Thiết kế công trình xanh là xu hướng thiết kế nhằm giảm thiểu năng lượng sử dụng trong suốt vòng đời của công trình, đồng thời mở ra một trang mới trong quá trình sản xuất vật liệu, công nghệ xây dựng, công nghệ sản xuất năng lượng tái tạo… Khi ngành công nghiệp xây dựng, vật liệu, năng lượng, trang thiết bị công trình trong nước chưa phát triển thì phải có những định hướng đúng đắn cho tương lai, thể hiện trách nhiệm của chúng ta với môi trường trong quá trình phát triển và hội nhập của đất nước.
Theo Tổng điều tra dân số và nhà ở năm 2009, Hà Nội có 93% hộ gia đình sống trong các công trình nhà ở liên kế và nhà ở riêng lẻ thấp tầng. Một số tài liệu đề ra chỉ tiêu tiêu thụ điện tại Việt Nam cho nhà ở riêng lẻ là 55kwh/m2/năm, chung cư là 60 kwh/m2/năm. Dự báo nhu cầu sử dụng điện còn tăng lên.
Trong giới hạn của bài viết, xin nêu lên một vài giải pháp đơn giản nhằm cải tạo nhà ở liên kế theo hướng tiết kiệm năng lượng với một công trình thực tế tại Hà Nội để bạn đọc cùng tham khảo.
Hình ảnh minh họa nhà liên kế
Hiện trạng công trình và mức độ sử dụng năng lượng
Địa chỉ: Hà Nội
Diện tích khu đất: 100m2
Diện tích xây dựng: 70m2- 4 tầng.
Hướng chính: hướng Nam.
Kết cấu: Bê tông cốt thép.
Điện năng tiêu thụ: Khoảng >70kwh/m2/năm (Dựa trên hóa đơn thu tiền điện 4 tháng đại diện cho các mùa trong năm)
Thiết bị điện: Sử dụng nhiều bóng đèn compact (36 chiếc 8W, 12 chiếc 36W), 12 đèn dây tóc 60W; Điều hòa: 4 chiếc – 12000BTU; Bình nóng lạnh: 3 chiếc và các thiết bị điện khác.
Gia đình hiện có 4 người, mức sử dụng năng lượng khá lớn so với mức trung bình.
Một vài giải pháp đưa ra nhằm cải thiện hiệu quả năng lượng
1. Tổng thể công trình
Xây dựng trên khu đất theo quy hoạch là khu nhà ở thấp tầng, công trình được đặt theo hướng Nam, Đông Nam, tránh để mặt chính về hướng Tây – Đông Tây. Ngôi nhà lấy ví dụ ở đây đã đạt được tiêu chí này.
Tuy nhiên khi quy hoạch và thiết kế nhà ở nói chung nên lưu ý và định hướng thiết kế:
– Tận dụng tối đa các mặt hướng Nam, Đông Nam của công trình tiếp xúc với ánh sáng ban ngày để tận dụng ánh sáng tự nhiên.
– Che chắn cửa sổ ở những hướng có gió khắc nghiệt vào mùa đông (hướng Đông Bắc).
– Kết hợp với cây trồng, hồ nước…
2. Sử dụng bê tông khí chưng áp AAC
Từ khi bắt đầu xây dựng nên sử dụng bê tông chưng áp AAC (có nhiều trên thị trường). Nếu tường hai bên nhà không trát được thì cần nghiên cứu thêm do điều kiện thời tiết của Hà Nội có lượng mưa và độ ẩm lớn. Quá trình xây dựng bằng bê tông AAC giúp tiết kiệm đến 30% giá thành xây dựng (bao gồm cả hoàn thiện bề mặt).
Ưu điểm của bê tông khí chưng áp so với gạch đất sét nung là:
– Công nghệ sản xuất: Giảm đến 80% năng lượng tiêu tốn trong quá trình sản xuất và giảm ô nhiễm môi trường.
– Tỉ trọng: Bằng 1/5 so với bê tông thường, 1/3 – 1/4 gạch đất sét nung, giảm trọng tải công trình và chi phí móng.
– Dẫn nhiệt: Cách nhiệt tốt hơn, giảm chi phí điện cho máy lạnh đến 60% (Có thể đạt 800kwh/năm).
