công trình farming kindergarten nhà trẻ xanh của vtn architects

Ảnh hưởng của cảnh quan tới công trình : - Kích thước khu đất : 10.650m 2 - Nắng, Gió: phía tây, Đông nam có thảm thực vật xanh Có luồng gió mát mẻ trong lành, vì là gần thảm thực vật kh

NGUYỄN THỊ AN ANH

1 Xác định vị trí địa lý của công trình

2 Đưa ra biểu kiến mặt trời và hoa gió

3 Tìm hiểu, báo cáo yếu tố trong công trình:

3.1 Ảnh hưởng của quy hoạch khu đất, cảnh quan xung quanh 3.2 Chiến lược thiết kế sơ bộ

A MỞ ĐẦU

Nhà trẻ Farming Kindergarten đã được công ty kiến trúc Võ Trọng Nghĩa thiết kế như là một nguyên mẫu cho loại hình

nhà trẻ bền vững, nơi mà trẻ con có thể học hỏi và tìm hiểu cách tự trồng và cung cấp thức ăn Mái nhà xanh hình xuyến được thiết kế là một đường chạy dài liên tục tạo ra ba sân trong vui chơi cho trẻ Từ sân chơi không những thầy cô giáo

mà cả trẻ cũng có thể chạy nhảy dễ dàng lên phía mái nhà trồng rau, mặc dù vườn trồng rau có độ dốc cao dần lên đến độ cao tầng hai Một vườn rau xanh chính là nơi để trẻ có thể hiểu được tầm quan trọng của nông nghiệp và có được sự kết nối với thiên nhiên Công trình Farming Kindergarten Nhà trẻ xanh của VTN Architects (Vo Trong Nghia Architects) vinh dự nhận giải Danh dự (Honourable Mentions) ở thể loại Công trình (Buildings) của Zumtobel Group Award 2017

Và đây cũng là lý do chọn đề tài của nhóm

B NỘI DU NG

Tổng quan công trình:

1

1 Xác định vị trí địa lý của công trình

Địa điểm: BienHoa, DongNai, VietNam

Diện tích khu đất: 10.650 m2

GPA: 3.800 m2

Công ty: Vo Trong Nghia Architects

Kiến trúc sư chính: Võ Trọng Nghĩa, Takashi Niwa, Masaaki Iwamoto

Kiến trúc sư: Trần Thị Hằng, Kuniko Onishi

Nhà thầu: Công ty cổ phần Gió và Nước

Khách hàng: PouChen VietNam

Ví trí của công trình: WRP6+M59, Nguyễn Thị Tồn, Hoà An, Thành phố Biên Hòa, Đồng Nai, Việt Nam

Vĩ độ: 10,9363842 Kinh độ: 106,8107741

2

2 Đưa ra biểu đồ mặt trời và hoa gió

Biểu kiến mặt trời:

- Có thể thấy từ biểu đồ (đường đi của mặt trời) rằng mặt trời mọc ở hướng Đông Bắc (phương vị = 60) vào lúc 05:31 Hoàng hôn xảy ra lúc 18:17 khi mặt trời ở hướng Tây Bắc (phương vị = 300)

- Đặt công trình vào biểu đồ thì ta có thể thấy hướng chiếu mặt trời từ Tây sang Đông, vì thế công trình nhận rất nhiều ánh sáng nóng , chiếu vào lối vào chính và các phòng học Chính vì thế mà KTS Võ Trọng Nghĩa đã sử dụng rất nhiều cây xanh quanh công trình và mái công trình cũng sử dụng mảng xanh để giảm thiểu nhiệt độ và làm mát cho các trẻ nhỏ trong phòng học

3

Biểu đồ hoa gió:

Gió phần lớn thường thổi từ hướng Bắc và hướng Tây

25% tổng thời gian gió thổi theo hướng Bắc

5.5% tổng thời gian gió thổi theo hướng Tây Bắc

9.5% tổng thời gian gió thổi theo hướng Đông

8.1% tổng thời gian gió thổi theo hướng ĐôngNam

7.6% tổng thời gian gió thổi theo hướng Nam

13.5% tổng thời gian gió thổi theo hướng Tây Nam

23.8% tổng thời gian gió thổi theo hướng Tây

- Khí hậu nóng ẩm ở Đồng Nai sẽ xuất hiện vào khoảng giữa tháng 4 và đầu tháng 5 Đây là kiểu khí hậu ứng với kiểu thời tiết gió Tây khô nóng ở Bắc Trung Bộ và phía Bắc nước ta.

