Giải pháp thiết kế cửa sổ nhằm khai thác hiệu quả thông gió tự nhiên cho căn hộ chung cư cao tầng

176 Phan Tiến Vinh, Trịnh Duy Anh 
GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CỬA SỔ NHẰM KHAI THÁC HIỆU QUẢ 
THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN CHO CĂN HỘ CHUNG CƯ CAO TẦNG 
SOLUTIONS FOR DESIGNING WINDOWS TO EFFECTIVELY EXPLOIT NATURAL 
VENTILATION FOR HIGH-RISE APARTMENT BULDINGS 
Phan Tiến Vinh1, Trịnh Duy Anh2 
1Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật - Đại học Đà Nẵng; ptvinh@ute.udn.vn 
2Trường Đại học Kiến trúc thành phố Hồ Chí Minh; duyanh54arch@gmail.com 
Tóm tắt - Thiết kế kiến trúc nhằm khai thác hiệu quả thông gió tự 
nhiên trong công trình là một trong những giải pháp thiết kế thụ 
động cơ bản và hiệu quả nhằm hướng đến sự phát triển bền vững 
cho kiến trúc. Bài báo đi vào nghiên cứu các giải pháp thiết kế cửa 
sổ nhằm khai thác hiệu quả thông gió tự nhiên cho các căn hộ 
trong chung cư cao tầng. Kết quả nghiên cứu trong bài báo đã đưa 
ra được một số giải pháp thiết kế cửa sổ trong các căn hộ về: vị trí 
mở cửa sổ trên mặt bằng và mặt cắt của cửa; góc xoay trên 
mặt cắt cửa; sự thay đổi của diện tích cửa sổ theo chiều cao các 
tầng;... Kết quả đạt được là một đóng góp cho lý luận chung và có 
thể được áp dụng vào thực tiễn thiết kế nhằm hướng đến tiết kiệm 
năng lượng và sự phát triển bền vững cho loại hình kiến trúc chung 
cư cao tầng tại Việt Nam. 
Abstract - Architectural designing to effectively exploit natural 
ventilation in buildings is one of the basic and effective passive 
designing solutions towards the sustainable development of 
architecture. This paper investigates solutions for designing windows 
to effectively exploit natural ventilation for apartments in high-rise 
apartment buildings. The research results show a number of solutions 
for designing windows of the apartments, such as the position of the 
opening on vertical and horizontal sections of the windows; the 
rotational angles of the windows on their vertical sections; the change 
of the window’s area in line with the height of the floors, etc. These 
results make a contribution to the general theory and can be applied in 
practical designing towards energy saving and sustainable 
development for high-rise apartment buildings in Vietnam. 
Từ khóa - Thông gió tự nhiên; chung cư cao tầng; kiến trúc bền 
vững; cửa sổ; vận tốc gió. 
Key words - Natural ventilation; high-rise apartment building; 
sustainable architecture; window; wind velocity. 
1. Đặt vấn đề 
Ngày nay, phát triển kiến trúc bền vững đã trở thành xu 
hướng tất yếu ở Việt Nam cũng như nhiều quốc gia trên thế 
giới. Có nhiều giải pháp thiết kế để hướng đến kiến trúc bền 
vững (KTBV), trong đó, khai thác hiệu quả thông gió tự 
nhiên (TGTN) cho công trình - một giải pháp đã được cha 
ông ta áp dụng hàng ngàn năm nay cho các công trình kiến 
trúc - là một trong những giải pháp cơ bản và hiệu quả nhất. 
Chung cư là loại hình nhà ở phổ biến tại các đô thị trên 
thế giới. Đây là loại hình công trình được chú trọng phát 
triển tại các đô thị Việt Nam. Tỷ lệ nhà ở chung cư trong 
các dự án phát triển nhà ở đô thị đến năm 2020 ở Việt Nam 
được quy định từ 60% đến 90% cho các loại đô thị loại I 
và loại đặc biệt [1]. Vì vậy, việc phát triển bền vững cho 
loại hình chung cư cao tầng (CCCT) sẽ góp phần quan 
trọng cho sự phát triển của KTBV nói chung ở Việt Nam. 
