Lý do chọn đề tài
Vấn đề sử dụng năng lượng hiệu quả là một vấn đề toàn cầu hiện nay. Việt Nam là một nước đang phát triển với tốc độ nhanh và nhu cầu sử dụng năng lượng là rất lớn.
Việc tạo ra nguồn năng lượng phục vụ nhu cầu của chúng ta cần tiêu tốn rất nhiều sức lực và năng lượng, đồng thời cũng gây ảnh hưởng xấu đến môi trường sống của chúng ta. Hiểm hoạ nóng lên của trái đất, dẫn đến hiện tượng băng tan ở các vùng cực của trái đất. Các nguồn năng lượng bị cạn kiệt, môi trường ô nhiễm nặng nề, thiếu nước sinh hoạt trầm trọng .
- Hội nghị về biến đổi khí hậu toàn cầu diễn ra vào ngày 3-12 ở Bali Indonesia nêu lên những hậu quả của biến đổi khí hậu trong đó một trong những nguyên nhân chủ yếu là việc sử dụng quá nhiều năng lượng tạo ra các tác nhân gây biến đổi khí hậu toàn cầu một cách nghiêm trọng. Hội thảo cũng đưa ra những giải pháp cấp bách mang tính toàn cầu là sử dụng năng lượng hiệu quả, khai thác những nguồn năng lượng mới có khả năng tái tạo, không ảnh hưởng đến môi trường giảm thiểu sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng hóa thạch đang ngày càng cạn kiệt. Giảm lượng khí thải khi ô xít cacbon và các nguồn khí gây hiệu ứng nhà kính khác.
- Hội thảo khoa học về năng lượng Đan Mạch tổ chức vào giữa tháng 11/2007 tại Hà Nội. Trong đó Đan Mạch tự đặt nhiệm vụ cho mình là tìm và khai thác các nguồn tài nguyên năng lượng ngay tại nước mình như nắng, gió, thủy triều, địa nhiệt, sinh khối; không sử dụng nhưng công nghệ mà nguyên liệu hoàn toàn phụ thuộc vào nước ngoài. Chương trình an ninh năng lượng quốc gia được đặt chung với chương trình bảo vệ môi trường, thành một hệ thống hoàn chỉnh, tương tác đa chiều.
Trong tất cả các lĩnh vực trong đó có kiến trúc tiết kiệm năng lượng (sử dụng năng lượng tự nhiên và tái tạo) đang trở thành vấn đề quan tâm hàng đầu trên thế giới hiện nay. Vấn đề biến đổi khí hậu đang diễn ra ngày càng trầm trọng trên toàn thế giới mà nguyên nhân chủ yếu là việc sử dụng năng lượng gây tác động xấu đến sự biến đổi này. Các chương trình hành động tiết kiệm năng lượng đang diễn ra ở khắp các quốc gia toàn cầu.
- Tại Hội nghị LHQ về biến đổi khí hậu diễn ra tại Copenhagen (Đan Mạch) vào tháng 12 năm 2009, Dự thảo đặt mục tiêu giữ cho nhiệt độ Trái đất không tăng quá 1,5°C hoặc 2°C so với thời kỳ tiền công nghiệp, để ngỏ 3 sự lựa chọn về hạn mức cắt giảm khí thải toàn cầu vào năm 2020 so với năm 1990, gồm các mục tiêu 50%, 80% và 95%.
Ở Việt Nam trong ngành kiến trúc nói riêng vấn đề tiết kiệm năng lượng hiệu quả cũng đã được quan tâm từ lâu nhưng phần lớn là các giải pháp kiến trúc thích ứng khí hậu truyền thống chưa thực sự hiệu quả trong thời đại ngày nay. Đặc biệt trong nhà ở thấp tầng ở Việt Nam điều này càng ít được quan tâm.
Cũng theo EVN, nhu cầu sử dụng điện ngày càng cao. Chỉ riêng tháng 5 vừa qua, phụ tải toàn hệ thống trung bình đạt khoảng 285 triệu kWh/ngày (tăng hơn 15% so với cùng kỳ năm 2009), sản lượng điện ngày cao nhất đạt tới gần 290 triệu kWh/ngày - một con số quá lớn. Cùng đó, tình hình thời tiết diễn biến phức tạp, những năm gần đây nắng nóng kéo dài diễn ra trên diện rộng cũng ảnh hưởng không nhỏ đến ngành điện. Mùa khô năm nay, dòng chảy từ thượng nguồn Trung Quốc vào 3 nhánh sông Đà, sông Thao và sông Lô của nước ta đều ở mức thấp nhất trong lịch sử.
