Giải pháp kiến trúc thụ động theo phương pháp tính hiệu quả năng lượng lớp vỏ bao che nhà chung cư cao tầng tại hà nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
Trường Đại học Xây dựng
------------

Phạm Thị Hải Hà

GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC THỤ ĐỘNG THEO
PHƯƠNG PHÁP TÍNH HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG LỚP
VỎ BAO CHE NHÀ CHUNG CƯ CAO TẦNG TẠI HÀ NỘI
Chuyên ngành: KIẾN TRÚC
Mã số: 62 58 01 02

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ

Hà Nội – 2018


Luận án được hoàn thiện tại trường Đại học Xây dựng

Người hướng dẫn khoa học:

GS.TS Nguyễn Quốc Thông
GS.TS Phạm Đình Việt

Phản biện 1: GS.TS Nguyễn Hữu Dũng
Phản biện 2: TSKH Phạm Quốc Quân
Phản biện 3: TS Trần Thanh Bình

Luận án được bảo vệ tại Hội đồng luận án cấp trường họp tại Trường Đại
học Xây dựng, 55 đường Giải phóng, Quận Hai Bà Trưng, Hà Nội
Vào hồi ......giờ......ngày ......tháng ....... năm 2018

Có thể tìm hiểu luận án tại Thư viện Quốc gia và Thư viện Trường Đại học
Xây dựng.


1

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do lựa chọn đề tài
Trong điều kiện khí hậu của Hà Nội với đặc trưng mùa nóng có nhiệt độ
cao và độ ẩm rất lớn (độ ẩm > 80%), để bảo đảm vi khí hậu trong nhà đáp
ứng yêu cầu tiện nghi nhiệt thì cần phải sử dụng hệ thống điều hòa không khí
(ĐHKK). Tỷ lệ tiêu thụ năng lượng của hệ thống này thường chiếm tỷ lệ rất
lớn trong tổng tiêu thụ năng lượng của công trình. Biến đổi khí hậu làm gia
tăng các hiện tượng khí hậu cực đoan, số ngày nóng bức trong năm nhiều
hơn, cộng thêm tác động của quá trình đô thị hóa khiến cho cuộc sống ở các
thành phố ngày càng ngột ngạt, kết quả là nhu cầu sử dụng ĐHKK trong các
công trình sẽ ngày càng tăng tại Hà Nội.
Theo Chiến lược phát triển nhà ở quốc gia đến năm 2030 đã được Thủ
tướng chính phủ phê duyệt tháng 11/2011, mục tiêu sẽ tăng tỷ lệ nhà chung
cư, đặc biệt là nhà chung cư cao tầng (CCCT). Hiện nay, khi thiết kế các
CCCT, đội ngũ kiến trúc sư đang bị ảnh hưởng nhiều của xu hướng quốc tế
hóa, ít để ý đến điều kiện khí hậu địa phương, chưa quan tâm đến các giải
pháp che chắn bức xạ mặt trời cũng như về thông gió và chiếu sáng tự
nhiên.... Hậu quả là các công trình này đang trở thành là một trong những
nguồn tiêu thụ lớn tài nguyên thiên nhiên, năng lượng và gây nhiều tác động
tiêu cực đến môi trường. Để tạo sự phát triển hài hoà giữa xây dựng và môi
trường sống, xu hướng sử dụng các giải pháp kiến trúc thụ động để gia tăng
hiệu quả năng lượng (HQNL) trong các CCCT tại đô thị lớn như Hà Nội
đang ngày càng được quan tâm. Vì vậy đề tài Luận án “Giải pháp kiến trúc

thụ động theo phương pháp tính hiệu quả năng lượng lớp vỏ bao che nhà
CCCT tại Hà Nội” là đề tài có tính thời sự và cấp thiết hiện nay ở nước ta.
2. Mục đích nghiên cứu:
- Xây dựng được một công cụ có thể tham khảo và so sánh HQNL của các
giải pháp kiến trúc lớp vỏ bao che (tổ hợp kiến trúc mặt đứng) trong giai
đoạn thiết kế ý tưởng ban đầu, áp dụng cụ thể đối với nhà CCCT tại Hà Nội.
- Xác định các giải pháp kiến trúc thụ động cần áp dụng để giảm thiểu tiêu
thụ năng lượng cho đảm bảo tiện nghi vi khí hậu trong nhà CCCT ở Hà Nội.
3. Mục tiêu nghiên cứu: (1) Đề xuất khái niệm về hệ số HQNL lớp vỏ bao
che công trình để tham khảo và so sánh HQNL của các giải pháp tổ hợp kiến
trúc mặt đứng công trình trong giai đoạn thiết kế ý tưởng ban đầu; (2) Xây
dựng phương pháp tính hệ số HQNL lớp vỏ bao che nhà CCCT trong điều
kiện khí hậu của Hà Nội; (3) Đề xuất các giải pháp kiến trúc thụ động theo
kết quả phương pháp tính HQNL lớp vỏ bao che nhà CCCT tại Hà Nội.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu


2

Đối tượng nghiên cứu: Giải pháp kiến trúc thụ động theo phương pháp
tính HQNL lớp vỏ bao che.
Phạm vi nghiên cứu: Áp dụng đối với nhà CCCT tại Hà Nội. Nghiên cứu
xác định HQNL của kiến trúc lớp vỏ bao che liên quan đến tiêu thụ điện năng.
Nghiên cứu xây dựng phương pháp tính toán HQNL làm mát đối với kiến
trúc lớp vỏ bao che nhà CCCT trong giai đoạn thiết kế ý tưởng ban đầu trong
điều kiện khí hậu thực tế của Hà Nội. Giải pháp kiến trúc thụ động tập trung
chính vào các giải pháp kiến trúc liên quan đến HQNL của lớp vỏ bao che.
5. Nội dung nghiên cứu: (1) Xây dựng cơ sở khoa học cho các giải pháp
kiến trúc thụ động theo phương pháp tính toán HQNL lớp vỏ bao che đối với
nhà CCCT phù hợp với điều kiện khí hậu của Hà Nội; (2) Nghiên cứu phương

pháp tính toán HQNL lớp vỏ bao che của nhà CCCT có cửa kính với các kết
cấu che nắng (KCCN) có hình thức và kích thước khác nhau, ở các hướng
nhà khác nhau. Lập chương trình phần mềm tính toán và tiến hành áp dụng
tính hệ số HQNL lớp vỏ bao che nhà CCCT trong điều kiện khí hậu thực tế
của Hà Nội; (3) Đề xuất các giải pháp kiến trúc thụ động trên cơ sở kết quả
của phương pháp tính toán hệ số HQNL lớp vỏ bao che trong sự bảo đảm
tiện nghi vi khí hậu trong nhà đối với CCCT ở Hà Nội.
6. Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp sưu tầm - tổng hợp – đánh giá;
Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết; Phương pháp chuyên gia;
Phương pháp nghiên cứu ứng dụng.
7. Phương pháp tiếp cận: (1) Tổng quan, thu thập và phân tích các phương
pháp tính toán xác định lượng nhiệt bức xạ truyền vào nhà qua cửa kính có
các KCCN ở trong nước và ở trên thế giới, từ đó phân tích, đánh giá các ưu
nhược điểm của các phương pháp trên và sáng tạo đề xuất phương pháp tính
toán mới của mình; (2) Tổng kết các kinh nghiệm thiết kế kiến trúc HQNL
đối với các công trình dân dụng, đặc biệt là các CCCT đã được xây dựng ở
các nước nhiệt đới có điều kiện khí hậu tương tự như ở Việt Nam. Phân tích,
chọn lựa, xác định, hoàn thiện và đề xuất các giải pháp kiến trúc thụ động
dựa trên phương pháp đánh giá HQNL lớp vỏ bao che và phù hợp điều kiện
khí hậu ở Hà Nội.
8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học: Đã thiết lập các công thức tính hệ số chiếu nắng và hệ
số chiếu tán xạ bầu trời để tính lượng nhiệt bức xạ mặt trời (BXMT) chiếu
vào nhà đi qua cửa kính có KCCN ngang hữu hạn; Đề xuất công thức xác
định hệ số HQNL đối với các giải pháp kiến trúc lớp vỏ bao che, dùng để
định lượng một cách tương đối HQNL làm mát khi thiết kế ý tưởng tổ hợp
kiến trúc mặt đứng nhà CCCT trong giai đoạn phác thảo ý tưởng; Nghiên


3

cứu áp dụng cụ thể hóa vào điều kiện khí hậu Hà Nội các công thức tính toán
lượng nhiệt BXMT truyền qua cửa kính vào nhà để xác định hệ số HQNL
đối với cửa kính có 4 dạng KCCN, ở các hướng nhà khác nhau tương ứng
với từng giờ của các ngày đặc trưng mỗi tháng trong mùa nóng ở Hà Nội.
Ý nghĩa thực tiễn: (i) Kết quả tính toán các hệ số HQNL lớp vỏ bao che
đối với các cửa kính có KCCN với 4 hình thức, 10 kích thước, theo 8 hướng
nhà, đã được thiết lập thành các bảng số liệu, các biểu đồ dễ dàng sử dụng
đối với người thiết kế để lựa chọn các giải pháp tổ hợp kiến trúc mặt đứng
nhà chung cư cao tầng tại Hà Nội phù hợp về HQNL mong muốn trong giai
đoạn xây dựng ý tưởng; (ii) Bổ sung lý thuyết cho thiết kế kiến trúc thụ động
nhà CCCT HQNL tại Hà Nội.
9. Đóng góp mới của luận án: (i) Thiết lập các công thức tính hệ số chiếu
nắng để tính toán lượng nhiệt trực xạ mặt trời chiếu qua cửa kính có KCCN
ngang hữu hạn vào nhà và công thức tính hệ số chiếu tán xạ bầu trời để tính
toán lượng nhiệt tán xạ bầu trời chiếu qua cửa kính có KCCN ngang hữu hạn
vào nhà; (ii) Xây dựng được hệ thống lý luận để đề xuất các giải pháp kiến
trúc thụ động theo phương pháp tính HQNL lớp vỏ bao che nhà CCCT tại
Hà Nội; (iii) Đề xuất các giải pháp kiến trúc thụ động cho CCCT tại Hà Nội
theo kết quả phương pháp tính hệ số HQNL lớp vỏ bao che.

