Cửa sổ đón sáng mà không nóng: góc nắng từng hướng, ô văng, lam và chọn kính

Cửa sổ làm nhà nóng chủ yếu vì nắng chiếu trực tiếp qua kính. Ánh sáng đi vào, rơi lên sàn, đồ đạc, biến thành nhiệt và bị giữ lại trong phòng. Muốn đón sáng mà không nóng, việc chính là chặn tia nắng trực tiếp trước khi nó chạm kính, mà vẫn để ánh sáng tán xạ từ bầu trời đi vào. Ánh sáng tán xạ ấy đủ sáng cho sinh hoạt mà mang ít nhiệt hơn nhiều.

Cách chặn phụ thuộc góc nắng của từng hướng: nắng cao giữa trưa chặn tốt bằng ô văng, mái hắt nằm ngang; nắng thấp buổi sáng và buổi chiều chiếu xiên gần như ngang vào mặt đông và mặt tây, ô văng nằm ngang không chặn được, cần lam đứng, lam di động hoặc cây xanh. Che bên ngoài hiệu quả hơn rèm bên trong, và kính chọn lọc là lớp bổ sung chứ không thay được che nắng.

Hướng nhà trong bài chỉ được xét theo góc vật lý của nắng và gió. Lam che nắng cho cả mặt tiền thuộc chuyên mục mặt tiền nhà phố; ở đây chỉ nói ở quy mô một khung cửa sổ.

Mặt trời đi thế nào trên bầu trời Việt Nam

Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới, từ khoảng vĩ độ 8 đến 23 độ bắc. Ở vùng này, mặt trời giữa trưa lên rất cao, gần đỉnh đầu trong nhiều tháng. Vào mùa hè, ở phần lớn lãnh thổ, mặt trời giữa trưa thậm chí đi hơi lệch về phía bắc của đỉnh đầu. Vào mùa đông, mặt trời đi thấp hơn và lệch về phía nam, càng ra Bắc càng thấp.

Hệ quả thực tế cho cửa sổ là: mặt đông nhận nắng buổi sáng, mặt tây nhận nắng buổi chiều, cả hai đều là nắng góc thấp chiếu sâu vào phòng. Nắng chiều mặt tây khó chịu nhất vì đến lúc không khí và tường đã nóng sẵn sau cả ngày. Mặt nam nhận nắng ở góc cao vào mùa hè, góc thấp hơn vào mùa đông. Mặt bắc nhận ít nắng trực tiếp nhất, chủ yếu là ánh sáng tán xạ dịu, nhưng vào những tháng hè vẫn có nắng xiên sớm và chiều muộn chiếu vào.

Vì thế không có một cách che chung cho mọi cửa sổ. Một ô văng đủ sâu cho cửa hướng nam có thể gần như vô dụng với cửa hướng tây lúc bốn giờ chiều, khi tia nắng gần như nằm ngang.

Muốn biết cửa sổ nhà mình nhận nắng thế nào, cách đơn giản nhất là quan sát vệt nắng trên sàn vào những giờ khác nhau trong vài ngày đầu mùa nóng, hoặc dùng các ứng dụng mô phỏng đường đi của mặt trời trên điện thoại để xem trước theo mùa.

Cách che nắng theo từng hướng cửa sổ

Bảng tóm tắt nguyên lý chọn kiểu che theo góc nắng. Hướng ở đây là hướng mà mặt cửa sổ nhìn ra:

Ở nhà ống, phần lớn cửa sổ nằm ở mặt tiền và mặt sau; hướng của hai mặt này quyết định gần như toàn bộ chuyện nắng. Nhà có mặt tiền hướng tây là trường hợp cần đầu tư che nắng nhiều nhất.

Ô văng và mái hắt: chặn nắng cao

Ô văng hoạt động bằng hình học. Ô văng là tấm nằm ngang chìa ra phía trên cửa sổ. Khi mặt trời cao, bóng của ô văng phủ xuống mặt kính. Ô văng càng sâu thì càng che được nắng ở góc thấp hơn. Độ sâu cần thiết tùy chiều cao cửa và vĩ độ; kiến trúc sư có thể tính bằng góc nắng tại nơi ở.

Ô văng đặt sát mép trên cửa. Ô văng đặt quá cao so với mép trên cửa sổ thì nắng lọt vào khe giữa. Với cửa cao, có thể dùng hai tầng ô văng hoặc ô văng kết hợp tấm lam ngang.

Ô văng còn chắn mưa. Ở khí hậu mưa nhiều, ô văng cho phép mở cửa khi mưa nhỏ mà không bị hắt, rất có giá trị cho thông gió. Ô văng cần độ dốc nhẹ và mép nhỏ giọt để nước không chảy ngược vào tường.

