Chủ nhiệm đề tài: KS. Lý Văn Vinh                

Thư ký đề tài:

• KTS. Nguyễn Thùy Dung
• TSKH. Bạch Đình Thiên
• Ths. Trịnh Thị Liên
• KS. Đàm Văn Thình
• ThS. KTS. Trần Minh Tùng

MỤC LỤC A. PHẦN MỞ ĐẦU.. 7 1. Tính cấp thiết của đề tài 7 2. Mục đích nghiên cứu. 8 3. Nội dung nghiên cứu. 8 4. Phạm vi nghiên cứu. 10 5. Phương pháp nghiên cứu. 10 B. NỘI DUNG.. 11 CHƯƠNG 1. ĐÁNH GIÁ TỔNG QUAN VỀ KHẢ NĂNG TIẾP CẬN VIỆC SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐỐI VỚI CÁC CÔNG TRÌNH CAO TẦNG Ở VIỆT NAM HIỆN NAY.. 11 1.1. NHỮNG KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA LIÊN QUAN.. 11 1.1.1. Nhà cao tầng. 11 1.1.2. Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả. 11 1.2. NHỮNG ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ XÃ HỘI ẢNH HƯỞNG ĐẾN TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG NHÀ CAO TẦNG Ở VIỆT NAM... 12 1.2.1. Điều kiện khí hậu. 12 1.2.2. Kinh nghiệm kiến trúc truyền thống. 14 1.3. TÌNH HÌNH XÂY DỰNG CÁC CÔNG TRÌNH Ở VIỆT NAM CÓ LIÊN QUAN ĐẾN TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG.. 16 1.3.1. Kiến trúc - quy hoạch. 18 1.3.2. Vật liệu  31 1.3.3. Trang thiết bị kỹ thuật công trình liên quan đến việc sử dụng năng lượng. 36 a. Hệ thống chiếu sáng. 36 b. Hệ thống thang máy. 37 c. Hệ thống thông gió và điều hoà không khí 37 d. Hệ thống cấp nước nóng. 38 e. Hệ thống quản lý tòa nhà - Building Management System (BMS) 39 1.4. MỘT SỐ HOẠT ĐỘNG TIẾP CẬN VẤN ĐỀ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ TẠI VIỆT NAM... 41 1.4.1. Giải thưởng “Tòa nhà hiệu quả năng lượng”. 41 1.4.2. Hội đồng công trình xanh. 44 1.4.3. Công trình điển hình: khách sạn Majestic và các giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả  47 1.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG I 49 CHƯƠNG 2: NHỮNG CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỂ ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CAO TẦNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ.. 52 2.1. CƠ SỞ PHÁP LÝ.. 52 2.1.1. Các cơ sở pháp lý chung. 54 a.  Luật 59 b. Nghị định. 56 c. Quyết định. 56 d. Thông tư. 58 e. Chỉ thị 58 2.1.2. Các cơ sở pháp lý chuyên ngành. 61 2.2. KINH NGHIỆM QUỐC TẾ.. 64 2.2.1. Kinh nghiệm của CHLB Nga. 64 a.  Các tiêu chuẩn thiết kế nhà cao tầng có liên quan đến tiết kiệm năng lượng. 64 b. Thực tế về thiết kế và xây dựng các công trình có mức sử dụng năng lượng thấp tại Nga: 78 c. Bàn luận. 88 2.2.2. Kinh nghiệm của các nước Châu Á.. 89 a. Kinh nghiệm của Hồng Kông. 89 b. Malaysia - Ken Yeang với những công trình tiết kiệm năng lượng. 97 c. Singapore. 103 d. Kinh nghiệm của Đài Loan. 105 2.2.3. Kinh nghiệm của Mỹ. 107 a. Sự lãnh đạo trong thiết kế năng lượng môi trường (LEED - Leadership in Energy & Environmental Design) của Mỹ. 107 b. Một số công trình. 109 2.2.4. Kinh nghiệm của các nước Châu Âu. 110 a. Phương pháp đánh giá của Tổ chức Nghiên cứu Xây dựng Anh (BREEAM) 111 b. Một số giải pháp thiết kế: 113 2.2.5. Phát triển các toà nhà không năng lượng (Zero Energy Building). 