NỘI DUNG
Chương 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH XÂY DỰNG
NHÀ CHUNG CƯ CAO TẦNG HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG
1.1. Ý nghĩa và tầm quan trọng của thiết kế - xây dựng công trình HQNL
1.1.1. Thiết kế và xây dựng công trình HQNL
Sử dụng năng lượng tiết kiệm và có hiệu quả đối với công trình xây dựng
phụ thuộc vào 3 yếu tố chính: (1) Các giải pháp kiến trúc thụ động; (2) Thiết
kế hệ thống kỹ thuật; (3) Hành vi quản lý của người sử dụng công trình.
Trong đó yếu tố (1) và (2) là có tầm quan trọng hơn đối với sử dụng hiệu quả

và tiết kiệm năng lượng trong công trình và các quyết định chiến lược trong
giai đoạn đầu triển khai thiết kế của kiến trúc sư là vô cùng quan trọng đối
với tiêu thụ năng lượng lâu dài và hiệu quả môi trường của công trình.
1.1.2. Chỉ số đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng của công trình: chỉ
số công suất sử dụng BPI; chỉ số hiệu quả sử dụng năng lượng – EEI hay chỉ
số năng lượng sử dụng của công trình – BEI.
1.1.3. Chỉ số đánh giá HQNL của lớp vỏ công trình – trị số OTTV


4

Trị số OTTV bao gồm tổng giá trị truyền nhiệt qua các bức tường và
truyền nhiệt qua mái, trong đó giá trị truyền nhiệt qua tường được tính toán
bằng tổng của giá trị truyền nhiệt qua phần tường đặc và giá trị truyền nhiệt
qua cửa kính. Tại Việt Nam, quy chuẩn QCVN 09-2013/BXD đã quy định
đối với tường OTTVT ≤ 60 W/m2 và đối với mái OTTVM ≤ 25 W/m2.
1.2. Tình hình xây dựng công trình HQNL trên thế giới và ở Việt Nam
1.2.1. Tình hình phát triển công trình HQNL trên thế giới
Xu hướng phát triển công trình xanh được khởi đầu từ năm 1990 ở nước
Anh và năm 1991 ở Hoa Kỳ. Năm 1993 trở thành trào xu hướng phát triển
mạnh mẽ ở Hoa Kỳ, Canada và một số nước phát triển khác. Công trình tiết
kiệm năng lượng là bước đi khởi đầu của phát triển công trình xanh.
1.2.2. Tình hình phát triển công trình HQNL ở một số nước trong khu
vực
 Singapore: Singapore là nước dẫn đầu châu Á về phát triển công trình
sử dụng năng lượng có hiệu quả và công trình xanh. Tháng 8/1979 Singapore
đã ban hành Hướng dẫn bảo tồn năng lượng trong các công trình kiến trúc.
Năm 2005 Singapore ban hành Bộ tiêu chí đánh giá và công nhận công trình
xanh (Green Mark) và năm 2006 đã xây dựng xong Kế hoạch Quốc gia về
phát triển công trình xanh đến năm 2030. Luận án đã phân tích các giải pháp

thiết kế thụ động đã được áp dụng cho Khu nhà ở xanh Punggol Eco – Town.
 Malaysia: Tháng 8/1986, Ban năng lượng Malaysia đã soạn thảo
những yêu cầu về hiệu suất năng lượng là một phần của “Luật nhà ở đồng
bộ” về: ĐHKK, chiếu sáng, lớp vỏ công trình. Tháng 12/1989, Chính phủ
Malaysia ban hành “Hướng dẫn về HQNL trong các công trình xây dựng”.
 Trung quốc: Nhiều tiêu chuẩn thiết kế tiết kiệm năng lượng trong xây
dựng dân dụng đã được ban hành từ những năm 1980. Đến cuối năm 2006,
những hạng mục công trình tại các địa phương có tỷ lệ thiết kế theo Tiêu
chuẩn thiết kế tiết kiệm năng lượng trong giai đoạn thiết kế đã đạt 95,7%,
trong giai đoạn thi công là 53,8%. Luận án đã phân tích các giải pháp thiết
kế thụ động, các công nghệ mới đã được áp dụng cho hai khu ở HQNL điển
hình ở Trung Quốc là khu ở Dục Phong – Anh Luân, Nam Ninh, Quảng Tây
và làng Olympic, Bắc Kinh.
1.2.3. Tình hình phát triển công trình HQNL ở Việt Nam
 Các cuộc thi công trình HQNL: Năm 2012 Bộ Xây dựng đã tổ chức
cuộc thi “Công trình kiến trúc tiết kiệm năng lượng” đối với các công trình
có diện tích sàn từ 2.500 m2 trở lên. Bộ Công thương đã chỉ đạo Trung tâm
Tiết kiệm năng lượng TP Hồ Chí Minh tổ chức cuộc thi “Tòa nhà HQNL”
từ năm 2006 đến nay, tuy nhiên không có công trình chung cư nào đạt giải.


5

 Phát triển công trình HQNL dưới sự hỗ trợ của các dự án hợp tác
quốc tế: Dự án IFC (2013-2017) của ngân hàng thế giới (WB) đã trao chứng
chỉ EDGE (Hệ thống đánh giá công trình sử dụng tài nguyên hiệu quả) đầu
tiên tại Việt Nam cho dự án khu chung cư EHome 5 The Bridgeview của
Công ty CP Đầu tư Nam Long vào tháng 12/2014.
 Tình hình tuân thủ QCVN 09-2013/BXD: khoảng 70% đối tượng liên
quan không nắm được quy chuẩn, sự tuân thủ quy chuẩn đối với lớp vỏ bao

che là khoảng 25,4%, chiếu sáng 21%, thông gió và ĐHKK 11%, sử dụng
điện năng 9,9%, thang máy 8,5% và hệ thống đun nước nóng 4,2%.
1.3.
Thực trạng xây dựng CCCT theo hướng HQNL ở Hà Nội
Theo số liệu của Sở Kiến trúc và Quy hoạch Hà Nội và Cổng thông tin
dự án, đến năm 2016, ở Hà Nội đã có khoảng trên 300 khu nhà ở mới đã và
đang được xây dựng với hầu hết là các nhà CCCT có chiều cao từ 20 – 40
tầng. Phần lớn các nhà CCCT được quy hoạch bám theo mặt đường, ít quan
tâm đến hướng gió, hướng nắng cũng như hướng về các không gian sống. Tổ
chức mặt đứng và không gian của nhà CCCT được nghiên cứu theo dạng căn
hộ đóng, hình khối và mặt đứng kiến trúc có dạng phẳng, chắc. Kiến trúc lớp
vỏ bao che của nhà CCCT ở Hà Nội đa số là các mẫu thiết kế ít chú ý đến
giải pháp thụ động để tận dụng điều kiện khí hậu tự nhiên thuận lợi và giảm
thiểu nhiệt lượng truyền từ ngoài vào trong nhà. Hầu hết các cửa sổ kính
không được thiết kế che nắng, các không gian “rỗng” để điều hòa nhiệt độ
và tạo bóng đổ giảm bớt ánh nắng chói vào nhà như ban công, lô gia, hiên…
chỉ còn quá ít, thậm chí đã bị cắt bỏ trong nhiều công trình. Đặc biệt là những
năm gần đây, nhiều CCCT cao cấp được thiết kế theo kiểu thời thượng hào
nhoáng, thể hiện sự thịnh vượng và đẳng cấp của công trình với việc sử dụng
các vách kính phẳng có diện tích rất lớn trên các mặt đứng, không chú trọng
đến các giải pháp che nắng cũng như hướng của mặt đứng. Mặt khác công
trình lại được trang bị các hệ thống thiết bị hiện đại như: ĐHKK, chiếu sáng
nhân tạo, đun nước nóng, thang máy .... nên chúng tiêu thụ một lượng năng
lượng rất lớn. Các CCCT thân thiện môi trường và HQNL hầu như rất ít tại
Hà Nội, chỉ có thể kể đến hai dự án điển hình là CCCT Dolphin Plaza và Tổ
hợp khu chung cư và thương mại dịch vụ hỗn hợp Mulberry lane.
1.4. Nhận xét về giải pháp thiết kế của các công trình hiệu quả năng
lượng tại Việt Nam
Từ các thông tin về các công trình HQNL đoạt giải hay đạt chứng chỉ tiết
kiệm năng lượng cho thấy: HQNL đạt được đều do áp dụng các giải pháp kỹ

thuật và trang thiết bị hiện đại, rất ít tòa nhà được giải sử dụng HQNL nhờ
có áp dụng các giải pháp kiến trúc thụ động.