Ô văng ảnh hưởng ánh sáng. Ô văng che bớt một phần bầu trời nhìn từ cửa sổ, nên phòng tối đi một chút. Mặt dưới ô văng sơn sáng, và bề mặt bậu cửa sáng màu sẽ hắt bù một phần ánh sáng vào phòng.

Ô văng là kết cấu. Ô văng bê tông thường liền với dầm; thêm ô văng mới cho nhà cũ có thể dùng khung nhẹ gắn tường. Cả hai đều cần thợ có kinh nghiệm và, với nhà phố, cần hỏi quy định về phần nhô ra mặt tiền với cơ quan quản lý xây dựng địa phương.

Lam đứng, cửa chớp và cây xanh: chặn nắng thấp

Lam đứng cắt nắng xiên. Nắng buổi sáng và chiều tới từ phía đông và tây, xiên một góc so với mặt tường. Các tấm lam đứng đặt vuông góc hoặc nghiêng với tường cắt những tia xiên ấy, trong khi vẫn cho nhìn thẳng ra ngoài. Lam nghiêng về phía mặt trời đi tới thì che hiệu quả hơn.

Lam di động linh hoạt nhất. Lam xoay được hoặc cửa chớp lá sách điều chỉnh được cho phép mở ra khi không có nắng, khép lại khi nắng chiếu. Với mặt tây, đây thường là lựa chọn dễ sống nhất. Đổi lại, cần bảo dưỡng bản lề, trục xoay.

Cửa chớp truyền thống vẫn có giá trị. Cửa chớp gỗ hoặc nhôm lá sách đóng phía ngoài cửa kính chặn nắng mà vẫn cho gió đi qua. Đây là giải pháp đã tồn tại lâu ở nhà phố Việt Nam vì phù hợp khí hậu.

Cây xanh là lớp che sống. Cây trồng cách tường một khoảng, giàn leo trên khung đặt trước cửa sổ, chậu cây ở ban công phía tây che nắng thấp tốt và làm mát không khí quanh cửa nhờ thoát hơi nước. Cần chọn cây phù hợp và tính tải trọng chậu đất ở ban công.

Lam mặt tiền là chuyện lớn hơn. Khi cả mặt tiền cần một hệ lam đồng bộ, đó là quyết định kiến trúc ảnh hưởng hình thức ngôi nhà, liên quan tới quy định mặt tiền phố. Chuyên mục mặt tiền nhà phố của site bàn kỹ phần này.

Che ngoài, rèm trong và chọn kính

Che bên ngoài hiệu quả hơn rèm bên trong. Rèm trong nhà chặn được tia chói nhưng nhiệt đã đi qua kính rồi; rèm nóng lên và toả nhiệt ngay trong phòng. Che ngoài chặn nắng trước khi chạm kính nên giữ nhiệt ở bên ngoài. Vì vậy thứ tự ưu tiên luôn là che ngoài trước, rèm trong sau.

Rèm trong vẫn có vai trò. Rèm vải sáng màu, rèm hai lớp giúp điều chỉnh độ chói và riêng tư. Rèm lá có thể hướng ánh sáng lên trần để sáng đi sâu hơn mà không chói. Mẫu mã rèm là chuyện trang trí, thuộc chuyên mục khác.

Hai chỉ số kính đáng biết. Khi chọn kính, hai chỉ số hay gặp là hệ số truyền ánh sáng nhìn thấy (bao nhiêu phần ánh sáng đi qua) và hệ số hấp thụ nhiệt mặt trời (bao nhiêu phần năng lượng nắng vào được trong phòng, thường viết tắt SHGC). Kính tốt cho khí hậu nóng là kính cho ánh sáng đi qua tương đối nhiều mà hệ số hấp thụ nhiệt thấp, hay gọi là kính chọn lọc hoặc kính có lớp phủ phát xạ thấp loại dành cho vùng nóng.

Kính màu tối không hẳn là tốt. Kính màu tối, kính phản quang giảm nhiệt nhưng cũng giảm sáng, khiến phải bật đèn ban ngày; kính phản quang còn có thể hắt chói sang nhà đối diện. Phim dán kính cũng có nhiều loại, nên hỏi rõ thông số hai chỉ số trên thay vì chọn theo độ tối.

Kính không thay được che nắng. Ngay cả kính tốt, khi nắng chiếu trực tiếp lâu vào một mảng kính lớn hướng tây, phòng vẫn nóng. Kính là lớp thứ hai; ô văng, lam, cây là lớp thứ nhất.

Đưa sáng vào sâu hơn mà không cần thêm kính

Cửa sổ đặt cao cho sáng đi xa hơn. Ánh sáng qua phần trên của cửa sổ đi sâu vào phòng hơn phần dưới. Kéo mép trên cửa sổ lên sát trần, hoặc thêm một dải cửa cao phía trên, thường có ích hơn mở rộng cửa xuống thấp. Phần kính thấp sát sàn chủ yếu cho tầm nhìn và nhận nắng chiếu lên sàn.

