TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM
TCXDVN 293 :2003
CHỐNG NÓNG CHO NHÀ Ở- CHỈ DẪN THIẾT KẾ
ANTI – HEATING OF DWELLING – DESIGN GUIDE
HÀ NỘI- 2003
LỜI NÓI ĐẦU
TCXDVN.293-2003 “Chống nóng cho nhà ở. Chỉ dẫn thiết kế” do Viện Nghiên cứu Kiến trúc – Bộ Xây dựng biên soạn, Vụ Khoa học Công nghệ – Bộ Xây dựng đề nghị và được Bộ Xây dựng ban hành.
CHỐNG NÓNG CHO NHÀ Ở- CHỈ DẪN THIẾT KẾ
ANTI – HEATTING OF DWELLING – DESIGN GUIDE
1. Phạm vi áp dụng
Chỉ dẫn này áp dụng thiết kế chống nóng cho các loại nhà ở khi xây mới hoặc cải tạo. Chỉ dẫn này không áp dụng cho những công trình tạm, lán trại, công trường, các công trình ngầm, các công trình đặc biệt…
Chú thích:
- Khi thiết kế chống nóng cho nhà ở, ngoài việc áp dụng các quy định trong chỉ dẫn này cần tham khảo thêm các quy chuẩn, tiêu chuẩn hiện hành có liên quan.
- Đối với các loại nhà khác, cũng có thể tham khảo chỉ dẫn này, nhưng phải lựa chọn các thông số tính toán thích hợp.
2. Tiêu chuẩn tham chiếu
- TCVN 5687-1992 – Thông gió, điều tiết không khí sưởi ấm- Tiêu chuẩn thiết kế
- TCVN 4605-1988 – Kỹ thuật nhiệt – Kết cấu ngăn che. Tiêu chuẩn thiết kế .
- TCVN 4088-1985 – Số kiệu khí hậu dùng trong thiết kế xây dựng.
- TCVN 5718-1993 – Mái và sàn bê tông cốt thép trong công trình xây dựng. Yêu cầu kỹ thuật chống thấm nước.
- TCXD 230-1998- Nền nhà chống nồm- Tiêu chuẩn thiết kế và thi công
- TCXD 232-1999 – Hệ thống thông gió, điều hoà không khí và cấp lạnh – Chế tạo, lắp đặt và nghiệm thu .
- Quy chuẩn Xây dựng Việt Nam .
- TCVN 237-1999-Chống nồm cho nhà ở
3. Thuật ngữ – định nghĩa
3.1. Biên độ dao động nhiệt độ At[0C]: Là trị số tuyệt đối của độ chênh lệch giữa trị số nhiệt độ cao nhất (hoặc trị số thấp nhất) với nhiệt độ trung bình ngày đêm khi nhiệt độ dao động biểu hiện ra tính chu kỳ.
3.2. Quán tính nhiệt D: Chỉ mức độ tăng giảm nhanh hay chậm của dao động nhiệt độ bên trong kết cấu bao che khi chịu tác động của dòng nhiệt dao động. Với kết cấu bao che vật liệu đơn nhất, D= RS; với kết cấu bao che nhiều lớp vật liệu D = SRS. Trong đó, R là nhiệt trở, S là hệ số trữ nhiệt của vật liệu. Trị số D càng lớn, dao động nhiệt độ suy giảm càng nhanh, độ ổn định nhiệt của kết cấu bao che càng tốt.
3.3. Tính ổn định nhiệt: Là khả năng chống lại dao động nhiệt độ của kết cấu bao che dưới tác động nhiệt có tính chu kỳ. Nhiệt trở của kết cấu bao che ảnh hưởng chủ yếu đến tính ổn định nhiệt. Tính ổn định nhiệt của căn phòng là năng lực chống lại dao động nhiệt độ của cả căn phòng dưới tác dộng của nhiệt chu kỳ trong ngoài nhà. Tính ổn định nhiệt của căn phòng được quyết định bởi tính ổn định của kết cấu bao che.
