Điều hòa không khí trong Ngôi nhà sinh thái

Mái hiên khổng lồ này bảo vệ các bức tường và các cửa sổ khỏi sức nóng của mặt trời

ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Mùa hè giờ nóng hơn, do trái đất ấm lên, điều này ảnh hưởng đến tài nguyên năng lượng của chúng ta vì năng lượng tiêu thụ cho việc điều hòa không khí tăng. Ở Anh, doanh thu bán điều hòa không khí đã tăng khoảng một phần ba kể từ giữa những năm 1990. Ở Hoa Kỳ, chi phí điều hòa không khí cho ngôi nhà vào mùa hè chiếm một tỷ lệ đáng kể trong tổng lượng tiêu thụ năng lượng.

Điều quan trọng bây giờ là tìm kiếm các lựa chọn thay thế cho điều hòa không khí thông thường. Ít nhất hãy cố gắng đặt điều hòa của bạn ở nhiệt độ cao hơn. Thật vô ích khi làm phòng của bạn mát lạnh vào mùa hè.

Việc làm mát bằng cơ học nhờ quạt và điều hòa không khí là hoàn toàn không sinh thái. Ngay cả khi bạn tự tạo ra điện bằng cách sử dụng một hệ thống thay thế. Việc tiêu tốn nó vào các thiết bị tiêu thụ năng lượng như vậy sẽ là một sự lãng phí không thể tha thứ.

Xin lưu ý rằng hoạt động của quạt thiết bị lưu thông không khí trên thực tế không làm mát nó mà tạo ra nhiệt. Một số máy điều hòa không khí có thể hoạt động hiệu quả chúng không tạo ra nhiều nhiệt khi hoạt động. Nhưng từ quan điểm sinh thái, chúng còn xa có thể gọi là giải pháp lý tưởng.

Máy bơm nhiệt thì có thể cung cấp không khí mát. Tuy vậy hiệu suất của chúng có thể không đủ làm không khí trong phòng dễ chịu khi thời tiết quá nóng. Giải pháp nằm ở việc áp dụng một hệ thống điều hòa không khí thụ động truyền thống. Như khai thác khối nhiệt (thermal mass), hoặc thông gió tự nhiên và che nắng.

KHỐI NHIỆT (Tạm dịch thermal mass)

Những lam chắn nắng làm giảm đáng kể sức nóng của ánh nắng mặt trời và tạo ra hình các bóng nắng trong phòng

Các vật liệu có khối lượng nhiệt cao, chẳng hạn như đá, tường xây hoặc bê tông, từ từ hấp thụ nhiệt vào ban ngày và giải phóng nó vào ban đêm. Do đó, chúng giúp giảm lượng năng lượng cần thiết để sưởi ấm. Cách nhiệt tốt cho ngôi nhà giữ cho cửa sổ đóng kín khi thời tiết lạnh sẽ giữ nhiệt độ ấm ở bên trong nhà.

Vào mùa hè, các cửa sổ nên được đóng lại để ngăn không khí nóng từ bên ngoài vào. Che mát để tránh ánh nắng mặt trời tập trung quá mức. Vào ban đêm, các cửa sổ nên được mở để giải phóng nhiệt đã tích lũy trong cấu trúc của ngôi nhà.

Để tận dụng tối đa khối lượng nhiệt bạn cần cách nhiệt và đóng kín khí một cách hiệu quả. Việc xác định hướng cũng rất cần thiết. Ở  Bắc bán cầu ,  mặt tiền bằng kính sẽ giúp làm tăng nhiệt vào mùa Đông. Vào mùa hè, mặt kính này nên được che bóng tốt để giảm bức xạ mặt trời.

Việc bố trí mặt bằng căn nhà bạn cũng theo cách này, không gian sinh hoạt ở hướng nam. Các phòng ngủ, phòng tiện ích ở phía bắc cũng sẽ giúp tối ưu hóa các chiến lược thụ động này.

Ngược lại, ở vùng khí hậu nóng quanh năm, bề mặt kính phải sử dụng tối thiểu ở phía tiếp xúc với ánh nắng mặt trời. Sự hiện diện của các tấm chắn, mái hiên và hiên nhà hoặc các yếu tố tương tự khác sẽ bảo vệ các cấu trúc khỏi bức  xạ mặt trời.

THÔNG GIÓ

Cửa sổ cánh sập

Không khí lưu thông tự nhiên dựa trên chênh lệch áp suất và nhiệt độ. Không khí lưu thông làm giảm mức độ ẩm và làm mát bầu không khí. Thông gió thụ động tạo ra nhiệt độ trong nhà dễ chịu trong những tháng mùa hè. Thông gió ngang, khai thác sự khác biệt về áp suất khí quyển. Một trong các chiến lược thông gió tự động.