- Thời tiết dịu khô sẽ xuất hiện gió Bắc đến Đông Bắc cảm nhận rõ thời tiết se lạnh vào nửa đêm và gần sáng độ ẩm trung bình 65 - 70%, thấp nhất xuống dưới 50% Đây là kiểu thời tiết mát, khô khá là dễ chịu.

ất uố g dướ 50% ây à ểu t ờ t ết át, ô á à dễ c ịu.

4

3 Tìm hiểu, báo cáo yếu tố trong công trình:

3.1 Ảnh hưởng của quy hoạch khu đất, cảnh quan xung quanh

Ảnh hưởng của quy hoạch:

- Đô thị hóa, các thành phố ở Việt Nam ngày càng có sự khác biệt rõ rệt so với tính nhiệt đới ẩm gió mùa vốn có củamình Việc thiếu hụt cây xanh đã gây ra nhiều vấn đề xã hội khác nhau như ô nhiễm không khí do lượng xe máy quá nhiều, ô nhiễm không khí, lũ lụt và hiệu ứng đảo nhiệt

- Nhà trẻ được xây dựng ngay cạnh nhà máy của công ty pouchen và được thiết kế cho 500 con em công nhân của nhà máy, công trình này được thiết kế như một mái nhà xanh nhằm cung cấp thực phẩm và giáo dục trẻ em về tầmquan trọng của nông nghiệp cũng như tăng diện tích vui chơi cho trẻ

MẶT BẰNG TỔNG THỂ THỰC TẾ

5

Ảnh hưởng khu đất:

- Khu đất nằm bên cạnh nhà máy giày lớn, đối diện là khu dân cư sinh sống , đăng sau công trình là một thảm thực vật xanh, lối vào công trình là một đường hẻm nhỏ vào khu dâ

6

Ảnh hưởng của cảnh quan tới công trình :

- Kích thước khu đất : 10.650m 2

- Nắng, Gió: phía tây, Đông nam có thảm thực vật xanh

Có luồng gió mát mẻ trong lành, vì là gần thảm thực vật khá lớn nên là không bị ảnh hưởng với mật độ bê tông hóa

- Giao Thông : cách xa trục đường chính nơi giao thông liên tục gây ô nghiễm tiếng ồn

Công trình khá yên tĩnh cho nhóm trẻ, công trình cũng được chia thành 3 lối tiếp cận

- Cảnh quan xung quanh : cây xanh lớn ở phía sau , mắt trước cổng chính là nhà máy giày lớn, bên cạnh là đường khu dân cư mà kiến trúc nhà ở và nhà trọ

3.2 Chiến lược thiết kế sơ bộ

Trường Farming Kindergarten ở thành phố Biên Hòa, Đồng Nai, có tổng diện tích 3.800 m2, theo thông tin trên Arch Daily Tọa lạc gần một nhà máy sản xuất giày lớn, nhà trẻ được thiết kế cho 500 trẻ em là con của các công nhân làm việctại đây

Kiến Trúc sư : KTS Võ Trọng Nghĩa

Takashi Niwa, Masaaki Iwamoto

- Giải thưởng Kiến trúc ARCASIA

- Giải thưởng Thiết kế Xanh Green Good Design

Ý tưởng của công trình này là “Nhà trẻ bền vững Farming Kindergarten” với mái nhà xanh trồng rau, cung cấp thực

phẩm và những trải nghiệm nông nghiệp cho trẻ con Việt Nam cũng như tạo ra sân chơi ngoài trời có tính an toàn Mái nhà được thiết kế dựa trên hình xuyến ba là một đường chạy dài liên tục tạo ra ba sân trong vui chơi cho trẻ

7

PHÂN KHU CHỨC NĂNG

8

CÁC CHIẾN LƯỢC THIẾT KẾ SINH KHÍ HẬU ĐƯỢC ÁP DỤNG

Bằng các giải pháp kiến trúc - xây dựng để tận dụng tối đa khí hậu thiên nhiên thuận lợi, đưa thiên nhiên tươi mát, trong lành vào trong công trình, khắc phục những điều kiện không thuận lợi, giảm bớt việc sử dụng các thiết bị nhân tạo, tạo môi trường tốt nhất, vệ sinh nhất trong nhà để con người sinh sống, làm việc, nghỉ ngơi và phục hồi sức khỏe Sinh khí hậu còn gọi là khí hậu sinh vật là khoa học nghiên cứu khí hậu trong tác động đối với con người, gây ảnh hưởng tới sức khỏe và công việc

