Bền vững hơn bằng công nghệ mô phỏng năng lượng – xu hướng dịch chuyển của các công ty tư vấn lớn trên thế giới

Ngày càng có nhiều hơn các công ty tập đoàn kiến trúc xây dựng lớn trên khắp thế giới sử dụng công nghệ mô phỏng năng lượng để giúp mang lại hiệu quả thiết kế tốt nhất cho khách hàng của mình, đặt tính bền vững là trọng tâm của mỗi dự án.

Vương quốc Anh: hãng kiến trúc đa quốc gia Foster + Partner áp dụng mô phỏng năng lượng chuyên sâu vào các dự án thiết kế

Mới đây hãng Foster + Partners đã chính thức áp dụng công nghệ mô phỏng năng lượng cho các dự án của mình, từ đó tạo ra các tòa nhà hiệu quả năng lượng, đáp ứng các yêu cầu của khách hàng và đảm bảo sự thoải mái tiện nghi tối đa cho người ở.

Phân tích năng lượng và hiệu quả thiết kế được đưa vào toàn bộ quy trình thiết kế bao gồm từ thiết kế ý tưởng, cho phép dự đoán chính xác hiệu quả thiết kế mang lại, được sao lưu bởi dữ liệu chi tiết. Điều này giúp loại bỏ khả năng chênh lệch giữa kết quả thiết kế mô phỏng và thực tế sử dụng.

Khi đã cam kết theo đuổi mục tiêu bền vững một cách mạnh mẽ lâu dài, các công ty lớn sẽ lựa chọn phần mềm mô phỏng thuộc hệ dành cho kỹ sư, giúp đảm bảo kết quả tính chính xác. Đặc biệt là các phần mềm được khuyến nghị bởi Bộ Năng lượng Hòa Kỳ cho phép sử dụng để chứng minh công trình đạt hiệu quả năng lượng cho mục đích giảm thuế của chương trình 179D như TAS, IES, EnergyPlus, OpenStudio, TRNSYS… Các phần mềm mô phỏng như vậy có thể hỗ trợ cả thiết kế kiến trúc lẫn cơ điện đáp ứng các yêu cầu ngày càng cao về hiệu quả năng lượng và giảm phát thải carbon của các nhà đầu tư quốc tế.

Mô phỏng năng lượng ngày càng trở thành một giai đoạn quan trọng trong quá trình thiết kế bền vững, cho phép mô hình hóa chi tiết công trình và phân tích chuyên sâu giúp đưa ra quyết định hiệu quả và chính xác hơn. Bằng cách kết hợp công nghệ này vào các yếu tố thiết kế thụ động và chủ động, cũng như sử dụng để phân tích tính khả thi của việc sử dụng năng lượng tái tạo cho một dự án, giúp nhà đầu tư ra quyết định dựa trên số liệu chính xác tại mọi giai đoạn thiết kế.

Cùng nhìn lại hai công trình lớn do công ty Foster + Partners áp dụng thành công mô phỏng năng lượng vào quá trình thiết kế bao gồm:

Samson Pavilion, Cleveland, Hoa Kỳ

Sự thay đổi nhiệt độ theo mùa của Cleveland, từ 35 ° C vào mùa hè đến -17 ° C vào mùa đông, có nghĩa là sự biến động nhiệt độ rất lớn, cho nên hiệu quả năng lượng của tòa nhà là đặc biệt quan trọng. Công nghệ mô phỏng năng lượng cho phép lập mô hình chi tiết giúp Foster + Partners vượt qua những thách thức khó khăn của dự án. Dự án được phân tích chi tiết khả năng tiết kiệm năng lượng, cũng như tối đa hóa tiện nghi nhiệt khi mà các không gian chức năng của công trình được thay đổi linh hoạt thích ứng với hoàn cảnh. Cách tiếp cận thiết kế như vậy rất thành công trong thực tế khi mà nhờ đó hệ thống điều hòa thông gió HVAC có thể đáp ứng các yêu cầu tiện nghi và tiêu chuẩn đặt ra với các không gian chức năng được thay đổi từ buổi lễ tốt nghiệp tới các buổi tranh luận hay trở thành một khu điều trị Covid tạm thời.

Ảnh: Mô hình BIM cơ sở cho việc mô phỏng và chứng minh tính hiệu quả của dự án dựa trên công trình đáp ứng tiêu chuẩn hiệu quả năng lượng của ASHRAE 90.1 và tiêu chuẩn về hiệu quả tiện nghi nhiệt ASHRAE 55

Dự án tháp văn phòng, Bắc Kinh

Nhóm kỹ sư môi trường cũng đã thiết kế một tòa tháp văn phòng mới cho khu vực trung tâm chính của Bắc Kinh. Mô phỏng năng lượng bằng phần mềm chuyên dụng đã được sử dụng để tối ưu thiết kế giảm năng lượng tiêu thụ tòa nhà, đáp ứng các mục tiêu giảm phát thải carbon của chính phủ Trung Quốc. Tòa nhà mong muốn tạo ra xu hướng các tòa nhà văn phòng phát thải ít carbon tại địa phương đồng thời đặc biệt chú trong đến vấn đề sức khỏe và tiện nghi cho người ở.

