Cần thích ứng với khí hậu
Những năm gần đây, nhà cao tầng phát triển nhanh chóng, đặc biệt tại các đô thị lớn như Hà Nội và TP Hồ Chí Minh. Để hướng tới một đô thị phát triển bền vững, tiết kiệm nguồn tài nguyên, sử dụng khai thác hiệu quả, hợp lý, tiết kiệm năng lượng, đáp ứng mục tiêu bảo vệ môi trường thì việc xây dựng công trình cao tầng thích hợp với khí hậu nhiệt đới ngày càng bức thiết.
Trong đó, với những công trình cao tầng, diện tích lớp vỏ bọc công trình (mặt đứng) chung cư cao tầng rất lớn, nên bên cạnh các giải pháp thiết kế chung đối với toàn công trình thiết kế nhằm tiết kiệm năng lượng, cần phải có các giải pháp hữu hiệu riêng biệt đối với mặt đứng công trình. Việc này nhằm tối ưu hóa năng lượng sử dụng bên trong tòa nhà, đồng thời giữ lại tiện nghi cho người sử dụng.
Theo các số liệu của Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng, tại các tòa nhà cao tầng ở Việt Nam, lượng nhiệt truyền qua tường từ 10 - 45% và truyền qua cửa kính từ 45 - 80%. Do đó, diện tích dùng kính trên mặt nhà không nên vượt quá 20 - 35%. Thay vào đó, nên sử dụng các vật liệu cách nhiệt trên mặt đứng công trình, kết hợp với các giải pháp che nắng. Trong trường hợp cần thiết sử dụng kính, nên sử dụng kính 2 lớp và kính màu, kính low-E, kính phản quang để giảm lượng bức xạ mặt trời chiếu vào nhà.
KTS Nguyễn Thùy Dung - Viện Kiến trúc Quốc gia (Bộ Xây dựng) phân tích, đối với chung cư cao tầng được xây dựng trong các đô thị, nghiên cứu bóng râm là yêu cầu bắt buộc để xác định các tòa nhà cao tầng khác trong khu vực sẽ ảnh hưởng như thế nào đến mặt tiền. Các bộ phận, kết cấu che nắng là một phần không thể thiếu trong thiết kế hệ thống cách nhiệt cho tòa nhà nhằm cân bằng giữa nhu cầu ánh sáng ban ngày so với nhu cầu giảm năng lượng mặt trời.
Sau khi thiết lập các tác động của việc tự tạo bóng râm và xác định phần nào của tòa nhà sẽ bị ảnh hưởng nhiều nhất bởi sự tăng nhiệt của mặt trời, việc xác định tỷ lệ đặc - rỗng (tường - cửa) trên mặt đứng của chung cư không chỉ quyết định thẩm mỹ tòa nhà, mà còn nhằm giảm thiểu tác động của bức xạ mặt trời và tạo hướng luân chuyển luồng không khí.
Mặt khác, kiến trúc sư cũng phải chú ý đến việc lựa chọn vật liệu cho nhà cao tầng để tiết kiệm năng lượng hiệu quả. Không nên quá lạm dụng chất liệu kính cho tường nhà khi Việt Nam có khí hậu nóng ẩm với lượng bức xạ mặt trời rất cao. Việc này dễ gây hiện tượng hiệu ứng nhà kính làm phòng bị nung nóng, ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe con người.
Để khắc phục tình trạng trên, KTS Nguyễn Thùy Dung cho rằng, với điều kiện khí hậu nóng ẩm tại Việt Nam, nên cân nhắc sử dụng hệ thống tường nhiều lớp, kính nhiều lớp và tường kính hai lớp với khả năng mở cửa thông thoáng vào ban đêm, nhằm thoát nhiệt cho công trình.
Nhiều chuyên gia cho rằng, với những công trình sử dụng vật liệu kính 100% cho lớp vỏ bao che công trình cao tầng, giải pháp tối ưu là sử dụng kính tiết kiệm năng lượng. Bởi vật liệu này đã được các nước phát triển sử dụng từ lâu và ngày càng phổ biến tại thị trường Việt Nam. Trong khi đó, sử dụng kính chống nắng chỉ là giải pháp tạm thời, không phải giải pháp lâu dài.
Nhiều ý tưởng bổ sung lớp vỏ bọc
Một xu hướng khác là tích hợp những tấm pin năng lượng mặt trời trên lớp vỏ bao che công trình kiến trúc để tạo ra một phần hay toàn bộ điện năng phục vụ cho nhu cầu của công trình. Tùy thuộc vào thể loại, chiều cao và hướng của công trình mà pin năng lượng mặt trời có thể được tích hợp trên tường và vách dựng kính, lắp đặt trên mái hay lắp đặt như các tấm chắn nắng.
KTS Lê Tâm - Công ty CP tư vấn xây dựng COVIC phân tích, do đặc điểm của loại pin này là cần diện tích bề mặt tương đối lớn nên đối với nhà cao tầng việc tích hợp này sẽ mang lại hiệu quả cao. Bởi nó vừa chắn nắng cho mặt đứng lại vừa tạo ra điện sạch, góp phần giảm tiêu thụ điện lưới.
"Ngoài ra, cũng không thể bỏ qua xu hướng đang là mốt trên thế giới và đã bắt đầu được áp dụng ở Việt Nam là tạo ra lớp vỏ xanh cho công trình. Cây xanh có thể được bố trí trực tiếp trên mặt đứng và mái nhà để chống nóng cho công trình kiến trúc. Hệ thống cây xanh có thể hình thành nên một lớp vỏ bao che thứ hai nhằm hạn chế bức xạ nhiệt mặt trời nhưng vẫn không cản trở ánh sáng và gió xuyên qua" - KTS Lê Tâm cho hay.
Trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nước biển dâng, một xu hướng thiết kế nữa bắt đầu được quan tâm nghiên cứu là tạo ra các công trình tồn tại thụ động (passive survivability) – có khả năng giúp con người sống sót trong trường hợp xảy ra thảm họa, khi những dịch vụ cung cấp điện hay nước sạch nhiều khả năng bị gián đoạn trong thời gian kéo dài. Tùy thuộc vào từng địa điểm với nguy cơ thảm họa khác nhau mà sẽ có những giải pháp thiết kế tương ứng.
Đồng quan điểm, KTS Nguyễn Thùy Dung đánh giá, việc phủ xanh tất cả dạng bề mặt thẳng đứng bằng thảm thực vật sẽ là một giải pháp tuyệt vời để giảm thiểu tác động của bức xạ mặt trời, khói bụi và phát thải khí CO2. Và nó cũng hạn chế hiện tượng đảo nhiệt ở các TP lớn, đồng thời tạo dựng cảnh quan cho chính tòa nhà và toàn đô thị theo chiều đứng.
Việc trồng cây xanh ở các tòa nhà cao tầng có thể phân loại thành 3 hình thức, bao gồm trồng trực tiếp lên bề mặt đứng; trồng gián tiếp lên bề mặt phụ và trồng kết hợp trực tiếp với gián tiếp.
Từ điểm nhìn sinh thái, xu hướng công trình xanh trong đó bao gồm sử dụng các thành phần bổ sung lớp vỏ bọc (như pin mặt trời, trồng cây...) góp phần làm cho đô thị trở nên xanh hơn. Không những thế còn giúp bảo vệ môi trường sinh thái và chuyển hóa khí cacbonic thành oxy có lợi cho sức khỏe con người.
Tuy nhiên, hạn chế của nó là những khó khăn trong việc lựa chọn loại cây thích hợp, sự phức tạp và tốn kém trong công tác bảo trì, nhất là thách thức đối với việc duy trì sự sống và trạng thái ổn định của hệ thống cây xanh trên mặt đứng.
Theo nghiên cứu, nếu quản lý tốt khâu thiết kế xây dựng công trình theo hướng sử dụng năng lượng hiệu quả sẽ tiết kiệm được từ 20 - 30% năng lượng tiêu thụ trong khu vực. Bên cạnh đó, việc sử dụng kính tiết kiệm năng lượng trong xây dựng sẽ tạo ra nhiều không gian sáng tạo hơn cho các kiến trúc sư.