Thời gian vừa qua, một số nhà máy nhiệt điện lớn như Cẩm Phả, Sơn Động, Hải Phòng 1, Quảng Ninh 1 liên tục gặp sự cố, phải ngừng hoạt động để đại tu, sửa chữa, gây thiếu hụt khoảng 1.000 MW. Theo Bộ Công Thương, 100% các dự án nhà máy nhiệt điện chậm tiến độ, có dự án chậm tới 5-6 năm, khiến kế hoạch cung cấp điện theo dự kiến không đảm bảo.
Nhu cầu về nhà ở tại các đô thị Việt Nam phát triển mạnh và đa dạng, nhưng bên cạnh đó, nhu cầu về năng lượng, và môi trường sống là rất lớn, nó ảnh hưởng trực tiếp đến việc sử dụng năng lượng của người dân, và khả năng đáp ứng của các nhà cung cấp.
Khả năng tiết kiệm năng lượng trong các ngôi nhà thấp tầng:
Theo các chuyên gia, tiềm năng tiết kiệm năng lượng tại các khu nhà ở thấp tầng tương đối lớn, khoảng 25 - 40%. Các khu nhà ở thấp được xây dựng sau với quy mô lớn thì việc thực hiện tiết kiệm năng lượng sẽ tốt hơn nếu như các khu nhà ở thấp tầng này có hệ thống nước nóng mặt trời, hệ thống điều hoà không khí, cửa sổ dùng kính cách nhiệt.
“Chính vì lí do đó mà việc nghiên cứu về nhà ở sử dụng năng lượng tự nhiên và tái tạo tại Hà Nội là hết sức cần thiết.”
Mục tiêu nghiên cứu:
Nhằm tạo những giải pháp quy hoạch, kiến trúc sử dụng năng lượng hiệu quả, tạo ra môi trường vi khí hậu tiện nghi phù hợp với người ở.
Đề xuất giải pháp kiến trúc áp dụng năng lượng tự nhiên, năng lượng tái tạo (tận dụng triệt để năng lượng từ tái tạo như: gió, mặt trời, nước mưa.) nhằm tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường sinh thái.
Đối tượng nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu: Nhà ở thấp tầng tại Hà Nội.
Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu khả năng sử dụng năng lượng tự nhiên, năng lượng tái tạo trong công tác thiết kế, xây dựng và vận hành công trình nhà ở thấp tầng tại Hà Nội.
Nội dung nghiên cứu
Nội dung: Nghiên cứu về vấn đề sử dụng năng lượng tái tạo trên thế giới và Việt Nam, ứng dụng trong nhà ở thấp tầng để tìm ra mô hình phù hợp nhất với điều kiện thực tế
Các giải pháp kiến trúc sử dụng kĩ thuật truyền thống hoặc công nghiệp dựa trên nền tảng kiến trúc hiện tại như công nghệ số, các kĩ năng trong cách thức sử dụng vật liệu mới, chiến lược tái tạo hàng loạt những sản phẩm xây dựng hoặc hiểu biết về tiến trình lịch sử của kết cấu nhà ở trong môi trường tự nhiên, nhằm đưa ra mô hình nhà ở phù hợp với môi trường khí hậu ở Hà Nội.
Phương pháp luận nghiên cứu:
Luận văn sử dụng các phương pháp luận sau:
- Thu thập những thông tin về vấn đề thiết kế và xây dựng, vi khí hậu , mức độ tiêu thụ điện và gas trong nhà ở thấp tầng.
- Khảo sát thống kê số liệu tiêu thụ năng lượng của một số nhà ở thấp tầng tại Hà Nội.
- Phương pháp nội suy, phương pháp chuyên gia.
- Lựa chọn một khu vực minh họa cho kết quả nghiên cứu
- Tổng hợp, phân tích, đề xuất kiến nghị.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Nhà ở thấp tầng sử dụng năng lượng tự nhiên và tái tạo sẽ giảm sự tiêu thụ năng lượng, hướng đến bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.
- Đóng góp một phần vào thực hiện các chương trình hành động tiết kiệm năng lượng Quốc gia.
- Nhằm hạn chế tối đa sự phụ thuộc vào công nghệ máy móc, nhiên liệu nhập từ nước ngoài.
- Đem lại lợi ích cho người sử dụng trong việc giảm chi phí điện năng và tăng chất lượng sống.
109 trang |
Chia sẻ: tuandn | Lượt xem: 3201 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Nghiên cứu về nhà ở sử dụng năng lượng tự nhiên và tái tạo tại Hà Nội, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
PHẦN MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài
Vấn đề sử dụng năng lượng hiệu quả là một vấn đề toàn cầu hiện nay. Việt Nam là một nước đang phát triển với tốc độ nhanh và nhu cầu sử dụng năng lượng là rất lớn.
