Tính địa phương: Từ kinh nghiệm đến con số phân tích thiết kế tiết kiệm năng lượng

Với những bài học về vật lý kiến trúc trong các trường đại học, các KTS và KS Việt Nam đều có khả năng nhìn nhận tính hợp lý địa phương của các giải pháp công trình – Ví dụ như việc sử dụng kính trên mặt đứng các nhà cao tầng sẽ có lợi hơn đối với khí hậu lạnh, rất cần nhiệt từ bức xạ mặt trời cho sưởi… Trong khi đó, giải pháp này sẽ bất lợi cho công trình ở khí hậu nhiệt đới do làm tăng hấp thụ nhiệt và gây áp lực lên hệ thống làm lạnh của công trình. Tuy vậy, khi áp dụng kết hợp cùng nhiều yếu tố khác trong thực tế xây dựng công trình cụ thể, rất ít người có thể đưa ra được giải pháp tổng hợp với các con số rõ ràng chứng minh mức tiêu thụ năng lượng cụ thể. Đây cũng là một yếu tố không thuận lợi cho chủ đầu tư khi lên kế hoạch xây dựng công trình tiết kiệm năng lượng.

Mặc dù trong vài năm trở lại đây, đã có nhiều công cụ “mô phỏng năng lượng” như EcoTech, OpenStudio, EnergyPlus, IES Virtual Environment… đã được nhiều công ty cũng như các chương trình phát triển quốc tế giới thiệu tại Việt Nam với các buổi tập huấn miễn phí, song việc sử dụng trong thiết kế thực tế nhằm nâng cao hiệu quả năng lượng còn chưa cao. Ngoài các nguyên nhân về nhận thức của thị trường và chính sách của nhà nước, một trong những nguyên nhân chính là chi phí và sự phức tạp trong việc sử dụng các phần mềm này. Chính vì vậy, mặc dù các công cụ “mô phỏng năng lượng” có thể chỉ ra các giải pháp xanh tích hợp nhằm đạt mức sử dụng năng lượng tối ưu cho một công trình cụ thể, nhưng hiện giờ việc sử dụng chúng còn giới hạn trong trường đại học hoặc một nhóm các chuyên gia tư vấn. Để giải quyết vấn đề này, cần có một công cụ có khả năng phân tích các giải pháp tiết kiệm năng lượng trong công trình cụ thể và cho ra một con số tiết kiệm rõ ràng, nhưng đồng thời phải dễ tiếp cận và đơn giản.

Xem thêm: KTS với xu hướng thiết kế Kiến trúc hiệu quả năng lượng

So sánh mức tiêu thụ năng lượng 3 vùng qua phần mềm EDGE
So sánh mức tiêu thụ năng lượng 3 vùng qua phần mềm EDGE

Một công cụ đang có mặt trên thị trường với tiềm năng giải đáp được nhu cầu này là công cụ trực tuyến EDGE (tại edgebuildings.com), một công cụ miễn phí được Tổ chức Tài Chính Quốc tế (IFC)giới thiệu tại Việt Nam cùng với hệ thống chứng chỉ EDGE (Excellence in Design for Greater Efficiencies) vào tháng 6/2015. Tiêu chí của EDGE hướng tới việc hỗ trợ phát triển công trình xanh ở những thị trường mới nổi, phần mềm EDGE trực tuyến cho phép các KTS và kỹ sư phân tích tính địa phương để thấy giải pháp xanh nào là phù hợp nhất với công trình của mình.

Phân tích tính địa phương của giải pháp xanh qua phần mềm EDGE

wind_farmQua phần mềm EDGE, nếu giả dụ một công trình khách sạn 3 sao 15 tầng với 55 phòng được xây dựng tại Đà Nẵng, Hà Nội hay Bắc Kinh với cùng một thông số thiết kế sẽ có những mức sử dụng năng lượng trung bình rất khác nhau. Với đặc thù của công trình khách sạn, tầm nhìn ra bên ngoài có tính chất quyết định tới giá phòng, diện tích cửa kính lớn luôn là vấn đề được ưu tiên. Đối với ví dụ cụ thể tại đây, khi diện tích kính chiếm tới 55% tổng diện tích mặt đứng thì khách sạn tại Đà Nẵng phải “trả giá” lớn nhất do năng lượng cần thiết cho làm mát tăng lên mức 312kWh/m2/năm, chiếm hơn 50% tổng tiêu thụ trong công trình. So với Đà Nẵng, Hà Nội có tổng bức xạ mặt trời thấp hơn, đặc biệt là từ tháng 1 đến tháng 6 hàng năm. Nhờ vậy, Hà Nội có tổng mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn Đà Nẵng, chủ yếu là do nhu cầu làm mát nhỏ hơn, mặc dù năng lượng cung cấp cho nước nóng có cao hơn nhưng không đáng kể. Tuy nhiên, nếu so sánh với vùng khí hậu lạnh như Bắc Kinh, tổng tiêu thụ năng lượng cho công trình khách sạn ở Hà Nội vẫn cao hơn mặc dù năng lượng sưởi, chiếu sáng và đun nước tại Bắc Kinh cao hơn nhiều so với Việt Nam. Điều này cũng thể hiện việc phần mềm EDGE đã dựa trên thông số khảo sát tại địa phương mà cụ thể là hiệu quả năng lượng của hệ thống sưởi nước nóng trung tâm của Bắc Kinh.

Nhờ những phân tích cụ thể như vậy của EDGE, người sử dụng có thể nhanh chóng nắm bắt điều kiện địa phương nào ảnh hưởng lớn nhất tới một công trình. Từ đó, các chủ đầu tư có thể quyết định ngay phương án tiết kiệm năng lượng mang lại hiệu quả lớn nhất. Ví dụ công trình khách sạn 3 sao trên khi xây dựng tại Đà Nẵng thì để giảm thiểu tải lạnh trong khi vẫn đảm bảo tầm nhìn cho phòng khách, công trình sẽ phải chú trọng tới yếu tố che nắng hoặc bố trí logia hợp lý, giúp khách có không gian tiện nghi, đồng thời giảm bức xạ và chói nắng. Đặc biệt, chủ đầu tư sẽ ngay lập tức bị thuyết phục bởi chi phí đầu tư cho giải pháp không lớn, trong khi công trình có thể giảm tới 25% mức tiêu thụ năng lượng.

Giao diện phần mềm EDGE thể hiện mức tiết kiệm năng lượng mà từng giải pháp mang lại
Giao diện phần mềm EDGE thể hiện mức tiết kiệm năng lượng mà từng giải pháp mang lại

Với những số liệu cụ thể mà phần mềm EDGE mang lại, các KTS và KS sẽ có thể xây dựng chiến lược tiết kiệm năng lượng cho công trình một cách phù hợp nhất với điều kiện địa phương, giải quyết bài toán đầu tư và kinh doanh cho từng dự án, mang lại nhiều lợi ích và kinh tế và môi trường.

Xem thêm: IFC trao chứng chỉ EDGE cho Công trình Sử dụng Tài nguyên Hiệu quả Đầu tiên tại Việt Nam

Đỗ Ngọc Diệp

(Bài đăng trên Tạp chí Kiến trúc số 09-2016)