Kệ hắt sáng. Một tấm nằm ngang đặt ngang cửa sổ, phần ngoài làm nhiệm vụ ô văng che nắng cho nửa dưới, mặt trên sáng màu hắt ánh sáng qua nửa trên của cửa lên trần, rồi trần hắt xuống sâu trong phòng. Cách này cần trần sáng màu và cửa đủ cao mới hiệu quả.

Bậu cửa và tường quanh cửa sáng màu. Bề mặt ngay quanh cửa sổ là nơi ánh sáng chạm vào đầu tiên. Bậu, má cửa sáng màu và hơi loe ra giúp làm dịu độ tương phản giữa khung cửa rất sáng và tường tối, giảm cảm giác chói.

Cửa sổ ở hai phía phòng. Một phòng có cửa ở hai tường nhận sáng đều hơn và ít chói hơn phòng có một cửa thật lớn, vì ánh sáng tới từ hai phía làm dịu bóng đổ. Đó cũng là cách bố trí tốt cho gió xuyên phòng.

Những lỗi hay gặp khi làm cửa sổ cho nhà nhiệt đới

Một vài lựa chọn phổ biến khiến cửa sổ thành nguồn nóng:

• Mảng kính lớn hướng tây không có che ngoài, trông đẹp trên bản vẽ nhưng biến phòng thành lò vào buổi chiều.
• Kính cố định không mở được ở phòng cần thông gió; sáng có nhưng gió không vào.
• Cửa sổ đặt sát mép trên tường mà không ô văng, mưa hắt khiến cả năm phải đóng.
• Che hết bằng rèm tối màu, ban ngày phải bật đèn, vừa tốn điện vừa thêm nhiệt từ đèn.
• Dán phim tối cho mọi cửa, kể cả cửa hướng bắc vốn chỉ nhận sáng dịu.
• Bỏ quên mép cửa: khung cửa hở, gioăng hỏng làm khí nóng và bụi lọt vào khi bật điều hoà.

Cách làm tốt là nghĩ cửa sổ như một bộ: khung mở được, kính phù hợp, che ngoài theo hướng, rèm trong để điều chỉnh, và lối cho gió đi ra ở phía khác của phòng.

Câu hỏi thường gặp

Nhà mặt tiền hướng tây thì có nên làm cửa sổ lớn không?

Có thể có cửa sổ để lấy gió và sáng, nhưng nên có che ngoài như lam đứng, cửa chớp hoặc ban công lùi sâu làm lớp đệm. Mảng kính lớn hướng tây không che gần như luôn gây nóng buổi chiều. Có thể dành mặt tây cho cầu thang, kho, vệ sinh và đưa phòng sinh hoạt về phía khác.

Ô văng cần sâu bao nhiêu?

Tùy chiều cao cửa sổ, hướng và vĩ độ nơi ở. Cửa hướng nam cần ô văng nông hơn cửa hướng đông, tây để che cùng một khoảng thời gian, vì nắng phía nam lên cao hơn. Kiến trúc sư có thể vẽ góc nắng cho từng cửa; tự quan sát vệt nắng cũng giúp ước lượng.

Kính hai lớp có cần ở khí hậu Việt Nam không?

Kính hộp hai lớp giảm truyền nhiệt qua kính và giảm ồn, có ích cho phòng bật điều hoà nhiều hoặc nhà sát đường lớn. Nhưng với nhiệt từ nắng chiếu trực tiếp, hệ số hấp thụ nhiệt và che ngoài quan trọng hơn số lớp kính.

Cửa sổ hướng bắc có lạnh vào mùa đông miền Bắc không?

Cửa hướng bắc ít nắng nên phòng mát hơn, và mùa đông chịu gió mùa đông bắc nhiều hơn. Khung cửa kín gioăng, rèm dày cho mùa lạnh giúp giảm gió lùa. Mùa hè, đây lại là hướng lấy sáng dịu dễ chịu nhất.

Có nên dùng mái kính cho sân sau hướng tây?

Mái kính trên sân hướng tây đón nắng chiều gắt nên rất nóng nếu không che. Nếu cần mái, nên có lớp lam hoặc lưới che nắng phía trên kính, chừa khe thoát khí, hoặc dùng giàn cây leo. Mái kính nên là loại kính an toàn cho mái.

Cây xanh trước cửa sổ có làm phòng tối không?

Có thể tối đi nếu tán quá dày và sát kính. Chọn cây tán thưa, đặt cách cửa một khoảng, tỉa định kỳ, thì cây chặn nắng trực tiếp mà vẫn cho ánh sáng tán xạ đi qua. Cây rụng lá vào mùa lạnh ở miền Bắc còn cho nắng đông vào.