(Phần 2) Thiết kế Công trình Hiệu quả Năng lượng Không tăng chi phí

Thiết kế Công trình Hiệu quả Năng lượng Không tăng chi phí (Phần 2)

Sau phần 1 – Thiết kế Tiết kiệm Năng lượng công trình Không tăng chi phí, chuyên gia Trần Thành Vũ tiếp tục chia sẻ một phương pháp thiết kế quan trọng không kém khác: “Lựa chọn Thiết bị & Vật liệu giúp Tiết kiệm Năng lượng” – Phần 2.  

Tối ưu hệ thống & thiết bị chiếu sáng

Chiếu sáng chiếm khoảng 10 – 20% năng lượng của một công trình theo tỷ lệ thông thường. Ngoài việc tận dụng tối đa chiếu sáng ban ngày, các kỹ sư công trình cũng cần cân nhắc áp dụng các giải pháp tối ưu năng lượng cho hệ thống & thiết bị chiếu sáng như sử dụng đèn LED, phối hợp với giảm cường độ sáng đèn khi có chiếu sáng tự nhiên.

Sử dụng đèn LED

Công nghệ điốt phát quang (LED) sử dụng ít năng lượng hơn bóng đèn truyền thống bởi chúng cung cấp lượng lumen ánh sáng (quang thông) lớn với mức tiêu thụ điện nhỏ. Bóng đèn LED trước đây chỉ ngoài tạo ra những ánh sáng trắng mát mắt thì nay đã có thể cung cấp ánh sáng đủ màu, có thể có ánh sáng “ấm” trông tự nhiên như sợi đèn đốt nhưng tỏa nhiệt ít hơn so với bóng đèn truyền thống (giảm áp lực lên hệ thống điều hòa không khí) và thường có tuổi thọ cao hơn.

Hiện nay đèn LED đã trở nên rất phổ thông nên việc lắp đặt thông dụng, đơn giản hơn nhiều. Tuy nhiên công tác thiết kế chiếu sáng ở Việt Nam mới chỉ tập trung vào thiết kế chiếu sáng nhân tạo mà quên mất sự phối hợp hài hoà giữa chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo. Việc phối hợp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng điện, tăng tiện nghi và tâm trạng tích cực cho người sử dụng khi thường xuyên được tiếp xúc với ánh sáng tự nhiên.

Ví dụ: các khu vực được thiết kế chống chói tốt hoàn toàn có thể tắt bớt đèn hoặc giảm cường độ chiếu sáng khi có đủ ánh sáng tự nhiên. Việc này đòi hỏi tính dự báo chiếu sáng tự nhiên sau đó phân tách các lộ đèn có điều khiển riêng biệt cho các vùng nhận được chiếu sáng tự nhiên (daylight area).

Thiết kế tốt việc sử dụng đèn LED kết hợp với chiếu sáng tự nhiên, vừa giúp giảm sử dụng điện chiếu sáng đồng thời giảm được tiêu thụ điện trên hệ thống điều hoà do giảm nhiệt từ hệ thống đèn, nhưng quan trọng hơn hết là tạo tâm trạng tích cực cho người sử dụng, giúp tăng năng suất lao động.

Kính tiết kiệm năng lượng và các yếu tố che nắng

Với một lớp phủ đặc biệt trên bề mặt kính giúp cản năng lượng bức xạ nhiệt từ mặt trời, kính tiết kiệm năng lượng sẽ giúp giảm tiêu thụ năng lượng công trình, tăng tiện nghi nhiệt do giảm cảm giác bị luồng nhiệt phả vào người khi ngồi gần kính, đặc biệt là luồng nhiệt nóng khi vào mùa hè.

Ngoài việc tăng tiện nghi nhiệt qua lựa chọn kính tiết kiệm năng lượng, Chủ đầu tư còn có thể tiết kiệm chi phí đầu tư hệ thống điều hoà, đồng thời giảm sử dụng năng lượng cho hệ thống điều hòa không khí mà vẫn đảm bảo hiệu quả làm mát hoặc giữ ấm bên trong công trình tùy theo điều kiện khí hậu từng vùng.

Các thành phần cấu tạo kính LOW-E tiết kiệm năng lượng

Có rất nhiều loại kính trên thị trường hướng tới tiết kiệm năng lượng, tăng tiện nghị nhiệt, thậm chí tăng cả tiện nghi thị giác, giảm độ ồn…Việc lựa chọn kính như thế nào là vấn đề kỹ thuật đòi hỏi chuyên sâu phân tích năng lượng, tiện nghi nhiệt, chiếu sáng, chi phí hệ thống điều hoà, chi phí vận hành công trình….

Đáng tiếc là quá trình thiết kế tại Việt Nam đang coi nhẹ vấn đề này, quy trình thực hiện và kiểm soát thiết kế rất đơn giản so với tiêu chuẩn chung trên thế giới. 

