CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẶT ĐỨNG NHÀ PHỐ THÍCH ỨNG VỚI ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU 1.1 Các định nghĩa và khái niệm Theo định nghĩa của The Pew Research Center on Global Climate Change (Tổ chức nghiên cứu về biến đổi khí hậu toàn cầu), vỏ bao che tòa nhà là giao diện giữa không gian bên trong (KGBT) của tòa nhà và môi trường bên ngoài, bao gồm các bức tường, mái nhà, và nền móng – có chức năng như một rào cản nhiệt, đóng vai trò quan trọng trong việc xác định lượng năng lượng cần thiết để duy trì môi trường thoải mái trong nhà so với môi trường bên ngoài. Ngoài ra Cleveland, Cutler J. Morris (2009) cũng đưa ra một định nghĩa tương tự: “Vỏ bao che toà nhà là bộ phận phân cách vật lý giữa môi trường bên trong và bên ngoài của tòa nhà. Lớp vỏ bao che giúp duy trì môi trường vi khí hậu và cùng với các hệ thống điều hòa cơ khí kiểm soát khí hậu bên trong công trình”.
Mở rộng định nghĩa về vỏ bao che ở trên, vỏ bao che đa lớp (VBCĐL) (hay không gian vỏ bao che) là tập hợp các thành phần kiến trúc và các khoảng không gian đệm ngăn cách không gian kiến trúc với không gian đô thị có ảnh hưởng đáng kể đến tiện nghi vi khí hậu bên trong công trình. Các thành phần này gồm tường, vách, mái, hệ chắn nắng, cây xanh, mặt đường, vỉa hè, khoảng đệm. liên kết với nhau tạo thành các lớp vỏ ứng với vị trí khác nhau so với KGBT công trình.1 Vỏ bao che đa lớp và yếu tố tác động Các thành phần thuộc các lớp vỏ được chia thành 2 nhóm là thành phần theo phương ngang, gọi tắt là thành phần ngang (TPN) và thành phần theo phương đứng, 7 gọi tắt là thành phần đứng (TPĐ). TPN hợp với mặt đất 1 góc nhỏ hơn 45 độ và TPĐ hợp với mặt đất 1 góc lớn hơn 45 độ.
Dựa vào số lớp vỏ là số lần các tác động bên ngoài phải đi qua để vào đến KGBT cũng như cách bố trí và số lượng các TPN và TPĐ, có thể chia VBCĐL kiến trúc thành các dạng: dạng 0,5 lớp, 1 lớp, 1.5 lớp, 3 lớp… (Hình 1. Theo Loonen (2013), vỏ bao che thích ứng với điều kiện khí hậu (Climate- adaptive building shell – CABS) là vỏ bao che có khả năng ứng xử một cách bị động hoặc biến đổi linh hoạt một cách chủ động ứng với sự thay đổi về môi trường khí hậu nhằm đảm bảo tiện nghi bên trong. CABS được thiết kế tốt có hai chức năng chính: góp phần tiết kiệm năng lượng để sưởi ấm, làm mát, thông gió và chiếu sáng và có tác động tích cực đến chất lượng môi trường trong nhà. Nhà phố TMDV được xem là loại nhà liên kế hay nhà lô phố tại các đô thị có các tầng dưới để kinh doanh thương mại hoặc làm dịch vụ và các tầng trên để ở (shophouse).
Loại công trình này có mặt tiền hẹp nhưng có độ sâu về phía sau đáng kể, 2 mặt bên và mặt phía sau hầu như liền sát với nhà bên cạnh dẫn đến các tác động của tự nhiên chủ yếu lên mặt trước và phần mái của công trình. Trong luận án này, nhà phố TMDV được gọi tắt là nhà phố. Mặt đứng nhà phố là phần vỏ bao che theo phương đứng của nhà phố bao gồm nhiều thành phần vật chất và các khoảng không gian đệm, đóng vai trò trung gian ngăn cách giữa KGBT và không gian đường phố (Hình 1. Thông qua mặt đứng, các tác động của môi trường tự nhiên được thay đổi đáng kể trước khi vào đến KGBT nhà phố.
