Giải pháp giếng trời trong chung cư cao tầng ở Hà Nội

28 T„P CHŠ KHOA H“C KI¦N TR”C - XŸY D¼NG 29 S¬ 24 - 2016 KHOA H“C & C«NG NGHª Tóm tắt Giếng trời trong chung cư cao tầng đã được sử dụng từ lâu trên thế giới và trong khu vực nhưng chỉ xuất hiện ở Việt Nam trong những năm gần đây, đặc biệt chỉ gặp ở Hà Nội giai đoạn 2010- 2015,như một giải pháp điều hoà vi khí hậu cho các căn hộ chỉ có một mặt thoáng, chiều sâu căn hộ lớn, các lớp phòng phía trong khó tiếp xúc với ánh sáng và không đảm bảo thông gió giúp nâng cao hiệu quả tiết kiệm năng lượng. Tuy nhiên giếng trời trong chung cư cũng còn khá nhiều vấn đề cần phải khắc phục: Vấn đề thất thoát nhiệt vào mùa lạnh; Vấn đề năng lượng mặt trời làm tăng nhiệt độ trong nhà vào mùa nóng; Vấn đề tiếng ồn ảnh hưởng đến những căn hộ; Tạo thành những giếng hút gió bất lợi trong trường hợp hỏa hoạn Abstract Skywells in high-rise apartment buildings have been used for years in the world and in the region, but only appeared in Vietnam in recent years, particularly in Hanoi in the period of 2010-2015, as a microclimate solution for flats which have only one elevation, deep internal space, the deep internal room hardly exposed to natural lighting and air ventilation to enhance effective saving energy. However skywells in apartment buildings also have many problems to be solved: heat lost in winter; heat gain in the summer; noise; disadvantage in the case of fire. Keywords: Skylights, solution, regulate microclimate, improve the efficiency of energy saving, heat loss, increased temperature. Từ khóa: Giếng trời, giải pháp, điều hòa vi khí hậu, nâng cao hiệuq ủa tiết kiệm năng lượng, thất thoát nhiệt, tăng nhiệt độ. ThS.Trần Vân Anh Bộ môn Kiến trúc Nhà ở, Khoa Kiến Trúc ĐT: 0912286606 Email: vananh.ninhan@gmail.com GiÀi ph¾p giäng trñi trong chung cõ cao tßng ò H¿ Nîi ThS. Trßn VÝn Anh 1. Đặt vấn đề Nhìn qua một số dự án chung cư ở Hà nội khoảng 10 năm trở về trước có thể nhận thấy rất ít, nếu không muốn nói là hầu như không thấy nhà chung cư có giếng trời. Giếng trời chỉ xuất hiện nhiều trong giai đoạn 2010- 2015. Qua nghiên cứu một số dự án chung cư tiêu biểu như Royal City, Vinhome Nguyễn Chí Thanh, D’.Palais de Louis - số 6 Nguyễn Văn Huyên thường có bố cục nhà kiểu hành lang giữa, và căn hộ có một mặt thoáng, nên giải pháp giếng trời là cần thiết để tăng cường ánh sáng và thông gió cho căn hộ. Giếng trời như một giải pháp điều hoà vi khí hậu cho nhà chung cư với những đặc điểm như hành lang dài, các căn hộ bám xung quanh với một mặt thoáng,chiều sâu của căn hộ lớn (trên 10m), các lớp phòng phía trong khó tiếp xúc với ánh sáng và không đảm bảo thông gió đồng thời có ít nhất một phòng ngủ tiếp giáp với hành lang chung. Trong phạm vi bài viết đề cập chủ yếu đến giải pháp giếng trời trong nhà chung cư có những đặc điểm trên nhằm giảm thông gió chiếu sáng cưỡng bức nâng cao hiệu quả tiết kiệm năng lượng. 