Giải pháp hạn chế nhiệt môi trường bức xạ trực tiếp qua cửa kính

Vào mùa hè ở miền Bắc và quanh năm ở miền Nam nước ta, nhiệt độ không khí ngoài trời ban ngày thường trên 30°c. Nhiệt không khí có thể bức xạ trực tiếp qua kính vào nhà. Để hạn chế điều này, ta có thể làm cửa 2 lớp. Cửa sổ trong kính ngoài chóp hoặc cửa kính phản quang 2 lóp kính đều là dạng cửa 2 lóp, có tác dụng ngăn cản đáng kể quá trình nguồn nhiệt không khí xung quanh nhà bức xạ trực tiếp qua cửa vào nhà. Tuy nhiên, nguồn nhiệt bức xạ vào nhà qua cửa sổ không chỉ là nhiệt độ không khí xung quanh, mà còn gồm cả nhiệt do tia nắng nung nóng cánh cửa khi đang đóng. Thông thường nguồn nhiệt này lớn hơn nhiệt không khí ngoài nhà nhiều. Vì vậy cần phải sử dụng một số lượng diện tích cửa sổ hợp lý. Nếu diện tích cửa sổ quá lớn thì nhiệt bức xạ vào nhà qua cửa sẽ lớn, khó giữ được không gian mát trong nhà. Qua kiểm tra một số công trình tác giả nhận thấy rằng, những công trình nào dùng quá nhiều cửa sổ, thì dù có là cửa trong kính ngoài chóp, hay cửa kính phản quang 2 lớp, nhà vẫn nóng. Cho nên tỷ lệ cửa sổ hợp lý cho mỗi phòng nhà là một tiêu chí quan trọng trong việc điều tiết vi khí hậu trong nhà. Không chỉ có vậy, cửa sổ nhiều quá sẽ làm cho ta khó kê đồ trong phòng.
Theo kinh nghiệm của tác giả, tỷ lệ cửa sổ trong kính ngoài chóp hợp lý cho phòng ở và phòng làm việc trong vùng khí hậu nóng ẩm nước ta có thể lấy như sau [68]:
Diện tích cửa sổ: 15- 20% diện tích sàn của phòng;
Chiều dài phòng nên lấy ở mức 1,5- 1,7 lần chiều rộng. Không nên để phòng hình vuông. Cũng không để phòng quá dài. Tối kỵ phòng hình tam giác.
Chiều rộng phòng không nên nhỏ hơn 2,7m.
Chiểu cao phòng không nên quá 1,5 lần chiều rộng phòng.
Các tiêu chí trên của phòng chỉ đơn thuần dùng cho việc điều tiết vi khí hậu và chiếu sáng trong nhà, nhưng phải được dùng tổng hợp, không nên tách ra chỉ dùng một tiêu chí nào đó mà thôi.
Một ngôi nhà có tường gạch đất sét nung xây bao quanh dày 33cm , hoặc tường gạch không nung dày 20- 22cm, (hoặc có tường cách nhiệt như đã nêu ở trên), với tỷ lệ cửa sổ trong kính ngoài chóp nêu trên thì chắc chắn không gian ở sẽ rất mát mẻ.
Bạn đọc có thể xem thêm các giải pháp thiết kế cấu tạo chống nóng nhà ở nêu trong TCXDVN 293: 2003 [78].
 Nhà mát âm
Nhà mát âm là nhà có bầu không khí trong nhà mát như không khí trong hang động vào mùa hè, hoặc như trong đường hầm dưới lòng đất. Đó là cái mát rất dễ chịu, vì nó là mát tự nhiên, thể hiện đặc điểm của bầu không khí mát trong vùng khí hậu nóng ẩm [76]. Nhà có bầu không khí mát âm sẽ mát vào mùa hè, nhưng cũng ấm vào mùa đông.
Nhà mát âm là một hiện thực trong xây dựng ở nước ta. Tác giả đã khảo sát một số nhà được xây dựng ở Hà nội trong khoảng nửa đầu của thế kỷ XX và thấy đã tạo được bầu không khí mát âm này: Trong nhà rất mát, không cần phải dùng máy điều hoà nhiệt độ. Có chăng chỉ cần quạt trần quạt nhẹ lay chuyển không khí, không đủ bay giấy trên mặt bàn. Sống với bầu không khí mát âm là lý tưởng nhất, vì nó gắn cuộc sống con người với môi trường tự nhiên, sống thuận tự nhiên. Tạo ra bầu không khí mát nhân tạo bằng máy điểu hoà nhiệt độ chỉ là giải pháp bắt buộc mà thôi. Sau một giấc ngủ với bầu không khí mát do máy điều hoà, ta thấy người mệt mỏi. Ngược lại, bạn đọc hãy tạo ra bầu không khí mát âm trong nhà đi, bạn sẽ thấy sức khoẻ phục hồi rất nhanh sau một số giờ nghỉ ngơi.