123 2.3. CÁC CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỂ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ.. 130 2.3.1. Quy hoạch tổng thể của đô thị , trục phố, điểm dân cư. 130 2.3.2. Cơ sở khoa học của giải pháp kiến trúc. 138 a. Hình thức công trình. 138 b.  Không gian mặt cắt 139 c. Thiết kế kết cấu bao che (tường, mái) nhà cao tầng. 140 d.  Thiết kế tường kính 2 lớp. 142 e.  Thiết kế các cửa sổ của nhà cao tầng. 146 2.3.3. Cơ sở khoa học các giải pháp kỹ thuật 150 a) Sử dụng năng lượng mặt trời 150 b)  Thông gió, điều hòa không khí 156 c)  Chiếu sáng. 161 d) Giải pháp quản lý. 163 2.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2. 167 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THIẾT KẾ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG.. 169 3.1. Quy hoạch tổng thể của đô thị, trục phố, điểm dân cư. 169 a. Quy hoạch thông gió tự nhiên. 169 b. Quy hoạch cây xanh, mặt nước. 172 3.2. Các giải pháp kiến trúc. 173 3.2.1. Hình thức công trình. 173 a. Hình dạng mặt bằng. 173 b. Tổ chức sân trong. 177 c. Bố trí các không gian chức năng. 181 3.2.2. Không gian mặt cắt 182 a. Giải pháp tầng trệt mở. 182 b. Giải pháp “mặt đứng kép”. 182 3.2.3. Vật liệu và kết cấu bao che. 184 a. Hệ thống che chắn nắng chủ động. 184 b. Vật liệu kính. 192 c. Tường thu nhiệt 195 d. Tường kính 2 lớp (double-skin façade) 198 e. Giải pháp cây xanh, mặt nước. 201 3.2.4. Giải pháp tạo cảnh quan theo chiều đứng. 203 3.3. Giải pháp kỹ thuật 205 3.3.1. Giải pháp sử dụng năng lượng mặt trời chủ động và bị động. 205 a. Phương pháp thiết kế chủ động: 205 b. Phương pháp thiết kế thụ động: 207 3.3.2. Giải pháp thông gió tự nhiên. 213 3.3.3. Hệ thống điều hòa không khí, thông gió. 219 a. Hệ thống thông gió có khí. 219 b. Hệ thống điều hoà không khí: 220 3.3.4. Chiếu sáng. 223 a. Sử dụng chiếu sáng tự nhiên. 224 b. Chiếu sáng nhân tạo: 224 3.3.5. Các biện pháp khác. 227 3.4. Giải pháp quản lý. 229 3.4.1. Bảo trì, bảo dưỡng công trình: 228 3.4.2. Hệ thống BMS. 229 3.4.3. Đánh giá, khen thưởng. 233 3.8. Kết luận chương 3. 234 C. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 236 I. KẾT LUẬN. 236 1.1 Kiến trúc, quy hoạch. 236 1.2 Vật liệu    236 II. HỌC TẬP KINH NGHIỆM. 237 III. KIẾN NGHỊ. 238 3.1 Kiến trúc quy hoạch. 238 3.2 Vật liệu    239 3.3 Kỹ thuật, quản lý. 240 Chữ viết tắt, chữ viết tắt từ các chữ cái đầu, ký hiệu. 241 Tài liệu tham khảo: 242

A. PHẦN MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Phát triển bền vững là xu thế tất yếu trong quá trình phát triển của xã hội loài người. Tại Hội nghị thượng đỉnh thế giới năm 1992 ở Rio de Janerio, các nhà hoạt động về kinh tế, xã hội, môi trường cùng với các nhà chính trị đã thống nhất về quan điểm phát triển bền vững, coi đó là trách nhiệm chung của các quốc gia, của toàn nhân loại và đồng thuận thông qua tuyên bố Rio gồm 27 nguyên tắc cơ bản về phát triển bền vững và chương trình nghị sự 21, xác định các hành động cho sự phát triển bền vững của toàn thế giới trong thế kỷ 21.

