Chung cư CT1 – Năng lượng, tiện nghi nhiệt và carbon vòng đời của phương án vỏ bao che
Mô hình EnergyPlus 14 zone/tầng dùng chung hình học với mô hình chiếu sáng. Phương án O9b không làm tăng năng lượng; bổ sung kính Low-E hộp giảm EUI 5,9%, tăng 7,3 điểm giờ tiện nghi và giảm 4,8% carbon 50 năm.
- Loại công trình
- Nhà ở / căn hộ
- Địa điểm
- TP. Hồ Chí Minh
- Năm
- 2026
- Vai trò của CAS
- Lập mô hình năng lượng và LCA, kiểm tra mô hình, phân tích độ nhạy và đề xuất
Nghiên cứu ứng dụng: kết quả tính toán từ mô hình đã được kiểm tra (verification), chưa đối chiếu với số đo thực tế tại công trình. Dùng để so sánh phương án, không phải dự báo vận hành thực.
1.Bài toán
Phương án O9b đưa cả 14 căn đạt chuẩn chiếu sáng nhưng tăng diện tích kính và thêm lam nhôm, vách kính. Chủ đầu tư cần biết: phương án này có làm căn hộ nóng hơn, tốn điện hơn, phát thải nhiều hơn không – và có giải pháp nào cải thiện đồng thời cả bốn tiêu chí.
Mục tiêu phân tích
- So sánh EUI, tải lạnh và giờ tiện nghi giữa B0 và O9b theo từng căn và từng tầng
- Định lượng carbon 50 năm theo EN 15978 (A1–A4, B4, B6)
- Xếp hạng ảnh hưởng của tham số thiết kế (tường, kính) so với tham số vận hành
- Thử quy trình hiệu chỉnh theo ASHRAE Guideline 14 trên công trình song sinh
2.Đầu vào và phương pháp
- Hình học
- Dùng chung component CT1 Model với mô hình chiếu sáng; 14 zone EnergyPlus mỗi tầng; mặt giáp căn bên, hành lang, sàn, trần là đoạn nhiệt.
- Khí hậu
- TP.HCM – Tân Sơn Nhất, TMYx 2009–2023; bóng đổ FullExterior, 4 bước/giờ.
- Vật liệu / cấu tạo
- Tường W1 gạch đặc 220 mm; kính G1 kính trong 6 mm (U 5,8 W/m²K, SHGC 0,82). Hệ số phát thải ICE v3.0 và DEFRA; lưới điện 0,6766 kgCO₂e/kWh.
- Lịch sử dụng
- 3 người/căn, chiếu sáng 5 W/m², thiết bị 5 W/m². Máy lạnh setpoint 26 °C, COP 3,0, chạy 18–23h ngày thường và 12–16h cuối tuần; giờ khác mở cửa thông gió tự nhiên khi trong nhà ≥ 24 °C.
Giả định chính
- Tiện nghi chỉ tính giờ có người: PMV ±0,5 (gió 0,1 m/s) khi bật máy lạnh; thích nghi ASHRAE 55 mức 80% (gió 0,5 m/s) khi thông gió
- LCA theo EN 15978, 50 năm, gồm A1–A3, A4 (50 km), B4 (thay thế theo tuổi thọ), B6 (điện vận hành)
- Kiểm kê carbon gồm sàn, tường, cửa, vách kính, che nắng của tầng đang xét; hệ số lưới điện giữ không đổi 50 năm
Công cụ: Rhino 8 + Grasshopper, Honeybee-Energy / OpenStudio, EnergyPlus, Python (LCA, QA tự động E01–E10)
Phạm vi: 23 Case EnergyPlus: B0, O9b × 3 tầng, 8 phép thử độ nhạy (tường, kính, thiết bị, setpoint, số người, thấm khí), 2 kịch bản sử dụng và công trình song sinh.
3.Các phương án
B0 – Hiện trạng (gốc)
Hồ sơ thiết kế hiện trạng.
O9b – Phương án chọn
Phương án chiếu sáng đã chọn (tăng WWR Nam/Bắc, lam theo từng căn, vách kính).
O9b + kính Low-E G3
O9b + kính hộp Low-E G3 (U 1,8; SHGC 0,40; VT 0,70).
Giữ cố định giữa các phương án
- Hình học, bóng đổ và bối cảnh 25 tầng
- Lịch sử dụng và setpoint 26 °C
- Hệ số phát thải và thời gian nghiên cứu 50 năm
4.Kết quả
| Chỉ số | B0 – Hiện trạng (gốc) | O9b – Phương án chọn | O9b + kính Low-E G3 |
|---|---|---|---|
| EUIkWh/m²·năm | 79,1 | 79,2+0,13% so với gốc | 74,5-5,82% so với gốc |
| Giờ tiện nghi% giờ có người | 63,3 | 62,7-0,95% so với gốc | 70+10,58% so với gốc |
| Carbon hàm chứa (A1–A4 + B4)kgCO₂e/m² | 300 | 330+10% so với gốc | 343+14,33% so với gốc |
| Carbon tổng 50 nămkgCO₂e/m²EN 15978, gồm B6 | 2.976 | 3.009+1,11% so với gốc | 2.865-3,73% so với gốc |
Nhận xét
- O9b không làm thay đổi năng lượng và tiện nghi ở quy mô tầng: EUI chênh −0,1 đến +0,2 kWh/m²·năm (≤ 0,3%), nhỏ hơn chênh lệch giữa tầng 3 và tầng 24.
- Kết quả cân bằng là tổng của hai xu hướng: căn góc Tây được lợi rõ (A01 giảm tải lạnh 9,5%, EUI 5,3%, tăng 6,5 điểm tiện nghi), còn căn tăng diện tích kính chịu thêm nhiệt (EUI tăng 0,6–1,1 kWh/m²·năm).
- Hành vi sử dụng quyết định năng lượng nhiều hơn vỏ bao che: cùng một căn có EUI 56–107 kWh/m²·năm tùy thiết bị, setpoint và số người.
- Hai tiêu chí tiện nghi cho kết quả rất khác nhau: khi bật máy lạnh chỉ 6,5–11,6% giờ đạt PMV ±0,5 (PMV khoảng +0,75 do ẩm và gió yếu), khi thông gió tự nhiên 92–94% giờ đạt chuẩn thích nghi.
- O9b tăng carbon hàm chứa 29 kgCO₂e/m² (+10%), chủ yếu do lam nhôm và vách kính phải thay thế trong 50 năm; carbon tổng tăng 1,1%, nhỏ hơn mức bất định của hệ số phát thải.
Kết luận
- Cải thiện chiếu sáng tự nhiên không nhất thiết phải trả giá bằng năng lượng: vách kính và vật liệu sáng màu đưa ánh sáng vào sâu mà không thêm nhiệt.
- Kính Low-E hộp G3 có lợi trên cả bốn tiêu chí: EUI −5,9%, tiện nghi +7,3 điểm, carbon tổng −144 kgCO₂e/m² (−4,8%); phần carbon hàm chứa tăng thêm được hoàn lại sau khoảng 4,4 năm vận hành.
- Kết luận so sánh giữa các phương án là bền vững trong khoảng kịch bản đã thử; giá trị EUI tuyệt đối (khoảng 79 kWh/m²·năm) chỉ là dự báo có điều kiện cho tới khi có điện năng đo.
5.Quyết định thiết kế
- Chọn phương án O9b + kính hộp Low-E (VT ≥ 0,64, SHGC ≤ 0,40, U ≤ 1,8): carbon tổng thấp hơn hiện trạng 3,7%
- Không dùng kính màu VT 0,50: giảm nóng nhưng làm mất phần lớn hiệu quả chiếu sáng của O9b
- Khi chọn tường, ưu tiên bê tông khí AAC 200 mm (W2): EUI gần như không đổi nhưng carbon tổng thấp nhất
- Đánh giá thêm quạt trần khi bật máy lạnh để cải thiện PMV thay vì hạ setpoint (setpoint 25 °C tăng tiện nghi lên 79% nhưng tăng EUI 8%)
- Lập kế hoạch thu thập điện năng 12 tháng sau khi đưa vào sử dụng để hiệu chỉnh mô hình theo ASHRAE Guideline 14
6.Giới hạn
- Chưa có hóa đơn điện hay số đo nhiệt độ tại CT1; kết quả chỉ dùng để so sánh phương án
- Mô hình chiếu sáng dùng kính VT 0,64 còn mô hình năng lượng dùng kính G1 (SHGC 0,82); cần chạy lại cả hai khi chốt sản phẩm kính
- Mỗi căn là một zone, mặt giáp căn bên là đoạn nhiệt; đèn bật theo lịch, chưa điều khiển theo ánh sáng tự nhiên
- LCA chưa gồm A5, B1–B3, B5, B7, C1–C4, D và kết cấu chịu lực; hệ số phát thải mức tham khảo (±30%)
Thư viện ảnh
Dự án của anh/chị có bài toán tương tự?
Gửi thông tin ban đầu để CAS đề xuất phạm vi phân tích.