<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

TP. HỒ CHÍ MINH - 2019

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HỒ CHÍ MINH </b>

------

<b>NGUYỄN LÊ MINH QUÂN </b>

<b>KIẾN TRÚC HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG - ENERGY EFFICIENT ARCHITECTURE VÀ KHẢ NĂNG ỨNG </b>

<b>DỤNG VÀO CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG CỘNG TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH </b>

<b>LUẬN VĂN THẠC SĨ KIẾN TRÚC </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

TP. HỒ CHÍ MINH - 2019

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HỒ CHÍ MINH </b>

------

<b>NGUYỄN LÊ MINH QUÂN </b>

<b>KIẾN TRÚC HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG - ENERGY EFFICIENT ARCHITECTURE VÀ KHẢ NĂNG ỨNG </b>

<b>DỤNG VÀO CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG CỘNG TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH </b>

Chuyên ngành: KIẾN TRÚC Mã số: 8.58.01.01

<b>LUẬN VĂN THẠC SĨ KIẾN TRÚC </b>

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS.KTS. TRƯƠNG THANH HẢI

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>MỤC LỤC PHẦN 1: MỞ ĐẦU </b>

1. Lý do chọn đề tài ... 1

2. Tổng quan về các nghiên cứu có liên quan đến đề tài ... 3

3. Mục tiêu nghiên cứu ... 4

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ... 5

5. Phương pháp nghiên cứu ... 6

<b>PHẦN 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG VÀ CTCC TẠI TP.HCM </b> 1.1 TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG ... 7

1.2.1 Khái niệm và phân loại CTCC ... 15

1.2.2 Nguyên tắc thiết kế và một số giải pháp tổ hợp “không gian – mặt bằng” CTCC ... 18

1.2.3 Một số đặc điểm tiêu biểu của CTCC ... 20

1.2.4 Các xu hướng kiến trúc cho CTCC hiện nay ... 21

1.3 TÌNH HÌNH THỰC TIỄN NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG KIẾN TRÚC HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG CHO CTCC TRÊN THẾ GIỚI TẠI VIỆT NAM VÀ TP.HCM ... 23

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ... 28

<b>CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC CHO VIỆC ỨNG DỤNG KIẾN TRÚC HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG VÀO CTCC TẠI TP.HCM </b> 2.1 CÁC YẾU TỐ VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI, CƠ CHẾ CHÍNH SÁCH CHIẾN LƯỢC, KHOA HỌC CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT TẠI TP.HCM ... 29

2.1.1 Yếu tố điều kiện tự nhiên ... 29

2.1.2 Yếu tố kinh tế - xã hội ... 30

2.1.3 Yếu tố cơ chế chính sách chiến lược ... 33

2.1.4 Yếu tố khoa học công nghệ kỹ thuật ... 34

2.2 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA KIẾN TRÚC HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG CHO VIỆC ỨNG DỤNG TẠI TP.HCM ... 35

2.2.1 Vật lý kiến trúc ... 35

2.2.2 Các hệ thống đánh giá kiến trúc hiệu quả năng lượng tiểu biểu trên thế giới và Việt Nam ... 39

2.2.3 Quan niệm và các xu hướng phát triển của kiến trúc hiệu quả năng lượng ... 43

2.2.4 Những kinh nghiệm truyền thống trong xử lý kiến trúc hiệu quả năng lượng... 49

2.2.5 Các tiêu chí của kiến trúc hiệu quả năng lượng ... 53

2.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ... 56

<b>CHƯƠNG 3: GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG KIẾN TRÚC HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG CHO CTCC TẠI TP.HCM </b> 3.1 CÁC NGUYÊN TẮC CHUNG TRONG THIẾT KẾ KIẾN TRÚC HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG... 58

3.1.1 Về quy hoạch, kiến trúc ... 58

3.1.2 Về vật liệu xây dựng, vận hành và quản lý thiết bị kỹ thuật .. 60

3.2 CÁC GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG KIẾN TRÚC HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG CHO CTCC TẠI TPHCM ... 61

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

3.2.1 Giải pháp Quy hoạch tổng thể ... 61 3.2.2 Giải pháp Kiến trúc ... 63 3.2.3 Giải pháp Kỹ thuật – Công nghệ về vật liệu, quản lý và vận

hành để tối ưu hóa hiệu quả năng lượng ... 71 3.2.4 Giải pháp cây xanh ... 73 3.3 GIẢI PHÁP BẰNG PHẦN MỀM ĐỂ MINH CHỨNG SỰ HIỆU

QUẢ CỦA KTHQNL (Phần mềm ECOTECT) ... 75 3.3.1 Sự cần thiết của việc sử dụng phần mềm để chứng minh sự hiệu

quả và giới thiệu phần mềm ECOTECT ... 75 3.3.2 Tính năng và sự hiệu quả trong phần mềm ECOTECT ... 76 3.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ... 78

<b>PHẦN 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ </b>

1. Kết luận ... 79 2. Kiến nghị ... 80 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO VÀ PHỤ LỤC

1. Tài liệu tham khảo Tài liệu tiếng Việt Tài liệu nước ngoài Tài liệu Internet 2. Phụ lục

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>GIẢI THÍCH CÁC THUẬT NGỮ CĨ LIÊN QUAN VÀ VIẾT TẮT A. Các thuật ngữ liên quan </b>

Để hiểu rõ các khái niệm nêu trong luận văn có liên quan đến vấn đề năng lượng và HQNL trong cơng trình: Kiến trúc hiệu quả năng lượng (Energy Efficient Architecture) Năng lượng tái tạo (renewable/regenerative energy), cơng trình có mức sử dụng năng lượng thấp (low-energy buiding), cơng trình TKNL (energy-saving building), cơng trình thụ động năng lượng mặt trời (passive solar building), cơng trình chủ động năng lượng mặt trời (active solar building), cơng trình trung hòa năng lượng (zero-energy building) và cơng trình phụ trội năng lượng (plus-energy building). Các thuật ngữ được trình bày dưới đây:

<b>- Năng lượng tái tạo (renewable/regenerative energy) là năng lượng được </b>

khai thác từ các nguồn có khả năng sớm phục hồi hoặc tồn tại với trữ lượng lớn gần như vô tận trong tự nhiên so với quy mô sử dụng của con người, bao gồm các loại hình sau: năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng nước, sóng biển và thủy triều, năng lượng địa nhiệt và năng lượng sinh học [31].