3.4. Tỷ lệ diện tích cửa sổ- tường: Tỷ lệ diện tích cửa sổ với diện tích tường xung quanh căn phòng đó (tức là diện tích được bao che bởi chiều cao tầng của căn phòng và đường định vị gian phòng).
3.5. Số lần giảm biên độ V0 và thời gian lệch pha S0(h): Kết cấu bao che dưới tác động của dao động nhiệt độ tổng hợp. Dao động nhiệt độ giảm dần theo độ dày, biên độ dao động ngày càng nhỏ. Trị số tỷ lệ giữa biên độ dao động nhiệt độ tổng hợp, ngoài nhà với biên độ dao động nhiệt độ mặt trong, A0i gọi là số lần giảm biên độ, tức là n0 = At.sa/A0i. Trị số chênh lệch giữa thời gian xuất hiện nhiệt độ cao nhất mặt trong t2 với thời gian xuất hiện trị số lớn nhất nhiệt độ tổng hợp nhà t1, gọi là thời gian lệch pha, tức là S0= t2 – t1.
3.6. Hệ số thẩm thấu hơi nước: Lượng hơi nước thẩm thấu qua một đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian với vật thể dày 1m và chênh lệch áp suất hơi nước hai bên là 1 Pa.
3.7. Trở thẩm thấu hơi nước: Trị số nghịch đảo của hệ số thẩm thấu hơi nước.
3.8. Đọng sương: là hiện tượng khi nhiệt độ bề mặt vật thể thấp hơn nhiệt độ điểm sương không khí xung quanh, sẽ xuất hiện nước ngưng tụ trên bề mặt.
3.9. Số ngày sưởi ấm Z (d): Số ngày có nhiệt độ trung bình ngày trong nhiều năm nhỏ hơn hoặc bằng 100C.
4. Quy định chung
4.1. Khi thiết kế chống nóng cho nhà ở phải xác định vùng tiện nghi cho con người trong các trạng thái hoạt động. Vùng tiện nghi tham khảo theo phụ lục 1, phụ lục 2 và phụ lục 3 của tiêu chuẩn TCVN 5687-1992- Thông gió, điều tiết không khí và sưởi ấm- Tiêu chuẩn thiết kế hoặc các thông số vi khí hậu của người Việt Nam.
4.2..Thông số khí hậu tính toán ngoài nhà lấy theo TCVN 4088-1985- Số liệu khí hậu dùng trong xây dựng và các tiêu chuẩn hiện hành có liên quan.
4.3. Tuỳ mục đích tính toán, vùng tiện nghi của người Việt Nam trong nhà ở được xác định với nhiệt độ không thấp hơn 21,50C khi chống nóng.
4.4. Khi tính toán cách nhiệt cho nhà ở có sử dụng thiết bị điều hoà không khí và các thiết bị sưởi – làm mát khác thì cần xét đến chỉ tiêu vệ sinh sức khoẻ sinh lý với chênh lệch nhiệt độ không khí thấp nhất trong nhà và ngoài nhà, không được lớn hơn 5oC.
4.5.Khi thiết kế nhà ở, cần sử dụng các giải pháp kiến trúc và vật lý xây dựng để thiết kế kết cấu bao che nhằm giữ được nhiệt, tránh gió lạnh về mùa đông; đảm bảo thông thoáng, tận dụng thông gió tự nhiên, gió xuyên phòng về mùa hè, kết hợp với sử dụng quạt bàn, quạt trần… theo như quy định trong tiêu chuẩn TCVN 4605: 1988 ” Kỹ thuật nhiệt – Kết cấu ngăn che – Tiêu chuẩn thiết kế” nhằm đảm bảo điều kiện tiện nghi môi trường trong nhà.
