đầu ghi
hình, bộ nhớ lưu trữ, bộ điều khiĨn trung t©m cho phÐp ng­êi sư dơng cã thĨ nắm được

14


trực tiếp hay xem lại toàn bộ mọi hoạt động diễn ra ở các khu vực có thiết bị kiểm soát.
Hệ thống an ninh còn có thể báo động bằng còi, chiếu sáng, gọi đến các số điện thoại cần
thiết và có khả năng phong toả khu vực bị đột nhập.
-Hệ thống báo cháy và chữa cháy: hệ thống báo cháy cảm ứng khi có hiện tượng
cháy (nồng độ khói, nhiệt độ), và thông báo bằng âm thanh (loa, còi), đèn chiếu sáng. Hệ
thống chữa cháy tự động phun nước tại các nơi cần chữa cháy. ở mức độ cao hơn, hệ
thống báo cháy, chữa cháy cho phép khoanh vùng và hướng dẫn phân luồng thoát hiểm.
-Hệ thống thiết bị nhiệt: điều hoà nhiệt độ, lò sưởi, bình nước nóng...)
-Hệ thống giải trí: truyền hình, đầu DVD, máy nghe nhạc
-Hệ thống cấp nước: phòng vệ sinh, tưới vườn...

Tất cả các hệ thống thông minh trên có thể hoạt động theo lập trình hoặc cho phép
người sử dụng điều khiển từ xa, hoặc kiểm tra trạng thái thiết bị thông qua bộ điều khiển
từ xa (remote control), điện thoại di động hay internet.
Sơ đồ mối liên hệ giữa các yếu tố trong nhà thông minh:
giải pháp

hệ thống
kiến trúc thông minh

vật liệu
thông minh

thông minh
kết nối

hệ thống quản lý

căn hộ thông minh

thành phần và thiết bị

các hệ thống kỹ thuật
và mối liên hệ với
kiến trúc thông minh

hệ thống điện
thông minh
hệ thống camera giám sát
và hình ảnh âm thanh
hệ thống báo cháy

và chữa cháy thông minh

tiết kiệm năng lượng - thân thiện môi trường

kiến trúc thông minh

hệ thống thiết bị nhiệt
hệ thống cấp thoát nước

Phân loại theo cơ chế thông minh
Có thể phân chia làm ba loại cơ chế hoạt động như sau:

15


- Cơ chế nhận dạng: cơ chế nhận dạng cho phép ghi nhớ những đặc điểm được
cài đặt sẵn trong bộ nhớ; trong trường hợp việc nhận dạng xảy ra không trùng khớp, hệ
thống sẽ từ chối phục vụ hoặc báo động. Ví dụ như cổng, cửa gara chỉ mở với những xe
có biển số đà đăng ký với hệ thống, cửa tự động nhận dạng vân tay chỉ mở đúng người;
trong khoảng thời gian đêm, nếu có người lạ mặt trong phòng khách hệ thống sẽ báo
động
- Cơ chế lập trình sẵn: một số hệ thống thiết bị được thiết kế hoạt động theo lịch
trình nhất định. Ví dụ như bắt đầu từ 7 giờ tối đèn vườn, đèn bảo vệ tự động bật sáng và
tắt vào thời điểm 5 giờ sáng, 7 giờ sáng ti vi tại khu vực bếp tự động bật đúng chương
trình cài đặt để người ăn sáng có thể xem, 8 giờ sáng vòi nước tưới vườn hoạt động trong
15 phút; 10 giờ đêm các hệ thống cửa tự động an toàn sẽ đóng lại.
- Cơ chế cảm ứng: cơ chế cảm ứng là một cơ chế linh hoạt, hoạt động trên sự biến
đổi trạng thái mà hệ thống cảm ứng ghi nhận để tự điều khiển phù hợp. Ví dụ: tại cầu
thang, vệ sinh, đèn sẽ tự động bật khi có người và tự động tắt sau một thời gian nhất định
khi không có người; hệ thống báo động sẽ thông báo khi cửa có những chấn động cơ học

hơn mức bình thường (do phá hoại, đột nhập), mái kính sẽ tự động đóng lại khi có mưa,
mành rèm tự hoạt động ở trạng thái thích hợp nhất khi cảm ứng với ánh nắng mặt trời,
đèn tự động bật khi chiếu sáng tự nhiên không đủ.
Và bất kể thiết bị hoạt động theo cơ chế nào thì vẫn can thiệp được bằng bé ®iỊu
khiĨn tõ ng­êi sư dơng.