<b>- Cơng trình có mức sử dụng năng lượng thấp (low-energy buiding) là </b>

cơng trình có mức sử dụng năng lượng cho việc sưởi ấm và/hoặc làm mát thấp hơn so với các cơng trình tương tự đã từng hoặc đang được xây dựng, với trị số dao động trong khoảng 55 đến 70 kWh/m2a, tùy thuộc thể loại tính chất sử dụng và đặc điểm của cơng trình. Ví dụ như tại CHLB Đức, nơi phát triển rất mạnh thể loại công trình có mức sử dụng năng lượng thấp, trị số mức trần 70 kWh/m2a áp dụng cho nhà ở liền kề hoặc nhà ở kiểu chung cư nhiều tầng, trong khi đối với nhà đơn lẻ kiểu biệt thự hoặc nhà nơng thơn có sân vườn được quy định là 55 kWh/m2a [29]. Tuy nhiên, theo thời gian, yêu cầu bảo vệ môi trường trở nên nghiêm ngặt hơn thì mức TKNL cao hơn được đề xuất. Theo đó, tại CHLB Đức và Thụy Sỹ, giá trị 30 kWh/m2a cho sưởi ấm đã được áp dụng cho các cơng trình xây mới từ năm 2012 trở lại đây. Nếu chỉ số này đạt mức dưới 20 kWh/m2a thì cơng trình được coi là đạt mức sử dụng năng lượng cực thấp (ultra low-energy).

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<b>- Cơng trình tiết kiệm năng lượng (energy-saving building) được hiểu là </b>

cơng trình có mức độ tiện nghi cao hơn với lượng năng lượng tiêu thụ thấp hơn, trong khi công trình có mức sử dụng năng lượng thấp được xem là cơng trình có mức độ tiện nghi lớn hơn với mức năng lượng tiêu thụ tương đương. Điều đó có nghĩa là u cầu (hoặc tiêu chuẩn) đối với cơng trình TKNL cao hơn so với cơng trình có mức sử dụng năng lượng thấp và được lý giải như sau: cơng trình TKNL được thiết kế nhỏ gọn đủ để sử dụng, khơng có các diện tích hay khối tích thừa. Trong cơng trình, việc sử dụng năng lượng sạch (hay cịn gọi là năng lượng tái tạo) sẽ khiến công trình cơng trình tự chủ hơn về năng lượng, giảm sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng được cung cấp từ việc đốt cháy một số nhiên liệu hóa thạch như than đá hoặc dầu lửa và do đó sẽ tiết kiệm được nhiều hơn nếu tính gộp năng lượng biểu hiện vào năng lượng cung cấp đến cơng trình. Một điểm khác biệt nữa giúp phân biệt hai khái niệm là công trình có mức sử dụng năng lượng thấp nếu có hệ thống sưởi ấm và làm mát được thiết kế cũng như vận hành tối ưu thì có thể đạt đến mức độ cơng trình TKNL [30].

<b>- Cơng trình thụ động năng lượng mặt trời (passive solar building, ngắn </b>

<b>gọn hơn là passive building) – hoặc nhà thụ động (passive house) là thuật ngữ </b>

được dùng phổ biến hơn trong các sách chuyên ngành về năng lượng cơng trình – là cơng trình đáp ứng được nhu cầu sưởi ấm bằng cách sử dụng chủ yếu bức xạ mặt trời chiếu vào cơng trình và tận thu lượng nhiệt được sinh ra bên trong cơng trình cho mục đích này. Theo đó, các cấu kiện sàn, tường, trần, cửa đi, cửa sổ, … tức là các thành phần của lớp vỏ bao che bên ngoài cũng như kết cấu ngăn chia bên trong cơng trình được chế tạo sao cho giúp việc thu, trữ và phân phối năng lượng mặt trời dưới dạng nhiệt trong cơng trình vào mùa đơng và ngăn cản nhiệt bên ngoài vào mùa hè được thuận lợi. Về lý thuyết, thiết kế thụ động sẽ không cần thiết phải sử dụng hệ thống sưởi ấm/làm mát bằng cơ khí hoặc chạy điện, tuy nhiên trong thực tế những hệ thống này vẫn được lắp đặt để đề phòng các trường hợp thời tiết cực đoan (quá nóng hoặc quá lạnh kéo dài), giúp điều chỉnh mơi trường vi khí hậu trong nhà gần với khoảng tiện nghi trên biểu đồ sinh khí hậu. Mức tiêu thụ năng lượng cho

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

việc sưởi ấm hoặc làm mát trong cơng trình thụ động do vậy sẽ được giảm thiểu, không cần đến các giải pháp sưởi ấm truyền thống trong đa số thời gian trong năm, và giá trị tối đa cho phép là 15 kWh/m2a được áp dụng một cách nghiêm ngặt [34].

<b>- Cơng trình chủ động về năng lượng mặt trời (active solar building), trái </b>

lại, sử dụng năng lượng cho việc sưởi ấm ở dạng nhiệt bằng cách hấp thụ ánh sáng mặt trời qua thiết bị thu (collector) đấu nối với bộ phận chuyển đổi quang năng thành nhiệt năng, làm luồng khơng khí mát hoặc luồng nước lạnh (được dùng phổ biến hơn) chạy qua nóng lên đến nhiệt độ cần thiết rồi sẽ theo các đường ống ngầm dưới sàn, trong tường và trên trần tỏa đi khắp cơng trình, phục vụ cho việc sưởi ấm. Nếu chưa sử dụng ngay, năng lượng nhiệt được lưu trong một thiết bị trữ để tiến hành sưởi ấm sau đó theo nhu cầu thực tế. Trong trường hợp nhu cầu tăng cao vượt quá khả năng cung ứng của hệ thống chính, hệ thống phụ trợ hoặc thiết bị phát dự phòng sẽ được khởi động. Đối với nhu cầu sử dụng nước ấm (khoảng 45oC), hệ thống cung cấp cũng hoạt động trên nguyên lý tương tự [35].

