NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG NĂNG LƯỢNG TRÊN NỀN TẢNG REVIT
1. Lý do chọn đề tài và tính cấp thiết của đề tài
1.1. Lý do chọn đề tài
Tòa nhà văn phòng là loại công trình đã xây dựng nhiều ở các đô thị Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh, gần đây tại Thành phố Đà Nẵng thể loại công trình cũng đã bắt đầu tăng lên cùng với sự phát triển kinh tế-xã hội.
Tòa nhà văn phòng thường sử dụng nhiều kính ở vị trí tường bao che và điều hòa không khí, thông gió nhân tạo nên khá tốn chi phí điện năng. Do đó, việc giảm thiểu chi phí điện năng trong quá trình vận hành khai thác là vấn đề cấp thiết đang đặt ra.
Thông thường, các giải pháp thiết kế thụ động được các kiến trúc sư chọn là giải pháp đầu tiên trước khi chọn các giải pháp thiết kế chủ động, tuy nhiên hầu như ít có công trình có cơ sở thuyết phục với các giải pháp thiết kế như dùng kính cản bức xạ mặt trời, lam che nắng, lam thông gió…do đó hiệu quả không cao, thậm chí không có hiệu quả do chỉ sử dụng vật liệu như một tiêu chí đảm bảo thẩm mỹ kiến trúc hơn là hiệu quả về năng lượng.
Vấn đề đặt ra là làm sao với các giải pháp thụ động mà các kiến trúc đề xuất có thể biết được, chứng minh được khả năng thông gió tự nhiên, tiết kiệm năng lượng, các tác động môi trường của phương án thiết kế. Vấn đề này trên thế giới đã giải quyết và áp dụng rộng rãi từ lâu với việc sử dụng phần mềm mô phỏng hiệu năng công trình. Vai trò của các phần mềm mô phỏng này là rất quan trọng nếu không nói là không thể không sử dụng một khi muốn thiết kế một công trình bảo đảm tiết kiệm năng lượng.
Ngày nay, phần mềm Autodesk® Revit® đã được nhà sản xuất tích hợp các công cụ để mô phỏng hiệu năng công trình, rất cần được khai thác sử dụng để nghiên cứu các giải pháp thiết kế kiến trúc.
Autodesk® Revit® đang bắt đầu được quan tâm sử dụng ở Việt Nam những năm gần đây. Nếu khai thác tốt việc mô phỏng hiệu năng công trình các KTS có thể tìm kiếm các giải pháp và kiểm chứng ngay khi công trình ở các mức độ chi tiết từ đơn giản cho đến phức tạp nhất mà không phải sử dụng một phần mềm khác, hoặc xuất mô hình công trình qua một phần mềm trung gian để mô phỏng, tính toán, đồng thời việc thiết kế công trình hướng tới mục tiêu tiết kiệm năng lượng sẽ trở nên phổ biến rộng rãi hơn.
1.2. Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay, việc mô phỏng năng lượng cho công trình đối với KTS là hết sức cần thiết. Công cụ và phần mềm mô phỏng năng lượng sử dụng cho việc mô phỏng phải thích hợp không những dễ dàng cho việc sử dụng mà còn phải nhanh, có độ chính xác cao và tiết kiệm chi phí, thời gian.
Chính vì vậy, việc sử dụng phần mềm Autodesk® Revit® dễ cho việc mô phỏng ngay từ giai đoạn thiết kế sơ bộ đến giai đoạn thiết kế chi tiết giúp kiểm soát năng lượng một cách tốt nhất.
Với những vấn đề đặt ra như trên, việc “Nghiên cứu giải pháp thiết kế kiến trúc tiết kiệm năng lượng bằng phương pháp mô phỏng năng lượng trên nền tảng Revit” là cần thiết, giúp cho các kiến trúc sư trong việc sử dụng phần mềm Autodesk® Revit® mà họ chỉ mới sử dụng để vẽ hồ sơ thiết kế.
2. Mục đích và mục tiêu nghiên cứu
2.1. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu giải pháp thiết kế kiến trúc giúp tiết kiệm năng lượng đối với loại công trình tòa nhà văn phòng. Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể ứng dụng vào thực tế thiết kế các công trình tòa nhà văn phòng hiện nay tại Thành phố Đà Nẵng và các Thành phố khác.