Tuy nhiên, việc khai thác TGTN hướng đến KTBV ở 
hầu hết các dự án CCCT hiện nay vẫn tồn tại nhiều hạn chế, 
như: sử dụng giải pháp thông gió nhân tạo là chủ đạo; hiệu 
quả TGTN cho các phòng ở trong căn hộ chưa cao; một số 
phòng chức năng không được TGTN;  Một số nguyên 
nhân chính của việc chưa khai thác hiệu quả TGTN cho các 
CCCT, gồm: nhận thức của cộng đồng; sự bị động của các 
giải pháp TGTN trong việc kiểm soát các điều kiện vi khí 
hậu trong nhà; chưa có các Tiêu chuẩn thiết kế về TGTN 
cho CCCT;  và chưa có một hệ thống lý thuyết hoàn 
chỉnh về thiết kế TGTN cho CCCT. 
Giải pháp thiết kế cửa sổ có vai trò quan trọng đối với 
hiệu quả TGTN trong căn hộ của CCCT (vận tốc gió 
và hướng gió tại các vị trí trong căn hộ, lưu lượng thông 
gió, ). Một số nghiên cứu về TGTN trong CCCT đã công 
bố đều tập trung vào các vấn đề, như: dòng chuyển động 
của không khí trên mặt bằng với các giải pháp về vị trí cửa 
gió vào và cửa gió ra, lam che nắng, cánh cửa, vách ngăn, 
; một số hình thức cửa sổ, cửa đi, rèm, cửa sổ mái trong 
TGTN của công trình; hiệu quả TGTN ở một số công trình 
cụ thể;... [2, 3, 4]. Các kết quả nghiên cứu nêu trên đều thực 
hiện với đối tượng là công trình thấp tầng. 
Hiện nay, theo tổng hợp của tác giả, chưa có nghiên cứu 
nào về giải pháp thiết kế cửa sổ - cụ thể là các giải pháp về 
vị trí mở cửa, góc xoay cửa và diện tích của cửa - nhằm 
khai thác hiệu quả TGTN cho căn hộ trong CCCT. Đây 
chính là mục tiêu đặt ra cho nghiên cứu của bài báo. 
2. Phương pháp nghiên cứu, nội dung nghiên cứu và kết 
quả đạt được 
2.1. Phương pháp nghiên cứu 
2.1.1. Các phương pháp nghiên cứu 
Các quá trình vật lý liên quan đến TGTN rất phức tạp 
và việc giải thích vai trò của các quá trình này đến hiệu quả 
TGTN đòi hỏi những kiến thức chuyên sâu về thông gió. 
Để nghiên cứu và đánh giá hiệu quả TGTN trong công trình 
cần phối hợp các phương pháp sau: 
(a) Phương pháp phân tích - tổng hợp; 
(b) Phương pháp mô hình hóa; 
(c) Phương pháp mô phỏng trên máy tính; 
(d) Phương pháp khảo sát - quan trắc thực tế; 
(e) Phương pháp điều tra xã hội học; 
(f) Phương pháp khảo sát thực nghiệm. 
Trong nghiên cứu đề xuất giải pháp thiết kế cửa sổ cho 
CCCT nhằm khai thác hiệu quả TGTN, tác giả đã sử dụng 
phương pháp (c). Ngoài ra, trong quá trình thực hiện, tác 
giả còn kết hợp phương pháp (c) với phương pháp (b) và 
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 11(132).2018, QUYỂN 2 177 
phương pháp (a). 
2.1.2. Phương pháp mô phỏng trên máy tính 
Là phương pháp sử dụng các phần mềm mô phỏng trên 
máy tính để phân tích, tính toán và đưa ra kết quả theo yêu 
cầu của nghiên cứu. Trong nội dung nghiên cứu của bài 
báo, tác giả chọn phần mềm Autodesk CFD 2017 cho việc 
thực hiện các mô phỏng tính toán. 
Phần mềm Autodesk CFD được phát triển bởi Hãng 
Autodesk. Đây là công cụ mô phỏng nhiệt và động lực lưu 
chất trên máy tính. Phần mềm này có vai trò rất quan trọng 
trong các ngành liên quan đến lưu chất, giúp người thiết kế 
hiểu rõ các quá trình của lưu chất trong giai đoạn nghiên 
cứu phát triển sản phẩm. Giúp cho kỹ sư đưa ra quyết định 
tối ưu về thiết kế trước khi xây dựng công trình hay sản 
xuất ra các sản phẩm. 
