Luận Văn Thạc Sỹ: 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 h-ớng dẫn
pgs.TS. DoÃn Minh Khôi

Hà Nội- 2009

2


--------------------------------------------------------------------------------------------------------

LờI CảM ơn

Tác giả xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo Tr-ờng 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 h-ớng dẫn - PGS.TS.KTS DoÃn Minh Khôi đà hết lòng ủng hộ và
h-ớng 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 Th- viện tr-ờng 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

Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06


----------------------------------------------------------------------------------------------Trang1MụC LụC

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

B- Nội dung nghiên cứu
Ch-ơng 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 n-ớc 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 n-ớc 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
Ch-ơng 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

Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngµnh kiÕn tróc – Ngun TrÝ HiÕu – KTR06


-------------------------------------------------------------------------------------Trang2II.2.1. Giải pháp mặt đứng hai lớp................................................................................45
II.2.2. Giải pháp lồng ghép thiên nhiên.......................................................................47
II.2.3. Giải pháp bao che căn nhà với Da thông minh trong tương lai......................49
II.3. Các giải pháp sử dụng vật liệu thông minh cho ngôi nhà ..............................51
II.3.1. áp dụng bê tông nhẹ cho nền móng cho căn hộ................................................52
II.3.2. áp dụng bê tông bọt dùng xây t-ờng bao cho căn hộ........................................53
II.3.3. Dùng tấm 3D-panel để xây t-ờng......................................................................54
II.3.4. áp dụng vật liệu cách âm cách nhiệt cho ngôi nhà............................................54
II.3.5. Sử dụng t-ờng bao che bằng vật liệu kính trong căn hộ thông minh.................56
II.3.6. áp dụng vật liệu dẻo trong suốt thay thế kính trong nhà thông minh................59
II.3.7. áp dụng vật liệu thân thiện môi tr-ờng cho nhà thông minh.............................61
II.4. Các thiết bị thông minh trong ngôi nhà............................................................62
II.4.1. Sử dụng đèn bằng tấm nhựa sử dụng các đi-ốt phát sáng hữu cơ......................62
II.4.2. Chiếu sáng sân v-ờn ngoài nhà bằng đèn sử dụng năng l-ợng mặt trời và gió63
II.4.3. Dùng bồn cầu và bể phốt thông minh cho ngôi nhà..........................................65
II.4.4. Bình n-ớc nóng năng l-ợng mặt trời.................................................................67
Ch-ơng III: các hệ thống kỹ thuật liên hệ với kiến trúc
thông minh trong căn hộ và áp dụng ở việt nam

68

III.1. Hệ thống điện và các thiết bị tự động hóa thông minh..................................68
III.1.1. Hệ thống điện thông minh dùng điện áp một chiều 24Volt..............................68
III.1.2. Hệ thống nhà thông minh dùng công nghệ X10...............................................69
III.1.3. Mối liên hệ giữa hệ thống điện, các thiết bị tự động hóa với kiến trúc nhà thông
minh..............................................................................................................................70
III.2. Hệ thống camera an ninh giám sát - âm thanh hình ảnh và mối liên hệ với

kiến trúc nhà thông minh.....................................................................................70
III.2.1. Hệ thống camera giám sát................................................................................70
III.2.2. Hệ thống báo động không dây..........................................................................72
III.2.3. Hệ thống khóa cửa thông minh.........................................................................73
III.2.4. Hệ thống âm thanh trong căn hộ.......................................................................75
III.3. Hệ thống báo cháy và chữa cháy......................................................................77

Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn TrÝ HiÕu – KTR06


-------------------------------------------------------------------------------------Trang3III.3.1. Hệ thống báo cháy, báo ga tự động...................................................................77
III.3.2. Hệ thống chữa cháy tự động.............................................................................80
III.4. Năng l-ợng với nhà thông minh.......................................................................81
III.5. Đề xuất áp dụng mô hình và cách biến đổi căn hộ thông th-ờng thành căn
hộ thông minh ở Viêt Nam.........................................................................................85

C- Kết luận và kiến nghị
1. Kết luận
2. Kiến nghị

D- Tài liệu tham khảo

E- Phụ lục

Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí HiÕu – KTR06


----------------------------------------------------------------------------------------------Trang4-

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 ch-a có nhiều,
các công ty đều là đại diện của n-ớc ngoài, việc hiểu biết về nhà thông minh cũng nháp dụng nó nh- thế nào ở Việt Nam cho hiệu quả, h-ớng nghiên cứu để phát triển và
nội địa hóa, tận dụng lợi thế của Việt Nam là rất cần thiết.
Cuộc sống của con ng-ời ngày càng có nhu cầu cao, mặt khác các nguồn năng
l-ợng 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 l-ợng, tận dụng nguồn nguyên vật liệu lợi thế
của địa ph-ơng.
- 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 nh- nhà ở gia đình. Việc áp
dụng nhà ở thông minh là cần thiết và thực tế để đạt đ-ợc 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 nh- 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 l-ợng tận dụng những lợi thế của Việt
Nam (n-ớc ta có ánh sáng và gió nhiều do ở vùng biển nhiệt 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 h-ớng 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 n-ớc.

