Tóm tắt: Trong bối cảnh đô thị hóa mạnh mẽ tại Việt Nam, các tòa nhà văn phòng đang có sự chuyển dịch rõ rệt về quy mô, mật độ và loại hình kiến trúc. Đặc biệt tại các đô thị lớn như Hà Nội hay TP. HCM, sự khan hiếm về quỹ đất dẫn đến các mô hình văn phòng dạng hành lang bên hay sân trong thấp tầng không còn đủ đáp ứng nhu cầu phát triển của doanh nghiệp. Sự chuyển dịch mô hình văn phòng nén phức hợp đã tạo ra những rào cản kỹ thuật trong việc tối ưu hóa tổ chức chiếu sáng trong không gian làm việc. Thông qua kết quả khảo sát và đo lường tại một số văn phòng điển hình tại Hà Nội chỉ ra 03 bất cập chính trong tổ chức chiếu sáng, bao gồm: (1) Chất lượng ánh sáng không đồng đều trong không gian; (2) Tồn tại các tác động tiêu cực về quang học trong chiếu sáng; (3) Việc kết hợp chiếu sáng tự nhiên và nhân tạo không đạt được hiệu quả. Từ đó, nghiên cứu thực trạng chiếu sáng tự nhiên là cơ sở đưa ra các giải pháp thiết kế kiến trúc và chiếu sáng trong nhà văn phòng trong bối cảnh hiện tại.
Từ khóa: Nhà văn phòng, chiếu sáng tự nhiên, chiếu sáng nhân tạo, tiện nghi thị giác
Evaluation of daylighting quality in office spaces in Hanoi
Abstract: Against the backdrop of rapid urbanization in Vietnam, office developments have evolved significantly in scale, density, and typology. In major metropolises like Hanoi and Ho Chi Minh City, the scarcity of land for low-rise or single-loaded corridor office layouts has shifted the focus toward more complex forms. Consequently, the daylighting performance and spatial organization within these offices often fall short of optimal standards. Based on site surveys and illuminance measurements conducted across representative office buildings in Hanoi, several critical issues have been identified: (1) non-uniform light distribution, (2) the occurrence of adverse lighting phenomena, and (3) the lack of synergy between natural and artificial lighting systems. Therefore, evaluating the current state of natural illumination is essential for proposing integrated architectural and lighting design strategies tailored to the contemporary office spaces.
Keywords: office buildings, daylighting, artificial lighting, visual comfort
1. Tầm quan trọng của chiếu sáng tự nhiên
Chiếu sáng không chỉ là nhu cầu tự nhiên của con người, còn là điều kiện quan trọng của sự sống. Qua thời gian, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và tri thức nhân loại, con người đã tận dụng được cả chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo để phục vụ cho nhu cầu trong cuộc sống của con người. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng: Chiếu sáng tự nhiên không chỉ là một giải pháp kỹ thuật nhằm đảm bảo điều kiện làm việc cơ bản, mà còn là yếu tố quyết định chất lượng môi trường trong nhà và sự phát triển bền vững của công trình. Vai trò của ánh sáng tự nhiên được thể hiện ở ba phương diện:
(1) Tiện nghi thị giác và sức khỏe tinh thần. Việc tiếp xúc với ánh sáng tự nhiên giúp duy trì nhịp sinh học, hỗ trợ quá trình điều tiết mắt và các hội chứng thị giác văn phòng. Theo số liệu công bố của Cục Bảo vệ Môi trường Mỹ thì ô nhiễm môi trường bên trong nhà, bao gồm cả chất lượng ánh sáng đều ảnh hưởng đến sức khỏe, bệnh tật của con người cao gấp 2-8 lần so với ảnh hưởng sức khỏe do nguyên nhân từ ô nhiễm bên ngoài công trình. Bên cạnh đó, năng suất lao động trong công trình có chất lượng môi trường kém bị giảm khoảng 5% so với công trình có chất lượng môi trường tốt [1]. Trong nghiên cứu của Boyce tại một số tòa nhà tại Mỹ đã cho thấy: Năng suất lao động được cải thiện rõ rệt khi không gian văn phòng được cải thiện về chiếu sáng tự nhiên thông qua năng suất lao động và tỷ lệ nghỉ ốm [2]. Vì vậy, việc sử dụng ánh sáng hiệu quả góp phần nâng cao sức khỏe và kinh tế.