4.6. Trường hợp sử dụng những biện pháp kỹ thuật thông gió – điều tiết không khí và sưởi ấm, để đảm bảo tiện nghi môi trường, các thông số vi khí hậu tiện nghi và giới hạn tiện nghi vi khí hậu bên trong nhà cần tuân theo quy định TCVN 5687-1992- Thông gió, điều tiết không khí, sưởi ấm- Tiêu chuẩn thiết kế.
4.7. Trường hợp sử dụng thông gió tự nhiên cho nhà ở không thể đảm bảo được điều kiện tiện nghi vi khí hậu, cần tăng tốc độ chuyển động không khí để giữ được chỉ tiêu cảm giác nhiệt trong phạm vi cho phép. Khi nhiệt độ trong phòng tăng 10C, cần tăng tốc độ gió từ 0,5m/s đến 1m/s.
Giới hạn trên ứng với khả năng chịu đựng của cơ thể với nhiệt độ bằng t= 37,50C, độ ẩm j = 80% ở điều kiện làm việc tĩnh tại.
4.8. Khi thiết kế hệ thống chống nóng cho nhà ở đặt trên nền đất lún trượt phải có giải pháp chống ướt nền đất nằm dưới công trình bằng biện pháp thoát nước trong các mương ngầm, hố ngầm cũng như những điểm tụ nước khác.
4.9. Khi thiết kế nhà ở phải tính toán các yếu tố vi khí hậu để đảm bảo độ ẩm trong phòng không vượt quá độ ẩm giới hạn cho phép [jmax]. Cần có các giải pháp thông gió, đóng mở cửa ở những thời điểm hợp lý trong thời tiết độ ẩm không khí ngoài trời lớn. Tính toán chống ẩm và chống nồm cho nền nhà phải tuân theo quy định trong TCXD 230-1998-nền nhà chống nồm- Tiêu chuẩn thiết kế và thi công
5. Xác định thông số khí hậu tính toán ngoài nhà
Khi chọn thông số tính toán khí hậu ngoài nhà cần phải tham khảo tiêu chuẩn TCVN 4088-1985- Số liệu khi hậu dùng trong xây dựng.
6. Yêu cầu chung khi thiết kế chống nóng mùa hè.
6.1. Yêu cầu chung
6.1.1. Chống nóng về mùa hè cho nhà ở cần dùng những biện pháp tổng hợp như che chắn nắng và cách nhiệt kết cấu bao che, trồng cây xanh, thông gió tự nhiên (xem phụ lục D).
6.1.2. Đối với nhà ở, cố gắng bố trí sao cho phần mặt nhà về hướng Tây – Đông có diện tích bề mặt nhỏ nhất để hạn chế bức xạ mặt trời. Trường hợp không bố trí được thì có thể bố trí theo hướng khác, nhưng phải đảm bảo: đón gió trực tiếp hoặc gián tiếp chủ đạo mùa hè và tránh gió lạnh về mùa đông và phải có các giải pháp che chắn nắng mùa hè. Các giải pháp thiết kế che chắn nắng cần dựa vào cao độ của mặt trời theo các giờ (biểu đồ chuyển động biểu kiến của mặt trời).
Chú thích: Trường hợp đặc biệt cho phép bố trí mặt nhà lệch với trục Đông – Tây một góc a £ 100 đến 150.
6.1.3.Cần ưu tiên đón gió trực tiếp, hạn chế đến mức thấp nhất các căn hộ không có gió. Trong trường hợp căn hộ không được thông gió trực tiếp, thì phải có giải pháp để đón gió gián tiếp và cố gắng thông gió xuyên phòng.
6.1.4. Trồng cây xanh cần lựa chọn cây rụng lá vào mùa đông để tận dụng ánh nắng sưởi và chiếu sáng cho nhà – và nhiều lá vào mùa hè để che chắn nắng. Xung quanh nhà cần bố trí thảm cỏ – cây xanh thích hợp để giảm các bề mặt đất, đường xá có hệ số toả nhiệt và tích luỹ nhiệt lớn .