<b>- Cơng trình trung hịa năng lượng (zero-energy building) là cơng trình có </b>

tổng mức năng lượng sử dụng bằng khơng, có nghĩa là lượng năng lượng mà bản thân cơng trình sản sinh ra trong một năm từ các nguồn tái tạo như năng lượng mặt trời hay năng lượng gió đúng bằng tổng năng lượng được tiêu thụ bên trong công trình cho tất cả các mục đích sử dụng (sưởi ấm , làm mát, chiếu sáng, bơm nước, chạy các thiết bị điện tử, …) trong cùng khoảng thời gian, có nghĩa vừa đủ đáp ứng nhu cầu và không phụ thuộc vào nguồn cấp từ bên ngoài, nhất là các hệ thống phân phối tiếp nhận năng lượng từ những trạm phát điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch, góp phần tích cực làm giảm phát thải CO2 và bảo vệ môi trường tự nhiên [36].

<b>- Cơng trình phụ trội năng lượng (plus-energy building) là cấp độ phát </b>

triển cao hơn và thực sự hiệu quả hơn cơng trình trung hịa năng lượng, khi cơng trình sản sinh ra một lượng năng lượng từ các nguồn tái tạo nhiều hơn so với nhu cầu tiêu thụ trong cùng khoảng thời gian (thơng thường được tính theo năm). Nguồn năng lượng dư có thể được tích trữ cho bản thân cơng trình phịng trường hợp xảy ra sự cố ngoài dự kiến ảnh hưởng đến việc tự cung cấp năng lượng hoặc được chuyển

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

vào mạng điện chung của khu vực để điều tiết năng lượng giữa các cơng trình với nhau, theo đó cơng trình dư thừa năng lượng sẽ bù đắp một phần cho công trình thiếu hụt năng lượng [31].

<b>B. Viết tắt </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<small>1 </small>

PHẦN 1: MỞ ĐẦU

<b>1. Lý do chọn đề tài </b>

Thấm thoát thập niên đầu tiên của thế kỷ XXI đã trôi qua, thế giới đã có những bước phát triển nhảy vọt, trong đó q trình đơ thị hóa đang diễn ra mạnh mẽ, đặc biệt tại các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam. TP.HCM, với vai trò là trung tâm kinh tế - chính trị - văn hóa quan trọng của Việt Nam. Đô thị phát triển mạnh mẽ kéo theo nhiều hệ lụy như dân số gia tăng nhanh chóng, sự tập trung dân số với mật độ dân cư lớn khiến tổng năng lượng sử dụng cũng tăng theo; các hoạt động thủ công hằng ngày được thay thế bằng máy móc, cơng nghệ hóa nên năng lượng tiêu thụ cho các thiết bị là rất lớn; cơ sở hạ tầng kỹ thuật cũng như các dịch vụ xã hội không thể đáp ứng trong khi vật giá leo thang không ngừng khiến giá điện tăng cao; biến đổi khí hậu sâu sắc, ô nhiễm thường xuyên, kéo dài làm cho nhu cầu làm mát và sưởi ấm tăng đột biến; nguồn tài nguyên năng lượng ngày một cạn kiệt. Vì thế kiến trúc cần thay đổi để thích ứng với điều kiện mới, mà hai yêu cầu bền vững về mặt sinh thái và thân thiện với môi trường là nền tảng cơ sở và tiên quyết. Từ đó, KTHQNL được hình thành.

Với u cầu bền vững về mặt sinh thái và thân thiện với môi trường. Hiệu quả về năng lượng là một điểm cốt lõi trong cả hai yêu cầu nói trên. Bởi vì sử dụng năng lượng là một nhu cầu thiết yếu hàng ngày, nếu khơng muốn nói là hàng giờ, trong cuộc sống của con người và góp phần đảm bảo sự tiện nghi sinh khí hậu cho người sử dụng. Hơn nữa, cũng chính việc sản xuất và sử dụng năng lượng cho đến thời điểm hiện nay tại nhiều quốc gia trên thế giới là nguyên nhân trực tiếp gây ra tình trạng mất cân bằng sinh thái, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng môi trường và chất lượng cuộc sống của con người. Đã đến lúc cần phải có sự thay đổi căn bản trong quan niệm thiết kế kiến trúc, khi tính hiệu quả về năng lượng sẽ quyết định cả hình thức lẫn công năng của công trình, nhằm đảm bảo sự tiện nghi bên trong công trình cũng như chất lượng mơi trường bên ngồi, tạo được một môi trường bên trong – môi trường VKH – tốt cho con người.

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

<small>2 </small>

Bên cạnh đó, trong một cuộc phỏng vấn tại Bộ Xây dựng năm 2013, bà Wendy Werner - Giám đốc Chương trình tư vấn cải thiện môi trường đầu tư của

<i>IFC khu vực Đông Á – Thái Bình Dương cũng cho biết: “Ngành Xây dựng là một </i>

<i>trong những ngành tiêu thụ năng lượng nhiều nhất ở Việt Nam, chiếm tới khoảng 36% tổng năng lượng tiêu thụ của cả nước. Nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng sẽ giúp Chủ đầu tư các cơng trình giảm được chi phí vận hành, đồng thời góp phần giúp Việt Nam đạt mục tiêu giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính 8-10% trong giai đoạn 2011-2020” [59]. Do đó việc nghiên cứu vận dụng KTHQNL cho việc </i>

thiết kế các CTCC là một vấn đề thiết thực, một hướng đi đúng đắn, gợi mở tương lai sáng sủa, phù hợp với điều kiện khí hậu nhiệt đới và nền kinh tế đang phát triển thực tiễn của TP.HCM…

Tại Việt Nam, KTBV đã trở nên quen thuộc bên cạnh xu hướng khác như kiến trúc xanh, kiến trúc sinh thái thì KTHQNL là một xu hướng tuy cũ mà mới. Ở một mức độ đơn giản hơn, KTBV là nền tảng cho KTHQNL hay cũng có thể nói KTHQNL là yếu tố khơng thể thiếu trong KTBV. Tuy nhiên, cũng giống như kiến trúc xanh, kiến trúc sinh thái, kiến trúc cộng đồng thì KTHQNL cũng có những đặc điểm nổi bật, sắc thái riêng nhưng tất cả đều có chung một mục đích là mang lại sự bền vững cho các cơng trình kiến trúc.