(H.I.9) Mét sè øng dơng trong nhà thông minh (nguồn internet)

16


Trong luận văn này thuật ngữ nhà thông minh được hiểu chủ yếu là căn hộ
thông minh (smarthouse) thay vì tòa nhà thông minh (smart building) và những nghiên
cứu về smarthouse đó là cách áp dụng những mô hình cho căn nhà sao cho đạt hiệu quả
thông minh nhất có thể được nhằm thỏa mÃn nhu cầu con người
I.2. Tổng quan về kiến trúc và công nghệ của căn hộ thông minh trên thế giới
I.2.1. Xây dựng căn hộ thông minh ở các nước phát triển
Các giải pháp công nghệ nhà thông minh đà được nhiều hÃng Lagrand (Pháp),
hÃng Comfort (Singapore), hÃng Siemens (Đức) có nhưng chi nhánh toàn câu của mình
với những mẫu nhà đa dạng theo từng yêu cầu của khách hàng. Với các loại công nghệ
thông minh như: X10 compatible, X10 Wireless, Insteon, ZigBee, HomePlug,
Bluetooth
Giải pháp công nghệ X10 (Mỹ), mô hình cho phép điều khiển dễ dàng 9 loại thiết
bị như: bộ điều khiển trung tâm, thiết bị báo động mở cửa hoặc két sắt, thiết bị nhận diện
người lạ xâm nhập, thiết bị điều khiển điện gia đình, thiết bị kết nối Internet...Với những
trang bị này, chủ nhà có thể kiểm soát và điều khiển từ xa mọi thiết bị điện, điện tử trong
gia đình để tăng cường hiệu quả sinh hoạt và bảo vệ gia đình từ internet, điện thoại...

(H.I.10) Số thiết bị điện trong phòng có thể điều khiển được bằng X10 lên tíi 256 thø.