Chú thích:
- Cần tham khảo mục 8 – Thiết kế thông gió tự nhiên của bản hướng dẫn này.
- Khi trồng cây cần bố trí: cây cao ở các hướng che nắng mùa hè: Tây, Tây Nam
- Khi nhà không đón gió trực tiếp, có thể trồng cây bụi làm bờ rào hoặc xây tường lửng nhô ra cuối nơi gió vào làm tăng vùng áp lực gió dương. Phía khuất gió cần xây bức tường lửng tạo thành luồng gió từ vùng áp lực dương sang vùng áp lực âm qua các phòng ở. Cách này đảm bảo thông gió xuyên phòng tốt ( xem hình E3 phụ lục E).
- Cây bụi trồng ở các hướng cần lấy ánh sáng và đảm bảo khoảng cách với nhà để tránh chắn gió hướng Đông, Đông Nam mùa hè hoặc trồng các tầng cây cao, cây bụi hợp lý.
- Ở vùng đồi dốc, cần trồng cây chắn gió vào mùa đông (hướng Bắc). Phía sườn dốc, cần trồng cây vừa che gió mưa vừa tránh nước tập trung xói mòn vào chân tường nhà.
6.1.5. Khi bố trí cửa sổ, cửa đi cần cân nhắc để có lợi nhất cho thông gió tự nhiên và hạn chế các phòng ở chính bị nắng hướng Đông – Tây (xem các hình 4 đến 13 – phụ lục E). Bậu cửa sổ không nên cao quá 0,6m kể từ cốt nền nhà để tận dụng thông gió mùa hè.
6.1.6. Các phòng hướng Đông,Tây nên bố trí ban công, lôgia, hành lang, ô văng để che nắng hoặc sử dụng các giải pháp che chắn nắng cố định hoặc di động (xem phụ lục D).
6.1 .7. Tường, mái ở các hướng Đông – Tây và Tây Nam phải được thiết kế cách nhiệt hoặc che chắn để giảm bức xạ trực tiếp mặt trời. Đối với những nhà ở có tiêu chuẩn cao, tường và mái phải được cách nhiệt theo mọi hướng vào mùa hè và mùa đông (xem phụ lục F).
Nhiệt độ bề mặt trong của mái trần, tường ngoài hướng Đông – Tây – Nam phải được kiểm tra để đảm bảo nhỏ hơn nhiệt độ cho phép.
6.1.8. Để chống nóng cho nhà ở không nên thiết kế quá nhiều cửa kính nhất là tường ở phía Tây và Đông. Nếu bắt buộc phải dùng thì nên dùng kính có hệ số xuyên qua nhỏ hoặc phản quang
6.1.9. Để chống ngưng nước ở nền nhà (do độ ẩm không khí bão hoà); nền tầng trệt nên dùng sàn rỗng. Lớp lát mặt nền nên dùng vật liệu hút ẩm (xem tính toán cụ thể ở tiêu chuẩn TCXD 230-1998 – Nền nhà chống nồm- Tiêu chuẩn thiết kế và thi công)
6.1.10. Để giảm cảm giác tâm lý về nóng – lạnh trong phòng cần sử dụng hợp lý vật liệu tương ứng về màu sắc; có hệ số phản xạ nhiệt bề mặt phù hợp với cảm thụ màu sắc của người Việt Nam (xem phụ lục H)
6.1.11. Bề mặt ngoài công trình nên sử dụng màu nhạt; có hệ số hấp thụ nhiệt bức xạ mặt trời nhỏ; nhằm giảm thiểu tải trọng nhiệt tác động vào tường nhà mùa hè.