2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Nghiên cứu này h-ớng 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 t- liệu cho ngành kiến trúc cũng nh- 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. Ph-ơng pháp nghiên cứu
3.1 Khách thể và đối t-ợng nghiên cứu
-Khách thể nghiên cứu : sự ứng dụng và phát triển tính thông minh của nhà
thông minh.
-Đối t-ợng nghiên cứu : tính thông minh, các công nghệ áp dụng cho nhà thông
minh ở Việt Nam và thế giới.
3.2 Ph-ơng 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 đà áp dụng ở Việt Nam

Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06


-------------------------------------------------------------------------------------Trang5-Nghiên cứu qua cảm giác mang lại của những ng-ời 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

Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06


----------------------------------------------------------------------------------------------Trang6-

B- Nội dung nghiên cứu
Ch-ơng 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 ng-ời ta nói nhiều về "nhà thông
minh", quá trình định nghĩa tùy theo từng khu vực với chức năng của tòa nhà mà ng-ời
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 đ-ợc 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 đ-ợc một tòa nhà đạt hoặc v-ợt qua
những tiêu chuẩn về tính năng đ-ợc yêu cầu bởi ng-ời sử dụng. Điều mà cho phép
tăng tối đa hiệu suất của ng-ời 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 viƯn Cao
èc th«ng minh), thì đó là cao ốc mà cung cấp một môi tr-ờng hữu ích và hiệu quả cho
hoạt động của con ng-ời thông qua sự tối -u của 4 thành phần cơ bản sau:
- Cấu trúc (structure)

Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí HiÕu – KTR06


-------------------------------------------------------------------------------------Trang7- Hệ thống (Systems)
- 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
đ-ợc tổng quát nh- sau: lµ mét cao èc cã thĨ cung cÊp đ-ợc:
- Một môi tr-ờng làm việc hữu ích (Productive environment)
- Một môi tr-ờng với chi phí hiệu quả (Cost effective environment)
Thông qua sự tối -u 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 ng-ời sử dụng.
Tối đa hiệu suất của ng-ời sử dụng, và cho phép tối đa hóa hiệu quả quản lý nguồn lực
với chi phí tối thiểu, thân thiện với môi tr-ờng 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 l-ợng (Electrical/Energy Management)
(Hệ thống năng l-ợng dùng năng l-ợng sạch, thông minh: Năng l-ợng mặt trời, năng
l-ợng gió là xu h-ớng áp dụng ở tòa nhà thông minh)
-Hệ nan che nắng tự động quay theo h-ớng 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 n-ớc 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,
(H.I.2) Liên kết các hệ thống trong tòa nhà
VOD, VoIP,...
Và nhiều hệ thống khác cho các yêu cầu đặc biệt .

Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến tróc – Ngun TrÝ HiÕu – KTR06


-------------------------------------------------------------------------------------Trang8Các 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 -u hóa vận hành, tiết kiệm năng l-ợng, an ninh, an toàn,...

(H.I.3) Tháp HyperGreen ý t-ởng thiết

kế bởi Jacques trong mét cuéc thi ë
Paris, cao 250 mÐt / 60 tÇng (nguồn
internet)

(H.I.4) Những đặc tính thông minh: những bơm
nhiệt địa nhiệt, những bảng quang điện, những tuabin gió tổng hợp, trái đất làm mát những cái ống,
một v-ờn trên mái, hệ thống khôi phục n-ớc m-a,
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 đ-ợc 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
ch-ơng trình cài đặt tự động sẽ phản ứng ngay nh- 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 ng-ời ở tầng 40, để xác định ph-ơng 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 nh- 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 nh- quản lý
bảo d-ỡng,sửa chữa đảm bảo tính sẵn sàng của hệ thống,...

