Giải pháp chắn nắng từ vỏ bao che: Hướng đi cho kiến trúc tiết kiệm năng lượng

Ánh sáng tự nhiên là một phần không thể thiếu trong công trình, không những mang lại sự sống cho ngôi nhà mà còn là thước đo cho sự tinh tế. Trong kiến trúc nhiệt đới, ánh nắng vừa là nguồn năng lượng bất tận, vừa là “bài toán khí hậu” cho các kiến trúc sư, làm thế nào để công trình nhận được ánh sáng tự nhiên, thông thoáng mà không quá nóng. 

Trong bài viết chi tiết này, hãy cùng Đước Việt tìm hiểu kiến thức về ứng dụng lớp vỏ bao che từ vai trò của việc điều hòa vi khí hậu đến các giải pháp chắn nắng và thông gió tự nhiên phổ biến hiện nay.

Hệ lam che nắng do Đước Việt thiết kế tại ANhut House mang lại diện mạo hiện đại và tối ưu hóa ánh sáng tự nhiên cho ngôi nhà.

1. Tại sao phải chắn nắng cho công trình

Nắng mặt trời rất cần thiết nhưng dư thừa bức xạ sẽ ảnh hưởng xấu đến công trình và sức khỏe. Do đó, các giải pháp chắn nắng là cần thiết để lọc sáng tự nhiên vừa phải, giúp bảo vệ không gian sống và tối ưu năng lượng vận hành.

2. Phân tích vi khí hậu của công trình

Để đưa ra giải pháp chắn nắng hiệu quả cần phân tích khu đất, và các yếu tố tự nhiên.

• Biểu đồ biểu kiến mặt trời

Trái đất luôn xoay quanh mặt trời. Tuy nhiên để tính toán hướng nắng, con người sử dụng biểu đồ biểu kiến mặt trời. Biểu đồ mô phỏng chuyển động biểu kiến hằng năm của mặt trời giữa hai chí tuyến mà con người quan sát được. Dựa vào biểu độ này mà kiến trúc sư biết được thời gian nhận nhiều nắng nhất trong ngày của công trình và hướng nắng ảnh hưởng đến ngôi nhà theo mùa, từ đó đưa ra giải pháp chắn nắng.

• Khí hậu

Khí hậu không chỉ là yếu tố bên ngoài mà còn ảnh hưởng đến hình dáng và kết cấu công trình. Một thiết kế tốt là thiết kế tạo được không gian sống thoải mái, phù hợp với khí hậu tại khu vực đó.  

>>>Xem thêm: Sansevieria Cylindrica Variegated - Vẻ Đẹp Tối Giản Mang Hơi Thở Thiên Nhiên

• Hướng nắng

Cần xác định hướng nắng chính của khu đất. Nếu khu đất nhận được lượng bức xạ mạnh và nắng gắt (hướng Tây ở Việt Nam), cần phải có phương án thiết kế để giảm thiểu tác động tiêu cực lên công trình. Đối với hướng nhận được nắng tốt (hướng Nam và Đông Nam ở Việt Nam), mang đến ánh sáng nhẹ, thoải mái cho hoạt động sống, cần mở không gian để tận dụng chiếu sáng tự nhiên vào bên trong.

• Hướng gió

Để tối ưu hóa năng lượng cho ngôi nhà, thông gió cũng là một yếu tố không thể bỏ qua. Hệ thống thông gió tốt không chỉ giúp không gian sống luôn thông thoáng, mà còn tiết kiệm năng lượng vận hành công trình. Xác định hướng gió chính sẽ giúp ngôi nhà thông thoáng nhờ các thiết kế lấy gió thụ động. Ở Việt Nam cần tránh gió Đông Bắc (thời tiết hanh khô và độ ẩm cao), và gió Tây Nam (đặc trưng nóng ẩm).

• Bối cảnh xung quanh

Mật độ xây dựng và chiều cao của các tòa nhà xung quanh sẽ ảnh hưởng đến giải pháp chắn nắng của công trình. Khi xung quanh công trình có nhiều nhà cao tầng, bóng đổ của các tòa nhà sẽ tạo bóng râm, có thể giúp công trình nhận ít ánh sáng từ hướng nắng gắt.

3. Các giải pháp chắn nắng trong thiết kế lớp vỏ bao che

Hình khối công trình

Dựa vào khu đất và các yếu tố tự nhiên sẽ định hình hình khối công trình, sao cho công trình phù hợp với vi khí hậu tại khu vực. Theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9258:2012: CHỐNG NÓNG CHO NHÀ Ở - HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ, “Cần bố trí sao cho phần mặt nhà về hướng Đông – Tây có diện tích bề mặt nhỏ nhất để hạn chế bức xạ mặt trời”. Bố trí không gian có công năng phù hợp, như là nhà kho, nhà vệ sinh,..để tránh ảnh hưởng từ bức xạ nhiệt đến hoạt động sống của con người. Nếu công trình có mặt tiền chính hướng Đông – Tây, nên tạo khoảng lùi như hành lang, ban công, logia hoặc sảnh đón, để giảm lượng bức xạ nhiệt đi vào bên trong trước khi vào khu vực có chức năng chính.

