Vấn đề thông gió tự nhiên trong những bối cảnh khác nhau – Hội Kiến Trúc Sư Việt Nam

16/02/2023 admin

Công nghệ đã và đang ở xung quanh cuộc sống của chúng ta: nhà cửa, đồ nội thất, xe hơi và thậm chí là cả quần áo chúng ta đang mặc. Công nghệ giúp cải thiện chất lượng bên trong công trình với các giải pháp như điều hoà nhiệt độ, độ ẩm, lọc không khí,… nhưng chung quy lại, không gì sánh được với làn gió mát của “mẹ thiên nhiên”.

Vấn đề thông gió tự nhiên trong những bối cảnh khác nhau Có nhiều giải pháp thông gió thụ động phù hợp với các bối cảnh khác nhau
Cũng giống những yếu tố khác trong kiến ​ ​ trúc, không hề vận dụng rập khuôn những giải pháp thông gió cho toàn bộ, toàn cảnh ở Tanzania không giống như ở Thụy Sĩ hay Colombia. Vì những nguyên do khách quan như : khác nhau về hướng gió, nhiệt độ trung bình, nhu yếu sử dụng, điều kiện kèm theo môi trường tự nhiên, … bài viết này sẽ bàn luận về thông gió tự nhiên ở nhiều hình thức và cách những KTS đã sử dụng giải pháp thông gió thụ động này trong những toàn cảnh khác nhau .
Vấn đề thông gió tự nhiên trong những bối cảnh khác nhau

Các yếu tố liên quan đến cân bằng khí hậu

Vậy thông gió là gì và tại sao nó lại quan trọng?

Sự lưu thông gió được tạo nên bởi chênh lệch áp suất không khí. Trong khoảng trống, những thành phần không khí nóng và khô nhẹ hơn nên thường bốc lên cao, những thành phần không khí lạnh thì ẩm và nặng hơn nên thường chìm xuống dưới. Chúng ta chỉ cần mở “ đúng chỗ ” sẽ khiến không khí lạnh đi vào, đẩy khí nóng lên trên và thoát ra ngoài công trình .
Vấn đề thông gió tự nhiên trong những bối cảnh khác nhauTrong kiến ​​trúc, thông gió là việc đưa không khí ngoài trời vào và phân phối nó trong không gian

Trong kiến ​​trúc, thông gió là việc đưa không khí ngoài trời vào và phân phối nó trong không gian; chủ yếu có ở 3 dạng: cơ học, tự nhiên và hỗn hợp. Quản lý sự trao đổi và lưu thông không khí bên trong với ngoài trời là rất quan trọng để đảm bảo yếu tố công năng. Dù được thực hiện bằng phương pháp cơ học hay tự nhiên thì điều kiện là tạo ra các luồng không khí ổn định và không gian lúc nào cũng có không khí tươi. Để có được điều đó, chúng ta phải nghiên cứu bối cảnh, bao gồm vị trí địa lý, vật liệu, hình khối kiến trúc và thói quen sinh hoạt của đối tượng sử dụng.

Vấn đề thông gió tự nhiên trong những bối cảnh khác nhauChỉ cần mở “đúng chỗ” sẽ khiến không khí lạnh đi vào, đẩy khí nóng lên trên và thoát ra ngoài công trình
Ngày nay, mọi người đã có ý thức hơn về yếu tố môi trường tự nhiên, hướng tới sử dụng giải pháp thông gió tự nhiên để giảm tiêu thụ nguồn năng lượng và phát thải carbon. Thậm chí mọi người cố gắng nỗ lực không sử dụng những mạng lưới hệ thống HVAC ( mạng lưới hệ thống điều hòa không khí tự động hóa ) và thay thế sửa chữa bằng gió trời, một nguồn tài nguyên vạn vật thiên nhiên, ngân sách thấp, hoàn toàn có thể tái tạo và đủ năng lực cải tổ chất lượng bên trong công trình. Trong cuốn sách “ Kiến trúc Hiện đại và yếu tố khí hậu : Thiết kế trước khi nghĩ đến điều hòa không khí ” ( Modern Architecture and Climate : Design before Air Conditioning ) của Daniel A. Barber, tác giả đã tò mò ra cách mà những KTS số 1 của thế kỷ 20 phối hợp những yếu tố tự nhiên vào phong cách thiết kế của họ và việc điều tra và nghiên cứu khí hậu của từng vùng miền là thiết yếu cho sự tăng trưởng của kiến ​ ​ trúc văn minh .
Vấn đề thông gió tự nhiên trong những bối cảnh khác nhauKTS ngày nay hướng tới sử dụng giải pháp thông gió tự nhiên để giảm tiêu thụ năng lượng

Các loại hình thông gió tự nhiên

Thông gió một chiều (Single-Sided Ventilation)

Vấn đề thông gió tự nhiên trong những bối cảnh khác nhauPhương pháp thông gió một chiều
Thông gió một chiều là chỉ sử dụng một bên của tòa nhà để lấy gió. Điều này được vận dụng khi chỉ có 1 mặt tiếp xúc với tự nhiên hoặc không hề vận dụng thông gió chéo ( Cross Ventilation ) do những hạn chế về mặt khoảng trống. Đây là hình thức thông gió tạo ra ít lưu thông không khí nhất .