Hiện nay, các cơng trình kiến trúc công cộng theo xu hướng KTHQNL được xây dựng tại Việt Nam nói chung và ở TP.HCM nói riêng đã tiếp thu được một phần những thành tựu khoa học kỹ thuật tiên tiến của thế giới về nghệ thuật kiến trúc và kỹ thuật xây dựng, trở thành các nhân tố quan trọng cấu trúc không gian đô thị, xây dựng nên bộ mặt kiến trúc cho không gian đơ thị TP.HCM. Đồng thời nói lên sự lớn mạnh về kinh tế và chính trị của Thành phố trong thời kỳ đổi mới.

<i>“Hình thức theo đuổi công năng” - “Form follows function” được KTS người </i>

Mỹ Louis Sullivan giới thiệy vào năm 1896 đã làm thay đổi nền kiến trúc lúc bấy giờ, sau này đã được KTS Frank Lloyd Wright (trợ lý của KTS Sullivan) quảng bá rộng rãi hơn. Từ đó hình thức này đã trở thành bài học vỡ lòng, hầu hết được giảng dạy trong các trường đào tạo ngành kiến trúc và là kim chỉ nam cho mọi KTS hành

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<small>3 </small>

nghề. Nhưng để phù hợp với thực trạng thì năng lượng thực sự là một yếu tố chi phối mạnh mẽ cả hình khối lẫn cơng năng của một cơng trình kiến trúc nếu được thiết kế trên quan điểm thích ứng với điều kiện khí hậu địa phương và TKNL. Cho nên nhiều KTS đã rút ra được một phương trâm mới phù hợp với thực trạng hiện nay “both form and function follow energy” (Hình thức và cơng năng theo đuổi sự hiệu quả năng lượng).

<i>Với đề tài luận văn: “Kiến trúc hiệu quả năng lượng – Energy Efficient </i>

<i>Architecture và khả năng ứng dụng vào các cơng trình cơng cộng tại TP.HCM”, tác </i>

giả thực hiện với mong muốn qua kết quả nghiên cứu này sẽ tìm hiểu một cách đúng đắn, chính xác mục đích và ý nghĩa của KTHQNL. Ngoài ra, luận văn cũng giớ thiệu xu hướng mới về KTHQNL; đưa ra các tiêu chí đánh giá về khả năng ứng dụng của KTHQNL vào các CTCC phù hợp với các điều kiện thực trạng tại TP.HCM nói riêng và bên cạnh đó có thể mở rộng việc ứng dụng KTHQNL đối với các tỉnh thành khác trên toàn quốc.

<b>2. Tổng quan các đề tài nghiên cứu liên quan </b>

Ngày nay, khi mà nhiều người qua tâm đến yếu tố môi trường, xu hướng xanh, KTBV ngày càng phát triển thì vấn đề HQNL trong kiến trúc xây dựng ngày càng được quan tâm và trở nên thịnh hành trên thế giới. Tuy nhiên ở Việt Nam, KTHQNL là một xu hướng mới nhưng lại khá quen thuộc qua KTBV. Các KTS trẻ đã và đang tự tìm tịi nghiên cứu, học tập lẫn nhau nhưng thiếu sự hỗ trợ về mặt chuyên môn cũng như kinh phí để hồn thành được những cơng trình nghiên cứu tầm cỡ.

Hiện nay các cơng trình nghiên cứu về KTHQNL trong CTCC trong nước khá khiêm tốn, hầu như chỉ ở mức giới thiệu sơ bộ, cung cấp cho người đọc những thông tin cơ bản, lý thuyết bước đầu tiếp cận, được đề cập một phần như trong:

<i>- Kiến trúc nhà công cộng (2006), NXB Xây dựng, GS.TS.KTS </i>

Nguyễn Đức Thiềm;

<i>- “Kiến trúc sinh khí hậu” (2002) hay “Thiết kế nâng cao chất lượng </i>

<i>môi trường và hiệu quả năng lượng trong các tòa nhà văn phòng ven biển Việt </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<small>4 </small>

<i>Nam” (2016) hay “Thiết kế cơng trình có hiệu quả về năng lượng – Hai cách tiếp cận kiến trúc vào khí hậu Việt Nam” (2014) – PGS.TS.Phạm Đức Nguyên; </i>

<i>- ”Các giải pháp Kiến trúc Khí hậu Việt Nam”, NXB Khoa học Kỹ </i>

thuật (2002) - Phạm Đức Nguyên, Nguyễn Thu Hòa, Trần Quốc Bảo;

<i>- “Sổ tay thiết kế kiến trúc hiệu quả năng lượng” – Trường Đại học </i>

kiến trúc Tp.HCM;

<i>- “Giải pháp thiết kế nhà cao tầng tại thành phố Hồ Chí Minh theo </i>

<i>hướng đảm bảo tiện nghi vi khí hậu và sử dụng năng lượng có hiệu quả” - Giang </i>

Các tài liệu trên mang một khối lượng khá lớn những kiến thức về CTCC, và các yếu tố có liên quan trong KTHQNL. Đây là những tài liệu kiến trúc tham khảo quý báu cho việc nghiên cứu của luận văn. Từ đó đẩy mạnh cơng tác nghiên cứu KTHQNL để mọi người có thể hiểu được bản chất của kiến trúc này và sẽ đem lại những thành quả to lớn khi được ứng dụng thực tiễn rộng rãi trong giai đoạn phát triển hiện nay.

<b>3. Mục tiêu nghiên cứu </b>

Với những phương châm nêu trên, tác giả xác định mục tiêu chính của luận văn là:

- Giới thiệu tổng quan về KTHQNL;

- Đưa ra các giải pháp KTHQNL áp dụng cho cơng trình kiến trúc, từ quy hoạch đến thiết kế, từ kỹ thuật đến phi kỹ thuật, với các phạm vi ứng dụng khác nhau trong nhiều lĩnh vực, song hoàn tồn có thể được phối hợp, gắn kết với nhau mang tầm chiến lược có tính thực tiễn và khả năng ứng dụng đối với điều kiện tự nhiên của TP.HCM;

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

<small>5 </small>

- Cập nhật và giới thiệu các giải pháp KTHQNL tiên tiến của thế giới và ứng dụng vào CTCC tại TP.HCM;

- Đưa ra các phương pháp phân tích bằng phần mềm một cách khoa học và trực quan để chứng minh cho tính hiệu quả.

Tóm lại, tất cả là vì một mục tiêu chung là nâng cao hiệu quả năng lượng đạt mức tối ưu nhất, hiệu quả nhất trong các cơng trình kiến trúc nói chung và CTCC nói riêng. Từ cơ sở đó để xem xét phạm vi và khả năng ứng dụng thực tiễn của KTHQNL ở TP.HCM nói riêng và cả nước nói chung.

<b>4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu </b>

Đối tượng của luận văn:

- Vấn đề lý luận: Các vấn đề về tư duy và lý luận với đối tượng chính là xu hướng KTHQNL trên thế giới, tìm hiểu lịch sử hình thành, những nguyên tắc cơ bản, những giá trị của KTHQNL mang lại, các cơng trình và các KTS tiêu biểu của xu hướng này trên thế giới.

- Vấn đề thực tiễn: CTCC tại TP.HCM và các nghiên cứu bối cảnh xã hội, văn hóa, kỹ thuật, cơng nghệ, đưa ra nhiều giải pháp KTHQNL có thể ứng dụng một cách, phù hợp, tối ưu nhất tại TP.HCM và xa hơn là các tỉnh thành khác trên cả nước.

Phạm vi nghiên cứu của đề tài:

- Giới hạn vấn đề nghiên cứu: Luận văn chỉ giới thiệu, phân tích những yếu tố cơ bản về KTHQNL. Đồng thời vận dụng những kiến thức và hiểu biết đã thu thập được để phân tích phạm vi ứng dụng vào TP.HCM.

- Giới hạn về không gian nghiên cứu: CTCC ở Quận 1, TP.HCM.

- Giới hạn về thời gian nghiên cứu: Với các tiến bộ khoa học kỹ thuật của thế giới, mọi thứ đang thay đổi từng ngày, TP.HCM cũng đang vươn mình đi lên với việc đẩy nhanh tốc độ đơ thị hóa, cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa, tập trung tổ chức khơng gian đô thị hiện đại theo định hướng chung của quốc gia với mốc thời gian năm 2020 và xa hơn nữa TP.HCM sẽ trở thành siêu đô thị vào 2030 với việc nước ta đang được vào danh sách các nước đang phát triển và có xu hướng đơ thị

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

<small>6 </small>

hóa nhanh nhất Đơng Nam Á. Vì vậy, luận văn nghiên cứu cũng thực hiện trên cơ sở đề xuất các quan điểm, giải pháp tổ chức không gian đối với CTCC đến thời điểm 2020 và tầm nhìn xa hơn trong tương lai.

<b>5. Phương pháp nghiên cứu </b>

Tác giả sử dụng các phương pháp khác nhau để tiến hành nghiên cứu này đạt hiệu quả nhất:

- Phương pháp, thu thập và xử lý thơng tin: có hai nguồn dữ liệu để thu thập, dữ liệu sơ cấp và dữ liệu thứ cấp

+ Dữ liệu sơ cấp xoay quanh các kiến thức về KTHQNL và biểu hiện của nó

+ Các dữ liệu thứ cấp được sử dụng dưới hình thức tìm hiểu những nghiên cứu tiền lệ. Những nghiên cứu đã tiến hành trong sách và tạp chí cũng như trên mạng Internet, trong các giấy tờ, bài báo xuất bản. Nghiên cứu tiền lệ rất quan trọng vì cho phép tác giả nắm bắt thơng tin và kiến thức nhanh chóng, để có cái nhìn tổng quan và khách quan về vấn đề mình đang tìm hiểu như: lịch sử hình thành cũng như quá trình phát triển của KTHQNL ở trong nước và ngoài nước,…

- Phương pháp hệ thống hóa, phân tích tổng hợp để thu thập và xử lý thông tin, đồng thời sử dụng phương pháp so sánh để thấy được tính chất của của vấn đề nghiên cứu là KTHQNL cũng như sự khác nhau của nó đối với một vài xu hướng kiến trúc khác đã từng xuất hiện trên thế giới và Việt Nam.

- Phương pháp điền giả: đi thực địa nghiên cứu các cơng trình.

- Phần kết quả và đề xuất cho vấn đề nghiên cứu, chủ yếu sử dụng phương pháp phân tích tổng hợp, phương pháp điều tra khảo sát để thấy được bối cảnh tự nhiên, văn hóa, xã hội cũng như cơng nghệ tại Việt Nam từ đó đưa ra kết luận và đề xuất thích hợp với thực trạng hiện nay tại TP.HCM.

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<small>7 </small>

PHẦN 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

<b>CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG VÀ CƠNG TRÌNH CƠNG CỘNG TẠI TP.HCM </b>

1.1 TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG 1.1.1 Khái niệm

KTHQNL xét một cách tổng quát và rộng hơn chính là một yếu tố không thể thiếu trong KTBV. Cũng giống như các xu hướng hiện nay như kiến trúc xanh, kiến trúc sinh thái… KTHQNL được hình thành từ KTBV - là nền tảng chính với yêu cầu bền vững về mặt sinh thái và thân thiện với môi trường. Bên cạnh đó, có thể hiểu một cách đầy đủ hơn, KTBV là kiến trúc sử dụng các phương pháp tiếp cận khôn khéo để bảo tồn năng lượng và hệ sinh thái trong việc thiết kế môi trường xây dựng, đem đến sự cân bằng giữa con người với mơi trường tự nhiên. Cơng trình bền vững phải hòa hợp với cảnh quan tự nhiên và ngược lại, thiên nhiên cũng sẽ làm đẹp thêm cho cơng trình.