Autodesk CFD có một số ưu điểm, như: giao diện thân 
thiện, thuận lợi cho người dùng trong quá trình nhập thông 
số đầu vào; thuận lợi trong việc trao đổi dữ liệu với các 
phần mềm đồ họa khác hay các phần mềm mô phỏng hiệu 
năng khác; cho kết quả tương đối đầy đủ và trực quan về 
các đại lượng thông gió trong công trình. 
2.2. Nội dung nghiên cứu 
2.2.1. Đối tượng và trường hợp nghiên cứu 
a. Nghiên cứu về cửa sổ mặt ngoài căn hộ 
CCCT là loại hình nhà ở căn hộ có chiều cao từ 9 tầng 
đến 40 tầng [5]. Để tiến hành nghiên cứu, tác giả chọn ngẫu 
nhiên một CCCT có các đặc điểm sau: 
- 12 tầng; chiều cao tầng 1: 3.900 mm; chiều cao các 
tầng điển hình: 3.200 mm; hình thức mặt bằng tầng điển 
hình theo hình thức hành lang giữa. 
- Căn hộ được chọn để nghiên cứu nằm ở tầng 10. Vị 
trí căn hộ và mặt bằng căn hộ nghiên cứu - xem Hình 1. 
Hình 1. a. Mặt bằng tầng 10; b. Mặt bằng căn hộ điển hình 
- Cửa sổ trong căn hộ CCCT có một số đặc điểm sau: hình 
thức đóng mở là cửa đẩy (có rãnh theo phương ngang hoặc 
phương đứng) hoặc cửa xoay (góc xoay có thể điều chỉnh và 
có chốt cố định cánh cửa); mở 1 cánh hoặc nhiều cánh; vị trí 
mở cửa theo yêu cầu sử dụng hoặc ý tưởng thiết kế. Lựa chọn 
kích thước cửa sổ Phòng ngủ 1 cho nghiên cứu: rộng 
1.200mm, cao 1.500mm và bệ cửa cao 900mm - Hình 2. 
Nghiên cứu được thực hiện trong các trường hợp: 
- 3 trường hợp góc gió đến α là 45°, 90° và 135° (góc 
gió đến α là góc tạo bởi phương của gió đến và tiếp tuyến 
bề mặt chung cư). 
- 4 trường hợp cửa đẩy, mở 2 cánh trên mặt bằng tại các 
vị trí: 1 và 2; 2 và 3; 3 và 4; 1 và 4 (chiều cao khoảng mở: 
1.125 mm; vị trí mở trên mặt cắt: 5, 6 và 7). 
- 4 trường hợp cửa đẩy, mở 2 cánh trên mặt mặt cắt tại 
các vị trí: 5 và 6; 6 và 7; 7 và 8; 5 và 8 (chiều rộng khoảng 
mở: 600 mm; vị trí mở trên mặt bằng là 2 và 3). 
- 6 trường hợp thay đổi góc xoay β của cánh cửa: 15°, 
30°, 45°, 60°, 75° và 90° (chiều rộng cánh: 600 mm tại vị 
trí mở 2 và 3; chiều cao cánh: 750 mm tại vị trí mở 5 và 6). 
Hình 2. a. Mặt đứng cửa sổ; b. Mặt bằng cửa sổ; c. Mặt cắt cửa sổ 
Ghi chú: - 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 và 8: vị trí mở cửa theo 2 phương; 
 - X1X2 và X3X4: Vị trí lấy giá trị vận tốc gió trên mặt 
bằng (ở cao độ 1.1 m so với sàn nhà); 
 - Y1Y2 và Y3Y4: Vị trí lấy giá trị vận tốc gió trên mặt cắt; 
 - β: góc nghiên của cánh cửa so với tiếp tuyến của mặt cửa. 
Như vậy, có 32 mô phỏng được thực hiện độc lập để 
thu kết quả. 
b. Nghiên cứu về trường gió trong các trường hợp 
vị trí cửa đón gió vào và cửa thoát gió 
Chọn đối tượng nghiên cứu là một phòng có kích thước 
phòng 4m x 4m và cao 3,6m; tường dày 200mm.Vị trí của 
cửa đón gió vào và cửa thoát gió ra trong các trường hợp 
nghiên cứu được thể hiện ở Hình 3. 
Ghi chú: 
- Chiều rộng cửa: 800mm; 
- V1 và V2: Cửa đón gió vào 
đặt ở vị trí số 1 và số 2; 
- R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, 
R9: Cửa cho gió thoát ra đặt ở 
vị trí số 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. 
Hình 3. Vị trí của cửa đón 
gió và cửa thoát gió ra. 
Nghiên cứu được thực hiện trong các trường hợp 1 cửa 
gió vào (V1 hoặc V2) và 1 cửa gió ra (tại 1 trong 9 vị trí: 
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, hoặc R9). Như vậy, có 14 mô 
phỏng được thực hiện độc lập để thu kết quả. 
2.2.2. Tiêu chí đánh giá và đại lượng tính toán 
- Sự phân bố đều của trường gió trên mặt bằng phòng 
ngủ (cao độ 1.1 m so với sàn nhà). 
- Độ lớn của giá trị vận tốc trung bình VTB và vận tốc 
cực đại VMax trên mặt bằng (tại các vị trí X1X2 và X3X4) và 
mặt cắt (tại các vị trí Y1Y2 và Y3Y4). 
2.2.3. Các bước thực hiện mô phỏng 
a. Thiết lập mô hình: Dựng mô hình 3D của đối tượng 
nghiên cứu trên phần mềm AutoCad 2017. Kích thước của 
mô hình khối không khí (vùng mô phỏng) lần lượt được lấy 
178 Phan Tiến Vinh, Trịnh Duy Anh 
tối thiểu bằng 5 lần chiều ngang và 3 lần chiều cao tương 
ứng của công trình cần nghiên cứu. Tạo mô hình nghiên 
cứu trên Autodesk CFD 2017 từ mô hình 3D nêu trên. Gán 
các thuộc tính vật liệu chính cho các đối tượng trong mô 
hình nghiên cứu 
b. Gán các điều kiện biên cho mô phỏng 
- Vận tốc gió VH tại độ cao H (m) được xác định theo 
công thức (1): 
za a
z
H z
z
H
V V
H


 (1) 
Trong đó: + VH là vận tốc gió ở cao độ H (m); 
 + Vz là vận tốc gió ở cao độ tham chiếu Hz; 
 + δ: chiều dày lớp biên khí quyển; 
 + a: hệ số mũ. 
δ và a được xác định bằng thực nghiệm [6]. 
Hz được chọn là 10m ở trạm quan trắc khí tượng (địa 
hình loại 3), nơi có chiều dày lớp biên khí quyển δz = 270m 
và hệ số mũ az = 0,14. Trong điều kiện trung tâm các đô thị 
(địa hình loại 2), thì δ = 370m và a = 0,22 [6]. Chọn vận 
tốc tham chiếu tại cao độ 10m là 3m/s. 
- Xác định mặt gió ra cho mô hình và gán Static Gage 
Pressure có giá trị áp suất là 0. 
- Các mặt còn lại của khối không khí (trừ mặt tiếp xúc 
với mặt đất) được gán định dạng là Slip/Symmetry. 
c. Chọn mô hình rối (Turb.model) 
Chọn mô hình rối là RNG k-ε, đây là mô hình rối được 
hiệu chỉnh từ mô hình rối k-ε tiêu chuẩn bằng phương pháp 
Renormalization Group - RNG [7]. 
d. Giải pháp lưới 
Trong phương pháp CFD, miền nghiên cứu được chia 
thành các phần tử (Elements), góc của các phần tử là các 
nút (Node). Các nút và các phần tử tạo thành lưới (Mesh). 
Lựa chọn giải pháp lưới là tự động (Autosize). Sự độc lập 
của lưới đối với kết quả mô phỏng được đảm bảo thông qua 
thiết lập Adaptive mesh. Kích hoạt tính năng kiểm tra độc 
lập của giải pháp lưới và chọn giá trị 3 cho Cycles to run. 
Lựa chọn này cho phép thực hiện 3 lần tự động điều chỉnh 
lưới cho phù hợp. 
2.2.4. Cấu hình máy tính thực hiện mô phỏng 
- Các mô phỏng được thực hiện trên máy tính có cấu 
hình như sau: Processor Intel (R) Xeon (R) CPU 
E3-1220 v5 @ 3.00GHz; 64- bit Operating System; 
RAM 8.00 GB. 
- Thời gian trung bình thực hiện 1 mô phỏng: 4,5 giờ. 
2.3. Các kết quả nghiên cứu và đề xuất 
2.3.1. Cửa sổ mặt ngoài căn hộ 
a. Giải pháp bố trí cửa sổ trên mặt bằng 
Trường gió trên mặt bằng phòng ngủ, vận tốc VTB và 
VMax trên bề mặt cửa sổ (vị trí X1X2 và X3X4) được thể hiện 
ở Bảng 1 và Bảng 2. 
Kết quả cho thấy: trường gió và giá trị vận tốc gió thay 
đổi phụ thuộc vào đặc điểm căn hộ, vị trí căn hộ, góc gió 
đến, vị trí cửa thoát gió, vị trí mở cửa trên mặt bằng,  Giá 
trị vận tốc gió trung bình trong các trường hợp mở cửa tại 
vị trí 1-2, 2-3 và 3-4 ở các trường hợp góc gió đến là tương 
đương và đều cao hơn vận tốc gió trung bình trong trường 
hợp 1-4. Giá trị vận tốc cực đại trong các trường hợp có sự 
chênh lệch không nhiều. Khi bố trí cửa phân tán, như 
trường hợp 1-4, sẽ cho trường gió đều, vận tốc gió trung 
bình thấp. 
Vì vậy, đối với CCCT, ở các độ cao lớn và vận tốc gió lớn, 
nên sử dụng giải pháp bố trí cửa trên mặt bằng là phân tán. 
Bảng 1. Trường gió trong các trường hợp cửa sổ đẩy, 
mở 2 cánh trên mặt bằng 
α 
Vị trí mở cửa trên mặt bằng 
1 và 2 2 và 3 3 và 4 1 và 4 
45° 
90° 
135
° 
Bảng 2. Giá trị vận tốc gió VTB và VMax trên bề mặt cửa sổ trong 
các trường hợp cửa đẩy, mở 2 cánh trên mặt bằng 
α 
Các giá trị 
vận tốc (m/s) 
Vị trí mở cửa trên mặt bằng 
1 và 2 2 và 3 3 và 4 1 và 4 
45° 
VTB 0,90 0,97 1,00 0,75 
VMax 1,23 1,35 1,44 1,27 
90° 
VTB 1,02 1,07 1,14 1,01 
VMax 1,52 1,53 1,67 1,45 
135° 
VTB 1,24 0,97 0,91 0,87 
VMax 1,69 1,32 1,44 1,46 
b. Giải pháp bố trí cửa sổ trên mặt cắt 
Trường gió trên mặt cắt phòng ngủ, vận tốc VTB và VMax 
trên bề mặt cửa sổ (vị trí Y1Y2 và Y3Y4) được thể hiện ở 
Bảng 3 và Bảng 4. 
Kết quả cho thấy: các giá trị về vận tốc gió trung bình 
và vận tốc gió cực đại trong các trường hợp nghiên cứu là 
tương đương. 
Theo kết quả trường gió trên mặt cắt, khi thiết kế CCCT 
nên chọn ở vị trí thấp (vị trí 5 và 6) để có hiệu quả đối với 
người sử dụng trong phòng và chọn cách bố trí phân tán (vị 
trí 5 và 8) để tạo trường gió đều cho phòng. 
Bảng 3. Trường gió trong các trường hợp cửa sổ đẩy, 
mở 2 cánh trên mặt cắt 
α 
Vị trí mở cửa trên mặt cắt 
5 và 6 6 và 7 7 và 8 5 và 8 
90° 
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 11(132).2018, QUYỂN 2 179 
Bảng 4. Giá trị vận tốc gió VTB và VMax trên bề mặt cửa sổ trong 
các trường hợp cửa đẩy, mở 2 cánh trên mặt cắt 
STT 
Các giá trị 
vận tốc (m/s) 
Vị trí mở cửa trên mặt cắt 
5 và 6 6 và 7 7 và 8 5 và 8 
1 VTB 1,31 1,40 1,42 1,39 
2 VMax 1,78 1,85 1,88 1,90 
c. Góc xoay của cửa sổ trên mặt cắt 
Trường gió trên mặt cắt và mặt bằng phòng ngủ, vận 
tốc VTB và VMax trên bề mặt cửa sổ (vị trí Y1Y2) trong các 
trường hợp góc xoay β được thể hiện ở Bảng 5 và Bảng 6. 
Bảng 5. Trường gió trên mặt cắt phòng ngủ trong 
các trường hợp góc xoay β 
Trường 
gió 
Góc xoay β 
15° 30° 45° 
Mặt 
cắt 
Mặt 
bằng 
Trường 
gió 
Góc xoay β 
60° 75° 90° 
Mặt 
cắt 
Mặt 
bằng 
Bảng 6. Giá trị vận tốc gió VTB và VMax trong 
các trường hợp góc xoay β 
STT 
Các giá 
trị vận 
tốc (m/s) 
Góc xoay β 
15° 30° 45° 60° 75° 90° 
1 VTB 0,79 1,33 1,50 1,48 1,46 1,38 
2 VMax 1,07 1,74 1,90 1,96 1,97 1,79 
Các kết quả cho thấy: trường gió và các giá trị vận tốc 
trên mặt cắt, khi thiết kế CCCT góc xoay của cánh cửa nên 
chọn từ 45° đến 75°; nên lấy giá trị là thấp nhất có thể (45°). 
Khi thiết kế cần lưu ý khả năng chịu tải trọng gió của cánh 
cửa và tay chống, đặc biệt là các cửa nằm ở các tầng cao có 
vận tốc gió ngoài nhà lớn. 
d. Diện tích cửa sổ 
Diện tích cửa (phần được mở để gió vào và ra) có ảnh hưởng 
trực tiếp đến lưu lượng thông gió (ký hiệu là G) vào phòng: 
G = Vv x Sc x t (2) 
Trong đó: 
 + Vv là vận tốc gió trung bình trên diện tích cửa vào (m/s); 
 + Sc là diện tích cửa được mở để đón gió (m2); 
 + t là thời gian (s). 
Khi G và t không đổi, theo công thức (2) sự biến thiên 
của Vv tỷ lệ nghịch với sự biến thiên của Sc. 
Đối với CCCT, vận tốc gió Vv biến thiên theo quy luật 
hàm mũ (công thức (1)) và độ chênh lệch giá trị Vv giữa 
các tầng là khá lớn. Vì vậy trong thiết kế cửa cần có sự thay 
đổi Sc - cụ thể là diện tích phần cửa lấy gió - theo sự thay 
đổi chiều cao công trình. 
Sc phụ thuộc vào một số yếu tố như: yêu cầu chiếu sáng tự 
nhiên, che nắng, chống ồn, ý tưởng thiết kế hình khối không 
gian kiến trúc công trình, ... Sc thay đổi diện tích theo từng 
nhóm tầng - đề xuất là mỗi nhóm gồm 5 tầng (xấp xỉ 16m). 
Như vậy với nhà cao 40 tầng sẽ có 8 lần thay đổi diện tích cửa 
ở các nhóm tầng N1, N2, N3, N4, N5, N6, N7 và N8. Vị trí, chiều 
cao và vận tốc trung bình ở các nhóm tầng - xem Bảng 7. 
Bảng 7. Vận tốc gió trung bình trên từng nhóm tầng 
STT 
Nhóm 
tầng 
Vị trí tầng 
(Tn: Tầng thứ n) 
Chiều cao (m) 
so với nền đất 
VTB 
(m/s) 
1 N1 T1 đến T5 0 m đến 20 m 2,05 
2 N2 T6 đến T10 21 m đến 36 m 2,69 
3 N3 T11 đến T15 37 m đến 52 m 2,98 
4 N4 T16 đến T20 53 m đến 68 m 3,19 
5 N5 T21 đến T25 69 m đến 84 m 3,36 
6 N6 T26 đến T30 85 m đến 100 m 3,50 
7 N7 T31 đến T35 101 m đến 116 m 3,63 
8 N8 T36 đến T40 117 m đến 132 m 3,74 
Diện tích cửa của các nhóm tầng N1, N2, N3, N4, N5, N6, 
N7 và N8 lần lượt là S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 và S8. Lấy diện 
tích S1 làm cơ sở, diện tích tương đối (so với S1) của các 
nhóm tầng tiếp theo được tổng hợp trong Bảng 8. 
Bảng 8. Diện tích cửa lấy gió - so với S1 - của các nhóm tầng 
STT 
Nhóm 
tầng 
Ký hiệu 
diện tích 
Vận tốc gió trung bình 
tương đối so với vận 
tốc của N1 
Diện tích 
cửa tương 
đối so với S1 
1 N1 S1 100% 100% 
2 N2 S2 131% 76% 
3 N3 S3 145% 69% 
4 N4 S4 155% 64% 
5 N5 S5 164% 61% 
6 N6 S6 171% 59% 
7 N7 S7 177% 57% 
8 N8 S8 182% 55% 
2.3.2. Cửa sổ bên trong căn hộ 
Cửa sổ bên trong căn hộ, có chức năng là cửa thoát gió 
hoặc cửa đón gió vào (đối với các phòng chức năng không 
được thông gió trực tiếp). 
Vị trí và kích thước các cửa bên trong căn hộ phụ thuộc 
vào một số yếu tố sau: yêu cầu sử dụng không gian, thẩm 
mỹ, chiếu sáng, thông gió,... 
Khi thiết kế cửa sổ bên trong căn hộ cần chú ý: 
- Vị trí tương đối của cửa thoát gió so với cửa gió vào 
có tác dụng tạo nên trường gió trong phòng (hướng dòng 
180 Phan Tiến Vinh, Trịnh Duy Anh 
không khí khi đi xuyên qua phòng) và ảnh hưởng đến vận 
tốc gió trong phòng. 
- Khi dòng không khí xuyên suốt thì vận tốc dòng 
không khí sẽ cao hơn trong trường hợp dòng không khí 
phải chuyển động quanh co. 
- Kết quả trường gió trong phòng trong các trường hợp 
vị trí tương đối giữa cửa đón gió vào và cửa thoát gió ra 
được thể hiện trong Bảng 9. Căn cứ trên kết quả ở Bảng 9, 
cần bố trí vị trí cửa sổ hợp lý để tạo trường gió trong phòng 
phù hợp với chức năng sử dụng. 
Bảng 9. Trường gió trong phòng trong các trường hợp vị trí 
tương đối của cửa gió vào và cửa gió ra 
Vị trí cửa Vào 1-Ra 1 Vào 1-Ra 2 Vào 1-Ra 3 
Trường 
gió 
Vị trí cửa Vào 1-Ra 4 Vào 1-Ra 5 Vào 1-Ra 6 
Trường 
gió 
Vị trí cửa Vào 1-Ra 7 Vào 1-Ra 8 Vào 1-Ra 9 
Trường 
gió 
Vị trí cửa Vào 2-Ra 1 Vào 2-Ra 2 Vào 2-Ra 3 
Trường 
gió 
Vị trí cửa Vào 2-Ra 4 Vào 2-Ra 5 
Trường 
gió 
3. Bàn luận 
Trong hầu hết các thiết kế hiện nay, để đánh giá hiệu 
quả TGTN trong công trình, các kiến trúc sư thường đưa ra 
các đánh giá mang tính định tính về chuyển động dòng 
không khí trên tổng mặt bằng, mặt bằng các tầng và các 
mặt cắt mà không có các số liệu định lượng cụ thể. Vì vậy, 
các đánh giá này chưa hoàn toàn có tính thuyết phục cao. 
Việc đưa ra các nguyên tắc thiết kế TGTN - với các số liệu 
định lượng cụ thể, hình ảnh trực quan - sẽ hỗ trợ rất nhiều 
cho kiến trúc sư trong quá trình thiết kế. 
Bằng phương pháp CFD, kết quả nghiên cứu đã được 
thể hiện trực quan với các số liệu định lượng chi tiết cho 
48 trường hợp nghiên cứu. Từ đó, bài báo đã đưa ra các 
nguyên lý thiết kế chung cho thiết kế cửa sổ trong căn hộ 
CCCT nhằm khai thác hiệu quả TGTN. 
Các kết quả nghiên cứu của bài báo - tùy theo các đặc thù 
cụ thể của từng dự án - có thể được các kiến trúc sư áp dụng 
vào thực tiễn thiết kế để đưa ra các phương án thiết kế ban 
đầu tiếp cận gần nhất với phương án thiết kế tối ưu về TGTN. 
Qua đó, việc áp dụng kết quả nghiên cứu đã góp phần tiết 
kiệm thời gian cho các kiến trúc sư trong giai đoạn thiết kế. 
4. Kết luận 
Giải pháp thiết kế cửa sổ có ý nghĩa quan trọng trong 
việc khai thác hiệu quả TGTN cho các căn hộ trong CCCT, 
một loại hình kiến trúc nhà ở phổ biến tại các đô thị trên 
thế giới và Việt Nam. 
Một số nguyên tắc chung khi thiết kế cửa sổ trong căn 
hộ CCCT nhằm khai thác hiệu quả TGTN gồm: 
- Vị trí mở cửa trên mặt bằng là phân tán; 
- Vị trí mở cửa trên mặt cắt là phân tán và ở vị trí thấp; 
- Đối với các cửa xoay, góc xoay của cánh cửa từ 45° 
đến 75° (nên lấy giá trị là thấp nhất có thể); 
- Diện tích cửa (phần mở lấy gió) cần có sự thay đổi 
theo chiều cao công trình. Nhà cao 40 tầng có 8 lần thay 
đổi diện tích cửa ở các nhóm tầng N1 (diện tích S1), N2, N3, 
N4, N5, N6, N7 và N8 (mỗi nhóm có 5 tầng). Diện tích tương 
đối của các nhóm tầng N2, N3, N4, N5, N6, N7 và N8 lần lượt 
là: 76%; 69%; 64%; 61%; 59%; 57%; 55% so với S1. 
Các kết quả nghiên cứu của bài báo là một đóng góp 
nhỏ vào hệ thống lý thuyết chung về thiết kế TGTN trong 
công trình, cụ thể là kiến trúc CCCT. Việc áp dụng các kết 
quả bài báo vào thực tiễn thiết kế sẽ góp phần khai thác 
hiệu quả TGTN, tiết kiệm năng lượng và sự phát triển bền 
vững cho CCCT tại Việt Nam. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Thủ tướng chính phủ, Quyết định số 2127/QĐ-TTg ngày 30/11/2011 
về việc “Phê duyệt Chiến lược phát triển Nhà ở quốc gia đến năm 
2020 và tầm nhìn đến năm 2030”, Hà Nội, 2011. 
[2] Nguyễn Tăng Thu Nguyệt, Việt Hà-Nguyễn Ngọc Giả, Kiến trúc 
hướng dòng thông gió tự nhiên, Nxb. Xây dựng, Hà Nội, 2014. 
[3] Phạm Đức Nguyên, Kiến trúc sinh khí hậu: Thiết kế Sinh khí hậu 
trong Kiến trúc Việt Nam, Nxb. Xây dựng, Hà Nội, 2012. 
[4] Francis Allard, Natural ventilation in buildings: A design handbook, 
James &James (Science Publishers) Ltd., London, 2002. 
[5] Bộ xây dựng, TCXD VN 323: 2004, Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam: 
Nhà ở cao tầng - Tiêu chuẩn thiết kế, Hà Nội, 2004. 
[6] American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning 
Engineers, ASHRAE handbook - Fundamentals, Atlanta GA: 
ASHRAE Inc, 2009. 
[7] A. Stamou, I. Katsiris, “Verification of a CFD model for indoor 
airflow and heat transfer”, Building and Environment, volume 41, 
Elsevier, 2006, pp. 1171-1181. 
(BBT nhận bài: 21/9/2018, hoàn tất thủ tục phản biện: 13/10/2018)