BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ XÂY DỰNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
-----------------------------------LÊ THỊ THANH HÀ
KHÓA: 2014- 2016

GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC TÍCH HỢP PIN NĂNG
LƯỢNG MẶT TRỜI VÀO LỚP VỎ CÔNG TRÌNH TRUNG
TÂM THƯƠNG MẠI TẠI BẮC TRUNG BỘ, VIỆT NAM

Chuyên Ngành: Kiến Trúc
Mã Số: 60.58.01.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KIẾN TRÚC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS.KTS.LÊ CHIẾN THẮNG

Hà Nội - 2016


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn tới khoa sau đại học - Trường đại học kiến
trúc Hà Nội đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành xong luận văn của mình.
Tôi cũng xin gửi lời cám ơn chân thành nhất tới TS.KTS. Lê Chiến
Thắng, người đã trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt quá trình làm luận văn,
cùng toàn thể các thầy cô trong tiểu ban hướng dẫn đã đóng góp những ý kiến
quý báu, đưa ra những phương pháp, tìm ra hướng đi, giúp tôi hoàn thành
luận văn này.
Sau cùng, tôi xin cám ơn nhà trường, cơ quan công tác và toàn thể bạn
bè đã giúp đỡ tôi tìm kiếm, thu thập tài liệu trong suốt quá trình thực hiện

Sơ đồ cấu trúc luận văn.....................................................................................5
B. NỘI DUNG............................................................................................... 6
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC TÍCH
HỢP PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀO LỚP VỎ CÔNG TRÌNH
TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI TẠI BẮC TRUNG BỘ, VIỆT NAM ....... 6
1.1.

Các khái niệm liên quan ..................................................................... 6

1.1.1. Tích hợp pin năng lượng mặt trời và lớp vỏ công trình trên thế giới. .... 6
1.1.2. Lớp vỏ bao che công trình: ................................................................... 9
1.2.

Thực trạng sử dụng pin năng lượng mặt trời tích hợp vào lớp vỏ

công trình. ................................................................................................... 11
1.2.1. Thực trạng sử dụng pin năng lượng mặt trời tích hợp vào lớp vỏ công
trình trên thế giới và Việt Nam ..................................................................... 11


1.2.2. Thực trạng sử dụng pin năng lượng mặt trời tích hợp vào lớp vỏ công
trình trung tâm thương mại tại Bắc Trung Bộ, Việt nam. .............................. 13
1.2.3. Thực trạng nghiên cứu giải pháp vỏ bao che công trình. ..................... 17
1.2.4. Thực trạng các chính sách của nhà nước liên quan đến sử dụng pin
năng lượng mặt trời. ..................................................................................... 17
1.3.

Một số công trình kiến trúc ứng dụng pin năng nặng mặt trời trên

thế giới......................................................................................................... 18


2.3.1. Các loại hình pin năng lượng mặt trời phù hợp lắp đặt trong công trình
trung tâm thương mại. .................................................................................. 33
2.3.2. Yếu tố ảnh hưởng đến công suất pin năng lượng mặt trời. .................. 35


2.3.3. Các vấn đề lưu ý trong thiết kế pin năng lượng tích hợp trong công
trình trung tâm thương mại. .......................................................................... 38
2.3.4. Các thế hệ pin năng lượng mặt trời. .................................................... 39
2.4.

Cơ sở lý thuyết. ................................................................................. 43

2.4.1. Cơ sở thẩm mỹ kiến trúc..................................................................... 43
2.4.2. Cảm nhận thị giác. .............................................................................. 44
2.4.3. Mỹ quan đô thị. .................................................................................. 44
2.4.4. Đặc thù về công trình trung tâm thương mại. ...................................... 45
2.5.

Bài học kinh nghiệm trên thế giới.................................................... 45

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC TÍCH
HỢP PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀO LỚP VỎ CÔNG TRÌNH
TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI TẠI BẮC TRUNG BỘ, VIỆT NAM. .... 49
3.1.

Định hướng giải pháp thiết kế kiến trúc tích hợp pin năng lượng

mặt trời vào lớp vỏ công trình trung tâm thương mại tại Bắc Trung Bộ,
Việt Nam. .................................................................................................... 49

3.4.2. Giải pháp thiết kế ............................................................................... 72
C. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................... 81
1.

Kết luận.............................................................................................. 81

2.

Kiến nghị............................................................................................ 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................
PHỤ LỤC........................................................................................................