(H.I.5) Ngọn tháp với những tua-bin gió trên
mái (nguồn internet)

(H.I.6) Những điểm sáng xanh lục của Tháp
bao gồm những pin mặt trời tổng hợp, những
tua-bin gió, một n-ớc m-a gặt hái hệ thống và

Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiÕn tróc – Ngun TrÝ HiÕu – KTR06

-------------------------------------------------------------------------------------Trang9một hệ thống s-ởi địa nhiệt (nguồn internet)

BMS (Building Management System) hoặc ở một số chỗ sẽ gọi là IBMS cũng
nh- 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 đ-ợc mô tả bởi 2 phần chủ yếu:
- Đ-ờng 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 c-ờng
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 tr-ờng.
- Giám sát trạng thái của tòa nhà và điều kiện môi tr-ờng làm việc.
+) Nhân viên trong tòa nhà có thể đ-ợc 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 l-ợng: 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 l-ợng và giảm ảnh h-ởng của hoạt động của tòa nhà đến môi
tr-ờng xung quanh.
- Công cụ quản lý dịch vụ cao ốc: cung cấp các thông tin hữu ích về tóm l-ợc,
thông tin l-u 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
ng-ời 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 đ-ợc tất cả những thông tin cần thiết nh- 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 đ-ợc chi phí
và tăng đ-ợc hiệu suất của các kỹ s- 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

Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn TrÝ HiÕu – KTR06


-------------------------------------------------------------------------------------Trang10Mức 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 t-ởng t-ợng 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 ch-a? bật máy lạnh tr-ớc khi về
nhà... Hoặc để đơn giản hơn đây là xu h-ớng IP hóa các thiết bị điều khiển, thiết bị
chấp hành,...Tất cả các hệ thống trên có thể giải quyết đ-ợc vấn đề tăng hiệu suất khai
thác, tiết kiệm chi phí năng l-ợng,..
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 đ-ợc 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
(H.I.7) Tòa nhà Dynamic Tower sẽ luôn thay một vòng xoay.
đổi hình dáng (nguồn AP)
Đặc biệt, những chiếc turbine gió
khổng lồ còn sản xuất đủ điện cho cả tòa
nhà, thậm chí có thể đóng góp thêm vào
l-ới 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
đ-ợc 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 -ớc tính khoảng 700 triệu đô la
(H.I.8) Mặt bằng tòa nhà Dynamic Tower
(nguồn interner)
Mỹ.

Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06

-------------------------------------------------------------------------------------Trang111.1.2 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 ng-ời ngày càng có nhiều thay đổi. Các
thiết bị điện tử gia dụng nh- máy giặt, điều hòa, ti vi d-ờng nh- ngày càng thông minh
hơn nhờ đ-ợc ứng dụng các thành tựu của khoa học, công nghệ. Nh-ng với các thiết bị
đơn lẻ đ-ợc ứng dụng công nghệ mới đó đà đ-ợc gọi là ngôi nhà thông minh ch-a?
Vậy ngôi nhà thông minh là nh- 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 đ-ợc:
- Một môi tr-ờng ở và làm việc hữu Ých (Productive environment)
- Mét m«i tr-êng víi chi phÝ hiƯu quả (Cost effective environment)
Thông qua sự tối -u 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 Ých cđa ng-êi sư dơng.
Tèi ®a hiƯu st cđa ng-êi 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 ®éng, cho phÐp chđ nh©n ®iỊu khiĨn vËt dơng tõ xa hoặc lập trình cho
thiết bị ở nhà hoạt động theo lịch. Thêm vào đó, các đồ gia dụng có thể hiểu đ-ợc
ngôn ngữ của nhau và có khả năng t-ơng tác với nhau.
Yếu tố thông minh không chỉ nằm trong hệ thống 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. Từ xa x-a cho tới bây giờ, theo suốt chiều 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 ng-ời, 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 t-ơng tự nh- toà nhà thông
minh nh-ng các hệ thống đ-ợc ít hơn, không bị quản lý phức tạp nh- toà nhà, kh«ng
cã hƯ thèng b·i xe, hƯ thèng thang nhiỊu thang máy.
b. Các yếu tố của nhà thông minh:
Nhà thông minh bao gồm những yếu tố có quan hệ chặt chẽ với nhau, t-ơng hỗ
nhau, phù hợp trên cả ph-ơng diện công năng, kỹ thuật, thẩm mỹ, kinh tế. ở một cách
nhìn tổng quan, nhà thông minh cần những yếu tố sau:

Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến tróc – Ngun TrÝ HiÕu – KTR06