Mặt đứng nhà phố thích ứng với điều kiện khí hậu là mặt đứng được lựa chọn thiết kế và xây dựng nhằm hạn chế các tác động xấu và phát huy những tác động tốt của điều kiện khí hậu địa phương nhằm đảm bảo tiện nghi bên trong. Mặt đứng nhà phố bao gồm nhiều thành phần vật chất nhân tạo cấu thành. Các thành phần này cần được phân tích về những đặc tính nổi trội và mối liên hệ giữa các thành phần cũng cần được làm rõ. Dựa trên góc hợp với mặt đất, các thành phần được chia thành các thành phần theo phương ngang (gọi tắt là thành phần ngang) và các thành phần theo phương đứng (gọi tắt là thành phần đứng) (Hình 1.2) 8 GIỚI HẠN MẶT ĐỨNG NHÀ PHỐ RANH LỘ GIỚI TÁC ĐỘNG BÊN NGOÀI KHOẢNG KG ĐỆM THÀNH PHẦN NGANG THÀNH PHẦN ĐỨNG Hình 1.2 Mặt đứng nhà phố với các thành phần và các yếu tố tác động bên ngoài Thành phần ngang (TPN) là các thành phần có bề mặt hợp với mặt đất 1 góc nhỏ hơn 45 như lối đi bộ, sân trống, ban công, lô gia, sân thượng, phần mái tại cao độ chuẩn mặt tiền, bồn hoa, thảm cỏ… Thành phần đứng (TPĐ) là các thành phần có bề mặt hợp với mặt đất 1 góc lớn hơn 45 như vòm lá cây xanh, tường ngoài, cửa sổ, cửa đi, cổng rào, bồn cây ban công, hệ lam đứng, khung quảng cáo… Thiết kế mặt đứng nhà phố chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố tự nhiên, yếu tố kinh tế xã hội, yếu tố công nghệ, yếu tố quy hoạch.
Trong đó, yếu tố tự nhiên bao gồm địa hình, địa chất, thủy văn, thảm thực vật. và khí hậu. Yếu tố khí hậu bao gồm: nhiệt độ, độ ẩm không khí, địa nhiệt, chế độ nắng, mưa, gió và các hiện tường thời tiết bất thường [33]. Tùy thuộc vào nhu cầu tiện nghi bên trong nhà mà các yếu tố này được khuếch đại hoặc giảm nhẹ khi tác động lên mặt đứng.
Đây là bộ phận có ảnh hưởng rất lớn đến cuộc sống bên trong nhà của con người và phụ thuộc rất nhiều vào các điều kiện khí hậu. Trong đó, những yếu tố tích cực (ánh sáng, gió mát…) thì phải tận dụng, còn những yếu tố bất lợi như nắng hướng Tây, gió Lào, bức xạ nhiệt cao, mưa… thì phải giảm thiểu bằng các giải pháp thiết kế và các trang thiết bị công trình. Các yếu tố xã hội bao gồm môi trường văn hóa, “sinh thái nhân văn”, văn hóa vật thể và văn hóa phi vật thể… Các yếu tố này ảnh hưởng đến kiến trúc qua hình thái, tính chất địa phương và đặc biệt là công dụng của mặt đứng công trình. Đối với 9 mặt đứng nhà phố, ảnh hưởng này rất rõ rệt lên sự bố trí các thành phần do quan điểm khác nhau về thẩm mỹ, các kinh nghiệm dân gian liên quan đến phong thủy và tín ngưỡng.
Mỗi dân tộc đều có những thói quen riêng, truyền thống văn hóa riêng, định cư ở những vùng địa lý khác nhau… cho nên hình thành nên những bài học, những giải pháp thiết kế kiến trúc riêng tùy theo các đặc thù của dân tộc đó. Hiện nay trong xu thế toàn cầu hóa, với sự phát triển mạnh mẽ của phong cách quốc tế hóa trong kiến trúc, việc bảo tồn và phát huy những giá trị của kiến trúc truyền thống được đặt ra vô cùng cấp thiết. Vì vậy, sáng tạo kiến trúc cần phải phát huy tối đa những tinh hoa của kiến trúc truyền thống, bản sắc văn hóa kiến trúc, đồng thời phải biết vận dụng các thành tựu khoa học tiên tiến, đưa hơi thở của thời đại vào các tác phẩm kiến trúc để các công trình kiến trúc vừa mang tính hiện đại vừa mang đậm những nét văn hóa của dân tộc. Các vấn đề về lứa tuổi, giới tính, về mức thu nhập xã hội.