Cũng như vậy, kiến trúc khí hậu đã xem xét tác động này của khí hậu khi tìm các giải pháp kiến trúc phù hợp với khí hậu địa phương, bởi vì công trình là chiếc áo thứ ba (bộ da, áo quần, vỏ nhà và khí quyển là bốn chiếc áo) che chở conngười Vì vậy gọi tên kiến trúc sinh khí hậu chỉ là để nhấn mạnh thêm tác động khí hậu tới con người, đưa nó lên thành một khoa học với các nghiên cứu sâu sắc những vấn đề cơ bản về quan hệ khí hậu - vi khí hậu (VKH) - con người, xác định các điều kiện tiện nghi khí hậu và tiện nghi VKH khi đưa ra các chiến lược thiết kế kiến trúc kiểm soát khí hậu, các giải pháp kiến trúc hợp lý cho mỗi vùng khí hậu

9

A CÁCH NHIỆT CHO KẾT CẤU:

Sử dụng mái xanh cách nhiệt cho kết cấu mái , hệ số tản nhiệt của mái bê tông thấp nên nhiệt độ mái sẽ tăng cao khi vào

hè Hơn nữa do Việt Nam có khí hậu nhiệt đới, mưa nhiều, nhiệt độ chênh lệch giữa ban ngày và ban đêm, lúc nắng và lúcmưa rất lớn do vậy gây co ngót mạnh cho mái bê tông

B GIẢM THIỂU NHẬN NHIỆT MẶT TRỜI:

Bức xạ mặt trời chiếu lên kết cấu, nung nóng kết cấu rồi truyền vào phòng hoặc trực tiếp qua cửa sổ (có kính hoặc không kính) vào phòng, nung nóng phòng Áp dụng trong mùa nóng với việc sử dụng các kỹ thuật che nắng, tạo bóng, phản xạ, v.v…

Các tấm lam chắn nắng của công trình và hệ thống hành lang bên dọc theo hình dạng của ngôi trường được thiết kế để giảm thiểu ánh nắng trực tiếp của Mặt Trời tác động lên công trình Vị trí các tấm lam chắn nắng được đặt tại tầng hai và tại các mặt tiếp xúc với ánh nắng Mặt Trời nhiều nhất (cánh phía Bắc), chủ yếu bố trí tại hướng Đông và Tây

Thêm vào đó, việc sử dụng các lam tránh nắng và dẫn gió trong thiết kế hành lang bên với chiều rộng lên đến 2.5m đã giảm thiểu tối đa ánh nắng trực tiếp chiếu vào công trình

10

C TĂNG CƯỜNG THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN:

Đưa không khí mát và trong sạch vào phòng thay thế cho không khí đã bị nung nóng và ô nhiễm hay ẩm mốc trong phòng Chiến lược này có ý nghĩa rất lớn về vệ sinh và cải tạo vi khí hậu, đặc biệt đối với khí hậu nóng ẩm Khi đó giải pháp thông gió xuyên phòng trở thành một yêu cầu gần như bắt buộc

Tòa nhà được thiết kế như một dải hẹp liên tục với cửa sổ có thể mở ra hai bên giúp tối đa hóa hệ thống thông gió và chiếu sáng tự nhiên

Điều kiện để đạt được thông gió tự nhiên trong công trình nhà trẻ này phụ thuộc vào hai yếu tố sau:

- Hình dáng: thiết kế để tận dụng tối đa thông gió tự nhiên, giảm thiểu thông gió cưỡng bức để tiết kiệm năng lượng Chiều sâu tối thiểu của các phòng là 8-10m, mở rộng đều hai phía mặt đứng và hành lang bên để đón gió

- Các khoảng phân chia: công trình được tạo ra với chỉ một “nét vẽ”, nét vẽ này phân chia công trình thành ba không gian sân vườn khác nhau nhưng có sự liên hệ nhất định

11

E SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CHỦ ĐỘNG:

Ngoài ra, các phương pháp tiết kiệm năng lượng kiến trúc và cơ học được áp dụng toàn diện bao gồm nhưng không giới hạn như: mặt tiền xanh làm bóng râm và nước nóng năng lượng mặt trời Những thiết bị này được thiết kế dễ nhìn và đóng một vai trò quan trọng trong việc giáo dục về tính bền vững cho trẻ em Nước thải của nhà máy được tái chế để tưới cho cây xanh và dội nhà vệ sinh