2.2. Mục đích nghiên cứu
Đề tài có 3 mục tiêu cơ bản cần đạt được như sau:
- Nghiên cứu xây dựng quy trình thực hiện mô phỏng năng lượng từ mô hình kiến trúc trên Autodesk® Revit® dành cho KTS;
- Ứng dụng mô hình năng lượng ở trên để phân tích các giải pháp thiết kế tiết kiệm năng lượng cho tòa nhà văn phòng ở Thành phố Đà Nẵng;
- Đánh giá tiềm năng tiết kiệm năng lượng công trình tòa nhà văn phòng thông qua giải pháp thiết kế kiến trúc.
3. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là giải pháp thiết kế kiến trúc đối với tòa nhà văn phòng, một thể loại công trình thường có chi phí sử dụng năng lượng đáng kể, đang xây dựng ngày càng nhiều ở các đô thị lớn, trong đó có Thành phố Đà Nẵng.
Mẫu khảo sát: Các công trình tòa nhà văn phòng tại Thành phố Đà Nẵng.
4. Giới hạn đề tài
Không gian: Phạm vi nội thị Thành phố Đà Nẵng, nơi có nhiều tòa nhà văn phòng đã được xây dựng (các công trình từ năm 2003 đến nay).
Nội dung: Chỉ nghiên cứu giải pháp thiết kế kiến trúc thụ động đối với vỏ công trình (còn gọi là kết cấu bao che công trình), bao gồm tường không trong suốt hoặc trong suốt, cửa sổ, cửa đi, mái, cửa mái…tạo thành các không gian khép kín bên trong công trình. Các giải pháp khác liên quan đến trang thiết bị tiêu thụ điện không thuộc phạm vi nghiên cứu này.
5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
5.1. Cách tiếp cận
- Tiếp cận từ lý thuyết: Từ các quy chuẩn, tiêu chuẩn, lý luận về sử dụng năng lượng hiệu quả, thông qua việc mô phỏng như thực tế để kiểm chứng, tìm kiếm giải pháp thiết kế tiết kiệm năng lượng;
- Tiếp cận từ thực tiễn: Từ các công trình tòa nhà văn phòng đã được xây dựng, sau khi đánh giá có thể rút ra được các giải pháp thiết kế hữu ích, các kiến nghị cho các công trình tương tự trong tương lai;
- Tiếp cận phân tích: Phân tích công trình nhằm phân chia các bộ phận liên quan đến việc sử dụng năng lượng của vỏ công trình;
- Tiếp cận định tính và định lượng: Tiếp cận định lượng cho phép nhận thức được chất định tính của các công trình về tính hiệu quả trong việc sử dụng năng lượng (tiết kiệm, hợp lý, tốn kém).
5.2. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Nghiên cứu thu thập tài liệu về cơ sở lý thuyết, các vấn đề liên quan đến mô phỏng năng lượng; thu thập số liệu các công trình tòa nhà văn phòng hiện hữu để tiến hành mô phỏng trên nền tảng Revit.
Phương pháp phân tích: Phân tích các dữ liệu khí hậu tự nhiên, dữ liệu vỏ công trình để đưa vào phần mềm mô phỏng, phân tích các giải pháp thiết kế.
Phương pháp mô phỏng: Phương pháp được sử dụng chính và quan trọng của luận văn, mô phỏng trên nền tảng Revit để từ đó rút ra các giải pháp thiết kế tiết kiệm năng lượng.
Phương pháp so sánh: Được sử dụng để so sánh kết quả xuất ra từ việc mô phỏng để đánh giá và đề xuất giải pháp về việc tiết kiệm năng lượng.
TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THIẾT KẾ DỰA TRÊN VIỆC MÔ PHỎNG NĂNG LƯỢNG CÔNG TRÌNH
. Tình hình trên thế giới
BDSP Partnership đã mô phỏng hiệu năng công trình nhà thi đấu xe đạp Velodrome (London) 6000. Hiệp hội mô phỏng hiệu năng công trình quốc tế IBPSA tại San Francisco, California, Mỹ dành cho các nhà nghiên cứu, phát triển và các chuyên gia về mô phỏng hiệu năng công trình.
. Tình hình tại Việt Nam
Tháng 4 năm 2016, Hội đồng Công trình Xanh Việt Nam (VGBC) đã tổ chức Hội thảo “Ứng dụng mô phỏng năng lượng trong thiết kế Công trình Xanh” tại Thành phố Hồ Chí Minh.
