Nghiên cứu cách thức làm Nhà ở “NetZero” – Xu hướng tất yếu của thời đại

233

Độc giả Kienviet.net thân mến ! Như đã nói ở những bài trước và mới nhất là Thư chúc mừng năm mới của KTS Nguyễn Tấn Vạn – Chủ tịch Hội Kiến trúc sư Việt Nam, xu hướng Kiến trúc xanh là xu hướng của thời đại. Và Việt Nam, trên bước đường phát triển luôn không ngừng phát huy sự nỗ lực và sáng tạo, cập nhật mọi xu thế mới nhất, bền vững nhất, góp phần đưa nền kiến trúc Việt Nam “tiên tiến, đậm đà bản sắc dân tộc”. Khai bút đầu xuân, thay mặt đội ngũ BTT Kienviet.net, xin gửi tới quý độc giả bài viết về “Nhà ở Netzero – một xu hướng tất yếu của thời đại” của KTS John Zona, đã và đang được nhiều nước trên thế giới áp dụng và thu được hiệu quả cao về tính bền vững.

_______________________________________________

Bản chất của vạn vật trong tự nhiêu đều không hẳn là sự hoàn hảo, mọi vật tồn tai phát triển đều tự định hướng mặt trời, đó là chân lí thiết kế căn nhà “Netzero” của KTS John Zona, sáng tạo mới mẻ!

Nằm tại khuôn viên Jackville – Florida, căn nhà độc đáo với khu trung tâm và phòng khách hình dáng bầu dục được KTS John Zona thiết kế bằng công nghệ BIM (sử dụng phần mềm ArchiCAD của hãng Graphisoft), với mục tiêu tiết kiệm hệ thống làm mát mà các dạng nhà tại khu vực miền nam nước Mỹ vẫn sử dụng từ trước tới nay.

Cung dài của ngôi nhà và các căn phóng hướng ra 2 hướng Bắc Nam, mặt phía Bắc làm mát tự nhiên, còn phía nam bố trí các cổng vòm sâu trên bề mặt các cửa sổ để tránh ánh sáng trực tiếp từ các hướng. Các vị trí của ngôi nhà này chịu cường độ ánh sáng vào hơn phía Đông – Tây nên có ít bền mặt được hấp thụ nhiệt trực tiếp.

KTS cho biết không có điểm thiết kế nào giống với bản thiết kế gốc của ngôi nhà dành cho KTS: “Tôi đã bắt đầu với một bản thiết chuẩn đặc thù cho ngôi nhà của kiến trúc sư. Khi tôi đang định xin giấy cấp phép xây dựng thì tình cờ tôi tham dự một hội nghị về thiết kế bền vững của Viện Kiến trúc Hoa Kỳ. Mặc dù tôi luôn ưa thích các thiết kế bền vững, tôi chợt nhận ra và nói “mình đang làm cái quái gì thế này?” Mình có một cơ hội vàng để thiết kế một ngôi nhà cuối cùng và mình đang xây dựng nó theo cách kiến trúc thông thường mà ai cũng biết ư? Tại sao lại phải làm như vậy? Tính sáng tạo và nghiên cứu đã đặt ở đâu? Do đó, tôi không theo cái khuôn mẫu mà mình vẫn thường làm cho khách hàng. Tôi bỏ bản thiết kế cũ đi, vẽ lại 1 bản mới ngay trên mặt sau của tờ giấy ăn”.

Các thiết bị sử dụng hiệu quả năng lượng

Để giải bài toán sử dụng năng lượng hiệu quả, anh xây dựng thêm một ngôi nhà thứ ba, một nhà kính ở khu đất trống, ngôi nhànày đóng một vai trò quan trọng trong việc thiết kế ngôi nhà Net zero. Căn nhà Net zero của Zona phải có lượng tiêu thụ điện không vượt quá lượng điện mà nó tạo ra. Ngôi nhà kính chứa những tấm pin quang điện có công suất 6,5 kwH,một công tơ điện chuyên biệt cho phép dự trữ điện năng vào trong lưới điện trong điều kiện có nhiều ánh sáng mặt trời và lấy ra sử dụng khi không có nhiều ánh sáng. Zona giải thích: “Chúng tôi có thể hoàn toàn không phụ thuộc vào lưới điện nhưng các tấm pin chưa đủ hiệu quả để lưu trữ nguồn điện năng từ mặt trời xét theo khía cạnh kinh tế.”

