Từ cuối thế kỷ 20, sang đầu thế kỷ 21, Kiến trúc bền vững (Sustainable Architecture), Kiến trúc xanh (Green Architecture) đã trở thành một trào lưu kiến trúc được những người thiết kế và xây dựng công trình trên toàn cầu theo đuổi. Lý do thật đơn giản: Các công trình theo hướng này không chỉ có chất lượng cao về thẩm mỹ kiến trúc, mà còn bảo tồn Hệ sinh thái tự nhiên, bảo vệ môi trường sống, giảm tiêu thụ năng lượng, tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên và mang lại cuộc sống khỏe mạnh, hạnh phúc cả về vật chất và tinh thần cho con người. Đó cũng là hành động hiệu quả của người làm kiến trúc – xây dựng ứng phó với Biến đổi khí hậu, lẽ chính các công trình xây dựng là “một nửa nguyên nhân” gây ra Biến đổi khí hậu.Khi phong trào trở thành rộng lớn, Trái đất sẽ phát triển bền vững, cả trong hiện tại và cho các thế hệ con cháu tương lai.
Trong bài báo “Bàn về phương pháp thiết kế kiến trúc xanh ở Việt Nam” (TCKT 255-07-2016 [1]) Tác giả bài viết đã đưa ra định nghĩa “Kiến trúc xanh”gồm hai nội dung cơ bản cho một công trình là:
- (1) Kiến trúc đẹp (về bản sắc dân tộc, hiện đại, xã hội, nhân văn, …),
- (2) Đạt được các Tiêu chí về Công trình xanh (môi trường sinh thái, năng lượng, tài nguyên và sức khỏe con người).
“Tiêu chí Kiến trúc xanh” do Hội KTS Việt Nam đề xuất để đánh giá và xét tặng Giải thưởng “Kiến trúc xanh” năm 2016 có 5 tiêu chí cơ bản, trong đó có hai tiêu chí về Kiến trúc và 3 tiêu chí về Công trình xanh. Nói khác đi, Giải thưởng “Kiến trúc xanh” tôn vinh các công trình đẹp, sáng tạo về kiến trúc, đồng thời đạt được cao nhất các “yêu cầu xanh” của một công trình xây dựng.
Trong khi ở Việt Nam chưa có một “Phong trào Công trình xanh” đúng nghĩa, thì Hội KTS đã đi đầu trong việc phát động người thiết kế đi theo hướng này.
Kiến trúc xanh tạo ra sự gắn kết chặt chẽ người thiết kế kiến trúc (các KTS) với phong trào “Công trình xanh / Green Building” – đang trở thành Cuộc Cách mạng trong lĩnh vực xây dựng thế giới với 100 quốc gia tham gia.
Các kiến thức kỹ thuật và công nghệ sâu sắc về sinh thái, môi trường, năng lượng, vật liệu và tài nguyên chỉ có được ở các Chuyên gia chuyên ngành giàu kinh nghiệm, mà người thiết kế kiến trúc không thể am tường. Vì vậy, khi thực hiện một dự án, cần có sự tham gia ngay từ giai đoạn đầu của các chuyên gia – kỹ sư các chuyên ngành liên quan, bên cạnh người thiết kế kiến trúc.
Công thức: 1 + 1 > 2 áp dụng rất đúng ở đây.
Công trình xanh là một trào lưu kiến trúc mới, nhưng không mới về nội dung, mà mới về cách tổ chức thực hiện, khác với cách làm truyền thống: KTS được giao Chủ nhiệm dự án, đưa ra bản thiết kế công trình từ phác thảo tới hoàn thiện kỹ thuật, sau đó mời các chuyên gia các lĩnh vực kỹ thuật, môi trường thực hiện bổ sung các phần còn lại.
Ông Trương Vĩnh Hồ, Trưởng khoa Kiến trúc, Viện công nghệ Massachusetts viết mở đầu cuốn “Thiết kế nhà ở đô thị bền vững tại Trung quốc (Sustainable Urban Housing in China)”, “… Trước khi bước vào kỷ nguyên của tính bền vững, các KTS thường khởi đầu và thực hiện phác thảo dự án mà không có sự tham gia của các KS cho đến tận giai đoạn sau, giai đoạn phát triển thiết kế. Trình tự thiết kế như vậy đang trở nên lỗi thời. Người ta không thể đưa thêm mối quan tâm tới tính bền vững vì đó là một ý tưởng đến sau. Ngày nay, nếu một KTS định phát triển một tòa nhà tiết kiệm năng lượng, thì ngay từ đầu anh ta phải cộng tác với các KS. KS và các nhà khoa học đã thực sự trở thành những người cùng thiết kế với chúng ta …”.
Công ty IEN Consultants của Đan Mạch hoạt động rất thành công về tư vấn thiết kế Công trình xanh tại Malaysia cũng hoạt động theo mô hình này: Các chuyên gia môi trường, sinh thái, năng lượng đề xuất các ý tưởng thiết kế công trình theo hướng xanh, rồi bàn giao cho KTS sáng tạo các giải pháp thực hiện.
Các đánh giá tổng kết về phong trào CTX tại Mỹ và Đài Loan còn cho một kết quả thú vị về kinh tế: Khi các ý tưởng xanh cho công trình được đưa vào ngay từ giai đoạn đầu tiên của thiết kế, giá thành công trình gần như không tăng thêm đáng kể, điều mà nhiều nhà đầu tư luôn lo lắng.
Vậy người thiết kế kiến trúc cần trang bị cho mình những kiến thức gì khi thực hiện một Dự án kiến trúc xanh?
Xem thêm: Bàn về phương pháp thiết kế Kiến trúc xanh tại Việt Nam
Quan niệm của tôi là: “Kiến trúc xanh không phải là một xu hướng kiến trúc mới, mà là Kiến trúc phối hợp, gắn kết, hòa quyện tất cả các xu hướng kiến trúc đã biết vào trong một dự án, một công trình cụ thể, tạo ra một Văn hóa kiến trúc mới, hiện đại, thích hợp với mỗi quốc gia, mỗi vùng, mỗi địa phương. Nói một cách đơn giản, cụ thể, kiến trúc xanh / bền vững là công việc thiết kế kiến trúc (Architectural Design) để góp phần tạo ra các tòa nhà xanh, ngôi nhà xanh mơ ước của con người”[3]. Trong tài liệu này, tôi cũng đề xuất Mô hình kiến trúc xanh, trong đó kiến trúc sinh – khí hậu được đặt ở trung tâm, nơi hội tụ của các xu hướng kiến trúc sinh thái, môi trường, hiệu quả năng lượng và kiến trúc thích ứng. Điều này hàm ý rằng: Các xu hướng kiến trúc liên quan mật thiết với nhau, và kiến trúc sinh khí hậu là nơi “gặp gỡ” nhiều nhất. Giải quyết tốt kiến trúc sinh – khí hậu, công trình sẽ thân thiện, hòa nhập với thiên nhiên, góp phần quan trọng bảo tồn sinh thái, bảo vệ và nâng cao chất lượng môi trường sống, tận dụng năng lượng tự nhiên, giảm tiêu thụ năng lượng hóa thạch. Đó cũng là lý do vì sao nó xuất hiện đầu tiên và được nghiên cứu sâu sắc, hoàn thiện nhất trong lịch sử phát triển của Kiến trúc thế giới, đặc biệt khi công nghệ còn ở giai đoạn sơ khai.
Kiến thức chung về Thiết kế kiến trúc đã được giảng dạy có hệ thống trong các trường Đại học đào tạo KTS, đã được hoàn thiện theo lịch sử phát triển của kiến trúc thế giới và mỗi quốc gia, dân tộc, do đó khá đầy đủ. Vì vậy, đào tạo về thiết kế Kiến trúc xanh ở Việt Nam cần bổ sung thêm những kiến thức mới, là những kết quả nghiên cứu được thừa nhận trong những thập kỷ gần đây về cách công trình ứng xử với khí hậu, nâng cao hiệu quả năng lượng và môi trường. KTS không cần và không thể nghiên cứu sâu về kỹ thuật và công nghệ xử lý môi trường và sử dụng năng lượng, nhưng phải hiểu tổng quan về chúng để có giải pháp áp dụng sáng tạo trong công trình – dự án.