. Tổng quan về các phương pháp mô phỏng năng lượng công trình
- Dùng mô hình hồi quy để thấy được mối quan hệ giữa các tham số đầu vào của công trình công trình và năng lượng tiêu hao.
- Phương pháp mô hình hóa và mô phỏng công trình tham chiếu
. Các cơ sở khoa học của việc nghiên cứu giải pháp thiết kế dựa trên việc mô phỏng năng lượng công trình
. Cơ sở pháp lý
. Cơ sở kinh tế xã hội
. Cơ sở về khí hậu, tự nhiên
. Cơ sở lý thuyết
. Cơ sở công nghệ phần mềm
Phương pháp nghiên cứu và cách thức giải quyết vấn đề
. Phương pháp nghiên cứu
. Cách tiếp cận
Cách tiếp cận chính được xác định là nghiên cứu điển hình, bằng cách chọn mẫu công trình điển hình để khảo sát và nghiên cứu; từ đó, rút ra các kết quả nghiên cứu [1].
Bằng cách mô hình hóa trên máy tính các mô hình công trình, đề tài có thể nghiên cứu mở rộng nhiều dạng công trình có mặt bằng và hình khối khác nhau, từ đó có thể nhân rộng kết quả và đưa ra những kết quả có tính khái quát cao hơn [2].
. Phương pháp nghiên cứu
Hai phương pháp khoa học có tính định lượng cao và có độ tin cậy tốt được áp dụng trong nghiên cứu đề tài này là:
Phương pháp mô hình hóa
Phương pháp tối ưu hóa
. Xây dựng quy trình tối ưu hóa năng lượng mô phỏng dựa trên phần mềm Autodesk® Revit®
Quy trình mô phỏng năng lượng từ mô hình kiến trúc trên phần mềm Autodesk® Revit® được thực hiện qua bảy bước cơ bản như sau:
Bước 1: Tạo mô hình công trình trên phần mềm Autodesk® Revit®
Bước 2: Thiết lập tọa độ vị trí của công trình
Bước 3: Cài đặt và tạo mô hình năng lượng
Bước 4: Chạy mô phỏng năng lượng
Bước 5: Tối ưu hóa năng lượng cho công trình
Bước 6: So sánh kết quả và lựa chọn phương án tối ưu.
Bước 7: Thay đổi thiết kế và lặp lại tiến trình tối ưu hóa năng lượng
. Chi tiết quy trình khảo sát và mô hình hóa văn phòng điển hình
. Xác định đối tượng khảo sát
Tác giả đã khảo sát phần lớn các mẫu tòa nhà văn phòng hiện có trên địa bàn Thành phố Đà Nẵng để chọn ra các mẫu hình khối tòa nhà văn phòng cho Thành phố. Việc khảo sát được tiến hành qua ba bước như sau:
Bước 1: Khảo sát vị trí và xây dựng lại khối dáng chính của công trình
Bước 2: Khảo sát thực địa và thống kê
Khảo sát thực địa toàn bộ 30 toà nhà văn phòng này và ghi nhận các kiểu tòa nhà (chủ yếu là mặt bằng và mặt đứng kiến trúc) nhằm mục đích phân loại chúng. Kết quả phân loại như sau:
* Loại tòa nhà văn phòng điển hình (được xây dựng lại khối dáng chính của tòa nhà):
– Kiểu A: Mặt bằng dạng hình chữ nhật và dạng khối hộp chữ nhật;
– Kiểu B: Mặt bằng dạng hình tròn và dạng khối trụ tròn;
– Kiểu C: Mặt bằng dạng hình elip và dạng khối trụ elip;
– Kiểu D: Mặt bằng dạng hỗn hợp và dạng khối hỗn hợp.
