CAS – Computational Architecture for a Sustainable Future: Research, Design, Performance, Tools, Education
Phân tích hiệu năng công trình

Thiết kế hiệu quả – Đầu tư thông minh

CAS phân tích năng lượng, tiện nghi nhiệt, chiếu sáng, thông gió tự nhiên, carbon vòng đời và điện mặt trời, giúp kiến trúc sư và chủ đầu tư so sánh phương án, cải thiện thiết kế và chuẩn bị cơ sở kỹ thuật để ra quyết định.

Sơ đồ minh họa phân bố ánh sáng trong căn hộ trước và sau khi thêm lam che nắngPhương án gốcThêm lam ngangThiếu sángNắng trực tiếpKính hướng Tây ▸
Sơ đồ minh họa: lam ngang làm giảm vùng nắng trực tiếp gần kính hướng Tây, ánh sáng phân bố đều hơn vào sâu căn hộ.
Dịch vụ

CAS giúp gì cho công trình của anh/chị?

CAS giúp bạn đánh giá mức sử dụng năng lượng, độ nóng, ánh sáng và gió tự nhiên, phát thải carbon và tiềm năng điện mặt trời của công trình. Từ đó, bạn có thêm cơ sở để lựa chọn phương án thiết kế, vật liệu hoặc giải pháp cải tạo phù hợp.

Mô phỏng năng lượng

Hiểu công trình sử dụng năng lượng như thế nào và so sánh giải pháp cải thiện.

Sản phẩm bàn giao
  • Biểu đồ phân bổ tiêu thụ năng lượng theo hạng mục
  • Bảng so sánh phương án gốc và các phương án cải thiện
  • Khuyến nghị thiết kế gắn với từng quyết định
Phù hợp khi…
  • Đang cân nhắc giữa các phương án kính, mái, tường hoặc che nắng
  • Cần giải trình với chủ đầu tư vì sao chọn một phương án

Tiện nghi nhiệt

Xác định khu vực, thời điểm có nguy cơ khó chịu và đánh giá giải pháp.

Sản phẩm bàn giao
  • Kết quả theo không gian và theo thời gian (giờ, mùa)
  • Bản đồ vùng rủi ro quá nhiệt
  • Đánh giá hiệu quả từng giải pháp
Phù hợp khi…
  • Người dùng phản ánh nóng, bí hoặc khó chịu
  • Nhà xưởng, kho vận có mái nhận nhiệt lớn

Kiểm tra chiếu sáng tự nhiên

Kiểm tra khả năng tận dụng ánh sáng và phân bố ánh sáng trong không gian.

Sản phẩm bàn giao
  • Bản đồ phân tích ánh sáng theo mặt bằng
  • Tỷ lệ diện tích đáp ứng tiêu chí
  • So sánh phương án cửa và che nắng
Phù hợp khi…
  • Lo không gian thiếu sáng hoặc nhận nắng trực tiếp quá nhiều
  • Muốn giảm diện tích kính nhưng vẫn giữ chất lượng ánh sáng

Mô phỏng thông gió tự nhiên

Đánh giá luồng gió, vận tốc gió và hiệu quả thông gió trong không gian để bố trí cửa, giếng trời hợp lý.

Sản phẩm bàn giao
  • Bản đồ vận tốc và hướng gió trong không gian
  • Tỷ lệ diện tích đạt vận tốc gió tiện nghi
  • So sánh phương án bố trí cửa và giếng trời
Phù hợp khi…
  • Công trình dùng thông gió tự nhiên hoặc hỗn hợp
  • Cần bố trí cửa, ô thoáng, giếng trời để đón và thoát gió

Đánh giá carbon vòng đời công trình – LCA

Nhận diện nguồn phát thải chính và cơ hội giảm carbon.

Sản phẩm bàn giao
  • Bảng kiểm kê vật liệu và phát thải
  • Biểu đồ đóng góp phát thải theo hạng mục
  • So sánh vật liệu hoặc phương án
Phù hợp khi…
  • Cần lựa chọn vật liệu có phát thải thấp hơn
  • Chủ đầu tư có mục tiêu giảm carbon hàm chứa

Đánh giá hiệu năng điện mặt trời

CAS phân tích lượng nắng, ảnh hưởng của bóng che và diện tích có thể bố trí tấm pin; ước tính sản lượng điện để hỗ trợ lựa chọn phương án.

Sản phẩm bàn giao
  • Bản đồ lượng nắng và các khu vực bị che bóng
  • Đề xuất vùng bố trí, số lượng tấm pin và công suất lắp đặt dự kiến
  • Ước tính sản lượng điện theo tháng và năm
  • Bảng so sánh phương án và khuyến nghị lựa chọn
Phù hợp khi…
  • Đang cân nhắc lắp điện mặt trời cho nhà ở, văn phòng, khách sạn hoặc nhà xưởng
  • Cần lựa chọn vị trí, hướng và góc nghiêng của tấm pin

Đánh giá nhanh phương án trong 2 phút

Nhập nhanh thông số cơ bản – nhận kết quả OTTV, EUI, chiếu sáng tự nhiên và tiềm năng điện mặt trời áp mái.

Dùng công cụ đánh giá nhanh
Case study

Nghiên cứu gần đây

Mỗi hồ sơ trình bày đủ bài toán, đầu vào, phương án, kết quả, quyết định và giới hạn – kèm báo cáo tóm tắt PDF.

Dự án thực tế

Văn phòng cơ quan – Cân bằng năng lượng và chiếu sáng tự nhiên qua 64 phương án mặt đứng

Mặt bằng phòng nghiên cứu (tô cam), diện tích, chiều sâu, hướng tường cửa chính, cửa hiện trạng và lưới cảm biến.
Mô hình phân tích trong Rhino: đầy đủ cột, gờ sàn, sảnh và khối thang – các chi tiết tự che nắng cho mặt đứng. · Nguồn: CAS – mô phỏng Grasshopper/Honeybee

Bài toán

Ở khí hậu nóng ẩm, mặt đứng quyết định cùng lúc tải lạnh, điện chiếu sáng và chất lượng ánh sáng ngày của văn phòng. Một lựa chọn tốt về năng lượng (cửa nhỏ, kính tối màu) có thể làm phòng thiếu sáng, còn cửa lớn kính trong thì đủ sáng nhưng nóng và chói. Câu hỏi đặt ra cho trụ sở văn phòng một cơ quan: trong các tổ hợp tỷ lệ cửa, che nắng, kính và hướng, phương án nào đạt chuẩn chiếu sáng, tiết kiệm được bao nhiêu năng lượng, và đâu là ngưỡng mà tăng cửa hay che nắng thêm không còn hiệu quả.

Đầu vào

  • Mô hình Rhino của tòa văn phòng, có đầy đủ che nắng của chính công trình (cột, gờ sàn, sảnh, khối thang – khoảng 557 mặt). Vùng nghiên cứu là 8 phòng làm việc tầng 4, tổng 170,5 m², sâu 3,0–5,9 m, hướng Bắc, Nam, Đông, Tây và 2 phòng góc.
  • TP.HCM – Tân Sơn Nhất, EPW TMYx 2011–2025; cùng một tệp cho Radiance và EnergyPlus.
  • Bốn bộ kính từ thư viện EnergyPlus: G1 kính đơn trong (hiện trạng, SHGC 0,80, VLT 0,88), G2 kính phản quang (0,34 / 0,30), G3 hộp kính Low-E (0,42 / 0,64), G4 hộp kính Low-E chọn lọc phổ (0,27 / 0,41). Phản xạ tường / trần / sàn 0,50 / 0,80 / 0,20.
  • ASHRAE 90.1-2019 MediumOffice – ClosedOffice; thứ 2–6, 7:30–17:00 (2.860 giờ/năm); làm lạnh 26 °C giờ làm việc; đèn điều chỉnh liên tục theo ánh sáng ngày, ngưỡng 300 lx.

Các phương án

  • B000 – Cửa hiện trạng: Cửa sổ theo hồ sơ hiện trạng, kính đơn trong G1, hướng gốc (North 0°), không vật cản.
  • P016 – Kính Low-E + che nắng: WWR 0,4; che ngang PF 0,4 + lam đứng PF 0,3; hộp kính Low-E chọn lọc phổ G4.
  • P007 – WWR 0,2 + che nắng: WWR 0,2; che ngang PF 0,4 + lam đứng PF 0,3; kính trong G1.
  • P015 – WWR 0,4 kính trong: WWR 0,4; che ngang PF 0,4 + lam đứng PF 0,3; kính trong G1.

Giữ cố định: Hình khối, mặt bằng và che nắng của chính công trình; Bậu cửa 0,7 m, cao cửa 2,3 m; Hướng gốc North 0°, bối cảnh C0; Lịch sử dụng, hệ thống Ideal Air, SCOP 3,0.

4. Kết quả

Bảng so sánh kết quả giữa các phương án
Chỉ sốB000 – Cửa hiện trạng (gốc)P016 – Kính Low-E + che nắngP007 – WWR 0,2 + che nắngP015 – WWR 0,4 kính trong
EUI đại diệnkWh/m²·năm88,985,8-3,49% so với gốc86,4-2,81% so với gốc91,6+3,04% so với gốc
sDA300/50%% diện tíchNgưỡng ≥ 55%64,462,1-3,57% so với gốc66,5+3,26% so với gốc95,1+47,67% so với gốc
ASE1000,250h% diện tíchNgưỡng ≤ 10%78,8+25,71% so với gốc3,6-48,57% so với gốc9,3+32,86% so với gốc
Biểu đồ EUI và sDA của từng phương án, kèm biên Pareto
EUI và sDA toàn tầng của từng phương án. Điểm màu đạt cả sDA và ASE; đường nối là biên Pareto (C0) – tăng sDA từ khoảng 62% lên 95% phải trả thêm khoảng 6 kWh/m²·năm. · Nguồn: CAS – mô phỏng Grasshopper/Honeybee

Quyết định thiết kế

  • Giữ WWR trong khoảng 0,3–0,4; hướng Bắc có thể dừng ở khoảng 0,3 vì sDA bão hòa sớm hơn
  • Kết hợp che ngang (PF khoảng 0,4) và lam đứng (PF khoảng 0,3); ở hướng Đông, lam đứng vượt PF ≈ 0,26 không còn giảm EUI và ASE
  • Bối cảnh thoáng: dùng kính Low-E chọn lọc phổ khi WWR ≥ 0,4. Bối cảnh bị che chắn: chọn kính VLT cao hơn 0,41 hoặc tăng WWR kèm che nắng
  • Với mặt đứng Đông–Tây, cần che nắng mạnh hơn khoảng đã thử; mô phỏng bổ sung trước khi chốt phương án
  • Thay bộ kính thư viện bằng thông số sản phẩm thực khi lập hồ sơ kỹ thuật

Giới hạn

  • Kết quả: giai đoạn sàng lọc phương án; bối cảnh C1/C2 và hướng chéo còn ít mẫu, nên kết luận chủ yếu dựa trên giai đoạn pilot (không vật cản)
  • Chỉ mô phỏng tầng 4; tầng thấp bị che chắn nhiều hơn và tầng mái chịu bức xạ mái chưa được xét
  • EUI dùng Ideal Air và SCOP cố định; điện năng thực cần mô phỏng với hệ thống điều hòa cụ thể
Độ tin cậy

Quy trình làm việc

  1. Tiếp nhận yêu cầu

    Hiểu quyết định thiết kế anh/chị cần đưa ra.

  2. Kiểm tra dữ liệu

    Rà soát bản vẽ, vật liệu và thông tin còn thiếu.

  3. Thống nhất phương pháp

    Chốt phạm vi, tiêu chí, giả định và các phương án.

  4. Phân tích phương án

    Xây dựng mô hình, kiểm tra và so sánh.

  5. Bàn giao và giải trình

    Báo cáo, khuyến nghị và buổi trao đổi kết quả.

Công khai nguồn dữ liệu và giả định chính.
Kiểm tra mô hình và tính hợp lý của kết quả.
Bàn giao khuyến nghị gắn với quyết định thiết kế.
Giới thiệu

Về CAS

CAS kết hợp kinh nghiệm thiết kế kiến trúc với nghiên cứu mô phỏng và thiết kế tham số, để phân tích phục vụ đúng quyết định thiết kế thay vì dừng ở con số.

Năng lực, đội ngũ và công cụ
Bắt đầu

Trao đổi về phương án anh/chị đang thiết kế

Cho CAS biết công trình và vấn đề cần kiểm tra. Chúng tôi phản hồi trong 1–2 ngày làm việc với đề xuất phạm vi phân tích.

Bản vẽ công trình (không bắt buộc)Tệp được lưu riêng tư, chỉ nhân viên CAS tải được.

Thông tin chỉ dùng để trao đổi về dự án. Bản vẽ và dữ liệu chi tiết được gửi sau khi hai bên thống nhất cách trao đổi và bảo mật.