6

1.5. Các công trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài:
Luận án đã liệt kê các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước có liên
quan đến đề tài, bao gồm các đề tài nghiên cứu khoa học và các luận án tiến
sĩ kiến trúc.
1.6. Những vấn đề luận án cần nghiên cứu
Thiết kế kiến trúc thụ động đối với nhà chung cư HQNL trong điều kiện
khí hậu nước ta cơ bản là dựa trên việc đáp ứng yêu cầu thông gió tự nhiên
(khi điều kiện khí hậu ngoài nhà tiện nghi) và chiếu sáng tự nhiên, đồng thời,
cách nhiệt và che nắng cho cấu trúc lớp vỏ bao che cũng cần phải được
nghiên cứu kỹ lưỡng trong trường hợp công trình phải sử dụng hệ thống
ĐHKK để đảm bảo yêu cầu tiện nghi vi khí hậu trong nhà. Vì vậy luận án
cần xác định rõ cơ sở khoa học của các giải pháp kiến trúc thụ động có liên
quan đến HQNL của lớp vỏ bao che trong sự bảo đảm tiện nghi vi khí hậu
trong nhà. Trên cơ sở đó tập trung đề xuất các giải pháp kiến trúc thụ động
liên quan trực tiếp đến HQNL của lớp vỏ bao che nhà CCCT ở Hà Nội.
Chương 2: CƠ SỞ KHOA HỌC KIẾN TRÚC THỤ ĐỘNG
THEO PHƯƠNG PHÁP TÍNH HQNL LỚP VỎ BAO CHE
NHÀ CHUNG CƯ CAO TẦNG TẠI HÀ NỘI
2.1. Cơ sở pháp lý
Dưới đây liệt kê các văn bản pháp luật có liên quan đến thiết kế và quy hoạch
nhà chung cư cao tầng hiệu quả năng lượng đã được ban hành:
Luật Quy hoạch đô thị số 30/2009/QH12, công bố ngày 17/6/2009, có
hiệu lực từ ngày 01/01/2010; Luật Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu
quả, công bố ngày 17/6/2010, có hiệu lực từ ngày 01/01/2011; Luật Xây

dựng, công bố ngày 18/6/2014, có hiệu lực từ ngày 01/01/2015; Luật Bảo vệ
môi trường, công bố ngày 23/6/2014, có hiệu lực từ ngày 01/01/2015; Luật
Nhà ở, công bố ngày 25/11/2014, có hiệu lực từ ngày 01/7/2015; Nghị định
số 102/2003/NĐ-CP về “Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả”của
Chính phủ ban hành ngày 3/9/2003; Nghị định số 21/2011/NĐ-CP về Quy
định chi tiết và biện pháp thi hành Luật Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu
quả do Chính phủ ban hành ngày 29/03/2011; Chiến lược phát triển nhà ở
quốc gia đến năm 2020 và tầm nhìn đến năm 2030 do Thủ tướng chính phủ
ban hành ngày 30/11/2011; Chiến lược Quốc gia về “Tăng trưởng xanh” do
Thủ tướng Chính phủ đã ban hành ngày 25/9/2012, theo Quyết định số
1393/QĐ-TTg; Nghị định về quản lý đầu tư phát triển đô thị do Chính phủ
ban hành ngày 14/01/2013; Quyết định số 79/2006/QĐ-TTg, ngày
14/4/2006, của Thủ Tướng Chính Phủ Phê duyệt Chương trình mục tiêu quốc
gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả; QCVN 01:2008/BXD Quy


7

chuẩn kỹ thuật Quốc gia về Quy hoạch Xây dựng do Bộ Xây dựng ban hành
ngày 3/4/2008; QCVN 04:2015/BXD: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nhà ở
và công trình công cộng - Phần 1: Nhà ở, do Bộ Xây dựng ban hành ngày
25/04/2015; Tháng 9/2013, Bộ Xây dựng ban hành QCVN 09:2013/BXD về
Các công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả thay thế QCXDVN
09:2005/BXD. Đây là văn bản pháp quy quy định những yêu cầu kỹ thuật
bắt buộc phải tuân thủ khi thiết kế, xây dựng mới hoặc cải tạo các công trình
dân dụng có tổng diện tích sàn từ 2500 m2 trở lên và có sử dụng ĐHKK.
Hiện nay, việc lựa chọn các giải pháp thiết kế để cửa kính đảm bảo chỉ số
SHGC theo quy chuẩn này chỉ có thể áp dụng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ
và thiết kế kỹ thuật.
2.2. Cơ sở khí hậu của Hà Nội

Hà Nội thuộc vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm có chế độ gió mùa biến
tính. Từ tháng 5 đến tháng 9 là mùa nóng, mưa nhiều, gió Đông Nam là chủ
đạo; từ tháng 11 đến tháng 3 nǎm sau là mùa đông lạnh, nắng ít, mưa phùn
nhiều, gió Đông Bắc là chủ đạo. Giữa hai mùa nóng/lạnh có hai thời kỳ khí
hậu chuyển tiếp là tháng 4 và tháng 10. Kết quả gia công phân tích số liệu
quan trắc BXMT của Hà Nội liên tục từng giờ một trong 10 năm (1996 –
2005) cho thấy: (i) Tán xạ bầu trời chiếm tỷ lệ rất lớn: (ii) Trực xạ của mặt
trời thực tế chiếu trên các mặt đứng hướng T, TB, TN lớn hơn từ 1,46 đến
2,87 lần so với trực xạ trên các mặt đứng hướng Đ, ĐB, ĐN.
2.3. Cơ sở lý thuyết
2.3.1. Nguyên lý thiết kế kiến trúc CCCT
 Các kiểu CCCT: CCCT kiểu nhà tháp, CCCT kiểu nhà tấm (barre),
CCCT dạng chùm hoặc giật cấp kiểu có sân trời.
 Các không gian chức năng trong nhà chung cư: không gian ở, không
gian công cộng, không gian kỹ thuật và các không gian khác.
 Giải pháp tổ hợp không gian ở (căn hộ): hình 1.

Hình 1: Sơ đồ quan hệ chức năng cơ bản trong căn hộ


8

Từ hình 1 cho thấy, đặc trưng kiến trúc mặt đứng của nhà CCCT thường
bao gồm các chi tiết: các ban công/lô gia nghỉ ngơi của phòng khách/ phòng
ngủ, lô gia phục vụ của phòng bếp, cửa sổ phòng ngủ, cửa sổ phòng vệ sinh.
Những yếu tố này sẽ ảnh hưởng đến các giải pháp tổ chức kiến trúc mặt đứng
và tạo nên đặc trưng thẩm mỹ riêng của công trình.
2.3.2. Cơ sở tiện nghi môi trường kiến trúc trong nhà ở
 Cơ sở tiện nghi nhiệt: Dựa trên các nghiên cứu về cảm giác nhiệt của
người Việt Nam của Phạm Ngọc Đăng và các nghiên cứu phân tích thời gian

đạt tiện nghi của khí hậu ngoài nhà của Hà Nội do Trần Ngọc Chấn, Nguyễn
Văn Muôn, Nguyễn Anh Tuấn tiến hành, có thể kết luận rằng: Thời gian cần
phải sử dụng hệ thống chủ động để làm mát khoảng 20% - 25% thời gian
trong năm, chủ yếu vào ban ngày và chiều tối của các tháng mùa nóng.
 Cơ sở tiện nghi chiếu sáng tự nhiên: Theo tiêu chuẩn TCVN XD
29:1991, đối với nhà ở thì khi thiết kế chiếu sáng tự nhiên chỉ cần xác định
tỷ lệ diện tích cửa lấy ánh sáng bằng 1/6 - 1/8 diện tích sàn. Theo tính toán
của Phạm Đức Nguyên: nếu lấy trị số độ rọi ngoài nhà là 5.000 lux tại thời
điểm 7h sáng và 17h chiều thì số giờ sử dụng ánh sáng tự nhiên của Hà Nội
là 83,6% tổng số giờ ban ngày/năm.
2.3.3. Các nguyên lý thiết kế kiến trúc thụ động phù hợp với khí hậu HN
 Lựa chọn hướng và hình dáng của công trình: nhà chung cư ở Hà Nội
cần được chọn hướng tốt nằm trong phạm vi từ Nam đến ĐN và có thể mở
rộng tối đa từ Nam TN (lệch Nam 30o) đến hướng Đông. Xét theo chỉ số
năng lượng truyền qua kết cấu bao che xung quanh, các kiểu hình khối nhà
cao tầng có tính ưu việt thứ tự từ cao đến thấp là: hình tròn, hình bát giác,
hình vuông, hình chữ nhật, hình chữ U và hình tam giác.
 Giải pháp tổ hợp mặt bằng: Ưu tiên số 1 - không gian động; Ưu tiên
số 2 - không gian tĩnh; Ưu tiên số 3 - không gian phụ trợ.
 Tổ chức thông gió tự nhiên trong công trình: triệt để lợi dụng gió trực
tiếp thổi qua phòng (thông gió xuyên phòng).
 Thiết kế cách nhiệt cho lớp vỏ bao che: Nguyên lý cách nhiệt cho kết
cấu bao che không xuyên sáng: Cách nhiệt bằng giảm hấp thụ bức xạ, tăng
phản xạ: hệ số hấp thụ nhiệt bức xạ của các bề mặt ngoài nhà càng thấp, khả
năng tiết kiệm năng lượng càng có thể đạt cao hơn. Cách nhiệt bằng nhiệt
trở: kết cấu bao che có hàm nhiệt thấp nên dùng cho không gian có thông
gió tự nhiên tốt; tại các không gian phải dùng ĐHKK, kết cấu bao che nên
được cấu tạo bằng vật liệu có nhiệt trở cao. Cách nhiệt bằng nhiệt dung hay
nhiệt hàm: lựa chọn chủng loại vật liệu với các thuộc tính dao động và xắp
xếp các lớp vật liệu hợp lý. Nguyên lý cách nhiệt cho cửa kính: Ở vùng khí

9

hậu nhiệt đới, kính mảng lớn không bao giờ có thể tự che nắng tốt hơn tường
đặc cho nên không nên quá lạm dụng kính cho các tường ngoài.
 Thiết kế che nắng cho cửa kính: Giải pháp hữu hiệu nhất để giảm nhiệt
BXMT chiếu vào nhà chính là sử dụng KCCN ngoài, sau đó mới đến lựa
chọn các loại kính có tính năng nhiệt và quang học phù hợp.
 Thiết kế chiếu sáng tự nhiên: Chiếu sáng cửa bên liên quan đến tỷ lệ
kích thước của phòng, tỷ lệ giữa chiều cao trần và độ cao của cửa kính trên
độ sâu của phòng tính từ cửa kính. Nguyên tắc thâm nhập ánh sáng tự nhiên
với độ sâu và chiều cao trần điển hình sẽ là 1,5 lần chiều cao từ đỉnh cửa đến
sàn cho cửa tiêu chuẩn.
 Sử dụng cây xanh, mặt nước: có thể giảm chi phí năng lượng thông
qua cả hai quá trình trực tiếp và gián tiếp.
2.3.4. Các phương pháp tính tổng lượng nhiệt BXMT chiếu qua cửa kính
có KCCN vào nhà
 Phương pháp tính của Phạm Ngọc Đăng: Lượng nhiệt BXMT
truyền qua cửa kính có KCCN được xác định như sau:
𝑏𝑥
𝑄𝑐𝑠
= Fcs.C.𝜏𝑘 .(Kcn.Sđ + Kbt.Dđ), W;
(2.1)
Trong đó: Fcs: diện tích cửa kính (m2); C – hệ số che lấp của khung và đố cửa kính;
τk – hệ số xuyên BXMT của kính cửa kính; Sđ : cường độ trực xạ mặt trời chiếu tới mặt
cửa kính (W/m2); Dđ: cường độ tán xạ bầu trời chiếu tới mặt cửa kính (W/m2); Kcn, Kbt hệ số chiếu nắng và hệ số chiếu tán xạ bầu trời của cửa kính có KCCN.

Hệ số chiếu nắng của KCCN “Kcn” bằng tỷ số giữa phần diện tích bề mặt
cửa kính bị chiếu nắng (Fcn) chia cho diện tích toàn bộ bề mặt cửa kính (Fcs).

Hệ số chiếu tán xạ của bầu trời (Kbt) là tỷ lệ giữa bức xạ tán xạ của phần
bầu trời không bị KCCN che khuất chiếu xuống mặt cửa kính và tán xạ của
toàn bộ bầu trời chiếu xuống mặt cửa kính không có KCCN.
Hệ số Kcn đối với KCCN là tấm ngang
dài liên tục

 Lng tghz
a
K cn.ng. z  1  
.
 ; (2.2)
 H cos 
H 
z


Hệ số Kcn đối với KCCN là
tấm đứng dài liên tục:
b
L
K cn.đ . z  1   đ . tg z  ; (2.3)
B
B



Hệ số Kcn đối với KCCN là hình hộp: K cn.hh. z  K cn.ng. z .K cn.đ . z ;
Hệ số Kbt đối với KCCN là tấm
ngang dài liên tục
1

K bt.ng 
; (2.5)
4 L2ng
1
H  2a 2

K bt.đ

(2.4)

Hệ số Kbt đối với KCCN là
tấm đứng dài liên tục:
1

;
(2.6)
4 L2đ
1
B  2b 2

Hệ số Kbt đối với KCCN hình hộp: Kbt.hh = Kbt.ng . Kbt.đ ;

(2.7)


10
Trong đó:γz- góc hợp bởi giữa hướng nhà (góc hướng nhà α) và hình chiếu của tia
mặt trời trên mặt phẳng nằm ngang (góc phương vị mặt trời Az). hz, Az - góc cao của mặt
trời và góc phương vị của mặt trời tại thời điểm z; H, B – chiều cao và chiều rộng của
cửa kính;Lng – chiều rộng đua ra của tấm che nắng nằm ngang; Lđ – chiều rộng đua ra

của tấm che nắng thẳng đứng; a - khoảng cách từ mép trên cửa kính đến tấm che nằm
ngang; b - khoảng cách từ mép cạnh bên của cửa kính đến tấm che thẳng đứng; z - là
chỉ thời điểm tính toán;

 Phương pháp tính ở Liên Bang Nga: Theo tài liệu, tính nhiệt BXMT
chiếu qua cửa kính có KCCN vào nhà là :
Qoc  (q p .K1  qr .K 2 ).K 3 .K 4 . Aoc ;
(2.8)
Trong đó: qp, qr - cường độ trực xạ mặt trời và tán xạ bầu trời chiếu tới mặt cửa kính
(W/m2); K1= K1.ng.K1.đ - hệ số kể đến tác dụng tạo bóng râm trên mặt cửa kính của KCCN
nằm ngang (K1.ng) và thẳng đứng (K1.đ); K2= K2.ng.K2.đ - hệ số chiếu tán xạ bầu trời qua
cửa kính vào nhà kể đến tác dụng che tán xạ của KCCN nằm ngang (K2.ng) và thẳng đứng
(K2.đ); K3 - hệ số nhiệt bức xạ xuyên qua rèm, chớp hay màn che cửa kính; K4 - hệ số hấp
thụ BXMT của kính cửa; Aoc - diện tích cửa kính.

Định nghĩa và dạng công thức tính hệ số K1 và K2 hoàn toàn giống định
nghĩa và dạng công thức tính hệ số Kcn và hệ số Kbt của Phạm Ngọc Đăng.
Tuy vậy, khi tính K2 đã quy tác dụng của KCCN chưa xét đến ảnh hưởng
khoảng cách “a” từ mặt dưới tấm che ngang đến bậu trên của cửa kính đối
với góc che β, và khoảng cách “b” từ bề mặt của tấm che đứng đến cạnh bên
cửa kính đối với góc γ của KCCN.
 Phương pháp tính của Trần Ngọc Chấn: Khi biên soạn Quy chuẩn
QCVN 09:2013/BXD, tác giả đã dùng hệ số “β” để đánh giá hiệu quả giảm
nhiệt BXMT chiếu qua cửa kính vào nhà của KCCN. Tác giả đã xây dựng
chương trình phần mềm để vẽ bóng đổ của 4 loại KCCN (nằm ngang liên
tục, thẳng đứng liên tục, hình hộp và KCCN ngang hữu hạn) trên bề mặt cửa
kính-tường, từ đó tính được hệ số (β). Tuy vậy, vẫn còn hạn chế là: (i) Chưa
xét đến tác dụng che tán xạ bầu trời của KCCN, (ii) Chưa nêu ra công thức
hiển thị nào để tính các hệ số (β) đối với KCCN ngang hữu hạn.
 Phương pháp tính của ISO: Hệ số giảm BXMT chiếu tới cửa kính

do KCCN là tấm ngang hay tấm đứng gây ra (Fov) được xác định là:

Fov,dir

Fov = Fov.dir.Rdir + Fov.dif.Rdif ;
 0,5.tag  

 max 0;1  
  ; (2.9b)

 tag 90  hs   

(2.9a)
Fov,dif = 1 - (β /90); (2.9c)

Trong đó: Rdir và Rdif - cường độ trực xạ của mặt trời và tán xạ của bầu trời chiếu tới
mặt cửa kính khi cửa không có KCCN tại giờ tính toán; Fov.dir và Fov.dif - hệ số giảm
BXMT Fov chiếu tới cửa kính do KCCN là tấm ngang hay tấm đứng gây ra đối với trực


11
xạ (Fov.dir) và tán xạ (Fov.dif); β – góc che của KCCN nằm ngang hay thẳng đứng tính với
điểm tâm cửa kính; hs - góc cao của mặt trời tại giờ tính toán.

Hệ số Fov.dir chỉ phụ thuộc góc che β của KCCN và phụ thuộc vào góc cao
mặt trời (hs), nhưng không biến đổi theo góc chiếu thực tế của tia mặt trời
nên kết quả tính toán thiếu chính xác.
 Công trình nghiên cứu của R.F. Yandat và R.E. Jones, Colorado, USA:
đây là những người đầu tiên (1983) nghiên cứu về tính toán nhiệt BXMT
chiếu vào nhà qua cửa kính có KCCN ngang hữu hạn. Tuy vậy, công thức

của họ nghiên cứu cho trường hợp tính tổng lượng nhiệt trung bình tháng
dùng để đánh giá HQNL mặt trời đối với sưởi ấm trong năm nên không thể
áp dụng cho nghiên cứu tiêu thụ năng lượng của nhà có ĐHKK làm mát.
 Công trình nghiên cứu của S.Raeissi và M.Taheri, Iran: Phương pháp
tính toán nhiệt BXMT chiếu qua cửa kính vào nhà gồm 2 phần: (i) Trực xạ:
tác giả đã vẽ bóng đổ của KCCN ngang hữu hạn cụ thể từng giờ một trong
ngày hạ chí và đông chí để tìm ra diện tích phần cửa bị chiếu nắng Ae, vì vậy
các công thức tính Ae không phải là công thức chung; (ii) Tán xạ của bầu trời
chiếu qua cửa kính bị giảm đi một phần do KCCN ngang hữu hạn che khuất
một mảng trời không thể chiếu tán xạ tới mặt cửa kính.
 Nhận xét: Công thức tính nhiệt BXMT (trực xạ và tán xạ) chiếu vào
nhà qua cửa kính với KCCN nằm ngang liên tục, thẳng đứng liên tục và hình
hộp của Phạm Ngọc Đăng đề xuất so với các phương pháp khác có tính hoàn
hảo hơn vì đã thành lập công thức tính hệ số che khuất bầu trời “Kbt” của
KCCN từ lời giải của phương trình vi phân về góc khối trao đổi nhiệt bức xạ
giữa bề mặt các KCCN và điểm trung tâm của cửa kính. Hiện nay vẫn chưa
có nghiên cứu nào đề xuất các công thức hiển thị, dễ áp dụng để tính cả nhiệt
trực xạ và tán xạ chiếu vào nhà qua cửa kính có KCCN ngang hữu hạn.
2.4. Cơ sở thực tiễn
2.4.1. Kinh nghiệm thiết kế tích hợp kiến trúc lớp vỏ bao che và năng lượng
mặt trời trên thế giới
Việc sử dụng HQNL trong công trình kiến trúc luôn song hành với các
giải pháp tích hợp kiến trúc lớp vỏ bao che và hệ thống sử dụng năng lượng
mặt trời. Tại Trung Quốc, rất nhiều khu chung cư đã tích hợp tổ hợp nhiệt
năng mặt trời trên mái và trên các mặt đứng biến hệ thống nhiệt năng mặt
trời trở thành một phần của thiết kế lớp vỏ công trình.
2.4.2. Kinh nghiệm kiến trúc phù hợp với khí hậu tại Việt Nam:
(1) Chọn hướng nhà phù hợp với hướng gió và BXMT; (2) Tổ chức không
gian kiến trúc mở thoáng; (3) Tổ chức thông gió tự nhiên tối ưu; (4) Kết cấu
mái có tầng không khí lưu thông; (5) Mái đua che trực xạ, và phên, liếp,…