Việc tạo ra nguồn năng lượng phục vụ nhu cầu của chúng ta cần tiêu tốn rất nhiều sức lực và năng lượng, đồng thời cũng gây ảnh hưởng xấu đến môi trường sống của chúng ta. Hiểm hoạ nóng lên của trái đất, dẫn đến hiện tượng băng tan ở các vùng cực của trái đất. Các nguồn năng lượng bị cạn kiệt, môi trường ô nhiễm nặng nề, thiếu nước sinh hoạt trầm trọng….
- Hội nghị về biến đổi khí hậu toàn cầu diễn ra vào ngày 3-12 ở Bali Indonesia nêu lên những hậu quả của biến đổi khí hậu trong đó một trong những nguyên nhân chủ yếu là việc sử dụng quá nhiều năng lượng tạo ra các tác nhân gây biến đổi khí hậu toàn cầu một cách nghiêm trọng. Hội thảo cũng đưa ra những giải pháp cấp bách mang tính toàn cầu là sử dụng năng lượng hiệu quả, khai thác những nguồn năng lượng mới có khả năng tái tạo, không ảnh hưởng đến môi trường giảm thiểu sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng hóa thạch đang ngày càng cạn kiệt. Giảm lượng khí thải khi ô xít cacbon và các nguồn khí gây hiệu ứng nhà kính khác.
- Hội thảo khoa học về năng lượng Đan Mạch tổ chức vào giữa tháng 11/2007 tại Hà Nội. Trong đó Đan Mạch tự đặt nhiệm vụ cho mình là tìm và khai thác các nguồn tài nguyên năng lượng ngay tại nước mình như nắng, gió, thủy triều, địa nhiệt, sinh khối; không sử dụng nhưng công nghệ mà nguyên liệu hoàn toàn phụ thuộc vào nước ngoài. Chương trình an ninh năng lượng quốc gia được đặt chung với chương trình bảo vệ môi trường, thành một hệ thống hoàn chỉnh, tương tác đa chiều.
Trong tất cả các lĩnh vực trong đó có kiến trúc tiết kiệm năng lượng (sử dụng năng lượng tự nhiên và tái tạo) đang trở thành vấn đề quan tâm hàng đầu trên thế giới hiện nay. Vấn đề biến đổi khí hậu đang diễn ra ngày càng trầm trọng trên toàn thế giới mà nguyên nhân chủ yếu là việc sử dụng năng lượng gây tác động xấu đến sự biến đổi này. Các chương trình hành động tiết kiệm năng lượng đang diễn ra ở khắp các quốc gia toàn cầu.
- Tại Hội nghị LHQ về biến đổi khí hậu diễn ra tại Copenhagen (Đan Mạch) vào tháng 12 năm 2009, Dự thảo đặt mục tiêu giữ cho nhiệt độ Trái đất không tăng quá 1,5°C hoặc 2°C so với thời kỳ tiền công nghiệp, để ngỏ 3 sự lựa chọn về hạn mức cắt giảm khí thải toàn cầu vào năm 2020 so với năm 1990, gồm các mục tiêu 50%, 80% và 95%.
Ở Việt Nam trong ngành kiến trúc nói riêng vấn đề tiết kiệm năng lượng hiệu quả cũng đã được quan tâm từ lâu nhưng phần lớn là các giải pháp kiến trúc thích ứng khí hậu truyền thống chưa thực sự hiệu quả trong thời đại ngày nay. Đặc biệt trong nhà ở thấp tầng ở Việt Nam điều này càng ít được quan tâm.
Cũng theo EVN, nhu cầu sử dụng điện ngày càng cao. Chỉ riêng tháng 5 vừa qua, phụ tải toàn hệ thống trung bình đạt khoảng 285 triệu kWh/ngày (tăng hơn 15% so với cùng kỳ năm 2009), sản lượng điện ngày cao nhất đạt tới gần 290 triệu kWh/ngày - một con số quá lớn. Cùng đó, tình hình thời tiết diễn biến phức tạp, những năm gần đây nắng nóng kéo dài diễn ra trên diện rộng cũng ảnh hưởng không nhỏ đến ngành điện. Mùa khô năm nay, dòng chảy từ thượng nguồn Trung Quốc vào 3 nhánh sông Đà, sông Thao và sông Lô của nước ta đều ở mức thấp nhất trong lịch sử.