-------------------------------------------------------------------------------------Trang12- Giải pháp kiến trúc thông minh :
Dù thông minh nh- 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, ch-a tốt
ng-ời 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 tr-ờng, cảnh quan, phát huy -u điểm, khắc phục
nh-ợc điểm. Sẽ là không thông minh nếu nh- ngôi nhà quay h-ớng 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 ng-ời, đáp ứng đ-ợc nhu cầu của ng-ời 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 nh- nội ngoại
thất, kỹ thuật (kết cấu, hệ thống điện, cấp thoát n-ớc, thông tin liên lạc, hệ thống

điều khiển tự động).
Giải pháp kiến trúc thông minh còn là sự linh hoạt khi cần thay ®ỉi hay bỉ sung
hƯ thèng trang thiÕt bÞ kü tht. Chúng ta có thể thấy nhiều công trình cổ hàng trăm
năm tuổi ở châu Âu, vẫn không hề lạc hậu khi đ-a những hệ thống kỹ thuật hiện đại
vào, không làm phá vỡ cấu trúc ban đầu, vận hành tốt, đáp ứng đ-ợc những yêu cầu
của thời đại.
- Sinh thái thân thiện môi tr-ờng :
Kiến trúc sinh thái hay còn gọi là kiến trúc xanh đ-ợc nhắc tới nhiều trong
những năm gần đây. Đó là hệ quả tất yếu sau khi con ng-ời mải miết 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 nh-ng rõ nét của
nền công nghiệp phát triển không ngừng, trong đó có công nghiệp xây dựng mang lại.
Kiến trúc sinh thái h-ớng tới sự bền vững, thân thiện thiên nhiên, môi tr-ờng. Có thể ở
một khía cạnh nào đó, văn minh và thiên nhiên nh- hai cá thể đối lập loại trừ lẫn nhau.
ở nơi thiên nhiên thì tính văn minh kém và ng-ợc lại. Tuy nhiên thực tế thì văn minh
và thiên nhiên luôn cùng tồn tại với những tỷ lệ t-ơng quan khác nhau. Nh-ng mọi
hành động của con ng-ời, đặc biệt là hoạt động xây dựng đang tàn phá thiên nhiên ở
nhiều ph-ơng 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 tr-ờng
Một ngôi nhà thông minh hẳn phải có yếu tố sinh thái. Khi mà kiến trúc hiện
đại đ-ợc tạo nên bởi bê tông, kính, thép; khi mà đô thị chật chội với những toà nhà san
sát nhau; ng-ời ta mới hiểu và mới thấy cần giá trị của cây xanh, mặt n-ớc, môi tr-ờng

Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06


-------------------------------------------------------------------------------------Trang13không 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 ng-ời.

Để thiết kế một ngôi nhà thông minh, bao gồm yếu tố sinh thái, kiến trúc sphải nắm đ-ợc quan hệ giữa môi tr-ờng và tiến bộ xà hội. Và để thực hiện tốt
h-ớng về thiên nhiên, đồng nghĩa với việc ngăn chặn những hoạt động của con ng-ời
gây tác động tới thiên nhiên thì d-ờng nh- 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 nh- là
thách thức.
-Tiết kiệm năng l-ợng :
Tiết kiệm năng l-ợng là một tiêu chí của kiến trúc sinh thái. Tiết kiệm năng
l-ợng 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 tr-ờng. Rõ ràng, để đạt đ-ợc điều này,
công trình phải có một giải pháp kiến trúc cũng nh- kỹ thuật tốt nh- đà đề cập ở 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 nh- ánh sáng, thông gió; giảm thiểu việc khai thác
thiết bị tiêu hao năng l-ợng nh- chiếu sáng, điều hoà nhiệt độ, lò s-ởi Tiếp theo là
phải biết tận dụng các nguồn năng l-ợng từ thiên nhiên để chuyển hoá thành năng
l-ợng hữu ích. Đó là nhiệt năng của mặt trời, sức gió, sức n-ớc Những thiết bị này
hiện nay đà rất phổ biến nh- hệ thống đun n-ớc nóng dùng năng l-ợng mặt trời, pin
mặt trời. Tất nhiên, để tiết kiệm năng l-ợng một cách hiệu quả nhất phải nhờ đến một
hệ thống điều khiển hợp lý, thông minh nh- trong định nghĩa đầu tiên.
- Hệ thống thiết bị điều khiển thông minh :
Đây là yếu tố mà ng-ời 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 nh-ng 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 ng-ời chủ biết điều khiển nó. Một ng-ời chủ biết
tìm đến kiến trúc s- có khả năng đáp ứng đ-ợc những nhu cầu chính đáng của mình,
tìm đ-ợc tiếng nói chung để đ-a ra giải pháp kiến trúc hợp lý nhất. Một ng-ời phải biết
yêu thiên nhiên, tôn trọng những giá trị của môi tr-ờng. Một ng-ời phải biết tiết kiệm,
sử dụng năng l-ợng hợp lý (kể cả khi anh ta có nhiều tiền). Một ng-ời chủ phải biết sử

dụng và vận hành thiết bị đúng cách, đúng chỗ để tận h-ởng 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 đ-ợc lập trình sẵn, giao
tiếp với ng-ời sử dụng linh hoạt không phụ thuộc vào khoảng cách, vị trí và th-ờng có
những hệ thống sau:
Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí HiÕu – KTR06


