Xây dựng tòa nhà cao tầng trung hòa carbon gắn với xu hướng kiến trúc xanh

(Xây dựng) – Giảm nhẹ phát thải khí nhà kính và trung hòa khí CO2 không chỉ là trào lưu phát triển bền vững, mà trở thành một mục tiêu bắt buộc trong tương lai gần của Việt Nam nói riêng và các nước trên thế giới nói chung. Công trình trung hòa carbon là các công trình được thiết kế để không tạo ra lượng khí thải carbon ròng trong suốt quá trình xây dựng hoặc vận hành. Tòa nhà trung hòa CO2 và kiến trúc xanh đều là những khái niệm quan trọng trong lĩnh vực xây dựng bền vững, với mục tiêu chính là giảm thiểu tác động tiêu cực lên môi trường.

Nhiều tòa nhà cao tầng ở Việt Nam không tích hợp yếu tố sử dụng năng lượng hiệu quả ngay từ khâu thiết kế.

Xét về các giải pháp thiết kế, kiến trúc xanh là nền tảng của tòa nhà trung hòa CO2. Để đạt được trạng thái trung hòa CO2, một tòa nhà cần phải tích hợp các nguyên tắc của kiến trúc xanh. Điều này bao gồm việc thiết kế tòa nhà để tối ưu hóa sử dụng năng lượng, lựa chọn vật liệu xây dựng có lượng carbon thấp, và tích hợp các hệ thống năng lượng tái tạo như điện mặt trời, điện gió hoặc hệ thống địa nhiệt.

PGS.TS Mai Thị Liên Hương, Viện trưởng Viện Kiến trúc Quốc gia cho biết: Công trình trung hòa CO2 và ZEB là một khái niệm còn rất mới mẻ ở Việt Nam. Thực trạng nghiên cứu ở Việt Nam vẫn chưa có một nghiên cứu xác thực về lượng khí thải CO2 của các tòa nhà cũng như ngành Xây dựng ở Việt Nam. Hiện nay, một số dự án trung hòa CO2 đã bắt đầu được áp dụng thí điểm tại một số công trình công nghiệp.

Ở Việt Nam, Công ty Cổ phần Sữa Việt Nam (Vinamilk) là một trong những đơn vị đã công bố chính thức lộ trình tiến đến Net Zero 2050 với chương trình hành động “Vinamilk Pathway to Dairy Net Zero 2050”. Vinamilk cũng được xác nhận là công ty sữa đầu tiên tại Việt Nam có nhà máy và trang trại đạt trung hòa carbon theo tiêu chuẩn PAS 2060. Vinamilk đang thực hiện đồng bộ các giải pháp về công nghệ thân thiện môi trường, chuyển đổi năng lượng xanh, vận dụng kinh tế tuần hoàn… để xây dựng mô hình các nhà máy không chỉ hiện đại, đạt chất lượng quốc tế, mà còn ngày càng xanh hơn. Vinamilk đang nỗ lực hơn nữa để hành trình của mỗi sản phẩm đến tay người tiêu dùng sẽ ít dần dấu chân carbon.

TS.KS. Võ Thanh Huy và Nhóm nghiên cứu Đổi mới Công nghệ và Dữ liệu phục vụ phát triển bền vững Trường Đại học Xây dựng Miền Trung chia sẻ: Mô hình Tòa nhà năng lượng bằng không (ZEB) được xem là một giải pháp toàn diện và hiệu quả cho mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính. ZEB là các tòa nhà được thiết kế nhằm giảm thiểu tối đa năng lượng tiêu thụ thông qua việc kết hợp các biện pháp tiết kiệm năng lượng thụ động và chủ động.

Các biện pháp này bao gồm sử dụng vật liệu cách nhiệt hiệu quả, hệ thống chiếu sáng LED tiết kiệm điện, cùng với việc sử dụng năng lượng tái tạo như điện mặt trời. Khái niệm ZEB không chỉ dừng lại ở việc giảm thiểu năng lượng tiêu thụ, mà còn nhấn mạnh việc bù đắp phần năng lượng tiêu thụ bằng các nguồn năng lượng tái tạo, nhằm đạt được mức tiêu thụ năng lượng bằng không.