17


Những phiên bản đầu tiên của hệ thống X10 được sáng chế tại Mỹ từ cuối những
năm 1970 và là công nghệ nhà thông minh phổ biến nhất trên thế giới hiện nay. Sau khi
lắp đặt hệ thống X10, mỗi thứ đồ điện trong nhà, dù đó là đèn, quạt, bình nóng lạnh hay
máy điều hoà, đều sẽ có một địa chỉ riêng. Và chỉ cần một chiếc điều khiển từ xa, có thể
điều khiển tất cả, dù đang ở bất kỳ vị trí nào trong nhà Ví dụ, người điều khiển đang trên
tầng 2, và muốn bật đèn ở cổng dưới tầng 1 để xem ai đang bấm chuông qua camera.
Hoặc ở tầng 1 và phát hiện đèn trên sân thượng vẫn quên chưa tắt. Hoặc đơn giản
hơn, muốn cái đèn chùm giữa phòng khách tối đi một nửa ®Ĩ xem phim cho cã kh«ng khÝ.
HƯ thèng X10 sÏ cho phép làm tất cả những việc đó chỉ với vài lần bấm nút trên điều
khiển từ xa. Có thể lập chương trình hoạt động cho từng thiết bị sao cho phù hợp với tập
quán sinh hoạt của gia đình. Giả sử, ngày thường dậy vào lúc 6h30, ăn sáng lúc 7h và đi
làm lúc 7h30.
Với X10, có thể lập chương trình để mỗi sáng đèn trong phòng sẽ sáng dần từ
6h15, đèn phòng bếp sẽ sáng từ 6h20 và bình nước nóng đà sẵn sàng lúc 6h25. Tất nhiên,
sau khi ra khỏi nhà ít phút, đèn ở các phòng sÏ tù t¾t. HƯ thèng X10 sÏ mang sù tiƯn nghi,
hệ thống tự động hoá nhà ở và cả sự an toàn, tiết kiệm. Khác với một số hệ thống tự động
hoá nhà ở đòi hỏi phải có dây dẫn riêng nối tới từng thiết bị phải điều khiển, X10 sử dụng
chính mạng điện hiện có trong nhà để truyền dẫn tín hiệu điều khiển. Giả sử muốn điều
khiển 2 chiếc đèn trong phòng ngủ, thì chỉ cần lắp 1 module X10 vào phía sau công tắc
của 2 chiếc đèn ®ã. Sau ®ã, cã thĨ ®iỊu khiĨn c¶ 2 chiÕc ®Ìn b»ng ®iỊu khiĨn tõ xa, hc
vÉn dïng chÝnh chiÕc công tắc cũ.
Hệ thống X10 hoàn toàn không ảnh hưởng gì tới hệ thống điện đang dùng. Do lợi
thế đó, X10 thích hợp với cả các công trình đang sử dụng hay công trình chưa hoàn thiện,
miễn là số lượng thiết bị cần điều khiển nhỏ hơn 256 (số địa chỉ IP trong một dải địa chỉ
mạng chung, từ 0 ®Õn 255). Cã rÊt nhiỊu lùa chän ®Ĩ ®iỊu khiĨn các thiết bị điện của
mình: bằng điều khiển từ xa cầm tay, bằng máy vi tính, thậm chí có thể dùng điện thoại
để điều khiển mọi thứ trong nhà dù đang ở nước ngoài.

Hệ thống tự động hoá nhà ở X10 không đòi hỏi phải thay đổi cấu trúc đường điện,
cũng không cần thời gian thi công quá lâu nên giá thành rất hợp lý.
I.2.2. Căn hộ thông minh ở Mỹ
Mỹ là một trong những nước áp dụng và nghiên cứu hệ thống thông minh cho ngôi
nhà sớm trên thế giíi. Trong ®ã cã hƯ thèng X10 nh­ ®· nãi. Ngoài ra "Ngôi nhà điện tử"
đầu tiên trên Thế giới được mệnh danh là " Ngôi nhà thông minh" ca Bill Gate. Ngôi nhà
của Tỷ phú Bill Gates xây dựng vào năm 1994 ở trên một khu đất có diện tích 40.000 Fut
vuông( Đơn vị đo lường Anh. 1 Fut= 30,5 Cm) rộng rÃi và có cảnh quan tự nhiên rất đẹp.
Mặt tiền của ngôi nhà trông ra hồ Washington.

18


(H.I.11) Toàn cảnh ngôi nhà thông (H.I.12) Nhà xây theo kiểu ""Biệt thự
Thái Bình dương"", mặt tiền trông ra
minh của Bill Gate (ngn News)
hå Washington (ngn News)
C¸c KiÕn tróc s­ cho biết: Khu nhà của Bill Gates được xây dựng theo kiểu" Biệt
thự Thái Bình Dương". Thoạt trông bề ngoài không có gì nổi bật lại có hệ thống những
trang, thiết bị điện tử tinh vi, hiện đại và rất phức tạp được bố trí ở nội thất bên trong bao
gồm 3 khu nhà tạo thành một quần thể, liên kết với nhau:
Khu thứ nhất được ưu tiên chủ yếu giành cho việc giải trí, tiêu khiển của khách .
Phòng khách có mặt tiền hướng ra hồ Washington. Trong phòng khách có một màn ảnh
truyền hình phẳng, rất rộng chiếm suốt cả chiều dài bức tường chính.
Tại đây, trước khi đi vào khu chính, khách đến thăm sẽ được phát một cái "Kim
găm điện tử". Trong kim, các sở thích của mỗi khách như : Thích xem phim, ngắm tranh,
nghe nhạc hoặc xem truyền hình... sẽ được mà số hóa. Mùi vị riêng của từng khách cũng
được hệ thống "Nhận biết" tự động ghi lại và nhớ khi khách bắt đầu những bước đi đầu
tiên thăm khu nhà. Một Chip nhỏ tự động gửi những tín hiệu đặc biệt cho biết khách đang
ở phòng nào, nhà số mấy để nhiệt độ và các dịch vụ trong những phòng đó thay đổi và