12

THIẾT KẾ ĐẠT ĐƯỢC CÁC MỤC TIÊU SAU:

• Phù hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam, lợi dụng được thuận lợi của thiên nhiên Công trình không nhữngtạo ra không gian vui chơi linh hoạt cho trẻ qua ba sân trong và mái xanh chạy dài liên tục mà còn cho trẻ em năng động, hiểu rõ về thiên nhiên, gần gũi với thiên nhiên để tồn tại trong thế kỉ 21

• Công trình vận hành với chi phí thấp, sử dụng vật liệu địa phương đảm bảo được ánh sáng thông gió tự nhiên cho các phòng học

• Bảo vệ môi trường như: tái chế vật liệu, tái sử dụng nước để tưới cây xanh, sử dụng hệ thống bình năng lượng mặt trời để đun nước nóng… vừa giúp nhà trường tiết kiệm được năng lượng vừa giúp các cháu nhận thức, gần gũi với môi trường ngay từ khi còn nhỏ

3.3 Thông gió

THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN:

Thông gió tự nhiên trong nhà đang là một vấn đề to lớn và nhức nhối đối với mọi người hiện nay, đặc biệt hơn hết là khi không gian nhà ở ngày càng bị thu hẹp lại về diện tích, kèm theo đó là những vấn đề về thiếu ánh nắng

và thiếu gió Chính vì vậy những giải pháp thông gió tự nhiên được đưa lên hàng đầu mà ta sẽ được thấy qua công trình của KTS Võ Trọng Nghĩa “ Farming Kindergarten”

Những phương pháp giúp không khí bên ngoài được lưu chuyển vào trong nhà một cách tự nhiên mà không cần

sử dụng các thiết bị bổ trợ như quạt Các dạng của thông gió tự nhiên bao gồm: thông gió từ áp lực nhiệt, thông gió từ áp lực gió

THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN TỪ ÁP LỰC NHIỆT( THERMAL FORCE)

Đây là giải pháp thông gió tự nhiên bằng cách đối lưu không khí trong phòng Đây là dạng thông gió bằng tự nhiên cơ bản nhất mà được áp dụng nhiều ở các dạng thiết kế nhà ống hiện nay Đối lưu không khí sẽ được tạo ra

13

nhờ vào sự chênh lệch của áp suất không khí Gió được đưa vào bên trong ngôi nhà chính là sự dịch chuyển của các luồng từ nơi có áp suất cao đến nơi có áp suất thấp.

Do có con người sinh sống và hoạt động ở bên trong mà sản sinh ra nhiệt độ Nhiệt độ này sẽ truyền sang không không khí làm tăng nhiệt độ của không khí trong phòng Không khí có nhiệt độ cao sẽ giãn nở, trở nên nhẹ hơn

và bay lên trên cao – tạo nên một vùng có khí áp thấp Điều này khiến cho không khí lạnh ở bên ngoài môi trường tràn vào và thế chỗ hình thành nên gió Do đó, nhà thường được thiết kế có giếng trời để áp dụng phương pháp này

THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN DỰA VÀO ÁP LỰC GIÓ (WIND FORCE)

Thông gió tự nhiên dựa vào áp lực gió chính là thông gió xuyên phòng Tốc độ và lưu lượng gió của phương pháp này cũng sẽ bị ảnh hưởng bởi hệ thống cửa hút và cửa thoát gió Đây là giải pháp thông gió được đánh giá khá tốt Bởi khi tính toán thông gió tự nhiên người ta nhận thấy việc thông gió bằng cách sử dụng áp lực nhiệt chỉ tạo ra được tốc độ gió khoảng 0,3m/s Với tốc độ gió này chưa đủ để tạo ra cảm giác có sự thay đổi nhiệt Còn khi sử dụng phương pháp áp lực gió sẽ tạo được tốc độ gió trong khoảng 0,5 – 2m/s

Tuy nhiên, Việc thiết kế hệ thống cửa thoát gió như trường hợp thứ 2 là điều khó có thể thực hiện được do diện tích vấn đề diện tích xây dựng có giới hạn Rất hiếm có ngôi nhà nào sở hữu hai mặt tiền hoặc có mặt hậu đủ rộng để có thể thoát khí

Trở lại với công trình của KTS Võ Trọng Nghĩa, đội ngũ thiết kế đã nhìn thấy được lợi ích của giải pháp Wind Force, và cũng chính vì tên của công trình là Farming Kindergarten cho nên Võ Trọng Nghĩa không sử dụng nhiều về thông gió cưỡng bức như quạt