– Cách âm: Cách âm tốt hơn.Tường dày 20cm khả năng cách âm lên đến 50dB.
– Chống cháy: Tốt gấp 2-3 lần, độ dẫn nhiệt chỉ bằng 1/10 so với gạch đất sét nung, khả năng cách nhiệt tốt gấp 6-10 lần bê tông thường. Giảm trao đổi nhiệt với bên ngoài, tiết kiệm năng lượng.
– Tốc độ xây trong một ngày: Sản phẩm có kích thước lớn và chính xác theo yêu cầu, cưa cắt và vận chuyển dễ dàng, năng suất lao động tăng từ 3-6 lần so với gạch thường.
– Giá hoàn thiện (Bao gồm cả sơn, nhân công, chi phí quản lý, máy thi công và dịch vụ)
– Theo đơn giá của nhà cung cấp, chi phí giảm đến 30% so với gạch thường.
3. Bình đun nước nóng năng lượng mặt trời
TS. Hoàng Dương Hùng, Phó Hiệu trưởng Trường ĐH Bách khoa Đà Nẵng cho biết: Với thời tiết tại Việt Nam, mỗi năm loại máy này có thể sử dụng được khoảng 300 ngày. Ngay cả mùa đông ở miền Bắc ít nắng, nhưng chỉ cần nắng vài giờ thì nước có thể đạt 45-50 độ C.
Một bình đun nước nóng 30 lít thông thường sẽ tiêu thụ khoảng 750-1350kwh điện nếu mỗi ngày bật 1 tiếng và dùng 300ngày/năm.
Công trình trên sử dụng 3 bình đun nước nóng, nếu sử dụng bình nước nóng mặt trời có thể tiết kiệm đến 3750-6750kwh/năm. Như vậy, chỉ từ 1-1,5 năm đã có thể thu hồi lại kinh phí đầu tư.
4. Quản lý tốt hệ thống ĐHKK và lắp đặt hệ thống ĐHKK
a. Sử dụng thiết bị Aircosaver (lắp đặt thêm vào máy điều hòa hiện có)
Aircosaver có khả năng tiết kiệm 10-30% điện năng sử dụng. Thời gian lấy lại kinh phí đầu tư khoảng 3-6 tháng.
b. Chọn máy điều hòa tiết kiệm điện
Hiện nay có 2 dòng máy điều hoà là máy thông thường và máy biến tần.
Máy thông thường làm việc theo chu kỳ đóng ngắt và tiêu thụ điện năng tương đối cao. Tuổi thọ máy khoảng 6-7 năm.
Máy biến tần là loại máy mới, có thể giảm tới 50% năng lượng tiêu thụ so với máy thường. Giá máy cũng đắt hơn khoảng 30%. Tuy giá đầu tư ban đầu cao, nhưng sẽ nhanh chóng được bù lại (khoảng 2-3 năm) nhờ giá vận hành giảm và vòng đời của máy cao khoảng 13 năm.
c. Sử dụng hợp lý – Điều chỉnh nhiệt độ vừa phải
Chỉnh nhiệt độ càng thấp, máy lạnh tiêu thụ điện càng nhiều. Nếu nhiệt trong phòng chênh lệch quá lớn so với bên ngoài thì không có lợi cho sức khỏe. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng nên bật thêm một chiếc quạt trần trong phòng bật điều hòa giúp luân chuyển dòng không khí, nhờ vậy có thể thiết lập nhiệt độ điều hòa tăng lên khoảng 2-30C. Kết quả là có thể tiết kiệm khoảng 25% năng lượng cho việc làm mát (khoảng 400kwh/năm/máy).
Tắt máy điều hoà khi ra khỏi phòng, tắt bằng điều khiển từ xa, sau đó ngắt aptomat. Nếu chỉ tắt bằng điều khiển máy vẫn tiêu thụ khoảng 15W.
5. Sử dụng bóng đèn tiết kiệm điện
Nếu thay thế 12 bóng đèn dây tóc bằng 12 bóng đèn LED thì có thể tiết kiệm điện đến 1080kwh/năm, đồng thời ánh sáng và tuổi thọ của đèn lớn hơn, khả năng thu hồi vốn nhanh.
6. Sử dụng thiết bị tiết kiệm nước
Bồn cầu thông thường trong nhà vệ sinh có thể sử dụng từ 9-11 lít mỗi lần xả. Trên thị trường có các bồn cầu với nút xả kép với mức trung bình 3-4,5 lít và 3-6 lít cho các mức xả. Một tính toán tương đối cho thấy nếu tỷ lệ sử dụng cao của mỗi bồn cầu là 30 lần/ngày sẽ tiết kiệm khoảng 60 lít/ngày tương đương hơn 49m3/năm khi sử dụng thiết bị tiết kiệm.
Lắp thêm nắp vòi (tapware) vào vòi cũ có tốc độ xả nước 15-20lít/phút có thể làm giảm dòng chảy ít nhất là 2 lít/phút.
Cùng nhiều giải pháp tiết kiệm nước khác.
7. Thiết kế che nắng và tăng cường chiếu sáng tự nhiên
Tấm che nắng, ô văng che nắng, louver không chỉ có tác dụng che nắng, giảm bức xạ trực tiếp mà còn có tác dụng phản xạ ánh sáng vào sâu trong phòng, làm giảm độ chói sáng, tăng độ đồng đều ánh sáng.
Thí nghiệm trên mô phỏng việc thêm tấm chắn nắng ở mặt chính nhà, với cửa sổ mở, căn nhà có giếng trời đã giúp khu vực giữa nhà đạt độ rọi khoảng 200lx vào lúc 12h trưa ngày 21/12 đồng thời giảm bức xạ nhiệt trực tiếp qua cửa sổ.
8. Thông gió tự nhiên
Để dễ hiểu có thể chia thông gió tự nhiên thành 3 loại cơ bản
Nên thiết kế công trình nhà ở liên kế có khoảng sân đủ rộng để tăng cường thông gió xuyên phòng, giếng trời ở giữa để lấy sáng và thông gió theo chiều đứng.
9. Sử dụng các thiết bị dán nhãn năng lượng
Người tiêu dùng nên lựa chọn các thiết bị điện (điều hòa, tủ lạnh, máy giặt…) có dán nhãn năng lượng.
Theo ông Carlos Lopes – Cục Năng lượng Thụy Điển, Việt Nam có thể sử dụng nhãn năng lượng của Châu Âu. Hiện nay có một số nhãn năng lượng quốc tế đã thấy ở Việt Nam.
10. Một số giải pháp khác
– Thiết kế cách nhiệt (mặt tiền 2 lớp, kính 2-3 lớp…)
– Sử dụng các vật liệu tái chế, tái sử dụng các vật liệu cũ, gỗ tại nguồn gỗ bền vững, vật liệu dễ tái tạo (tre, nứa…)
– Sử dụng năng lượng tái tạo (pin mặt trời, biogas)…
Hiệu quả năng lượng đạt được
Biểu đồ thể hiện hiệu quả năng lượng khi sử dụng đồng thời các giải pháp cho ngôi nhà. Chưa kể đến năng lượng tiết kiệm do sử dụng thông gió hay chiếu sáng tự nhiên và các giải pháp khác, thì ngôi nhà đã giảm 50% lượng điện tiêu thụ trong năm, đạt 35kwh/m2/năm.
Như vây, hộ gia đình tiết kiệm được khoảng 15 triệu đồng chi trả hóa đơn tiền điện và nước, với giá thành đầu tư không đắt hơn
Hà Nội có khoảng 600.000 hộ gia đình sống tại nhà ở liên kế, nhà ở riêng lẻ. Nếu mỗi hộ gia đình tiết kiệm được 5000-9000kwh/năm thì sẽ tiết kiệm cho điện lưới Quốc gia 3-5,4TWh/năm.
Trên đây chỉ là một vài giải pháp đơn giản cho các hộ gia đình tham khảo.
THS.KTS. Nguyễn Ngọc Tú
Bài viết trong khuôn khổ đề tài: Giải pháp thiết kế nhà ở
theo tiêu chí Kiến trúc xanh tại Hà Nội
Chủ nhiệm đề tài: TS.KTS. Lê Thị Bích Thuận