cũng ảnh hưởng đến cách bố trí các thành phần trong mặt đứng nhà phố. Yếu tố công nghệ thường được thể hiện ở 2 mặt là vật liệu và trang thiết bị công trình. Công nghệ truyền thống thường sử dụng vật liệu như tường gạch chịu lực, khung sàn bê tông cốt thép.Ngày nay, sự phát triển của công nghệ vật liệu cũng như các hệ thống trang thiết bị tiên tiến như hệ thống mặt đứng thông minh, hệ thống các cảm biến khí hậu tích hợp trong công trình. có ảnh hưởng to lớn đến các giải pháp thiết kế kiến trúc trong đó có mặt đứng nhà phố.
Trong quá khứ, hệ thống vách, cửa sổ cách âm cách nhiệt có cấu tạo khá phức tạp và chưa tối ưu thì hiện nay công nghệ đã giúp giải quyết vấn đề này khá triệt để. Mặc dù đều là các giải pháp thiết kế bị động để TKNL sử dụng cho công trình nhưng các giải pháp với công nghệ tiên tiến có hiệu quả hơn rất nhiều. Ngày nay, do sức hút lớn của các thành phố lớn dẫn đến hiện tượng bùng nổ dân số, nhu cầu phát triển tăng cao, quy hoạch thành phố cũng đã được điều chỉnh mở rộng dẫn đến cấu trúc mặt đứng cũng cần có những thay đổi cho phù hợp. Ngoài ra, bộ mặt đô thị nói chung và bộ mặt tuyến phố nói riêng chịu ảnh hưởng bởi hình thức mặt đứng nhà phố.
Thiết kế mặt đứng nhà phố cần được “tự do trong khuôn khổ” nhằm bảo tính trật tự, quy củ, tạo ra nét đặc trưng của đô thị, thu hút khách hàng và khách du lịch.2 Thực tiễn mặt đứng nhà phố tại các nước có điều kiện tương đồng và tại Việt Nam 1.1 Tại các nước có điều kiện tương đồng Với đối tượng là mặt đứng nhà phố, một số đô thị ở một số nước cũng có liên quan do cũng có các đặc điểm về tự nhiên xã hội tương đồng với Việt Nam và cũng có thể loại công trình là nhà phố (shophouse). Thực tiễn cho thấy đối tượng này đâu đó đã được nghiên cứu nhưng chưa có tính đồng bộ. Thủ đô Bangkok, Thailand Hình 1.3 Mặt đứng nhà phố tại các tuyến phố TMDV ở Bangkok Từ 1 thị trấn nhỏ trong vương quốc Ayutthaya vào thế kỉ 15, Bangkok nhanh chóng mở rộng nhờ thương mại và trở thành nơi tọa lạc của 2 thủ đô là Thonburi vào năm 1768 và Rattanakosin năm 1782. Thành phố phát triển mạnh mẽ từ những năm 1960 đến 1980 và ngày nay đóng vai trò quan trọng hàng đầu về chính trị, kinh tế, giáo dục và truyền thông của nước Thái Lan hiện đại.
Sự phát triển nhanh chóng của Bangkok trong quá trình phát triển và quy hoạch đô thị đã dẫn đến một cảnh quan đô thị không đồng nhất và các hệ thống cơ sở hạ tầng không đầy đủ. 11 Ở Bangkok, có rất nhiều các tòa nhà cao tầng được nhìn thấy từ trên cao; tuy nhiên ở cấp độ đường phố, phần lớn các công trình được nhìn thấy là các tòa nhà từ 3-5 tầng (nhà phố) được xây dựng dọc theo các con đường với các hình thức mặt đứng khác nhau. Do ít bị kiểm soát chặt chẽ bởi quy hoạch, các căn nhà phố đã được lan rộng khắp thành phố và có thể dễ dàng tiếp cận.