14

15

KTS Võ Trọng Nghĩa lợi dụng hình khối kiến trúc của đường cong để tạo ra được những khoảng không lớn liên kết vái các khối khu vực, những khoảng trống lớn này kết hợp với nhiều mảng xanh tạo nên áp lực gió mạnh mẽ thông thoáng qua các dãy phòng Cũng đã chú tâm đếm vật liệu trong công trình, ông sử dụng dạng lam bê tông cốt thép xếp theo một modul nhất định, giúp giảm thiểu được ánh nắng trực tiếp vào các phòng bên trong nhưng lại không làm mất đi sự riêng tư hay cản trở đến thông gió tự nhiên trong công trình.

3.4 Lớp vỏ bao che

3.4.1 Kết cấu che nắng

Sử dụng nhiều cây xanh

Cây xanh được trồng xung quanh công trình, trong sân chơi và kết hợp các loại cây leo trên các mảng tường Việc sử dụng cây xanh giúp tránh ánh nắng trực tiếp vào công trình Khoảng 70% công trình được phủ kín bằng cây xanh, hệ thống kết cấu mái xanh là giải pháp tuyệt vời vừa tiết kiệm chi phí, vừa mang lại nhiều lợi ích cho công trình

16

17

Đây là một phong cách thiết kế của KTS Võ Trọng Nghĩa là sử dụng bê tông làm kết cấu che nắng mà không sử dụng vật liệu khác, đề cao sự tối giản.

3.4.2 Thiết kế cách nhiệt, truyền nhiệt qua kết cấu

Cách nhiệt và truyền nhiệt trong công trình ở khí hậu Việt Nam rất là quan trọng đặc biệt là ở miền Nam Việt Nam thườngnắng nóng quanh năm nên các kiến trúc sư đã có những cách giải quyết triệt để và rất sáng tạo như cách mà Kts Võ Trọng

Nghĩa và VTN architects đã mang lại Công trình farming kindergarten là một công trình công cộng quy mô lớn nhầm để phục vụ cho trẻ em học mẫu giáo nên đã có những giải pháp mang tính thẩm mĩ và tối giản nhưng đầy đủ công năng cho công trình

Từ bên ngoài công trình đã dc bố trí rất nhiều cây xanh mà trong cả 3 sân trong đều có sự có mặt của cây xanh cao và đủ mát làm giảm nhiệt cho công trình Đi theo con đường dẫn lên mái tầng 2 và lên mái tầng thượng có một hệ thống vườn rau trên mái và có cả hệ thống tưới nước tự động cho từng khu vực rau, việc bơm nước và vường rau trên mái giúp tránh

18

được sự truyền nhiệt từ trần xuống lớp học trẻ khi mà ánh nắng chiếu trực tiếp vào mái, một phần để tạo ra không gian xanh giúp trẻ học tập.

Trước phòng học mỗi phòng đều có xây mái hiên sâu vào trong và bên trên mái hiên có 1 lớp gỗ và 1 lớp chân không giữa

gỗ và mái hiên, phần chân không như 1 lớp cách nhiệt cho hành lang đi lại của người hoạt động bên dưới cũng như 1 mái che nắng trực tiếp vào

19

Dọc theo tường phía tây và đông của công trình có 1 hệ thống lam bằng bê tông cốt thép nằm thưa và đều nhau, chúng cách tường 1 đoạn trống, về hệ thống này giúp giảm ánh nắng chiếu trực tiếp vào lớp học và giảm dc sự truyền nhiệt khi tiếp xúc quá gần tường Còn với những hướng ánh nắng nhiều thì các KTS đã thiết kế những hàng cây rêu bám trên những hệ lam cũng là 1 cách giảm dc bức xạ ánh nắng và cũng tạo được không khí và gió lùa vào mát hơn, nhưng cách này tiềm ẩn nguy cơ côn trùng bay vào lớp cũng không ít, nếu đóng kín cửa thì hàng cây trên lam cũng không có tác dụnggiảm nhiệt triệt để.

Như vậy, công trình nhà trẻ farming kindergarten của VTN architects đã sử lý các phần hướng nắng của công trình cũng như công năng kèm theo cũng rất hay, giảm được nhiệt vào công trình mà cũng không bị bí hay ngộp ngạt màrất là thoáng khi cũng có nhiều khoảng xanh

3.5 Chiếu sáng