HQNL, hay cịn gọi là sử dụng năng lượng có hiệu quả, tiết kiệm được đặt ra như một mục tiêu cần phấn đấu đạt được, là việc giảm lượng năng lượng cần thiết để sản xuất một sản phẩm hoặc cung ứng một dịch vụ nào đó mà sản phẩm cũng như dịch vụ này vẫn đạt tiêu chuẩn chất lượng sử dụng tương đương. Việc cải thiện HQNL có thể đạt được bằng cách áp dụng một công nghệ mới, hoặc cải tiến một quy trình sản xuất, hoặc sử dụng các phương pháp được chấp nhận rộng rãi để giảm sự tổn thất năng lượng [32]. Lĩnh vực áp dụng “HQNL” trong thực tế rất rộng, mà xây dựng là một trong số đó.

Kiến trúc Hiệu quả năng lượng – Energy Efficient Architecture được hiểu một

<i>cách ngắn gọn mà đầy đủ ý nghĩa là “q trình tạo lập các khơng gian chức năng </i>

<i>và vận hành các khơng gian chức năng đó có áp dụng đồng bộ các giải pháp giảm tiêu thụ năng lượng, từ năng lượng biểu hiện (tức là năng lượng cần thiết cho các hoạt động khai thác và chế biến vật liệu xây dựng, sản xuất cấu kiện xây dựng, vận chuyển và lắp dựng các cấu kiện đó vào vị trí được chỉ định trên cơng trường) đến năng lượng vận hành (có nghĩa là năng lượng tiêu thụ cho các hoạt động của công </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

<small>8 </small>

<i>trình khi cơng trình đó được đưa vào sử dụng, chẳng hạn như chiếu sáng, sưởi ấm, làm mát, chạy các thiết bị và dụng cụ phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt và sản xuất) kéo dài suốt vịng đời của cơng trình”. [37] </i>

Ta có thể hiểu một cách đơn giản nhất, KTHQNL là kiến trúc nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực đến mơi trường của các tịa nhà bằng hiệu quả (Chiếu sáng, thơng gió tự nhiên, khả năng cách nhiệt và tái tạo năng lượng) và sự kiểm soát trong việc sử dụng vật liệu, năng lượng, không gian phát triển và VKH nói chung. KTHQNL sử dụng một cách tiếp cận có ý thức đối với bảo tồn sinh thái và tiết kiệm, HQNL trong việc thiết kế môi trường xây dựng.

1.1.2 Bối cảnh và sự hình thành

Những năm gần đây, thế giới đang đối mặt với sự khủng hoảng năng lượng. Các nguồn nhiên liệu truyền thống như than, dầu, khí đốt,… đang dần cạn kiệt. Việc khai thác, sử dụng các nguồn năng lượng không hợp lý đã và đang gây ra những tác hại to lớn về mơi trường sinh thái. Bên cạnh đó, q trình đơ thị hóa đang diễn ra mạnh mẽ, khoa học công nghệ phát triển kéo theo nhiều hệ lụy nghiêm trọng:

- Dân số thế giới gia tăng nhanh và các đô thị ngày càng trở nên đông đúc, khiến tổng năng lượng sử dụng cũng tăng theo;

- Con người ngày càng sử dụng nhiều thiết bị tiêu thụ năng lượng thay thế cho các cách thức bằng thủ công như trước kia, khiến tổng năng lượng tiêu thụ theo thời gian gia tăng nhanh hơn tốc độ phát triển dân số cùng kỳ;

- Biến đổi khí hậu ngày càng tác động sâu sắc, hiện tượng thời tiết cực đoan xảy ra thường xuyên hơn, kéo dài hơn và khắc nghiệt hơn (nắng nóng trên 40oC hoặc trời lạnh dưới -20oC), khiến nhu cầu làm mát và sưởi ấm tăng đột biến;

- Giá điện được sản xuất theo phương pháp nhiệt điện đang leo thang khi chi phí khai thác than đá và dầu mỏ tăng cao. Các vỉa than và túi dầu ở tầng trên và tầng giữa lớp vỏ Trái Đất nhiều nơi đã cạn kiệt;

- Theo một thống kê ở châu Âu, hơn 50% chất thải sinh hoạt và 50% các chất gây ô nhiễm đến từ các hoạt động xây dựng, 40% năng lượng tiêu

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

<small>9 </small>

thụ có liên quan đến ngành xây dựng. ngành công nghiệp xây dựng sử dụng các vật liệu hoặc phương pháp gây hại đến môi trường xung quanh

- Khi cuộc sống trở nên hiện đại hơn, con người có xu hướng ỷ lại vào công nghệ, quá phụ thuộc vào thiết bị mà bỏ qua hoặc coi nhẹ yếu tố tự nhiên có lợi. Hậu quả là biến đổi khí hậu càng mạnh mẽ, sự khắc nghiệt của thời tiết càng gia tăng và con người gần như bị kẹt trong một vòng luẩn quẩn xem chừng khó tháo gỡ.