phục vụ cho phù hợp với thị hiếu, nhu cầu của khách.
Khu trung tâm là Nhà-Thư viện.
Cạnh thư viện là cầu nhảy. Bill Gates rất
thích tập nhảy ở đây. Ông cho rằng cũng
giống như ngồi trên ghế bành đung đưa,
nhảy cầu tạo khả năng tích tụ tư duy.
Cả nhà Bill Gates sống ở khu thứ 3.
Tại đây bố trí những trang, thiết bị điện tử
đặc biệt hiện đại, tinh vi và phức tạp : Tự
động thay đổi màu sắc trên tường, thay đổi
cường độ chiếu sáng phụ thuộc vào trạng
thái tâm lý, sức khỏe của chủ nhân.
Trong khu nhà còn có sân quần vợt, (H.I.13) Bể cá không thể tuyệt vời hơn
bể bơi nối liền với nhà tắm hơi kiÓu NhËt (nguån News)

19


Bản. Cách đấy không xa là một cái hồ nhỏ.
I.2.3. Căn hộ thông minh ở Châu Âu
ở Châu Âu, công nghệ trang bị cho nhà với các thiết bị thông minh đang được phát
triển như EIB, Instabus, SCS. Phương thức điều khiển nhúng cho giao tiếp số giữa các
thiết bị thống minh trên đường bus 2 dây được lắp đặt theo các hệ thống điện thường.
Đường Instabus kết nối tất cả các ứng dụng tới một hệ thống giao tiếp phi tập trung cho
tất cả các thiết bị được điều khiĨn. HƯ thèng SCS cịng lµ mét hƯ thèng cã cấu trúc gần
giống với hệ Instabus, các thiết bị điều khiển và các thiết bị chấp hành có thể được nối
theo kiểu vòng, sao, trên một đường bus 2 dây nhưng vẫn đảm bảo được việc truyền dữ
liệu, và tăng khả năng mềm dẻo khi thi công, mở rộng mạng và tiết kiệm được đường dây
cho chủ đầu tư. Một trong các hệ thống tiêu biểu cho hệ SCS là hệ thống của Bticino, với
hệ thống này toàn bộ các hệ thống Home Automation, Camera doorphone, Sound system,

Sercurity, được đi trên một đôi bus. Đây là một hệ thống có độ tích hợp công nghệ cao,
có nhiều sản phẩm cho mọi ứng dụng của một ngôi nhà thông minh trên một hệ thống
.Đây là một hệ thống đang được sử dụng rất nhiều trên thế giới vì ngoài khả năng công
nghệ nêu trên chúng còn được thiết kế rất đẹp trên nhiều loại chất liệu đáp ứng được yêu
cầu của khách hàng.
Stadthalle - khách sạn áp dụng hệ thống thông minh và thân thiện môi trường,
là khách sạn đầu tiên trên thế giới tự cung, tự cấp năng lượng, hoàn toàn không nối với
mạng lưới điện thành phố.

