Sử dụng vật liệu phù hợp với khí hậu nhiệt đới trong cải tạo nhà chung cư nhiều tầng ở Hà Nội

Thứ ba, 28/11/2006 00:00
Từ viết tắt Xem với cỡ chữ
Trong hệ thống nghiên cứu khoa học về nhà ở, nghiên cứu cải tạo nâng cấp nhà ở, căn hộ đã xây dựng và đang sử dụng là một vấn đề hết sức quan trọng và cấp thiết do bộ phận nhà ở này đang tồn tại, đang là nơi cư trú của một cộng đồng dân cư với những đặc trưng phức tạp về lối sống, phong tục tập quán, điều kiện kinh tế xã hội, nghề nghiệp.
Các khu nhà ở chung cư cũ là một bộ phận quan trọng trọng quá trình phát triển nhà ở trên phương diện quan điểm thiết kế, số lượng và công nghệ xây dựng tại các đô thị miền Bắc Việt Nam trong giai đoạn 1960 - 1986. Dưới tác động những biến đổi mọi mặt của kinh tế xã hội, do yếu kém và bất cập về quản lý, không được xây dựng và hoàn thiện đồng bộ, không được sửa chữa, duy tu bảo dưỡng thường xuyên, các khu nhà chung cư đang xuống cấp tổng thể về quy hoạch, kiến trúc, kết cấu, hạ tầng kỹ thuật... trong một số trường hợp thiếu an toàn cho sử dụng, không đáp ứng được những nhu cầu của cuộc sống hiện đại luôn biến đổi đi lên.
Vấn đề cải tạo nhà chugng cư cũ cao tầng đã được một số tác giả đề cập ở những mức độ khác nhau, nhưng nhìn chung, các quan điểm và giải pháp mới chỉ giải quyết ở mức độ chung về quy hoạch, kiến trúc, chỉ đề cập chủ yếu tới vấn đề diện tích ở đơn thuần, chưa đề cập các yếu tố về vi khí hậu căn hộ và nhà ở cho nên chất lượng môi trường ở không được cải thiện đồng bộ. Các căn hộ sau cải tạo mới chỉ được tăng diện tích sàn đơn thuần, việc thiết kế cải tạo chi tiết cho từng căn hộ chưa được thực hiện. Đặc biệt là vấn đề sử dụng vật liệu xây dựng phù hợp với điều kiện khí hậu nhiệt đới Việt Nam để nâng cao chất lượng môi trường ở chưa được chú trọng. Trong nhiều trường hợp, những giải pháp sử dụng vật liệu và bộ phận cấu tạo kiến trúc có hiệu quả đã được nghiên cứu chưa được áp dụng vào thực tế.
Tiện nghi môi trường ở chung cư bao gồm nhiều mặt, cả về mặt kinh tế xã hội, giao tiếp, cảnh quan, thẩm mỹ môi trường và tiện nghi vi khí hậu bên trong căn hộ. Giải pháp cải thiện điều kiện tiện nghi vi khí hậu căn hộ chung cư trong cải tạo là một hệ thống logic các giải pháp thành phần về quy hoạch, cảnh quan kiến trúc, cải thiện hệ thống hạ tầng kỹ thuật, hoàn thiện bố cục chức năng mặt bằng nhà và căn hộ cũng như các giải pháp về cấu tạo các bộ phận chức năng của khối nhà. Giải pháp cải tạo về vi khí hậu có hiệu quả là phải kết hợp chặt chẽ và lô gic với nâng cấp chất lượng thẩm mỹ khối nhà.
Khí hậu miền Bắc Việt Nam có sự phân hoá theo mùa rõ rệt, trong một năm có hai mùa, mùa nóng từ đầu tháng 5 tới cuối tháng 9, mùa lạnh từ tháng 11 đến hết tháng 3, còn tháng 4 và tháng 10 là những tháng chuyển tiếp. Đây là vùng thuộc miền khí hậu nhiệt đới, rất phong phú về nhiệt bức xạ mặt trời, đồng thời chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Nam từ vịnh Bắc Bộ thổi vào và gió mùa Tây Nam từ Ấn Độ Dương thổi sang. Các hướng gió này nói chung trùng với hướng núi nên xâm nhập dẽ dàng vào toàn bộ lãnh thổ nước ta, vì vậy ảnh hưởng tới đặc điểm khí hậu mùa nóng ở miền Bắc.