Zona lắp thêm một hệ thống làm mát địa nhiệt chỉ tiêu tốn năng lượng bằng một nửa những chiếc điều hoà thông thường. Nó lấy nước từ mạch nước ngầm có nhiệt độ 70 ∙F cách mặt đất 300feet, cho nguồn nước mát này chạy qua một bộ trao đổi nhiệt để thổi vào một lượng không khí khoảng 55 ∙F sau đó nước sẽ được quay trở lại mạch nước ngầm. Hệ thống làm mát truyền thống lãng phí một lượng năng lượng lớn để làm mát không khí thường có độ nóng khoảng 100 ∙F. Anh cũng thiết kế một tháp chứa nước có dung tích 8.000 galon để chứa nước mưa sử dụng cho việc tắm rửa, lau chùi và những công việc không dùng đến nước uống. Nước thải sẽ được lọc và được sử dụng để tưới cây. Chất thải hữu cơ bao gồm thức ăn thừa, bình thường sẽ bị đem đến bãi rác thải thì nay sẽ được ủ thành phân để bón trong vườn.

Zona sử dụng đèn LED và đèn huỳnh quang hạ áp để chiếu sáng, cả 2 loại đèn này đều có thể tạo ra ánh sáng ấm áp giống như bóng đèn sợi đốt truyền thống. Toàn bộ ngôi nhà đã được mắc dây để lặp đèn LED ngay khi chi phí công nghệ có thể đáp ứng các điều kiện.

Lớp vỏ bọc được làm bằng thép có gợn sóng thẳng đứng trông rất bắt mắt sẽ phản chiếu ánh sáng, giảm bức xạ chứ không hấp thụ ánh mặt trời. Zona nói: “Để có được một ngôi nhà Net zero, bạn phải dành nhiều thời gian để suy xét mọi quyết định của mình, nếu bạn không chọn vị trí phù hợp cho ngôi nhà ngay từ đầu, bạn sẽ gặp rất nhiều khó khăn ở các bước tiếp theo. ArchiCAD giúp chúng tôi trong việc định hướng các khu nhà nhằm bảo vệ chúng khỏi ánh mặt trời đồng thời tận dụng tối đa nguồn năng lượng này. Tất cả các thiết bị điện được lặp đặt trong ngôi nhà như máy bơm, quạt, bóng đèn, và những đồ gia dụng cần được tính toán kĩ lưỡng để đảm bảo lượng tiêu thụ không vượt quá mức 6,5 kwH. Bạn cần tính xem : thiết bị này tiêu thụ bao nhiêu điện năng, nó hoạt động trong thời gian bao lâu và làm cách nào bạn có thể thu được lợi ích từ những phương pháp kĩ thuật như việc cách điện hiệu quả. Và cuối cùng bạn phải đảm bảo có thừa lượng điện”.

Ngoài việc tiết kiệm năng lượng tối đa, Zona cũng quan tâm đến môi trường xung quanh. Bên cạnh việc tái sử dụng nước một cách hiệu quả, tất cả các nguyên vật liệu đều được lấy từ các nguồn xung quanh và gỗ phế liệu từ việc xây dựng sẽ được tái chế thành những tấm ván mới.

Quy tắc cốt lõi của việc sử dụng phần mềm BIM

Phần mềm thiết kế xây dựng ArchiCAD và những sản phẩm đi kèm từ các công ty thiết kế bền vững như GRAPHISOFT, EcoDesigner và công ty thiết kế hàn chì, điện tử và cơ khí MEP Modeler giúp Zona tạo mô hình ngôi nhà 3D một cách nhanh chóng. Zona nói: “Làm sao bạn có thể vẽ được một cách chính xác bên trong một quả bóng với phần mềm 2D. Chúng ta sẽ không bao giờ hoàn thành việc thiết kế theo cách này. Cách duy nhất là sử dụng phần mềm thiết kế 3D như ArchiCAD. Bạn có thể đi xuyên qua ngôi nhà và có thể nhìn thấy một cách chân thực và sống động các khoảng không gian của nó. Bạn có thể hiểu được những không gian có hình dáng đặc biệt bao gồm cả những đặc điểm về nhiệt độ ở độ sâu 2 tầng nhà. Bạn có thể thử nghiệm các chất liệu, màu sắc, bối cảnh khác nhau và việc lắp đặt nội thất bên trong và bên ngoài ngôi nhà. Tôi đang theo dõi mặt nền mới với những bức tường cong để xem chúng trông như thế nào trước khi tôi tiến hành đầu tư để xây dựng”.

Một khi ngôi nhà được dựng mô hình trong phần mềm ArchiCAD, người sử dụng có thế tự động tạo ra bản 2D để tương thích với sơ đồ mặt sàn 2D, những độ cao, các bộ phận và được chiếu thành hình ảnh cho các nhà xây dựng. “bản vẽ được thực hiện tự động và nhanh gấp 5 lần so với phần mềm CAD 2D – phần mềm đang trở nên lỗi thời. ArchiCAD được sử dụng dễ dàng hơn 2-D CAD. Đối với ngôi nhà này, việc sử dụng ArchiCAD là bắt buộc để cụ thể hoá tất cả nhưng gì mà chúng tôi hình dung trong đầu và vì vậy ngôi nhà trong mơ của chúng tôi đã trở thành hiện thực.

Xem toàn bộ ảnh trong bài tại đây:

Thái Linh – Kienviet.net (Dịch từ Archdaily)