ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGÔ QUANG TÂM

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC
TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP
MÔ PHỎNG NĂNG LƯỢNG TRÊN NỀN TẢNG
REVIT

Chuyên ngành : Kiến trúc
Mã số: 8580101

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN ANH TUẤN

Đà Nẵng – Năm 2018


i

LỜI CAM ĐOAN

Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu riêng của tôi. Các số liệu, kết
quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong bất kì
cơng trình nào khác.
Tác giả

Ngơ Quang Tâm

ii

LỜI CẢM ƠN
Luận văn được hồn thành theo chương trình đào tạo Cao học hệ chính quy
tập trung khóa 34 (2016 – 2018) tại Trường Đại học Bách khoa thuộc Đại học Đà
Nẵng.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Bách khoa thuộc Đại học Đà
Nẵng đã hỗ trợ các thủ tục cần thiết trong suốt quá trình tôi tiến hành đề tài. Tác giả
xin chân thành cảm ơn các phòng chức năng và cán bộ giảng viên Khoa Kiến trúc
Trường Đại học Bách khoa thuộc Đại học Đà Nẵng đã giúp đỡ chúng tơi trong suốt
q trình làm việc.
Xin cảm ơn thầy TS. KTS. Nguyễn Anh Tuấn đã nhiệt tình hướng dẫn
chun mơn và góp ý để tơi hồn thành tốt luận văn .
Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã giúp đỡ và tạo điều
kiện để tơi nghiên cứu để hồn thành luận văn. Do điều kiện về năng lực bản thân
còn hạn chế, luận văn chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong
nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo trong hội đồng khoa học, bạn
bè và đồng nghiệp để luận văn của tôi được hoàn thiện hơn.
Một lần nữa xin chân thành cảm ơn!
.


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................iii
TÓM TẮT LUẬN VĂN ........................................................................................... v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ....................................................................................... ix
SẢN PHẨM KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI ............................................................xiii
MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài và tính cấp thiết của đề tài .................................................. 1
2. Mục đích và mục tiêu nghiên cứu ................................................................... 3
3. Đối tượng nghiên cứu ...................................................................................... 3
4. Giới hạn đề tài ................................................................................................. 3
5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu ...................................................... 4
6. Cấu trúc của luận văn ...................................................................................... 4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP
THIẾT KẾ DỰA TRÊN VIỆC MƠ PHỎNG NĂNG LƯỢNG CƠNG
TRÌNH ...................................................................................................................... 5
1.1. Tình hình trên thế giới......................................................................................... 5
1.2. Tình hình tại Việt Nam ....................................................................................... 5
1.3. Tổng quan về các phương pháp mô phỏng năng lượng công trình .................... 6
1.4. Các cơ sở khoa học của việc nghiên cứu giải pháp thiết kế dựa trên việc mô
phỏng năng lượng cơng trình ..................................................................................... 7
1.4.1. Cơ sở pháp lý ............................................................................................ 7
1.4.2. Cơ sở kinh tế xã hội ................................................................................... 7
1.4.3. Cơ sở về khí hậu, tự nhiên ......................................................................... 8
1.4.4. Cơ sở lý thuyết........................................................................................... 8
1.4.5. Cơ sở công nghệ phần mềm ...................................................................... 9
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CÁCH THỨC GIẢI
QUYẾT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 13
2.1. Phương pháp nghiên cứu................................................................................... 13
2.1.1. Cách tiếp cận ........................................................................................... 13
2.1.2. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 13



iv
2.2. Xây dựng quy trình tối ưu hóa năng lượng mơ phỏng dựa trên phần mềm
Autodesk® Revit® ..................................................................................................... 14
2.3. Chi tiết quy trình khảo sát và mơ hình hóa văn phịng điển hình ..................... 36
2.3.1. Xác định đối tượng khảo sát .................................................................... 36
2.3.2. Mơ hình hóa cơng trình ........................................................................... 44
2.4. Chi tiết q trình mơ phỏng và tối ưu hóa năng lượng cơng trình trên
Autodesk® Revit® thơng qua Autodesk® Insight dựa trên đám mây (Cloud 360) ... 47
2.4.1. Thiết lập dữ liệu đầu vào ban đầu cho mơ hình, tiến hành mơ phỏng
lần đầu cho mơ hình cơ sở ....................................................................................... 47
2.4.2. Mức hiệu năng cơ sở ............................................................................... 49
2.4.3. Mô phỏng và tối ưu hóa năng lượng cơng trình ...................................... 50
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ TỐI ƯU HĨA NĂNG LƯỢNG CƠNG TRÌNH,
ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC TIẾT KIỆM NĂNG
LƯỢNG ................................................................................................................... 66
3.1. Kết quả tối ưu hóa năng lượng cơng trình ........................................................ 66
3.2. Đánh giá tiềm năng cho việc thiết kế áp dụng mô phỏng năng lượng .............. 69
3.3. Đề xuất các giải pháp thiết kế kiến trúc tiết kiệm năng lượng.......................... 70
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 76
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao)


v

TÓM TẮT LUẬN VĂN
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC TIẾT KIỆM NĂNG
LƯỢNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG NĂNG LƯỢNG TRÊN
NỀN TẢNG REVIT

Học viên: Ngô Quang Tâm
Chuyên ngành: Kiến Trúc
Khóa:
K34
Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt: Việc mơ phỏng năng lượng sử dụng của tòa nhà văn phòng ngay từ giai đoạn thiết kế và
tìm kiếm giải pháp thiết kế phù hợp là vấn đề được quan tâm hiện nay đối với kiến trúc sư vì đây
là loại cơng trình tiêu hao năng lượng khá lớn khi vận hành. Hiện nay, tại Việt Nam, các kiến trúc
sư đã biết sử dụng nhiều phần mềm mô phỏng năng lượng khác nhau. Tuy nhiên, để mô phỏng
năng lượng bởi các phần mềm này cần phải sử dụng dữ liệu mơ hình cơng trình được kết xuất từ
các phần mềm đồ họa khác như AutoCAD, Autodesk® Revit®… Đề tài nghiên cứu giải pháp thiết
kế kiến trúc tiết kiệm năng lượng bằng phương pháp mô phỏng năng lượng trên nền tảng Revit
thông qua cơng cụ Autodesk® Insight có sẵn trong phần mềm Autodesk® Revit® sau khi kiến trúc
sư đã xây dựng mơ hình thông tin; việc nghiên cứu giải pháp thiết kế kiến trúc chỉ giới hạn trong
phạm vi vỏ bao che của tòa nhà văn phòng, lấy thành phố Đà Nẵng làm ví dụ. Kết quả nghiên cứu
của đề tài đã chỉ ra được các giải pháp thiết kế hợp lý với mục tiêu tiết kiệm năng lượng đối với
tòa nhà văn phòng, đồng thời gợi mở cho các hướng nghiên cứu tiếp theo.
Từ khóa: giải pháp thiết kế kiến trúc; tiết kiệm năng lượng; mơ phỏng năng lượng; Revit; tịa nhà
văn phòng.
RESEARCH ON ENERGY SAVING ARCHITECTURAL DESIGN SOLUTIONS BY
ENERGY SIMULATION METHOD BASED ON REVIT
Abstract: The using energy simulation of the office building right from the design stage to finding
the suitable design solution is the issue which is concerned by the architect lately as it is the type
of drainage works, high power consumption when operating. Currently, in Vietnam, architects
have learned how to use a variety of different energy simulation software. However, in order to
simulate energy by these software, it is necessary to use building model data which is exported
from others graphic software such as AutoCAD, Autodesk® Revit®… The topic researches energy
saving architectural design solutions by energy simulation method based on Revit through
Autodesk® Insight tool available in Autodesk® Revit® software after the architect built an
information model; the research on architectural design solutions is limited to the office building

faỗade, taking Da Nang as an example. The results of the research have shown the rational design
solutions with energy saving targets for the office building, and suggesting further research
direction.
Key words: architectural design solutions, energy saving, energy simulation, Revit, office
building.


vi

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ASHRAE
BEP

Hiệp Hội kĩ sư sưởi ấm, làm mát và điều hịa khơng khí Hoa Kỳ
Building Energy Performance

BIM
BPS

Building Information Modeling
Building Performance Simulation

CAD

Computer Aided Design

gbXML
IFC

eXtensible Markup Language

Industry Foundation Classes

KS
KTS

Kĩ sư
Kiến trúc sư

EUI
QCXD

Energy Use Intensity (suất tiêu hao năng lượng)
Quy chuẩn Xây dựng

SHGC
TKNL
TMY

Hệ số hấp thụ nhiệt mặt trời
Tiết kiệm năng lượng
Typical Meteorological Year
Window to wall ratio (tỉ lệ diện tích cửa sổ trên tổng diện tích

WWR

tường)


vii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
bảng

Tên bảng

Trang

2-1:

Tên và thông số các loại kết cấu che nắng lựa chọn trên
cơng cụ Autodesk® Insight

28

2-2:

Tên và thơng số các loại kính lựa chọn trên cơng cụ
Autodesk® Insight

30

2-3:

Tên và thơng số các loại tường lựa chọn trên cơng cụ
Autodesk® Insight

31

2-4:


Tên và thơng số các loại mái lựa chọn trên cơng cụ
Autodesk® Insight

32

2-5:

Vị trí, khơng ảnh và xây dựng lại khối dáng chính của các
tịa nhà văn phòng trên địa bàn Thành phố Đà Nẵng

37

2-6:

Tên gọi và thơng tin các tịa nhà được khảo sát

43

2-7:

Thơng tin (giả định) cơ sở ban đầu các kiểu nhà thuộc
loại A

44

2-8:

Thông tin (giả định) cơ sở ban đầu các kiểu nhà thuộc
loại B


45

2-9:

Thông tin (giả định) cơ sở ban đầu các kiểu nhà thuộc
loại C

45

2-10:

Thông tin (giả định) cơ sở ban đầu các kiểu nhà thuộc
loại D

46

2-11:

Suất tiêu hao năng lượng cơ sở các tòa nhà văn phòng
khảo sát

49

2-12:

Suất tiêu hao năng lượng (%) tăng, giảm so với mơ hình
cơ sở khi điều chỉnh độ sâu vùng chu vi của các kiểu nhà

50


2-13:

Suất tiêu hao năng lượng (%) tăng, giảm so với mơ hình
cơ sở khi thay đổi góc phương vị của các kiểu nhà

52

2-14:

Suất tiêu hao năng lượng (%) tăng, giảm so với mơ hình
cơ sở khi thay đổi tỉ lệ cửa kính trên mặt tường (WWR)
các hướng Đơng, Tây, Nam, Bắc của các kiểu nhà

53

2-15:

Suất tiêu hao năng lượng (%) tăng, giảm so với mơ hình
cơ sở khi sử dụng kích thước kết cấu che nắng cho cửa sổ
(ơ kính) các hướng Đơng, Tây, Nam, Bắc của các kiểu
nhà

57


viii
Số hiệu
bảng


Tên bảng

Trang

2-16:

Thơng số thuộc tính vật liệu kính lựa chọn cho việc mơ
phỏng trên phần mềm Autodesk® Revit®

59

Suất tiêu hao năng lượng (%) tăng, giảm so với mơ hình
2-17:

cơ sở khi thay đổi việc sử dụng loại kính cho cửa sổ (ơ

60

kính) các hướng Đơng, Tây, Nam, Bắc của kiểu nhà
Thơng số thuộc tính vật liệu tường ngồi (exterior walls)
2-18:

lựa chọn cho việc mơ phỏng trên phần mềm Autodesk®
Revit

61

®

Suất tiêu hao năng lượng (%) tăng, giảm so với mô hình

2-19:

2-20:

2-21:

cơ sở điều chỉnh thay đổi việc sử dụng vật liệu cho tường
ngồi (exterior walls) của các kiểu nhà
Thơng số thuộc tính vật liệu mái (roof) lựa chọn cho việc
mơ phỏng trên phần mềm Autodesk® Revit®
Suất tiêu hao năng lượng (%) tăng, giảm so với mơ hình
cơ sở điều chỉnh thay đổi việc sử dụng vật liệu cho mái

62

63

64

(roof) của các kiểu nhà
3-1:

Kết quả tiêu hao năng lượng (%) tăng, giảm so với mơ
hình cơ sở sau khi được tối ưu

69


ix


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu

Tên hình

hình
2.1:
2.2:
2.3:
2.4:

Trang

Tạo hình khối cơng trình (Massing) bằng cơng cụ
Conceptual Mass trên phần mềm Autodesk® Revit®
Thiết lập sàn từ hình khối cho các tầng của tịa nhà trên
phần mềm Autodesk® Revit®
Thiết lập tọa độ vị trí của cơng trình trên phần mềm
Autodesk® Revit®
Cài đặt dữ liệu đầu vào cho mơ hình năng lượng trên phần
mềm Autodesk® Revit®

14
15
15
16

2.5:

Độ sâu vùng chu vi


17

2.6:

Phân vùng chu vi.

17

2.7:

Cài đặt chi tiết mơ hình năng lượng trên phần mềm
Autodesk® Revit®

18

2.8:

Thơng số cài đặt cho lựa chọn Văn phòng (Office) trên
phần mềm Autodesk® Revit®

18

2.9:

Lựa chọn thuộc tính nhiệt của vật liệu dựa trên phần mềm
Autodesk® Revit®

19


2.10:

Mơ hình năng lượng trên phần mềm Autodesk® Revit®

19

2.11:

Đăng nhập tài khoản Autodesk 360 trên phần mềm
Autodesk® Revit®

20

2.12:

Cơng cụ tạo mơ hình năng lượng Generate trên phần mềm
Autodesk® Revit®

20

2.13:

Cơng cụ Optimize kiểm tra kết quả phân tích ngay trên
phần mềm Autodesk® Revit®

20

2.14:

Tịa nhà được đưa vào tối ưu hóa kiểm tra bằng cơng cụ

Optimize trên phần mềm Autodesk® Revit®

21

2.15:

Tịa nhà được đưa vào tối ưu hóa trực tiếp trên đám mây
dựa trên trang chủ Autodesk® Insight

21

2.16:

Cài đặt đơn vị chi phí năng lượng trên Autodesk® Insight.

22

2.17:
2.18:

2

Annual Cost ($) – Chi phí hàng năm (USD/m /năm)
Energy Use Intensity (EUI) – Suất tiêu hao năng lượng
hàng năm (kWh/m2/năm)

22
23



x
Số hiệu
hình

Tên hình

Trang

2.19:

Giao diện mơ hình khi truy cập vào Autodesk® Insight

23

2.20:

Chuyển đổi qua lại giữa chi phí hàng năm USD/m2/năm Annual Cost ($) và suất tiêu hao năng lượng – Energy Use

24

Intensity – EUI (kWh/m2/năm)
2.21:

Chi phí trung bình của dự án trên Autodesk® Insight

24

2.22:

Lịch sử mơ hình (Model History) trên Autodesk® Insight


25

2.23:
2.24:

Các thành phần của cơng trình cần tối ưu hóa trên cơng cụ
Autodesk® Insight
Thiết lập hướng nhà và kiểm tra độ tăng giảm mức tiêu hao
năng lượng trên cơng cụ Autodesk® Insight

25
26

2.25:

Tỉ lệ diện tích (ơ kính) cửa sổ - diện tích tường (Window to
Wall Ratio), tính theo phần trăm (%) của tịa nhà trên
hướng Nam trên cơng cụ Autodesk® Insight

27

2.26:

Giá trị tổng chi phí ln cập nhật khi tỉ lệ % kính trên tồn
bộ bức tường được thay đổi trên cơng cụ Autodesk® Insight

27

2.27:


Lựa chọn loại kết cấu che nắng trên cửa sổ trên bức tường
phía Tây của tịa nhà trên cơng cụ Autodesk® Insight

28

2.28:

Giá trị tổng chi phí của việc lựa chọn loại kết cấu che nắng
trên cửa sổ trên bức tường phía Tây của tịa nhà trên cơng

29

®

cụ Autodesk Insight
2.29:

2.30:

Thiết lập loại kính cho cửa sổ (ơ kính) của tịa nhà trên
hướng Nam trên cơng cụ Autodesk® Insight
Giá trị tổng chi phí của việc lựa chọn loại kính cho của sổ
(ơ kính) trên bức tường hướng Nam của tịa nhà trên cơng

29

30

®


cụ Autodesk Insight
2.31:

Điều chỉnh thay đổi việc sử dụng vật liệu cách nhiệt cho
tường ngồi của tịa nhà trên cơng cụ Autodesk® Insight

31

2.32:

Điều chỉnh thay đổi việc sử dụng vật liệu cách nhiệt cho
mái của tịa nhà trên cơng cụ Autodesk® Insight

32

2.33:

Các giải pháp tối ưu hóa năng lượng khác cho việc sử dụng
năng lượng của tịa nhà trên cơng cụ Autodesk® Insight

33

2.34:

Các giải pháp tối ưu hóa liên quan đến việc sử dụng năng
lượng mặt trời trên cơng cụ Autodesk® Insight

33



xi
Số hiệu
hình

Tên hình

Trang

2.35:

So sánh các mức tiêu thụ năng lượng của các phương án tối
ưu năng lượng trên công cụ Autodesk® Insight

35

2.36:

So sánh mơ hình trên cơng cụ Autodesk® Insight

36

2.37:

Thiết lập tọa độ vị trí của cơng trình tại Thành phố Đà
Nẵng trên phần mềm Autodesk® Revit®

47

2.38:


Lịch hoạt động của văn phịng vào các ngày trong tuần

47

2.39:

Thiết lập thuộc tính nhiệt cho các thành phần của tòa nhà

48

2.40:

Suất tiêu hao năng lượng khi điều chỉnh độ vùng vành đai

51

2.41:

Góc phương vị của các tòa nhà được thiết lập trên phần
mềm Autodesk® Revit®

51

2.42:

Suất tiêu hao năng lượng khi thay đổi góc phương vị của
các kiểu nhà

52


2.43:

Suất tiêu hao năng lượng khi thay đổi tỉ lệ cửa kính trên
mặt tường hướng Đơng

54

2.44:

Suất tiêu hao năng lượng khi thay đổi tỉ lệ cửa kính trên
mặt tường hướng Tây

55

2.45:

Suất tiêu hao năng lượng khi thay đổi tỉ lệ cửa kính trên
mặt tường hướng Nam

55

2.46:

Suất tiêu hao năng lượng khi thay đổi tỉ lệ cửa kính trên
mặt tường hướng Bắc

56

2.47:


Suất tiêu hao năng lượng khi sử dụng các loại kết cấu che
nắng cho của sổ (ơ kính) hướng Đơng

58

2.48:

Suất tiêu hao năng lượng khi sử dụng các loại kết cấu che
nắng cho của sổ (ô kính) hướng Tây

58

2.49:

Suất tiêu hao năng lượng khi sử dụng các loại kết cấu che
nắng cho của sổ (ơ kính) hướng Nam

58

2.50:

Suất tiêu hao năng lượng khi sử dụng các loại kết cấu che
nắng cho của sổ (ơ kính) hướng Bắc

59

2.51:

Suất tiêu hao năng lượng khi thay đổi việc sử dụng loại

kính cho cửa sổ

61

2.52:

Suất tiêu hao năng lượng khi thay đổi việc sử vật liệu cho
tường ngoài

63


xii
Số hiệu
hình

Tên hình

Trang

2.53:

Suất tiêu hao năng lượng khi thay đổi việc sử vật liệu cho
mái

64

3.1:

Kết quả quả mô phỏng năng lượng trước và sau khi tối ưu


69

3.2:
3.3:

Suất giảm tiêu hao năng lượng (%) khi điều chỉnh thiết kế
cho việc tối ưu hóa các kiểu nhà khảo sát
Phân vùng chu vi cơng trình

70
70


xiii

SẢN PHẨM KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
Các cơng trình khoa học đã công bố sau đây là các sản phẩm của đề tài:
Bài báo và công bố trong nước
[1] Bài báo: Mơ phỏng năng lượng cơng trình với Revit – Một lối đi mới dành cho
KTS. Tác giả: Ngô Quang Tâm,Nguyễn Anh Tuấn. Chuyên đề: “Kiến trúc trong
thế giới công nghệ” - Tạp chí Kiến trúc. Số: 7/2018. Trang: 19-23. Năm 2018.


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài và tính cấp thiết của đề tài
1.1. Lý do chọn đề tài
Trong bối cảnh tồn thế giới đang quan tâm đến mơi trường, khái niệm tiết

kiệm năng lượng hay sử dụng năng lượng hiệu quả đã khá phổ biến. Vấn đề tiết
kiệm năng lượng nói chung đã đi từ nhận thức đến hành động đã có nhiều thay đổi
nhanh chóng theo hướng tích cực. Vấn đề tiết kiệm năng lượng trong cơng trình
xây dựng đang ngày càng được quan tâm, không chỉ trong lĩnh vực sản xuất kinh
doanh năng lượng mà còn cả trong giới Kiến trúc sư (KTS), Kĩ sư (KS) công trình
nói chung. Tuy nhiên, việc thiết kế kiến trúc kết hợp với tiết kiệm năng lượng là
cơng việc cịn nhiều khó khăn do có nhiều rào cản [1].
Tịa nhà văn phịng là loại cơng trình đã xây dựng nhiều ở các đơ thị Hà Nội,
Thành phố Hồ Chí Minh, gần đây tại Thành phố Đà Nẵng thể loại cơng trình cũng
đã bắt đầu tăng lên cùng với sự phát triển kinh tế-xã hội.
Tòa nhà văn phòng thường sử dụng nhiều kính ở vị trí tường bao che và điều
hịa khơng khí, thơng gió nhân tạo nên khá tốn chi phí điện năng. Do đó, việc giảm
thiểu chi phí điện năng trong quá trình vận hành khai thác là vấn đề cấp thiết đang
đặt ra.
Thông thường, các giải pháp thiết kế thụ động được các kiến trúc sư chọn là
giải pháp đầu tiên trước khi chọn các giải pháp thiết kế chủ động, tuy nhiên hầu
như ít có cơng trình có cơ sở thuyết phục với các giải pháp thiết kế như dùng kính
cản bức xạ mặt trời, lam che nắng, lam thơng gió…do đó hiệu quả khơng cao, thậm
chí khơng có hiệu quả do chỉ sử dụng vật liệu như một tiêu chí đảm bảo thẩm mỹ
kiến trúc hơn là hiệu quả về năng lượng.
Vấn đề đặt ra là làm sao với các giải pháp thụ động mà các kiến trúc đề xuất
có thể biết được, chứng minh được khả năng thơng gió tự nhiên, tiết kiệm năng
lượng, các tác động môi trường của phương án thiết kế. Vấn đề này trên thế giới đã
giải quyết và áp dụng rộng rãi từ lâu với việc sử dụng phần mềm mô phỏng hiệu
năng cơng trình. Vai trị của các phần mềm mơ phỏng này là rất quan trọng nếu
khơng nói là không thể không sử dụng một khi muốn thiết kế một cơng trình bảo
đảm tiết kiệm năng lượng.
Trên thế giới hiện có hơn 500 phần mềm hỗ trợ mơ phỏng hiệu năng khác
nhau và chia thành các nhóm như: Nhóm mơ phỏng năng lượng cơng trình
(EnergyPlus, Design Builder…); Nhóm mơ phỏng thơng gió (CFX, CONTAM…);

Nhóm mơ phỏng chiếu sáng tự nhiên và nhân tạo (Radiance, DIALux…); Nhóm


2
mơ phỏng mơi trường âm thanh (âm học thính phịng) (Odeon, Scatt…); Các nhóm
hỗ trợ: Nghiên cứu che nắng, chiếu nắng, bóng đổ, phân tích khí hậu, quỹ đạo mặt
trời…(Autodesk Ecotect, Climate Consultant…) [1]. Mỗi cơng cụ có ưu nhược
điểm riêng và đang tiếp tục hoàn thiện để trở thành cơng cụ đắc lực cho mỗi mục
đích thiết kế. Chính vì việc có nhiều phần mềm khác nhau lại là vấn đề lúng túng
đối với các KTS, KS khi chọn để học và sử dụng.
Phần mềm Autodesk® Revit® của hãng Autodesk là phần mềm hỗ trợ quy
trình BIM (Building Information Modeling), phần mềm này cho phép xây dựng dữ
liệu đầu vào hiệu quả và khai thác sử dụng lại nhiều lần. Ngồi ra, mơ hình gán
thơng tin của Autodesk® Revit® vốn tuân thủ tiêu chuẩn IFC (Industry Foundation
Classes) – cho phép dễ dàng chuyển đổi thành mơ hình năng lượng thay vì phải xây
dựng thêm một mơ hình năng lượng theo cách truyền thống. Ngày nay, phần mềm
Autodesk® Revit® đã được nhà sản xuất tích hợp các cơng cụ để mơ phỏng hiệu
năng cơng trình, rất cần được khai thác sử dụng để nghiên cứu các giải pháp thiết
kế kiến trúc.
Autodesk® Revit® đang bắt đầu được quan tâm sử dụng ở Việt Nam những
năm gần đây. Tuy nhiên, đa số các công ty tư vấn thiết kế ở Việt Nam chỉ mới được
sử dụng Revit như một công cụ xây dựng mơ hình thơng tin để lập hồ sơ thiết kế
thay cho các phần mềm hệ CAD, mà chưa khai thác tốt tính năng mơ phỏng năng
lượng cơng trình, chưa xem như đây là một giải pháp để thiết kế hướng đến mục
tiêu tiết kiệm năng lượng. Nếu khai thác tốt việc mơ phỏng hiệu năng cơng trình
các KTS có thể tìm kiếm các giải pháp và kiểm chứng ngay khi cơng trình ở các
mức độ chi tiết từ đơn giản cho đến phức tạp nhất mà không phải sử dụng một phần
mềm khác, hoặc xuất mơ hình cơng trình qua một phần mềm trung gian để mơ
phỏng, tính tốn, đồng thời việc thiết kế cơng trình hướng tới mục tiêu tiết kiệm
năng lượng sẽ trở nên phổ biến rộng rãi hơn.

1.2. Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay, việc mơ phỏng năng lượng cho cơng trình đối với KTS là hết sức
cần thiết. Công cụ và phần mềm mô phỏng năng lượng sử dụng cho việc mơ phỏng
phải thích hợp không những dễ dàng cho việc sử dụng mà cịn phải nhanh, có độ
chính xác cao và tiết kiệm chi phí, thời gian. Hiện nay phần mềm Autodesk® Revit®
ngày càng được nhà sản xuất phát triển mạnh cho việc mơ phỏng năng lượng bằng
việc tích hợp nhiều cơng cụ hỗ trợ phân tích.
Chính vì vậy, việc sử dụng phần mềm Autodesk® Revit® dễ cho việc mơ
phỏng ngay từ giai đoạn thiết kế sơ bộ đến giai đoạn thiết kế chi tiết giúp kiểm soát
năng lượng một cách tốt nhất.


3
Với những vấn đề đặt ra như trên, việc “Nghiên cứu giải pháp thiết kế kiến
trúc tiết kiệm năng lượng bằng phương pháp mô phỏng năng lượng trên nền tảng
Revit” là cần thiết, giúp cho các kiến trúc sư trong việc sử dụng phần mềm
Autodesk® Revit® mà họ chỉ mới sử dụng để vẽ hồ sơ thiết kế.
2. Mục đích và mục tiêu nghiên cứu
2.1. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu giải pháp thiết kế kiến trúc giúp tiết kiệm năng lượng đối với loại
cơng trình tịa nhà văn phịng. Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể ứng dụng vào
thực tế thiết kế các cơng trình tịa nhà văn phòng hiện nay tại Thành phố Đà Nẵng
và các Thành phố khác.
2.2. Mục đích nghiên cứu
Đề tài có 3 mục tiêu cơ bản cần đạt được như sau:
- Nghiên cứu xây dựng quy trình thực hiện mơ phỏng năng lượng từ mơ hình
kiến trúc trên Autodesk® Revit® dành cho KTS;
- Ứng dụng mơ hình năng lượng ở trên để phân tích các giải pháp thiết kế
tiết kiệm năng lượng cho tòa nhà văn phòng ở Thành phố Đà Nẵng;
- Đánh giá tiềm năng tiết kiệm năng lượng cơng trình tịa nhà văn phịng

thơng qua giải pháp thiết kế kiến trúc.
3. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là giải pháp thiết kế kiến trúc đối với tòa nhà văn
phòng, một thể loại cơng trình thường có chi phí sử dụng năng lượng đáng kể, đang
xây dựng ngày càng nhiều ở các đơ thị lớn, trong đó có Thành phố Đà Nẵng;
Mẫu khảo sát: Các cơng trình tịa nhà văn phịng tại Thành phố Đà Nẵng.
4. Giới hạn đề tài
Không gian: Phạm vi nội thị Thành phố Đà Nẵng, nơi có nhiều tòa nhà văn
phòng đã và đang được xây dựng nhằm xem xét các giải pháp thiết kế trong môi
trường khí hậu đồng nhất, kết quả mơ phỏng chính xác.
Thời gian: Các cơng trình từ năm 2003 đến nay.
Nội dung: Chỉ nghiên cứu giải pháp thiết kế kiến trúc thụ động đối với vỏ
cơng trình (cịn gọi là kết cấu bao che cơng trình), bao gồm tường khơng trong suốt
hoặc trong suốt, cửa sổ, cửa đi, mái, cửa mái…tạo thành các khơng gian khép kín
bên trong cơng trình. Các giải pháp khác liên quan đến trang thiết bị tiêu thụ điện
không thuộc phạm vi nghiên cứu này.


4
5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
5.1. Cách tiếp cận
- Tiếp cận từ lý thuyết: Từ các quy chuẩn, tiêu chuẩn, lý luận về sử dụng
năng lượng hiệu quả, thông qua việc mô phỏng như thực tế để kiểm chứng, tìm
kiếm giải pháp thiết kế tiết kiệm năng lượng;
- Tiếp cận từ thực tiễn: Từ các cơng trình tòa nhà văn phòng đã được xây
dựng, sau khi đánh giá có thể rút ra được các giải pháp thiết kế hữu ích, các kiến
nghị cho các cơng trình tương tự trong tương lai;
- Tiếp cận phân tích: Phân tích cơng trình nhằm phân chia các bộ phận liên
quan đến việc sử dụng năng lượng của vỏ cơng trình;
- Tiếp cận định tính và định lượng: Tiếp cận định lượng cho phép nhận thức

được chất định tính của các cơng trình về tính hiệu quả trong việc sử dụng năng
lượng (tiết kiệm, hợp lý, tốn kém).
5.2. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Nghiên cứu thu thập tài liệu về cơ sở lý
thuyết, các vấn đề liên quan đến mô phỏng năng lượng; thu thập số liệu các cơng
trình tịa nhà văn phịng hiện hữu để tiến hành mơ phỏng trên nền tảng Revit.
Phương pháp phân tích: Phân tích các dữ liệu khí hậu tự nhiên, dữ liệu vỏ
cơng trình để đưa vào phần mềm mơ phỏng, phân tích các giải pháp thiết kế.
Phương pháp mơ phỏng: Phương pháp được sử dụng chính và quan trọng
của luận văn, mơ phỏng trên nền tảng Revit để từ đó rút ra các giải pháp thiết kế
tiết kiệm năng lượng.
Phương pháp so sánh: Được sử dụng để so sánh kết quả xuất ra từ việc mô
phỏng để đánh giá và đề xuất giải pháp về việc tiết kiệm năng lượng.
6. Cấu trúc của luận văn
Cấu trúc luận văn gồm 3 phần: Mở đầu, Nội dung, Kết luận và kiến nghị.
Phần nội dung được thể hiện 3 chương, cụ thể như sau:
- Chương 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu giải pháp thiết kế dựa trên việc
mơ phỏng năng lượng cơng trình.
- Chương 2: Phương pháp nghiên cứu và cách thức giải quyết vấn đề.
- Chương 3: Kết quả tối ưu hóa năng lượng cơng trình, đề xuất các giải pháp
thiết kế kiến trúc tiết kiệm năng lượng.


5

CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THIẾT KẾ
DỰA TRÊN VIỆC MƠ PHỎNG NĂNG LƯỢNG CƠNG TRÌNH
1.1 . Tình hình trên thế giới
BDSP Partnership đã mơ phỏng hiệu năng cơng trình nhà thi đấu xe đạp

Velodrome (London) 6000 chỗ thông qua hệ thống mô phỏng gồm: mô phỏng
chuyển động gió và các dịng nhiệt trong và ngồi cơng trình bằng phương pháp
CFD (Computational Fluid Dynamics); kiểm tra kết quả bằng thí nghiệm trong ống
khí động; mơ phỏng chiếu sáng tự nhiên kết hợp nhân tạo; mô phỏng nhiệt và năng
lượng cơng trình. Nhờ việc mơ phỏng này mà đơn vị thiết kế cơng trình Velodrome
là Hopkins Architects đã tìm được các giải pháp thiết kế trong việc tạo ra London
Velodrome xanh thực sự [2].
Tháng 8 năm 2017 vừa qua, Hiệp hội mơ phỏng hiệu năng cơng trình quốc
tế IBPSA (International Building Performance Simulation Association) tại San
Francisco, California, Mỹ dành cho các nhà nghiên cứu, phát triển và các chun
gia về mơ phỏng hiệu năng cơng trình – những người có mong muốn cải thiện mơi
trường xây dựng tham dự. Hội thảo hướng đến tính kết nối và cập nhật những
thông tin hoạt động về mô phỏng ứng dụng trong việc phân tích hiệu năng tịa nhà,
từ đó khẳng định vai trị của mơ phỏng năng lượng đối với phân tích lựa chọn giải
pháp thiết kế kiến trúc, kĩ thuật cho tòa nhà để đạt hiệu quả năng lượng cao nhất
cũng như tiết kiệm tối đa chi phí vận hành cơng trình [3].
1.2 . Tình hình tại Việt Nam
Việc mơ phỏng năng lượng cơng trình mặc dù trên thế giới đã có từ lâu
nhưng ở Việt Nam những năm gần đây mới bắt đầu được quan tâm.
Tháng 4 năm 2016, Hội đồng Cơng trình Xanh Việt Nam (VGBC) đã tổ
chức Hội thảo “Ứng dụng mô phỏng năng lượng trong thiết kế Cơng trình Xanh”
tại Thành phố Hồ Chí Minh với nhiều KTS, KS, đại diện đến từ các công ty hoạt
động trong lĩnh vực kiến trúc, xây dựng trong nước và quốc tế. Hội thảo có sự góp
mặt các diễn giả là các chuyên gia năng lượng đến từ Singapor, Indochine, Việt
Nam… Tại Hội thảo, Pedro Marques_chuyên gia tư vấn hiệu quả cơng trình đến từ
Boydens Engineering đã trình bày chủ đề “Mô phỏng động trong thiết kế thụ động”
cho dự án Trường Quốc tế Liên Hợp Quốc Hà Nội. Theo Pedro Marques, mô
phỏng động cho phép tối ưu hóa thiết kế để giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng,
đồng thời việc phối hợp giữa các đơn vị ngay từ thời điểm bắt đầu của dự án là rất



6
quan trọng. Một chuyên gia khác là KS cao cấp ứng dụng công nghệ Jimmy Lee
đến từ IESVE Singapore Pte Ltd trình bày về “Cách sử dụng mơ phỏng trong thiết
kế cơng trình bền vững”, chia sẽ quy trình và cách thức thực hiện mô phỏng. Nhiều
dự án tại Việt Nam như President Place, BigC Green Square, Vietnam Moc Bai,
VietinBank, German House, Trường Quốc tế Pháp, EximBank Tower, Nhà máy
may mặc DBW… đã được khẳng định những lợi ích, lợi thế của ứng dụng mô
phỏng năng lượng trong thiết kế cơng trình xanh. Patrick Bivona, chun gia tư vấn
cơng trình xanh và hiệu quả năng lượng của Artelia Group nhấn mạnh việc sử dụng
mô phỏng năng lượng sớm trong giai đoạn thiết kế là quan trọng, đồng thời cho
rằng sự tiến bộ của các công cụ BIM mở ra khả năng phân tích năng lượng cho các
nhà thiết kế [4].
1.3 . Tổng quan về các phương pháp mô phỏng năng lượng cơng trình
Qua nghiên cứu các tài liệu về mơ phỏng năng lượng cho cơng trình, ta thấy
các nghiên cứu thường sử dụng các phương pháp mô phỏng sau:
- Dùng mơ hình hồi quy để thấy được mối quan hệ giữa các tham số đầu vào
của cơng trình cơng trình và năng lượng tiêu hao; trên cơ sở đó có thể dự đốn
thơng qua mơ hình hồi quy mức tiêu hao năng lượng của cơng trình khi biết các
tham số như diện tích sàn, loại HVAC, tuổi cơng trình, số tầng… Điểm mạnh của
phương pháp này là nó cho phép đánh giá hiệu quả năng lượng của một cơng trình:
nếu giá trị suất tiêu hao năng lượng EUI (energy use intensity) thực tế của một cơng
trình thấp hơn giá trị EUI dự đốn bởi mơ hình hồi quy, điều đó có nghĩa là cơng
trình đang đề cập có hiệu năng tốt hơn so với trung bình của tập hợp mẫu [5];
- Phương pháp mơ hình hóa và mơ phỏng cơng trình tham chiếu: theo
phương pháp này, loại hình cơng trình đang khảo sát sẽ được mơ hình hóa trên máy
tính, sử dụng các thơng số kĩ thuật có được từ khảo sát. Mơ hình nhận được gọi là
mơ hình tham chiếu, sẽ có giá trị cung cấp thơng tin suất tiêu hao năng lượng tương
ứng với vùng khí hậu mơ phỏng. Ưu điểm của phương pháp này là chỉ cần dựng
mơ hình một lần duy nhất, có thể dự đốn suất tiêu hao hay định mức năng lượng

của nhiều vùng khí hậu trong một quốc gia [6];
- Phương pháp phân tích biên ngẫu nhiên - Stochastic Frontier Analysis
(SFA), phương pháp phân tích dữ liệu gói - Data Envelopment Analysis (DEA):
các mơ hình tốn kết hợp thống kê. Những phương pháp này do phức tạp, nên ít khi
được dùng trong việc xây dựng định mức năng lượng cơng trình [5];


7
1.4 . Các cơ sở khoa học của việc nghiên cứu giải pháp thiết kế dựa trên việc
mô phỏng năng lượng cơng trình
1.4.1 . Cơ sở pháp lý
- Ngày 3/9/2003, Chính phủ đã ban hành Nghị định 102/2003/NĐ-CP về “Sử
dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả”;
- Ngày 17/11/2005, Bộ trưởng Bộ Xây dựng ban hành Quy chuẩn Xây dựng
Việt Nam QCXDVN 09:2005 - Các cơng trình xây dựng sử dụng năng lượng có
hiệu quả. Quy chuẩn này đã được thay thế bằng QCVN 09:2013/BXD có hiệu lực
thi hành từ ngày 15/11/2013;
- Ngày 17/6/2010, Quốc Hội đã thông qua Luật Sử dụng năng lượng tiết kiệm
và hiệu quả, có hiệu lực vào ngày 01/01/2011;
- Ngày 29/03/2011, Chính phủ đã ban hành Nghị định số 21/2011/NĐ-CP về
Quy định chi tiết và biện pháp thi hành Luật Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu
quả. Nghị định này thay thế Nghị định 102/2003/NĐ-CP;
- Tháng 9/2013, Bộ Xây dựng ban hành QCVN 09:2013/BXD về Các cơng
trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả thay thế QCXDVN 09:2005/BXD;
- Định hướng quy hoạch chung thành phố Đà Nẵng đến năm 2030, tầm nhìn
đến 2050 (Quyết định số 2357/QĐ-TTg ngày 04/12/2013);
- Thông tư số 19/2016/TT-BCT, Thông tư 20/2016/TT-BCT và Thông tư số
38/2016/TT-BCT của Bộ Công thương ban hành định mức tiêu thụ trong một số
ngành công nghiệp sản xuất thép, rượu bia nước giải khát, ngành nhựa…
- Ngày 28/12/2017, Bộ trưởng Bộ Xây Ban hành kèm theo Thông tư này Quy

chuẩn kĩ thuật quốc gia về “Các cơng trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu
quả”, mã số QCVN 09:2017/BXD. Thơng tư này có hiệu lực thi hành kể từ ngày
01/6/2018 và thay thế Thông tư số 15/2013/TT-BXD ngày 26/9/2013 của Bộ Xây
dựng ban hành Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về “Các cơng trình xây dựng sử dụng
năng lượng hiệu quả”, mã số QCVN 09:2013/BXD.
- Các hệ thống đánh giá cơng trình xanh:
+ Năm tiêu chí Kiến trúc xanh Việt Nam – theo Hội Kiến trúc sư Việt Nam;
+ Hệ thống BREEAM (BRE Environmental Assessment Method) của Anh;
+ LEED (Leadership in Energy and Environment Design) của Mỹ;
+ Hệ thống LOTUS của Việt Nam.
1.4.2 . Cơ sở kinh tế xã hội
- Quyết định số 2256/QĐ-BCT ngày 12/03/2015 của Bộ Công Thương về
việc ban hành giá bán lẻ điện cho các nhóm khách hàng sử dụng điện và giá bán
điện cho các đơn vị bán lẻ điện;


8
- Trong bối cảnh nền kinh tế không ngừng tăng trưởng, nhu cầu thuê văn
phòng tăng đều hàng năm, đi cùng với sự lớn mạnh của các loại hình kinh doanh
như thương mại điện tử hay công nghệ 4.0. Xu hướng xây dựng các tòa nhà văn
phòng ngày càng nhiều tại Đà Nẵng và các thành phố lớn khác trong cả nước.
1.4.3 . Cơ sở về khí hậu, tự nhiên
- Đặc điểm khí hậu của địa phương, QCXD Việt Nam 02:2009/BXD - Quy
chuẩn kĩ thuật quốc gia số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng;
- Dữ liệu khí hậu và và thời tiết của địa phương khảo sát và sử dụng cho
việc phân tích năng lượng dựa trên trạm thời tiết ảo của các năm thực tế và các trạm
thời tiết điển hình của năm (theo định dạng TMY2) trên máy chủ (Climate Server)
từ Autodesk Climate dựa trên dữ liệu thời tiết trong 30 năm [7];
- Đặc điểm địa chất, điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu (tham khảo
từ thuyết minh điều chỉnh quy hoạch chung thành phố Đà Nẵng đến năm 2030) [8].

1.4.4 . Cơ sở lý thuyết
* Các nguyên tắc cơ bản của “PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG” áp dụng vào kiến
trúc [9]
- Sự tích hợp của các yếu tố môi trường, xã hội, kinh tế và chính trị: Kiến
trúc bền vững là kiến trúc hòa nhập với bối cảnh tự nhiên, xây dựng và con người ở
đó, và có tính đến nhu cầu ở các cấp độ khác nhau của bối cảnh;
- Kiến trúc bền vững là kiến trúc có xét đến người khác và có tính đến
tương lai:
+ Khai thác tốt các nguồn lực của cộng đồng địa phương;
+ Bảo vệ con người khổi các phiền toái cục bộ;
+ Mang lại cho địa điểm xây dựng những lợi ích;
+ Bảo vệ mơi trường tốt nhất bằng cách kiểm soát các hệ lụy gây ra bởi việc
xây dựng và sử dụng cơng trình;
- Kiến trúc bền vững là kiến trúc tiên liệu và hạn chế những rủi ro tiềm ẩn
đối với sức khỏe, sự tiện nghi và an toàn của người sử dụng;
- Kiến trúc bền vững là kiến trúc được phát triển thông qua một quá trình mà
trách nhiệm của từng thành viên được xác định rỏ ràng về chất lượng thiết kế, chất
lượng xây dựng và việc sử dụng tòa nhà;
- Kiến trúc bền vững là kiến trúc coi vấn đề trung tâm là con người. Kiến
trúc sẽ phải tính đến như cầu, mong muốn và khả năng đáp ứng thực tế.
* Cơng trình xanh
- Cơng trình xanh là cơng trình đạt được hiệu quả cao trong sử dụng năng
lượng và vật liệu, giảm thiểu các tác động xấu tới môi trường; đồng thời được thiết


9
kế để có thể hạn chế tối đa những tác động không tốt của môi trường xây dựng tới
sức khỏe của con người và môi trường tự nhiên [10];
- Công trình xanh là cơng trình xây dựng mà thực tế đã đạt được hiệu quả
cao nhất trong việc lựa chọn địa điểm xây dựng, sử dụng tài nguyên – năng lượng,

nước, và vật liệu – trong khi tác động đến sức khỏe con người và môi trường xung
quanh là nhỏ nhất trong suốt tồn bộ vịng đời cơng trình – từ lựa chọn địa điểm,
thiết kế, thi công xây dựng đến vận hành sửa chữa và tái sử dụng công trình
(nguồn: Cục bảo vệ Hoa Kỳ) [11].
* Kiến trúc sinh thái
- Hệ thống tiết kiệm năng lượng là nền tảng của kiến trúc sinh thái;
- Hệ thống tuần hoàn và hệ thống xanh hóa phối hợp và hỗ trợ cho nhau;
- Vật liệu xây dựng thân thiện, môi trường và vật liệu xây dựng thông minh
làm điểm sáng cho kiến trúc sinh thái.
* Kiến trúc hiệu quả năng lượng (Quy chuẩn QCVN 09:2017/BXD)
Cơng trình (hay Kiến trúc) hiệu quả năng lượng là thuật ngữ dành cho các
cơng trình kiến trúc xây dựng có mức độ tiêu thụ năng lượng (tính theo một đơn vị
đo lường nào đó, ví dụ : kWh/m2/năm) thấm hơn so với mức tiêu thụ bình quân
(average energy benchmark) của loại cơng trình nào đó trong cùng các điều kiện
vận hành. Việc tiết kiệm năng lượng đó được thực hiện thông qua các giải pháp
thiết kế xây dựng, vận hành hợp lý và hiệu quả [12].
1.4.5 . Cơ sở cơng nghệ phần mềm
Hiện nay, trong q trình thiết kế các cơng trình kiến trúc bền vững, mơ
phỏng hiệu năng cơng trình – Building Performance Simulation – (BPS) là công
việc quan trọng nhằm đạt được mục tiêu cuối cùng. Kiểm sốt năng lượng và mơ
hình hóa năng lượng sẽ giúp KTS, KS có nhiều giải pháp khả thi hơn về năng
lượng, tối ưu cho cơng trình. Cơng cụ BPS đang góp phần thúc đẩy sự đổi mới
trong việc thiết kế các cơng trình có hiệu suất sử dụng năng lượng cao, và chúng
ngày càng phát triển và đa dạng, hỗ trợ dễ dàng cho việc mô phỏng hiệu năng cơng
trình.
Tổng quan các phần mềm mơ phỏng năng lượng có trên nền tảng thiết kế:
- Việc tạo lập và xây dựng mơ hình sử dụng cho việc mơ phỏng xây dựng hiệu
suất năng lượng - Building Energy Performance (BEP) thường bắt nguồn từ các
phần mềm CAD (Computer Aided Design). Chúng được định nghĩa bằng CAD ở
dạng 2D, 2.5D hoặc 3D và được phân phối dưới dạng điện tử hoặc trên giấy;

- Thơng tin hình học trên giấy (bản vẽ) do các công cụ 2D tạo ra, chẳng hạn
như Autocad, phải được tạo lập và xây dựng mơ hình lại bằng điện tử để các


10
chương trình và các cơng cụ mơ phỏng khác nhau của BEP một cách thủ cơng. Đây
là một q trình làm mất nhiều thời gian, dễ bị lỗi trong quá trình tạo lập mơ hình,
phải phụ thuộc rất nhiều vào kích thước và độ phức tạp của cơng trình, chưa kể đến
việc đánh rơi hoặc bỏ sót thơng tin khi tạo lập và thay đổi mơ hình, tốn khá nhiều
chi phí cho dự án cần mơ phỏng;
- Nếu hình dạng cơng trình dạng 2D là bản vẽ điện tử (DWG hay DXF) chứa
thơng tin về kích thước và có khả năng thay đổi, được sao chép lại thành các mơ
hình có thể đọc bằng các chương trình và cơng cụ mơ phỏng BEP, q trình này có
thể nhanh hơn một ít (vì sử dụng sao chép và dán). Tuy nhiên, việc sao chép lại địi
hỏi cần có sự tham gia của những người có kinh nghiệm và chuyên gia lĩnh vực;
- Phần mềm CAD tiên tiến nhất, chẳng hạn như Autocad, có thể chuyển thơng
tin mặt bằng theo chiều đứng, hình học như vậy gọi là 2.5D (vì nó khơng phải là
hình học 3D đúng nghĩa). Hình học 2.5D giúp đẩy nhanh được tiến trình tạo lập mơ
hình để sử dụng cho việc mơ phỏng BEP, có thể có kết quả ngược lại khi các tịa
nhà gần nhau có độ lồi khác nhau;
- Các công cụ CAD kiến trúc trên nền tảng mơ hình, như Revit, Archicad,
Allplan và Bentley đưa ra một định nghĩa xây dựng hình học theo dạng 3D thực –
Định hướng đối tượng. Các công cụ này sử dụng định dạng riêng của nhà sản xuất,
nhưng chúng đều có thể hỗ trợ xuất hình học định dạng IFC và gbXML. Ngồi ra,
Sketup khơng phải là cơng cụ CAD trên nền tảng mơ hình nhưng cũng có thể xuất
hình học theo dạng gbXML dựa trên nền tảng Open Studio được phát triển riêng để
phục vụ cho việc mô phỏng;
- Như vậy, mơ hình năng lương có thể sử dụng dữ liệu hình học theo định
dạng IFC và gbXML từ các phần mềm CAD kiến trúc trên nền tảng mơ hình. Các
cơng cụ CAD kiến trúc trên nền tảng mơ hình giúp việc tạo lập và xây dựng mơ

hình sử dụng cho việc mô phỏng BEP nhanh hơn, độ chính xác cao, tiết kiệm chị
phí và thời gian.
Mơ phỏng năng lượng trên Autodesk® Revit® có những tiềm năng và giải
pháp cho kiến trúc sư:
- Trong quá trình thiết kế, xây dựng mơ hình trên Autodesk® Revit®, việc trao
đổi thơng tin giữa bước, ngay từ giai đoạn lên ý tưởng đến thiết kế chi tiết, các bộ
mơn đều có thể tham gia trực tiếp trên cùng một file dữ liệu. Giúp cho các bên liên
quan, các ngành có thể tương tác trực tiếp và nhanh chóng, kết quả cơng trình đạt
hiệu quả cao, làm giảm đáng kể thời gian thiết kế;
- Có thể tận dụng tài ngun từ mơ hình trên Autodesk® Revit® để xây dựng
mơ hình năng lượng, bao gồm các yếu tố như là: tường, sàn, trần mái, cửa sổ, cửa


11
đi, … Công việc này diễn ra ngay từ giai đoạn đầu của dự án, giảm được thời gian
cho việc phải tạo lập mơ hình để phân tích năng lượng. Nhờ vậy, kiến trúc sư, kĩ sư
có thể đánh giá các phương án thiết kế nhanh chóng về mặt năng lượng, dễ dàng từ
đó sẽ đưa ra các giải pháp để tối ưu hóa thiết kế (chi phí, năng lượng, ánh sáng, …)
Trong quá trình cập nhật các kết quả từ việc phân tích tính tốn năng lượng, với mơ
hình trên Autodesk® Revit® KTS sẽ rất dễ dàng thay đổi các yếu tố để đạt hiệu quả
và tiến hành mô phỏng và phân tích lại;
- Tùy vào các giai đoạn thiết kết, Autodesk® Revit® có thể giúp tạo ra mơ hình
năng lượng tương ứng cho từng giai đoạn: Mơ hình ý tưởng hình khối – Mơ hình
kiến trúc sơ bộ - Mơ hình kiến trúc chi tiết;
- Thiết kế tịa nhà bền vững đang trở thành một việc rất cần thiết để xây dựng
các cơng trình trên tịa thế giới bởi vì khác hàng yêu cầu các KTS, KS thực hiện tốt
hơn việc thiết kế các tịa nhà và góp phần xây dựng mục tiêu xanh như những đề
xuất của Kiến trúc 2030 (Architecture 2030 Challenge). Phần mềm Autodesk®
Revit® có thể giúp thiết kế hỗ trợ xây dựng cơng trình xanh:
+ Các quy trình phân tích năng lượng tích hợp trong phần mềm Autodesk®

Revit® giúp cho KTS, KS có thể mô phỏng và cải tiến hiệu năng năng
lượng cho công trình dễ dàng hơn từ ý tưởng ban đầu đến thiết kế chi tiết;
+ Phản hồi theo thời gian thực về việc lựa chọn và thay thế trong thiết kế các
sẽ ảnh hưởng đến việc xây dựng năng lượng, luôn đảm bảo để đưa ra quyết
định thiết kế với đầy đủ thơng tin;
+ Mơ phỏng Autodesk® Revit® có thể tính toán và hiển thị số liệu ánh sáng
ban ngày;
+ Phân tích tải nhiệt sưởi ấm và làm mát cho cơng trình;
+ Autodesk® Revit® cho phép bạn tính tốn bức xạ mặt trời trên các bề mặt
tòa nhà, tạo ra tiềm năng năng lượng mặt trời và thời gian hoàn vốn.
- Tối ưu hóa năng lượng cho cơng trình dựa trên đám mây (Cloud 360) bằng
cơng cụ Autodesk® Insight chạy trực tiếp trên phần mềm Autodesk® Revit® (phiên
bản Revit 2016 R2 trở lên) có rất nhiều lợi thế: phân tích năng lượng, sưởi ấm và
làm mát, phân tích ánh sáng, năng lượng mặt trời và dịch vụ điện toán đám mây
EnergyPlus.
- Ngồi ra, Autodesk® Revit® hỗ trợ xuất hình học định dạng IFC và gbXML,
có thể sử dụng các cơng cụ mô phỏng khác hoặc phần mềm bên thứ ba (Ecotect
Analysis, DesignBuilder, eQUEST, Green Building Studio …), mơ phỏng gió bằng
cơng cụ Flow Design. Chính nhờ vậy khi sử dụng Autodesk® Revit® tạo lập mơ
hình kiến trúc sẽ giúp giảm tối đa thời gian tạo lập mơ hình năng lượng;