(H.I.14) Stadthalle - khách sạn tự cấp (H.I.15) Cây cối bao quanh tường và
năng lượng đầu tiên của thế giới (nguồn sân khách sạn Stadthalle (nguồn
internet)
internet)
Nằm ở thủ đô Vienna của áo, khách sạn có những bức tường được bao bọc bằng
cây xanh, một hệ thống làm nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời và dùng nước mưa
thu gom được để tưới cây. Khách sạn được nâng cấp và hoàn thành vào tháng 11 năm
2009 với mục tiêu tạo ra khách sạn hoàn toàn tự cung, tự cấp năng lượng đầu tiên trên
thế giới. Trước hết khách sạn này sử dụng một cách triệt để các biện pháp xây dựng
passive house (căn nhà thụ động). ý nghĩa của khái niệm passive (thụ động) ở đây là tạo
ra những ngôi nhà biết chịu đựng và nhường nhịn thiên nhiên. Tức là ngôi nhà ®­ỵc

20


thiết kế và xây dựng sao cho hòa hợp một cách tốt nhất với khí hậu và môi trường xung
quanh, dễ chịu nhất về nhiệt độ mà không đòi hỏi - hoặc đòi hỏi rất ít - năng lượng cho
điều hòa không khí. Passive house cũng là những tòa nhà sử dụng năng lượng cực ít
(ultra-low energy building). Tóm lại do căn nhà tự sưởi hay tự làm mát bản thân nên nó
được gọi là passive.
Khách sạn Stadthalle sẽ sử dụng một hệ thống bơm, hút nước ngầm trong lòng đất

để làm mát toàn bộ các căn phòng của mình. Các bức tường của nó từ móng cho đến
mái được xây đạt tiêu chuẩn passive house, nên nhu cầu điện năng để sưởi ấm vào mùa
Đông rất thấp, chỉ có 9 kWh/m.
Điện năng này không sử dụng điện lưới nguồn của thành phố, mà được tạo ra bởi
một hệ thống pin mặt trời có tổng diện tích 77m2 và 4 trạm phát điện chạy bằng sức gió.
Các thiết bị đó có nhiệm vụ đảm bảo tự cấp nguồn điện năng cho toàn bộ khách sạn.
I.2.4. Căn hộ thông minh ở một số nước Châu á
Hệ thống lắp đặt tòa nhà thông minh của ABB - ABB i-bus đà giúp một số tòa nhà
lớn ở Singapore cắt giảm năng lượng tiêu thụ và giành được những giải thưởng công
nghiệp về hiệu suất năng lượng và ít tác động đến môi trường.
ABB i-bus là hệ thống lắp đặt tòa nhà được sử dụng phổ biến nhất tại Singapore.
Nó có nền tảng lắp đặt lớn nhất, từ văn phòng, nhà máy, khách sạn, nhà nghỉ, trường đại
học, các căn hộ, biệt thự và nhà gỗ một tầng.
Những tòa nhà giành giải thưởng bao gồm trụ sở Xilinx ở châu á Thái Bình Dương;
trụ sở Applied Materials Inc và tòa nhà Thư viện quốc gia Singapore.

(H.I.16) Tòa nhà lắp đặt hệ thống thông minh (H.I.17) Tòa nhà Thư viện quốc gia
của ABB i-bus (nguồn Ashui)
Singapore (nguồn Ashui)
Nổi bật nhất trong số những tính năng của ABB i-bus là cảm biến ánh sáng tự động
tắt đèn trong phòng và những khu vực khác sau một giai đoạn kém hoạt động và cảm biến

21


siêu ánh sáng có khả năng làm sáng hay làm mờ độ sáng theo lượng ánh sáng tự nhiên
trong tòa nhà.
Các giải pháp của ABB được thiết kế với khả năng tự hoạt động và hầu như không
cần sự can thiệp của con người. Nhân viên bảo dưỡng có thể giám sát, điều khiển và sửa
chữa toàn bộ hệ thống từ một vị trí duy nhất. Cảm biến và phần mềm sẽ tiên đoán khi nào