2. Giải pháp giếng trời - cách sử lý không gian căn hộ nhằm nâng cao hiệu quả tiết kiệm năng lượng hỗ trợ tăng cường thông gió trong chung cư 2.1. Giải pháp thông thoáng cho nhà chung cư kiểu hành lang giữa Với những căn hộ có phòng ngủ phải bố trí nằm sát với hành lang công cộng thì giải pháp bố trí lô-gia sâu không có hiệu quả lấy sáng chỉ có thể thông gió việc đưa ra giải pháp giếng trời lấy sáng khu vực hành lang công cộng khu bếp bên trong (Hình 1 - vị trí đánh dấu mầu vàng) không có cửa sổ, chiếu sáng nhân tạo và không được thông gió tự nhiên. Phòng bếp và ăn lấy ánh sáng gián tiếp qua phòng sinh hoạt chung (SHC) nên chủ yếu cũng sử dụng nguồn sáng nhân tạo và thông gió bằng quạt ảnh hưởng đến thoát mùi trong bếp, vì vậy cùng với giải pháp xẻ khe, tạo ban công sâu thì giếng trời như một giải pháp điều hoà vi khí hậu cho điều kiện nhà chung cư với hành lang dài các căn hộ bám xung quanh chỉ một mặt thoáng. 2.2. Tạo khoảng thông tầng, tạo giếng trời - giải pháp xử lý không gian cho những căn hộ có chiều sâu lớn hơn chiều tiếp xúc ánh sáng trực tiếp Những căn hộ có từ 2 đến 3 phòng ngủ có chiều sâu lớn được bố trí từ 2 đến 3 lớp phòng. Phòng khách, phòng ngủ lớn được ưu tiên bố trí tiếp xúc với mặt thoáng, phòng ăn và bếp được thông gió chiếu sáng xuyên phòng (qua phòng khách). Các phòng ngủ còn lại sẽ được hưởng lợi từ những giải pháp xử lý không được làm bằng tre, loại vật liệu xây dựng truyền thống của người Thái, từ dàn khung, cột kèo, mái vòm, đến khung cửa, cầu thang, kệ sách. Các bậc thang uốn lượn điệu nghệ với chất liệu mây, tre... Ngoài ra phần nội thất còn có các loại vật liệu khác cũng là những loại thực vật bản địa như gỗ cây keo đỏ và mây. Với thiết kế cùng kết cấu ấn tượng và độc đáo, công trình được xem là hình mẫu cho kiểu xây dựng hoàn toàn không gây ô nhiễm môi trường. Đó là sự kết hợp giữa kỹ thuật môi trường với những nguyên vật liệu xây dựng không độc hại, đem lại một trải nghiệm hoàn toàn mới cho du khách [Hình 13] Kết luận: Trong nền kinh tế tri thức, nếu coi thông tin là tiền tệ thì thư viện sẽ là ngân hàng, nơi cấp tiền để đầu tư. Hình thức kiến trúc và không gian đọc trong công trình thư viện không đơn giản chỉ phản ánh chức năng hoạt động của ngân hàng dữ liệu và nơi giao dịch các thông tin, mà quan trọng hơn, ý nghĩa sâu xa hơn là nó mang lại giá trị tinh thần, thể hiện trình độ văn hóa-nghệ thuật, khoa học-kỹ thuật, các đặc điểm lịch sử và bản sắc văn hóa của từng vùng miền, dân tộc, quốc gia, là nơi góp phần khơi gợi động lực và cảm hứng học tập nâng cao hiểu biết và tri thức cho quần chúng... Bởi vậy, công tác thiết kế kiến trúc thể loại công trình này ngoài việc cần phải thỏa mãn hàng loạt những yêu cầu phức tạp về công năng như: dây chuyền phục vụ các hình thức đọc (trực tiếp, gián tiếp, theo chuyên đề, đặc biệt...) cho các loại đối tượng độc giả (nhà nghiên cứu, người dân, học sinh sinh viên, thiếu nhi, người khiếm thị...); dây chuyền phục vụ cho mượn, thuê sách, tài liệu; dây chuyền nhập, xử lý sách, hệ thống kho lưu trữ; dây chuyền hoạt động của bộ phận quản lý và phục vụ; v.v... còn đặc biệt cần quan tâm và giải quyết những kỹ năng chuyên môn về hình thức và không gian kiến trúc công trình như: sự độc đáo, sáng tạo mới mẻ trong quá trình hình thành ý tưởng và tạo lập hình khối công trình; sự hòa nhập với cảnh quan môi trường; sự tinh tế trong xử lý vật liệu; sự phong phú, linh hoạt, sáng tạo trong tổ chức không gian nội thất phòng đọc; sự thuận tiện cho độc giả tìm kiếm tài liệu và tiện nghi có không gian riêng tư để nghiên cứu; việc nâng cao chất