-------------------------------------------------------------------------------------Trang14-HƯ thèng an ninh: bao gåm c¸c hƯ thèng cưa tự động, camera quan sát, đầu
ghi hình, bộ nhớ l-u trữ, bộ điều khiển trung tâm cho phép ng-ời sử dụng có thể nắm
đ-ợc 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
t-ợng cháy (nồng độ khói, nhiệt độ), và thông báo bằng âm thanh (loa, còi), đèn chiếu
sáng. Hệ thống chữa cháy tự động phun n-ớc tại các nơi cần chữa cháy. ở mức độ cao
hơn, hệ thống báo cháy, chữa cháy cho phép khoanh vùng và h-ớng dẫn phân luồng
thoát hiểm.
-Hệ thống thiết bị nhiệt: điều hoà nhiệt độ, lò s-ởi, bình n-ớc nóng...)
-Hệ thống giải trí: truyền hình, đầu DVD, máy nghe nhạc
-Hệ thống cấp n-ớc: phòng vệ sinh, t-ới v-ờn...
Tất cả các hệ thống thông minh trên có thể hoạt động theo lập trình hoặc cho
phép ng-ời 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:
g iả i ph ¸ p

hÖ t hè ng

v Ët l iÖu

k iÕn t r ó c t h « n g min h

t h « n g min h

t h « n g min h
k Õt n è i

hÖ t hè ng q uả n l ý

c ă n h ộ t h « n g min h

t h µ n h ph ần v à t h iết b ị

h ệ t h ố n g điện
t h ô n g min h
h Ö t h è n g c a me r a g iá m s á t
v à h ìn h ả n h âm t h a n h

c ¸ c h Ư t h è n g k ü t h u Ët
v µ mè i l iª n h Ư v í i
k iÕn t r ó c t h « n g min h

hƯ t hố ng bá o c há y
v à c h ữ a c h á y t h ô n g min h

h Ö t h è n g t h iÕt b Þn h iƯt
h Ư t h è n g c Êp t h o ¸ t n - ớ c

Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngµnh kiÕn tróc – Ngun TrÝ HiÕu – KTR06

t iÕt k iệm n ă n g l - ợ n g - t h ân t h iện mô i t r - ê n g

k iÕn t r ó c t h « n g min h


-------------------------------------------------------------------------------------Trang15Phân loại theo cơ chế thông minh
Có thể phân chia làm ba loại cơ chế hoạt động nh- sau:
- Cơ chế nhận dạng: cơ chế nhận dạng cho phép ghi nhớ những đặc điểm đ-ợc
cài đặt sẵn trong bộ nhớ; trong tr-ờng hợp việc nhận dạng xảy ra không trùng khớp, hệ
thống sẽ từ chối phục vụ hoặc báo động. VÝ dơ nh- cỉng, cưa gara chØ më víi nh÷ng
xe có biển số đà đăng ký với hệ thống, cửa tự động nhận dạng vân tay chỉ mở đúng
ng-ời; trong khoảng thời gian đêm, nếu có ng-ời lạ mặt trong phòng khách hệ thống
sẽ báo động
- Cơ chế lập trình sẵn: một số hệ thống thiết bị đ-ợc thiết kế hoạt động theo
lịch trình nhất định. Ví dụ nh- bắt đầu từ 7 giờ tối đèn v-ờn, 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
ch-ơng trình cài đặt để ng-ời ăn sáng có thể xem, 8 giờ sáng vòi n-ớc t-ới v-ờn 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 ng-ời và tự động tắt sau một thời gian
nhất định khi không có ng-ời; hệ thống báo động sẽ thông báo khi cửa có những chấn
động cơ học hơn mức bình th-ờng (do phá hoại, đột nhập), mái kính sẽ tự động đóng
lại khi có m-a, 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 đ-ợc bằng bộ

điều khiển tõ ng-êi sư dơng.

(H.I.9) Mét sè øng dơng trong nhµ thông minh (nguồn internet)
Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06


-------------------------------------------------------------------------------------Trang16Trong 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 đ-ợc nhằm thỏa mÃn nhu cầu con ng-ời
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 n-ớc phát triển
Các giải pháp công nghệ nhà thông minh đà đ-ợc nhiều hÃng Lagrand (Pháp),
hÃng Comfort (Singapore), hÃng Siemens (Đức) có nh-ng 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 nh-: 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 nh-: bộ điều khiển trung tâm, thiết bị báo động mở cửa hoặc két sắt, thiết bị
nhận diện ng-ời 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 c-ờng 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 đ-ợc bằng X10 lên tới 256 thứ.

Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiÕn tróc – Ngun TrÝ HiÕu – KTR06

-------------------------------------------------------------------------------------Trang17Những phiên bản đầu tiên của hệ thống X10 đ-ợc 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, ng-ời điều
khiển đang trên tầng 2, và muốn bật đèn ở cổng d-ới tầng 1 để xem ai đang bấm
chuông qua camera.
Hoặc ở tầng 1 và phát hiện đèn trên sân th-ợng vẫn quên ch-a tắt. Hoặc đơn
giản hơn, muốn cái đèn chùm giữa phòng khách tối đi một nửa để 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 ch-ơng trình hoạt động cho từng thiết bị sao cho phù
hợp với tập quán sinh hoạt của gia đình. Giả sử, ngày th-ờng dậy vào lúc 6h30, ăn
sáng lúc 7h và đi làm lúc 7h30.
Với X10, có thể lập ch-ơng trình để mỗi sáng đèn trong phòng sẽ sáng dần từ
6h15, đèn phòng bếp sẽ sáng từ 6h20 và bình n-ớc nóng đà sẵn sàng lúc 6h25. Tất
nhiên, sau khi ra khỏi nhà ít phút, đèn ở các phòng sẽ tù t¾t. HƯ thèng X10 sÏ mang sù
tiƯn nghi, hƯ 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 đó. Sau đó, có thể điều khiển cả 2 chiếc đèn
bằng điều khiển từ xa, hoặc vẫn dùng chính chiếc công tắc cũ.
Hệ thống X10 hoàn toàn không ảnh h-ởng 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 ch-a hoàn
thiện, miễn là số l-ợng thiết bị cần điều khiển nhỏ hơn 256 (số địa chỉ IP trong một dải
địa chỉ mạng chung, từ 0 đến 255). Có rất nhiều lựa chọn để điều khiển 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 n-ớc ngoài.
Hệ thống tự động hoá nhà ở X10 không đòi hỏi phải thay đổi cấu trúc đ-ờng

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 n-ớc áp dụng và nghiên cứu hệ thống thông minh cho
ngôi nhà sớm trên thế giới. Trong đó có hệ thống X10 nh- đà nói. Ngoài ra "Ngôi nhà
điện tử" đầu tiên trên Thế giới đ-ợc 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 l-ờng 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.

Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc NguyÔn TrÝ HiÕu – KTR06


-------------------------------------------------------------------------------------Trang18-

(H.I.11) Toàn cảnh ngôi nhà thông minh của
Bill Gate (nguồn News)

(H.I.12) Nhà xây theo kiểu ""Biệt thự Thái
Bình d-ơng"", mặt tiền trông ra hồ
Washington (nguồn News)

Các Kiến trúc s- cho biết: Khu nhà của Bill Gates đ-ợc xây dựng theo kiểu"
Biệt thự Thái Bình D-ơng". 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 đ-ợc bố trí ở nội thất bên
trong bao gồm 3 khu nhà tạo thành một quần thể, liên kết với nhau:
Khu thứ nhất đ-ợc -u tiên chủ yếu giành cho việc giải trí, tiêu khiển của khách
. Phòng khách có mặt tiền h-ớng ra hồ Washington. Trong phòng khách có một màn
ảnh truyền hình phẳng, rất rộng chiếm suốt cả chiều dài bức t-ờng chính.
Tại đây, tr-ớc khi đi vào khu chính, khách đến thăm sẽ đ-ợc phát một cái "Kim

găm điện tử". Trong kim, các sở thích của mỗi khách nh- : Thích xem phim, ngắm
tranh, nghe nhạc hoặc xem truyền hình... sẽ đ-ợc mà số hóa. Mùi vị riêng của từng
khách cũng đ-ợc hệ thống "Nhận biết" tự động ghi lại và nhớ khi khách bắt đầu những
b-ớc 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-Th- viện.
Cạnh th- viện là cầu nhảy. Bill Gates rất
thích tập nhảy ở đây. Ông cho rằng cũng
giống nh- ngồi trên ghế bành đung đ-a,
nhảy cầu tạo khả năng tích tụ t- 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
t-ờng, thay đổi c-ờng độ chiếu sáng phụ
(H.I.13) Bể cá không thể tuyệt vời hơn (nguồn
thuộc vào trạng thái tâm lý, sức khỏe của
News)
chủ nhân.
Trong khu nhà còn có sân quần vợt, bể bơi nối liền với nhà tắm hơi kiểu Nhật
Bản. Cách đấy không xa là một cái hồ nhỏ.
Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc – NguyÔn TrÝ HiÕu – KTR06


-------------------------------------------------------------------------------------Trang19I.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 đ-ợc
phát triển nh- EIB, Instabus, SCS. Ph-ơng thức điều khiển nhúng cho giao tiếp số giữa
các thiết bị thống minh trên đ-ờng bus 2 dây đ-ợc lắp đặt theo các hệ thống điện

th-ờng. Đ-ờng Instabus kết nối tất cả các ứng dụng tới một hệ thống giao tiếp phi tập
trung cho tất cả các thiết bị đ-ợc ®iỊu khiĨn. HƯ thèng SCS cịng lµ mét hƯ thèng có
cấu trúc gần giống với hệ Instabus, các thiết bị điều khiển và các thiết bị chấp hành có
thể đ-ợc nối theo kiểu vòng, sao, trên một đ-ờng bus 2 dây nh-ng vẫn đảm bảo đ-ợc
việc truyền dữ liệu, và tăng khả năng mềm dẻo khi thi công, mở rộng mạng và tiết
kiệm đ-ợc đ-ờng dây cho chủ đầu t-. Một trong các hệ thống tiêu biểu cho hệ SCS lµ
hƯ thèng cđa Bticino, víi hƯ thèng nµy toµn bé các hệ thống Home Automation,
Camera doorphone, Sound system, Sercurity, đ-ợc 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 đ-ợc sử dụng rất
nhiều trên thế giới vì ngoài khả năng công nghệ nêu trên chúng còn đ-ợc thiết kế rất
đẹp trên nhiều loại chất liệu đáp ứng đ-ợc yêu cầu của khách hàng.
Stadthalle - khách sạn áp dụng hệ thống thông minh và thân thiện môi
tr-ờng, là khách sạn đầu tiên trên thế giới tự cung, tự cấp năng lượng, hoàn toàn
không nối với mạng l-ới điện thành phố.

(H.I.14) Stadthalle - khách sạn tự cấp năng
l-ợng đầu tiên của thế giới (nguồn internet)

(H.I.15) Cây cối bao quanh t-ờng và sân
khách sạn Stadthalle (nguồn internet)

Nằm ở thủ đô Vienna của áo, khách sạn có những bức t-ờng đ-ợc bao bọc
bằng cây xanh, một hệ thống làm n-ớc nóng sử dụng năng l-ợng mặt trời và dùng
n-ớc m-a thu gom đ-ợc để t-ới cây. Khách sạn đ-ợc nâng cấp và hoàn thành vào
tháng 11 năm 2009 với mục tiêu tạo ra khách sạn hoàn toàn tự cung, tự cấp năng
l-ợng đầu tiên trên thế giới. Tr-ớc 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 đ-ợc thiết kế và xây dựng sao cho hòa hợp một cách tốt nhất

với khí hậu và môi tr-ờng xung quanh, dễ chịu nhất về nhiệt độ mà không đòi hỏi hoặc đòi hỏi rất ít - năng l-ợng cho điều hòa không khí. Passive house cũng là những
Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc NguyÔn TrÝ HiÕu – KTR06


-------------------------------------------------------------------------------------Trang20tòa nhà sử dụng năng l-ợng 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 sÏ sư dơng mét hƯ thèng b¬m, hót n-íc ngầm trong lòng
đất để làm mát toàn bộ các căn phòng của mình. Các bức tường của nó từ móng cho
đến mái đ-ợc xây đạt tiêu chuẩn passive house, nên nhu cầu điện năng để s-ởi ấm vào
mùa Đông rất thấp, chỉ có 9 kWh/m.
Điện năng này không sử dụng điện l-ới nguồn của thành phố, mà đ-ợc tạo ra
bởi mét hƯ thèng pin mỈt trêi cã tỉng diƯn tÝch 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 n-ớc 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 l-ợng tiêu thụ và giành đ-ợc những giải th-ởng
công nghiệp về hiệu suất năng l-ợng và ít tác động đến môi tr-ờng.
ABB i-bus là hệ thống lắp đặt tòa nhà đ-ợc sử dụng phổ biến nhất tại Singapore.
Nó có nền tảng lắp đặt lớn nhất, từ văn phòng, nhà máy, khách sạn, nhà nghỉ, tr-ờng
đại học, các căn hộ, biệt thự và nhà gỗ một tầng.
Những tòa nhà giành giải th-ởng bao gồm trụ sở Xilinx ở châu á Thái Bình
D-ơng; trụ sở Applied Materials Inc và tòa nhà Th- viện quốc gia Singapore.

(H.I.16) Tòa nhà lắp đặt hệ thống thông minh của
ABB i-bus (nguồn Ashui)

(H.I.17) Tòa nhà Th- viện qc gia
Singapore (ngn Ashui)

Nỉi bËt nhÊt trong sè nh÷ng tÝnh 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 siêu ánh sáng có khả năng làm sáng hay làm mờ độ sáng theo l-ợng ánh
sáng tự nhiên trong tòa nhà.

Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc NguyÔn TrÝ HiÕu – KTR06


-------------------------------------------------------------------------------------Trang21Các giải pháp của ABB đ-ợc thiết kế với khả năng tự hoạt động và hầu nhkhông cần sự can thiệp của con ng-ời. Nhân viên bảo d-ỡng 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 l-ợng.
Tại Trung Quốc, Skidmore, Owings & Merrill đà thiết kế dự án tòa nhà chọc
trời không tiêu hao năng l-ợng 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 l-ợng 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. Ng-ợc 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
(H.I.18) Hệ thống điều khiển thiết bị điện từ xa
hoạt và phong phú.
(nguồn Baodatviet.vn)
So với các hệ thống nhà
thông minh có khả năng thực hiện những công việc phức tạp trong gia đình nh- tự
động bật bếp gas, đun n-ớc tắm, đóng mở hệ thống cửa sổ qua điện thoại di động,
internet, hệ thống điều khiển thiết bị điện từ xa ch-a thực sự nổi bật về công nghệ
nh-ng là một giải pháp tiện nghi nằm trong khả năng chi tiêu của nhiều gia đình Việt
Nam.

Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến tróc – Ngun TrÝ HiÕu – KTR06


-------------------------------------------------------------------------------------Trang22b. Dự án hệ thống nhà thông minh EE2001 (Project EE2001 Smart-home system
}đ-ợc tiến hành 3 tháng tại Singapore của nhóm sinh viên trẻ Việt Nam đ-ợc đánh
giá cao
D-ới sự dẫn dắt và chuẩn bị của Phạm Việt C-ờng và sự phối hợp trong thao tác
của nhóm kỹ s- Thái, Nghĩa, Dũng, đội ngũ lab TAs và examiners lần l-ợt chứng
kiến: Chức năng tự động hóa thông qua việc xử lý tín hiệu từ các bộ cảm biến nhiệt,
ánh sáng, ®é Èm, chun ®éng, råi ®Õn sù -u viƯt cđa chiÕc ®iỊu khiĨn tõ xa cđa kü stÝn hiƯu ®iƯn tử Lê Hoàng Thái và trung tâm giám sát và điều tiết chạy trên PC có tích
hợp tính năng -u việt: giám sát và điều khiển thông qua tin nhắn điện thoại di động

SMS - kết quả của kỹ s- phần mềm Lê Quang Dũng, tất cả đ-ợc thể hiện trên một nền
tảng phần cứng vững chắc, hoạt động trơn tru - công trình dày công của đội ngũ kỹ scơ điện Ngô Tuấn Nghĩa - Phạm Việt C-ờng
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 ng-ời 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 (ng-ời 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 ng-ời 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 m-a thì lập tức đóng vào.
- Hệ thống phơi quần áo tự động: m-a 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 đ-ợc hết.
- Hệ thống điều khiển từ xa: tất cả các thiết bị trong nhà đều đ-ợc điều khiển từ
xa: mở cửa, bật đèn, đóng rèm, phơi quần áo v.v.. đều điều khiển từ xa đ-ợc 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 đ-ợc kiểm
soát trên máy tính). Máy tính cũng có thể mở cửa sổ, đóng rèm, bật đèn nh- 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 đ-ợc nhập password sai 3 lần liên tiếp.

Nghiên cứu ứng dụng và phát triển nhà thông minh ở việt nam
Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành kiến trúc Nguyễn Trí Hiếu KTR06