6.1.12. Đối với nhà mái bằng hay mái dốc, cần có giải pháp sử dụng tấm lợp; và trần thích hợp để giảm nhiệt truyền vào nhà:
- Dùng bề mặt mái (tấm lợp) có hệ số phản nhiệt lớn;
- Dùng trần kín hoặc thoáng gió như hình 7,8,13 trong phụ lục E;
- Đảm bảo thông gió của không gian gác xép, mái;
- Nên dùng tấm trần có hệ số phản xạ nhiệt lớn ở mặt trên của trần ;và cả mặt dưới của mái (xem hình 13 phụ lục E và tham khảo các kiểu mái ở phụ lục F);
- Dùng một số vật liệu cách nhiệt, cách ẩm, chống thấm tốt; nhưng trọng lượng nhẹ và có quán tính nhiệt nhỏ; (tham khảo tiêu chuẩn TCVN 5718-1993 – Mái và sàn bê tông cốt thép trong công trình xây dựng. Yêu cầu kỹ thuật chống thấm nước.).
- Toàn bộ công trình nên dùng vật liệu nhẹ, cho phép nguội nhanh nhờ gió tự nhiên.
6.1.13. Có thể để trống một phần hay toàn bộ tầng một để đón gió, tăng thông xuyên phòng; chống ẩm cho sàn tầng một và thông gió cho những nhà ở vị trí bất lợi phía sau
6.1.14. Đối với nhà ở thấp tầng (không quá 3 tầng), nên bố trí có sân trong; có trồng cây xanh để tạo vi khí hậu và thông gió tự nhiên tốt.
6.1.15. Đối với nhà ở cao tầng cũng cần có giếng trời; hoặc để trống một phần ở tầng một hay ở mặt đón gió. Cũng cần có các tầng trống hoặc tầng phục vụ ;(ở lưng chừng với nhà ³ 10 tầng) để trồng cây, tạo thông thoáng. (xem hình 12, phụ lục E).
6.1.16. Cần lựa chọn các loại cây xanh có khả năng hấp thụ nhiều thán khí; và các chất khí độc khác trong và ngoài nhà vừa tạo cảnh quan vừa làm trong lành môi trường không khí trong; ngoài nhà ở (vì các thán khí, ôxit manhê, ô xít lưu huỳnh… có nhiệt trở lớn hơn ôxi-nitơ ;và không khí thông thường, nên sẽ làm tăng độ oi bức của không khí mùa hè).
Chú thích: Cần tham khảo phụ lục K để lựa chọn các loài cây trồng trong; và ngoài nhà cho thích hợp.
6.2. Xác định hướng nhà trong quy hoạch tổng thể.
6.2.1. Việc chọn hướng nhà cần tham khảo tiêu chuẩn quy hoạch hiện hành đồng thời cũng phải thoả mãn các các điều kiện sau :
- Hạn chế tối đa bức xạ mặt trời trên các bề mặt của nhà; và bức xạ trực tiếp chiếu vào phòng qua các cửa sổ vào mùa hè;
- Đảm bảo thông gió tự nhiên trực tiếp hoặc gián tiếp cho các phòng mùa hè; và tránh gió lạnh, gió lùa vào mùa đông.
6.2.2. Tổ chức mặt bằng kiến trúc tổng thể lấy theo quy định về khoảng cách giữa các nhà như sau:
- Nhà bố trí song song : L = 1,5 – 2 H khi gió thổi thẳng góc với mặt nhà.
- Khi góc gió thổi so với mặt nhà a = 45o thì L = 1H
- Cần phối hợp giữa các yếu tố tổ hợp không gian ngoài nhà; trong nhà với các yếu tố môi trường tự nhiên theo quan điểm “kiến trúc thoáng hở”; để cải tạo tiện nghi vi khí hậu trong và ngoài nhà; nhằm đạt được điều kiện tiện nghi nhiệt của con người.
6.2.3. Thông gió tự nhiên cho nhà ở trong điều kiện khí hậu nóng ẩm phụ thuộc vào biện pháp giải quyết cục bộ như sau :
- Hướng nhà, bố cục mặt bằng nội thất, tỷ lệ kích thước; vị trí và diện tích các lỗ cửa sổ.