Đại hội Đảng lần thứ IX đã thông qua mục tiêu chiến lược 10 năm (2001-2010)  mà nội dung tập trung vào những nhân tố phát triển bền vững. Để thực hiện mục tiêu phát triển bền vững như Nghị quyết Đại hội Đảng toàn quốc đã đề ra và thực hiện cam kết quốc tế về phát triển bền vững, Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt “Định hướng Chiến lược Phát triển bền vững ở Việt Nam” (Chương trình nghị sự 21 của Việt Nam).

Trong lĩnh vực kiến trúc, xây dựng, nhà cao tầng đang dần trở nên phổ biến tại các đô thị trên thế giới và đặc biệt là tại đô thị chật hẹp, dân số cao như Việt Nam nhằm tiết kiệm quỹ đất đô thị cho các mục đích công cộng như vui chơi giải trí, công viên cây xanh,... cũng như tập trung, giảm hệ thống hạ tầng, giao thông vận tải, mạng lưới dịch vụ dẫn đến giảm mức tiêu hao năng lượng.

Tuy nhiên, nhà cao tầng là kiểu kiến trúc tập trung tiêu hao nhiều năng lượng và không ngừng sản sinh phế thải và ô nhiễm. Với tốc độ tăng trưởng xây dựng bình quân 15%/năm, số toà nhà cao tầng, trung tâm thương mại, siêu thị mới sẽ tăng thêm rất nhiều và tỷ lệ sử dụng năng lượng trong các toà nhà chiếm từ 35-40% tổng năng lượng tiêu dùng, năng lượng sử dụng trong các toà nhà, công trình cao tầng là rất lớn nhưng tản mát, không hiệu quả và không kiểm soát được. Thêm vào đó, hầu hết công trình cao tầng được thiết kế theo phong cách nước ngoài, không phù hợp với điều kiện khí hậu tự nhiên ở Việt Nam gây lãng phí nghiêm trọng năng lượng sử dụng trong quá trình sử dụng công trình.

Trong lĩnh vực nghiên cứu, đã có khá nhiều bài báo, tham luận khoa học liên quan đến lĩnh vực này nhưng chưa có một công trình nghiên cứu tổng thể đánh giá và đề xuất các giải pháp thiết kế công trình cao tầng sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong sự phù hợp tổng quan với Quy chuẩn, tiêu chuẩn hiện hành.

Chính vì vậy, việc tiến hành nghiên cứu của đề tài là vô cùng cần thiết nhằm tổng hợp các nghiên cứu, đề xuất các giải pháp, chính sách đáp ứng yêu cầu phát triển nhanh chóng của ngành xây dựng cũng như góp phần thiết lập sự cân bằng trong sử dụng năng lượng, phát triển bền vững ở nước ta.

2. Mục đích nghiên cứu

1. Học tập, áp dụng kinh nghiệm của bạn trong xây dựng nhà cao tầng sử dụng năng luợng tiết kiệm và hiệu quả.

2. Hợp tác nghiên cứu các nội dung mang tính quốc gia về xây dựng các giải pháp thiết kế sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong hoạt động xây dựng nhà cao tầng, đáp ứng chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả giai đoạn 2006-2015, chiến lược phát triển năng lượng bền vững của nước ta gắn liền với việc đảm bảo phát triển kinh tế, đảm bảo an ninh năng lượng và bảo vệ môi trường.

