ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT  BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG GIẢI PHÁP THIẾT KẾ QUY HOẠCH VÀ KIẾN TRÚC HƯỚNG ĐẾN HIỆU QUẢ THƠNG GIĨ TỰ NHIÊN CHO LOẠI HÌNH KIẾN TRÚC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG MÃ SỐ: T2021 - 06 - 27 Chủ nhiệm đề tài: TS KTS Phan Tiến Vinh Đà Nẵng, 11/2022 BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG GIẢI PHÁP THIẾT KẾ QUY HOẠCH VÀ KIẾN TRÚC HƯỚNG ĐẾN HIỆU QUẢ THƠNG GIĨ TỰ NHIÊN CHO LOẠI HÌNH KIẾN TRÚC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG MÃ SỐ: T2021 - 06 - 27 Xác nhận quan chủ trì đề tài Chủ nhiệm đề tài TS KTS Phan Tiến Vinh i DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU: STT Họ tên Đơn vị công tác Chức danh, học vị Phan Tiến Vinh Khoa KT Xây dựng, Trường Đại GVC TS KTS học Sư phạm Kỹ thuật, ĐHĐN Võ Thị Vỹ Phương Khoa KT Xây dựng, Trường Đại GVC ThS KTS học Sư phạm Kỹ thuật, ĐHĐN Lưu Thiên Hương Khoa KT Xây dựng, Trường Đại GV TS KTS học Sư phạm Kỹ thuật, ĐHĐN ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH: STT Tên đơn vị phối hợp Địa Ghi MỤC LỤC Trang bìa - Phụ bìa DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH i MỤC LỤC ii DANH MỤC HÌNH VẼ v DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC VIẾT TẮT viii THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ix PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC ĐỀ TÀI Ở TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 1.2 TÍNH CẤP THIẾT 1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.4 CÁCH TIẾP CẬN 1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.6 ĐỐI TƯỢNG 1.7 PHẠM VI NGHIÊN CỨU .3 1.8 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.9 BỐ CỤC CỦA BÁO CÁO TỔNG KẾT CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ XU THẾ PHÁT TRIỂN CỦA KIẾN TRÚC BỀN VỮNG VÀ THƠNG GIĨ TỰ NHIÊN TRONG CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ TẠI ĐÀ NẴNG .5 1.1 Xu hướng phát triển Kiến trúc bền vững giới Việt Nam .5 1.1.1 Kiến trúc bền vững 1.1.2 Xu hướng phát triển kiến trúc bền vững giới 1.1.3 Xu hướng phát triển kiến trúc bền vững Việt Nam .7 1.2 Thơng gió tự nhiên cơng trình .9 1.2.1 Thơng gió cơng trình 1.2.2 Thông gió tự nhiên cơng trình 11 1.3 Trường trung học sở 13 1.3.1 Khái niệm 13 1.4 Tổng quan đầu tư, thiết kế xây dựng tổ chức thông gió trường trung học sở Đà Nẵng 14 Chương II: CÁC CƠ SỞ KHOA HỌC CHO THIẾT KẾ NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ TGTN CHO LOẠI HÌNH KIẾN TRÚC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 16 2.1 Cơ sở lý luận 16 2.1.1 Một số mơ hình tính tốn (nghiên cứu) thơng gió tự nhiên phổ biến 16 2.1.2 Phân tích khí hậu thiết kế kiến trúc trường trung học sở 21 2.1.3 Tổng quan số giải pháp thiết kế kiến trúc giải pháp kỹ thuật nhằm khai thác hiệu thơng gió tự nhiên cho cơng trình 22 2.1.4 Sử dụng phương pháp Computational Fluid Dynamics nghiên cứu thơng gió tự nhiên 23 2.2 Cơ sở thực tiễn 25 2.2.1 Vị trí địa lý đặc điểm khí hậu thành phố Đà Nẵng 25 2.2.2 Tiềm khai thác thơng gió tự nhiên cho loại hình cơng trình kiến trúc Đà Nẵng 27 2.2.3 Thực trạng xây dựng cơng trình Trường trung học sở Đà Nẵng 29 2.3 Cơ sở pháp lý 32 Chương III: ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP THIẾT KẾ QUY HOẠCH VÀ KIẾN TRÚC NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ TGTN CHO LOẠI HÌNH KIẾN TRÚC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 34 3.1 Chiến lược thơng gió tự nhiên cho cơng trình kiến trúc trường trung học sở thành phố Đà Nẵng 34 3.1.1 Các