Tỉ lệ kính trên tường hợp lý theo tiêu chí thiết kế hiệu quả năng lượng

Quy chuẩn 09:2017 có đề cập tới khái niệm tỷ lệ kính trên tường, viết tắt là WWR, chỉ số này quan trọng trong thiết kế, vì từ đây sẽ tính ra được loại kính tối thiểu phải đáp ứng cho công trình. Vậy WWR là gì. Mời bạn đọc tham khảo sự ảnh hưởng của WWR lên công trình, theo nội dung từ Autodesk.

“Ô cửa” ở trong bài viết này đề cập đến bất cứ nguồn ánh sáng tự nhiên nào, gồm có cửa sổ, giếng trời, các lỗ mở và bất cứ bề mặt trong suốt hoặc mờ khác.

Cách bố trí và diện tích ô cửa rất quan trọng bởi vì việc sử dụng khéo léo cửa sổ và giếng trời có thể mang lại tiện nghi nhiệt và chiếu sáng cho người ở, đồng thời giúp tiết kiệm năng lượng và chi phí điện năng công trình. Đây cũng có thể được coi là một giải pháp xanh với chi phí 0 đồng nếu được quan tâm tối ưu kiểm soát hiệu quả thiết kế từ những giai đoạn đầu của dự án.

Bài viết dưới đây sẽ đề cập tới tỉ lệ diện tích ô cửa, là một trong các yếu tố cần quan tâm bên cạnh bố trí vị trí ô cửa

Đối với cửa trên tường – Chiếu sáng mặt bên

Ô cửa lớn hơn không hẳn là tốt hơn. Chúng có thể gây ra tổn thất nhiệt hay hấp thu nhiệt quá lớn hoặc quá sáng và chói. Và nhiều kính hơn thì cũng đắt hơn so với xây tường.

Lưa chọn kích thước ô cửa hợp lý (“kích thước hợp lý”) là yếu tố quyết định. Một trong những thước đo ô cửa là tỉ số Cửa sổ và Tường Window-To-Wall Ratio (WWR):

Trong đó, “diện tích thực của kính” chỉ tính phần trong suốt của cửa sổ, không tính song cửa hay khung cửa (thường thì diện tích thực của kính chiếm khoảng 80% tổng diện tích cửa sổ), và “tổng diện tích tường” tính theo chiều cao tường mặt ngoài.

Một nguyên tắc chung cho thấy rõ tỉ số cửa sổ và tường nên thấp hơn hoặc bằng 40% để bảo đảm cách nhiệt cho vùng khí hậu lạnh, mặc dù ngày càng có nhiều cửa sổ cải tiến có giá trị R lớn hơn (R: chỉ số thể hiện sự cản trở việc truyền nhiệt, R cao thì U=1/R cũng hơn thấp hơn, U là hệ số truyền nhiệt)

Ở những vùng khí hậu ấm, tỉ số lớn hơn vẫn chấp nhận được ngay cả khi cửa sổ không được cách nhiệt tốt, miễn là cửa sổ được che chắn tốt để tránh nhiệt bức xạ và tán xạ mặt trời, hoặc giảm hệ số SHGC của kính tới mức thấp nhất có thể (tham khảo về  SHGC:

 https://edeec.com/chi-so-shgc-cac-ten-goi-tren-catalog-nha-san-xuat/ 

Một thước đo khác cần được chú ý nhằm lựa chọn kính phù hợp từ cửa sổ bên là tỉ số cửa sổ và sàn (WFR).

Nguyên tắc tính ngưỡng chiếu sáng theo mặt đứng đó là tỉ số cửa sổ và sàn, nhân cho hệ số truyền ánh sáng thấy được (VLT hay Tvis) của cửa sổ, vì thế:   

0.15 < VLT x WFR < 0.18

Với cửa sổ trên mái – Chiếu sáng trần

 Lấy sáng qua ô cửa trần mang lại nhiều ánh sáng hơn so với chiếu sáng qua ô cửa mặt bên, do đó cần ít diện tích hơn. Tương tự với tỉ số diện tích cửa sổ – tường, ở đây sử dụng tỉ số diện tích giếng trời – mái (SRR), là tỷ lệ diện tích thực của kính chia cho tổng diện tích mái. Nguyên tắc chung đó là SRR phải nằm trong khoảng 3% – 6%. Giếng trời dưới dạng vòm nhô lên sẽ đòi hỏi tỉ số SRR thấp hơn nhiều so với giếng trời truyền thống, chỉ xấp xỉ 1% – 2%.

Có thể dùng công thức đơn giản sau dể tính một giếng trời hình chữ nhật:

Diện tích của một giếng trời = (Chiều cao sàn đến trần x 1.5)² x SRR

Để lựa chọn kích thước phù hợp, trước tiên lấy SRR bằng 5% và hiệu chỉnh dựa vào khí hậu và công năng công trình. Ví dụ với trần cao 3.6m và tỉ số giếng trời và mái là 5%, kích thước phù hợp của giếng trời sẽ xấp xỉ: (3.6 x 1.5)² x 5% = 1.5 m2.  Do đó, nên sử dụng giếng trời kích thước 1.2×1.2 hay 2.4×0.6 để phân bố ánh sáng tốt.

Lấy sáng trên mái nhờ Tubular Skylight, chỉ số SRR xấp chỉ 1-2%

Cửa lấy sáng trên mái, chỉ số SRR từ 3-6%

Diện tích ô cửa không phải là yếu tố quyết định duy nhất, kích thước ô cửa phù hợp còn phụ thuộc vào vị trí cửa trong công trình, hướng của công trình và những đặc tính của kính. Mời các bạn theo dõi chủ đề này trong các bài tiếp theo.