Mô hình mô phỏng chi tiết công trình

Để làm được điều này các phân tích sâu hệ thống điều hòa thông gió HVAC được thực hiện với modul  chuyên dụng ApacheHVAC của IES. Ứng dụng MacroFlo của IES và phần mềm mô phỏng CFD chuyên sâu đã  được ứng dụng để tính và tìm kiếm cơ hội nâng cao hiệu suất thông gió tự nhiên trong các khu vực chính của tòa nhà.

Hoa Kỳ: Cam kết Giảm phát thải Carbon 2030 với Công nghệ mô phỏng và sự hưởng ứng tham gia của hơn 1100 công ty lớn

Cùng lúc đó tại Mỹ đã có 1100 công ty tập đoàn kiến trúc xây dựng tham gia ký vào Cam kết giảm phát thải Carbon cho ngành xây dựng Hòa Kỳ AIA Commitment 2030. Trong đó có 5 bước đề ra bao gồm từ thiết lập mục tiêu Cường độ sử dụng năng lượng công trình (EUI) cho tới áp dụng Công nghệ mô phỏng năng lượng vào tất cả các bước thiết kế để kiểm tra hiệu quả năng lượng của các giải pháp thiết kế khác nhau lên công trình và giúp đạt mục tiêu EUI đề ra.

Công ty kiến trúc NBBJ có trụ sở văn phòng tại 12 thành phố lớn trên khắp thế giới là một trong những công ty đầu tiên ký Cam kết giảm phát thải Carbon 2030 của Hoa Kỳ. Cho tới nay NBBJ có gần 700.000 m2 sàn các dự án đáp ứng nhiệm vụ năm 2030 giảm 80% năng lượng tiêu thụ. Ngoài ra công ty có gần 460.000 m2 sàn các dự án theo đuổi mục tiêu cân bằng năng lượng không phát thải carbon trong giai đoạn thiết kế. Các dự án này đều được áp dụng công nghệ mô phỏng năng lượng đảm bảo đạt được mục tiêu hiệu quả năng lượng đề ra.

Công trình Bill & Melinda Gates Foundation do NBBJ tư vấn đạt được chứng chỉ LEED Plantinum cao hơn  mục tiêu Silver đề ra ban đầu, bởi phương châm “do the right thing”và áp dụng các giải pháp tốt nhất cho khách hàng thay vì chỉ tập trung vào cuộc đua đạt được điểm theo checklist

NBBJ cam kết sẽ giảm 50% phát thải carbon, tiêu thụ năng lượng vào năm 2030 và tiến tới công trình cân bằng năng lượng không phát thải carbon cho các dự án thiết kế của mình vào năm 2050.

Trong thập kỷ hành động vì khí hậu quan trọng này, chúng ta cần sử dụng tất cả các giải pháp sẵn có để thay đổi. Cam kết theo đuổi mục tiêu không phát thải carbon cho các dự án xây dựng vào năm 2050 của NBBJ là một minh chứng cho khả năng đổi mới sáng tạo vượt ngoài phương thức làm việc truyền thống để tạo ra kết quả tốt hơn nữa cho khách hàng của mình.

Việt Nam: đã dần khởi động nhưng bao giờ sẽ bắt kịp thế giới?

Mặc dù còn nhiều bỡ ngỡ khi tiếp xúc với các công nghệ hiện đại tiến bộ trên thế giới để giúp tối ưu thiết kế hiệu quả năng lượng bằng các phần mềm mô phỏng, Việt Nam đã có những nỗ lực và bước tiến đầu tiên tiếp cận gần hơn tới các mục tiêu hiệu quả năng lượng công trình. Cụ thế như các chuyên gia mô phỏng năng lượng đã cùng nhau thành lập Hiệp Hội mô phỏng năng lượng IBPSA-Vietnam, một chi nhánh chính thức của hiệp hội mô phỏng năng lượng quốc tế. Đây là diễn đàn đầu tiên tại Việt Nam chia sẻ các kiến thức chuyên sâu về mô phỏng năng lượng, với mục tiêu hỗ trợ tạo ra những công trình hiệu quả cao, hướng tới Zero Energy nhưng chi phí không tăng.

Các chương trình hội thảo chia sẻ về Công nghệ mô phỏng năng lượng công trình tại Việt Nam

Với bề dầy thực hiện thực hiện số hoá, mô phỏng vận hành toàn bộ 11 dự án trình diễn công trình tiết kiệm năng lượng (USAID, UNDP) bằng công nghệ mô phỏng năng lượng, tham gia đào tạo và biên soạn quy chuẩn quốc gia công trình hiệu quả năng lượng QCVN09: 2013 (IFC-World Bank), EDEEC đã được thành lập trên nền tảng này, thực hiện tư vấn tối ưu thiết kế công trình với công nghệ mô phỏng năng lượng. Là công ty tiên phong tại Việt Nam trong lĩnh vực này, EDEEC cung cấp dịch vụ kỹ thuật chuyên sâu áp dụng công nghệ mới để tối ưu phân bổ chi phí vào các thành phần công trình, đạt công trình tiết kiệm năng lượng không tăng chi phí đầu tư.

Thông tin chi tiết dịch vụ tối ưu hóa thiết kế với công nghệ mô phỏng năng lượng tại đây