BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÁC NGUYÊN TẮC KIẾN
TRÚC XANH VÀO THIẾT KẾ NHÀ Ở ĐÔ THỊ TẠI
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Ngành: MÔI TRƯỜNG
Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
LỜI CẢM ƠN
Những năm tháng được học tập và rèn luyện tại trường Đại Học Kỹ Thuật
Công Nghệ TP. HCM là những năm tháng vô cùng quý báu và quan trọng đối với
em. Các Thầy Cô đã luôn tận tâm và nhiệt tình giảng dạy, trang bị cho em những
hành trang kiến thức cơ bản và cần thiết nhất để em có thể tự tin bước vào đời. Đồ
án tốt nghiệp cũng chính là một trong những bước đi cuối để em có thể học hỏi,
củng cố và hoàn thiện hơn vốn kiến thức đó.
Lời đầu tiên, em xin được phép bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc
nhất của mình đến Cô Vũ Hải Yến - người hướng dẫn trực tiếp cho em đồ án tốt
nghiệp này và là người đã nhiệt tình chỉ giảng và hướng dẫn trực tiếp cho em trong
suốt thời gian qua.
Em xin gửi lời cảm ơn Quý Thầy, Cô khoa Môi Trường và Công nghệ Sinh
học đã luôn quan tâm, tận tình hướng dẫn cũng như giúp đỡ em trong suốt thời gian
học tập và thực hiện đồ án tốt nghiệp này.
Cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn động viên giúp đỡ em trong quá trình học
tập.
Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn và kính gửi đến toàn thể Ban lãnh
đạo, Quý Thầy Cô trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ, các cô chú, anh chị lời
chúc sức khỏe và hạnh phúc.
TP.HCM, ngày tháng 03 năm 2013
Sinh viên thực hiện
Văn Chân Lý
i
MỤC LỤC
2.2.4. Môi trường 34
2.3. Cơ sở về kinh tế - xã hội 35
2.3.1. Cơ sở về kinh tế 35
2.3.2. Cơ sở về xã hội 37
2.4. Tổng quan nhà ở kiến trúc xanh tại TP. HCM 39
2.4.1. Tình hình nhà ở kiến trúc xanh tại TP. HCM 39
2.4.2. Những trở ngại trong việc đưa kiến trúc xanh vào đời sống của người dân
Thành Phố 40
2.4.3. Hướng giải quyết 41
2.5. Một số công trình xanh ở TP .HCM 41
2.6. Kết luận chương 2 44
iii
CHƯƠNG 3: MỘT SỐ GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC TIẾT KIỆM NĂNG
LƯỢNG CHO NGÔI NHÀ PHỐ Ở THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH. 46
3.1. Nguyên tắc thiết kế 46
3.1.1. Hình thái và hướng công trình 46
3.1.2. Ô cửa ngôi nhà 47
3.1.3. Bố cục không gian nội thất 49
3.2. Giải pháp kiến trúc hiện đại trong nhà ở sinh thái 50
3.2.1. Thông gió và làm mát 51
3.2.2. Che chắn nắng cho công trình 55
3.2.3. Cấu trúc vỏ bọc công trình 57
3.2.4. Trồng cỏ trên mái nhà 60
3.2.5. Phương thức xây dựng và vật liệu thân thiện với môi trường 62
3.3. Kết luận chương 3 66
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MÔ HÌNH NHÀ Ở KIẾN TRÚC THÂN THIỆN
MÔI TRƯỜNG 67
4.1. Mô hình nhà phố thực tế 67
4.1.1. Công trình thực tế 67
NLMT: Năng lượng mặt trời
BREEAM: Building Research Establishment
GBC: Green Building Challenge
LEED: Leadership in Energy & Environmental Design
VGBC: VietNam Green Building Council
QCXDVN: Quy chuẩn xây dựng Việt Nam
vi
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Khí hậu TP . HCM 33
Bảng 4.1. Bảng tóm tắt dự toán 68
Bảng 4.2. Ưu điểm và hạn chế của công trình 71
Bảng 4.3. Thông số pin năng lượng mặt trời 79
Bảng 4.4. Dự toán tóm tắt công trình xanh 88
Bảng 4.5. So sánh giữ hai vật liệu 88
Hình 3.3. Vùng bảo vệ chống nóng 48
Hình 3.4. Mặt bằng tầng trệt 49