Thời gian vừa qua, một số nhà máy nhiệt điện lớn như Cẩm Phả, Sơn Động, Hải Phòng 1, Quảng Ninh 1 liên tục gặp sự cố, phải ngừng hoạt động để đại tu, sửa chữa, gây thiếu hụt khoảng 1.000 MW. Theo Bộ Công Thương, 100% các dự án nhà máy nhiệt điện chậm tiến độ, có dự án chậm tới 5-6 năm, khiến kế hoạch cung cấp điện theo dự kiến không đảm bảo.
Nhu cầu về nhà ở tại các đô thị Việt Nam phát triển mạnh và đa dạng, nhưng bên cạnh đó, nhu cầu về năng lượng, và môi trường sống là rất lớn, nó ảnh hưởng trực tiếp đến việc sử dụng năng lượng của người dân, và khả năng đáp ứng của các nhà cung cấp.
Khả năng tiết kiệm năng lượng trong các ngôi nhà thấp tầng:
Theo các chuyên gia, tiềm năng tiết kiệm năng lượng tại các khu nhà ở thấp tầng tương đối lớn, khoảng 25 - 40%. Các khu nhà ở thấp được xây dựng sau với quy mô lớn thì việc thực hiện tiết kiệm năng lượng sẽ tốt hơn nếu như các khu nhà ở thấp tầng này có hệ thống nước nóng mặt trời, hệ thống điều hoà không khí, cửa sổ dùng kính cách nhiệt...
“Chính vì lí do đó mà việc nghiên cứu về nhà ở sử dụng năng lượng tự nhiên và tái tạo tại Hà Nội là hết sức cần thiết.”
Mục tiêu nghiên cứu:
Nhằm tạo những giải pháp quy hoạch, kiến trúc sử dụng năng lượng hiệu quả, tạo ra môi trường vi khí hậu tiện nghi phù hợp với người ở.
Đề xuất giải pháp kiến trúc áp dụng năng lượng tự nhiên, năng lượng tái tạo (tận dụng triệt để năng lượng từ tái tạo như: gió, mặt trời, nước mưa.) nhằm tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường sinh thái.
Đối tượng nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu: Nhà ở thấp tầng tại Hà Nội.
Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu khả năng sử dụng năng lượng tự nhiên, năng lượng tái tạo trong công tác thiết kế, xây dựng và vận hành công trình nhà ở thấp tầng tại Hà Nội.
Nội dung nghiên cứu
Nội dung: Nghiên cứu về vấn đề sử dụng năng lượng tái tạo trên thế giới và Việt Nam, ứng dụng trong nhà ở thấp tầng để tìm ra mô hình phù hợp nhất với điều kiện thực tế
Các giải pháp kiến trúc sử dụng kĩ thuật truyền thống hoặc công nghiệp dựa trên nền tảng kiến trúc hiện tại như công nghệ số, các kĩ năng trong cách thức sử dụng vật liệu mới, chiến lược tái tạo hàng loạt những sản phẩm xây dựng hoặc hiểu biết về tiến trình lịch sử của kết cấu nhà ở trong môi trường tự nhiên, nhằm đưa ra mô hình nhà ở phù hợp với môi trường khí hậu ở Hà Nội.
Phương pháp luận nghiên cứu:
Luận văn sử dụng các phương pháp luận sau:
- Thu thập những thông tin về vấn đề thiết kế và xây dựng, vi khí hậu , mức độ tiêu thụ điện và gas trong nhà ở thấp tầng.
- Khảo sát thống kê số liệu tiêu thụ năng lượng của một số nhà ở thấp tầng tại Hà Nội.
- Phương pháp nội suy, phương pháp chuyên gia.
- Lựa chọn một khu vực minh họa cho kết quả nghiên cứu
- Tổng hợp, phân tích, đề xuất kiến nghị.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Nhà ở thấp tầng sử dụng năng lượng tự nhiên và tái tạo sẽ giảm sự tiêu thụ năng lượng, hướng đến bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.
Đóng góp một phần vào thực hiện các chương trình hành động tiết kiệm năng lượng Quốc gia.
Nhằm hạn chế tối đa sự phụ thuộc vào công nghệ máy móc, nhiên liệu nhập từ nước ngoài.
Đem lại lợi ích cho người sử dụng trong việc giảm chi phí điện năng và tăng chất lượng sống.
PHẦN A: NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ Ở THẤP TẦNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TỰ NHIÊN VÀ TÁI TẠO TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
1.1 Các khái niệm cơ bản
Theo luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả số 502010QH12 ngày 28/06/2010
Tài nguyên năng lượng không tái tạo gồm than đá, khí than, dầu mỏ, khí thiên nhiên, quặng urani và các tài nguyên năng lượng khác không có khả năng tái tạo.