Trước những khó khăn đó, đối với ngành kiến trúc nói riêng, thách thức lớn nhất là tìm lại sự cân bằng cho môi trường thiên nhiên, sử dụng một cách tối đa HQNL. Từ đó, xu hướng KTHQNL được hình thành và phát triển với định hướng

<i>đem lại sự bền vững cho kiến trúc. Và theo bài báo “Energy Efficient Architecture </i>

<i>and Building Systems to Address Global Warming” (tháng 7/2018) của tạp chí “Leadership and Management in Engineering” thì KTHQNL được hình thành vào </i>

tháng 2 năm 2007. [60]

1.1.3 Mục tiêu, ý nghĩa và vai trò của KTHQNL trong việc định hướng kiến trúc

1.1.3.1 Mục tiêu của KTHQNL

Mọi xu hướng kiến trúc được hình thành đều để phục vụ con người. Cũng như KTBV, KTHQNL mang trên mình mục tiêu là giảm thiểu tác động của kiến trúc và xây dựng đến môi trường xung quanh nhằm đạt tới một giá trị bền vững cho hệ sinh thái VKH và môi trường sống của con người trong hiện tại và tương lai, sử dụng một cách phù hợp và hiệu quả tối đa năng lượng bằng cách vận dụng các giải pháp về kiến trúc, quy hoạch tổng thể, hình khối, thơng gió, chiếu sáng, bao che… bên cạnh áp dụng kỹ thuật xây dựng, vật liệu mới, khoa học công nghệ,...

Mặt khác, việc sử dụng năng lượng một cách tiết kiệm và hiệu quả trong các cơng trình kiến trúc khơng chỉ giúp tránh lãng phí năng lượng mà cịn tiết kiệm một khoản đầu tư vào sản xuất năng lượng, giảm thiểu tiêu thụ năng lượng hóa thạch, giảm khí thải vào mơi trường,… góp phần bảo vệ mơi trường hướng tới việc phát triển một cách bền vững.

1.1.3.2 Ý nghĩa của KTHQNL

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

<small>10 </small>

Sự hình thành của xu hướng KTBV ở mức độ đơn giản hơn là KTHQNL có vai trị rất quan trọng và cần thiết đối với nền kiến trúc thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng. Để thấy được tầm quan trọng của việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong kiến trúc, nước ta cũng đã thực hiện ban hành Quy chuẩn xây

<i>dựng Việt Nam số QCVN 09:2013/BXD về “Các cơng trình xây dựng sử dụng </i>

<i>năng lượng có hiệu quả” [74]. Đây là bước đầu trong việc bắt kịp xu hướng trên thế </i>

giới, cũng là nền tảng cho sự phát triển KTHQNL ở nước ta nói chung và TP.HCM nói riêng. Ngồi ra, KTHQNL cịn mang nhiều ý nghĩa như:

- Giúp cơng trình tiêu thụ ít năng lượng hơn so với cơng trình bình thường cùng loại. Nhiều cơng trình có thể tiến đến mức zero năng lượng (tổng năng lượng tiêu thụ trong 1 năm cân bằng với tổng năng lượng năng lượng sản sinh trong

<i>cùng thời gian) hoặc thặng dư năng lượng. Hiện nay, nhiều công trình zero năng </i>

<i>lượng đã được xây dựng chứ khơng chỉ là những mơ hình lý thuyết. </i>

- Cơng trình giảm tiêu thụ năng lượng thì mức độ phát ra khí thải carbon và các tác động môi trường bất lợi cũng được giảm thiểu. Nguồn năng lượng được tái sinh tuần hồn phục vụ cho chính nhu cầu của cơng trình. Qua đó, cơng trình TKNL đóng góp tích cực vào xu hướng phát triển bền vững.

- TKNL là tiết kiệm nhiên liệu, vật tư, là bảo vệ quốc gia. Khơng những vậy cịn giảm chi phí đầu tư, quản lý, vận hành và mang lại lợi ích tài chính to lớn lâu dài cho chủ đầu tư cơng trình.

- KTHQNL đa số thường có khả năng thích ứng tốt hơn với các thay đổi thời tiết, với biến đổi khí hậu và thiên tai.

- KTHQNL cịn có thể biến các nguồn năng lượng thiên nhiên thành năng lượng sạch, tự phục vụ cho bản thân cơng trình nhờ áp dụng cơng nghệ khoa học xây dựng tiến bộ.

1.1.3.3 Vai trò của KTHQNL trong việc định hướng kiến trúc

Vấn đề về năng lượng và biến đổi khí hậu tồn cầu đã và đang trở thành mối quan tâm lớn của tồn thế giới nói chung và nước ta nói riêng. Từ các quốc gia tiên tiến hàng đầu thế giới, đến các quốc gia có nền kinh tế khoa học kỹ thuật phát triển,

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

<small>11 </small>

đến các quốc gia đang phát triển và chậm phát triển, dù ở mức độ, giai đoạn phát triển nào đi nữa cũng đều đã và đang phải hoạch định các kế hoạch chiến lược quốc gia của mình để sử dụng tiết kiệm HQNL. Bên cạnh đó, các quốc gia cũng đẩy mạnh việc tìm kiếm, phát triển các nguồn năng lượng sạch, mới để thay thế năng lượng cũ đang sử dụng hiện nay.

Chính phủ Việt Nam cũng đề cập đến “tiết kiệm năng lượng” ở Điều 6 trong Định hướng Quy hoạch Tổng thể Phát triển Hệ thống Đô thị Việt Nam đến năm 2025 và tầm nhìn đến năm 2050 – bản phê duyệt điều chỉnh và coi đó là một trong số những nội dung quan trọng và cấp bách cần triển khai thực hiện [25]. Đặc biệt, tại các thành phố lớn như Hà Nội, TP. HCM, Đà Nẵng… các tòa nhà cao tầng, trung tâm thương mại, siêu thị được xây dựng mới ngày càng nhiều. Vì vậy, việc cấp bách hiện nay phải thực hiện là giảm bớt lượng năng lượng tiêu thụ trong CTCC nói riêng và các cơng trình kiến trúc khác đang rất được mọi người quan tâm. Việc hiệu quả, TKNL là một tiềm năng rẩt lớn trong mọi lĩnh vực, nhất là trong lĩnh vực xây dựng (Biểu đồ 1.1).

