Đánh giá hiệu quả cách nhiệt (R-value) và độ truyền nhiệt (U-value) của kết cấu bao che công trình đáp ứng QCVN 09:2017/BXD
(Evaluation of the R-value or U-value of the building envelope to meet QCVN 09:2017/BXD) Trong điều kiện biến đổi khí hậu như hiện nay thì vấn đề tiết kiệm năng lượng trong công trình xây dựng luôn được chú trọng từ giai đoạn quy hoạch, thiết kế, thẩm định đến thi công, hoàn thiện và đưa công trình vào vận hành sử dụng.
Hình 1 – Hình ảnh ví dụ về cấu trúc tường và mái với nhiều lớp vật liệu
Hướng tới thực hiện nền xây dựng tăng trưởng xanh, trong nhiều năm qua, Chính phủ đã chỉ đạo Bộ Xây dựng hoàn thiện quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về các công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả. Quy chuẩn QCVN 09:2017/BXD là quy chuẩn hiện hành về các công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả được Bộ Xây dựng ban hành tại Thông tư 15/2017/TT-BXD ngày 28/12/2017 và có hiệu lực thi hành từ 01/6/2018. Trong đó, yêu cầu quy định kỹ thuật đối với lớp vỏ bao che công trình nhằm giảm mức nhận nhiệt (hoặc tổn hao nhiệt) do hiện tượng dẫn nhiệt và để kiểm soát mức độ truyền nhiệt qua tường và mái từ đó giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng trong công trình xây dựng.
Mức yêu cầu quy định đối với kết cấu bao che:
Tại những công trình lớn ở vùng khí hậu nhiệt đới, có tới 45%-65% năng lượng được sử dụng cho thiết bị làm mát điều hòa không khí và khoảng 15% được sử dụng cho điện thắp sáng. Với thiết kế hợp lý cho lớp vỏ công trình tại Việt Nam có thể làm giảm mức tiêu thụ năng lượng cho thiết bị làm mát cũng như thắp sáng.
Lớp vỏ công trình là những kết cấu vật lý ngăn cách giữa không gian bên trong và bên ngoài công trình. Kết cấu này gồm có tường, cửa sổ, mái. Ở phần lớn các dạng công trình tại Việt Nam, nhiệt truyền qua lớp vỏ công trình là nguyên nhân chính làm tăng mức sử dụng năng lượng cần để làm mát trong công trình. Trong kết cấu tường và mái thường gồm một vài lớp vật liệu có độ dày và đặc tính nhiệt khác nhau. Do đó hệ số truyền nhiệt U-value hoặc nhiệt trở R-value tổng thể của kết cấu bao che là sự kết hợp giữa hệ số dẫn nhiệt (l) và chiều dày của từng lớp vật liệu thành phần. Hệ số U càng nhỏ thì khả năng truyền nhiệt càng thấp và ngược lại là hệ số R càng cao thì khả năng cách nhiệt của kết cấu bao che càng tốt. Công thức xác định tổng nhiệt trở như sau:
Trong đó:
- hN, hT lần lượt là hệ số trao đổi nhiệt bề mặt bên ngoài và bề mặt bên trong của kết cấu vỏ bao che (W/m2.K);
- bi là bề dày của lớp vật liệu thứ i (m);
- λi là hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i trong kết cấu bao che (W/m.K);
- n là số lượng các lớp vật liệu của kết cấu vỏ bao che;
- Ra là nhiệt trở của lớp không khí bên trong kết cấu vỏ bao che (m2.K/W);
Để có thể đánh giá hiệu quả cách nhiệt của kết cấu bao che công trình có thể đáp ứng được yêu cầu cách nhiệt đối với kết cấu bao che công trình tuân thủ QCVN 09:2017/BXD, thì cần thiết phải xác định được hệ số dẫn nhiệt và chiều dày từng lớp vật liệu thành phần.
Hình 2 – Ví dụ đánh giá hiệu quả cách nhiệt của lớp tường gạch truyền thống
Trung tâm Môi trường và Cơ khí xây dựng – VIBM là một trong những đơn vị nghiên cứu đi đầu trong đánh giá thử nghiệm, tính toán chi tiết các thông số đặc trưng về truyền nhiệt, truyền quang bao gồm hệ số truyền nhiệt U-value, Tổng nhiệt trở R-value; Hệ số hấp thụ năng lượng mặt trời SHGC, hệ số truyền sáng VLT của toàn bộ kết cấu bao che như tường, mái, cửa sổ, cửa đi, đánh giá hiệu quả che nắng của các kết cấu che nắng, rèm cửa,… theo nhiều hệ tiêu chuẩn khác nhau như: Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11857, ISO 15099; NFRC 200, EN 410, EN 13663, JIS A 2103. Thử nghiệm, tính toán, đánh giá hiệu quả nhiệt của vật liệu và kết cấu bao che đáp ứng QCVN 09:2017/BXD.
Hình 3 – Thiết bị đo hệ số dẫn nhiệt của vật liệu và kết cấu xây dựng theo phương pháp tấm nóng được bảo vệ (Guarded hot plate)
Hình 4 – Kết quả đo hệ số dẫn nhiệt của tấm tường thạch cao theo ISO 8302:1991
Hình 5 – Ví dụ đánh giá hiệu quả cách nhiệt của kết cấu vật liệu đáp ứng QCVN 09:2017/BXD
Chi tiết liên hệ
Trung tâm Môi trường và Cơ khí xây dựng – VIBM
Địa chỉ: Ngõ 235 Đường Nguyễn Trãi – Khương Đình – Hà Nội
Điện thoại: 0243.558.5928; 0915.502.834; 0912.181.479;
Fax: 0243.858.1112;
Email: tbmt.atld@gmail.com
Website: http://vibm.vn
__Cao Chiến__