Mở cửa ra vào và cửa sổ ở phía đối diện của một ngôi nhà tạo ra một luồng gió làm nhiệt độ trong nhà dễ chịu. Nếu những khoảng thoáng được bố trí ở những nơi nhiều gió thì, tốc độ thông gió sẽ cao hơn nhiều.

Thông gió một phía phù hợp với các phòng nhỏ, nếu các cửa sổ đủ lớn. Thông gió xuyên phòng nên được chắn bởi các loại rèm nhẹ nhàng. Các loại rèm dạng mành lá ngang có ưu điểm là vừa mang lại sự riêng tư tốt và cản khí lưu thông rất ít.

Không khí nóng có xu hướng bốc lên và không khí lạnh có xu hướng chìm xuống. “Hiệu ứng ống khói” bằng cách để không khí tự do bay lên đến các cửa sổ mái mở ở đỉnh nhà có thể được sử dụng làm mát phòng.

Các khoảng thông tầng hoặc giếng trời là nơi hút đưa không khí nóng lên trên. Ngược lại hút không khí trong lành xuống dưới. Cửa sổ cánh sập truyền thống, có phần trên hoặc  dưới cùng có thể được mở. Có thể tạo ra hiệu ứng ống khói tốt cho một căn phòng nóng.

Tháp gió

Về lý thuyết, hiệu ứng ống khói vẫn xảy ra ngay cả trong một đêm không có gió. Trong khi thông gió nhờ các ô thoáng chéo nhau cần có gió ngoài trời để tạo ra sự chênh lệch áp suất trong toàn bộ ngôi nhà. Ở vùng khí hậu nóng, khái niệm kiến ​​trúc của sân trong (hoặc mái hiên) rất phổ biến.

Mái hiên giúp vừa làm mát vừa thông gió chéo. Việc tưới nước cho sân trong hoặc hiên nhà cũng giúp tạo ra luồng không khí mát mẻ. Một kỹ thuật làm mát truyền thống khác là tháp thông gió. Tháp gió được dựng ở trên mái nhà. Các khe hở của tháp sẽ hút không khí xuống dưới cùng của tòa nhà thông qua một cột xây. Ở đó không khí được làm mát.

CHE NẮNG

Cửa sổ có rèm giữa 2 lớp kính

Cửa sổ che nắng là một cách để giảm mức tập trung ánh nắng mặt trời vào bên trong nhà. Hoàn toàn cần thiết trong trường hợp các mặt tiền mở  phía nam. Dưới đây là các loại che nắng khác nhau:

– Rèm sáo hoặc rèm Venetian. Các loại rèm ảo vệ này có thể điều chỉnh và có hiệu quả đối với  ánh sáng chói, nhưng chúng không ngăn được sức nóng.

– Rèm giữa các lớp kính cửa sổ. Những tấm rèm này được gắn giữa các lớp kính. Những sản phẩm này đắt tiền nhưng rèm không cần phải được vệ sinh khi sử dụng và không yêu cầu mở hoàn toàn các cửa sổ. ( Thường được dùng trong các bệnh viện, các nơi điều trị y tế…)

-Mái che nắng và mái hiên. Hiệu quả bảo vệ cửa sổ hướng nam.

– Cửa chớp. Là một lựa chọn để thông gió ở các nước nóng. Cửa có chớp bên trong phù hợp với loại cửa sổ kiểu của Anh (cánh mở ra ngoài). Đối với loại cửa sổ sập (mở được ở trên và ở dưới) và loại cửa sổ kiểu Pháp (cánh mở vào trong). Việc có thêm cửa chớp bên ngoài là rất cần thiết. Các cửa chớp còn giúp cách nhiệt thêm trong mùa đông.

Những ô thông gió giúp đối lưu làm mát không khí trong nhà

– Mái hiên cố định. Chúng bảo vệ rất hiệu quả trong mùa hè chống lại ánh nắng mặt trời trường hợp mặt tiền hướng nam.

– Cổng vòm và mái hiên. Ở các nước nóng, đây là cách truyền thống để che nắng cho các bức tường và cửa sổ ở tầng 1.

– Nhà vườn. Ở những vùng ôn đới, những cây rụng lá theo mùa giúp lá che nắng cho tường. Cửa sổ vào mùa hè, những tia nắng mùa đông có thể xuyên các cành cây đã rụng lá sưởi ấm nhà.

Phòng hướng nam của một căn hộ áp mái ở New York này được lắp các cửa gió để giảm ánh nắng mặt trời. Các thanh cấu trúc ngang ngăn cách một cánh cửa với một cửa sổ phía trên nó tạo điều kiện cho thông gió thụ động.

( Dịch từ cuốn sách ECO- MAISON của kiến trúc sư người Anh TERENCE CORAN)