Thông gió chéo (Cross Ventilation)

Thông gió chéo là giải pháp được cho phép lấy gió từ 2 mặt của công trình, giữa những bức tường đối lập hoặc liền kề, được cho phép gió trời lưu thông từ cả hai phía, xuyên qua khoảng trống và thoát ra theo hướng ngược lại. Hệ thống này thường được sử dụng trong những tòa nhà nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, giúp công trình luôn có không khi tươi, làm giảm nhiệt độ bên trong .

Thông gió đứng (Stack Ventilation)

Thông gió đứng là đưa không khí lạnh từ bên ngoài vào công trình ở mức độ thấp, từ từ trở nên ấm hơn khi nó tiếp xúc với những nguồn nhiệt bên trong khoảng trống. Điều này làm cho không khí ấm lên và thoát ra ngoài trải qua giếng trời. Hệ thống thông gió đứng thường hiệu suất cao hơn trong những tòa nhà cao tầng liền kề như nhà lô phố ở Nước Ta, có giếng trời TT, nhưng cũng có ích trong những tòa nhà mà mạng lưới hệ thống thông gió chéo không được vận dụng triệt để. Để mạng lưới hệ thống thông gió này hoạt động giải trí tốt, nhiệt độ trong nhà phải cao hơn bên ngoài, đó là nguyên do tại sao không phải khi nào nó cũng có hiệu suất cao .

Hiệu ứng ống khói (Chimney Effect)

Vấn đề thông gió tự nhiên trong những bối cảnh khác nhauHiệu ứng ống khói
Trong những tòa nhà tăng trưởng theo chiều đứng, hiệu ứng ống khói được sử dụng rất hiệu suất cao. Không khí lạnh đi từ nơi có áp suất thấp về nơi có áp suất cao nên buộc nó phải đi lên trên cao. Các khu vực thông tầng ở TT tòa tháp được cho phép luồng không khí lưu thông khắp khoảng trống bên trong, thoát ra ngoài qua khe thoáng, lỗ thoát khí hoặc ống thoát gió .

Thông gió tự nhiên trong các bối cảnh khác nhau

Các KTS cho biết, trong 1 số ít trường hợp không hề sử dụng những giải pháp thông gió tự động hóa mà thay vào đó phải dựa vào thông gió tự nhiên. Để hoạt động giải trí hiệu suất cao, thông gió tự nhiên phụ thuộc vào vào một số ít yếu tố như : hình khối công trình, quy mô, hướng nhà, khu vực và vật tư được sử dụng. Về kim chỉ nan, không khí được lưu thông qua những khe hở như hành lang cửa số, lỗ đục mặt tiền, cửa ra vào, ống khói nguồn năng lượng mặt trời, phần gạch hoa gió, …

Toà nhà Eastgate / Mick Pearce – Harare, Zimbabwe

Vấn đề thông gió tự nhiên trong những bối cảnh khác nhauToà nhà Eastgate
Tòa nhà văn phòng và TT thương mại Eastgate được phong cách thiết kế bởi KTS Mick Pearce vào năm 1991 ở Harare, Zimbabwe. Công trình sử dụng những giải pháp thông gió tự nhiên và tiết kiệm chi phí nguồn năng lượng, được lấy cảm hứng từ những ụ mối. Các ụ mối được những “ KTS tí hon ” phong cách thiết kế những ống thoát hơi qua đỉnh và hai bên, bản thân ụ mối được phong cách thiết kế để đón gió. Khi gió thổi, không khí nóng từ những buồng chính bên dưới mặt đất được đẩy ra bên ngoài, giúp mối mở hoặc chặn những đường hầm để trấn áp luồng không khí. Nhiệt độ ngoài trời cao ở Harare yên cầu những công trình phải thông gió tốt nhưng chủ góp vốn đầu tư lại muốn tiết kiệm chi phí về khoản mạng lưới hệ thống làm mát tự động hóa. Vì vậy, những KTS đã tạo ra một mạng lưới hệ thống thông gió tự kiểm soát và điều chỉnh để duy trì không thay đổi nhiệt độ của tòa nhà, hay nói cách khác là để công trình “ tự thở ” .

Đại học Obafemi Awolowo / Arieh Sharon và A.A –  Egbor Osun, Nigeria

Vấn đề thông gió tự nhiên trong những bối cảnh khác nhauĐại học Obafemi Awolowo
Ngôi trường này được lấy cảm hứng từ phong thái Bauhaus. Ban đầu KTS Sharon chỉ muốn phong cách thiết kế công trình theo phong thái tân tiến, nhưng khí hậu khắc nghiệt của Nigeria buộc những KTS phải tìm cảm hứng từ kiến ​ ​ trúc địa phương và nghĩ ra những giải pháp thông gió thụ động. KTS Sharon đã đến Mexico để tìm kiếm những hình mẫu, sau đó đã quyết định hành động phong cách thiết kế lớp vỏ của tòa nhà bằng cách tạo ra những lỗ rỗng, lam che nắng ở mặt đứng và phong cách thiết kế giật cấp ( đảo ngược khối kim tự tháp để bóng đổ xuống những tầng thấp hơn ), giúp giảm nhiệt độ và thông gió tốt hơn ; đồng thời giải phóng tầng trệt bằng những hệ cột để tạo ra khoảng trống sảnh mở. Nhờ phong cách thiết kế kim tự tháp ngược giúp công trình tránh bị hắt mưa và ánh nắng nóng bức, giúp hạn chế việc sử dụng cánh cửa .

Ngôi nhà Lee / Eduardo Glycerio + Studio MK27, Marcio Kogan – Porto Feliz, Brazil

Vấn đề thông gió tự nhiên trong những bối cảnh khác nhauNgôi nhà Lee

Ngôi nhà Lee được tổ chức với các không gian hướng ra khu vườn, có 1 một không gian đệm để nhiệt độ được giảm đáng kể trước khi đi vào công trình. Để thích ứng với khí hậu ở Bang São Paulo, nơi có nhiệt độ cao hầu như quanh năm thì kiến ​​trúc bản địa, cùng với chủ nghĩa hiện đại của Brazil đã được áp dụng. Phòng khách có hệ thống thông gió chéo. Các phòng khác được bảo vệ bằng các tấm gỗ muxarabi (hoặc musharrabiya), đặt trên cửa trượt có tác dụng làm giảm cường độ ánh sáng mặt trời, nhưng vẫn có thể thông gió tốt.

Trụ sở Công ty Phát triển Đô thị ở Medellin – Colombia

Vấn đề thông gió tự nhiên trong những bối cảnh khác nhauTrụ sở Công ty Phát triển Đô thị
Dự án hướng tới trở thành tiêu chuẩn cho những công trình vững chắc ở Medellin, “ một công trình tự thở ”. Lớp vỏ ngoài gồm có những mảng tường rỗng được đúc sẵn và có khoảng chừng giếng trời bên trong để đẩy không khí nóng ra ngoài, giúp công trình luôn có không khí tươi. Việc vận dụng khái niệm trấn áp khối lượng nhiệt và nhiệt động lực học, gồm những tầng rỗng ở giữa và luân chuyển giữa những luồng không khí trong công trình, tạo ra môi trường tự nhiên thao tác tự do .

Stepping Park House / VTN Architects – Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam

Vấn đề thông gió tự nhiên trong những bối cảnh khác nhauStepping Park House
Ngoài việc hưởng lợi do có những khu vui chơi giải trí công viên liền kề thì những KTS cũng nỗ lực đưa cây xanh vào bên trong. Một khoảng chừng giếng trời lớn được tạo ra xuyên suốt 3 tầng và được đặt lệch nhau, kết hợp đồng thời lưu thông không khí và yếu tố cây xanh, giúp khoảng trống tràn ngập ánh sáng và gió. Từ đó, việc sử dụng máy điều hòa không khí cũng được giảm thiểu .

Trường mẫu giáo Farming Kindergarten / VTN ArchitectsBiên Hòa, Việt Nam

Vấn đề thông gió tự nhiên trong những bối cảnh khác nhauTrường mẫu giáo Farming Kindergarten
Đô thị hóa nhanh gọn đang làm mất đi những mảnh xanh và sân chơi cho trẻ nhỏ Nước Ta. Farming Kindergarten cũng phải đối lập với những yếu tố này. Giải pháp ở đây là biến mái nhà thành những vườn rau, vừa giảm nhiệt độ vừa phân phối thực phẩm và là khoảng trống đi dạo cho trẻ. Không gian lớp học được vận dụng thông gió chéo. Kết quả là việc sử dụng điều hòa nhiệt độ được giảm thiểu dù cho ở giữa đô thị đông đúc .

Nhà hàng Vedana / VTN Architects – Việt Nam

Vấn đề thông gió tự nhiên trong những bối cảnh khác nhauNhà hàng Vedana
Nằm ở khu vực Vườn quốc gia Cúc Phương, nhà hàng quán ăn Vedana là một phần của Resort Vedana. Với diện tích quy hoạnh mái lên đến 1050 mét vuông, gồm 3 cao độ. Nhà hàng có vị trí đắc địa bên cạnh một hồ nước tự tạo có công dụng điều hòa nhiệt độ và tích trữ nước mưa ship hàng tưới tiêu. Việc tận dụng hồ là điều thiết yếu, đặc biệt quan trọng là vào mùa hè ở miền Bắc Nước Ta .

Stacked House / Studio LotusNew Delhi, India

Vấn đề thông gió tự nhiên trong những bối cảnh khác nhauStacked House
Ánh sáng tự nhiên, mạng lưới hệ thống thông gió, tính liên kết và sự riêng tư là giải pháp cho ngôi nhà nằm trong một khu vực đông đúc của thành phố Panchsheel Enclave ở New Delhi. Tất cả những phòng đều được thông gió suốt cả ngày mặc kệ những điều kiện kèm theo hạn chế. Để tương hỗ việc lấy sáng và thông gió, mạng lưới hệ thống cầu thang được đặt dọc theo mặt tiền phía Nam, nơi có nhiều bất lợi nhất. Cùng với đó, để tận dụng những mặt thuận tiện cho những khoảng trống sống, một sân nhỏ tràn ngập ánh sáng đã được tạo ra ở phía Đông Nam của công trình .

Jalal-abad Villa / Hajm.e.SabzJalal Abad, Iran

Vấn đề thông gió tự nhiên trong những bối cảnh khác nhauJalal-abad Villa
Tòa nhà này nằm ở nông thôn Isfahan, công trình được tăng trưởng từ những kỹ thuật kiến thiết xây dựng địa phương, sử dụng mạng lưới hệ thống làm mát thụ động. Có khoảng chừng hiên lớn phía trước công trình, cùng với mặt nước giúp giảm nhiệt độ, tạo bóng mát và tránh ánh nắng nóng bức. Công trình sử dụng Tháp gió ( Windcatcher ) – 1 giải pháp thông gió truyền kiếp và hiệu suất cao của người dân Iran, phần tháp sẽ đón gió và đưa xuống những khoảng trống bên dưới. Gạch truyền thống lịch sử được sử dụng như một lớp cách nhiệt .

Trường công nghệ Laayoune / Saad El Kabbaj + Driss Kettani + Mohamed Amine SianaSafi, Morocco

Vấn đề thông gió tự nhiên trong những bối cảnh khác nhauTrường công nghệ Laayoune
Các tòa nhà được phong cách thiết kế phân tán, được cho phép việc thông gió và lấy sáng được tối ưu, liên kết với nhau trải qua hiên chạy dọc bên ngoài, khu vườn ở TT gợi lên vạn vật thiên nhiên đặc trưng của nơi đây, sử dụng những giải pháp khác nhau như : hệ lam che nắng ( brise-soleil ), khoảng trống đệm, lối đi có mái che, … Các vật tư được tối giản hóa nhằm mục đích nhấn mạnh vấn đề tính trừu tượng và xuyên thấu của toàn diện và tổng thể công trình, đồng thời phân phối tính vững chắc và dễ bảo dưỡng .

Tòa tháp Northern Link / Rundquist ArkitekterStockholm, Thụy Điển

Vấn đề thông gió tự nhiên trong những bối cảnh khác nhauTòa tháp Northern Link
Chức năng của những tòa tháp là giúp thông gió cho đường hầm giao thông vận tải của Northern Link và giảm mức phát thải tại những lối vào của đường hầm. Công trình cao 20 m, hình dạng và cấu trúc bên trong giúp tối ưu hóa lưu thông không khí ; khoảng trống lớn hơn ở khúc quanh tháp và trên đỉnh làm giảm sức cản không khí khi thoát ra. Mỗi đường hầm sẽ liên kết với 1 tháp tương ứng. Phần quạt được phong cách thiết kế để tương hỗ lưu thông không khí được tốt hơn. Các tòa tháp đã được tối ưu hóa công suất và hài hòa về hình thức kiến ​ ​ trúc .
Vấn đề thông gió tự nhiên trong những bối cảnh khác nhauTháp thông gió

Biên dịch | Hoàng Anh (Nguồn: Archdaily)

XEM THÊM:

Alternate Text Gọi ngay