(2) Hiệu quả năng lượng và giảm phát thải. Các hệ thống chiếu sáng hiện nay tiêu thụ đến 17% năng lượng điện toàn cầu, con số này ở quy mô quốc gia Việt Nam là xấp xỉ 31%. Cụ thể hơn, các công trình tòa nhà văn phòng điển hình tại Việt Nam đang tiêu thụ khoảng 14% điện năng cho chiếu sáng, và chỉ riêng tại Hà Nội đã lên đến 18% [3]. Trong bối cảnh khai thác và sử dụng hiệu quả năng lượng, sử dụng hài hòa ánh sáng tự nhiên với chiếu sáng nhân tạo góp phần giảm tải nhiệt cho hệ thống điều hòa không khí, góp phần giảm phát thải carbon.
(3) Giá trị thẩm mỹ và cảm nhận không gian. Dưới góc độ kiến trúc, ánh sáng góp phần tăng tính thẩm mỹ không gian thông qua sự tương tác giữa thị giác và hình khối. Tuy nhiên, trong phạm vi văn phòng làm việc, giá trị này thường ít được đề cập đến.
2. Thực trạng chiếu sáng tự nhiên tại các nhà văn phòng tại Hà Nội
2.1. Đặc điểm về tổ chức không gian của nhà văn phòng
Nhằm nâng cao hệ số sử dụng đất và hiệu quả khai thác kinh tế, xu hướng kiến trúc nhà văn phòng đương đại tập trung loại hình kiểu tháp, hỗn hợp đa chức năng. Đặc điểm chung của các công trình này là sử dụng hệ thống điều hòa không khí trung tâm để kiểm soát vi khí hậu, dẫn đến thiết kế lớp vỏ bao che thường ở dạng đóng kín (vách kính toàn phần hoặc cửa sổ mở hạn chế) nhằm giảm thiểu tổn thất nhiệt, ngăn chặn bụi bặm và ô nhiễm tiếng ồn từ đô thị.
Về mặt tổ chức mặt bằng, các tòa nhà điển hình thường áp dụng cấu trúc lõi trung tâm. Trong đó, các hệ thống kỹ thuật, thang máy và khu vệ sinh được tập trung tại lõi, nhường diện tích bao quanh cho không gian làm việc nhằm tận dụng tối đa diện tích sử dụng, tầm nhìn (hình 1, 2). Tuy nhiên, giải pháp thiết kế này thường tạo ra các không gian văn phòng có chiều sâu mặt bằng lớn. Khi tỷ lệ chiều sâu không gian (L) vượt quá 1,5 lần chiều cao thông thủy (H), khả năng xâm nhập của ánh sáng tự nhiên vào khu vực lõi bị suy giảm đáng kể, gây ra sự phân hóa chiếu sáng rõ rệt giữa khu vực sát cửa sổ và khu vực sâu bên trong (hình 3).
Hình 3: Tỷ lệ không gian điển hình của một số văn phòng dạng tháp
2.2. Đặc điểm về thiết kế lớp vỏ bao che
Trong giai đoạn trước, các nhà văn phòng nhiêu tầng và thấp tầng thường sử dụng hệ cửa 2 lớp (cửa kính và lam chớp) để đảm bảo thông gió và chiếu sáng tự nhiên. Trong những năm trở lại đây, khi công nghệ vách kính mặt đứng kích thước lớn công nghệ kính an toàn phát triển, lớp vỏ nhà văn phòng cao tầng thường có tỷ lệ phần kính so với phần tường đặc cao hơn các loại hình công trình khác, với tỷ lệ WWR>50%, thậm chí 100%, gây ảnh hưởng nhiều đến chất lượng chiếu sáng trong công trình.
Nhằm giải quyết bài toán về tiện nghi nhiệt trong công trình, giải pháp thiết kế đưa ra là sử dụng nhiều loại kính khác nhau, tuy nhiên giá thành tương đối cao và đặc biệt chưa phù hợp với khí hậu nhiệt đới của nước ta. Việc sử dụng kính phục vụ giá trị thẩm mỹ của công trình, thiếu sự nghiên cứu dẫn đến tình trạng văn phòng đóng kín và kéo rèm trong suốt quá trình sử dụng, ảnh hưởng không tốt tới sức khỏe người sử dụng.