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
VIẾT TẮT

CỤM TỪ VIẾT TẮT

BIPV

Tòa nhà tích hợp pin năng lượng mặt trời

EVN

Viện năng lượng

QCVN
PV


Bảng 2.4

Bảng so sánh hiệu suất của pin năng lượng mặt trời
theo hướng và góc nghiêng của thiết bị

Bảng 3.1

Đánh giá khả năng tích hợp một số loại pin năng lượng
mặt trời trong công trình

Bảng 3.2

Một số loại pin năng lượng lắp đặt trên tường (vách
dựng) công trình trong điều kiện Bắc Trung Bộ

Bảng 3.3

Một số loại pin năng lượng lắp đặt trên mái công trình
trong điều kiện Bắc Trung Bộ

Bảng 3.4

Tham số chung của pin năng lượng mặt trời 320w

Bảng 3.5

Thông số định mức của pin năng lượng mặt trời 320w

Bảng 3.6



Mặt bằng tầng 1 TTTM Quỳnh Lưu

Hình 1.7

Mặt bằng tầng 2 TTTM Quỳnh Lưu

Hình 1.8

Mặt bằng tầng 3 TTTM Quỳnh Lưu

Hình 1.9

Phối cảnh dự án Vincom Hà Tĩnh

Hình 1.10

Siêu thị Co.op Mark Quảng Trị

Hình 1.11

Siêu thị Co.op Mark Thanh Hóa

Hình 1.12

Dự án Golden Dragon Plaza

Hình 1.13:

Cao ốc văn phòng tích hợp năng lượng mặt trời vào lớp vỏ


Dự kiến màng mỏng trong tương lai bằng công nghệ xanh
truyền thống

Hình 2.7

Hiệu quả nghiên cứu tế bào tốt nhất của NREL


Hình 2.8

IEA competition entry by D.Mizrahi, Switzerland

Hình 2.9

IEA competition entry by C.Elmas, USA

Hình 2.10

Dự án nhà ở có chín căn hộ tại Aalen

Hình 3.1

Một số mô hình lắp đặt pin năng lượng trên tường.

Hình 3.2

Một số mô hình lắp đặt trên mái.

Hình 3.3


Hình 3.11

Tường gạch bê tông

Hình 3.12

Gạch bê tông

Hình 3.13

Kính bảo ôn, cách âm, cách nhiệt

Hình 3.14

Mặt bằng công trình TTTM vào lúc 9 giờ sáng ngày hè

Hình 3.15

Phối cảnh công trình TTTM hướng Nam vào lúc 9 giờ sáng
ngày hè

Hình 3.16

Mặt bằng công trình TTTM vào lúc 10 giờ sáng ngày hè

Hình 3.17

Phối cảnh công trình TTTM hướng Nam vào lúc 10 giờ
sáng ngày hè.


Phối cảnh tích hợp pin năng lượng mặt trời vào mái công
trình trung tâm thương mại.

Hình 3.25

Khung đỡ pin năng lượng mặt trời nâng hạ theo mùa bằng
kim loại

Hình 3.26

Tích hợp pin năng lượng mặt trời vào cửa sổ công trình
trung tâm thương mại.

Hình 3.27

Kính phủ lớp màng mỏng pin năng lượng mặt trời

Hình 3.28

Tích hợp pin năng lượng mặt trời vào toàn diện mặt dứng
hướng Tây công trình trung tâm thương mại


1

A. MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài
“Nếu thế kỷ XIX là thời đại của than, thế kỷ XX là của dầu mỏ, thì thế kỷ
XXI là thời đại của mặt trời.” Tuyên bố trên cho thấy tầm quan trọng của

nghĩa quan trọng về mặt kinh tế, an ninh quốc phòng.
Nhu cầu tích hợp pin năng lượng mặt trời cho kiến trúc Việt Nam nói
chung và kiến trúc Bắc Trung Bộ nói riêng trong tương lai là rất lớn. Bởi vậy,
đề tài nghiên cứu "Giải pháp thiết kế kiến trúc tích hợp pin năng lượng mặt
trời vào lớp vỏ công trình trung tâm thương mại tại Bắc Trung Bộ, Việt Nam"
là thực sự cần thiết và cấp bách, có ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn lớn.
Mục tiêu nghiên cứu:
Khảo sát, đánh giá thực trạng giải pháp thiết kế kiến trúc vỏ công trình
trung tâm thương mại tích hợp pin năng lượng mặt trời tại Bắc Trung Bộ, Việt
Nam.
Đề xuất giải pháp thiết kế kiến trúc vỏ công trình trung tâm thương mại tích
hợp pin năng lượng mặt trời tại Bắc Trung Bộ, Việt Nam.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu: Tích hợp pin năng lượng mặt trời trong thiết kế kiến
trúc lớp vỏ công trình trung tâm thương mại tại vùng đồng bằng Bắc Trung
Bộ, Việt Nam.
Phạm vi nghiên cứu: Vùng đồng bằng Bắc Trung Bộ (bao gồm 6
tỉnh:Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị và Thừa Thiên
Huế.)
Phương pháp nghiên cứu:
Phương pháp khảo sát kiến trúc lớp vỏ công trình trung tâm thương mại
tích hợp pin năng lượng mặt trời tại Bắc Trung Bộ, Việt Nam.


3

Phương pháp thu thập thông tin, tài liệu trong và ngoài nước có liên quan
đến giải pháp thiết kế kiến trúc tích hợp pin năng lượng mặt trời vào lớp vỏ
công trình trung tâm thương mại tại Bắc Trung Bộ, Việt Nam.
Phương pháp đánh giá thực trạng cho giải pháp thiết kế kiến trúc tích hợp

công trình.


4

Cấu trúc luận văn:
Cấu trúc luận văn gồm có 3 phần:
A - Mở đầu:(5 trang)
B - Nội dung:( 83 trang)
Chương 1: Tổng quan giải pháp thiết kế kiến trúc tích hợp pin năng lượng
mặt trời vào lớp vỏ công trình trung tâm thương mại tại Bắc Trung Bộ, Việt
Nam( 19 trang)
Chương 2: Cơ sở khoa học về giải pháp thiết kế kiến trúc tích hợp pin
năng lượng mặt trời vào lớp vỏ công trình trung tâm thương mại tại Bắc
Trung Bộ, Việt Nam(28 trang).
Chương 3: Đề xuất giải pháp thiết kế kiến trúc tích hợp pin năng lượng
mặt trời vào lớp vỏ công trình trung tâm thương mại tại Bắc Trung Bộ, Việt
Nam..( 31 trang)
C - Kết Luận:( 2 trang)
Tài liệu tham khảo.
Phụ lục.


5

Sơ đồ cấu trúc luận văn


THÔNG BÁO
Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui

bào quang nhiệt bên trong nằm trên mái phẳng của công trình. Pin năng lượng
mặt trời chưa được ứng dụng một cách hợp lý trong các công trình cao tầng
có quy mô lớn. Vì vậy, việc sử dụng pin năng lượng như là một thành phần
kiến trúc sẽ là điều mà các KTS phải suy nghĩ, tiếp cận khi thiết kế công trình
trong tương lai.
Bắc Trung Bộ, là khu vực có lợi thế để tích hợp pin năng lượng mặt trời ở
Việt Nam. Do đó với xu hướng tất yếu hiện nay hướng tới các công trình kiến
trúc xanh, pin năng lượng mặt trời sẽ ngày càng được tích hợp nhiều hơn


82

trong các công trình, đặc biệt đối với các dạng công trình trung tâm thương
mại.
Trong khi việc xử lý mặt đứng công trình thích ứng với điều kiện thời tiết
vùng hàn đới cố gắng thu càng nhiều nhiệt càng tốt thì giải pháp chắn nắng
giảm bức xạ nhiệt trực tiếp lên lớp vỏ công trình là điểm mấu chốt trong kiến
trúc vùng nhiệt đới. Chính vì vậy, các giải pháp sử dụng pin năng lượng mặt
trời mang nhiều chức năng rất phù hợp với Việt Nam.
2. Kiến nghị
Giải pháp thiết kế kiến trúc tích hợp pin năng lượng mặt trời là giải pháp
quan trọng và khả thi nhất trong việc tiết kiệm năng lượng sử dụng vào lớp vỏ
công trình trung tâm thương mại. Vì vậy, việc lắp đặt pin năng lượng mặt trời
cần được nhà nước hỗ trợ và có chính sách về tài chính để có thể hạ thấp chi
phí sản xuất pin năng lượng mặt trời.
Thúc đẩy việc nghiên cứu ứng dụng các phần mềm các phần mềm sefaira,
ecotect, vasari và một số phần mềm khác mô phỏng năng lượng mặt trời phù
hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam nhằm hỗ trợ cho việc nghiên cứu thiết kế
kiến trúc tích hợp pin năng lượng mặt trời vào lớp vỏ công trình.
Thúc đẩy việc phổ biến kiến thức, nghiên cứu với các công nghệ pin năng