12

để che tán xạ; (6) Cây xanh luôn gắn liền với công trình kiến trúc. Tuy vậy,
không thể lấy ngôi nhà nhỏ bé, đơn tầng từ thời xa xưa, để làm mẫu mực cho
cuộc sống hiện đại, nhất là đối với nhà CCCT. Nhưng tính triết lý về lối sống,
về cách ứng xử với khí hậu thiên nhiên của cha ông ta luôn là những bài học
sâu sắc, không bao giờ cũ cho các thế hệ KTS thời hiện đại.
2.4.3. Kinh nghiệm kiến trúc thuộc địa Pháp ở Hà Nội: các công trình kiến
trúc thuộc địa Pháp luôn chú trọng các giải pháp phù hợp với điều kiện khí
hậu đặc trưng của Hà Nội như tường dày cách nhiệt, các ô văng che nắng
cho cửa, các lỗ thông gió, mái cách nhiệt có tầng không khí lưu thông ...
2.5. Một số yếu tố tác động đến thẩm mỹ kiến trúc lớp vỏ bao che của
nhà CCCT
2.5.1. Đặc điểm hình thức thẩm mỹ của nhà CCCT: Kết cấu khung bê tông
cốt thép ra đời, công nghệ thi công hiện đại cùng với sự phát triển của kính
và hợp kim khiến cho kết cấu bao che của nhà CCCT đã được sử dụng linh
hoạt hơn và ngày càng trở nên sinh động.
2.5.2. Các nguyên tắc tổ hợp kiến trúc mặt đứng nhà CCCT:
Đặc trưng kiến trúc bên ngoài của nhà CCCT là các ban công/ lô gia, các
ô cửa sổ. Ban công, lô gia vừa là không gian đệm để che nắng, đồng thời
cũng tạo nên hình thức kiến trúc riêng của nhà CCCT. Các không gian mở
sinh hoạt cộng đồng, vườn dạo trên cao, không gian sảnh tầng, v.v... cũng có
thể tạo nên sự đột phá, tạo thành dấu ấn kiến trúc riêng.
Các nguyên tắc cơ bản tổ hợp kiến trúc mặt đứng nhà CCCT: đối xứng
qua trục; bất đối xứng; sự xen kẽ về kích thước; xen kẽ đặc – rỗng; nhịp điệu;
sự hoán đổi vị trí. Sự biến hóa trên kiến trúc mặt đứng nhà CCCT: sử dụng
các tuyến phân vị dọc hoặc ngang trên mặt đứng; sử dụng thủ pháp ban công/
logia; tạo tính nhịp điệu dọc theo chiều dài; sử dụng nhịp điệu thay đổi trên

hệ thống cửa kính; sử dụng sảnh chờ cầu thang và những không gian công
cộng khác trên từng tầng nhà; dùng chất liệu sơn màu.
Chương 3: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC THỤ ĐỘNG
THEO PHƯƠNG PHÁP TÍNH HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG LỚP VỎ
BAO CHE NHÀ CHUNG CƯ CAO TẦNG TẠI HÀ NỘI
3.1. Bổ sung hoàn thiện phương pháp thiết kế kiến trúc của công trình
HQNL
Quá trình thiết kế một công trình HQNL đòi hỏi tính tổng thể với sự tích
hợp của các giải pháp kiến trúc, kỹ thuật, và công nghệ xây dựng. Người
thiết kế phải nắm vững nguyên lý thiết kế tích hợp HQNL, đó là dạng “thụ
động”, dạng “chủ động” và loại hình hỗn hợp chủ động và thụ động. Hiện


13

nay khi thiết kế một công trình HQNL thường sử dụng phương pháp thiết kế
theo các tham số (parametric design) - sử dụng sự hỗ trợ của các phần mềm
mô phỏng năng lượng để kiểm soát năng lượng trong từng giai đoạn.
Hình 2 là ba giai đoạn thiết kế công trình HQNL, trong đó giai đoạn (2)
sẽ áp dụng phương pháp tối ưu hóa bằng các công cụ phần mềm mô phỏng
phức tạp. Giai đoạn (1) hiện nay vẫn chưa có công cụ nào có thể giúp KTS
so sánh một cách tương đối HQNL khi thiết kế tìm ý tưởng tổ hợp kiến trúc
mặt đứng sơ khai. Vì vậy trong chương 3 này NCS đã nghiên cứu một công
cụ so sánh năng lượng đơn giản là các bảng tra, các đồ thị để có thể hỗ trợ
các kiến trúc sư dự đoán HQNL của các giải pháp tổ hợp kiến trúc mặt đứng
của chung cư cao tầng tại Hà Nội trong giai đoạn 1.

Hình 2: Nghiên cứu hoàn thiện quy trình thiết kế công trình HQNL

3.2. Đề xuất khái niệm và phương pháp tính toán hệ số HQNL lớp vỏ

bao che
3.2.1. Đề xuất khái niệm về hệ số HQNL lớp vỏ bao che
Theo số liệu điều tra do Bộ Xây dựng và tổ chức IFC tiến hành cho thấy
tiêu thụ điện của hệ thống thiết bị ĐHKK để làm mát chiếm tỷ lệ lớn nhất
trong cơ cấu sử dụng năng lượng của công trình kiến trúc ở nước ta. Đối với
nhà dân dụng, nhất là CCCT, tải trọng nhiệt đối với hệ thống ĐHKK chủ yếu
là lượng nhiệt từ môi trường tự nhiên bên ngoài truyền qua kết cấu bao che
vào nhà. Vì vậy, để có thể định lượng về sử dụng hiệu quả và tiết kiệm năng
lượng làm mát trong công trình khi so sánh các giải pháp kiến trúc lớp vỏ
bao che trong điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm của nước ta, NCS đề xuất
khái niệm về HQNL lớp vỏ bao che, định nghĩa như sau: “HQNL lớp vỏ
bao che là lượng nhiệt truyền qua kết cấu bao che vào nhà giảm đi, hay


14

là tải trọng nhiệt đối với hệ thống ĐHKK giảm đi do áp dụng các giải
pháp kiến trúc thụ động HQNL mang lại”
HQNL lớp vỏ bao che được phản ánh và đánh giá bằng Hệ số HQNL
lớp vỏ bao che, ký hiệu là Khqnl. Khi đó hệ số HQNL lớp vỏ bao che có định
nghĩa như sau: “Hệ số HQNL lớp vỏ bao che là tỷ lệ giữa lượng nhiệt
được ngăn chặn bằng các giải pháp kiến trúc thụ động HQNL so với
lượng nhiệt truyền vào nhà với giả định chưa có áp dụng các giải pháp
kiến trúc thụ động HQNL đó”
Công thức định nghĩa hệ số HQNL lớp vỏ bao che - “Khqnl” được đề xuất
là:

K hqnl 

Q0  Qcn

Q
 1  cn ;
Q0
Q0

(3.1)

Q0 = Qcs.0 + Qm.0 + Qt.0 ; W
Qcn = Qcs.cn + Qm.cn + Qt.cn ; W

(3.2)
(3.3)

Trong đó: Q0 - Tổng lượng nhiệt truyền qua kết cấu bao che (cửa kính, mái, tường)
vào nhà khi chưa áp dụng các giải pháp kiến trúc thụ động HQNL; Qcn - Tổng lượng
nhiệt truyền qua kết cấu bao che (cửa sổ, mái, tường) vào nhà sau khi áp dụng các giải
pháp kiến trúc thụ đông HQNL; Qcs.0; Qcs.cn – tương ứng là lượng nhiệt vào nhà qua cửa
kính trước và sau khi áp dụng các giải pháp kiến trúc thụ động HQNL; Qm.0; Qm.cn - tương
ứng là lượng nhiệt vào nhà qua mái trước và sau khi áp dụng các giải pháp kiến trúc thụ
động HQNL; Qt.0; Qt.cn - tương ứng là lượng nhiệt vào nhà qua tường trước và sau khi áp
dụng các giải pháp kiến trúc thụ động HQNL.

