Tiết kiệm năng lượng cho ngôi nhà không chỉ liên quan đến việc lựa chọn, sử dụng các thiết bị tiêu thụ điện trực tiếp như quạt máy, điều hòa không khí, hệ thống chiếu sáng, thiết bị điện sinh hoạt… và tiêu thụ gián tiếp như vật liệu xây dựng, nước sinh hoạt. Rõ ràng, để sử dụng năng lượng hiệu quả, phải xét đến tổng tiêu thụ điện trực tiếp và gián tiếp trong nhà, từ đó có chiến lược thiết kế, xây dựng, lựa chọn vật liệu, công nghệ và thiết bị giúp cho ngôi nhà trở nên mát mẻ hơn vào mùa hè, ấm áp vào mùa đông.
Chọn vị, chọn hướng
Nếu có thể chọn được vị trí thuận lợi như gần sông hồ với nguồn nước không bị ô nhiễm, tiếp giáp với công viên - vườn hoa và các diện tích cây xanh - mặt nước là lý tưởng nhất.
Nếu không chọn được vị trí lý tưởng nhưng được hướng nhà tốt thì rất có lợi vì tận dụng được ánh sáng, gió trời cũng rất quan trọng. Ở Hà Nội và các địa phương vùng đồng bằng Bắc Bộ với khí hậu nhiệt đới gió mùa đặc trưng (gió mùa Đông Bắc vào mùa Đông và gió Đông Nam vào mùa hè) thì nhà hướng chính Nam, Đông Nam là những phương án tốt nhất, giúp tránh được gió lạnh từ hướng Bắc và gió nóng từ hướng Tây mà vẫn tận dụng được gió mát thổi từ hướng Nam.
Đối với các tỉnh/thành ở các vùng miền khác, cần dựa trên sự phân tích tổng hợp hướng nắng và hướng gió có lợi của địa phương. Nếu cả hai hướng này trùng nhau thì hiệu quả sẽ được cộng hưởng. Nếu hai hướng khác nhau mà góc lệch không quá lớn thì có thể chọn hướng ở giữa để tận dụng cả hai yếu tố có lợi (dù không đạt mức tối đa), nhưng nếu góc lệch lớn thì nên ưu tiên lựa chọn yếu tố trội hơn (hoặc gió mát, hoặc ánh nắng ấm) và áp dụng các giải pháp nhằm hạn chế sự bất lợi cho không chọn yếu tố còn lại gây ra.
 |
| Quan niệm "làm nhà tọa Bắc hướng Nam" của ông bà ta thực ra lại dựa trên những căn cứ khoa học. |
Tuy nhiên, không phải mảnh đất nào cũng có vị trí và hướng lý tưởng. Nếu điều kiện khu đất đủ lớn, có thể xoay công trình đi một góc nhằm tận dụng các yếu tố tự nhiên có lợi hoặc xem xét tận dụng các vật thể tự nhiên, vật thể nhân tạo có sẵn xung quanh như nhà cao tầng, cây bóng mát để khắc phục hoàn toàn hay một phần các yếu tố bất lợi về hướng.
Giải pháp về kiến trúc
Trong trường hợp không chọn được hướng nhà tốt, không tận dụng được gì từ khu vực giáp ranh, diện tích đất cũng không đủ lớn để xoay công tình thì lúc này các giải pháp kiến trúc sẽ được áp dụng với mục đích cải thiện vi khí hậu và nâng cao tính hiệu quả năng lượng trong công trình.
Trong một quần thể công trình, trên hướng tia nắng mặt trời buổi sáng rọi tới, nên bố trí các công trình thấp tầng, khối tích nhỏ ở phía trước và các công trình cao tầng, khối tích lớn ở phía sau. Tính toán khoảng cách giữa hai khối công trình sao cho bóng đổ của công trình phía trước chỉ lên đến bệ cửa sổ phòng hoặc phòng thuộc tầng thấp nhất của công trình phía sau để không bị chắn sáng vào ban ngày.
Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm nên việc chống nắng quan trọng hơn cả. Các khu vực chức năng chính của ngôi nhà (phòng khách, phòng sinh hoạt chung, bếp, phòng ăn và các phòng ngủ) nên được bố trí ở hướng đón được ánh nắng ấm vào buổi sáng, tránh nắng gay gắt vào buổi chiều và phải đón được gió mát trong ngày. Các khu vực công năng phụ như cầu thang, phòng đệm, nhà kho, phòng vệ sinh... được đặt ở phía còn lại. Khi xây nhà, nên làm lùi vào, bố trí thêm các khoảng đệm như hiên, logia, sảnh. Việc sử dụng giếng trời, cầu thang rỗng, làm mái che, thiết kế lam che nắng cũng mang lại hiệu quả tích cực.
Thiết kế cách nhiệt và giữ nhiệt
Thiết kế cách nhiệt và giữ nhiệt giúp cho ngôi nhà mát mẻ vào mùa nóng và ấm áp trong mùa lạnh, từ đó giảm năng lượng sử dụng cho làm mát và sưởi ấm. Với điều kiện khí hậu như ở Việt Nam, lớp vỏ công trình cần được thiết kế linh hoạt, mở hết cỡ để đón nắng ấm và gió mát nhưng có thể linh hoạt thay đổi độ mở dựa trên điều kiện thực tế, chẳng hạn như khi có gió nóng mùa hè thì cần được khép kín lại để ngăn hơi nóng xâm nhập vào nhà. Nếu gió nóng không ảnh hưởng đến ngôi nhà mà chỉ có bức xạ nhiệt thì nên mở cửa cho thoáng và lắp đặt thêm kết cấu chắn nắng nhằm ngăn bức xạ mặt trời mà vẫn cho phép hơi mát có thể thổi qua.
 |
| Tường 2 lớp làm giảm nhiệt chiếu trực tiếp vào tường, giúp chống nóng cho diện tường nhà hướng Tây hoặc ở vùng nhiệt đới nắng nóng. |
Các chuyên gia khuyến cáo nên xử lý cách nhiệt cho mái và tường ngoài để hạn chế hơi nóng xâm nhập từ ngoài trong mùa nóng và giảm thất thoát nhiệt ấm ra ngoài vào mùa lạnh. Việc xử lý cách nhiệt và giữ nhiệt khá đơn giản, chỉ cần chèn các vật liệu cách nhiệt như mùn cưa, xốp, bông khoáng, rơm rạ... vào giữa hai lớp vỏ bao che thi công. Ngày nay, nhiều loại sơn ngoại thất cũng có tác dụng rất tốt trong việc làm giảm lượng nhiệt tác động vào bề mặt tường.
Tận dụng ánh sáng tự nhiên
Một công trình được thiết kế chiếu sáng tự nhiên tốt sẽ giúp tiết kiệm đáng kể năng lượng điện dành cho chiếu sáng nhân tạo. Khi thiết kế nhà, cần bố trí hệ thống cửa hợp lý để tận dụng ánh sáng tự nhiên. Các chuyên gia cho rằng, nên chọn loại cửa sổ cao, hẹp sẽ tốt hơn loại cửa thấp, rộng (cùng một diện tích cửa); các cửa phải đóng/mở dễ dàng và đảm bảo yêu cầu chống mưa, chống nắng. Việc áp dụng kiểu cửa truyền thống (trong kính, ngoài chớp) vẫn là một gợi ý hàng đầu trong xây dựng từ xưa đến nay. Ngoài ra, có thể áp dụng thêm các giải pháp khác như làm cửa mái, giếng trời, tận dụng các không gian liên thông theo chiều ngang và chiều đứng nhằm tăng cường ánh sáng tự nhiên.
Hệ thống thông gió tự nhiên
Hệ thống thông gió tự nhiên tốt tạo ra môi trường vi khí hậu tốt, bầu không khí trong lành hơn và làm giảm nhiệt độ trong không gian, từ đó giảm tần suất sử dụng các thiết bị điện để làm mát như quạt, điều hòa. Thông gió xuyên phòng (thổi từ phía trước ra phía sau) được khuyến khích áp dụng vì mang lại hiệu quả cao nhất trong điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm như ở nước ta. Thông gió vuông góc (thổi vào từ một hướng và đi ra từ hướng vuông góc) cho hiệu quả thấp hơn. Kém nhất là thông gió có luồng vào và luồng ra ở cùng một phía.