>>>Xem thêm: Smarthome Cho Biệt Thự: Khi Công Nghệ Trở Thành Ngầm Định Hình Sự Sang Trọng

Vỏ bao che hai lớp (Double-skin façade)

Để ngăn chặn và giảm bớt lượng bức xạ tác động vào công trình cần có lớp vỏ bao che. Vỏ bao che hai lớp được sử dụng rộng rãi, vì chúng có khả năng hạn chế tác động từ ánh sáng mặt trời, mà vẫn giúp ngôi nhà thông thoáng.

• Lớp vỏ đầu tiên: Là lớp tiếp xúc trực tiếp với bức xạ mặt trời, cần sử dụng vật liệu có khả năng tán xạ nhiết tốt, không hấp thụ nhiệt, và kết hợp các giải pháp chắn nắng hiệu quả.

• Không gian trống: Là khoảng đệm giữa lớp vỏ thứ nhất và lớp vỏ thứ hai. Có thể là không gian trống, hoặc hồ nước để tạo độ ẩm, hoặc cây xanh để hấp thụ nhiệt, không gian này tạo hiện tượng trễ nhiệt, khiến lượng bức xạ đi vào bên trong chậm lại.

• Lớp vỏ thứ hai: Là lớp vỏ bao che chính của công trình.

Hình minh họa thể hiện khả năng cách nhiệt từ vỏ bao che hai lớp. Nguồn ảnh: Sưu tầm.

Hệ lam che nắng (Sunshades)

Trong các giải pháp kiểm soát bức xạ nhiệt cho công trình, hệ lam chắn nắng luôn là sự lựa chọn ưu tiên hàng đầu. Có hai loại lam được đưa vào sử dụng, gồm: Lam che nắng thụ động và lam che nắng chuyển động (chủ động).

	Lam che nắng thụ động	Lam che nắng chuyển động
Đặc điểm	Không thể chuyển động theo hướng mặt trời di chuyển.  Góc nghiên của lam được cố định, thường có độ nghiêng theo góc chiếu vào giờ cao điểm của mặt trời. Khoảng cách giữa các lam cố định.	Có tính linh hoạt nhờ sử dụng các động cơ cảm ứng hoặc điện tử. Trọng lượng nhẹ để giảm thiểu ma sát và tải trọng lên trục xoay. Tạo nên sự tương tác giữa con người, công trình và môi trường.
Ưu điểm	Giá thành rẻ, dễ thi công. Không cần bảo dưỡng và kiểm tra thường xuyên. Tuổi họ cao vì không cần sử dụng động cơ.	Có tính thẩm mỹ cao. Chắn nắng theo góc chiếu mặt trời, duy trì không gian mát mẻ bên trong. Giảm năng lượng tiêu thụ thiết bị làm mát trong công trình, tiết kiệm chi phí vận hành.
Nhược diểm	Chỉ áp dụng cho các góc chiếu cố định của mặt trời. Các thanh lam cố định tạo ra một hàng rào, cản trở đối lưu không khí.	Chi phí đầu tư cao, cần sử dụng công nghệ tiên tiến. Khó thi công, lắp đặt Cần bảo dưỡng và kiểm tra định kỳ. Dễ bị hư hỏng khi gặp gió lớn.

Hệ thống lam lấy sáng tại khu vực giếng trời của công trình The Root do Đước Việt thiết kế.

Giải pháp từ cảnh quan

• Thực vật

Lớp vỏ bao che sinh học từ thực vật có khả năng cách nhiệt và điều hòa vi khí hậu cho công trình. Nhờ quá trình quang hợp mà thực vật đã hấp thụ phần lớn lượng bức xạ tác động vào ngôi nhà, hạn chế tác động xấu mà bức xạ nhiệt mang lại, giúp duy trì nhiệt độ ổn định bên trong. Ngoài ra, thực vật còn sở hữu cơ chế thoát hơi nước, mang lại không gian mát mẻ và giúp hạ nhiệt độ cho công trình. Có thể trồng xen kẽ các loại cây với chiều cao khác nhau, để tạo mảng xanh dày đặc, giúp chắn nắng từ nhiều góc chiếu của mặt trời.

Khoảng đệm giữa hai lớp vỏ bao che tại Naman Retreat đóng vai trò như một bộ lọc tự nhiên và giúp giảm bức xạ nhiệt. Nguồn ảnh: Sưu tầm.