Tại một số quốc giá trên thế giới, nhiều tòa nhà văn phòng đã áp dụng các giải pháp tăng cường chiếu sáng tự nhiên thông qua lớp vỏ bao che công trình (hình 6, 7), được tối ưu hoá trong quá trình thiết kế bằng các công cụ mô phỏng để cân bằng giữa tiện nghi nhiệt và chiếu sáng tự nhiên, hạn chế chói loá, đánh giá sự hiệu quả và là yếu tố bắt buộc của một số tiêu chí đánh giá công trình xanh.
2.3. Lựa chọn thời gian khảo sát, đo lường và đặc điểm vị trí đo
Thực hiện đo lường vào các ngày nóng nhất của tháng 7/2021. Tác giả thực hiện đo ánh sáng 3 ốp đo trong khoảng thời gian của giờ làm việc, cụ thể ốp đo 1: 8-8h30, ốp đo 2: 12-12h30, ốp đo 3: 16-16h30.
Đặc điểm phòng 115: vị trí vùng lõi, có 1 diện vách kính, bố trí nội thất dọc theo vách kính. Trần sơn thạch cao màu trắng, sàn lát gạch sàng màu và tường sơn trắng; tỷ lệ Scửa/Ssàn = 0.19 (tỷ lệ yêu cầu của Scửa/Ssàn = 0.1 – 0.33). Tại vị trí vách kính bố trí hệ thống tủ tài liệu cao 1.2-1.7m, màu sáng, bố trí xem kẽ chia các khu vực làm việc thành nhiều khu vực. Hệ thống rèm cửa màu sáng, hoạt động ổn định.
Đặc điểm phòng 706: vị trí biên công trình, có 02 diện vách kính. Trần sơn thạch cao màu trắng, sàn lát gạch sàng màu và tường sơn trắng; tỷ lệ Scửa/Ssàn = 0.57 (tỷ lệ yêu cầu của Scửa/Ssàn = 0.1 – 0.33). Tại vị trí vách kính bố trí hệ thống tủ tài liệu cao 1.2-1.7m, màu nâu đậm, bố trí xem kẽ chia các khu vực làm việc thành nhiều khu vực. Hệ thống rèm cửa màu ghi, hoạt động ổn định.
2.4. Kết quả khảo sát chất lượng chiếu sáng tự nhiên tại Hà Nội
Trong đó, tiềm năng về ánh sáng tự nhiên của Việt Nam là vô cùng lớn (độ rọi trung bình năm khoảng 2500-5000lux), song việc khai thác hiệu quả và sử dụng một cách hợp lý thì chưa được chú trọng.
Để đánh giá thực trạng thực tế về tiện nghi sáng trong công trình, tác giả đã tiến hành khảo sát tại một số tòa nhà văn phòng có mặt bằng tổ chức không gian dạng điển hình tại Hà Nội, bao gồm: Tòa nhà Golden Palm, Tòa nhà Viện thiết kế Bộ Quốc Phòng, Tòa nhà Golden Palace Mễ Trì.
Kết quả khảo sát các cá nhân làm việc trực tiếp tại văn phòng gặp các vấn đề về tiện nghi nhìn. Thời gian làm việc thường kéo dài của nhân viên trung bình từ 7-8 tiếng. Cứ 20 nhân viên có 6 nhân viên được bố trí vị trí gần cửa sổ, tương đương 30% được sử dụng ánh sáng tự nhiên, 60% không sử dụng chiếu sáng nhân tạo. Mức độ hài lòng về tiện nghi môi trường sáng chưa cao (biểu đồ 1), đa phần nhân viên đều không quan tâm đến việc tổ chức chiếu sáng tự nhiên vì phần lớn thời gian sử dụng chiếu sáng nhân tạo và đóng rèm kín vì các tác nhân ánh sáng tiêu cực từ bên ngoài, và tiện nghi nhiệt. Tính chất công việc sử dụng máy tính 100%, cùng với việc khai thác ánh sáng tự nhiên chưa tốt, 40% nhân viên phát sinh các bệnh về mắt và 20% nhân viên phát sinh các tật về khúc xạ ánh sáng. Việc tâm lý của người lao động xuống cấp, cũng như các bệnh về mắt gia tăng vô hình ảnh hưởng đến tiến độ công việc cũng như chất lượng của doanh nghiệp.