Hình 3.5. Thông gió tự nhiên của nhà phố 51
Hình 3.6. Thời gian cần điều hòa không khí cho nhà ở tại TP . Hồ Chí Minh 53
Hình 3.7. Giếng trời xanh cho nhà phố 53
Hình 3.8. Các dạng điều hòa không khí cho nhà ở tại TP. HCM 55
Hình 3.9. Kết quả điều tra về các kết cấu đặc trưng của các dự án nhà phố mới 58
Hình 3.10. Trồng cỏ trên mái nhà 60
Hình 3.11. Cấu trúc vật liệu trồng cỏ trên mái nhà 60
Hình 3.12. Kết cấu khung của nhà phố 63
Hình 3.13. Ví dụ về gạch tro bay 64
viii
Hình 3.14. Vật liệu bằng tre 65
Hình 3.15. Mặt cắt cửa sổ 66
Hình 4.1. Mô hình nhà ống thực tế 67
Hình 4.2. Mặt bằng tầng 1 trệt 69
Hình 4.3. Mặt bằng tầng 2 69
Hình 4.4. Mặt bằng tầng 3 70
Hình 4.5. Mặt bằng tầng mái 70
Hình 4.6. Mặt cắt công trình 71
Hình 4.7. Gạch Block, gạch bê tông 72
Hình 4.8. Gạch không nung nhẹ 73
Hình 4.9. Khả năng cách nhiệt của gạch AAC 73
Hình 4.10. Khả năng cách âm của gạch AAC 74
Hình 4.11. Tính bền của gạch 74
Hình 4.12. Gạch thân thiện môi trường 74
Hình 4.13. Tấm lợp sinh thái 75
Hình 4.14. Sàn tre Ali 76
Hình 4.15. Góc nhìn lên giếng giếng trời 77
của các tổ chức nhà ở Việt Nam có đến 54% năng lượng là dành cho nhà ở, trong khi
trung bình ở Đông Nam Á là 33%, chính vì thế có thể thấy rõ mức tiêu thụ năng
lượng trong các ngôi nhà là rất lớn. Vì vậy cần có biện pháp để giảm sự tiêu thụ này.
Giải pháp cho vấn đề này chính là việc xây dựng những ngôi nhà xanh. Nhưng thế
nào là ngôi nhà xanh thì lại là điều mà không phải ai cũng có thể nắm được
Nhà ở sinh thái được hiểu là ngôi nhà mà trong suốt vòng đời của nó từ khi xây
dựng, sử dụng cho đến khi loại bỏ đều được tiến hành theo các nguyên tắc sinh thái:
- Cộng sinh với môi trường tự nhiên
- Sử dụng các vật liệu tuần hoàn, tái sinh
- Tạo môi trường bên trong lành mạnh, dễ chịu.
- Hòa nhập với môi trường nhân văn của lịch sử và khu vực
Đồ Án Tốt Nghiệp2
- Ứng dụng các kỹ thuật mới tiết kiệm năng lượng.
Một công trình thân thiện với môi trường là một công trình không gây ô nhiễm hoặc
hao phí quá nhiều tài nguyên của quốc gia, sử dụng các vật liệu gần gũi với tự nhiên
để đem lại không gian sống an toàn và thoải mái cho con người. Thân thiện với môi
trường rất gần với giảm thiểu chi phí xây dựng bởi vì một căn nhà thân thiện với môi
trường có xu hướng giảm thiểu các chi tiết xây dựng cũng như các nguyên vật liệu,
hoặc tìm các nguyên vật liệu gọn nhẹ, dễ kiếm, nên cũng góp phần giảm thiểu chi phí
xây dựng cho ngôi nhà. Đề tài: “Nghiên cứu áp dụng các nguyên tắc kiến trúc
xanh vào thiết kế nhà ở đô thị TP. HCM” được thực hiện nhằm mục đích cải thiện
môi trường đô thị, nhà ở, cũng như định hình một lối sống mới cho người dân.
2. Mục đích đề tài
- Tổng hợp và hệ thống những ứng dụng của kiến trúc xanh trong thiết kế nhà ở
tại TP. HCM
- Đề xuất một số giải pháp để áp dụng thiết kế kiến trúc xanh cho nhà phố tại
Các phương pháp cụ thể được áp dụng là:
- Phương pháp điều tra, khảo sát
- Phương pháp thu thập số liệu.
- Phương pháp đánh giá.
Phương pháp điều tra, khảo sát
Trên cơ sở thu thập thông tin, sưu tầm điều tra gián tiếp hoặc dựa vào các kết quả
điều tra sẵn có trên sách, báo và phương tiện thông đại chúng cùng với việc phân
tích, khảo sát, đánh giá hiện trạng nhà ở sinh thái ở Việt Nam và trên thế giới. Từ đó
lựa chọn đưa ra các giải pháp thích hợp và khả thi cho việc thiết kế mô hình.