cần thay thế hàng nghìn bóng đèn của tòa nhà.
ABB i-bus dựa trên tiêu chuẩn quốc tế về điều khiển các tòa nhà thông minh sư
dơng giao thøc KNX. Nã kÕt hỵp trong mét hƯ thống đơn phạm vi ứng dụng hoàn chỉnh
bao gồm điều khiển chiếu sáng và lá chắn sáng, nhiệt, thông gió và điều hòa nhiệt độ, an
ninh, giám sát và quản lý năng lượng.
Tại Trung Quốc, Skidmore, Owings & Merrill đà thiết kế dự án tòa nhà chọc trời
không tiêu hao năng lượng đầu tiên ở Trung Quốc, dự kiến hoàn thành vào năm 2009.
Mang tên toà tháp Châu Giang với 71 tầng, đây sẽ là toà nhà sạch đầu tiên ở Trung
Quốc, bởi chỉ sử dụng nguồn năng lượng dựa vào sức gió và ánh nắng mặt trời.
1.3. Tổng quan về kiến trúc và công nghệ căn hộ thông minh ở Việt Nam
1.3.1. Tình hình nghiên cứu căn hộ thông minh ở Việt Nam
a. Bật tắt tất cả thiết bị điện gia đình từ xa

Hệ thống này bao gồm hai
phần chính là bộ nhận nối nguồn và
bàn phím điều khiển. Bộ nhận nối
nguồn là thiết bị nối trực tiếp thiết bị
điện với nguồn điện và có gắn bộ thu
phát tín hiệu nhằm nhận lệnh điều
khiển từ bàn phím.
Mỗi bàn phím ®iỊu khiĨn cã
thĨ ra lƯnh bËt t¾t cho tèi ®a 16 thiết bị
điện kết nối với 4 bộ nhận nối nguồn.
Ngược lại, một bộ nhận nối nguồn có
thể nhận lệnh từ tối đa 10 bàn phím
khác nhau. Do vậy, sự điều khiển các
thiết bị rất linh hoạt và phong phú.
So với các hệ thống nhà thông
(H.I.18) Hệ thống điều khiển thiết bị điện từ minh có khả năng thực hiện những
công việc phức tạp trong gia đình như

xa (nguồn Baodatviet.vn)
tự ®éng bËt bÕp gas, ®un n­íc t¾m, ®ãng më hƯ thống cửa sổ qua điện thoại di động,
internet, hệ thống ®iỊu khiĨn thiÕt bÞ ®iƯn tõ xa ch­a thùc sù nổi bật về công nghệ nhưng
là một giải pháp tiện nghi nằm trong khả năng chi tiêu của nhiều gia ®×nh ViƯt Nam.

22


b. Dự án hệ thống nhà thông minh EE2001 (Project EE2001 Smart-home system
}được tiến hành 3 tháng tại Singapore của nhóm sinh viên trẻ Việt Nam được đánh giá
cao
Dưới sự dẫn dắt và chuẩn bị của Phạm Việt Cường và sự phối hợp trong thao tác
của nhóm kỹ sư Thái, Nghĩa, Dũng, đội ngũ lab TAs và examiners lần lượt chứng kiến:
Chức năng tự động hóa thông qua việc xử lý tín hiệu từ các bộ cảm biến nhiệt, ánh sáng,
độ ẩm, chuyển động, rồi đến sự ưu việt của chiÕc ®iỊu khiĨn tõ xa cđa kü s­ tÝn hiƯu điện
tử Lê Hoàng Thái và trung tâm giám sát và điều tiết chạy trên PC có tích hợp tính năng ưu
việt: giám sát và điều khiển thông qua tin nhắn điện thoại di động SMS - kết quả của kỹ
sư phần mềm Lê Quang Dũng, tất cả được thể hiện trên một nền tảng phần cứng vững
chắc, hoạt động trơn tru - công trình dày công của đội ngũ kỹ sư cơ điện Ngô Tuấn Nghĩa
- Phạm Việt Cường
Những tính năng đặc biệt của Nhà thông minh mà nhóm đà thể hiện:
- Cổng tự động, có khóa số (password) bảo vệ. Nhập password bằng nút bấm và
hiển thị thông tin bằng màn hình LCD nhỏ.
- Hệ thống phát hiện người lạ đột nhập bằng tia hồng ngoại.
- Hệ thống đèn tự động trong các phòng: nếu thấy có cử động trong phòng thì bật
đèn, nếu sau 8s không thấy có cử động nào (người không có trong phòng) thì đèn tự động
tắt (tiết kiệm điện).
- Khi trời tối và chủ nhà đi vắng, đèn tự động bật rồi tắt trong các phòng để tạo
cảm giác nhà vẫn đang có người ở.
- Hệ thống rèm cửa tự động: nếu trời quá nắng thì kéo rèm lại, nếu trời nắng vừa