Là người đã tham gia giảng dạy về vấn đề này trong nhiều năm, tôi kiến nghị bốn (04) nội dung kiến thức cần trang bị cho người làm kiến trúc để chia sẻ và bàn luận.
1. Người thiết kế kiến trúc phải nhận thức đầy đủ về sự phát triển của văn minh xã hội, của quá trình đô thị hóa đã dẫn đến cuộc khủng hoảng nghiêm trọng về sinh thái, môi trường, dẫn đến Biến đổi khí hậu, đang đe dọa nghiêm trọng cuộc sống trên Trái đất. Phải hiểu được: Riêng lĩnh vực Kiến trúc – xây dựng công trình, đã góp gần 50% khí thải nhà kính trong suốt cuộc đời vận hành, phải chịu phần trách nhiệm chính trong cuộc khủng hoảng này. Từ đó, thấy được Công trình xanh, Kiến trúc xanh là hoạt động có trách nhiệm của người thiết kế có lương tâm và có hiệu quả để đẩy lùi BĐKH.
2. Cung cấp cơ sở khoa học để nghiên cứu và thiết kế Kiến trúc xanh với những kiến thức sau đây:
- Những hiểu biết cơ sở về Sinh thái học: Hệ sinh thái, đa dạng sinh học, môi trường, tài nguyên, ô nhiễm. Những kiến thức cơ sở này sẽ giúp người thiết kế hiểu được quan hệ gắn bó giữa kiến trúc với các môn khoa học về cuộc sống.
- Những cơ sở khoa học về khí hậu toàn cầu, khí hậu đô thị, khí hậu địa điểm. Hiện nay đã có các phương pháp hiện đại để tiếp cận kiến trúc và khí hậu, đặc biệt phương pháp tiếp cận sinh khí hậu (Bioclimatic Approch). Từ đó, chúng ta sẽ hiểu được rằng lãnh thổ Việt Nam tuy không lớn, nhưng do nằm trong vùng nhiệt đới và ven biển, chịu ảnh hưởng của nhiều khối gió mùa, nên có khí hậu rất “đặc sắc” và người Việt từ xưa đã có những cách ứng xử không giống phần lớn các vùng, miền trên thế giới [3].
Giới thiệu các “Chiến lược thiết kế kiến trúc /Architectural Design Strategies”. Bảng tổng hợp kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học thế giới trong nhiều thập kỷ qua [3], giúp công trình thích ứng tốt nhất với khí hậu và nâng cao hiệu quả năng lượng. Khi có chiến lược đúng đắn, người thiết kế có thể sáng tạo các giải pháp hiệu quả cho mỗi công trình tại địa phương xây dựng, từ tổ chức quy hoạch, tổ chức không gian công trình, thiết kế hợp lý vỏ nhà, sử dụng vật liệu khôn ngoan và tạo được khả năng để áp dụng các công nghệ tiên tiến về sử dụng năng lượng tái tạo và xử lý môi trường. Các chiến lược thiết kế thường chia làm hai loại:
- Chiến lược thụ động (Passive Strategies): Thực hiện bằng các giải pháp quy hoạch, kiến trúc, vật liệu;
- Chiến lược chủ động (Active Strategies): Thực hiện bằng sử dụng các thiết bị, công nghệ hiện đại.
Các chiến lược sẽ được phân tích theo các đại lượng đã được thế giới thừa nhận về các nội dung:
- Các đại lượng đặc trưng cho khả năng mất nhiệt (sưởi ấm, vùng lạnh) hoặc thu nhiệt mặt trời của vỏ công trình (vùng nóng): U, R, OTTV;
- Các đại lượng đặc trưng cho khả năng thu nhiệt, truyền nhiệt và ánh sáng mặt trời quavật liệu kính: U, SHGC, VLT. Đặc biệt quan trọng đối với nhà đóng kín sưởi ấm hoặc ĐHKK;
- Các đại lượng đặc trưng cho mức độ sử dụng năng lượng chiếu sáng và sử dụng điện năng toàn công trình: LPD (W/m2), BEI (kWh/m2. năm).