tại Hà Nội
Song song, khảo sát đo lường chất lượng chiếu sáng trong hai trường hợp (1-Chỉ sử dụng ánh sáng tự nhiên, 2-Kết hợp sử dụng chiếu sáng tự nhiên và ánh sáng nhân tạo) tại 02 phòng làm việc Viện thiết kế – Bộ Quốc phòng. Công trình dạng tháp, được xây dựng tại tuyến đường Lê Văn Lương, mật độ xây dựng cao, tập trung nhiều công trình cao tầng. Công trình được thiết kế một lõi giao thông trục đứng, bao quanh là các không gian làm việc (hình 10); bốn mặt đứng được thiết kế giống nhau với các diện kính lớn WWR= 70% (hình 11), hệ kết cấu tòa nhà được sử dụng như một hệ thống che nắng nhưng đem lại không hiệu quả.
Kết quả khảo sát tại 2 vị trí đo phòng 706, với 2 mặt vách kính có sự chênh lệch về độ rọi đáng kể. Tại mặt cắt A-A khoảng cách đến vách kính rất nhỏ hệ số CSTN từ 4,4%-13,9% cao gấp 4-12 lần cho phép (tiêu chuẩn cho phép e=1,5%). Trong khi ánh sáng tự nhiên cho chiếu sáng nội thất mặt phẳng làm việc xảy ra hiện tượng chói và màn hình làm việc lóa gây ức chế về thị giác. Tại mặt cắt B-B hệ số chiếu sáng tự nhiên 0.84- 13,3% thì chỉ tại các vị trí gần cửa sổ dư thừa ánh sáng thì vị trí phía sâu trong phòng lại không đủ ánh sáng tự nhiên.
Phòng 115 nằm vị trí lõi giữa, chỉ có 1 mặt tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Đa số các vị trí phía sâu trong phòng có hệ số chiếu sáng tự nhiên nhỏ nhỏ (0,29-1,1%) hơn tiêu chuẩn cho phép =1.5%. Riêng tại vị trí cửa sổ hệ số chiếu sáng tự nhiên gấp 8-9 lần với yêu cầu.
Đối chiếu kết quả đo độ rọi tại các điểm mốc đánh giá, cho thấy chỉ 10% đạt yêu cầu nếu chỉ sử dụng ánh sáng tự nhiên theo Tiêu chuẩn Quốc gia (TCVN 7714:2008) về chiếu sáng nơi làm việc. Bên cạnh đó, qua quá trình khảo sát và ghi nhận thực tế các số liệu đo hoàn toàn khớp với các hiện tượng ánh sáng ghi nhận tại nơi làm việc (hình 14,15,16).
Tuy nhiên, để đạt yêu cầu về chiếu sáng trong nhà cần có sự kết hợp hài hòa giữa chiếu sáng tự nhiên và nhân tạo. Tiếp tục thiện hiện đo về chất lượng ánh sáng khi kết hợp chiếu sáng nhân tạo. kết quả tại phòng 706 một số vị trí độ rọi trên mặt phẳng làm việc lên đến 790-1300 lux (tiêu chuẩn cho phép 300-500 lux), trong khi đó tại phòng 115 kể cả sử dụng chiếu sáng kết hợp chỉ có 225-295 lux, thấp hơn so với tiêu chuẩn cho phép. Có thể thấy rằng: Ngay cả khi sử dụng chiếu sáng kết hợp, thì môi trường ánh sáng làm việc tại một số vị trí tiến hành khảo sát cũng không đảm bảo yêu cầu quy định.
Tổng hợp kết quả khảo sát công trình văn phòng điển hình nghiên cứu xác lập ba vấn đề trọng tâm sau:
- Sự phân hóa không đồng nhất về độ rọi trong không gian. Tại các khu vực cận biên (sát cửa sổ, vách kính), độ rọi thường vượt quá nhu cầu thực tế, gây ra hiện tượng dư thừa năng lượng và tăng nhiệt. Ngược lại, tại các vị trí cách xa vách kính, độ rọi tự nhiên giảm đột ngột, thiếu ánh sáng, buộc phải sử dụng ánh sáng nhân tạo liên tục trong quá trình sử dụng.
- Hình thành các tác động quang học tiêu cực. Việc sử dụng mặt đứng với diện tích kính lớn mà thiếu giải pháp kiểm soát hướng nắng (hệ lam che nắng, lớp vỏ che nắng…) dẫn đến hiện tượng chói lóa, phản xạ gương trên mặt phẳng làm việc. Những yếu tố này trực tiếp suy giảm chất lượng tiện nghi thị giác, gây mệt mỏi và ảnh hưởng đến hiệu suất công việc.
- Hiệu quả tích hợp giữa chiếu sáng tự nhiên và nhân tạo chưa đạt kỳ vọng. Do thiếu hệ thống điều khiển tích hợp dựa trên cảm biến độ rọi, việc vận hành chiếu sáng nhân tạo mang tính thủ công hoặc bật/tắt toàn phần. Hệ quả một số khu vực không cần bổ sung ánh sáng nhân tạo lại dư thừa, gây lãng phí năng lượng đáng kể.
Bên cạnh đó, các quy định về thiết kế chiếu sáng trong kiến trúc đã được đề cập và hướng dẫn cơ bản trong các văn bản quy phạm của nhà nước và các chỉ dẫn thiết kế xây dựng. Tuy nhiên, chỉ dừng ở mức khuyến khích chưa được chỉ rõ, vận dụng ra sao. Trong xu thế hiện nay, kiến trúc bền vững – kiến trúc xanh yếu tố chiếu sáng, tiết kiệm năng lượng được đề cập và là một trong những yếu tố để đánh giá. Chính vì vậy các văn bản pháp luật cần làm rõ và sáng tỏ hơn để vận dụng trong quá trình thiết kế và nâng cao chất lượng công trình nói chung và nhà văn phòng nói riêng.
3. Kết luận
Với đặc thù khí hậu nhiệt đới tại Việt Nam, tiềm năng khai thác ánh sáng tự nhiên nhằm mục tiêu tối ưu hóa năng lượng và đảm bảo tiện nghi thị giác cho các công trình văn phòng là hoàn toàn khả thi. Tuy nhiên, kết quả khảo sát và đo lường thực tế đã phản ánh những hạn chế nhất định trong công tác thiết kế và vận hành nhà văn phòng hiện nay.
Việc tích hợp các giải pháp thiết kế chiếu sáng tự nhiên cân bằng với tiện nghi nhiệt và hiệu quả năng lượng ngay từ giai đoạn sơ thảo ý tưởng kiến trúc là yếu tố then chốt. Điều này không chỉ cải thiện chất lượng môi trường vi khí hậu trong nhà mà còn giải quyết bài toán về bảo vệ môi trường và mang lại hiệu quả kinh tế bền vững cho doanh nghiệp. Do đó, thiết kế chiếu sáng cần được chú trọng đúng mức và xem như một cấu phần không thể tách rời trong quy trình thiết kế kiến trúc.
Ths.Kts Đỗ Hải Hưng
(Bài đăng trên Tạp chí Kiến trúc số 05-2026)
Tài liệu tham khảo
1. Tài liệu tiếng Việt
[3] Nguyễn Trung Hòa, (2013): “Hướng dẫn áp dụng quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 09:2013/BXD về các công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả” – Vụ Khoa học Công nghệ và Môi trường – Bộ Xây dựng;
[1] Phạm Ngọc Đăng (2015): “Khảo sát, đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường không khí trong công trình văn phòng, đề xuất các giải pháp cải thiện chất lượng môi trường, giảm thiểu tác động của ô nhiễm không khí” – Báo cáo tổng hợp, Trung tâm Môi trường Đô thị & Công nghiệp, Hội Môi trường Xây dựng Việt Nam;
[4] Ths. Nguyễn Thị Hoa, TS.KTS Phạm Thị Hải Hà, Ths. Trần Thị Minh Nguyệt (2019): Giải pháp cải thiện chất lượng môi trường ánh sáng trong các tòa nhà văn phòng tại Hà Nội, Đà Nẵng & TP HCM – Tạp chí Kiến trúc số 10-2019.
2. Tài liệu tiếng nước ngoài
[2] Malet-Damour, Bruno, (2016): “Study of tubular daylight guide systems in buildings: Experimentation, modelling and validation” – Energy and Buildings, Vol 129, pp 308-322.
