Giải pháp quy hoạch
Người Việt từ xưa đã đúc kết "Lấy vợ hiền hoà làm nhà hướng Nam". Đó là cách quy hoạch rất tự nhiên và đơn giản để giảm thiểu tác động của bức xạ mặt trời đến không gian sống. Về mùa hè, hướng Nam là hướng đón gió mát.
Tuy nhiên, quy tắc này chỉ dễ áp dụng với nhà ở trong cấu trúc làng - nông thôn.
Đô thị hiện đại phụ thuộc nhiều yếu tố khác nên không thể hoàn toàn tự lựa chọn hướng cho công trình. Nói như vậy không có nghĩa là vấn đề hướng bị phụ thuộc. Trong những điều kiện có thể, phải tối ưu hoá hướng cho công trình.
Cây xanh trên mặt đứng góp phần chống nóng cho công trình. Ảnh: Hà Thành
Tiêu chuẩn Việt Nam về chống nóng cho nhà ở ghi: "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". Với những cụm công trình hay tổ hợp công trình cũng vậy, phải thiết kế tổng mặt bằng hợp lý, ưu tiên hướng tốt cho những công trình chủ đạo, công trình có yêu cầu chống nóng cao hơn như nơi sinh hoạt, làm việc.
Giải pháp môi trường, sinh thái
Giải pháp này gắn liền với giải pháp quy hoạch. Đây cũng là một giải pháp mà ông cha đã ứng dụng rất triệt để trong kiến trúc truyền thống. Cây xanh, mặt nước luôn là những yếu tố không thể thiếu, song hành cùng công trình kiến trúc. Cây xanh tạo bóng mát, ngăn và che cho bề mặt công trình kiến trúc khỏi bức xạ mặt trời. Mặt nước (ao, hồ, bể cảnh...) cùng cây xanh điều hoà vi khí hậu, làm môi trường mát và trong sạch hơn.
Trong điều kiện chênh lệch nhiệt độ và độ ẩm, mặt nước luôn có hiện tượng bốc hơi. Quá trình bốc hơi nước là quá trình thu nhiệt, chính vì vậy nó làm cho nhiệt độ môi trường giảm xuống. Cây xanh và mặt nước gắn liền cùng đất tự nhiên; đều có độ phát xạ thấp, là những nhân tố hữu hiệu cho việc chống nóng ở quy mô tổng thể, có phạm vi ảnh hưởng lớn.
Giải pháp kiến trúc
Đây được coi là giải pháp rộng và linh hoạt nhất. Giải pháp kiến trúc là việc tổ hợp mặt bằng và hình khối công trình, thiết kế kết cấu bao che hợp lý để hạn chế bề mặt tiếp xúc với mặt trời - tránh bức xạ, hoặc giảm sự dẫn nhiệt trong vật liệu, tăng cường đối lưu nhiệt. Các giải pháp kiến trúc cơ bản như sau:
- Bố trí mặt bằng hợp lý, ưu tiên các không gian chính tránh tiếp xúc với bề mặt hứng mặt trời; đẩy các không gian phụ như cầu thang, kho, vệ sinh ra phía đó.
- Tạo những khoảng lùi, khoảng âm như sảnh, logia, khe kỹ thuật... để tránh bức xạ mặt trời vào bề mặt không gian chính.
- Dùng kết cấu chắn nắng bên lắp rời ngoài kết cấu bao che (tường) để giảm quá trình bức xạ và dẫn nhiệt. Ở kiến trúc dân gian truyền thống, nhiều nơi có tấm liếp (tấm giại, đan bằng tre để chắn nắng) ở ngoài hiên. Yếu tố này đã được ứng dụng rất nhiều trong kiến trúc hiện đại với các dạng lam chắn nắng khác nhau, với các loại vật kiệu khác nhau.
Sử dụng lam chắn nắng, tường hoa là những giải pháp kiến trúc đem lại hiệu quả công năng tốt và nhiều giá trị thẩm mỹ. Ảnh: Hà Thành
- Tổ hợp mặt đứng bằng những "kết cấu cứng" để chắn nắng; gắn liền với kết cấu chịu lực và bao che. Thường đó là mái vươn, ô văng, các lam chắn nắng theo phương đứng và ngang; và các loại tường sử dụng gạch hoa, tường xây để lỗ.
- Xây tường dày, tường hộp (rỗng), sử dụng vật liệu cách nhiệt (gạch rỗng, tấm cách nhiệt, tấm 3D panel, bê tông cốt liệu khí...) cho kết cấu bao che. Thiết kế cửa hợp lý về vị trí và vật liệu. Các giải pháp này đều dựa trên nguyên lý làm giảm bức xạ và dẫn nhiệt từ bên ngoài.
- Dùng các loại vật liệu chống nóng cho mái như tấm đan, gạch lỗ, mái tôn (đối với mái bằng, bê tông), sử dụng trần giả cách nhiệt (đối với mái dốc, mái ngói). Giải pháp này phải đặc biệt lưu ý vấn đề thông gió cho khối không khí giữa hai lớp mái.
- Giảm độ phát xạ của bề mặt công trình bằng cây cối, như trồng cây leo trên tường, thiết kế vườn - mặt nước trên mái. Đây là một giải pháp đem lại thẩm mỹ khá tốt, tuy nhiên có những biến đổi nhất định theo thời gian.
- Tổ chức mặt bằng, thiết kế vị trí và cấu tạo cửa hợp lý; thiết kế sân trong, giếng trời để tăng cường đối lưu không khí. Mục đích là làm sao cho khối khí nóng thoát lên trên và ra ngoài, nhường chỗ cho khối khí nhiệt thấp hơn.
Giải pháp kỹ thuật
- Máy điều hoà nhiệt độ: Được coi là hiện đại, và dễ dàng triển khai ứng dụng. Tuy nhiên máy điều hoà nhiệt độ cũng có nhiều nhược điểm nhất định. Trước hết giải pháp này tiêu hao nguồn năng lượng đáng kể, và ảnh hưởng tới môi trường. Theo nguyên tắc cân bằng nhiệt, để giảm nhiệt độ trong phòng thì nó làm tăng nhiệt độ bên ngoài bằng nhiệt lượng tương đương. Bên cạnh đó, máy điều hoà khó đáp ứng được cho các không gian mở, không gian quá lớn.
- Thông gió: Bên cạnh việc đối lưu tự nhiên, giải pháp thông gió cưỡng bức được coi là một giải pháp hữu hiệu cho việc chống nóng khi đối lưu tự nhiên không hiệu quả. Các hệ thống thông gió được thiết kế hợp lý sẽ góp phần chống nóng, và nên tận dụng - kết hợp với giải pháp kiến trúc như giếng trời.
- Phun nuớc, phun sương: Hệ thống phun sương gần đây được triển khai ứng dụng nhiều, trong các không gian công cộng như nhà hàng, và cả nhà ở. Việc phun nước, phun sương tạo ra hiện tượng nước bốc hơi thu nhiệt, đồng thời tăng cường đối lưu không khí. Ngoài ra, áp lực phun nước, sương tạo chuyển động không khí gây mát.
- Dùng kính cách nhiệt, phản nhiệt ở những bề mặt hứng nhiều nắng
- Dùng sơn chống nóng chuyên dụng cho bề mặt công trình.
Kiến trúc sư Nguyễn Trần Đức Anh