- Chế độ nhiệt ổn điịnh hơn so với mùa lạnh và sự phân hoá giữa các vùng ít rõ rệt
- Có lượng nhiệt rất phong phú
- Độ ẩm không khí trong mùa nóng rất lớn và lượng mưa ở các địa phương đều rất dồi dào.
Về mùa lạnh, cũng có những đặc điểm riêng:
- Lạnh hơn nhiều so với các vùng nhiệt đới khác
- Về mùa lạnh, miền Bắc có độ ẩm tương đối cao, độ ẩm càng cao hơn vào nửa cuối của mùa lạnh
- Có tính biến động mạnh và có sự khác biệt về khí hậu giữa các địa phương rất rõ rệt.
Các chiến lược và giải pháp chung về sinh khí hậu kiến trúc là nền tảng cơ bản cho những giải pháp thiết kế cụ thể để cải thiện điều kiện vi khí hậu nhà chung cư trong các giải pháp cải tạo không gian nhà chung cư khác nhau. Một số chiến lược quan trọng cần chú trọng trong điều kiện khí hậu nhiệt đới ở miền Bắc nước ta là:
- Cách nhiệt cho kết cấu: Sử dụng vật liệu và cấu tạo để nâng cao nhiệt trở của kết cấu, giảm dòng nhiệt truyền qua kết cấu, duy trì nhiệt độ bên trong công trình nằm trong một giới hạn mong muốn, áp dụng cho cả mùa nóng và mùa lạnh.
- Giảm thiểu nhận nhiệt mặt trời: Bức xạ mặt trời chiếu lên kết cấu và nung nóng chúng và truyền nhiệt vào phòng hoặc trực tiếp qua cửa sổ có hoặc không có kính vào phòng nung nóng phòng, áp dụng trong mùa nóng với việc sử dụng các kỹ thuật che nắng, tạo bóng, phản xạ...
Để giảm bớt tác dụng nhiệt của bức xạ mặt trời có thể đi theo ba hướng:
1/ Ngăn chặn tia bức xạ mặt trời trực tiếp;
2/ Tăng cường khả năng phản xạ của vật liệu bề mặt
3/ Xác định hợp lý tỷ lệ diện tích cửa sổ và tường cũng như hướng cửa sổ.
- Tăng cường bức xạ làm mát: Sử dụng sự bức xạ nhiệt vào bầu trời, đặc biệt là bầu trời đêm để làm mát kết cấu công trình, bề mặt sân, sân trong. Trong điều kiện khí hậu nóng ẩm không thuận lợi cho bức xạ nhiệt, cần nghiên cứu sử dụng vật liệu bề mặt có khả năng bức xạ cao, hoặc biện pháp cấu tạo chi tiết để nâng cao tốc dộ và khả năng bức xạ nhiệt làm mát.
- Chống đọng sương trên bề mặt kết cấu trong nhà; áp dụng các biện pháp cấu tạo, vật liệu hoặc thiết bị.
Trong đó, cần chú trọng tới các giải pháp cải thiện vi khí hậu bằng phương pháp tự nhiên và tiết kiệm năng lượng.
Giải pháp hợp lý cho cải thiện điều kiện vi khí hậu căn hộ chung cư trong cải tạo phải đảm bảo sự hài hoà giữa các yếu tố vật thể, kinh tế và xã hội. Giải pháp cải tạo về vi khí hậu có hiệu quả là phải kết hợp chặt chẽ và logic với nâng cấp chất lượng thẩm mỹ khối nhà, như cần kết hợp sử dụng các kết cấu che nắng để giảm bức xạ mặt trời trực tiếp vào phòng ở với tạo hình tượng kiến trúc thoáng nhẹ, tạo độ sâu cho mặt nhà để cải thiện hình thức kiến trúc đơn giản cũ.
Trong cải tạo nhà chung cư cũ, sử dụng vật liệu phù hợp và hiệu quả là một vấn đề quan trọng. Vật liệu sử dụng trong cải tạo nhà ở chung cư nói chung, về nguyên tắc phải phù hợp với điều kiện khí hậu khu vực và những điều kiện về kinh tế kỹ thuật khác. Ngoài ra có những yêu cầu riêng:
- Phù hợp với việc sử dụng ở mức độ không lớn, tận dụng các loại vật liệu địa phương, giá thành hạ.
- Phù hợp với các vật liệu xây dựng của hiện trạng công trình
- Đáp ứng những yêu cầu của kinh tế kỹ thuật, thẩm mỹ hiện đại cũng như giữ gìn được bản sắc văn hoá nghệ thuật dân tộc.
Vật liệu sử dụng trong cải tạo nhà chung cư bao gồm một số nhóm khác nhau:
- Những vật liệu phục vụ sửa chữa và nâng cấp các kết cấu cưo bản như: sửa chữa kết cấu cột, sàn, tường, vật liệu phục vụ xây ốp, nâng tầng...đây là những vật liệu chung trong xây dựng.
- Những vật liệu phục vụ nâng cấp chất lượng vi khí hậu ở môi trường ở: chống thấm, cách nhiệt.
- Những vật liệu phục vụ hoàn thiện nội ngoại thất. Các loại vật liệu ốp lát khu phục vụ, tường, mặt ngoài nhà...
Nhìn chung, phần lớn vật liệu có thể kết hợp hai hoặc nhiều chức năng khác nhau, như vật liệu cho kết cấu, chịu lực cũng đồng thời có khả năng cách nhiệt, chống thấm... hoặc vật liệu ốp lát cũng đồng thời tăng khả năng chống thấm và góp phần nâng cao chất lượng thẩm mỹ của công trình.
Giải pháp sử dụng vật liệu xây dựng cần kết hợp chặt chẽ với các giải pháp về quy hoạch, cải tạo cục bộ không gian kiến trúc, các giải pháp về kỹ thuật. Trong nhiều trường hợp, những giải pháp trên đã giải quyết được rất nhiều trong việc cải thiện điều kiện tiện nghi vi khí hậu, do đó giải pháp vật liệu chỉ hoàn thiện những phần còn lại. Thí dụ như sử dụng dàn che nắng dàn thanh bê tông hoặc dàn cây làm giảm lượng bức xạ mặt trởi lên trần nhà, do đó cấu tạo và vật liệu sử dụng cách nhiệt cho tường nhà không đòi hỏi cấu trúc, kích thước và chất lượng cao, đồng thời cũng cải thiện được cả chất lượng thẩm mỹ của công trình.
Một số vấn đề sử dụng vật liệu và giải pháp cấu tạo của những mục tiêu cụ thể như sau:
- Giảm bức xạ nhiệt lên tường nhà giải pháp quy hoạch
+ Cải tạo sân vườn, chống bê tông hoá đồng loạt, lát sân bằng vật liệu hấp thụ nhiệt có mẫu sẫm gạch lá dừa..., tăng cường trồng cỏ, thảm cây.
+ Sử dụng cửa sổ có lớp kính phản quang hoặc phản xạ nhiệt
- Tăng hiệu quả cách nhiệt
Hệ thống vỏ kép là chiến lược sử dụng khối nhiệt làm mát, sử dụng cho khí hậu nóng cho các bộ phận tiếp nhận nhiều ánh sáng mặt trời nhất, đó là mái và tường phía đông và tây. Lớp phụ trợ phía ngoài che nắng cho lớp tường, mái phía trong, trong khi thông gió trong phần rỗng giữa các lớp rút bớt phần nhiệt dư thâm nhập qua lớp ngoài.
Hiệu quả của khoảng trống trong tường kép khi làm hạ nhiệt bức xạ mặt trời là một hàm số của sự hấp thụ nhiệt của lớp ngoài, sự lan truyền của khoảng trống và mức độ thông gió của nó. Một hệ thống lý tưởng có lớp ngoài có bề mặt phản xạ cao, hấp thụ nhỏ và bề mặt bên trong toả nhiệt thấp. Do nhiệt sinh ra bên trong khoảng trống khi nhiệt độ lớp ngoài tăng, điều quan trọng là cần tăng tối đa khả năng thông gió của khoảng trống.

Cách nhiệt cho tường nhà

- Xây ốp trực tiếp bằng gạch rỗng nhiều lỗ, có đệm lớp vật liệu cách nhiệt bên ngoài tường cũ, kết hợp cải tạo mặt đứng và hoàn thiện bề mặt vật liệu ốp như gạch giếng đáy, gạch gốm, sơn và chống rêu mốc. Giải pháp này làm tăng hiều sâu của lỗ cửa, tạo cảm giác vững chắc và an toàn cho ngôi nhà, đồng thời chống thấm cho tường.
- Xây ốp mặt đứng thứ hai bên ngoài mặt đứng cũ kết hợp cấy ban công và lô gia cho các phòng ở, cải thiện điều kiện cách nhiệt, che nắng, tăng diện tích phụ trợ và cải tạo mặt đứng khối nhà. Chiều rộng ban công, lô gia cấy thêm khoảng 0,9 - 1,2 m.
- Xây ốp mở rộng diện tích cho khối nhà ra khoảng 2,4 - 4,2 m, tăng chiều dày khối nhà kết hợp chuyển khu phục vụ ra phía sau. Phần xây ốp có tác dụng tăng diện tích sử dụng cho căn hộ, cải thiện mặt đứng, cải thiện điều kiện cách nhiệt cho các phòng ở bên trong.

Sử dụng vật liệu cách nhiệt
Sử dụng vật liệu cách nhiệt là các tấm polistiron hoặc poliuretan sản xuất trong nước theo phương pháp chế tạo hàng loạt và lắp ráp được. Sử dụng nhiều loại vật liệu cách nhiệt khác sản xuất trong nước như gốm bọt, vật liệu polime vô cơ havali để sản xuất các tấm ốp cách nhiệt với giá thành không cao.

Tăng hiệu quả cách nhiệt cho mái nhà

- Thay thế hoặc bổ sung lớp cách nhiệt mái bằng vật liệu hiệu quả hơn như dùng bê tông nhẹ, bê tông bọt, xốp, tăng bề dày lớp cách nhiệt mái.
- Bổ sung thêm lớp mái phụ, tạo hầm mái cho mái bằng, tăng chiều cao hầm mái bằng cách nâng tấm che mái dốc cũ.
- Tạo hệ thống mái dốc trên mái bằng cũ kết hợp cải thiện hình thức khối nhà
- Sử dụng dàn cây bê tông cốt thép trên mái, kết hợp xây thêm phòng sinh hoạt công cộng chung, dịch vụ trên mái.
Một số mẫu mái cụ thể có thể áp dụng là:
- Mái được cách nhiệt bằng Polystirol, cách nước bằng 2 lớp gạch lá nem và 2 lớp sơn bitum cao su.
- Mái được cách nhiệt bằng gạch gốm xốp, cách nước bằng sơn bi tum cao su, vữa xi măng cát vàng và một số lớp gạch lá nem.
- Mái được cách nhiệt bằng nhiều lớp không khí lưu thông, gạch gốm xốp cách nhiệt, cách gốm bằng sơn bitum cao su, vữa xi măng cát vàng.

Tăng hiệu quả nhiệt cho cửa sổ

- Cấy thêm hoặc tăng chiều rộng ô văng, sử dụng đa dạng các kết cấu che nắng
- Sử dụng cửa sổ kính trong chớp ngoài - đây là giải pháp kính điển hình cho nhà ở vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, sử dụng cửa kính 2 lớp, lớp ngoài có thể phản quang hoặc cản nhiệt.
- Sử dụng rèm, mảnh vải chớp dọc, mành kim loại chớp ngang ở phía trong để hạn chế bức xạ nhiệt ở phòng ở.

Sử dụng các kết cấu sàn chống nồm

Nước ta là nước thường xuyên có độ ẩm không khí cao trong cả mùa đông và mùa hè, do đó kết cấu sàn cũng là một lượng ẩm và nước ngưng tụ do lượng ẩm sẵn có trong kết cấu sàn và lượng nước được mao dẫn từ lòng đất công trình lên lượng ẩm và nước ngưng tụ trong kết cấu sàn này khác với lượng nước tích tụ bên trong kết cấu mái. Lượng nước ngưng tụ này tuy hạ nhiệt độ mặt sàn, làm cho nhiệt độ mặt sàn thấp hơn nhiệt độ điểm sương của không khí nếu không có cấu tạo nền, sàn cách nhiệt tốt. Do đó, để sàn chống nồm tốt phải biết dùng các giải pháp cấu tạo thích hợp để giải quyết kỹ yêu cầu cách nhiệt nhằm nâng nhiệt độ mặt sàn cao hơn nhiệt độ điểm sương của không khí một cách nhanh chóng, tức thời, đồng thời cách lượng nước được mao dẫn từ lòng đất lên, thoát được nước ngưng tụ trong kết cấu sàn.
Một số mẫu cấu tạo nền và sàn nhà chống nồm tốt có dùng bê tông gạch đá mác > 75, dày 100 mm làm lớp chịu lực và cách mao dẫn từ lòng đất lên công trình có thể áp dụng trong cải tạo nhà chung cư, cụ thể là các giải pháp sau:
- Sàn nhà được cách nhiệt bằng lớp cát khô dày 200 - 300 mm, có thêm lớp bi tum cao su, xi măng - cát vàng cách nước ngưng tụ, do đó kết cấu sàn có khả năng chống nồm hiệu quả hơn.
- Sàn nhà được cách nhiệt bằng lớp xỉ lò cao dạng hạt dày 100 - 200 mm
- Mặt sàn bê tông lưới thép mặt Granito 400 x 400 x 20 mm có thêm chân cao 20 mm tạo thành lớp không khí kín 20 mm làm lớp cách nhiệt cho mặt sàn
- Mặt sàn bằng gỗ lim hoặc gỗ dán, paket... được đặt trên dầm gỗ cao 20 mm tạo thành kênh không khí kín 20 mm làm lớp cách nhiệt cho mặt sàn
- Sàn nhà được cách nhiệt bằng lớp polystirol cường độ cao có γ = 35 - 50 kg/m3, dày 20 mm, có 2 lớp cách nước bằng bi tum cao su.
- Sàn nhà được cách nhiệt bằng vật liệu cách nhiệt hỗn hợp: một lớp gạch xốp cách nhiệt γ = 400 - 700kg/m3; λ = 0,08 : 0, 13 kcal/m.h. 0C; dày 20 mm và mọt lớp Polystirol cường độ cao γ = 35 - 50 kg/m3; dày 15 mm, giữa các lớp là keo dán; có một lớp cách nước bằng bitum cao su.
- Mặt sàn bằng bê tông lưới thép mặt granito 400 x 400 x 20 mm. Sàn nhà được cách nhiệt bằng lớp xỉ lò cao dạng hạt có γ = 700 - 900 kg/m3; λ = 0,15 - 0,19 kcal/m.h.0C, dày 100 mm.
- Sàn nhà được cách nhiệt bằng lớp gạch rỗng 4 lỗ chữ nhật có γ = 715kg/m3; độ rỗng > 48%; kích thước 300 x 200 x 105 mm; cách nước mao dẫn từ lòng đất công trình lên bằng lớp xi măng - cát vàng, mác > 75, dày 400 mm và lớp bi tum cao su.
Trên lớp đất nện, dưới lớp bêtông gạch đá có thể thêm lớp cát khô đẫm kỹ dày > 100 mm hoặc đá cuội làm lớp đệm của nền để thoát hết nước. Khi thi công chỗ tiếp giáp giữa mặt sàn và tường cần vén thêm lớp xi măng - cát vàng mác cao, hoặc một phần viên gạch lát sàn cao 100 mm, hoặc lớp sơn bi tum cao su để cách nước mao dẫn từ lòng đất công trình lên ngấm vào kết cấu sàn, tường.
Như vậy, trong cải tạo nâng cấp nhà chung cư cũ trong điều kiện khí hâu nhiệt đới, một giải pháp tổng thể xây dựng trên cơ sở đánh giá toàn diện về khả năng quy hoạch, bố cục không gian kiến trúc khối nhà và trong từng căn hộ, các vấn đề về kỹ thuật môi trường, quản lý... kết hợp chặt chẽ với sử dụng vật liệu phù hợp sẽ góp phần hoàn thiện cho các giải pháp khác, đồng thời cũng chỉ có thể phát huy hết tác dụng nếu được các giải pháp chung khác hỗ trợ.

TS. KTS Vũ An Khánh
Nguồn tin: Bản tin hoạt động khoa học& Đào tạo Trường ĐH Kiến trúc Hà Nội, số 15-16/2006
Tìm theo ngày :

Đánh giá

(Di chuột vào ngôi sao để chọn điểm)