Thực trạng lựa chọn kính trong thiết kế công trình tại Việt Nam

Tại Việt Nam, rất nhiều trường hợp thiết kế, điều hoà được tính toán và thiết kế riêng dựa theo kinh nghiệm, không liên quan tới kính hay chất lượng nhiệt của lớp vỏ bao che công trình. Loại kính sẽ lựa chọn sau ở giai đoạn mua sắm vật liệu, đấu thầu, thậm chí ở giai đoạn này nhiều nhà đầu tư chỉ quan tâm tới màu sắc, chỉ số cơ lý của kính mà bỏ qua các yếu tố nhiệt, ánh sáng…

Cách làm này tiềm ẩn rất nhiều rủi ro về tăng chi phí công trình, nhưng vẫn không đảm bảo tiện nghi nhiệt đồng thời dễ dẫn tới lãng phí sử dụng năng lượng về lâu dài. Vô tình gây ra gánh nặng “vĩ mô” khi làm tăng nhu cầu xây thêm nhà máy điện, tăng phát thải CO2 (1kWh ~ 0.81 kg CO2), tăng hàm lượng bụi mịn trong không khí, tăng số lượng hàng hoá nhập khẩu (thiết bị điều hoà)…

Ví dụ về lựa chọn kính tiết kiệm năng lượng giúp tối ưu về phân phối chi phí đầu tư: 

Với 3 loại kính khác nhau, nhiệt độ trong không gian phòng không điều hoà sẽ khác nhau

Mô phỏng vận hành khách sạn thực tế. Đồ thị khảo sát 1 phòng.

Hình ảnh trên là kết quả khảo sát 1 phòng khách sạn ít sử dụng vào ban ngày, chỉ dùng từ buổi tối đến sáng. Khi có điều hoà, nhiệt độ dạo động 24.4 – 25.8°C trong mùa hè. Chênh lệch nhiệt độ trong phòng 2.4°C thời điểm nhiệt độ cao nhất khi sử dụng 2 loại kính khác nhau (khi khách đi vắng và điều hoà tắt).

Với 2 loại kính này, chi phí vận hành khách sạn chênh nhau khoảng 840 triệu đồng/năm (khách sạn 410 phòng). Thời gian hoàn vốn chỉ hơn 1 năm, do kính tốt hơn sẽ giúp giảm chi phí đầu tư hệ thống điều hoà, biến áp, máy phát, đường ống, dây dẫn, giảm sử dụng năng lượng, cải thiện tiện nghi nhiệt….

Dĩ nhiên, khi thiết kế hệ thống điều hoà theo phương pháp đơn giản hoá, thậm chí theo kinh nghiệm, thì hệ thống điều hoà sẽ được thiết kế lớn hơn so với khi tính đầy đủ các yếu tố liên quan tới nhiệt, năng lượng (ban công, che nắng, kính Low-E), sẽ dẫn tới phải tăng chi phí cho hệ thống điều hoà và các hệ thống liên quan.

Nguyên vật liệu xây dựng giúp tiết kiệm năng lượng

Nguyên vật liệu có vai trò quan trọng trong việc tiết kiệm năng lượng công trình, đặc biệt là nguyên vật liệu sử dụng cho lớp vỏ bao che công trình như tường và mái. Tường, sàn và mái là nơi truyền tải nhiệt, đồng thời có tác dụng tích toả nhiệt, tạo ra độ trễ về thay đổi nhiệt độ sơ với biến động thời tiết bên ngoài. Nếu không kiểm soát tốt và lựa chọn vật liệu thì sẽ làm lãng phí một nguồn năng lượng khổng lồ phục vụ cho sưởi ấm và làm mát.

Các vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường có rất nhiều ưu điểm như giảm trọng tải dầm, móng, cách âm, cách nhiệt tốt và tiết kiệm năng lượng. Gạch bê tông chưng khí áp AAC một thời là lựa chọn hợp lý nhưng qua thực tế sử dụng có thể gây thấm, nứt nên hiện nay ít được ưa chuộng.

Nguyên nhân do gạch AAC có nhiều lỗ rỗng bên trong dễ thấm hút và giữ nước. Hiện nay, một vài công ty như Neotech đã nghiên cứu sản xuất gạch Neotech, thành phần giống AAC nhưng các lỗ rỗng được lấp đầy bằng các hạt nhẹ, nên không chứa rủi ro thấm hút như AAC truyền thống.

Hoàn toàn có thể áp dụng gạch AAC trên cho nhà cao tầng để giúp thi công nhanh, giảm chi phí kết cấu, tăng cường cách âm, cách nhiệt… với chi phí tổng thể tới khi hoàn thiện thấp hơn so với dùng gạch đỏ phổ thông và không có rủi ro thấm hút dẫn tới nứt vỡ.

Lời kết

Vật liệu và thiết bị tiết kiệm năng lượng là những thành phần quan trọng cần phải xem xét chi tiết khi thiết kế công trình hiệu quả năng lượng. Các giải pháp thiết kế đều sẽ chịu sự tác động về năng lượng và nhiệt khi lựa chọn vật liệu và thiết bị khác nhau.

Một điều cần nhớ: Nếu được tính toán kỹ lưỡng về chi phí, hiệu quả và khả năng hoàn vốn trước khi quyết định lựa chọn triển khai, Chủ đầu tư hoàn toàn có thể tiết kiệm chi phí đầu tư (các thành phần công trình liên quan tới nhiệt và năng lượng) tới 40%.

Đăng ký nhận tư vấn từ đội ngũ Chuyên gia Hàng đầu Việt Nam của EDEEC ngay để tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu cho công trình của bạn.

Mời các bạn đón đọc phần tiếp theo! [Phần 3]

Trần Thành Vũ – Nhà sáng lập Edeec & Chuyên gia Thiết kế Công trình Hiệu quả Năng lượng