Từ đó người thiết kế sẽ lựa chọn được các chiến lược thiết kế áp dụng thích hợp nhất với đặc điểm khí hậu sinh học, vị trí địa hình và công năng của công trình.
3. Giới thiệu, phân tích các ví dụ áp dụng thiết kế kiến trúc xanh trên thế giới. Chúng tôi đặc biệt lưu ý hai vùng khí hậu đáng quan tâm:
- Vùng khí hậu lạnh – thường nằm ở các vĩ độ cao từ 30o đến 50o thậm chí 60o. Tại đây luôn có một mùa đông lạnh và ánh sáng ban ngày rất ít ỏi. Các giải pháp kiến trúc phải giảm thiểu mất nhiệt sưởi ấm và lấy được nhiều ánh sáng tự nhiên trong mùa đông. Bức xạ mặt trời thường nhỏ, nên lại quan tâm sử dụng để giảm năng lượng sưởi ấm nhà.
- Vùng khí hậu nóng khô – lãnh thổ thường nằm trong vùng nhiệt đới (từ xích đạo đến vĩ độ ~ 30o) nhưng sâu trong lục địa, xa biển. Nhiệt độ trung bình mùa nóng thường rất cao (35 – 45oC) và độ ẩm rất thấp (20 – 30%). Một số chiến lược và giải pháp thiết kế công trình tạo môi trường vi khí hậu tiện nghi tại vùng này đôi khi trái ngược với vùng nóng ẩm, ví dụ như việc không thể đón nhận không khí tự nhiên. Các giải pháp kiến trúc phải giảm nhiệt mặt trời vào nhà, nhưng cũng cần đóng kín, có giải pháp (thụ động) giảm nhiệt độ và bổ sung thêm thêm độ ẩm cho môi trường không khí trong nhà.
4. Thiết kế kiến trúc xanh ở Việt Nam. Đây là nội dung quan trọng nhất trong chương trình đào tạo thiết kế kiến trúc xanh của nước ta.
Cần phân tích để người thiết kế hiểu rằng khí hậu Việt Nam không những rất đặc biệt trong phạm vi toàn lãnh thổ, mà còn khác nhau rất nhiều theo các miền (Bắc, Trung, Nam), các vùng (đồng bằng, ven biển, núi cao, hải đảo). Cũng nên nhớ rằng người Việt do sống hàng ngàn năm trong môi trường khí hậu này, đã có cách “ứng xử” hợp lý, khôn ngoan, tốt cho sức khỏe và rất có hiệu quả năng lượng cần được phát triển trong công trình hiện đại.
Trong bài báo [1], chúng tôi đã kiến nghị Kiến trúc Việt Nam nên được thiết kế theo hai (02) định hướng:
- Nhà (hoặc không gian) đóng kín để sử dụng ĐHKK.
- Nhà (hoặc không gian) mở để đón gió và không khí tự nhiên.
(Khoa Nông nghiệp ĐH Cần Thơ,thiết kế KUME SEKKEI )
Giải pháp kiến trúc cho hai định hướng thường trái ngược nhau. Định hướng thứ hai rất thuận lợi áp dụng cho các công trình xây dựng ở miền khí hậu phía nam và ven biển, và rất phù hợp với lời kêu gọi của thế giới chống lại Biến đổi khí hậu trái đất hôm nay.
Người thiết kế có thể thực hiện các bước nghiên cứu dự án công trình theo trình tự sau đây.
- Chọn định hướng thiết kế: Theo khí hậu sinh học của địa điểm và đặc điểm sử dụng công trình;
- Chọn chiến lược thiết kế: Nhằm nâng cao chất lượng môi trường trong / ngoài nhà và giảm tiêu thụ năng lượng.
Đề xuất giải pháp thiết kế kiến trúc – Thể hiện tài năng sáng tạo của người thiết kế.