Vật liệu, công nghệ, thiết bị
Đây là các giải pháp đi sau gắn liền với giải pháp kiến trúc, có nhiệm vụ hoàn thiện và hỗ trợ cho giải pháp kiến trúc.
Những vật liệu xây dựng có khả năng tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường như: gạch không nung, tường cách nhiệt 3D, kính tiết kiệm năng lượng. Các thử nghiệm cho thấy một bức tường gạch không nung dày 10cm có khả năng cách nhiệt tương đương với tường gạch nung dày 40cm. Nhờ vậy, ngôi nhà sẽ mát mẻ vào mùa hè và ấm áp vào mùa đông, tiết kiệm đáng kể điện năng dùng để làm mát và sưởi ấm. Kính tiết kiệm năng lượng vừa giúp tận dụng ánh sáng tự nhiên, vừa có tác dụng ngăn nhiệt nóng từ bên ngoài xâm nhập vào trong nhà (mùa hè) và giảm khả năng thất thoát nhiệt từ trong nhà ra ngoài (mùa đông).
Các hệ thống chiếu sáng hiệu suất cao như đèn LED, đèn compact được sử dụng rộng rãi bởi khả năng tiết kiệm năng lượng gấp nhiều lần so với bóng đèn thông thường. Nếu có điều kiện, hãy đầu tư hệ thống chiếu sáng thông minh, điều khiển bật/tắt tự động khi có hay không có người sử dụng.
Hệ thống điều hòa không khí công nghệ inverter cũng là một khoản đầu tư xứng đáng cho ngôi nhà. Điều hòa không khí công nghệ biến tần (inverter) có thể tiết kiệm khoảng 20-60% lượng điện năng tiêu thụ so với máy điều hòa sử dụng công nghệ thông thường.
Nên sử dụng các hệ thống cấp thoát nước tiết kiệm năng lượng. Các thiết bị vệ sinh thế hệ mới giúp tiết kiệm đáng kể lượng nước sử dụng. Bên cạnh đó, nên xây dựng hệ thống thu trữ nước mưa, nước thải từ vòi rửa tay, vòi hoa sen để tái sử dụng cho tưới cây, làm mát nhà. Đặc biệt, nên sử dụng bình nước nóng năng lượng mặt trời để tiết kiệm điện sử dụng.
Màu sắc sử dụng
Nghiên cứu cho thấy cùng một loại vật liệu nếu sơn màu sẫm hơn thì khả năng hấp thụ nhiệt từ bức xạ mặt trời sẽ lớn hơn. Xét ở góc độ thẩm mỹ, các ngôi nhà được sơn màu sáng, đặc biệt là màu trắng trông sẽ trang nhã và nổi bật trên nền cây cối, nền trời và cảnh quan xung quanh nên được ưa chuộng hơn cả.
Kiến tạo mảng xanh
Cây xanh cùng mặt nước mang lại môi trường sống trong lành, tăng cường hàm lượng oxy trong không khí, giúp cải thiện chất lượng không khí, đồng thời làm mát, thông thoáng không gian. Mặt khác, cây xanh cùng mặt nước cũng làm giảm bức xạ nhiệt của mặt trời vào ngôi nhà, từ đó giảm tiêu hao năng lượng sử dụng cho làm mát. Cây xanh cũng là yếu tố thẩm mỹ đắt giá cho công trình, có tác động tích cực tới tâm lý những người sống trong đó. Hãy trồng nhiều cây xanh quanh nhà, trên ban công, khung cửa sổ… để tạo không khí trong lành, mát mẻ và ngăn cản ánh nắng gay gắt chiếu từ bên ngoài vào.
Ngoài giảm thiểu việc sử dụng năng lượng, mảng xanh còn mang tới giá trị thẩm mỹ cao cho ngôi nhà.
Tựu chung lại, có rất nhiều giải pháp tiết kiệm năng lượng mà chúng ta có thể áp dụng cho ngôi nhà, từ khâu quy hoạch cho đến thiết kế, từ kỹ thuật cho tới phi kỹ thuật... Tùy từng điều kiện cụ thể mà chúng có thể được kết hợp với nhau nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng cho công tình.
Khánh An (tổng hợp)
CÙNG CHUYÊN MỤC
