Hiện tượng tích nhiệt trong vật liệu xây dựng là nguyên nhân chính gây nên trạng thái nóng kéo dài vào chiều tối. Khi bề mặt tường, mái tiếp xúc trực tiếp với bức xạ mặt trời, nhiệt lượng sẽ dần được hấp thụ và truyền vào sâu bên trong vật liệu.
Đặc biệt, các vật liệu như gạch, bê tông với khối lượng và nhiệt dung riêng lớn thường tích trữ nhiều nhiệt hơn, làm cho nhiệt độ bên trong công trình không giảm nhanh khi trời tối. Quá trình này vừa tạo ra cảm giác oi bức, vừa gia tăng nhu cầu sử dụng hệ thống làm mát, ảnh hưởng đến hiệu quả năng lượng của tòa nhà.
Xem thêm:
Cách giảm tổn thất trong thiết kế HVAC thông qua cân bằng năng lượng tại bề mặt
Thể tích Kiểm soát quan trọng như thế nào đối với kỹ sư HVAC?
Kỹ thuật HVAC và Định luật Bảo toàn Năng lượng
Phương pháp sử dụng vật liệu cách nhiệt để hạn chế tích nhiệt
Để giảm lượng nhiệt truyền vào công trình, các lớp cách nhiệt được sử dụng rộng rãi trong kiến trúc hiện đại. Vật liệu cách nhiệt có hệ số dẫn nhiệt k nhỏ, làm giảm giá trị q trong công thức truyền nhiệt dẫn. Bông khoáng, xốp polystyrene, bọt polyurethane, hoặc tấm phản xạ nhôm là các vật liệu tiêu biểu.
Việc bố trí lớp cách nhiệt bên ngoài tường, mái giúp ngăn cản phần lớn bức xạ mặt trời và hạn chế hiện tượng tích nhiệt trong lõi vật liệu xây dựng. Kết quả là nhiệt độ bề mặt bên trong ổn định hơn, giảm tải cho hệ thống điều hòa không khí, đồng thời nâng cao tiện nghi nhiệt cho người sử dụng.
Thiết kế che chắn và giảm diện tích bề mặt hấp thụ nhiệt
Một giải pháp kỹ thuật hiệu quả khác là tổ chức che chắn cho các bề mặt chịu nhiều bức xạ. Mái đua, lam chắn nắng, hiên, ban công hoặc tường cây xanh giúp giảm lượng năng lượng mặt trời chiếu trực tiếp lên tường và mái. Khi giảm được bức xạ hấp thụ, lượng nhiệt truyền vào vật liệu giảm đi đáng kể. Điều này giúp hạn chế quá trình tích nhiệt, đồng thời giảm biên độ dao động nhiệt độ bên trong công trình.
Ứng dụng màu sơn phản xạ và lớp phủ bảo vệ bề mặt
Bề mặt vật liệu xây dựng sử dụng màu sơn sáng hoặc các loại sơn phản xạ nhiệt có khả năng làm giảm hấp thụ năng lượng mặt trời. Các lớp sơn này có hệ số phản xạ cao, giúp tản bớt nhiệt thay vì giữ lại trên bề mặt vật liệu. Từ đó, quá trình truyền nhiệt vào bên trong bị hạn chế, góp phần giảm nhiệt lượng tích trữ trong tường, mái. Việc lựa chọn sơn hoặc lớp phủ có tính chất phản xạ là một giải pháp đơn giản, kinh tế và dễ áp dụng trên các công trình cũ lẫn mới.
Tối ưu cấu tạo tường và mái để giảm tích nhiệt
Cấu tạo tường và mái cũng đóng vai trò quan trọng trong kiểm soát tích nhiệt. Việc thiết kế tường hai lớp, tường rỗng hoặc mái hai lớp với khoảng không khí ở giữa sẽ tạo nên lớp đệm cách nhiệt tự nhiên. Khoảng không khí này làm giảm tốc độ truyền nhiệt từ ngoài vào trong, đồng thời giúp nhiệt tản ra môi trường hiệu quả hơn.
Hiệu ứng này vừa làm chậm quá trình truyền nhiệt, vừa giảm lượng nhiệt tích trữ trong vật liệu xây dựng. Trong thực tế, kết cấu tường hai lớp và mái hai lớp đã chứng minh hiệu quả rõ rệt về ổn định nhiệt độ không gian trong nhà.
ăng cường thông gió tự nhiên và lưu thông không khí
Thông gió tự nhiên là giải pháp hỗ trợ làm mát vật liệu, giúp giải phóng nhiệt lượng tích trữ ra môi trường bên ngoài. Khi thiết kế các cửa sổ, khe thông gió hợp lý, không khí bên trong nhà được lưu chuyển, mang theo lượng nhiệt dư thừa. Sự lưu thông không khí này giúp tường và mái nguội nhanh hơn, hạn chế tích nhiệt kéo dài về chiều tối. Ở các công trình hiện đại, giếng trời, hành lang thông gió, và cửa đối lưu được sử dụng rộng rãi để tăng cường hiệu quả tản nhiệt.
Lựa chọn vật liệu xây dựng có hệ số dẫn nhiệt thấp
Chọn vật liệu xây dựng có hệ số dẫn nhiệt thấp là một hướng đi hiệu quả và bền vững. Gạch nhẹ, bê tông khí chưng áp, vật liệu composite hoặc gỗ đều là những lựa chọn tốt cho các công trình cần kiểm soát nhiệt. Việc sử dụng vật liệu này sẽ làm giảm đáng kể lượng nhiệt truyền qua kết cấu, hạn chế hiện tượng tích nhiệt, đồng thời hỗ trợ tiết kiệm năng lượng cho công trình.
Các phương pháp hạn chế tích nhiệt trong vật liệu xây dựng bao gồm sử dụng vật liệu cách nhiệt, tăng cường che chắn, tối ưu cấu tạo tường và mái, thông gió hiệu quả, và lựa chọn vật liệu dẫn nhiệt thấp. Mỗi giải pháp đều mang lại tác động tích cực đến sự ổn định nhiệt độ không gian sống, góp phần nâng cao chất lượng công trình và tiết kiệm năng lượng.
Việc kết hợp nhiều biện pháp đồng bộ sẽ giúp kiểm soát tốt hơn hiện tượng tích nhiệt, phù hợp với tiêu chuẩn xây dựng xanh và công trình hiệu quả năng lượng theo khuyến nghị của các tài liệu HVAC hiện đại