phải, thì më rÌm ra.
- HƯ thèng cưa sỉ tù ®éng: trêi mưa thì lập tức đóng vào.
- Hệ thống phơi quần áo tự động: mưa thì đem quần áo vào nhà, còn nếu ban ngày
mà trời nắng ráo thì đem quần áo ra phơi.
- Hệ thống báo cháy: tự động phát hiện ra cháy khi nhiệt độ trong nhà tăng đến
mức nguy hiểm. Khi có cháy tự tắt hết đèn và quạt trong nhà (tắt hệ thống điện chính), và
bật hệ thống đèn đặc biệt, nguồn điện riêng, chỉ dùng khi có cháy. Khi có cháy, chuông
báo động cũng kêu tít tít. Hệ thống báo cháy là multizonal alarm, nghĩa là cụ thể đang
cháy ở phòng nào đều biết được hết.
- Hệ thống điều khiển từ xa: tất cả các thiết bị trong nhà đều được điều khiển từ xa:
mở cửa, bật đèn, đóng rèm, phơi quần áo v.v.. đều điều khiển từ xa được hết.
- Hệ thống quản lý và điều khiển ngôi nhà trên máy tính: trạng thái của tất cả các
thiết bị trong nhà (cửa đang mở, đèn đang bật, quần áo đang phơiđều được kiểm soát
trên máy tính). Máy tính cũng có thể mở cửa sổ, đóng rèm, bật đèn như điều khiển từ
xa.
- Hệ thống báo ®éng b»ng SMS: gưi SMS ®Õn chđ nhµ khi cã cháy, có trộm đột
nhập hoặc khi cổng được nhập password sai 3 lần liên tiếp.

23


- Hệ thống lấy quản lý ngôi nhà bằng SMS: gửi SMS về ngôi nhà, ngôi nhà sẽ gửi
lại 1 SMS để thông báo tình trạng hiện tại của ngôi nhà (cửa sổ đang mở, đèn phòng 1
đang bật ). Có thể gửi SMS về nhà để điều khiển mọi thiết bị trong nhà. Chỉ 1 vài số
điện thoại nhất định mới được điều khiển ngôi nhà (chủ nhà có quyền thêm bớt các số
điện thoại trong danh sách này). Nếu số điện thoại lạ tìm cách truy cập, ngôi nhà sẽ gửi
SMS cảnh báo và lưu lại số điện thoại lạ vừa rồi.
Các hình ảnh minh họa:

(H.1.20) Dây điện đi ngầm phía sau

tường nhà.

(H.1.19) Mô hình ngôi nhà thông minh
mang số 361.

(H.1.21) Toàn bộ hệ thống điều khiển
ngôi nhà được giấu dưới sàn nhà

24


(H.I.22) ánh sáng tầng một lúc ban ngày (H.I.23) Khi đêm đến, ánh sáng sẽ
chuyển sang chế độ đêm

(H.I.24) Cửa tầng 1

(H.I.25) Thí nghiệm bộ bấm mà và màn
LCD được nối với cửa

(H.I.26) Dùng máy sấy làm tăng nhiệt (H.I.27) Nhiệt độ tăng, hệ thống chống
cháy được kích hoạt, đèn phụ được bật
độ, bộ cảm ứng nhiệt hoạt động
lên

25