Bước 3: Xác định đối tượng khảo sát cụ thể
Mô hình khảo sát là các dạng tòa nhà văn phòng có khối dáng điển hình được chọn từ các tòa nhà văn phòng phân bố trên địa bàn nội thành Thành phố Đà Nẵng (là toàn bộ những các tòa nhà văn phòng mà tác giả có thể tìm thấy). Theo điều tra, căn cứ vào hình thức kiến trúc của các tòa nhà văn phòng trên tổng số 30 tòa nhà do tác giả tìm được và khảo sát nhà trên địa bàn thành phố được phân loại thành các loại sau đây:
– Loại A: 18 toàn nhà – chiếm 60% (trên tổng số 30 tòa nhà văn phòng);
– Loại B: 02 toàn nhà – chiếm 6,7% (trên tổng số 30 tòa nhà văn phòng);
– Loại C: 01 toàn nhà – chiếm 3,3% (trên tổng số 30 tòa nhà văn phòng);
– Loại D: 09 toàn nhà – chiếm 30% (trên tổng số 30 tòa nhà văn phòng).
Với sự phân bố các toà nhà văn phòng như trên, nghiên cứu này tập trung khảo sát với 04 loại tòa nhà khác nhau với các dạng mặt bằng và hình khối điển hình trên Thành phố Đà Nẵng (Bảng 2 7). Các toà nhà văn phòng sẽ được mô hình hóa dạng khối hình học với tổng diện tích sàn xây dựng (trên 2500 m2 trở lên) và chiều cao tầng được giả định bằng nhau trên phần mềm Autodesk® Revit®.
. Mô hình hóa công trình
Bảng 2-7: Thông tin (giả định) cơ sở ban đầu các kiểu nhà
thuộc loại A
| Kiểu | A-1 | A-2 | A-3 | A-4 | A-5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Khối |  |  |  |  |  |
| Mặt bằng |  |  |  |  |  |
| Tổng số tầng | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 |
| Chu vi mặt bằng | ≈126.500m | ≈129.100m | ≈134.200m | ≈140.000m | ≈146.100m |
| Diện tích sàn xây dựng | ≈ 1000m² | ≈ 1000m² | ≈ 1000m² | ≈ 1000m² | ≈ 1000m² |
| Tổng diện tích sàn xây dựng | ≈ 19000m² | ≈ 19000m² | ≈ 19000m² | ≈ 19000m² | ≈ 19000m² |
Tòa nhà văn phòng loại B với mặt bằng dạng hình tròn và dạng khối trụ tròn gồm 01 kiểu B. Kiểu nhà thuộc loại B có thông tin (giả định) ban đầu xem (Bảng 2-8.
Bảng 2-8: Thông tin (giả định) cơ sở ban đầu các kiểu nhà
thuộc loại B
| Kiểu | B |
| Khối |  |
| Mặt bằng |  |
| Tổng số tầng | 19 |
| Chu vi mặt bằng | ≈112.100m |
| Diện tích sàn xây dựng | ≈ 1000m² |
| Tổng diện tích sàn xây dựng | ≈ 19000m² |
Tòa nhà văn phòng loại C với mặt bằng dạng hình elip và dạng khối trụ elip gồm 03 kiểu nhà: C-1, C-2, C-3. Các kiểu nhà thuộc loại C có thông tin (giả định) cơ sở ban đầu giống nhau trong (Bảng 2-92-9).
Bảng 2-9: Thông tin (giả định) cơ sở ban đầu các kiểu nhà
thuộc loại C
| Kiểu | C-1 | C-2 | C-3 |
|---|---|---|---|
| Khối |  |  |  |
| Mặt bằng |  |  |  |
| Tổng số tầng | 19 | 19 | 19 |
| Chu vi mặt bằng | ≈115.565m | ≈122.228m | ≈129.835m |
| Diện tích sàn xây dựng | ≈ 1000m² | ≈ 1000m² | ≈ 1000m² |
| Tổng diện tích sàn xây dựng | ≈ 19000m² | ≈ 19000m² | ≈ 19000m² |
Tòa nhà văn phòng loại D với mặt bằng dạng hỗn hợp và dạng khối có tỉ lệ diện tích bề mặt lớn gồm 01 kiểu D. Kiểu nhà thuộc loại D có thông tin (giả định) cơ sở trong (Bảng 2-10).
