Đánh giá các giải pháp đáp ứng khí hậu nhiệt đới của các công trình phong cách Đông Dương tại Hà Nội

Hà Nội được coi là "cái nôi" của phong cách kiến trúc Đông Dương. Các công trình phong cách Đông Dương xây dựng tại Hà Nội rất đa dạng về chức năng, nhưng chúng có một điểm chung: tổ chức mặt bằng công năng hoàn toàn theo phong cách Pháp, trong khi lớp vỏ công trình lại được lấy cảm hứng từ kiến trúc truyền thống của Việt Nam. Các giải pháp cho khí hậu nhiệt đới địa phương được đặc biệt chú trọng, bao gồm các giải pháp thông gió và chiếu sáng tự nhiên của kiến trúc truyền thống bản địa được áp dụng vào công trình. Bốn công trình theo phong cách Đông Dương được so sánh với một công trình theo phong cách Beaux Art dựa trên mô phỏng thông gió và ánh sáng tự nhiên sử dụng phần mềm DesignBuilder. Kết quả cho thấy các chiến lược thông gió trong nhà được thực hiện hiệu quả cho cả hai phong cách kiến trúc. Tuy nhiên, chiếu sáng tự nhiên của phong cách Beaux Art không phù hợp. Các không gian thiết kế theo phong cách Đông Dương nhận đủ ánh sáng tự nhiên, trong khi lượng ánh sáng mặt trời chiếu vào phòng có khả năng gây chói hoặc tăng nhiệt hàng năm có thể chấp nhận được đối với người sử dụng.  

1- Giới thiệu

1.1. Tầm quan trọng của thông gió tự nhiên và chiếu sáng tự nhiên trong điều kiện khí hậu Hà Nội

Việt Nam là một đất nước nằm trong vùng nội chí tuyến Bắc, có vĩ độ từ 8,5° đến 23,5° vĩ bắc, kinh độ từ 102° đến 109,5° kinh đông, do vậy khí hậu Việt Nam là khí hậu nóng ẩm và chịu ảnh hưởng của gió mùa. Tuy nhiên do địa hình trải dài trên 15 vĩ độ nên khí hậu từng khu vực của Việt Nam cũng có sự khác biệt, quy chuẩn QCVN 02:2022/BXD [1] chia lãnh thổ Việt Nam thành 7 vùng khí hậu xây dựng, có sự khác biệt rõ rệt về đặc điểm khí hậu. Trong đó Hà Nội nằm ở Vùng III – Vùng đồng bằng Bắc Bộ với đặc trưng mùa hè nóng và ẩm, mùa đông lạnh do cường độ bức xạ mặt trời chiếu xuống mặt đất có sự biến đổi mạnh giữa mùa hè-cường độ cao và mùa đông-cường độ thấp; mùa hè chịu ảnh hưởng của gió nhiệt đới biển Thái Bình Dương và gió nhiệt đới biển Ấn Độ Dương, mùa đông chịu ảnh hưởng của gió cực đới lục địa (Hình 1).

 
Hình 1: Các vùng khí hậu xây dựng Việt Nam

Sử dụng các số liệu khí hậu Hà Nội đưa vào Biểu đồ sinh khí hậu Việt Nam cho thấy: Hà Nội có 31,3% thời gian trong năm thời tiết được coi là tiện nghi, thời tiết nóng chiếm 32,9%, thời tiết lạnh chiếm 27,5% thời gian trong năm [2]. Bên cạnh đó, tiềm năng ánh sáng tự nhiên ở Hà Nội cũng rất cao, độ rọi khuyếch tán trung bình tháng lớn nhất là tháng 6 lên tới 35,7 klux, tháng thấp nhất là tháng 1 cũng tới 24,1 klux [3].

Do vậy, hai chiến lược thụ động quan trọng trong thiết kế đáp ứng khí hậu vùng Hà Nội là chiến lược thông gió tự nhiên và chiến lược chiếu sáng tự nhiên cho các công trình kiến trúc xây dựng ở đây. Các chiến lược thiết kế này cho phép nâng cao điều kiện tiện nghi vi khí hậu và môi trường ánh sáng bên trong công trình, đồng thời tiết kiệm năng lượng cho các giải pháp chủ động như điều hòa khí hậu, quạt, đèn chiếu sáng.

1.2. Tổng quan về kiến trúc Đông Dương ở Hà Nội

Các công trình kiến trúc lớn được xây dựng ở Việt Nam những năm đầu thế kỷ XX đều mang các phong cách tính áp đặt từ chính quốc trong đó phong cách Beaux Art chiếm vai trò chủ đạo. Vì đây là phong cách xuất phát từ École des Beaux Arts ở Pháp nên các tòa nhà thiết kế theo phong cách này phù hợp với khí hậu vùng ôn đới hơn là khí hậu vùng nhiệt đới. Các công trình theo phong cách Beaux Art được xây dựng ở Hà Nội thời thuộc địa đều có các hành lang hoặc các phòng phù trợ bao quanh các không gian chức năng chính, vì vậy các không gian này rất khó được thông gió tự nhiên và chiếu sáng tự nhiên tốt (Hình 2).

Trong một thông tư ban hành ngày 11/6/1017, Toàn quyền Đông Dương lúc bấy giờ là Albert Sarraut cho rằng những công trình xây dựng những năm đầu thế kỷ XX tại Đông Dương là một sự áp đặt những bản sao của kiến trúc Pháp, biểu thị những quan điểm thị hiếu của người Pháp [4]. Chính vì thế, Albert Sarraut kháng nghị một sự thay đổi mạnh mẽ trong quan niệm về kiến trúc đương đại, ông cho rằng các công trình xây dựng nhằm phục vụ cho một nền chính trị mới phải được cập nhật các giá trị văn hóa và những tinh hoa bản địa [5].

Kiến trúc sư Ernest Hébrard , Kiến trúc sư trưởng kiêm Chánh Sở Kiến trúc và Quy hoạch đô thị Đông Dương, là người tiên phong tạo một ra phong cách kiến trúc mới kết hợp thành tựu công nghệ và văn hóa Pháp với truyền thống văn hóa và kiến trúc bản địa, đó là những công trình kiến trúc Pháp nhưng lồng ghép thêm những đặc trưng truyền thống của kiến trúc Việt Nam. Đây cũng chính là khởi nguồn của phong cách kiến trúc Đông Dương ở Việt nam và đặc biệt là ở Hà Nội. Tiếp theo E. Hébrard, nhiều kiến trúc sư người Pháp và người Việt tiếp tục khai thác các thủ pháp của phong cách kiến trúc này cho các công trình mà họ thiết kế [6-8].

 
Hình 2: Mặt bằng tầng một của (a) Phủ Thống sứ Bắc Kỳ, (b) Dinh Toàn quyền Đông Dương, (c) Trường Trung học Albert Sarraut, (d) Dinh Thống sứ Bắc Kỳ, (e) Toàn án và (f) Nhà hát lớn

 
Hình 3: Mặt bằng tầng một của (a) Đại học Đông Dương, (b) Sở Tài chính Đông Dương, (c) Bảo tàng Finot Museum, (d) Viện Pasteur Hà Nội, (e) Chung cư sỹ quan Pháp, (f) Đông Dương học xá và (g) Nhà thờ Cửa Bắc

Hà Nội có thể coi là nơi ra đời của phong cách Đông Dương, đây cũng là nơi xây dựng công trình theo phong cách này nhiều nhất ở Việt Nam. Các tòa nhà theo phong cách Đông Dương được xây dựng ở Hà Nội rất đa dạng về mặt chức năng, từ các công trình hành chính, văn hóa, giáo dục, tôn giáo cho đến các loại nhà ở và do nhiều kiến trúc sư thiết kế [9]. Từ đó dẫn sự phong phú trong các giải pháp mặt bằng, hình khối và các thủ pháp kiến tạo lớp vỏ bao che công trình; tuy nhiên chúng đều tuân thủ hai nguyên tắc cơ bản đã được xác định bởi kiến trúc sư Hébrard: Thích hợp với khí hậu, hài hòa với cảnh quan địa phương và thích ứng với truyền thống văn hoá của người bản xứ. Theo Hébrard, cách tốt nhất để đáp ứng hai yêu cầu trên là phỏng theo kiến trúc địa phương, tích hợp các giải pháp kỹ thuật tối ưu và thống nhất với ngữ cảnh địa phương [10].

Với kiến trúc nhà truyền thống của Việt Nam từ bao đời nay, vốn không dùng tường chịu lực nên việc mở rộng các bức vách giữa các cột để tạo khoảng không thông gió hay chiếu sáng là rất phổ biến. Tuy nhiên việc áp dụng điều này vào một công trình phong cách kiến trúc Phương Tây ở thời điểm đó gần như là rất khó do tất cả các ô cửa đều có thể ảnh hưởng đến bức tường chịu lực. Tuy vậy, các kiến trúc sư theo phong cách Đông Dương đã khéo léo sử dụng được biện pháp này ở các công trình của mình khi “xuyên thủng” mặt tiền bằng các cửa mở lớn, các mảng tường đặc chỉ được giữ lại ở mức tối thiểu, các lỗ thoáng được đặt phía trên sàn và sát trần nhà đảm bảo khả năng thoát nhiệt tốt cho các không gian nội thất. Tuy mở hệ cửa sổ lớn ở các ô tường, nhưng các tác giả đã tổ chức hai lớp cửa trong kính ngoài chớp để đảm bảo thông gió, lấy sáng tốt mà vẫn chống lại được ánh nắng chói về mùa hè hay gió lạnh của mùa đông [11]. Với các giải pháp nêu trên, việc giải quyết khâu cách nhiệt cũng như thông gió và chiếu sáng tự nhiên về cơ bản đã được coi là tối ưu (Hình 3).

1.3. Những nghiên cứu về kiến trúc Đông Dương tại Hà Nội

Phong cách Đông Dương là một phong cách kiến trúc độc đáo chỉ có ở xứ Đông Dương, trong đó phần lớn các công trình theo phong cách này được xây dựng ở Hà Nội [6, 7, 9, 12], do vậy đã thu hút nhiều nghiên cứu của các chuyên gia Việt Nam và nước ngoài về phong cách này.

Trong nghiên cứu tiến hành năm 1996, Trần Quốc Bảo đã đề cập tới những tìm tòi các giải pháp theo hướng bản địa hóa các công trình có công năng hiện đại trong các thiết kế của các kiến trúc sư theo phong cách Đông Dương, đặc biệt là giải pháp xử lý hình thức kiến trúc theo kiểu Á Đông cũng như các giải pháp đáp ứng khí hậu và cảnh quan bản địa [7]. Năm 2004, Tạ Quỳnh Hoa đã nghiên cứu về tác động của E. Hébrard - kiến trúc sư tiên phong mở đường cho phong cách Đông Dương tới kiến trúc Hà Nội đầu thế kỷ XX, các tác phẩm của ông không chỉ phản ánh nỗ lực đưa các họa tiết bản địa vào kiến trúc, mà còn thể hiện rõ quan điểm và nhận thức sâu sắc của ông đối với kiến trúc bản địa và văn hóa truyền thống của người dân thuộc địa [13]. Nghiên cứu của Svetozar Zavarikhin và Nam Giang Tran năm 2016 chỉ ra những đặc điểm cơ bản của kiến trúc Đông Dương tại Hà Nội là sử dụng các yếu tố kiến trúc truyền thống bản địa trong xây dựng mặt đứng các tòa nhà trong khi vẫn duy trì nguyên tắc tổ chức không gian bên trong kiểu Phương Tây, che các kết cấu và yếu tố bê tông dưới dạng gỗ truyền thống, ứng dụng các giải pháp thông gió tự nhiên và cách nhiệt - điều quan trọng đối với khí hậu nóng ẩm của Hà Nội [14]. Trong nghiên cứu của mình về kiến trúc sư E. Hébrard và phong cách Đông Dương, Lê Minh Sơn đã chỉ ra những điều kiện chính mà Hébrard phải xác định cho kiểu kiến trúc mới theo ngữ cảnh Đông Dương là: Thích ứng điều kiện tự nhiên và hài hoà với văn hoá của một đất nước, không sao chép những mô-típ trang trí của bản địa, ứng dụng các kỹ thuật xây dựng cổ truyền và sử dụng các vật liệu địa phương, ứng dụng giải pháp thông gió và chiếu sáng tự nhiên của kiến trúc truyền thống [15]. Khi đề cập tới các công trình kiến trúc theo phong cách Đông Dương ở Hà Nội, A. Le Brusq và L. De Selva nhấn mạnh tới việc các kiến trúc sư thiết kế những công trình này mong muốn tạo ra những công trình kiến trúc mang phong cách bản địa từ các giải pháp về mặt hình dạng (form) tới việc thay thế các motif trang trí kiểu cổ điển bằng các motif truyền thống phương Đông trên các mặt đứng [12]. Trong cuốn Hanoi, Rêves d’Occident en Extrême-Orient, các tác giả là V. Malherbe và C. Herbelin khi đê cập tới một số ngôi nhà theo phong cách Đông Dương ở Hà Nội nhấn mạnh đến việc sử dụng các đường nét trang trí hình học, các họa tiết lấy cảm hứng từ các yếu tố Việt Nam, bên cạnh đó là các giải pháp thích nghi với điều kiện khí hậu địa phương [16].

Các nghiên cứu về phong cách Đông Dương của các tác giả Việt Nam và nước ngoài đi sâu vào hai khía cạnh: i) Bản địa hóa các mặt đứng đưa các yếu tố truyền thống vào công trình nhằm tạo ra các ngôi nhà mang phong cách bản địa và ii) Thích ứng điều kiện khí hậu nhiệt đới địa phương bằng các giải pháp che nắng, cách nhiệt, thông gió và chiếu sáng tự nhiên. Tuy có đề cập tới các giải pháp đáp ứng khí hậu nhiệt đới trong đó vấn đề thông gió và chiếu sáng tự nhiên là quan trọng, nhưng chưa có nghiên cứu nào định lượng hiệu quả thực sự của các giải pháp này đối với môi trường của các không gian bên trong công trình.

1.4. Mục tiêu nghiên cứu

Khẳng định tác động tích cực thông qua việc phân tích định lượng của các giải pháp thông gió và chiếu sáng tự nhiên tới môi trường không gian bên trong các công trình phong cách Đông Dương.

2. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sẽ đánh giá định lượng hiệu quả của các giải pháp thông gió và chiếu sáng tự nhiên của 04 công trình kiến trúc phong cách Đông Dương tiêu biểu của Hà Nội (Hình 3a, 3b, 3c, 3d). Các công trình này mang các chức năng khác nhau (01 trường học, 01 trụ sở cơ quan, 01 bảo tàng, 01 viện nghiên cứu). Cả bốn công trình này đều được thiết kế theo đúng các nguyên tắc cơ bản của E. Hébrard đặt ra cho phong cách kiến trúc Đông Dương, và có quy mô lớn bậc nhất trong các công trình phong cách Đông Dương ở Hà Nội, trong đó 02 công trình do chính kiến trúc sư E. Hébrard thiết kế. Để có được cái nhìn rõ hơn về hiệu quả của các giải pháp thông gió và chiếu sáng tự nhiên của các công trình phong cách Đông Dương, chúng tôi đã tiến hành so sánh với 01 công trình xây dựng theo phong cách Beaux Art, công trình được chọn là Phủ Thống sứ Bắc Kỳ (Hình 2a) - công trình có cấu trúc không gian với các hành lang bao quanh không gian chính, tiêu biểu cho các tòa nhà phong cách Beaux Art tại Hà Nội thời thuộc địa. Phần mềm mô phỏng DesignBuilder [17] được sử dụng để tính toán các kết quả theo các bước ở Hình 4.

 
Hình 4: Các bước thực hiện mô phỏng

2.1. Phần mềm mô phỏng DesignBuilder

Phần mềm DesignBuilder được sử dụng rộng rãi không chỉ để mô phỏng năng lượng tòa nhà mà còn mô phỏng ánh sáng tự nhiên và thông gió. Hai nhân tính toán mô phỏng ánh sáng ban ngày được tích hợp trong phần mềm này, bao gồm Daysim để mô phỏng hàng năm và Radiance để mô phỏng tại một thời điểm cụ thể. DesignBuilder cung cấp các kết quả đầu ra dưới dạng các chỉ số ánh sáng ban ngày: spatial daylight autonomy (sDA), annual sunlight exposure (ASE), useful daylight illuminance (UDI) cho mô phỏng hàng năm; và hệ số ánh sáng ban ngày, cũng như độ đồng đều cho mô phỏng tại một thời điểm cụ thể.

Để đánh giá toàn diện tác động của thiết kế ánh sáng ban ngày dưới các điều kiện bức xạ mặt trời và bầu trời đa dạng, chúng tôi thực hiện mô phỏng dựa trên nhân tính toán Daysim để tạo ra kết quả hàng năm. Reinhart and Walkenhorst [18] đã chỉ ra rằng mô phỏng dựa trên Daysim có độ chính xác cao với relative mean bias error (MBE) không lớn hơn 9% và relative root mean squared error (RMSE) không lớn hơn 19%.

Thông gió tự nhiên (ngoài trời và trong nhà) được tính toán bằng chức năng CFD (computational fluid dynamics) của DesignBuilder. Độ chính xác của chức năng CFD trong DesignBuilder đã được xác thực và báo cáo trên trang web của phần mềm [19].

2.2. Các chỉ số ánh sáng ban ngày

Hai chỉ số ánh sáng ban ngày được lựa chọn để đánh giá khả năng chiếu sáng tự nhiên và độ chói gây khó chịu trong các không gian được nghiên cứu trong suốt một năm, được định nghĩa theo tiêu chuẩn IESNA [20] như sau:

- Spatial daylight autonomy (sDA): Tỷ lệ phần trăm diện tích mặt phẳng làm việc nhận được độ rọi không nhỏ hơn 300 lux trong ít nhất 50% số giờ hoạt động.

- Annual sunlight exposure (ASE): Tỷ lệ phần trăm diện tích mặt phẳng làm việc nhận được ít nhất 1000 lux trong hơn 250 giờ hoạt động.

Mặt phẳng làm việc bao gồm các điểm ở độ cao 0,8 m với hướng nhìn về phía trần nhà. Các điểm này được kết nối thành một lưới với khoảng cách giữa hai điểm là 0,6 m (Hình 7).

2.3. Mô phỏng chiếu sáng và thông gió tự nhiên

Đối với mỗi tầng được nghiên cứu, chúng tôi thực hiện ba lượt mô phỏng cho thông gió ngoài trời, thông gió trong nhà và ánh sáng ban ngày như được mô tả trong Hình 4. Trước tiên, chúng tôi xác định vị trí Hà Nội trong phần mềm DesignBuilder để nhập dữ liệu thời tiết điển hình của cả năm, được sử dụng cho mô phỏng dựa trên khí hậu. Hình khối mô hình được xây dựng dựa trên mặt bằng tầng như được trình bày trong Hình 2 và Hình 3, đồng thời được xoay theo các hướng thực tế. Hình 5 cho thấy rằng hướng gió chủ đạo của Hà Nội là hướng đông nam, với vận tốc gió trung bình khoảng 2 m/s. Do đó, chúng tôi thiết lập hướng gió đông nam với vận tốc 2 m/s làm đầu vào cho mô phỏng thông gió ngoài trời, như một trường hợp điển hình của khí hậu Hà Nội.

 
Hình 5: Hướng gió và vận tốc gió hàng năm ở Hà Nội

Các thông số thiết lập mô phỏng được trình bày trong Hình 6 (a). Luồng gió chuyển động được tính trong một lưới với khoảng cách các ô lưới là 3 m. Vận tốc gió ngoài trời được vẽ thành biểu đồ và đánh giá ở độ cao 1,2 m. Sau đó, đầu ra sẽ cung cấp vận tốc và hướng gió làm dữ liệu đầu vào cho mô phỏng thông gió trong nhà. Đối với mỗi cửa sổ hoặc ô mở trên tường ngoài, chúng tôi chuyển đổi vận tốc gió thành lưu lượng không khí vào và ra theo cài đặt CFD của DesignBuilder. Lưu lượng không khí đi qua cửa sổ hoặc ô mở được tính bằng cách nhân vận tốc gió với diện tích của nó. Lưu lượng không khí thoát ra qua cửa sổ hoặc ô mở được tính bằng tổng lưu lượng không khí nhân với tỷ lệ giữa diện tích của nó và tổng lưu lượng thoát ra. Khoảng cách ô lưới được sử dụng để tính dòng chảy của gió trong nhà là 0,3 m, như được thể hiện trong Hình 6 (b). Vận tốc gió trong nhà được vẽ thành biểu đồ và đánh giá ở độ cao 1,2 m. Mô phỏng ánh sáng ban ngày sử dụng cùng đầu vào như mô phỏng thông gió tự nhiên; tuy nhiên, các điểm lưới được sắp xếp khác. Chúng chỉ được bố trí trên một mặt phẳng đại diện cho mặt phẳng làm việc. Tình trạng bầu trời ở Hà Nội và hệ số phản xạ bề mặt được tóm tắt trong Bảng 1. Các tham số mô phỏng Daysim được sử dụng, ảnh hưởng đến độ chính xác và tốc độ của mô phỏng, được trình bày trong Hình 7.

 
Hình 6: Các thông số thiết lập trong DesignBuilder cho mô phỏng thông gió tự nhiên (a) ngoài nhà và (b) trong nhà.

 
Hình 7: Các thông số thiết lập cho mô phỏng chiếu sáng tự nhiên

Bảng 1: Các tham số sử dụng cho mô phỏng chiếu sáng tự nhiên: 

3. Kết quả

3.1. Mô phỏng thông gió ngoài nhà

Các tòa nhà nghiên cứu được xây dựng trên các khu đất rộng, không bị ảnh hưởng bởi các công trình xung quanh. Do đó, trong mô phỏng không xét đến sự che chắn. Hình 8 cho thấy rằng ở độ cao 1,2 m, gió thổi vào các mặt đứng với tốc độ tương tự nhau, khoảng 0,5 m/s. Tốc độ này được chọn từ các khu vực trong hình chữ nhật màu đỏ làm đầu vào cho mô phỏng thông gió trong nhà.

 
Hình 8: Kết quả mô phỏng thông gió ngoài nhà cho (a) Phủ Thống sứ Bắc Kỳ, (b) Đại học Đông Dương, (c) Sở Tài chính Đông Dương, (d) Bảo tàng Louis Finot và (e) Viện Pasteur Hà Nội

3.2. Mô phỏng thông gió trong nhà

Kết quả mô phỏng CFD trong DesignBuilder cho tất cả năm mặt bằng điển hình của hai phong cách kiến trúc Đông Dương và Beaux Art được minh họa trong Hình 9. Trong mô phỏng này, tất cả các cửa sổ và cửa ra vào đều được mở. Cách bố trí các ô cửa đối xứng trên các tầng này cho phép thông gió xuyên phòng. Do đó, vận tốc gió trong các phòng dao động từ khoảng 0,2 m/s đến 0,4 m/s. Ngoài ra, vận tốc gió có thể lên tới 1 m/s tại Phủ thống sứ Bắc kỳ và 2 m/s tại Sở Tài chính Đông Dương và Viện Pasteur Hà Nội.

 
Hình 9: Kết quả mô phỏng thông gió trong nhà cho (a) Dinh Thống sứ, (b) Đại học Đông Dương, (c) Sở Tài chính Đông Dương, (d) Bảo tàng Louis Finot và (e) Viện Pasteur Hà Nội

3.3. Mô phỏng thông gió tự nhiên

Kết quả mô phỏng chiếu sáng tự nhiên được trình bày trong Bảng 2. Phủ thống sứ Bắc Kỳ với phong cách Beaux Art có mức độ chiếu sáng tự nhiên thấp nhất (sDA là 55%) và lượng ánh sáng thừa cao nhất (ASE là 26%).

Bảng 2: Mô phỏng thông gió tự nhiên hàng năm:

Hơn nữa, thiết kế chiếu sáng tự nhiên tại Phủ thống sứ, Bắc kỳ không hiệu quả. Hình 10 cho thấy lượng ánh sáng tự nhiên tập trung chủ yếu ở hành lang, trong khi ở các phòng thì rất ít. Tuy nhiên, các tòa nhà phong cách Đông Dương có các phòng nhận được lượng ánh sáng tự nhiên đầy đủ. Chỉ các không gian không có người sử dụng như hành lang là không nhận đủ ánh sáng tự nhiên. Mặc dù ASE của Phủ thống sứ Bắc Kỳ là 26%, nhưng Hình 11 cho thấy các không gian tiếp xúc với ánh sáng mặt trời chủ yếu là hành lang. Ở bốn mặt bằng còn lại, một số khu vực gần cửa sổ có thể gặp hiện tượng chói lóa khó chịu; tuy nhiên, mức độ chói lóa này thấp hơn đáng kể so với Phủ thống sứ Bắc Kỳ. Ngoài ra, khi người sử dụng cảm thấy không thoải mái, họ có thể đóng các thiết bị che nắng di động như cửa chớp hoặc rèm cuốn.

 
Hình 10: Kết quả mô phỏng sDA cho (a) Phủ thống sứ Bắc Kỳ, (b) Đại học Đông Dương, (c) Sở Tài chính Đông Dương, (d) Bảo tàng Louis Finot và (e) Viện Pasteur Hà Nội

 
Hình 11: Kết quả mô phỏng ASE cho (a) Phủ thống sứ Bắc Kỳ, (b) Đại học Đông Dương, (c) Sở Tài chính Đông Dương, (d) Bảo tàng Louis Finot và (e) Viện Pasteur Hà Nội

4. Kết luận

Những năm đầu thế kỷ XX, các công trình lớn xây dựng ở Hà Nội đều theo phong cách áp đặt từ Pháp mà không chú ý đến việc thích ứng với văn hóa và khí hậu bản địa. Do vậy, tới những năm 1920 một phong cách kiến trúc mới - phong cách kiến trúc Đông Dương đã hình thành và phát triển, với mục đích tạo ra những công trình kiến trúc đáp ứng văn hóa và khí hậu bản địa, trong đó vấn đề thông gió và chiếu sáng tự nhiên là quan trọng.

Nghiên cứu đã sử dụng phương pháp mô phỏng để đánh giá khả năng thông gió và chiếu sáng tự nhiên của 04 công trình phong cách Đông Dương tiêu biểu ở Hà Nội. Kết quả cho thấy cả bốn công trình này đều đáp ứng các yêu cầu về thông gió và chiếu sáng tự nhiên. Việc đánh giá khả năng thông gió trong nhà tại thời điểm thông gió ngoài trời thịnh hành (hướng gió Đông Nam và tốc độ 2 m/s) cho thấy kiểu kiến trúc này có thể đáp ứng yêu cầu của người sử dụng về chiến lược thông gió thụ động. Bốn tòa nhà được nghiên cứu cũng được thiết kế hiệu quả về chiếu sáng tự nhiên, các không gian trong nhà nhận được ánh sáng tự nhiên phù hợp, đồng thời lượng ánh nắng mặt trời hàng năm ở mức chấp nhận được.

Để làm rõ hơn về hiệu quả của các giải pháp thông gió và chiếu sáng tự nhiên của các công trình phong cách Đông Dương, nghiên cứu tiến hành so sánh với 01 công trình tiêu biểu xây dựng theo phong cách Beaux Art thời kỳ trước đó. Kết quả cho thấy công trình kiến trúc này cũng có thể đáp ứng yêu cầu về thông gió tự nhiên nhưng ở mức độ thấp hơn so với 04 tòa nhà phong cách Đông Dương, tuy nhiên các không gian làm việc không nhận được đủ ánh sáng tự nhiên.

Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu quả của các giải pháp thông gió và chiếu sáng tự nhiên của các công trình phong cách Đông Dương tại Hà Nội bằng việc sử dụng phân tích định lượng. Tuy nhiên một khía cạnh cũng quan trọng của tính đáp ứng khí hậu nhiệt đới của các công trình phong cách Đông Dương là vấn đề che nắng thì nghiên cứu này chưa giải quyết được do thiếu các dữ liệu đầu vào.

Trần Quốc Bảo, Đỗ Thành Công, Lê Tiến Thuận

(Bản tiếng Anh "Evaluating Adaptive Design Solutions toward Tropical Climate of the Indochinastyle Buildings in Hanoi" đã đăng trên tạp chí Malaysian Construction Research số 3/2024)

Tài liệu tham khảo:
1. Bộ Xây Dựng. QCVN 02:2022/BXD Quy chuẩn xây dựng Việt Nam về số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng. Accessed 25/12, 2024. https://vanban.chinhphu.vn/?pageid=27160&;docid=206690&classid=1&orggroupid=4/02-bxd.pdf
2. P.Đ. Nguyên and T.Q. Bảo. Kiến trúc sinh khi hậu. Tạp chí Kiến trúc. 2002. 2002(3).
3. Viện nghiên cứu khoa học kỹ thuật Bảo hộ lao động. Khí hậu ánh sáng Việt Nam và hướng dẫn tính toán thiết kế sử dụng ánh sáng. NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. 1991.
4. Circulaire 29C 11/6/1017 du Gouverneur général aux chefs d’administrations locales. Bulletin administratif du Camodge. 1917.
5. H. Cucherousset. Urbanisme et Architecture. L’Éveil économique de l’Indochine. 1923.
6. Đ.T. Hoàng. Kiến trúc Hà Nội thế kỷ XIX-XX. NXB Hà Nội, Hà Nội. 1995.
7. T.Q. Bảo. Kiến trúc phong cách Đông Dương, những tìm tòi bước đầu theo hướng dân tộc - hiện đại. Tạp chí Kiến trúc. 1996. 1996(5).
8. T.Q. Bảo and N.V. Đỉnh. Kiến trúc và Quy hoạch Hà Nội thời Pháp thuộc. NXB Xây dựng, Hà Nội. 2011.
9. L.T. Thuận and T.Q. Bảo. Nhận diện kiến trúc phong cách Đông Dương tại Hà Nội. Tạp chí kiến trúc Việt Nam. 2022. 2022(241).
10. E. Hébrard. L’architecture locale et les questions esthétiques en Indochine. Jean Royer (dir.), L’urbanisme dans les colonies et les pays tropicaux, tome 2. 1933.
11. L.M. Sơn. Kiến trúc Đông Dương. NXB Hà Nội, Hà Nội. 2013.
12. A. Le Brusq and L. De Selva. Vietnam à travers l’architecture coloniale. Les Édition de l’Amateur, Paris. 2011.
13. T.Q. Hoa. Ernest Hébrard and Urban Architecture of Hanoi from 1920s to 1930s. 2004.
14. S. Zavarikhin and N.G. Tran. Manifestation of Indochinese style in Hanoi’s architecture in 1920-1950s. Architecture and Engineering. 2016. 1(3).
15. L.M. Sơn. Tìm hiểu giá trị nghệ thuật của phong cách kiến trúc Đông Dương. Tạp chí khoa học và công nghệ Đại học Đà Nẵng. 2016. 100/2016(3).
16. V. Malherbe and C. Herbelin. Hanoi, Rêves d’Occident en Extrême-Orient. Somogy éditions d'Art, Paris. 2010.
17. DesignBuilder Software Ltd. DesignBuilder. Accessed December 25, 2022. https://designbuilder.co.uk/
18. C.F. Reinhart and O. Walkenhorst. Validation of dynamic RADIANCE-based daylight simulations for a test office with external blinds. Energy and Buildings. 2001. 33(7): 683-697. https://doi.org/10.1016/S0378-7788(01)00058-5
19. DesignBuilder Software Ltd. DesignBuilder CFD. Accessed December 25, 2022. https://designbuilder.co.uk/cfd
20. Illuminating Engineering Society. IES Spatial Daylight Autonomy (sDA) and Annual Sunlight Exposure (ASE) (LM-83-12). Illuminating Engineering Society of North America. 2012.

Nguồn