lượng chiếu sáng tự nhiên và khai thác cảnh quan thiên nhiên cho các phòng đọc; việc ứng dụng những tiến bộ khoa học-kỹ thuật và công nghệ mới; việc vận dụng các tiêu chí của kiến trúc xanh v.v... nhằm góp phần tạo ra những thư viện mới hướng tới tương lai. Hình 12. Thư viện Liyuan, Bắc Kinh, Trung Quốc Hình 13. Thư viện giải trí Koh Kood, Thái Lan 30 T„P CHŠ KHOA H“C KI¦N TR”C - XŸY D¼NG 31 S¬ 24 - 2016 KHOA H“C & C«NG NGHª gian thông tầng và tạo giếng trời. Với giải pháp này thì khả năng thông gió tốt, các phòng ngủ nằm ở lớp phía trong ít phải sử dụng đến điều hòa không khí cũng như thông gió cưỡng bức. 2.3. Tạo đối lưu gió cho sảnh tầng,tăng bề mặt chiếu sáng tự nhiên thông gió trực tiếp cho các lớp phòng nằm phía trong tòa nhà Căn hộ một phòng ngủ một mặt thoáng với phòng ngủ hưởng toàn bộ ánh sáng thông gió trực tiếp sẽ làm những không gian công cộng nằm phía sau như bếp, ăn và phòng khách hoàn toàn tối không có cửa sổ nhất thiết phải dùng đến ánh sáng và thông gió cưỡng bức. Các loại căn hộ có 3 phòng ngủ, những phòng ngủ nằm phía trong không được tiếp xúc với ánh sáng tự nhiên phải thông gió chiếu sáng thông qua hành lang hoặc sảnh tầng tuy nhiên do thông gió yếu nên phải dùng đến thông gió cưỡng bức (dùng điều hòa,quạt ) (Hình 3 - các vị trí đánh dấu mầu đỏ). Giải pháp tạo giếng trời giảm thông gió chiếu sáng cưỡng bức cho những lớp phòng phía trong tăng khả năng thông gió và ánh sáng trực tiếp xuống phòng ngủ giảm thiểu việc sử dụng đến nguồn chiếu sáng nhân tạo và điều hòa không khí. (Hình 3 - các vị trí đánh dấu mầu xanh). Đồng thời cũng tăng đối lưu gió cho sảnh tầng,đảm bảo sảnh tầng luôn có thông gió tự nhiên. 3. Nhược điểm của giếng trời trong chung cư cao tầng Tuy nhiên bên cạnh những ưu điểm thì giếng trời trong chung cư cũng còn khá nhiều vấn đề phải bàn cãi. Giếng trời trong chung cư cao tầng thông xuống những không gian công cộng nên vấn đề tiếng ồn sẽ ảnh hưởng đến những căn hộ có phòng ngủ mở cửa trực tiếp ra giếng trời hay hành lang công cộng,hoặc sảnh tầng. Hình 1. Mặt bằng điển hình chung cư Vinhome - Nguyễn Chí Thanh - Các phòng ngủ lấy thông gió những ban công sâu, không có hiệu quả lấy sáng (các vị trí đánh dấu màu đỏ) - Phòng bếp và ăn lấy ánh sáng gián tiếp qua phòng khách nên chủ yếu cũng sử dụng nguồn sáng nhân tạo và thông gió bằng quạt (các vị trí đánh dấu màu vàng) Hình 2. Mặt bằng điển hình chung cư Tân Hoàng Minh D’.Palais de Louis - số 6 Nguyễn Văn Huyên - Các phòng ngủ lấy thông gió từ khoảng thông tầng (các vị trí đánh dấu màu đỏ) - Các phòng ngủ lấy thông gió, chiếu sáng từ giếng trời (các vị trí đánh dấu màu xanh) Với những nhà cao 20 - 30 tầng trở lên thì giếng trời còn tiềm ẩn nhiều những nguy hiểm bởi tầm nhìn cũng như độ sâu của giếng. Giếng trời trong chung cư có khả năng gây ra gió lùa trên khu vực sảnh tầng (nếu thông gió bằng giếng ở sảnh tầng – hình 1,2) hoặc trong các phòng ngủ (nếu giếng trời giải quyết thông gió cho các phòng ngủ - hình 3), dễ tạo thành ống hút gió nếu trong trường hợp hỏa hoạn. Chúng có thể bị mưa hắt trong thời tiết mưa và tổn thất nhiệt không mong muốn. • Vấn đề thất thoát nhiệt của giếng trời trong nhà chung cư Một giếng trời trong nhà chung cư sẽ mất nhiệt 35% đến 45% trong thời tiết