Bảng 2-10: Thông tin (giả định) cơ sở ban đầu các kiểu nhà thuộc loại D
| Kiểu | D |
|---|---|
| Khối |  |
| Mặt bằng |  |
| Tổng số tầng | 19 |
| Chu vi mặt bằng | ≈151.493m |
| Diện tích sàn xây dựng | ≈ 1000m² |
| Tổng diện tích sàn xây dựng | ≈ 19000m² |
Chi tiết quá trình mô phỏng và tối ưu hóa năng lượng công trình trên Autodesk® Revit® thông qua Autodesk® Insight dựa trên đám mây (Cloud 360)
Thiết lập dữ liệu đầu vào ban đầu cho mô hình, tiến hành mô phỏng lần đầu cho mô hình cơ sở:
Mức hiệu năng cơ sở
Suất tiêu hao năng lượng của các mô hình tòa nhà văn phòng khảo sát, sẽ là cơ sở so sánh với các phương án tối ưu về sau. Kết quả suất tiêu hao năng lượng cơ sở được trình bày ở (Bảng2-11).
Bảng 2-11: Suất tiêu hao năng lượng cơ sở các tòa nhà văn phòng khảo sát
| Loại nhà | Kiểu nhà | Suất tiêu hao năng lượng trung bình (kWh/m2/năm) | Hình dáng |
|---|---|---|---|
| A | A-1 | 233 |  |
| A-2 | 240 |  | |
| A-3 | 250 |  | |
| A-4 | 252 |  | |
| A-5 | 258 |  | |
| B | B | 231 |  |
| C | C-1 | 238 |  |
| C-2 | 248 |  | |
| C-3 | 278 |  | |
| D | D | 235 |  |
Mô phỏng và tối ưu hóa năng lượng công trình
Mô phỏng lần 01 : Thay đổi độ sâu vùng chu vi (Perimeter Zone Depth)
Hình 3.40: Suất tiêu hao năng lượng khi điều chỉnh độ vùng vành đai
Mô phỏng lần 02: Thay đổi góc phương vị (Building Orientation)
Hình 3.41: Góc phương vị của các tòa nhà được thiết lập trên phần mềm Autodesk® Revit®
Hình 3.42: Suất tiêu hao năng lượng khi thay đổi góc phương vị của các kiểu nhà
Mô phỏng lần 03: Tối ưu hóa bằng việc sử dụng tỷ lệ diện tích cửa sổ (ô kính)– tường WWR (Window to Wall Ratio)
Hình 3.43: Suất tiêu hao năng lượng khi thay đổi tỉ lệ cửa kính trên mặt tường hướng Đông
Hình 3.44: Suất tiêu hao năng lượng khi thay đổi tỉ lệ cửa kính trên mặt tường hướng Tây
Hình 3.45: Suất tiêu hao năng lượng khi thay đổi tỉ lệ cửa kính trên mặt tường hướng Nam
Hình 3.46: Suất tiêu hao năng lượng khi thay đổi tỉ lệ cửa kính trên mặt tường hướng Bắc
Mô phỏng lần 04: Tối ưu hóa bằng việc sử dụng kích thước các che nắng cho cửa sổ (ô kính).
Hình 3.47: Suất tiêu hao năng lượng khi sử dụng các loại kết cấu che nắng cho của sổ (ô kính) hướng Đông
Hình 3.48: Suất tiêu hao năng lượng khi sử dụng các loại kết cấu che nắng cho của sổ (ô kính) hướng Tây
Hình 3.49: Suất tiêu hao năng lượng khi sử dụng các loại kết cấu che nắng cho của sổ (ô kính) hướng Nam
Hình 3.50: Suất tiêu hao năng lượng khi sử dụng các loại kết cấu che nắng cho của sổ (ô kính) hướng Bắc
Mô phỏng lần 05: Tối ưu hóa bằng việc sử dụng loại kính cho cửa sổ (ô kính) ở các hướng của tòa nhà trên các hướng Đông, Tây, Nam, Bắc.