Phương pháp thu thập thông tin
Tham khảo, tổng hợp các báo cáo về tài nguyên tái tạo (năng lượng tái tạo), các
dự án cải tạo quy hoạch khu đô thị sinh thái, các ứng dụng của các thiết bị hoạt động
dựa trên nguồn năng lượng này….
Đồ Án Tốt Nghiệp4
Phương pháp thống kê phân tích số liệu
Tổng kết, đánh giá, khẳng định lại những đặc điểm sinh thái – xã hội của nhà ở cổ
truyền Việt Nam, nghiên cứu về hình khối và hướng nhà tiết kiệm năng lượng, xác
định các bước đi trong việc sinh thái hoá thiết kế nhà ở.
Thiết kế mô hình nhà ở sinh thái trên nguyên tắc tiết kiệm năng lượng và tận
dụng các nguồn tài nguyên tái tạo.
7. Ý nghĩa đề tài
- Nghiên cứu lý thuyết, đánh giá tiềm năng của nhà ở sinh thái, đô thị sinh thái.
- Nhà ở kiến trúc xanh kiểu mẫu dựa trên nguyên tắc tiết kiệm năng lượng và
tận dụng các nguồn tài nguyên tái tạo.
- Đề tài nghiên cứu mang tính thiết thực, khả thi có thể áp dụng trên thực tế.
- Ngôi nhà xanh không chỉ là phương pháp để tiết kiệm năng lượng, sử dụng
hệ giữa con người, kiến trúc và thiên nhiên, nó phải vừa vì con người mà sáng tạo ra
một môi trường không gian nhỏ dễ chịu vừa phải bảo vệ môi trường lớn chung
quanh.
Hình 1.1. Công trình kiến trúc xanh Chicago - Mỹ
Đồ Án Tốt Nghiệp6
Kiến trúc xanh không phải là mái nhà tranh trong vườn cây xanh mướt mà kiến
trúc xanh quan tâm đến vấn đề lớn hơn là công trình sẽ được thiết kế ra sao để: tiêu
tốn năng lượng ít nhất; tận dụng được tối đa nguồn năng lượng thiên nhiên; thân
thiện với môi trường.
Không nên nghĩ “xanh” là hoàn toàn không cần dùng đến máy lạnh, mà là cách
nhiệt tốt, che chắn nắng tốt để máy lạnh hoạt động thấp mà hiệu quả cao. Xanh
cũng không phải là không dùng kính (vì kính giúp đưa ánh sáng vào nhà giảm chi
phí chiếu sáng) nhưng phải dùng kính hai lớp, phản quang, cách nhiệt, cách âm,
chống bụi tốt.
Kiến trúc xanh tạo mối quan hệ bền vững giữa con người và môi trường dưới tác
động của việc sử dụng các nguồn lực trong không gian sống cho nhu cầu cuộc
sống. Các nguồn lực cần sử dụng là các loại vật chất con người cần dùng như một
nhu cầu để bảo đảm cuộc sống có chất lượng ngày càng cao hơn, gồm công trình
xây dựng, đất đai, nước, không khí, động - thực vật, vật liệu, năng lượng…
Kiến trúc xanh tạo lập môi trường không gian nhỏ, môi trường vi khí hậu (thể hiện
ở giai đoạn sử dụng) là tạo nên một kiến trúc có nhiệt độ, độ ẩm, không khí trong
lành, có ánh sáng, âm thanh thích hợp với con người, có không gian linh hoạt,
thông thoáng, đa thích dụng và đạt hiệu quả sử lâu dài.
Kiến trúc xanh bảo vệ môi trường lớn chung quanh, môi trường vĩ mô (thể hiện
trong toàn bộ quá trình từ khi xây dựng, sử dụng cho đến khi công trình bị loại bỏ)
- Lựa chọn địa điểm xây dựng, kiểm tra những điều kiện hiện có như: khí hậu,
thổ nhưỡng, nước ngầm, không khí… đặt ra trong điều kiện sinh thái.
- Tận dụng điều kiện khí hậu môi trường và tránh sử dụng những biện pháp
nhân tạo. Tận dụng vật liệu địa phương, tận dụng tài nguyên có thể tái sinh
không ô nhiễm như: năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng địa
nhiệt…
- Tạo khả năng phát triển trong quá trình xây dựng và sử dụng.
Đồ Án Tốt Nghiệp8
- Tiết kiệm giá thành. Sử dụng vật liệu kỹ thuật mới, sáng tạo hình thức kiến
trúc đa dạng, mật độ xây dựng gắn với cảnh quan thiên nhiên. Dựa vào thực
tế trong nước để chọn những giải pháp kỹ thuật phù hợp.