Nhật Bản đã triển khai nhiều loại hình ZEB khác nhau nhằm phù hợp với từng loại công trình. Các loại hình ZEB bao gồm ZEB Ready (giảm ít nhất 50% năng lượng tiêu thụ không tính năng lượng tái tạo), Nearly ZEB (giảm 75-100% năng lượng tiêu thụ tính cả năng lượng tái tạo), và ZEB Oriented (giảm ít nhất 40% năng lượng tiêu thụ cho các tòa nhà lớn như văn phòng và trường học).

Đây là những mô hình có tính khả thi cao, giúp giảm chi phí năng lượng, tăng giá trị bất động sản, và duy trì sự thoải mái cho người sử dụng. Quan trọng hơn, ZEB còn đóng vai trò như một giải pháp an toàn và bền vững, giúp các tòa nhà có thể tự cung cấp năng lượng trong trường hợp khẩn cấp như động đất hay mất điện.

Về các giải pháp thiết kế lớp vỏ bao che nhằm nâng cao hiệu quả năng lượng cho công trình văn phòng cao tầng ở nước ta, ThS.KTS. Lương Xuân Hiếu, Đại học Duy Tân Đà Nẵng cho biết: Năng lượng và sử dụng hiệu quả năng lượng đang là mối quan tâm hàng đầu trong các lĩnh vực toàn cầu hiện nay. Tính toán năng lượng tiêu hao đối với lĩnh vực kiến trúc – xây dựng thì phần này đang chiếm tỷ trọng rất lớn (gần 50% tổng năng lượng tiêu thụ). Trong khi đó, Việt Nam lại có những điều kiện khí hậu thuận lợi, có thể tận dụng để thiết kế lớp vỏ công trình với mục tiêu cải thiện tiện nghi nhiệt và giảm tiêu thụ năng lượng (hơn 60% thời gian trong năm khí hậu đạt trạng thái tiện nghi). Tuy nhiên, việc tận dụng những yếu tố tự nhiên có lợi để nâng cao điều kiện tiện nghi nhiệt và giảm tiêu thụ năng lượng cho công trình nói chung và cao ốc văn phòng lại chưa nhận được sự quan tâm đúng mức. Và thành phần quan trọng nhất ảnh hưởng đến hiệu quả năng lượng của công trình chính là lớp vỏ bao che.

Báo cáo đề xuất các giải pháp thiết kế lớp vỏ bao che nhằm nâng cao hiệu quả năng lượng cho công trình văn phòng cao tầng ở nước ta trên cơ sở đánh giá tác động đồng thời của nhiều yếu tố ảnh hưởng đến mức tiêu thụ năng lượng như: Thông gió tự nhiên – Chiếu sáng tự nhiên – Điều hòa không khí, hiệu quả năng lượng đã, đang và sẽ là mối quan tâm hàng đầu trong thiết kế và xây dựng các công trình. Trong đó, việc thiết kế vỏ bao che của công trình, đặc biệt là văn phòng cao tầng còn rất nhiều bất cập mặc dù đây là thành phần quan trọng nhất trong việc tạo lập môi trường tiện nghi cho cảm giác nhiệt của con người, tuy nhiên cho đến nay chưa có nhiều công trình nghiên cứu đầy đủ và đồng bộ dẫn đến sự phụ thuộc nhiều vào các hệ thống kỹ thuật trong quá trình vận hành, từ đó giảm hiệu quả sử dụng năng lượng cũng như mức độ tiện nghi của điều kiện vi khí hậu bên trong công trình.

Khảo sát các công trình xanh đoạt giải hay đạt chứng chỉ tiết kiệm năng lượng ở nước ta hiện nay cho thấy hiệu quả năng lượng đạt được đều do áp dụng cải tiến các giải pháp kỹ thuật và trang thiết bị hiện đại. Ngược lại, rất ít tòa nhà được giải công trình áp dụng các giải pháp kiến trúc thụ động, như là chọn hướng nhà, lựa chọn tỷ lệ diện tích cửa kính trên diện tích tường bao che hợp lý, thiết kế che nắng cho cửa kính, thiết kế cách nhiệt cho tường và mái nhà, tận dụng chiếu sáng tự nhiên… để giảm thiểu sử dụng điện năng.

Chính vì vậy mà thông tin tại Triển lãm quốc tế năng lượng hiệu quả môi trường Entech Hà Nội 2013 đã có nhận xét rằng: “95% các công trình, tòa nhà cao tầng ở Việt Nam không tích hợp yếu tố sử dụng năng lượng hiệu quả ngay từ khâu thiết kế”.