Hình 3.51: Suất tiêu hao năng lượng khi thay đổi việc sử dụng loại kính cho cửa sổ
Mô phỏng lần 06: Tối ưu hóa truyền nhiệt qua lớp vỏ bằng việc sử dụng vật liệu cách nhiệt cho tường ngoài ở các hướng của tòa nhà trên các hướng Đông, Tây, Nam, Bắc
Hình 3.52: Suất tiêu hao năng lượng khi thay đổi việc sử vật liệu cho tường ngoài
Mô phỏng lần 07: Tối ưu hóa truyền nhiệt qua mái bằng việc sử dụng vật liệu cách nhiệt cho mái của tòa nhà
Hình 3.53: Suất tiêu hao năng lượng khi thay đổi việc sử vật liệu
cho mái
Kết quả tối ưu hóa năng lượng công trình, đề xuất các giải pháp thiết kế kiến trúc tiết kiệm năng lượng
Kết quả tối ưu hóa năng lượng công trình:
Dựa trên kết quả mô phỏng năng lượng và tối ưu hóa, lựa chọn các giải pháp thiết kế kiến trúc tiết kiệm năng lượng tốt nhất áp dụng cho từng tòa nhà văn phòng được khảo sát như sau:
Hình 4.1: Kết quả quả mô phỏng năng lượng trước và sau khi tối ưu
Đánh giá tiềm năng cho việc thiết kế áp dụng mô phỏng năng lượng
Sau khi lựa chọn các phương án tối ưu nhất cho các kiểu nhà và chạy mô phỏng ta được kết quả ở (Hình 4.1: Kết quả quả mô phỏng năng lượng trước và sau khi tối ưu Do đó việc đánh giá tiềm năng thiết kế dựa trên các mức tiêu hao năng lượng trung bình được tính toán theo phương pháp sau:
Trong đó:
NLtn: Tiềm năng thiết kế năng lượng
NLcs: Suất tiêu hao năng lượng cơ sở
NLtu: Suất tiêu hao năng lượng tối ưu
Kết quả của tiềm năng thiết kế áp dụng mô phỏng năng lượng được trình bày ở Bảng
Bảng 3.1: Kết quả tiêu hao năng lượng (%) tăng, giảm so với mô hình cơ sở sau khi được tối ưu
| Kiểu nhà | A-1 | A-2 | A-3 | A-4 | A-5 | B | C-1 | C-2 | C-3 | D |
| Suất tiêu hao | -13% | -15% | -17% | -18% | -20% | -11% | -14% | -16% | -17% | -15% |
Hình 4.2: Suất giảm tiêu hao năng lượng (%) khi điều chỉnh thiết kế cho việc tối ưu hóa các kiểu nhà khảo sát
Đề xuất các giải pháp thiết kế kiến trúc tiết kiệm năng lượng
Giải pháp về độ sâu của vùng chu vi:
Giải pháp về thiết kế hình khối và quy hoạch:
- Giải pháp về lớp vỏ bao che:
+ Kết cấu mái
+ Kết cấu tường bao
+ Cách bố trí và diện tích của sổ (ô kính) trên tường (WWR)
+ Sử dụng vật liệu kính
+ Sử dụng kết cấu che nắng
Kết luận và kiến nghị
Các kết quả chính của đề tài:
Qua thực hiện đề tài, chúng tôi đã đạt được các kết quả sau đây:
- Nghiên cứu đã sử dụng phần mềm Autodesk® Revit® và công cụ Autodesk® Insight (được tích hợp sẵn vào Autodesk® Revit®) để mô phỏng hiệu năng, tối ưu hóa công trình và dựa trên công cụ này để lựa chọn những phương án tối ưu nhất cho công trình.
- Qua việc thống kê và khảo sát phần lớn các mẫu tòa nhà văn phòng (30 tòa nhà) trên địa bàn Thành phố Đà Nẵng. Nghiên cứu đã lựa chọn được các mẫu hình khối toà nhà văn phòng điển hình để mô hình hóa công trình trên máy tính và tiến hành mô phỏng năng lượng. Tuy nhiên, nghiên cứu này chỉ tập trung nghiên cứu mô hình ở giai đoạn đầu của dự án, nghiên cứu tổng quan tập trung vào nghiên cứu giải pháp tiết kiệm năng lượng cho việc chọn hình khối và lớp vỏ bao che của công trình. Để việc đánh giá chi tiết hơn, cần đi vào nghiên cứu sâu hơn trong giai đoạn thiết kế chi tiết dựa trên kết quả đánh giá mô phỏng này giúp kiểm soát năng lượng một cách tốt nhất.
- Thông qua phương pháp mô hình hóa và mô phỏng, đề tài cũng đã dự đoán được suất tiêu hao năng lượng trung bình của các tòa nhà văn phòng khi thay đổi hình khối và thiết kế lớp bao che cho công trình. Từ đó, KTS dựa vào kết quả suất tiêu hao năng lượng thông qua việc mô phỏng, tối ưu hóa để đề xuất một giải pháp thiết kế kiến trúc tiết kiệm năng lượng.
