Language
Country/Area
No result found
Khối lượng nhiệt có thể được sử dụng như thế nào để thúc đẩy cuộc cách mạng về hiệu quả năng lượng và giảm mức tiêu thụ năng lượng?
Thế giới hiện đang phải đối mặt với những thách thức về khủng hoảng năng lượng và biến đổi khí hậu, trong đó thiết kế kiến trúc đóng vai trò quan trọng. Khối lượng nhiệt – khả năng lưu trữ nhiệt của vật liệu xây dựng – không chỉ ảnh hưởng đến mức độ thoải mái của tòa nhà mà còn có thể tác động sâu sắc đến mức tiêu thụ năng lượng. Việc sử dụng và định nghĩa khái niệm này chắc chắn cần được thảo luận thêm.
Khối lượng nhiệt không được xác định một cách nhất quán. Hầu hết các tác giả đều gọi nó là nhiệt dung, tức là khả năng lưu trữ năng lượng nhiệt của một vật thể. Nhưng một số nhà nghiên cứu, chẳng hạn như Christopher Reinhart của MIT, cho rằng khối lượng nhiệt nên được định nghĩa là thể tích của vật liệu nhân với nhiệt dung thể tích của nó. Sự khác biệt trong định nghĩa này đã dẫn đến việc ứng dụng khối lượng nhiệt trong thiết kế tòa nhà đôi khi bị coi là khoa học giả, khiến chúng ta tự hỏi: Chính xác thì khối lượng nhiệt là một công cụ quan trọng như thế nào trong việc giảm mức tiêu thụ năng lượng?
Việc sử dụng khối lượng nhiệt trong thiết kế tòa nhà có thể mang lại hiệu quả năng lượng và sự thoải mái hơn.
Khối lượng nhiệt và nhiệt dung trong các tòa nhà
Khi tìm hiểu khối lượng nhiệt ảnh hưởng đến thiết kế tòa nhà như thế nào, chúng ta không thể bỏ qua vai trò của công suất nhiệt. Nhiệt dung là khả năng lưu trữ năng lượng nhiệt của một vật thể và liên quan đến khối lượng của vật liệu và nhiệt dung riêng của nó. Điều này có thể được diễn đạt một cách đơn giản là nhiệt dung bằng khối lượng của vật thể nhân với nhiệt dung riêng của vật liệu. Khi môi trường bên ngoài của tòa nhà thay đổi, đặc tính khối lượng nhiệt cho phép tòa nhà hấp thụ nhiệt vào ban ngày và giải phóng nhiệt vào ban đêm, điều này đặc biệt quan trọng ở những khu vực có nhiệt độ thay đổi khắc nghiệt.
Christoph Reinhart giải thích thêm: “Nếu nhiệt độ bên ngoài vào ban ngày và ban đêm thay đổi thường xuyên và dao động quanh điểm cân bằng lý tưởng, việc bổ sung khối lượng nhiệt có thể làm tăng số giờ thoải mái trong một khoảng thời gian”. Điều này chứng minh rằng, theo Trong hoàn cảnh phù hợp, khối nhiệt có thể cải thiện đáng kể sự thoải mái của môi trường dân cư.
Sự hiện diện của khối nhiệt cho phép tòa nhà duy trì nhiệt độ bên trong ổn định khi môi trường bên ngoài thay đổi.
Khối lượng nhiệt và những thách thức thực tế của thiết kế xây dựng
Mặc dù khối lượng nhiệt có tiềm năng lý thuyết trong việc giảm mức tiêu thụ năng lượng, nhưng nó thường gặp thách thức trong thực tế xây dựng. Ví dụ, nhiều kiến trúc sư không tính toán công suất nhiệt trong quá trình thiết kế. Các quy định xây dựng quốc gia tại Hoa Kỳ và Canada thường dựa trên Sổ tay J của Hiệp hội các nhà thầu sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí để thiết lập cấu hình thiết bị, trong đó không xem xét đầy đủ đến tác động của công suất nhiệt đến sự thoải mái.
Sổ tay J chủ yếu dựa vào các phép đo chi tiết, bao gồm kích thước, kết cấu và cách nhiệt của tòa nhà, do đó, thiết bị được thiết kế để duy trì sự thoải mái trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt mà không cần tính đến khả năng chịu nhiệt đủ để hỗ trợ quá trình.
Thiết bị không tính đến khả năng chịu nhiệt sẽ không thể xử lý hiệu quả những thay đổi nhiệt độ ngắn hạn.
Khả năng trong tương lai
Công nghệ khối nhiệt có tiềm năng to lớn trong việc thúc đẩy thiết kế tòa nhà bền vững hơn. Khi công nghệ tiến bộ, ngày càng nhiều nhà thiết kế và kiến trúc sư hiểu rằng khối lượng nhiệt là yếu tố quan trọng giúp cải thiện hiệu quả năng lượng và sự thoải mái của con người. Khối lượng nhiệt của các tòa nhà không chỉ giúp giữ cho không gian bên trong mát mẻ trong những tháng mùa hè nóng nực mà còn cung cấp thêm hơi ấm trong những tháng mùa đông lạnh giá, chứng tỏ tầm quan trọng liên tục của nó trong việc giải quyết các thách thức về năng lượng hiện tại và tương lai.
Tuy nhiên, thiết kế tòa nhà có khối lượng nhiệt phù hợp vẫn cần được quan tâm và đầu tư nhiều hơn. Các tòa nhà trong tương lai phải tích hợp các nguyên tắc về khối lượng nhiệt để tạo ra môi trường tiết kiệm năng lượng hơn nhằm giải quyết tình trạng tiêu thụ năng lượng ngày càng tăng trên thế giới. Đây không chỉ là thách thức đối với ngành thiết kế, kiến trúc mà còn là nhiệm vụ quan trọng của toàn xã hội trong việc theo đuổi mục tiêu phát triển bền vững.
Nếu chúng ta có thể tận dụng tối đa các đặc tính của khối lượng nhiệt để cải thiện thiết kế tòa nhà thì mức tiêu thụ năng lượng trong tương lai sẽ thay đổi như thế nào?