Tùy vào đặc điểm khí hậu và biểu đồ biểu kiến mặt trời của từng khu vực mà chọn loại thực vật phù hợp. Kiểu vườn truyền thống ở miền Bắc Việt Nam, thường trồng cây chuối và cây cau, “trước trồng cau, sau trồng chuối”. Những ngôi nhà truyền thống thường xoay mặt về hướng Nam để nhận nắng tốt và gió mát, vì thế cây cau với kiểu dáng cao thẳng, tán rộng, giúp che nắng khi mặt trời lên đỉnh mà vẫn thông gió tốt. Phía sau thường quay về hướng Đông Bắc, hướng có gió xấu và nắng gắt, do đó trồng chuối để cản lượng gió xấu vào nhà, nhờ đặc điểm thân cây chuối thấp, bự và tán lá rộng.

• Mặt nước

Yếu tố mặt nước trong thiết kế cảnh quan ngoài tạo tính thẩm mỹ, còn giúp điều hòa vi khí hậu của công trình. Nhờ cơ chế thoát hơi nước kết hợp thông gió, đã mang độ ẩm đi vào bên trong, giúp hạ nhiệt độ và tăng sự mát mẻ cho ngôi nhà.

Yếu tố mặt nước góp phần điều hòa vi khí hậu trong công trình.

Sử dụng màu sắc

Mỗi màu sắc đều có khả năng phản xạ nhiệt khác nhau, sử dụng màu phù hợp với khí hậu góp phần giúp công trình tiết kiệm được năng lượng vận hành. Đối với những nơi có khí hậu nóng, nên sử dụng màu sắc sáng, vì chúng có khả năng phản xạ tốt hơn màu tối.

Sử dụng vật liệu

Vật liệu cách nhiệt tạo ra không gian mát mẻ, mang lại hiệu năng lượng cao. Có thể sử dụng những vật liệu mới có khả năng tán xạ tốt như: gạch không nung, tre, gỗ công nghiệp CLT, gạch đất nung rỗng, bê tông khí chưng áp,…

>>>Xem thêm: Không gian sống ảnh hưởng đến con người ra sao? Bí quyết thiết kế nhà lành mạnh.

4. Những điều lưu ý khi thiết kế

Một giải pháp chắn nắng thông minh giúp tiết kiệm năng lượng, nhưng sai sót nhỏ về góc chiếu hay vật liệu sẽ phản tác dụng. Để phòng ngừa rủi ro này, hãy cùng Đước Việt lưu ý những điều sau trong thiết kế:

• Cần phải phân tích khu đất và chú ý đến vi khí hậu khu vật.

• Lam che nắng không che tầm nhìn, không cản trở lưu thông gió cho công trình.

• Sử dụng cảnh quan trong thiết kế chắn nắng cần chú ý loại cây trồng để phù hợp với loại đất và khí hậu khu vực. Đối với những vùng nhận nhiều bức xạ mặt trời, cần chọn loại cây có khả năng chịu nắng tốt và tán lá rộng để tạo bóng râm. 

• Ứng dụng sơn cách nhiệt trên bề mặt là giải pháp tối ưu để tạo lớp màng bảo vệ và cản nhiệt hiệu quả cho công trình.

>>>Xem thêm: Hệ thống làm mát bằng nước biển nhà hát Opera Sydney: Giải pháp bền vững tiên phong

5. Kết luận

Nhìn chung, việc tối ưu hóa giải pháp chắn nắng từ lớp vỏ bao che là một bài toán chiến lược trong xu hướng kiến trúc xanh hiện đại. Thay vì phụ thuộc vào các thiết bị làm mát nhân tạo tiêu tốn điện năng, việc chủ động tạo lớp vỏ bao che có khả năng chắn nắng hiệu quả cả về công năng, thẩm mỹ lẫn kinh tế.

Nếu bạn muốn sở hữu một ngôi nhà đẹp, tiện nghi và bền vững theo thời gian, thì đừng quên liên hệ Đước Việt qua fanpage hoặc zalo: 0909.846.159 để được tư vấn chi tiết các dịch vụ thiết kế thi công trọn gói cho không gian sống. 

Những dịch vụ Đước Việt Architecture & Construction cung cấp bao gồm:

- Tư vấn, thiết kế kiến trúc công trình:

- Xây dựng trọn gói công trình: nhà phố, biệt thự, văn phòng,...

- Thiết kế - thi công trọn gói Nội Thất: nhà phố, biệt thự, văn phòng...

- Thiết kế ý tưởng thiết kế kiến trúc, lên hồ sơ mặt bằng công năng và triển khai concept các dự án.

CÔNG TY TNHH TƯ VẤN THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG ĐƯỚC VIỆT

🌐Website: Duocviet-ac.com

☎️ Điện thoại tư vấn, khảo sát: 0909.846.159 hoặc 0943.578.019

📮 Email: ctyduocviet@gmail.com

🧰 Địa chỉ: Tầng 2 - Toà nhà The Root, số 29A Cao Thắng, Phường Bàn Cờ, HCM (Quận 3 cũ)