Giải pháp tiết kiệm điện năng nào hiệu quả cho nhà ống
Thứ tư, 02/01/2013 - 10:23
Theo nhiều nghiên cứu, kiến trúc nhà ống ở Việt Nam hầu hết đều xem xét đến các giải pháp thụ động về cải thiện mức độ tiện nghi nhiệt, với giả định công trình được thông gió tự nhiên.
Trong những năm qua, doanh số thiết bị điều hòa không khí ở Việt Nam tăng trung bình 30% và có xu hướng còn tăng cao. Đối mặt với nó là chi phí tăng do việc tiêu thụ điện và áp lực lên cơ sở hạ tầng sản xuất điện năng. Để tiết kiệm chi phí điện năng, người ta thường sử dụng nhiều biện pháp như thông gió tự nhiên, che nắng, kính cách nhiệt… Tuy nhiên, phương pháp nào mang lại hiệu quả cao nhất thì không phải ai cũng biết rõ.
Theo nhiều nghiên cứu, kiến trúc nhà ống ở Việt Nam hầu hết đều xem xét đến các giải pháp thụ động về cải thiện mức độ tiện nghi nhiệt, với giả định công trình được thông gió tự nhiên. Tuy nhiên, nhiệt độ cao do hiệu ứng đảo nhiệt đô thị và biến đổi khí hậu sẽ khiến việc đảm bảo mức độ tiện nghi chỉ bằng giải pháp thông thoáng tự nhiên ngày càng khó khăn hơn. Vì vậy, việc sử dụng điều hòa không khí có thể sẽ ngày càng tăng. Để giảm căng thẳng giữa mức sử dụng điều hòa không khí dự kiến tăng và giá điện ngày một tăng, thì đâu là giải pháp tốt nhất để bảo toàn năng lượng nhằm giảm mức tiêu thụ điện dùng cho điều hòa không khí nhà ở?
Theo nghiên cứu của Patrick Bivona về Giảm mức tiêu thụ điện dùng cho điều hòa không khí trong công trình ở vùng khí hậu nhiệt đới: Khảo cứu trường hợp nhà ống ở TP Hồ Chí Minh, tác giả đã đưa ra các biện pháp bảo toàn năng lượng dựa trên các giải pháp thiết kế kiến trúc được đánh giá bằng phần mềm mô phỏng nhiệt động lực IES VE và phân tích kinh kế dựa trên phương pháp Giá trị hiện tại. Trong nghiên cứu này, các nhà ống đều áp dụng một hay nhiều biện pháp tiết kiệm năng lượng như: sử dụng vật liệu cách nhiệt là tấm xốp polystyrene dày 100mm cho tường bao ngoài và 50mm cho tường ngăn và sàn/trần; tường mặt ngoài công trình sử dụng 2 hay 4 lớp gạch thường, thay vì 1 lớp gạch lỗ theo cách thông thường ở TP HCM để tăng độ phân tán nhiệt; Kéo dài mái hiên hay ban công hay hiên có mành che; cửa có gioăng đệm kín khí, cách nhiệt bằng kính 2 lớp; hay che nắng bằng cửa chớp…
Kết quả cho thấy, nhà ống trước khi áp dụng các giải pháp bảo toàn năng lượng có mức tải làm mát khoảng 10 MWh/năm, trong đó mức tải cao nhất là hướng Đông (11,61 MWh/năm) và Tây, hướng Nam thấp hơn một chút và hướng Bắc có tải làm mát thấp nhất (10,64 MWh/năm) do hứng ít bức xạ mặt trời trực tiếp.
Các giải pháp sử dụng kết cấu che nắng và cách nhiệt bên trong được đánh giá là cho mức giảm tải làm mát hàng năm cao nhất, khoảng từ hơn 8-11% tùy theo hướng nhà. Điều này đặc biệt đúng đối với những giải pháp sử dụng cửa chớp cửa sổ, trong phạm vi vùng đệm nhiệt hay trực tiếp trên cửa kính, với mức giảm cao nhất lên tới 11,6%. Tuy nhiên, phần lớn các giải pháp sử dụng kết cấu che nắng cho kết quả thấp hơn đối với nhà ống có mặt ở hướng Bắc. Đặc biệt, cả hai trường hợp kiểm nghiệm cách nhiệt mặt ngoài và tăng độ phân giải nhiệt cho thấy mức tăng nhỏ về tải làm mát hàng năm khoảng 1,5% ở các hướng. Tác động xấu của giải pháp cách nhiệt có thể tăng tải làm mát công trình (gây hiệu ứng “phản cách nhiệt”), còn giải pháp kính 2 lớp hiện còn quá đắt so với lợi ích thu được từ tiết kiệm điện năng.
Qua kết quả nghiên cứu của Patrick Bivona cho thấy, trong điều kiện khí hậu ở TP HCM, phải cân nhắc chọn hướng mặt tiền công trình theo các giải pháp bảo toàn năng lượng để giảm mức tiêu thụ dùng cho điều hòa không khí của nhà ống. Kết quả cũng khẳng định ưn thế của kết cấu che nắng ở hướng Tây và Nam, và biện pháp cách nhiệt tường trong và sàn phù hợp với các hướng Đông và Bắc.
Biện pháp tiết kiệm được nhiều điện nhất sau 15 năm hoạt động (căn cứ trên dự toán chi phí triển khai giải pháp và thời gian hoàn vốn), giải pháp có lợi nhất về kinh tế không phải là một giải pháp thiết kế kiến trúc mà là sử dụng các thiết bị điều hòa không khí hiệu suất cao. Tuy đây không phải là giải pháp có chi phí thấp nhất, nhưng hiện đang là giải pháp cho mức tiết kiệm cao nhất sau 15 năm và thời gian hoàn vốn là 6 năm – một khoảng thời gian khá hơp lý. Còn nếu chỉ tính các giải pháp thiết kế kiến trúc thì tổng số tiền tiết kiệm được sau 15 năm là khá nhỏ, chưa đầy 11 triệu đồng. Hầu hết những giải pháp sử dụng kết cấu che nắng và cách nhiệt trong ngôi nhà đều là những giải pháp hấp dẫn nhất, với thời gian hoàn vốn 10 năm và tiết kiệm được hơn 5 triệu đồng. Đặc biệt, cửa sổ, cửa ra vào có kính hai lớp có thời gian hoàn vốn lâu tới 53 năm và mức tiết kiệm âm trong vòng 15 năm, do chi phí rất cao.
Thúy Hằng