lạnh so với cùng một cửa sổ đặt trên tường của ngôi nhà. Mất nhiệt qua đối lưu không phải là do thông qua các cửa sổ đặt ở mặt bên của một ngôi nhà. Đó là bởi vì hướng đó nhiệt đi qua chủ yếu là theo chiều ngang, không theo chiều dọc. • Vấn đề của năng lượng mặt trời tăng nhiệt Diện tích tiếp xúc với ánh nắng mặt trời mùa hè cao hơn so với các cửa sổ theo chiều dọc, thiết kế giếng trời trong chung cư nhiệt lượng có thể tăng lên bốn lần so với lượng nhiệt một cửa sổ. Trừ khi chúng ta có thể quản lý được nhiệt này thì tòa nhà của chúng ta sẽ mát và thoáng hơn, điều hòa không khí sẽ không phải làm việc thêm giờ. • Khắc phục những nh ược điểm của giếng trời trong chung cư cao tầng Nhưng giếng trời trong các chung cư cao tầng có thể tận hưởng những lợi ích tối đa từ ánh sáng mặt trời cũng như giảm thiểu những hạn chế. Để làm như vậy, chúng ta cần xem xét vị trí của nó. Bằng cách lựa chọn vị trí của giếng trời trong chung cư cao tầng, chúng ta có thể kiểm soát được lượng nhiệt – cũng như ánh sáng – mà nó cung cấp. Ánh sáng bầu trời có thể là một nguồn quan trọng của hệ thống sưởi, hệ thống nước nóng và pin năng lượng mặt trời. Khi được quay về hướng Bắc, một giếng trời sẽ cung cấp tương đối ổn định nguồn ánh sáng. Khi quay về hướng đông – phải đối mặt sẽ cung cấp tối đa ánh sáng và sức nóng mặt trời vào buổi sáng. Khi quay về hướng Tây – phải đối mặt với ánh sáng mặt trời buổi chiều, nó có thể sản xuất số lượng lớn nhiệt không mong muốn vào cuối buổi chiều cũng tạo ra nhiệt nóng trong mùa hè, trừ khi chúng che nó bằng cách nào đó và hướng nam là sự lựa chọn tốt nhất. Giếng trời có thể dùng các thiết bị che di động, chẳng hạn như cửa chớp, mái giếng trời di động thì có thể dễ dàng kiểm soát được những bất lợi của giếng trời trong những điều kiện thời tiết xấu. 4. Giải pháp Thiết kế chung cư cao tầng, ngoài những thủ pháp như xẻ khe, tạo giếng hở, mở những ban công sâu, cửa sổ giúp điều hòa không khí thì giải pháp giếng trời có hiệu quả giúp sảnh tầng và những căn hộ có thêm nhiều khoảng giao tiếp với không gian bên ngoài. Giếng trời là nơi lưu thông, trung chuyển khí cho cả tòa nhà. Do đó để có một giếng trời hiệu quả, nên tìm cách để không khí được lưu thông từ ngoài vào trong và đảm bảo lưu thông không bị cản trở. Khí lưu thông trong tòa nhà là luồng khí tuần hoàn và phải được thay thế liên tục. Có như vậy mới đạt được sự thông thoáng, giảm thiểu thông gió cưỡng bức tiết kiệm năng lượng trong các căn hộ cũng như toàn tòa nhà. Vị trí đặt giếng trời phổ biến là cầu thang, sảnh tầng, điều này hợp lý và hiệu quả trong việc sử dụng diện tích sàn. Các phòng trong các căn hộ tiếp xúc với giếng trời bằng cửa sổ mở trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua hành lang của các căn hộ. Giếng trời sẽ tăng hiệu quả hơn nếu đủ lớn để gió từ các phòng trong căn hộ lưu thông từ trước hoặc sau ra giếng trời và được hút lên trên. Sự chênh lệch áp suất ở miệng giếng trời và phần thân khiến tòa nhà “tự động có gió”. Hình 3. Mặt bằng điển hình chung cư R6 dự án Royal city - Các phòng ngủ và bếp lấy sáng gián tiếp qua hành lang và sảnh tầng (các vị trí đánh dấu mầu đỏ) - Các phòng ngủ lấy sáng,thông gió trực tiếp qua giếng trời (các vị trí đánh dấu mầu xanh) (xem tiếp trang 51)