3.2.2. Nghiên cứu phương pháp tính hệ số Khqnl của nhà CCCT tại Hà Nội
3.2.2.1. Tính toán thử nghiệm đối với nhà CCCT thực tế:
Tính toán thử nghiệm trong điều kiện mùa nóng ở Hà Nội đối với CCCT
17T10, phố Nguyễn Thị Định, khu đô thị Trung Hòa - Nhân Chính, với giả
thiết hướng mặt chính được thay đổi theo 8 hướng và các cửa kính đều không
có KCCN. Tổng diện tích cửa kính ở mặt trước và mặt sau của mỗi tầng của
nhà 17T10 được thay đổi theo 6 phương án với tỷ lệ Fcs/ Fsàn lần lượt là 1/3,5;
1/4; 1/5; 1/6; 1/7; 1/8. Kết quả tính toán cho thấy tỷ phần lượng nhiệt truyền

qua cửa kính vào nhà đối với các tầng trung gian chiếm từ 88,2% đến 90,4%
trong tổng số lượng nhiệt truyền qua kết cấu bao che vào nhà
=> Vì vậy, đối với nhà CCCT, khi tính gần đúng có thể lấy hiệu quả
ngăn chặn nhiệt BXMT của cửa kính đại diện cho hệ số “Khqnl”. Trong
luận án này, cửa kính có KCCN, bằng vật liệu thủy tinh thông thường được
sử dụng để nghiên cứu xây dựng hệ số “Khqnl”, và có thể đơn giản hóa công
thức (3.1) để tính gần đúng hệ số “Khqnl” của nhà CCCT và có Công thức
tính gần đúng Hệ số HQNL lớp vỏ bao che của nhà chung cư cao tầng
là:

K hqnl  1 

Qcn
K .S  K bt .Dđ
 1  cn đ
;
Q0
S đ  Dđ

(3.4)


15

Trong đó hệ số Kcn, Kbt đối với KCCN nằm ngang liên tục, thẳng đứng
liên tục và hình hộp sẽ áp dụng các công thức tính toán của Phạm Ngọc Đăng
(công thức 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7). Còn hệ số Kcn đối với KCCN nằm
ngang hữu hạn sẽ được NCS nghiên cứu thiết lập công thức tính toán và hệ
số Kbt đối với KCCN nằm ngang hữu hạn sẽ được nghiên cứu phát triển từ
công thức vi phân tổng quát tính Kbt của Phạm Ngọc Đăng.

3.2.2.2. Thành lập các công thức tính hệ số chiếu nắng (Kcn.ov) và hệ số
chiếu tán xạ bầu trời (Kbt.ov) đối với cửa kính có KCCN ngang hữu hạn
 Thành lập công thức tính hệ số chiếu nắng (Kcn.ov): Bóng đổ của điểm
M (điểm đầu mút của KCCN ngang hữu hạn) chiếu xuống mặt phẳng “cửa
kính-tường” là điểm M'. Nếu M’ nằm trong phạm vi diện tích ở trên hay dưới
các đường phân giới và ở bên trong hay bên ngoài phạm vi khung cửa kính
thì sẽ tạo ra các hình dạng bóng đổ khác nhau. NCS đã nghiên cứu 9 công
thức tính Kcn.ov tương ứng với 9 trường hợp bóng đổ và các điều kiện biên để
xác định bóng đổ của KCCN ngang hữu hạn rơi vào phạm vi nào trong 9
phạm vi đó để lựa chọn 1 trong 9 công thức phù hợp.
Công thức Kcn.ov.z trường hợp thứ 1:
2
L
tgh z
tgh z
a  1 L

K cn.ov.z  1   ov .
    ov . tg z  c  .
; (3.5a)
 H cos 

H  2 H
 kb . tg z . cos  z
z


Công thức tính Kcn.ov.z trường hợp thứ 2 và 9 : Kcn.ov.z = 1;
Công thức tính Kcn.ov.z trường hợp thứ 3:
L

tghz
a
K cn.ov. z  1   ov .
 ;
 H cos 
H 
z

Công thức tính Kcn.ov.z trường hợp thứ 4: Kcn.ov.z = 0;
Công thức tính Kcn.ov.z trường hợp thứ 5:
Kcn.ov.z =

c.Lov
1 
.tghz
× 1  a  H
2
H
tg z . cos  z









(3.5c)
(3.5d)



a 
 1  H . tg z . cos  z
c.Lov  ;





tghz
H 






Công thức tính Kcn.ov.z trường hợp thứ 6:
Kcn.ov.z = 1  a   kb  c.Lov .
H

(3.5b)

 2

H

tghz

 tg z . cos  z

;

(3.5e)

(3.5f)

Công thức tính Kcn.ov.z trường hợp thứ 7:
kb a / H
.
4 c Lov / H

Kcn.o.z= 1 1 .

(3.5g)

Công thức tính Kcn.ov.z trường hợp thứ 8: Kcn.ov.z  1 1 .kb . a
4

c.Lov

(3.5h)


16

Hình 3. Sơ đồ phân chia phạm vi 9 trường hợp bóng đổ của KCCN ngang hữu hạn



Kbt.ov
K bt.ov

Áp dụng công thức vi phân tổng quát Kbt của P.N. Đăng để tính
đối với cửa kính có KCCN nằm ngang hữu hạn được công thức sau:




kb c.Lov
kb c.Lov
1 a





2
H 
2 H
2
H
;
 1   arctg 2
.arctg
1 a
2
2
2
2


Lov   1 a 
Lov   1 a  





   

    
2 H

 H  2 H 
 H   2 H  


(3.6)

3.2.2.3. Kết quả tính toán Kcn và Kbt:
Bảng 1: Ví dụ Kcn của cửa sổ hướng Bắc của KCCN ngang hữu hạn (với các
kích thước: Lov/H = 0.4, a = 0.05H, b = 0.05B, kb = 1.2, c = 0.5)
Giờ

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

Kcn

1

0.737

0.494

0.303

0.12

0.008

0

0.008

0.12

0.303

0.494

0.737

1

Bảng 2. Kết quả tính toán hệ số Kbt đối với cửa kính có KCCN hình hộp và
ngang hữu hạn với kích thước đua ra khác nhau của KCCN
Tỷ lệ đua ra của KCCN (Lng/H, Lđ/B, Lov/H)

Hệ số chiếu tán
xạ bầu trời

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

KCCN hình hộp

0.974

0.901

0.803

0.696

0.594

0.504

0.428

0.364

0.311

0.268

1

0.998

0.997

0.994

0.992

0.99

0.988

0.986

0.985

0.983

KCCN ngang
hữu hạn

17

3.2.2.4. Phương pháp tính hệ số Khqnl đối với nhà CCCT tại Hà Nội
Theo mục 2.3 ở chương 2, thời gian cần làm mát ở Hà Nội là khoảng 20%
- 25% thời gian trong năm, chủ yếu vào ban ngày và chiều tối của các tháng
mùa nóng. Như vậy có thể xác định giá trị của hệ số “Khqnl” bằng cách tính
tỷ lệ lượng nhiệt truyền qua cửa kính vào nhà giảm đi do áp dụng các giải
pháp ngăn chặn nhiệt BXMT của các KCCN từ 6h -18h trong các tháng mùa
nóng theo các bước sau: Bước 1: Tính Khqnl.z tại giờ "z" nào đó trong ngày
đặc trưng của tháng tính toán đối với mỗi mặt nhà; Bước 2: Tính Khqnl trung
bình của mỗi tháng tính toán đối với mỗi mặt nhà; Bước 3: Tính Khqnl trung
bình của cả 5 tháng mùa nóng (Khqnl.mn) đối với mỗi mặt nhà; Bước 4: Tính
Khqnl trung bình của 3 tháng nóng nhất (Khqnl.nn) đối với mỗi mặt nhà.
3.2.2.5. Lập chương trình tính hệ số Khqnl
Bao gồm: Đưa số liệu đầu vào; Tính toán xác định các hệ số chiếu nắng
(Kcn); Tính toán xác định các hệ số chiếu tán xạ của bầu trời (Kbt); Tính toán
xác định hệ số (Khqnl); Trình bày các bảng biểu kết quả tính toán hệ số Khqnl.
3.2.2.6. Kết quả tính toán hệ số Khqnl đối với nhà CCCT Hà Nội
Các hệ số Khqnl trung bình ngày đặc trưng của từng tháng trong 5 tháng
mùa nóng, trung bình của 5 tháng mùa nóng (tháng 5,6,7,8,9) và của 3 tháng
nóng nhất (các tháng 6, 7, 8) biến thiên theo 8 hướng nhà, biến thiên theo 4
loại KCCN với 10 kích thước tỷ lệ độ đua ra của các KCCN.

Hình 4. Biến thiên của các hệ số (Khqnl.mn) trung bình của 5 tháng mùa nóng của
Hà Nội theo 8 hướng nhà của KCCN thẳng đứng liên tục

3.3. Các giải pháp kiến trúc thụ động trên cơ sở kết quả tính hệ số Khqnl
NCS đã đưa ra 6 giải pháp kiến trúc thụ động cần áp dụng khi thiết kế nhà
CCCT HQNL tại Hà Nội sau khi nghiên cứu kỹ lưỡng đặc điểm khí hậu, đặc

biệt là đặc điểm của BXMT, từ các nguyên lý và các kinh nghiệm thiết kế


18

thụ động đã được áp dụng cho các công trình HQNL ở nước ta và ở các nước
có điều kiện khí hậu tương tự Việt Nam, từ quá trình tính toán hệ số Khqnl
CCCT ở Hà Nội. Dưới đây NCS chỉ tập trung trình bày về 4 giải pháp kiến
trúc thụ động có liên quan trực tiếp đến HQNL của lớp vỏ bao che.