- Không chỉ nghiên cứu bản thân công trình kiến trúc mà còn phải nghiên cứu
môi trường xung quanh, kết hợp một cách hữu cơ thảm thực vật, sông núi và
kiến trúc lại với nhau làm cho kiến trúc trở thành một bộ phận của môi
trường rộng lớn.
Như vậy, mục đích cao nhất của kiến trúc xanh là giảm chất thải đối với môi trường
trong cả quá trình từ thi công, sử dụng đến loại bỏ nhằm bảo vệ tài nguyên thiên
nhiên và không gây ô nhiễm đối với môi trường.
1.1.5. Những lợi ích của kiến trúc xanh
- Lợi ích về xã hội
+ Tạo mĩ quan đô thị với việc tạo ra các điểm nhìn.
+ Cải thiện sức khoẻ thành viên trong gia đình vì làm tăng lượng oxy
trong không khí.
+ Tạo không gian nghỉ ngơi giải trí: khắc phục việc thiếu không gian
xanh trong các đô thị.
thiết kế, vận hành, quản lý và bảo vệ, hướng kiến trúc phát triển trên quỹ đạo tiết
kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường, lành mạnh dễ chịu, coi trọng hiệu quả kinh tế.
Trong hơn 10 năm qua, một số nước phát triển trên thế giới đã kế tiếp nhau đưa ra
các phương pháp đánh giá môi trường kiến trúc khác nhau, trong đó hệ thống đánh
giá kiến trúc xanh mà các nước Anh, Mỹ, Canada thực hiện khá thành công, đáng
được nghiên cứu học hỏi.
1.1.6.1. Phương pháp đánh giá của tổ chức nghiên cứu xây dựng Anh (BREEAM)
Phương pháp đánh giá của BREEAM do tổ chức nghiên cứu xây dựng Anh
(Building Research Establishment - BRE) và một số nhà nghiên cứu tư nhân cùng
đưa ra sớm nhất vào năm 1990, mục đích là để chỉ đạo thực tiễn xây dựng xanh một
cách có hiệu lực và giảm thiểu ảnh hưởng tiêu cực của xây dựng đối với môi trường
khu vực và toàn cầu.
Đồ Án Tốt Nghiệp10
BREEAM 98 là hệ thống đánh giá thiết kế của những người sở hữu, những người
thiết kế và những người sử dụng kiến trúc, lấy bình luận nhận xét kiến trúc trong
suốt tuổi thọ của nó, bao gồm tính năng môi trường của mọi giai đoạn từ chọn địa
điểm, thiết kế, thi công, sử dụng cho đến cuối cùng là dỡ bỏ, thông qua đánh giá
một loạt vấn đề môi trường như ảnh hưởng của kiến trúc đối với môi trường toàn
cầu, khu vực, địa điểm kiến trúc và nội thất, cuối cùng BREEAM cấp cho kiến trúc
chứng thực về môi trường.
Tr ước tiên, BREEAM cho rằng đối với hạng mục kiến trúc ở vào các giai đoạn khác
nhau thì nội dung đánh giá tương ứng cũng khác nhau. Nội dung đánh giá gồm 3
mặt: tính năng kiến trúc, thiết kế xây dựng và vận hành quản lý, trong đó đối với
kiến trúc ở vào giai đoạn thiết kế, giai đoạn mới xây và giai đoạn mới xây xong và
đang tu sửa thì đánh giá 2 mặt tính năng kiến trúc và thiết kế xây dựng, tính toán
đẳng cấp BREEAM và chỉ số tính năng môi trường, đối với kiến trúc hiện có đang
nhau của hạng mục kiến trúc tính ra điểm của BPS + thiết kế và xây dựng hoặc BPS
+ quản lý và vận hành để được tổng điểm đẳng cấp BREEAM. Ngoài ra, từ giá trị
BPS căn cứ bản chuyển hoán chuyển ra chỉ số tính năng môi trường (EPI). Cuối
cùng, tính năng môi trường của kiến trúc thì lấy số điểm lượng hoá trực quan để cho
ra. Căn cứ số điểm, BRE quy định 4 đẳng cấp đánh giá BREEAM là: Đạt, tốt, rất tốt
và xuất sắc.