- Thông qua việc tối ưu hóa công trình, đề tài cũng đã chỉ ra được mức tiết kiệm năng lượng có thể tăng thêm nếu biết kết hợp đồng bộ các biện pháp quy hoạch, kiến trúc, kỹ thuật công trình, vật liệu xây dựng.
- Kết quả của nghiên cứu này có nhiều ứng dụng cho các cá nhân, tổ chức trong thiết kế công trình tòa nhà văn phòng theo tiêu chí xanh và hiệu quả năng lượng, và trong cải tạo công trình hiện hữu theo hướng hiệu quả năng lượng hơn.
Đóng góp khoa học của đề tài
Xây dựng quy trình thực hiện mô phỏng năng lượng cho KTS, bằng việc sử dụng phần mềm Autodesk® Revit® làm nền tảng và công cụ Autodesk® Insight để mô phỏng;
Đánh giá tiềm năng tiết kiệm năng lượng công trình tòa nhà văn phòng thông qua giải pháp thiết kế kiến trúc. Trong quá trình nghiên cứu xây dựng công trình, dự án, cần nên áp dụng việc mô năng lượng để kiếm soát ngay từ ban đầu về tính khả thi cũng như việc sử dụng hiệu quả tối ưu công trình.
Ứng dụng mô hình trên để phân tích các giải pháp thiết kế Đề xuất các giải pháp thiết kế tiết kiệm năng lượng cho tòa nhà văn phòng phù hợp nhất. Các giải pháp trên đều có tính khả thi với điều kiên hiện tại về mặt kinh tế xã hội, kỹ thuật công nghệ của Thành phố Đà Nẵng.
Đề xuất và kiến nghị
Ngày nay, việc mô phỏng năng lượng cho công trình đối với kiến trúc sư là hết sức cần thiết. Công cụ và phần mềm mô phỏng năng lượng sử dụng cho việc mô phỏng phải thích hợp không những dễ dàng cho việc sử dụng mà còn phải nhanh, có độ chính xác cao và tiết kiệm chi phí, thời gian. Hiện nay phần mềm Revit ngày càng được sử nhà sản xuất phát triển mạnh cho việc mô phỏng năng lượng bằng việc tích hợp nhiều công cụ hỗ trợ phân tích. Chính vì vậy, việc sử dụng phần mềm Revit dễ cho việc mô phỏng ngay từ giai đoạn thiết kế sơ đến giai đoạn thiết kế chi tiết giúp kiểm soát năng lượng một cách tốt nhất.
Revit đang bắt đầu được quan tâm sử dụng ở Việt Nam những năm gần đây. Tuy nhiên, đa số các công ty tư vấn thiết kế ở Việt Nam chỉ mới được sử dụng Revit như một công cụ xây dựng mô hình thông tin để lập hồ sơ thiết kế thay cho các phần mềm hệ CAD, mà chưa khai thác tốt tính năng mô phỏng năng lượng công trình, chưa xem như đây là một giải pháp để thiết kế hướng đến mục tiêu tiết kiệm năng lượng. Nếu khai thác tốt việc mô phỏng hiệu năng công trình các kiến trúc sư có thể tìm kiếm các giải pháp và kiểm chứng ngay khi công trình ở các mức độ chi tiết từ đơn giản cho đến phức tạp nhất mà không phải sử dụng một phần mềm khác, hoặc xuất mô hình công trình qua một phần mềm trung gian để mô phỏng, tính toán, đồng thời việc thiết kế công trình hướng tới mục tiêu tiết kiệm năng lượng sẽ trở nên phổ biến rộng rãi hơn.
Từ các kết quả đạt được của luận văn, có thể ứng dụng và triển khai rộng rãi ở nhiều địa phương trong cả nước nói chung và Thành phố Đà Nẵng nói riêng.
Tùy theo mỗi công trình cụ thể, việc giải quyết những vấn đề công năng cũng như hình thức phải nghiên cứu khả năng và ứng dụng những vật liệu xây dựng, công nghệ xây dựng mới. Cần phải phổ biến rộng rãi sự cấp thiết của việc cần nghiên cứu việc mô phỏng năng lượng ở từng giai đoạn của dự án nhằm đi đến những kết quả có khả năng áp dụng thực tiễn cao.
E:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\KIEN TRUC\NGO QUANG TAM\New folder