Hình 5: Các giải pháp kiến trúc thụ động cần áp dụng khi thiết kế
nhà CCCT hiệu quả năng lượng tại Hà Nội

3.3.1. Lựa chọn hướng và hình dạng nhà bảo đảm chế độ thông gió tự
nhiên hiệu quả cao nhất
Trực xạ chiếu trên các mặt đứng hướng Đông, ĐB, ĐN chỉ bằng 34,8% –
68,4% so với trực xạ chiếu trên các mặt đứng hướng Tây, TB, TN. Theo
nguyên lý vật lý kiến trúc, khi đặt hướng nhà lệch với hướng gió chủ đạo
khoảng 0 -15o sẽ đạt hiệu quả thông gió tự nhiên trong nhà tốt nhất với cửa
có hay không có KCCN. Vì vậy, có thể đề xuất hướng nhà tốt nhất cho nhà
CCCT ở Hà Nội là từ Nam đến Đông ĐN (lệch Nam 60o).
Hình dạng mặt bằng nhà tốt là hình chữ nhật, có cạnh dài theo hướng Nam
đến Đông ĐN (lệch Nam 60o) để đảm bảo công trình đón được nhiều gió mát
nhất và diện tích tường bao che không quá lớn. Mặt bằng phòng có độ sâu
lớn hơn 8m không có lợi cho việc thông gió tự nhiên. Chiếu sáng tự nhiên từ
cửa bên trong nhà dân dụng chỉ có hiệu quả trong khoảng 7,6m tính từ cửa.
Vì vậy có thể đề xuất chiều rộng B tối đa của nhà CCCT như ở Bảng 3.
Bảng 3. Đề xuất chiều rộng B tối đa của nhà CCCT
Dạng mặt bằng kiểu hành
lang giữa

Dạng mặt bằng kiểu
đơn nguyên

Dạng mặt bằng kiểu hành
lang bên


19

3.3.2. Tổ chức kiến trúc mặt đứng hiệu quả năng lượng
 Thiết kế KCNN bên ngoài để ngăn chặn nhiệt BXMT
Sử dụng các biểu đồ và bảng tra Khqnl
PHƯƠNG PHÁP 1
Bước 1: Xác định mức HQNL (giá trị
của Khqnl) mong muốn cho công trình
Bước 2: Phác thảo tổng thể hình khối
và mặt đứng công trình, từ đó sẽ có
các dạng KCCN mong muốn.

Bước 3: Dựa trên loại KCCN và mức
HQNL đã xác định, tra Biểu đồ (hoặc
bảng tra) hệ số Khqnl, xác định được
kích thước cần có của KCCN theo mỗi
mặt đứng. Nếu trường hợp mặt đứng
công trình với kích thước KCCN tra ở
biểu đồ chưa đạt yêu cầu thẩm mỹ, có
thể thay đổi hình thức kiến trúc mặt
đứng bằng cách điều chỉnh kích thước
của KCCN (thay đổi Khqnl) hay lựa

chọn dạng KCCN khác và tra lại biểu
đồ Khqnl để tìm ra kích thước tối ưu.

PHƯƠNG PHÁP 2
Bước 1: Phác thảo tổng thể hình khối và
mặt đứng công trình, từ đó sẽ có các
dạng KCCN mong muốn.
Bước 2: Dựa trên hình thức kiến trúc đã
có, tra trên Biểu đồ hoặc bảng tra hệ số
Khqnl, có thể xác định được mức HQNL
của từng giải pháp thiết kế KCCN trên
mỗi mặt đứng tương ứng.
Bước 3: Điều chỉnh thiết kế nếu kích
thước KCCN tra ở biểu đồ (hoặc bảng
tra) chưa đạt yêu cầu HQNL mong
muốn theo một trong các cách: (i) Điều
chỉnh kích thước của KCCN (thay đổi
Khqnl); (ii) Chỉnh sửa phương án phác
thảo ban đầu, từ đó sẽ có các hình thức
KCCN khác, sau đó tra lại biểu đồ (hoặc
bảng tra) Khqnl để tìm ra kích thước
KCCN tối ưu; (iii) Giữ nguyên ý tưởng
ban đầu, sẽ chọn kính có hệ số SHGC
cao trong giai đoạn thiết kế cơ sở.

Sau đó luận án đã đưa ra các gợi ý giải pháp thiết kế mặt đứng đối với
từng loại KCCN dựa trên số liệu của Biểu đồ và bảng số liệu hệ số Khqnl.
 Diện tích cửa kính đảm bảo yêu cầu chiếu sáng tự nhiên: số giờ có thể
sử dụng ánh sáng tự nhiên của Hà Nội thấp hơn Đà Nẵng, Nha Trang, Tp Hồ
Chí Minh và thấp hơn trung bình 20 địa phương trong cả nước, vì vậy, có thể

kiến nghị diện tích cửa lấy ánh sáng của nhà CCCT HQNL ở Hà Nội cần
đảm bảo tỷ lệ diện tích cửa là Scs/Ssàn ≥1/7, bằng yêu cầu diện tích cửa lấy
sáng theo tiêu chuẩn của Trung Quốc (cấp độ chiếu sáng IV).
 Bề mặt ngoài nhà cần sơn màu sáng: Để cân bằng giữa yếu tố thẩm
mỹ và hiệu quả năng lượng, có thể kiến nghị bề mặt ngoài nhà CCCT HQNL
tại Hà Nội cần được sơn màu sáng có hệ số hấp thụ nhiệt bức xạ α < 0,5.
3.3.3. Cách nhiệt tốt cho lớp vỏ bao che, đặc biệt mái và tường hướng Tây,
TB và TN
Cách nhiệt trong mùa nóng: NCS đã tính toán tìm nhiệt trở yêu cầu của
các tường hướng Tây,TB và TN thỏa mãn cả 2 điều kiện: (i) Yêu cầu nhiệt


20

độ mặt trong; (ii) Yêu cầu về độ tắt dần. Kết quả là nhiệt trở của các tường
này chỉ cần tuân thủ quy định của QCVN 09:2013/BXD là đạt yêu cầu. Để
tỏa nhiệt nguội nhanh về ban đêm thì tường hướng Tây,TB,TN nên có cấu
tạo nhiều lớp, kết cấu bên ngoài mỏng, cách ly với lớp tường bên trong bằng
lớp vật liệu cách nhiệt hoặc lớp không khí. Mái nên cấu tạo gồm lớp cách
nhiệt chính là không khí lưu thông có độ dày tối thiểu 30 - 40cm kết hợp với
lớp vật liệu cách nhiệt. Cách nhiệt cho mùa lạnh: thời gian đạt tiện nghi trong
mùa lạnh ở Hà Nội chỉ chiếm 10%. Hệ số trao đổi nhiệt mặt ngoài tường tỷ
lệ với vận tốc gió ngoài nhà, vận tốc gió tăng theo chiều cao, kính có hệ số
dẫn nhiệt rất lớn nên kiến nghị đối với cửa kính mặt ngoài của nhà CCCT tại
Hà Nội nên áp dụng cửa kính 2 lớp để chống rét.
3.3.4. Tích hợp kiến trúc lớp vỏ bao che và hệ thống khai thác năng lượng
BXMT: Hà Nội hàng năm có đến 2492 giờ có cường độ BXMT cao hơn
cường độ BXMT tối thiểu - Imin. Vì vậy cần xem xét tổng thể giữa hình khối
kiến trúc và lớp vỏ công trình với hệ thống đun nước nóng bằng năng lượng
BXMT trong giai đoạn thiết kế ban đầu. Có hai giải pháp lắp đặt bộ thu năng

lượng mặt trời: (i) lắp đặt trên mái nhà; (ii) lắp đặt treo trên các diện tường ở
bệ cửa sổ và tấm chắn ban công hay lô gia ở hướng Nam đến TN.
3.4. Bàn luận về kết quả nghiên cứu
3.4.1. Thiết kế kiến trúc thụ động là sự kết hợp giữa khoa học vật lý kiến
trúc và thiết kế sáng tác kiến trúc
Giải pháp kiến trúc thụ động cần phải được thiết kế trên cơ sở khoa học
vật lý kiến trúc. Từ trước đến nay, ở Việt Nam, khoa học vật lý kiến trúc rất
ít được vận dụng trong sáng tác kiến trúc vì tính hàn lâm và những yêu cầu
cần tính toán định lượng. Vì vậy, NCS đã đề xuất một công cụ đơn giản để
giúp KTS tham khảo và so sánh HQNL của các giải pháp tổ hợp kiến trúc
mặt đứng công trình trong giai đoạn xây dựng ý tưởng ban đầu, đó là Hệ số
HQNL lớp vỏ bao che (Khqnl) và đã thiết lập phần mềm tính toán hệ số này
đối với trường hợp nhà CCCT tại Hà Nội. Tuy nhiên khái niệm và phương
pháp tính toán hệ số Khqnl trong luận án hoàn toàn có thể áp dụng cho các loại
hình nhà dân dụng cao tầng nói chung.
Với công cụ hệ số Khqnl, KTS có thể so sánh HQNL các phương án kiến
trúc mặt đứng CCCT trong giai đoạn thiết kế ý tưởng sơ khai, từ đó tùy thuộc
tỷ trọng yêu cầu về thẩm mỹ kiến trúc, yêu cầu HQNL và yêu cầu chiếu sáng
tự nhiên mà KTS có thể đưa ra lựa chọn cuối cùng.
Sáu giải pháp kiến trúc thụ động đã được đề xuất, trong đó đã nghiên cứu
cụ thể 4 giải pháp có liên quan trực tiếp đến HQNL lớp vỏ bao che. Tuy
nhiên để áp dụng nhuần nhuyễn các giải pháp kiến trúc thụ động này đòi hỏi


21

người thiết kế cần vượt qua rào cản là phải tự học thêm, nâng cao và mở rộng
kiến thức về vật lý kiến trúc cũng như phương pháp thiết kế tích hợp HQNL.
3.4.2. Sự khác biệt giữa phương pháp thiết kế KCCN của luận án và
phương pháp thiết kế KCCN kinh điển theo “đường viền” che nắng