Tài nguyên năng lượng tái tạo gồm sức nước, sức gió, ánh sáng mặt trời, địa nhiệt, nhiên liệu sinh học và các tài nguyên năng lượng khác có khả năng tái tạo.
Năng lượng tái tạo hay năng lượng tái sinh là năng lượng từ những nguồn liên tục mà theo chuẩn mực của con người là vô hạn. Nguyên tắc cơ bản của việc sử dụng năng lượng tái sinh là tách một phần năng lượng từ các quy trình diễn biến liên tục trong môi trường và đưa vào trong các sử dụng kỹ thuật. Các quy trình này thường được thúc đẩy đặc biệt là từ Mặt Trời, gió, song biển, thác nước….
Trong cách nói thông thường, năng lượng tái tạo được hiểu là những nguồn năng lượng hay những phương pháp khai thác năng lượng mà nếu đo bằng các chuẩn mực của con người thì là vô hạn. Vô hạn có hai nghĩa: Hoặc là năng lượng tồn tại nhiều đến mức mà không thể trở thành cạn kiệt vì sự sử dụng của con người (thí dụ như năng lượng Mặt Trời) hoặc là năng lượng tự tái tạo trong thời gian ngắn và liên tục (thí dụ như năng lượng sinh khối) trong các quy trình còn diễn tiến trong một thời gian dài trên Trái Đất.
1.1.1 Các nguồn năng lượng tự nhiên và tái tạo
Năng lượng mặt trời:
Năng lượng Mặt Trời là năng lượng của dòng bức xạ điện từ xuất phát từ Mặt Trời, cộng với một phần nhỏ năng lượng của các hạt hạ nguyên tử khác phóng ra từ ngôi sao này. Dòng năng lượng này sẽ tiếp tục phát ra cho đến khi phản ứng hạt nhân trên Mặt Trời hết nhiên liệu, vào khoảng 5 tỷ năm nữa.
Năng lượng Mặt Trời là một nguồn năng lượng quan trọng điều khiển các quá trình khí tượng học và duy trì sự sống trên Trái Đất. Ngay ngoài khí quyển Trái Đất, cứ mỗi một mét vuông diện tích vuông góc với ánh nắng Mặt Trời, chúng ta thu được dòng năng lượng khoảng 1.400 joule trong một giây.
Năng lượng bức xạ điện từ của Mặt Trời tập trung tại vùng quang phổ nhìn thấy. Mỗi giây trôi qua, Mặt Trời giải phóng ra không gian xung quanh.
Năng lượng địa nhiệt:
Hình 1-1. Sơ đồ phương pháp khai thác địa nhiệt
Năng lượng địa nhiệt là năng lượng được tách ra từ nhiệt trong lòng Trái Đất. Năng lượng này có nguồn gốc từ sự hình thành ban đầu của hành tinh, từ hoạt động phân hủy phóng xạ của các khoáng vật, và từ năng lượng mặt trời được hấp thụ tại bề mặt Trái Đất. Chúng đã được sử dụng để nung và tắm kể từ thời La Mã cổ đại, nhưng ngày nay nó được dùng để phát điện. Có khoảng 10 GW công suất điện địa nhiệt được lắp đặt trên thế giới đến năm 2007, cung cấp 0.3% nhu cầu điện toàn cầu. Thêm vào đó, 28 GW công suất nhiệt địa nhiệt trực tiếp được lắp đặt phục vụ cho sưởi, spa, các quá trình công nghiệp, lọc nước biển và nông nghiệp ở một số khu vực.
Năng lượng thuỷ triều:
Năng lượng thủy triều hay điện thủy triều là lượng điện thu được từ năng lượng chứa trong khối nước chuyển động do thủy triều. Hiện nay một số nơi trên thế giới đã triển khai hệ thống máy phát điện sử dụng năng lượng thuỷ triều.
Năng lượng gió:
Năng lượng gió là động năng của không khí di chuyển trong bầu khí quyển Trái Đất. Năng lượng gió là một hình thức gián tiếp của năng lượng mặt trời. Sử dụng năng lượng gió là một trong các cách lấy năng lượng xa xưa nhất từ môi trường tự nhiên và đã được biết đến từ thời kỳ Cổ đại.
Hình 1-2. Bản đồ vận tốc gió theo mùa
Bức xạ Mặt Trời chiếu xuống bề mặt Trái Đất không đồng đều làm cho bầu khí quyển, nước và không khí nóng không đều nhau. Một nửa bề mặt của Trái Đất, mặt ban đêm, bị che khuất không nhận được bức xạ của Mặt Trời và thêm vào đó là bức xạ Mặt Trời ở các vùng gần xích đạo nhiều hơn là ở các cực, do đó có sự khác nhau về nhiệt độ và vì thế là khác nhau về áp suất mà không khí giữa xích đạo và 2 cực cũng như không khí giữa mặt ban ngày và mặt ban đêm của Trái Đất di động tạo thành gió. Trái Đất xoay tròn cũng góp phần vào việc làm xoáy không khí và vì trục quay của Trái Đất nghiêng đi (so với mặt phẳng do quỹ đạo Trái Đất tạo thành khi quay quanh Mặt Trời) nên cũng tạo thành các dòng không khí theo mùa.
Do bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng Coriolis được tạo thành từ sự quay quanh trục của Trái Đất nên không khí đi từ vùng áp cao đến vùng áp thấp không chuyển động thẳng mà tạo thành các cơn gió xoáy có chiều xoáy khác nhau giữa Bắc bán cầu và Nam bán cầu. Nếu nhìn từ vũ trụ thì trên Bắc bán cầu không khí di chuyển vào một vùng áp thấp ngược với chiều kim đồng hồ và ra khỏi một vùng áp cao theo chiều kim đồng hồ. Trên Nam bán cầu thì chiều hướng ngược lại.
Phân loại nhà ở thấp tầng
Nhà ở liên kế:
Đây là loại nhà thường gặp ở thành phố nhỏ, thị trấn phục vụ những gia đình thị dân. Để đảm bảo tính kinh tế và tiết kiệm đất cho thành phố, mỗi gia đình chỉ có 2 hướng tiếp xúc trước và sau với thiên nhiên. Mỗi gia đình sẽ được sử dụng diện tích không gian suốt từ tầng trệt đến tầng thượng ( khối nhà thường cao từ 2 dến 3 tầng ). Ngoài diện tích dành cho nhà ở còn có diện tích cho sân vườn ( với tỷ lệ từ 20% đến 30% diện tích lô đất ). Loại nhà này thường có diện tích đất trung bình từ 60 - 120m2 và thường chia làm hai loại như sau :
Hình 1-3. Nhà ở liền kề phố.
- Nhà ở liền kề phố: Nhà có mặt tiền trực tiếp liên hệ với hè phố để lợi dụng tầng trệt kinh doanh buôn bán, còn các tầng trên dùng cho việc sinh hoạt và nghỉ ngơi của gia đình. Nhà chỉ có sân trong ( chiếm 20% đến 25% lô đất).
Hình 1-4. Nhà ở liền kề sân vườn
Nhà liền kề sân vườn : Là loại nhà có vườn phía trước và sân có thể ở phía sau, mặt tiền từ 6 đến10m, hình thức giống nhà liền kề phố nhưng nhà được lùi vào khoảng 3m so với hàng rào, có vườn trước sân sau (chiếm khoảng 30% đến 40% lô đất ).
Nhà biệt thự:
Hình 1-5. Phối cảnh biệt thự
Đây là loại nhà thấp tầng ( 1 đến 3 tầng ) cũng có sân vườn bao quanh, phục vụ cho gia đình có đời sống kinh tế cao, thu nhập dồi dào. Ngôi nhà nằm trong khuôn viên có rào dậu cổng riêng với khoảng diện tích trung bình từ 300 - 800m2 chủ yếu được xây dựng bằng những vật liệu sang trọng và kiên cố. Biệt thự cần có các công trình phụ như garage ôtô ( cho từ 1- 2 xe ), chỗ ở cho người phục vụ hay chổ để dụng cụ làm vườn v.v...cùng sân thoáng vườn cảnh và cây bóng mát để nghỉ ngơi ngoài trời. Mật độ xây dựng trên lô đất khoảng 25% đến 40% là tối đa. Nhưng giờ đây các dự án đã cho phép nhà biệt thự được xây dựng tối đa là 65% diện tích đất.
Hình 1-6. Mặt bằng tầng 1 biệt thự
Nhà ở truyền thống ( nhà ở dân gian):
Nhà ở dân gian đã trải qua một quá trình chuyển biến từ nhà sàn đến nhà nền đất. Nhà nền đất vùng xuôi có kết cấu khung tre hay gỗ, thường làm vách và lợp bằng tranh, rạ hay lá dừa nước; nếu là kết cấu khung gỗ loại tốt lại thường được lợp bằng ngói, tường bao quanh bằng gạch với vì kèo gỗ.
Khuôn viên nhà bao gồm: nhà chính, nhà phụ (nhà ngang, nhà bếp) và chuồng gia súc cùng sân, vườn, ao, giếng hoặc bể nước và hàng rào, tường vây quanh, cổng ngõ. Nhà chính thường có số gian lẻ (1, 3 hay 5) cùng với 1 hoặc 2 chái. Nhà chính thường quay về hướng nam, hướng này có thể đón ánh nắng khi trời lạnh, đón được gió mát để giải nồng. Phía trước thường trồng cây có tán cao đề làm cảnh, đón gió tốt. Phía sau, trồng cây bụi để ngăn gió lạnh.
Hình 1-7. Nhà ở truyền thống
1.1.3 Khả năng sử dụng năng lượng tự nhiên và tái tạo trong nhà ở
Điều kiện tự nhiên ở Việt Nam rất thuận lợi cho sử dụng năng lượng mặt trời với 2.000-2.500 giờ nắng mỗi năm tương đương gần 44 triệu tấn dầu quy đổi, nhưng lâu nay Việt Nam lại chưa khai thác hợp lý nguồn tài nguyên này. Không những vậy, nguồn năng lượng gió và địa nhiệt sẵn có và khá dồi dào, là một trong những nguồn năng lượng của tương lai.
Hiện nay tỷ lệ nhà thấp tầng tại Hà Nội chiếm khoảng hơn 80%. Ngoài ra Việt Nam có tỉ lệ điện dùng cho ánh sáng sinh hoạt chiếm tỉ lệ 41,7%. Trong khi đó tỉ lệ này ở các nước chiếm 15-23%. Vân Nam - Trung Quốc: 12-13%, Hàn Quốc: 14,4%, Đài Loan: 21,7%, Thái Lan: 22%, Ba Lan: 22,5%. Tỷ lệ điện dùng cho ánh sáng sinh hoạt cao là một yếu tố chính gây mất cân đối của hệ thống điện trong giờ cao điểm tối, ảnh hưởng xấu đến hiệu quả đầu tư hệ thống điện, và cả nhu cầu dùng điện lâu dài của người dân.
Trong một ngôi nhà, các thành phần sử dụng năng lượng bao gồm hệ thống điều hoà không khí, hệ thống chiếu sáng, và các thiết bị phụ trợ khác như bơm nước, thông gió... Theo các chuyên gia, tiềm năng tiết kiệm năng lượng tại các khu nhà ở thấp tầng tương đối lớn, khoảng 25 - 40%. Các khu nhà ở thấp được xây dựng sau với quy mô lớn thì việc thực hiện tiết kiệm năng lượng (TKNL) sẽ tốt hơn nếu như các khu nhà ở thấp tầng này có hệ thống nước nóng mặt trời, hệ thống điều hoà không khí, cửa sổ dùng kính cách nhiệt...
1.2 Tổng quan về nhà ở thấp tầng sử dụng năng lượng tái tạo trên thế giới
1.2.1 Tình hình năng lượng trên thế giới
Thế giới sẽ lâm vào một cuộc khủng hoảng năng lượng nghiêm trọng trong vòng một phần tư thế kỷ tới nếu như cơ sở hạ tầng của ngành công nghiệp dầu khí toàn cầu không được nhanh chóng nâng cấp, cơ quan năng lượng quốc tế IEA vừa lên tiếng cảnh báo.
Theo bản báo cáo thường niên Triển vọng năng lượng thế giới của IEA, căn cứ theo xu hướng tiêu thụ hiện tại, nhu cầu năng lượng toàn cầu sẽ tăng lên tới trên 50% vào trước năm 2030, mức tăng mà nguồn cung hiện tại không thể nào theo kịp. (Nguồn: Washingtonpost, 11/2005 )
Hiện nhiều nguồn năng lượng có thể phục hồi, như năng lượng địa nhiệt, nhiên liệu sinh học hoặc năng lượng thủy triều, được dự đoán sẽ có bước nhảy vọt, và các loại năng lượng tái sinh đến năm 2050 sẽ bắt đầu thách thức sự thống trị hiện nay của các loại nhiên liệu hoá thạch. năng lượng sinh học và thuỷ điện hiện được sử dụng nhiều nhất.
Hội đồng năng lượng gió toàn cầu dự đoán, gió có thể cung cấp 34% lượng điện của thế giới vào năm 2050. Cũng không chịu thua kém, năng lượng mặt trời được đánh giá cũng đóng vai trò quan trọng trong thời gian tới. Theo dự đoán của Hội đồng năng lượng có thể phục hồi của Mỹ, năng lượng tái tạo chiếm 25% tổng lượng năng lượng sử dụng trên toàn cầu vào năm 2025, trong khi Hiệp hội ngành công nghiệp mặt trời của Đức tính toán cầu tiêu thụ năng lượng mặt trời sẽ tăng so với nhiên liệu hoá thạch vào gần cuối thập kỷ này.
1.2.2 Tình hình sử dụng năng lượng tái tạo trên thế giới:
* Tại Châu Âu: Theo thống kê thì các nước châu Âu đang có rất nhiều chiến lược sử dụng năng lượng tai tạo thay thế năng lượng hoá thạch truyền thống:
Hình 1-8. Nhà máy điện mặt trời
Đan Mạch: Đang hướng tới mục tiêu trở thành một quốc gia không sử dụng nhiên liệu hóa thạch, đồng thời được biết đến là nước xuất khẩu công nghệ năng lượng lớn nhất tại châu Âu và là nơi khai sinh công nghệ sản xuất điện từ gió. Hiện số tua bin gió mà một số công ty lớn như Vestas, Siemens, Gamesa tại Đan Mạch xuất khẩu chiếm đến hơn 30% số tua bin gió trên toàn thế giới. Hướng phát triển năng lượng sạch tại Đan Mạch cũng nhận được sự hỗ trợ mạnh về mặt tài chính từ một số tổ chức như ATP Pension Fund, DONG Energy, và AP Pension. Có thể nói Đan Mạch là một ví dụ điển hình trong việc sử dụng “công nghệ sạch”, một số tổ chức như Copenhagen Capacity (Cơ quan xúc tiến đầu tư Copenhagen), Copenhagen Cleantech Cluster và Cleantech Scandinavia, tạo điều kiện thuận lợi cho các doanh nghiệp tìm kiếm cơ hội mở rộng hoạt động kinh doanh, hợp tác quốc tế, thu hút đầu tư, cũng như việc tìm kiếm đối tác trong nghiên cứu và phát triển (R&D).
(Nguồn:
Hình 1-9. Nhà máy điện gió
Đức: Là một trong những nước đi tiên phong trong việc phát triển năng lượng sạch, và hiện được coi là “trung tâm điện mặt trời” thế giới bởi hơn 50% trong tổng số nguồn điện mặt trời trên toàn cầu được tạo ra và sử dụng tại Đức. Để có được điều này, trước hết phải kể đến chính sách ưu tiên sử dụng năng lượng sạch của Chính phủ Đức. Trong năm 2009, nguồn năng lượng sạch đã đạt tỷ trọng 15% trong tổng sản lượng điện tiêu dùng tại nước này. Đức cũng là một trong số những quốc gia ở châu Âu đầu tư khá mạnh tay trong lĩnh vực năng lượng sạch, với số vốn lên đến 383 triệu USD - tăng 217% so với năm 2008. “Chiến lược công nghệ cao” của Chính phủ Đức, với ước tính chi phí lên đến 15 tỷ euro trong giai đoạn từ năm 2006 - 2009, đã góp phần giải quyết việc làm cho hơn 260.000 công nhân trong ngành công nghiệp năng lượng. Mục tiêu của Đức là sẽ sản xuất 50% sản lượng điện từ gió và năng lượng mặt trời vào năm 2050.
(Nguồn:
Thụy Điển: Là một quốc gia có tầm nhìn bao quát về hướng phát triển năng lượng sạch, với 43,3% mức năng lượng tiêu thụ là năng lượng tái sinh. Thụy Điển có thể tự hào với bạn bè quốc tế về hai dự án “thành phố phát triển bền vững”, đó là Tomorrow tại Stockholm, trong đó Malmo có thể coi là một ví dụ điển hình về “thành phố xanh”, bởi 39,9% mức tiêu thụ năng lượng là năng lượng tái sinh. Trong giai đoạn từ 1990 - 2008, GDP của Thụy Điển tăng 48%, trong khi đó lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính giảm 9%. Những chính sách ưu tiên của Chính phủ, cùng với hoạt động của một số tổ chức về môi trường quốc tế như Society of Nature Conservation, WWF, Greenpeace, là một trong những động lực chính thúc đẩy công nghệ sạch của Thụy Điển phát triển. Ngoài ra, sự hỗ trợ về mặt tài chính cho một số tổ chức như AP7 Pension Fund, Northzone Ventures, Sustainable Technologies Funds và SEB Venture Capital, có thể dễ dàng thấy rằng Thụy Điển là một quốc gia có tiềm năng phát triển mạnh mẽ công nghệ sạch.
(Nguồn:
1.2.3 Kinh nghiệm sử dụng