chiến lược thơng gió làm mát 34 3.1.2 Cơ sở đề xuất chiến lược thơng gió cho cơng trình kiến trúc trường trung học sở thành phố Đà Nẵng .34 3.1.3 Đề xuất chiến lược thiết kế TG cho trường THCS Đà Nẵng .35 3.2 Một số giải pháp thiết kế quy hoạch trường trung học sở hướng đến hiệu thơng gió tự nhiên cho cơng trình 36 3.2.1 Lựa chọn hướng gió đến tối ưu cho hiệu thơng gió tự nhiên 36 3.2.2 Chọn hướng cho khối lớp học 36 3.2.3 Xác định vùng gió quẩn sau khối nhà 38 3.2.4 Một số nguyên tắc chung thiết kế TMB trường trung học sở 38 3.2.5 Một số giải pháp tăng cường hiệu thông gió tự nhiên tổng mặt 38 3.3 Một số giải pháp thiết kế kiến trúc trường trung học sở 40 3.3.1 Thiết kế mặt 40 3.3.2 Mặt cắt 40 3.3.3 Cửa cửa sổ .41 3.3.4 Lancan hành lang 42 3.3.5 Thiết kế lam ô văng mặt đứng 42 3.3.6 Kết hợp thơng gió tự nhiên với sử dụng thiết bị làm mát có mức tiêu hao lượng thấp nhằm tiết kiệm lượng, hướng đến phát triển bền vững cho cơng trình trường trung học sở 43 3.4 Sử dụng AutoDesk CFD thiết kế thơng gió cho cơng trình trường trung học sở 44 3.4.1 Giới thiệu phần mềm AutoDesk CFD 44 3.4.2 Đánh giá độ tin cậy phần mềm AutoDesk CFD .45 3.4.3 Sử dụng phần mềm AutoDesk CFD trình thiết kế trường trung học sở hướng đến khai thác hiệu thơng gió tự nhiên cho cơng trình .50 KẾT LUẬN .51 KIẾN NGHỊ 54 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 BẢN PHOTO THUYẾT MINH ĐỀ TÀI ĐÃ ĐƯỢC PHÊ DUYỆT 60 BẢN PHOTO HỢP ĐỒNG TRIỂN KHAI THỰC HIỆN 61 MINH CHỨNG CÁC SẢN PHẨM CỦA ĐỀ TÀI 62 v STT Tên hình DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Nội dung Hình 1.2 Khái niệm KTBV Brian Edwards The Crystal (Anh); Đại học cơng nghệ Nanyang 12 Hình 1.3 (Singapore) Sự biến thiên vận tốc gió theo chiều cao dạng 12 Hình 1.4 địa hình 13 Hình 1.5 Đặc điểm luồng gió thổi đến cơng trình 14 Hình 1.6 Các hình thức thơng gió tự nhiên Phương án thiết kế Trường THCS Trưng Vương (thành 15 Hình 1.7 phố Đà Nẵng) 27 Hình 2.1 Trường THCS thành phố Đà Nẵng Tần suất trung bình gió theo hướng tháng 27 Hình 2.2 Đà Nẵng Tần suất trung bình vận tốc trung bình gió theo 28 10 Hình 2.3 hướng tháng Đà Nẵng 37 11 Hình 3.1 Biểu đồ tiện nghi sinh khí hậu Đà Nẵng theo tháng Bức xạ mặt trời (W/m2/ngày) mặt đứng hướng 40 12 Hình 3.2 Đà Nẵng Các hình thức bố cục mặt khối chức 41 13 Hình 3.3 Trường THCS Trường gió mặt cắt phịng trường hợp mở 42 14 Hình 3.4 khoảng trống đón khơng khí là: cửa sổ, cửa đi, 44 15 Hình 3.5 đỉnh tường chân tường 45 16 Hình 3.6 Minh họa giải pháp tạo cánh đón gió 45 17 Hình 3.7 Biểu tượng giao diện phần mềm Autodesk CFD 47 18 Hình 3.8 Kích thước mơ hình dùng thí nghiệm Vị trí lấy kết thí nghiệm 47 19 Hình 3.9 Kết trường gió mơ AutoDesk CFD 2017 Trường gió mặt cắt mơ hình thí nghiệm ống khí động mơ phần mềm AutoDesk CFD 2017 20 Hình 3.10 Kết vận tốc gió điểm khảo sát thí nghiệm 48 ống khí động [25] mơ phần mềm AutoDesk CFD 2017 21 Hình 11 Kết độ chênh giá trị vận tốc Δv (m/s)v (m/s) 49 22 Hình 12 Quy trình thiết kế trường THCS có kết hợp với phần mềm 50 AutoDesk CFD DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng Nội dung Trang STT Bảng 2.1 Số liệu số tiện nghi theo tháng năm Đà Nẵng 29 Bảng 2.2 Danh sách Trường THCS theo quận thành phố 29 Đà Nẵng Biên độ ngày nhiệt độ khơng khí trung bình tháng 34 năm (°C) thành phố Đà Nẵng Bảng 3.1 Độ ẩm tương đối khơng khí trung bình tháng năm 35 (%) thành phố Đà Nẵng Bảng 3.2 DANH MỤC VIẾT TẮT - TGTN : Thơng gió tự nhiên - KTBV : Kiến trúc bền vững - THCS : Trung học sở - CFD : Computational Fluid Dynamics - TG : Thơng gió - TMB : Tổng mặt