Từ năm 1990 tiến hành lần đầu tiên đến nay, BREEAM không ngừng hoàn thiện và
mở rộng, tính có thể thao tác nâng cao lên rất nhiều, cơ bản thích ứng yêu cầu của
thị trường, đến năm 2000 đã đánh giá hơn 500 hạng mục kiến trúc, trở thành mẫu
mực cho các nước có lĩnh vực nghiên cứu tương tự: Canada và Australia đã xuất
bản hệ thống BREEAM, Hồng Kông cũng ban hành hệ thống đánh giá tương tự:
HK-BEAM.
1.1.6.2. “Thách thức kiến trúc xanh 2000” (GBC 2000)
Thách thức kiến trúc xanh (Green Building Challenge) là một phương pháp đánh
giá do Bộ tài nguyên thiên nhiên Canada (Natural Resources Canada) khởi xướng
và lãnh đạo, đến tháng 10/2000 có 19 nước tham gia và soạn thảo dùng để đánh giá
tính năng môi trường của kiến trúc. Sự phát triển của GBC trải qua 2 giai đoạn: hai
năm đầu tiên có 14 nước tham gia, tháng 10/1998, hội nghị quốc tế “t hách thức kiến
trúc xanh 98” (Green Building Challenge 98) tổ chức tại Vancouver Canada, hai
năm sau thêm nhiều nước gia nhập, kết quả là GBC 2000 được giới thiệu tại hội
nghị kiến trúc bền vững quốc tế tổ chức tại Maastricht Hà Lan tháng 10/2000. Mục
đích của “thách thức kiến trúc xanh” là phát triển một bộ chỉ tiêu tham số tính năng
Đồ Án Tốt Nghiệp12
thống nhất, thiết lập tiêu chuẩn đánh giá tính năng kiến trúc xanh toàn cầu và hệ
thống chứng thực, làm cho những thông tin tính năng kiến trúc có ích có thể trao đổi
giữa các quốc gia và cuối cùng làm cho các ví dụ có thực về kiến trúc xanh giữa các
Uỷ ban kiến trúc xanh Mỹ (USGBC) năm 1995 đề ra “sự lãnh đạo trong thiết kế
năng lượng và môi trường” (Leadership in Energy & Environmental Design -
LEED), đến tháng 3/2000 thì đổi mới và công bố văn bản 2.0. Đây là một bộ tiêu
chuẩn đánh giá mà uỷ ban kiến trúc xanh Mỹ đề ra để đáp ứng yêu cầu đánh giá
kiến trúc xanh của thị trường xây dựng Mỹ, đề cao môi trường kiến trúc và đặc tính
kinh tế.
“Hệ thống đánh giá sự lãnh đạo trong thiết kế năng lượng và môi trường 2.0”
(LEED 2.0) thông qua 6 mặt để đánh giá hạng mục kiến trúc xanh bao gồm:
1. Thiết kế địa điểm bền vững
2. Sử dụng có hiệu quả tài nguyên nước
3. Năng lượng với môi trường
4. Vật liệu và tài nguyên
5. Chất lượng môi trường trong phòng
6. Thiết kế có tính đổi mới
Ở mỗi mặt, USGBC đều nêu ra yêu cầu đối với tiền đề, mục đích và chỉ đạo kỹ
thuật liên quan. Như đổi mới thiết kế địa điểm bền vững, yêu cầu cơ bản là phải
khống chế các vật thối rữa và các vật lắng đọng của kiến trúc, mục đích là khống
chế ảnh hưởng tiêu cực đối với chất lượng nước và không khí. Trong mỗi một mặt,
bao gồm nhiều mặt nhỏ, điểm tương ứng được đề xuất đối với hạng mục mà theo
yêu cầu các mặt cụ thể phải đạt được. Các điểm cho đều bao hàm 3 nội dung: mục
đích, yêu cầu và chỉ đạo kỹ thuật liên quan. Như mặt sử dụng có hiệu quả tài
nguyên nước có 3 điểm cho là: quy hoạch tiết kiệm nước, kỹ thuật thu hồi nước thải
và dùng nước tiết kiệm. Nếu hạng mục kiến trúc đáp ứng được 2 yêu cầu trong quy
hoạch tiết kiệm nước thì có thể được 2 điểm. Các điểm cộng lại thành ra tổng số
điểm, từ đó đặc tính xanh của kiến trúc có thể dùng phương thức lượng hoá để biểu
đạt ra. Trong đó, chọn địa điểm kiến trúc hợp lý ước chiếm 22% tổng số điểm, sử
dụng có hiệu quả tài nguyên nước chiếm 8%, năng lượng với môi trường 27%, vật
liệu và tài nguyên 27%, chất lượng môi trường trong phòng 23%. Căn cứ điểm được
cuối cùng cao hay thấp, hạng mục kiến trúc có thể chia làm 4 mức từ thấp lên cao: