Những kinh nghiệm bản thân trong cuộc đời giảng dạy
Năm 1963, sau khi tốt nghiệp, tôi được phân công vào nhóm “Vật lý kiến trúc” thuộc Bộ môn Kiến trúc, Khoa Xây dựng, ĐH Bách khoa Hà Nội. Hai năm sau tôi bắt đầu đứng lớp dạy môn này cho ngành Xây dựng dân dụng và Quy hoạch đô thị. Năm 1963, ĐH Bách khoa mới bắt đầu có ngành kiến trúc (khóa 8), tiếp đó là ĐH Xây dựng, và tôi liên tục tham gia giảng dạy môn học này khoảng trên 50 năm.
Tài liệu tham khảo đầu tiên của tôi lúc đó là “Giáo trình vật lý xây dựng” cho ngành Kiến trúc của ĐH Thanh Hoa, Bắc Kinh. Vài năm sau, khi tìm được Giáo trình của ĐH Kiến trúc Matxcova (cũng cho ngành Kiến trúc) tôi mới biết Giáo trình của ĐH Thanh Hoa là lấy từ Giáo trình này.
Xin dừng lại để nói về “Bộ môn Vật lý xây dựng (hay Vật lý kiến trúc)”, đã có tại các Khoa Kiến trúc trong các nước XHCN lúc đó. Đó là Bộ môn giảng dạy ba môn học chính, là: (1) Cơ sở kỹ thuật chiếu sáng; (2) Cơ sở âm học kiến trúc; (3) Cơ sở khí hậu học kiến trúc – Như trong cuốn sách “Cơ sở vật lý xây dựng” của GS. N.M Guceb, viết năm 1975, được Bộ đào tạo cao học và trung học Liên xô cho phép làm sách giáo khoa cho SV ngành kiến trúc Liên xô (G.S. N.M. Guceb nổi tiếng nhất trong lĩnh vực Chiếu sáng kiến trúc).
Từ năm 1966, khi thành lập trường ĐH Xây dựng, Khoa kiến trúc chính thức có Bộ môn Vật lý kiến trúc. Năm 1975, chúng tôi xây dựng 3 Giáo trình này, dù chỉ là in Roneo nội bộ, nhưng đã được dùng giảng dạy cho các ngành Kiến trúc không chỉ ở ĐH Xây dựng, mà còn ĐH Kiến trúc, ĐH quân sự (ngành kiến trúc), ĐH Kiến trúc TP HCM. Đáng ngạc nhiên là cả Thư viện Quốc gia Hà Nội cũng có bản lưu tài liệu này. Tài liệu tham khảo chính cho môn học vẫn là từ các nước XHCN lúc đó.
Năm 1981 – 1982, chúng tôi xuất bản bộ sách “Vật lý xây dựng” gồm 2 tập, in tại NXB Xây dựng. Đó là bộ sách hoàn chỉnh về lĩnh vực này, in chính thức lần đầu tiên ở Việt Nam. Tất nhiên, tài liệu tham khảo chính vẫn từ Giáo trình của Liên xô đã nêu trên. Sách được dùng làm tài liệu giảng dạy cho ngành kiến trúc không chỉ ở Hà Nội, mà cả Đà Nẵng và TP HCM.
Năm 1989 – 1994, tôi làm Chuyên gia giáo dục tại Algeria. Được giao giảng dạy môn học này cho ngành kiến trúc, tôi đã tìm đến các tài liệu của Pháp. Khi tìm đến “Physique du batiment / Vật lý nhà cửa” tôi mới biết đây chỉ là môn học cung cấp các cơ sở vật lý liên quan đến công trình xây dựng cho SV kiến trúc (30 – 45 tiết, năm học thứ hai), thay cho môn vật lý nói chung cho SV các ngành đại học khác. Sau đó, các năm 4 & 5 SV phải học kỹ các môn Kiến trúc sinh khí hậu (Bio – climatie Architecture), Kiến trúc Âm thanh (Acoustique Architecture), Kiến trúc chiếu sáng (Eclairage de Architecture), mỗi môn khoảng 45-60 tiết lý thuyết và làm bài tập hoặc đồ án. Xin lưu ý Kiến trúc là danh từ, chỉ rõ môn học thuộc lý thuyết kiến trúc trong các lĩnh vực liên quan. Sự khác nhau ở chỗ: Môn Vật lý xây dựng cung cấp các cơ sở vật lý (mang tính lý thuyết) liên quan đến công trình xây dựng. Các môn học tiếp theo chủ yếu cung cấp các giải pháp kiến trúc nhằm đạt được các điều kiện tiện nghi tương ứng (khí hậu, âm thanh hoặc ánh sáng). Tôi tiếp tục tham khảo thêm các tài liệu của một số nước châu Âu khác và Nhật Bản đều thấy như vậy. Năm 2001, khi làm việc với ba GS thuộc ba lĩnh vực nói trên của trường ĐH Kiến trúc thuộc ĐH tổng hợp Quebec – Canada, tôi càng thấy đây là những lĩnh vực khoa học hoàn toàn khác nhau, như một phần trong lý thuyết kiến trúc. Ở đây không có Bộ môn “Vật lý xây dựng”, trường có các thầy giáo riêng với phòng thí nghiệm chuyên môn để thực hiện NCKH (tôi đã cùng GS về âm học tham gia khảo sát âm thanh của một nhà hát Quebec).
Với cách nhìn đó, từ năm 1998 tôi đã viết ba giáo trình riêng biệt về ba lĩnh vực này: (1.a) “Các giải pháp kiến trúc khí hậu Việt Nam”, năm 1998 (có sự tham gia của TS. Nguyễn Thu Hòa & KTS Trần Quốc Bảo); Và (1.b) “Kiến trúc sinh khí hậu”, năm 2002; (2) “Âm học kiến trúc – Cơ sở lý thuyết và các giải pháp ứng dụng”, năm 2000, (3) “Chiếu sáng kiến trúc – Thiết kế tạo môi trường ánh sáng tiện nghi và sử dụng năng lượng có hiệu quả”, năm 2006. Các cuốn sách nói trên đều chỉ viết vắn tắt về những tính toán vật lý có liên quan (do ở Việt Nam chưa có môn học riêng về Vật lý xây dựng), mà tập trung vào các giải pháp kiến trúc cần áp dụng. Tôi vui mừng vì bộ sách này đã được Hội KTS Việt Nam ủng hộ, thông qua việc trao tặng Giải thưởng Kiến trúc Quốc gia các năm 1998, 2000, 2002 và 2006.
Như vậy, nên coi đây là ba lĩnh vực khác hẳn nhau về cơ sở lý thuyết và các giải pháp ứng dụng nhằm đạt được các điều kiện tiện nghi môi trường rất khác nhau. Hãy coi chúng là một phần trong lý thuyết chung về kiến trúc. Môn học “Vật lý kiến trúc / Vật lý xây dựng” chỉ nên cung cấp những cơ sở vật lý chung có liên quan đến các công trình xây dựng, cần được học trước khi nghiên cứu về ba lĩnh vực này. Do đó gọi tên chung cho ba lĩnh vực kiến trúc nói trên hay lập Bộ môn chung cho ba lĩnh vực này là không chuẩn xác. Nhiều trường ĐH kiến trúc không có Bộ môn này, ví dụ ĐH Quebec, Canada. Kiến thức cơ bản trong các môn học này không phải là kiến thức chung về Vật lý, nếu cần chỉ là nhắc lại để thuận lợi tiếp thu các giải pháp áp dụng cho mỗi môn học (đặc biệt trong điều kiện Việt Nam khi chưa có môn học này).
Nội dung cần thiết của môn học kiến trúc khí hậu Việt Nam
Dưới đây chỉ xin bàn riêng về môn học Kiến trúc khí hậu.
Với tất cả những người làm thiết kế kiến trúc, điều quan tâm đầu tiên là công trình phải thích ứng với điều kiện khí hậu địa phương, nơi xây dựng. Ông, cha ta từ ngàn xưa đã biết điều này khi có câu tục ngữ “Lấy vợ đàn bà, làm nhà hướng Nam”. Đó cũng là lý do giải thích vì sao nhà ở của nhiều vùng trên trái đất trước đây phải “chui” dưới lòng đất, hay phải “trốn” vào đồi núi. Vỏ nhà chính là cái áo thứ hai của con người để chống lạnh giá, chống nóng của môi trường bên ngoài. Tiến bộ của khoa học ngày nay đã sản xuất được các vật liệu chống nóng, đón gió mát, lấy ánh sáng, giảm bức xạ mặt trời (BXMT) cho vùng nhiệt đới gió mùa, vùng nóng khô sa mạc hay đón nhiệt chống lạnh cho vùng vĩ độ cao.
Khi làm việc với GS Potvin dạy môn học này tại ĐH Kiến trúc Quebec, Canada, điều tôi quan tâm là ở đây rất coi trọng môn “Kiến trúc sinh khí hậu / Bio-climatique Architecture”. Sinh viên (SV) được học 60 tiết và mỗi tuần có một buổi làm đồ án trong suốt một học kỳ. SV khi làm đồ án phải xây dựng các mô hình công trình thiết kế, như các đồ án kiến trúc khác. Hàng năm, trường thi chọn mô hình xuất sắc, trưng bày suốt dọc hành lang nhà trường. Ông GS còn cho tôi xem mô hình ông đã làm và đươc giải thưởng của trường khi còn là SV học môn này.
Nội dung cơ bản của các môn học liên quan tại tất cả các trường ĐH trên thế giới, nói chung đều giống nhau. Khác nhau chủ yếu là các giải pháp kiến trúc giới thiệu phải phù hợp với điều kiện khí hậu mỗi nơi, mà các yếu tố quyết định chúng là hoạt động của Mặt trời (xích đạo, cận xích đạo hay vùng lạnh, gần Bắc / Nam cực) – yếu tố chính quyết định bốn mùa trong năm, chế độ gió (gió mùa hay gió “tín phong”), ảnh hưởng của địa hình (công trình nằm gần biển hay trong lục địa, gần núi cao,…). Tất nhiên, vấn đề tiện nghi sử dụng, thẩm mỹ và tính kế thừa truyền thống đều được quan tâm, nhưng phải trên cơ sở thích ứng khí hậu. Tôi coi Kiến trúc khí hậu, nói rõ hơn là Kiến trúc phù hợp với điều kiến khí hậu nơi xây dựng, là “yếu tố cốt lõi” cho tất cả những mối quan tâm khác.
Các kiến thức của môn học này cũng là cơ sở để phát triển lĩnh vực Kiến trúc xanh/ Kiến thức bền vững từ đầu thế kỷ 21 cho tới ngày nay.
Sau khi tham khảo nhiều giáo trình thuộc lĩnh vực được giảng dạy trong các trường ĐH thế giới cho ngành kiến trúc, tôi thấy môn học phải có ba nội dung chính sau đây:
(1) Phân tích đặc điểm khí hậu của vùng, của địa điểm xây dựng. Ba yếu tố đáng quan tâm nhất là:
- Quy luật hoạt động của Mặt trời tại vĩ độ của địa điểm xây dựng, của quốc gia – yếu tố cơ bản tạo thành các mùa trong năm. Chính vị trí của nó trên bầu trời quyết định lượng bức xạ (gồm trực xạ và tán xạ) chiếu xuống tạo ra nhiệt độ trên mặt đất. SV cần phân biệt sự khác nhau của hoạt động mặt trời vùng xích đạo, vùng nhiệt đới, vùng ôn đới (vùng lạnh) và các cực. Thiết kế vỏ nhà sau này phải phù hợp với hoạt động mặt trời trong năm, đón nhiệt hoặc ngăn nhiệt và nhận ánh sáng. Với lãnh thổ Việt Nam kéo dài 16 vĩ độ, hoạt động của Mặt trời vùng cận xích đạo (nửa phía Nam) và Mặt trời cận chí tuyến (nửa phía Bắc) có nhiều điểm khác nhau;
- Chế độ gió, mang theo nhiệt độ (nóng và lạnh) và độ ẩm (hoặc khô) tới tòa nhà, nhờ đó, có giải pháp sáng tạo để đón hoặc ngăn gió nhằm tạo ra môi trường tiện nghi trong nhà. Phân biệt các loại “hoàn lưu tín phong”, “hoàn lưu gió mùa” và các loại gió đặc biệt khác (gió đất, gió biển / gió Brize; gió núi, gió thung lũng) có ảnh hưởng khác nhau tới công trình xây dựng;
- Địa hình, vị trí địa điểm xây dựng công trình. Công trình gần biển, không chỉ có tầm nhìn đẹp, còn “đón gió đất, gió biến” hàng ngày. Công trình gần núi cao lại có gió lạnh ban đêm từ trên núi xuống. Công trình gần khu rừng cây được nhận không khí mát và luôn sạch sẽ, công trình sau hồ lớn làm tăng độ ẩm và giảm độ nóng khô,…
- Từ đó biết đánh giá và xác định các thông số tính toán của khí hậu của địa điểm của quốc gia và so sánh với các vùng, miền khí hậu khác trên thế giới.
(2) Ảnh hưởng của khí hậu trong nhà (vi khí hậu) tới con người thông qua các yếu tố khí hậu cơ bản (nhiệt độ, độ ẩm không khí, vận tốc gió trong nhà và nhiệt độ bức xạ). Trong đó, ba yếu tố quan trọng nhất đối với cảm giác nhiệt của người vùng nhiệt đới ẩm ướt (như Việt Nam) là nhiệt độ không khí, độ ẩm và vận tốc gió tới mặt da người. Lưu ý rằng người vùng khí hậu lạnh ít quan tâm độ ẩm không khí, tránh gió, trong khi người vùng nóng khô gần như không cần có gió. Người Việt ta từ ngàn xưa đã rất quý cái quạt dù là quạt nan, quạt giấy hay quạt mo để tạo ra gió mát.
Từ năm 1932 đến nay, các nhà nghiên cứu đã đề xuất nhiều phương pháp khác nhau đánh giá cảm giác nhiệt của con người, trong đó phương pháp hiện đại nhất được áp dụng rộng rãi tại nhiều nước trên thế giới là Phương pháp tiếp cận sinh khí hậu theo “Biểu đồ sinh khí hậu xây dựng / Building Bioclimatic Chart” – người đầu tiên đề xuất là GS. D. Watson & K. Labs (Mỹ, 1992).
(3) Các giải pháp thiết kế kiến trúc khí hậu. Tất nhiên là các giải pháp rất khác nhau, thậm chí trái ngược nhau đối với các vùng khí hậu lạnh, nóng ẩm và nóng khô. Trong điều kiện khí hậu nóng ẩm của nước ta, cần quan tâm ba giải pháp chủ yếu sau đây:
(a) Cách nhiệt cho mái và tường nhà. Đối với nước ta, cần quan tâm nhiều hơn đến cách nhiệt chống nóng cho mái nhà và tường nhà, đặc biệt với tường hướng Tây. Khác với các nước xứ lạnh, mái và tường cần cách nhiệt, nhưng không được giữ nhiệt để rồi lại truyền vào phòng. “Cách nhiệt tốt, thải nhiệt nhanh” là phương châm giải pháp cho vùng khí hậu nhiệt đới. Cách nhiệt theo hướng chống lạnh ở nước ta không quan trọng, chỉ cần lưu ý với nhà sử dụng nhiều điều hòa không khí.
Trong điều kiện khí hậu miền nhiệt đới, cận nhiệt đới, những năm gần đây, một giải pháp rất được ưa chuộng và có hiệu quả cao về vi khí hậu và môi trường (cả trong và ngoài nhà) là sử dụng cây xanh (thảm có, cây leo hoặc cả rừng cây trên mái) để che BXMT cho mái và tường nhà.
(b) Giải pháp che nắng và tạo bóng. Xin lưu ý chỉ che nắng, che trực xạ mặt trời, không che tán xạ bầu trời, vì tán xạ cung cấp ánh sáng. Trực xạ mặt trời có tác dụng cấp nhiệt làm ấm nhà (đối với vùng lạnh) và có tác dụng diệt vi khuẩn, có thể lợi dụng cho một số không gian công trình trong một số giờ nhất định. Không ở đâu dùng trực xạ để chiếu sáng, vì nó làm mất tiện nghi ánh sáng (hiện tượng “lóa” là rõ rệt nhất). Vùng nhiệt đới đôi khi còn che cả trực xạ chiếu lên mái và tường nhà (tạo bóng), để giảm nhiệt truyền vào nhà. Vì vậy, giải pháp “mái xanh”, “tường xanh” rất có hiệu quả.
Phương pháp thiết kế kết cấu (cấu tạo) che nắng đã được nghiên cứu từ lâu và áp dụng rộng rãi trên thế giới, cho phép sáng tạo nhiều kiểu cấu tạo che nắng mới và hiệu quả khi áp dụng các vật liệu mới. Trong điều kiện khí hậu nước ta, giải pháp che nắng hiệu quả phải thay đổi được theo vị trí mặt trời, theo hướng nhà, lấy được ánh sáng và đón gió mát. Kết cấu / cấu tạo che nắng ngoài tác dụng che trực xạ còn có ảnh hưởng lớn tới thẩm mỹ kiến trúc bề mặt công trình. Vì vậy, có người nói, nhìn công trình là biết ngay được nó thuộc vùng nào trên Trái đất – lạnh hay nóng, vùng cực hay xích đạo.
Xin lưu ý: Che nắng là phải che bên ngoài vỏ nhà, còn để giảm bớt ánh sáng nên bố trí từ phía trong nhà (rèm, màn,…).
(c) Giải pháp thông gió tự nhiên hay đón không khí tự nhiên. Các công trình trong vùng nóng ẩm, khác, thậm chí trái ngược với vùng nóng khô, rất cần đón không khí tự nhiên – không khí sạch sẽ và mát mẻ, đặc biệt công trình xây dựng gần biển và rừng cây. Hướng chính công trình và giải pháp cấu tạo vỏ nhà có vai trò quyết định đón không khí ngoài nhà (ví dụ vỏ nhà hở), còn tổ chức không gian tòa nhà góp phần đưa gió mát vào các vùng hoạt động trong nhà. Các nhà kiến trúc khí hậu trên thế giới đã nghiên cứu vấn đề này khoảng một trăm năm nay, chúng ta cần tìm hiểu để áp dụng.
Từ ba nội dung chính nói trên, người làm kiến trúc sẽ đề xuất các giải pháp hợp lý, sáng tạo riêng cho mỗi công trình, về quy hoạch toàn khu xây dựng, bố trí cây xanh, hồ nước, vị trí mỗi công trình và tìm giải pháp phù hợp thiết kế vỏ nhà và tổ chức không gian công trình hợp lý, theo kiến thức chung về “Kiến trúc thích ứng khí hậu”.
NGUT.PGS.TS Phạm Đức Nguyên
(Bài đăng trên Tạp chí Kiến trúc số 12-2022)
Ghi chú:
Hình ảnh trong bài, lấy từ các Tạp chí và sách kiến trúc trong nước và thế giới.
The post Trao đổi về môn học “Kiến trúc (sinh) khí hậu” trong đào tạo KTS Việt Nam appeared first on Tạp chí Kiến trúc - Hội Kiến trúc sư Việt Nam.
from Tạp chí Kiến trúc – Hội Kiến trúc sư Việt Nam https://ift.tt/UiHTL3X
Blog phát triển bởi https://tuvankientrucnha.blogspot.com/
Tìm kiếm đơn vị chuyên xây dựng công trình nhà ở Hà Nội https://thoxay.vn//
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét