Kiến trúc bền vững là gì? Đặc điểm và nguyên lý thiết kế

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu và suy thoái môi trường ngày càng trở nên nghiêm trọng, kiến trúc bền vững đã vượt ra khỏi phạm vi một xu hướng đơn thuần để trở thành một nhu cầu thiết yếu trong ngành xây dựng và thiết kế. Cụ thể hơn, Việt Nam đang đối mặt với nhiều thách thức về môi trường như ô nhiễm không khí, nước, và biến đổi khí hậu. Kiến trúc bền vững là một giải pháp quan trọng để giải quyết các vấn đề này.

Kiến trúc bền vững là gì?

Kiến trúc bền vững, còn được gọi là kiến trúc xanh hoặc kiến trúc sinh thái, là một phương pháp tiếp cận tổng thể trong thiết kế, xây dựng và vận hành công trình. Mục tiêu chính của nó là tối ưu hóa hiệu suất sử dụng tài nguyên, giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường, đồng thời nâng cao chất lượng cuộc sống cho người sử dụng.

Khái niệm này bắt nguồn từ cuộc khủng hoảng năng lượng những năm 1970 và đã phát triển thành một phong trào toàn cầu. Theo Hội đồng Công trình Xanh Thế giới (World Green Building Council), các tòa nhà chiếm khoảng 39% lượng khí thải carbon dioxide toàn cầu, trong đó 28% đến từ hoạt động vận hành và 11% từ vật liệu và xây dựng. Điều này làm nổi bật tầm quan trọng của việc áp dụng các nguyên tắc bền vững trong kiến trúc.

Xem thêm: Tại sao nhà mái ngói là lựa chọn hàng đầu của người Việt?

Đặc điểm nổi bật của kiến trúc xanh bền vững

Kiến trúc theo xu hướng bền vững có nhiều đặc điểm nổi bật, giúp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng tài nguyên và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường như:

• Sử dụng vật liệu tái chế và tự nhiên: Một trong những đặc điểm quan trọng của kiến trúc bền vững là việc sử dụng các vật liệu tái chế và tự nhiên. Vật liệu xanh tái chế được giúp giảm lượng khí thải carbon và tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên, đồng thời thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế tuần hoàn.
• Quản lý nước: Triển khai các hệ thống thu gom nước mưa và tái sử dụng nước xám.
• Thiết kế tối ưu hóa ánh sáng và thông gió tự nhiên: Các công trình kiến trúc bền vững thường được thiết kế để tối ưu hóa ánh sáng và thông gió tự nhiên, giúp giảm tiêu thụ năng lượng từ hệ thống chiếu sáng và điều hòa. Việc sử dụng ánh sáng và gió tự nhiên không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn cải thiện chất lượng không khí trong nhà.
• Hệ thống năng lượng tái tạo: Nhiều công trình kiến trúc bền vững sử dụng các hệ thống năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và gió để giảm thiểu sử dụng năng lượng từ các nguồn không tái tạo. Các hệ thống này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí năng lượng mà còn giảm lượng khí thải carbon.
• Tính linh hoạt trong thiết kế: Kiến trúc bền vững thường có thiết kế linh hoạt, cho phép điều chỉnh và tái sử dụng không gian theo nhu cầu của người sử dụng. Thiết kế này giúp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng không gian và kéo dài tuổi thọ của công trình.

Nguyên lý thiết kế kiến trúc sinh thái bền vững

Để tạo ra các công trình thực sự bền vững, các kiến trúc sư và kỹ sư cần áp dụng một loạt các nguyên lý thiết kế phức tạp:

Thiết kế thụ động

Thiết kế thụ động là nền tảng của kiến trúc bền vững. Nó tận dụng các yếu tố tự nhiên như ánh sáng mặt trời, gió và địa hình để tối ưu hóa hiệu suất năng lượng của tòa nhà. Các kỹ thuật chính bao gồm:

• Định hướng tòa nhà: Tối ưu hóa vị trí và hướng của công trình để tận dụng ánh sáng tự nhiên và giảm thiểu tác động của bức xạ mặt trời không mong muốn.
• Thiết kế mái che và cửa sổ: Sử dụng mái hiên, mái đua và cửa chớp để kiểm soát lượng ánh sáng và nhiệt vào tòa nhà.
• Thông gió tự nhiên: Thiết kế luồng không khí tự nhiên thông qua việc bố trí cửa sổ, lỗ thông hơi và không gian mở.
• Khối lượng nhiệt: Sử dụng vật liệu có khả năng lưu trữ nhiệt như bê tông hoặc gạch để điều chỉnh nhiệt độ trong nhà.

Hiệu quả năng lượng

Ngoài thiết kế thụ động, các công trình bền vững còn tích hợp các hệ thống chủ động để tối ưu hóa hiệu suất năng lượng:

• Hệ thống HVAC tiên tiến: Sử dụng các hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí hiệu quả cao, kết hợp với cảm biến thông minh để tối ưu hóa mức tiêu thụ.
• Chiếu sáng LED: Áp dụng công nghệ LED tiết kiệm năng lượng kết hợp với cảm biến chuyển động và cảm biến ánh sáng ban ngày.
• Hệ thống quản lý năng lượng tòa nhà (BMS): Triển khai hệ thống tự động hóa để theo dõi và tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng trong thời gian thực.
• Năng lượng tái tạo tại chỗ: Tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo như pin mặt trời hoặc turbine gió nhỏ vào thiết kế tòa nhà.

Quản lý nước

Bảo tồn và quản lý nước hiệu quả là một khía cạnh quan trọng của kiến trúc kiểu bền vững:

• Thu gom nước mưa: Thiết kế hệ thống thu gom và lưu trữ nước mưa để sử dụng cho mục đích không uống được.
• Tái sử dụng nước xám: Triển khai hệ thống xử lý nước xám từ bồn rửa và vòi hoa sen để sử dụng lại cho việc xả toilet hoặc tưới cây.
• Cảnh quan chịu hạn: Sử dụng các loài thực vật bản địa và chịu hạn trong thiết kế cảnh quan để giảm nhu cầu tưới tiêu.
• Thiết bị tiết kiệm nước: Lắp đặt vòi nước, vòi hoa sen và toilet tiết kiệm nước.

Vật liệu bền vững

Lựa chọn vật liệu đóng vai trò quan trọng trong việc giảm tác động môi trường của một công trình:

• Vật liệu tái chế và tái sử dụng: Ưu tiên sử dụng vật liệu có hàm lượng tái chế cao hoặc vật liệu có thể tái sử dụng sau khi công trình hết vòng đời.
• Vật liệu địa phương: Sử dụng vật liệu sẵn có tại địa phương để giảm chi phí vận chuyển và hỗ trợ nền kinh tế địa phương.
• Vật liệu có chứng nhận: Chọn vật liệu được chứng nhận bởi các tổ chức như FSC (Forest Stewardship Council) cho gỗ hoặc Cradle to Cradle cho các sản phẩm tuần hoàn.
• Đánh giá vòng đời: Xem xét toàn bộ vòng đời của vật liệu, từ khai thác đến sản xuất, sử dụng và thải bỏ.

Tính khả thi về kinh tế

Để đạt được mục tiêu bền vững, các công trình không chỉ cần thân thiện với môi trường mà còn phải hiệu quả về mặt chi phí. Muốn làm được như vậy đòi hỏi các kiến trúc sư phải cân nhắc kỹ lưỡng giữa lợi ích môi trường và chi phí đầu tư. Các giải pháp bền vững thường cần đầu tư ban đầu cao hơn nhưng lại tiết kiệm chi phí vận hành và bảo trì về lâu dài, mang lại hiệu quả kinh tế toàn diện.

Tiếp cận thiết kế toàn diện

Kiến trúc nhà bền vững yêu cầu sự kết hợp giữa các yếu tố kỹ thuật, văn hóa, và xã hội trong quá trình thiết kế. Sự tiếp cận toàn diện đảm bảo rằng các công trình không chỉ thân thiện với môi trường mà còn phù hợp với bối cảnh văn hóa và xã hội địa phương.

Sự tham gia của cộng đồng

Một yếu tố quan trọng khác trong nguyên lý xây dựng bền vững là sự tham gia của cộng đồng. Việc thiết kế các công trình và không gian công cộng cần có sự tham gia tích cực của cộng đồng để đảm bảo rằng các nhu cầu và mong muốn của người dân được xem xét và đáp ứng. Sức mạnh cộng đồng không chỉ giúp cải thiện chất lượng cuộc sống mà còn tăng cường tính bền vững xã hội và môi trường của công trình.

Nguyên lý 3R (Reduce, Reuse, Recycle)

Đây là nguyên lý quan trọng trong kiến trúc công trình bền vững, nhấn mạnh việc giảm thiểu, tái sử dụng, và tái chế các nguồn tài nguyên trong quá trình thiết kế và xây dựng. Áp dụng nguyên lý này giúp giảm lượng chất thải và tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên.

Top 10 công trình kiến trúc xu hướng bền vững nổi tiếng thế giới

Bosco Verticale, Milan, Ý

Cặp tòa nhà chọc trời có các tầng cây xanh tươi tốt, giúp cải thiện chất lượng không khí và đa dạng sinh học đô thị. Bosco Verticale là biểu tượng của kiến trúc bền vững, tích hợp cây xanh và công nghệ tiên tiến.

The Crystal, London, Anh

Tòa nhà sử dụng năng lượng mặt trời và các hệ thống năng lượng tái tạo khác. The Crystal là một trong những tòa nhà bền vững nhất thế giới, phục vụ như một trung tâm hội nghị và trưng bày về công nghệ bền vững.

One Central Park, Sydney, Úc

Tòa nhà nổi tiếng với các khu vườn treo và hệ thống tái sử dụng nước. Thiết kế tổng quan tập trung vào việc giảm tiêu thụ năng lượng và nước, mang lại một không gian sống xanh cho cư dân.

The Edge, Amsterdam, Hà Lan

Mẫu văn phòng thông minh sử dụng công nghệ tiên tiến để tối ưu hóa năng lượng, được biết đến như là tòa nhà văn phòng bền vững nhất thế giới nhờ vào việc tích hợp các hệ thống quản lý năng lượng thông minh.

Bullitt Center, Seattle, Mỹ

Tòa nhà văn phòng xanh có hệ thống năng lượng mặt trời và thu gom nước mưa, được thiết kế để đạt tiêu chuẩn cao nhất về bền vững với môi trường.

Eden Project, Cornwall, Anh

Nhà kính lớn này chứa các loài thực vật từ khắp nơi trên thế giới, đóng vai trò như một trung tâm giáo dục và nghiên cứu về môi trường và sinh thái.

Council House 2, Melbourne, Úc

Tòa nhà văn phòng ở Melbourne được thiết kế với hệ thống thông gió tự nhiên và sử dụng vật liệu tái chế, nhằm giảm thiểu tác động đến môi trường.

Copenhagen International School, Đan Mạch

Trường học nổi bật với mặt tiền pin mặt trời lớn nhất thế giới, tạo ra phần lớn năng lượng cần thiết cho hoạt động của trường.

Suzlon One Earth, Pune, Ấn Độ

Khu phức hợp văn phòng bền vững sử dụng năng lượng gió và mặt trời, được thiết kế để giảm thiểu tác động môi trường.

Khoo Teck Puat Hospital, Singapore

Bệnh viện có thiết kế mở và sử dụng năng lượng hiệu quả, tích hợp không gian xanh nhằm cải thiện sức khỏe và tinh thần của bệnh nhân.

Thực trạng và triển vọng kiến trúc bền vững tại Việt Nam

Thực trạng kiến trúc bền hiện nay

• Nhận thức còn hạn chế: Một phần lớn người dân và doanh nghiệp chưa hiểu rõ về lợi ích của kiến trúc xu thế bền vững.
• Thiếu chính sách hỗ trợ: Chưa có chính sách cụ thể và đầy đủ để khuyến khích phát triển kiến trúc kiểu bền vững.
• Chi phí đầu tư cao: Công nghệ và vật liệu xanh thường có giá thành cao hơn so với truyền thống.
• Thiếu nguồn nhân lực chuyên môn: Còn thiếu kiến thức và kinh nghiệm về thiết kế và xây dựng bền vững.

Chính sách và hỗ trợ phát triển kiến trúc bền vững

Để thúc đẩy phát triển kiến trúc bền vững, cần có sự phối hợp giữa chính phủ, doanh nghiệp và cộng đồng. Một vài chính sách cần thiết bao gồm:

• Ban hành các tiêu chuẩn và quy định về xây dựng bền vững.
• Tạo điều kiện thuận lợi về tài chính cho các dự án kiến trúc xanh.
• Đầu tư vào nghiên cứu và phát triển công nghệ xanh.
• Nâng cao nhận thức về kiến trúc bền vững cho cộng đồng.

Xu hướng phát triển trong tương lai

Với sự quan tâm ngày càng tăng đến môi trường và sức khỏe cộng đồng, kiến trúc bền vững sẽ trở thành xu hướng không thể tránh khỏi. Các xu hướng đáng chú ý:

• Phát triển các khu đô thị xanh: Tạo ra môi trường sống bền vững với hệ thống giao thông công cộng phát triển, không gian xanh và cơ sở hạ tầng xanh.
• Áp dụng công nghệ tiên tiến: Sử dụng công nghệ thông minh để quản lý năng lượng, nước và chất thải.
• Phát triển nguồn nhân lực chuyên môn: Đào tạo nhân lực có kiến thức và kỹ năng về kiến trúc bền vững.
• Hợp tác quốc tế: Học hỏi kinh nghiệm từ các nước phát triển về kiến trúc bền vững.

Việt Nam có tiềm năng lớn để trở thành một quốc gia dẫn đầu về kiến trúc bền vững. Với sự quyết tâm và hợp tác của tất cả các bên liên quan, chúng ta có thể xây dựng một tương lai xanh và bền vững.

Kiến trúc bền vững không chỉ là một xu hướng nhất thời mà là một chuyển đổi cơ bản trong cách chúng ta thiết kế, xây dựng và vận hành môi trường xây dựng. Nó đòi hỏi sự cân nhắc kỹ lưỡng về tác động của công trình đối với môi trường, xã hội và kinh tế trong suốt vòng đời của nó.

Khi đối mặt với những thách thức toàn cầu như biến đổi khí hậu và cạn kiệt tài nguyên, kiến trúc bền vững cung cấp một lộ trình hướng tới tương lai bền vững hơn. Nó không chỉ giảm thiểu tác động tiêu cực của ngành xây dựng mà còn có tiềm năng tạo ra các tòa nhà và đô thị tái sinh, đóng góp tích cực vào hệ sinh thái và cộng đồng xung quanh.

Để kiến trúc bền vững thực sự trở thành tiêu chuẩn, cần có sự hợp tác giữa các kiến trúc sư, kỹ sư, nhà quy hoạch, nhà phát triển, chính phủ và cộng đồng. Chỉ thông qua nỗ lực tập thể, chúng ta mới có thể tạo ra môi trường xây dựng không chỉ đáp ứng nhu cầu của hiện tại mà còn bảo vệ và nuôi dưỡng hành tinh cho các thế hệ tương lai.

Xem thêm: Kiến trúc chữa lành là gì? Xu hướng thiết kế chữa lành trong kiến trúc