Tòa nhà Bitexco (TP HCM) và Trung tâm hành chính Đà Nẵng (TP Đà Nẵng) là hai công trình đã xây dựng theo định hướng (1). Vì là tòa nhà là cao tầng, nên giải pháp không gian “chặt / đặc” để giảm áp lực gió của vùng có nhiều bão lớn là hợp lý. Tuy nhiên, các tòa nhà chắc chắn tiêu thụ một năng lượng khổng lồ cho ĐHKK do không có giải pháp che bớt trực xạ mặt trời, nên phải sử dụng kính công nghệ cao khá đắt tiền. Nên chăng chọn giải pháp dung hòa giữa hai định hướng (xem [2]).
Xem thêm: Trung tâm Hành chính Đà Nẵng – Khi công năng thua hình thức
Với công trình Khoa Nông nghiệp ĐH Cần Thơ, Công ty KUME SEKKEI đã rất thành công khi đưa các lớp học xen vào giữa các vườn cây, hồ nước để đón không khí tự nhiên trong một vùng khí hậu quanh năm mát mẻ, mà không cần sử dụng hệ thống ĐHKK.
Dự án trường ĐH FPT tại TP HCM, KTS Võ Trọng Nghĩa đã đưa cây xanh vào mỗi tầng nhà, một ưu đãi thiên nhiên thuận lợi của miền nhiệt đới ẩm ướt. Công trình như nằm giữa một rừng cây, cung cấp khí hậu mát lành và vệ sinh cho mọi lớp học, trả lại màu xanh mà công trình đã lấy mất của tự nhiên, “giảm hiệu ứng đảo nhiệt đô thị” mà các thành phố lớn thường phải gánh chịu.
Kết luận
Kiến trúc xanh là một xu hướng thiết kế tiên tiến của thế kỷ 21, là trách nhiệm, là lương tâm của người thiết kế đối với xã hội, cộng đồng và toàn trái đất.
Để công trình có chất lượng cao theo tiêu chí Kiến trúc xanh, cần có cách làm việc mới, với sự hợp tác của tất cả những chuyên gia về Kiến trúc, xây dựng, môi trường, năng lượng và công nghệ ngay từ khi phác thảo dự án. Trong thời đại khoa học, công nghệ phát triển không ngừng, rất cần tư duy đổi mới, sáng tạo và tìm kiếm thêm các kiến thức mới.
Kiến trúc xanh Việt Nam không chỉ tương đồng, mà còn có nhiều khác biệt so với kiến trúc xanh thế giới, do đặc điểm về con người, lối sống, khí hậu, kinh tế và công nghệ xây dựng. Người thiết kế Việt Nam cần nỗ lực để có thêm nhiều công trình sáng tạo thành công, đóng góp vào nền kiến trúc thế giới hiện đại theo hướng bền vững / xanh.
Đào tạo Kiến trúc xanh ở Việt Nam có mục đích cung cấp cho người thiết kế kiến trúc những kiến thức chuẩn xác đã được thế giới phát triển và thừa nhận, từ đó họ sẽ sáng tạo ra các công trình phù hợp với xu hướng Kiến trúc xanh chung của thế giới, nhưng lại đặc sắc, đậm chất văn hóa của người Việt và có nét độc đáo, đặc trưng của mỗi người – mỗi nhóm cùng tham gia dự án.
Bảng Tổng hợp các chiến lược thiết kế kiến trúc cho các vùng khí hậu khác nhau
Xem thêm: Khóa đào tạo “kiến trúc xanh tại Việt Nam” năm 2016
PGS.TS Phạm Đức Nguyên
UV Hội đồng Kiến trúc xanh, Hội KTS Việt Nam
(Bài đăng trên Tạp chí Kiến trúc số 11-2016)
––––––––––––––––––
Tài liệu tham khảo
1. Phạm Đức Nguyên.Bàn về phương pháp thiết kế kiến trúc xanh ở Việt Nam. TC Kiến trúc 255-07-2016
2. Phạm Đức Nguyên. Thiết kế nâng cao chất lượng môi trường và hiệu quả năng lượng các tòa nhà văn phòng ven biển Việt Nam. TC Kiến trúc 256-08-2016
3. Phạm Đức Nguyên. Phát triển kiến trúc bền vững, kiến trúc xanh ở Việt Nam. NXB Trí thức. 2012.