Phương pháp thiết kế KCCN theo “đường viền” che nắng - phương pháp
thiết kế KCCN kinh điển trên thế giới (sử dụng biểu đồ “đường viền” che
nắng do các KTS Aladar Olgyay và Victor Olgyay đề xuất năm 1957) là
phương pháp lựa chọn loại KCCN và kích thước KCCN theo giờ mà cửa sổ
cần được che nắng hoàn toàn và có thể áp dụng cho mọi thể loại công trình.
Tuy nhiên phương pháp thiết kế KCCN theo đường viền che nắng chỉ có thể
xác định giờ mà cửa được che nắng hoàn toàn (che trực xạ hoàn toàn) hay
bị chiếu nắng (chiếu trực xạ), chứ không thể tính được che bao nhiêu. Vì vậy
không thể tính được lượng nhiệt BXMT truyền qua cửa kính vào nhà tức thời
hay trung bình và không định lượng được HQNL của phương án tổ hợp kiến
trúc mặt đứng công trình.
Phương pháp thiết kế KCCN mà luận án nghiên cứu là phương pháp lựa
chọn loại KCCN và kích thước KCCN trước tiên theo yêu cầu kiểm soát
nhiệt BXMT, được áp dụng cho công trình có sử dụng ĐHKK. Phương pháp
thiết kế KCCN theo yêu cầu kiểm soát nhiệt BXMT cho phép tính được lượng
nhiệt (trực xạ và tán xạ) truyền qua cửa kính vào nhà tức thời từng thời điểm
hoặc lượng nhiệt trung bình trong ngày của từng tháng hoặc trung bình 3
hay 5 tháng mùa nóng trong năm. Phương pháp này giúp KTS vừa có thể
định lượng một cách tương đối HQNL của phương án tổ hợp kiến trúc mặt
đứng, vừa có thể điều chỉnh thẩm mỹ kiến trúc mặt đứng để công trình đạt
được sự hài hòa cả về thẩm mỹ và năng lượng.
Vì vậy, khi thiết kế, kiến trúc sư cần cân nhắc tùy theo yêu cầu của mỗi
công trình mà lựa chọn phương pháp thiết kế KCCN phù hợp.
3.4.3. Hạn chế của kết quả nghiên cứu
- Luận án mới chỉ nghiên cứu đánh giá HQNL lớp vỏ bao che khi công
trình sử dụng hệ thống kỹ thuật làm mát nhân tạo. Nếu nghiên cứu sâu hơn
thì còn cần phải nghiên cứu xác định các điều kiện khí hậu địa phương thuận
lợi nhằm sử dụng giải pháp thụ động thông gió tự nhiên, giảm bớt thời gian
ĐHKK. Từ đó có thể đánh giá được HQNL của các giải pháp tổ chức không
gian kiến trúc liên quan đến khả năng thông gió tự nhiên.

- Luận án chỉ mới nghiên cứu HQNL lớp vỏ bao che với 4 loại KCCN
điển hình. Tuy nhiên còn có các loại KCCN khác cần phải nghiên cứu thêm
để tăng sự phong phú đa dạng trong các giải pháp thiết kế kiến trúc.


22

3.4.4. Khả năng có thể áp dụng kết quả nghiên cứu của luận án đối với
các vùng khí hậu khác: Để áp dụng kết quả nghiên cứu của luận án vào thiết
kế nhà CCCT ở các vùng khí hậu khác của nước ta thì trước tiên cần phải
tiến hành phân tích đánh giá cẩn thận đặc điểm khí hậu ở mỗi vùng để áp
dụng cho phù hợp.

KẾT LUẬN
1. Đặc điểm bức xạ mặt trời ở Hà Nội: Kết quả gia công số liệu đo
lường thực tế cho thấy: BXMT của Hà Nội tương đối lớn, đặc biệt là tán xạ;
trực xạ thực tế chiếu trên các mặt đứng các hướng Tây, TB, TN lớn hơn từ
1,46 - 2,87 lần so với trực xạ chiếu trên các mặt đứng hướng Đông, ĐB, ĐN.
2. Đề xuất khái niệm và công thức tính toán hệ số HQNL lớp vỏ bao
che của công trình: Để tham khảo và so sánh HQNL làm mát của các giải
pháp thiết kế tổ hợp kiến trúc mặt đứng công trình trong giai đoạn thiết kế ý
tưởng, NCS đã đề xuất sử dụng khái niệm “Hệ số HQNL lớp vỏ bao che, viết
tắt là Khqnl”. Công thức định nghĩa hệ số HQNL lớp vỏ bao che, “Khqnl” như
sau:
Q  Qcn
Q
(1)
K hqnl  0
 1  cn ;
Q0

Q0
Kết quả tính toán thử nghiệm đối với nhà CCCT 17T10 khu đô thị Trung
Hòa - Nhân Chính, Hà Nội, với 6 phương án Fcs/Fsàn và thay đổi theo 8 hướng
nhà cho thấy: đối với các tầng trung gian, tỷ phần lượng nhiệt truyền qua cửa
kính vào nhà chiếm từ 88,2% - 90,4% trong tổng số lượng nhiệt truyền qua
kết cấu bao che vào nhà. Vì vậy có thể lấy gần đúng HQNL của cửa kính có
KCCN (hiệu quả ngăn chặn nhiệt BXMT của cửa kính có KCCN) là HQNL
của kiến trúc lớp vỏ bao che đối với tất cả các tầng, trừ tầng mái của nhà
chung cư cao tầng (bỏ qua nhiệt truyền qua tường bao che) và có công thức
tính toán gần đúng là: :
K .S  K bt .Dđ
(2)
K hqnl  1  cn đ
;
S đ  Dđ
Điều kiện áp dụng công thức tính Khqnl là diện tích cửa kính phải đạt tỷ lệ
Scửa/Ssàn ≥1/7
3. Thành lập các công thức tính hệ số chiếu nắng (Kcn) và hệ số chiếu
tán xạ bầu trời (Kbt) của cửa kính có KCCN nằm ngang hữu hạn: Tổng
quan về các phương pháp tính lượng nhiệt BXMT (trực xạ và tán xạ) chiếu
vào nhà qua cửa kính có KCCN đã rút ra kết luận: (i) Công thức tính BXMT
chiếu qua cửa kính vào nhà đối với 3 loại KCCN là tấm nằm ngang dài liên


23

tục, tấm thẳng đứng dài liên tục và hình hộp sử dụng các hệ số Kcn, Kbt theo
công thức của Phạm Ngọc Đăng (1978); (ii) Số lượng công trình nghiên cứu
về công thức tính BXMT chiếu vào nhà qua cửa kính có KCCN nằm ngang
hữu hạn là rất ít và chưa có công thức có tính phổ cập, dễ dùng để áp dụng.

NCS đã áp dụng các nguyên lý khoa học vật lý kiến trúc, thành lập được
các công thức tính hệ số chiếu nắng Kcn.ov để xác định trực xạ chiếu vào nhà
và đã thiết lập công thức tính hệ số chiếu tán xạ bầu trời Kbt.ov qua cửa kính
có KCCN ngang hữu hạn trên cơ sở lời giải phương trình vi phân trao đổi
nhiệt bức xạ giữa điểm tâm cửa sổ và KCCN do Phạm Ngọc Đăng thành lập.
4. Thành lập các công thức và lập chương trình tính hệ số “Khqnl” của
nhà CCCT, kết quả tính toán áp dụng đối với điều kiện ở Hà Nội: Với
sự hỗ trợ của chuyên gia tin học, NCS đã thiết lập chương trình máy tính
(phần mềm) để tính toán, phân tích. Kết quả tính toán Khqnl được thể hiện
bằng các bảng số và các biểu đồ hiển thị màu sắc dễ nhận biết.
5. Ứng dụng biểu đồ và bảng số liệu Khqnl trong quá trình tìm ý tưởng
thiết kế mặt đứng nhà CCCT ở Hà Nội: Luận án đã đưa ra các chỉ dẫn cụ
thể và rõ ràng để giúp các kiến trúc sư ứng dụng công cụ phân tích Biểu đồ
và bảng số liệu hệ số HQNL lớp vỏ bao che nhà CCCT ở Hà Nội trong quá
trình tìm ý tưởng thiết kế tổng thể mặt đứng công trình và gợi ý các kiểu
KCCN với các kích thước phù hợp với HQNL mong muốn.
6. Đề xuất 6 giải pháp kiến trúc thụ động trên cơ sở kết quả nghiên
cứu phương pháp tính hệ số Khqnl nhà CCCT tại Hà Nội : NCS đã chọn
lựa ra 6 giải pháp kiến trúc thụ động cần áp dụng để giảm thiểu tiêu thụ năng
lượng cho đảm bảo tiện nghi vi khí hậu trong nhà CCCT ở Hà Nội. Sau đó,
luận án đã tập trung nghiên cứu cụ thể 4 giải pháp kiến trúc thụ động có liên
quan trực tiếp đến HQNL lớp vỏ bao che.
Kiến nghị:
- Các công thức tính hệ số chiếu nắng và hệ số chiếu tán xạ bầu trời của
KCCN nằm ngang hữu hạn trong luận án này có thể được áp dụng như là cơ
sở lý thuyết khi tính toán lượng nhiệt truyền qua cửa kính có KCCN nằm
ngang hữu hạn vào nhà;
- Phương pháp tính hệ số HQNL lớp vỏ bao che trong luận án này có thể
được áp dụng như là cơ sở lý thuyết để tham khảo và so sánh HQNL của các
giải pháp kiến trúc lớp vỏ bao che nhà dân dụng cao tầng;

- Các kết quả của luận án có thể coi như là các giải pháp kiến trúc thụ
động tham khảo để nghiên cứu thiết kế thực tế và giảng dạy đồ án nhà CCCT
HQNL tại Hà Nội nói riêng và đồng bằng Bắc Bộ nói chung.