- Khi lựa chọn hướng nhà trùng với hướng gió chủ đạo của địa phương sẽ có lợi khi tránh bức xạ mặt trời cực đại. Đây là hướng nhà tốt nhất.
- Nếu hướng gió chủ đạo và hướng nhà chọn theo hướng tránh bức xạ mặt trời không trùng nhau; thì trong trường hợp này phải cân đối giữa hai yếu tố bức xạ mặt trời và hướng gió.
- Cần ưu tiên đón gió tự nhiên khi nhà ở sử dụng vi khí hậu tự nhiên
- Cần ưu tiên tránh nắng khi nhà ở sử dụng vi khí hậu nhân tạo.
- Yếu tố bức xạ mặt trời được giải quyết bằng các giải pháp ; che chắn nắng kiến trúc, cây xanh, cách nhiệt cho tường mái ;ở những hướng bức xạ mặt trời lớn để giảm trực xạ.
6.2.4. Vùng ven biển có thể chọn hướng nhà quay ra biển đón gió mát và vùng có gió Tây (nóng khô); có thể chọn hướng nhà là hướng Đông – Tây hoặc do địa hình làm hướng gió thay đổi; thì cần linh hoạt chọn hướng có lợi cho việc đón gió tự nhiên.
6.2.5. Có thể lợi dụng các công trình phụ, mái phụ, cây leo trên tường hoặc giàn cây để che nắng.
6.2.6. Có thể bằng giải pháp kiến trúc dùng các tấm chắn định hướng; để thay đổi luồng gió có lợi cho thông gió của các phòng ở.
6.3. Yêu cầu thiết kế khi nhà ở có sử dụng điều hoà không khí.
6.3.1. Khi thiết kế nhà ở cần triệt để sử dụng các giải pháp chống nóng; bằng các giải pháp điều chỉnh vi khí hậu tự nhiên; đồng thời phải có tính toán kiểm tra chế độ nhiệt ẩm trong phòng ở ;sao cho phù hợp với vùng tiện nghi của con người tại địa phương. Khi vượt quá phạm vi của điều chỉnh vi khí hậu tự nhiên; thì phải có giải pháp khác cùng với điều hoà không khí ở những thời kỳ nóng cực điểm.
6.3.2. Diện tích cửa sổ không nên quá lớn , có độ kín khí và có độ cách nhiệt cho phép. Các cửa sổ hướng Tây – Đông – Nam cần phải có giải pháp che chắn nắng. Nên dùng bình phong, rèm, mành để che bớt ánh nắng trực tiếp. Cửa sổ kính chớp có thể đóng mở được để phù hợp với các mùa. Các cửa phải có ôvăng lớn, che mưa nắng và khi cần có thể treo mành thoáng.
Hạn chế bức xạ trực tiếp từ phía ngoài phòng để giảm thiểu bức xạ trực tiếp vào phòng; làm lãng phí năng lượng làm mát mùa hè.
Biên độ dao động nhiệt độ trong phòng cho phép từ 10C đến 5oC.
6.3.3. Hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che được quyết định; sau khi so sánh phương án kinh tế kỹ thuật.
6.3.4. Khi thiết kế nhà ở có sử dụng điều hoà không khí cần tuân theo; TCVN 5687-1992 – Thông gió, điều tiết không khí, sưởi ấm; Tiêu chuẩn thiết kế và các tiêu chuẩn hiện hành có liên quan.
6.3.5. Để tránh các bất lợi cho sức khoẻ con người, do thay đổi nhiệt độ đột ngột, cần chú ý :
- Khi thiết kế, nên tạo các không gian chuyển tiếp từ ngoài vào phòng ở.
Ví dụ : Hành lang bên, tiền phòng nên thiết kế như một không gian đệm: (xem hình 1).
Download tài liệu :