Điều kiện để có bầu không khí mát âm
Qua thực tế khảo sát một số nhà có bầu không khí mát âm, cộng với kinh nghiệm thực tế đã giải quyết trên các công trình, tác giả quy nạp 5 điều kiện để có bầu không khí mát âm trong nhà như sau:
1. Cách nhiệt hoàn toàn cho tường quanh nhà và mái nhà để không có bức xạ nhiệt trực tiếp từ ngoài nhà vào trong nhà (theo mục 5.2.7 và 5.2.8);
2. Có sự giao lưu, trao đổi chất giữa bầu không khí tự nhiên ngoài nhà và trong nhà qua hệ tường ngoài nhà, hệ cửa, hành lang, mái nhà…
3. Hạn chế bức xạ mặt trời trực tiếp vào nhà qua hệ cửa;
4. Có tiếp giáp với đất và trao đổi khí với đất. (Đối với các tầng trên thì phải có lối thông khí tự nhiên với tầng tiếp đất).
5. Thuận hướng nhà để luôn dẫn được sinh khí vào nhà. Dẫn khí vào nhà theo đường “Khúc”, không theo đường “Trực”, nghĩa là không để khí ngoài nhà thổi trực tiếp thẳng vào nhà, mà phải đi quanh co vào nhà.
Thiếu 1 trong 5 điều kiện trên thì khó có thể tạo được bầu không khí mát âm trong nhà. Ngoài ra có 2 yếu tố sau đây giúp cho dễ đạt bầu không khí mát âm trong nhà, đó là:
– Có hệ cây xanh quanh nhà;
– Có hệ hành lang ngoài nhà.
 Một sô’ giải pháp kỹ thuật cần thiết để có nhà mát âm
a) Cấu tạo tường quanh nhà: Tường ngoài nhà cần đảm bảo ngãn cách tuyệt đối quá trình trao đổi nhiệt, nhưng lại tôn trọng quá trình trao đổi chất giữa không khí trong và ngoài nhà. (Để có thể cân bằng ẩm).
Để đảm bảo tính cách nhiệt, tường có thể cấu tạo cách nhiệt như đã nêu trong mục 5.2.8, nhưng không dùng tấm xốp Polystyrene để cách nhiệt tường. Tấm xốp có tính cách nhiệt tốt, nhưng lại ngăn cản quá trình trao đổi chất với không khí bên ngoài nhà. Trong trường hợp này nên thay tấm xốp polystyrene bằng tấm bông khoáng.
b) Cấu tạo hệ cửa quanh tường ngoài nhà: Cửa sổ cần có 2 lớp. Có thể dùng cửa trong kính ngoài chớp, hay cửa sổ kính 2 lớp vừa phản quang vừa cách nhiệt (để không cho nắng chiếu vào trong nhà và hạn chế nhiệt môi trường bức xạ trực tiếp qua kính vào nhà). Không dùng cửa sổ 2 lớp kính thông thường.
Cửa đi có thể dùng cửa panô hay panô + kính, nhưng cần có giải pháp cách nhiệt và không dẫn nắng vào nhà.
c) Cấu tạo mái nhà: Mái nhà cần có tính cách nhiệt tốt và thoáng khí để cho sinh khí có thể đi từ ngoài qua mái vào trong nhà. Các mái nhà lợp ngói ta, lợp lá cọ, lợp cỏ gianh hoặc rơm rạ là những mái rất tốt cho việc này.
d) Trần áp mái: Trần áp mái có thể là trần BTCT, trần gỗ dán, trần vôi rơm…, nhưng phải đảm bảo cách nhiêt, sao cho nhiệt độ mặt dưới trần không cao hơn nhiệt độ không khí trong nhà, nghĩa là nhiệt bức xạ mặt trời từ trên mái không thể vào nhà qua trần. Nhà có các mái lợp ngói ta hay lá cọ, cỏ gianh, rơm rạ, cộng với hệ trần sẽ dễ tạo được không khí mát mà nhà lại đẹp.
e) Nền nhả: Nền nhà có thể cấu tạo như kinh nghiệm từng làm trong ngành xây dựng. Riêng vật liệu lát nền thì có thể dùng gạch gốm đất sét nung, gạch XX mãng, đá thiên nhiên. Không dùng gạch gốm tráng men, vì gạch này ngăn cản quá trình trao đổi âm khí với đất nền. Cũng không nên phủ nền bằng một lớp sơn polyme tạo màng kín. Ở các tỉnh phía Bắc nên tạo một lóp vật liệu cách nhiệt dưới lóp lát (như gốm xốp, XỈ hạt, sỏi keramzit) để hạn chế nồm vào các tháng nồm (xem mục 5.5).
Một nền nhà có cấu tạo đơn giản như sau sẽ đáp ứng được yêu cầu cho một nhà mát âm: Lát trên đất nền một lớp gạch non đất sét nung (gạch loại C), hoặc một lớp gạch không nung. Xong lát một lớp gạch lát gốm đất sét nung (gạch lá nem).
f) Tạo sinh khí vào nhà : Việc tạo một môi trường khí tốt trong công trình hoặc khu công trình xây dựng là rất quan trọng. Đây là việc khó, cần phải được coi trọng từ khâu quy hoạch và thiết kế. Để có một không gian mát âm trong nhà, vấn đề tạo được nguồn sinh khí và cân bằng âm dương khí trong nhà là rất quan trọng. Dưới đây là những kinh nghiệm rút ra từ thực tế để tạo sinh khí trong xây dựng nói chung và cho nhà mát âm nói riêng.