3. Hợp tác nghiên cứu biên soạn Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam cho các công trình xây dựng nhà cao tầng sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trên cơ sở các giải pháp xây dựng tìm kiếm được.

4. Củng cố và tăng cường quan hệ hợp tác về khoa học công nghệ trong lĩnh vực thiết kế xây dựng.

3. Nội dung nghiên cứu

Trong nước:

- Thu thập, phân tích, đánh giá các đặc điểm khí hậu, năng lượng tự nhiên trên các vùng lãnh thổ Việt Nam.

- Thu thập, phân tích, đánh giá các biện pháp thiết kế, xây dựng truyền thống thích ứng với điều kiện tự nhiên có khả năng ứng dụng vào nhà cao tầng.

- Nghiên cứu học tập kinh nghiệm của bạn về thiết kế và xây dựng nhà cao tầng sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả.

- Nghiên cứu học tập kinh nghiệm và các kết quả nghiên cứu của bạn về Phương pháp xây dựng Tiêu chuẩn, các giải pháp về nâng cao tuổi thọ của tòa nhà và các giải pháp thiết kế và xây dựng nhà cao tầng sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả.

- Hợp tác cùng nghiên cứu các giải pháp thiết kế:

+ Tổ chức không gian;

+ Hệ thống bao che; vật liệu xây dựng, kết cấu của tòa nhà;

+ Hệ thống kỹ thuật của tòa nhà; các giải pháp kỹ thuật tiết kiệm năng lượng và sử dụng nguồn năng lượng sạch, nhằm sử dụng năng lượng một cách tiết kiệm và hiệu quả.

- Hợp tác cùng nghiên cứu các nội dung để bổ sung vào Tiêu chuẩn thiết kế và xây dựng nhà cao tầng sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả.

- Hợp tác cùng nghiên cứu áp dụng Tiêu chuẩn và các giải pháp thiết kế, xây dựng nhà cao tầng sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả.

Hợp tác nước ngoài:

- Khảo sát, điều tra, trao đổi kinh nghiệm giữa các chuyên gia về phương pháp nghiên cứu và những kết quả thu được từ hai phía.

- Tổ chức các hội thảo khoa học, các lớp đào tạo ngắn hạn nhằm nâng cao trình độ cán bộ và phổ biến các kết quả nghiên cứu đạt được.

Nội dung hợp tác nghiên cứu :

- Điều tra, đánh giá thực trạng thiết kế, xây dựng nhà cao tầng sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả tại Việt Nam.

- Các vấn đề có liên quan (khí hậu, kỹ thuật, kinh tế,…).

- Các giải pháp thiết kế, xây dựng nhà cao tầng sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, bao gồm: không gian công trình, vật liệu xây dựng, giải pháp kỹ thuật,….

- Các giải pháp quản lý tòa nhà sau khi đưa công trình vào sử dụng.

- Dự thảo Tiêu chuẩn thiết kế và xây dựng nhà cao tầng sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả.

4. Phạm vi nghiên cứu

Các công trình cao tầng tại các thành phố lớn của Việt Nam, đặc biệt là Hà Nội.

5. Phương pháp nghiên cứu

Đề tài sẽ sử dụng các phương pháp:

1. Phương pháp phân tích, thống kê, điều tra, sưu tầm tài liệu, đo đạc thực tế nhằm:

- Phân tích tổng quan tình hình thiết kế nhà cao tầng sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trên thế giới.

- Thống kê mức tiêu hao năng lượng tại các nhà cao tầng ở Việt Nam.

Phương pháp này không chỉ đưa ra được các số liệu tổng quan, mà còn đưa ra các biện pháp cụ thể, bản chất của vấn đề thiết kế nhà cao tầng sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả.

2. Phương pháp so sánh, đối chiếu và tổng hợp:

Thiết lập các luận điểm, phương pháp nghiên cứu ứng dụng và lựa chọn giải pháp chuyên môn phù hợp.