Ông Xavier Pinchart, Tổng giám đốc khu vực Đông Nam Á, Bodens Engineering chia sẻ về việc ứng dụng KTHQNL vào các cơng trình kiến trúc xây

<i>dựng: “Công ty Bodens Engineering từng thiết kế những tịa nhà khơng cần phải sử </i>

<i>dụng năng lượng làm mát hay sưởi ấm cơng trình thơng qua các giải pháp năng lượng địa nhiệt. Như ở châu Âu, một dự án văn phòng hạng A trên 10 nghìn m2 với mức năng lượng tiêu thụ của tòa nhà gần bằng 0 và dự án xây dựng dùng nước biển làm mát mà không phải sử dụng đến bất kỳ điều hịa khơng khí nào”. [38] </i>

Năm 1987, trong tuyên bố “tư tưởng chung của chúng ta” của Ủy ban môi trường và phát triển thế giới (WCED), lần đầu tiên khái niệm phát triển bền vững đã

<i>được định nghĩa một cách hết sức khoa học: “Phát triển bền vững là sự phát triển </i>

<i>đáp ứng được nhu cầu của hiện tại mà không ảnh hưởng đến khả năng đáp ứng nhu cầu của thế hệ tương lai” - đây là định nghĩa được Cộng đồng quốc tế công nhận </i>

(Brundland Commission 1987). Ngồi ra, NXB Cơng viên Quốc gia Mỹ đã đề xuất “Quy định chi tiết thiết kế KTBV” với nội dung liên quan như sau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

<small>12 </small>

- Coi trọng sự hiểu biết có tính địa phương, tính khu vực đối với địa điểm thiết kế, tiếp tục ngọn nguồn văn hóa của địa phương nơi thiết kế.

- Tăng cường nhận thức về kỹ thuật thích dụng, kết hợp u cầu cơng năng của kiến trúc, chọn dùng kỹ thuật đơn giản thích hợp HQNL, các hệ thống (chiếu sáng, điều hịa khơng khí, hệ thống bơm/ quạt,..) trong cơng trình sử dụng năng lượng hiệu quả (Biểu đồ 1.2).

- Sử dụng VLXD địa phương có thẻ tuần hồn tái sinh, tránh VLXD có năng lượng tiềm ẩn cao, phá hoại môi trường, sản sinh phế thải, phóng xạ, tránh sử dụng lại VLXD, cấu kiện cũ [4].

- Tùy vào điều kiện khí hậu ở địa phương, chọn sách lược năng lượng kiểu bị động, ứng dụng năng lượng tái sinh.

- Giảm thiểu sự tổn hại môi trường trong q trình xây dựng, tránh phá hoại mơi trường, lãng phí năng lượng và VLXD.

Trong những năm qua, Đảng và Chính phủ đã có chủ trương và triển khai nhiều chính sách nhằm thực hiện sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, giảm ô nhiễm môi trường và giảm chi phí sản xuất. Điển hình là năm 2006, Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt Chương trình Mục tiêu Quốc gia về Sử dụng Năng lượng Tiết kiệm và Hiệu quả (VNEEP) giai đoạn 2006-2015 tại Quyết định số

<i>1427/QĐ-TTg ngày 2 tháng 10 năm 2012 [96]; Và, năm 2010, Quốc hội thông qua “Luật sử </i>

<i>dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả”, Luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu </i>

quả có hiệu lực từ năm 2011 [97].

Chương trình Mục tiêu Quốc gia về Sử dụng Năng lượng Tiết kiệm Hiệu quả đã xác định rõ mục tiêu đề ra giải pháp cụ thể để triển khai thực hiện các mục tiêu.

<i>Các mục tiêu cụ thể của Chương trình bao gồm: “Đạt mức tiết kiệm 3 - 5% tổng </i>

<i>mức tiêu thụ năng lượng quốc gia trong giai đoạn 1 (2006 - 2010) và 5 - 8% trong giai đoạn 2 (2011 – 2015) so với nhu cầu năng lượng theo quy hoạch phát triển điện lực giai đoạn 2011 – 2020 có xét đến năm 2030”; “Sử dụng rộng rãi các thiết bị hiệu suất cao, thay thế dần các trang thiết bị có hiệu suất thấp, tiến tới loại bỏ các trang thiết bị có cơng nghệ lạc hậu. Áp dụng tiêu chuẩn và định mức kỹ thuật </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

<small>13 </small>

<i>tiên tiến nhằm cải thiện hiệu suất năng lượng trong hoạt động xây dựng, sản xuất kinh doanh của các doanh nghiệp, đạt mức ít nhất 10% cường độ năng lượng của các ngành sử dụng nhiều năng lượng: Xi măng, ngành thép, ngành dệt may”.[5] </i>

<i>Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 09:2017/BXD "Các cơng trình xây dựng </i>

<i>sử dụng năng lượng hiệu quả", được Bộ Xây dựng và Tổ chức Tài chính Quốc tế </i>

(IFC-WB) giới thiệu ngày 28/12/2017 thay thế quy chuẩn xây dựng Việt Nam số QCXDVN 09:2005/BXD ngày 17/11/2005 và quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 09:2013/BXD ngày 23/10/2013 của Bộ trưởng Bộ Xây dựng. [39]

1.1.4 Sự cộng hưởng KTHQNL với các xu huóng kiến trúc khác trong kiến trúc bền vững

<b>Một trong những vấn đề lớn của nước ta trong Thế kỷ 21 là đô thị hoá, làm </b>

cho mật độ dân cư tập trung tăng lên, tài nguyên, năng lượng tiêu thụ nhiều hơn, cung cấp nhiều hơn và chất thải cũng tăng lên, sưc ép mơi trường (khơng khí, đất, nước) quá mức. Ðô thị hoá thu hẹp đất cây xanh, đuổi xa các loài sinh vật. Môi trường tự nhiên bị pha vỡ, làm nóng mơi trường đơ thị, tăng sử dụng năng lượng, ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ người dân. Ði cùng với sự phát triển của xã hội, thế kỷ qua đã lần lượt xuất hiện các xu hướng kiến trúc lớn sau đây:

<i>- Kiến trúc khí hậu, Kiến trúc sinh khí hậu (Climatic Architecture, </i>

<i>Bioclimatic Architecture) nhấn mạnh sự thích ứng kiến trúc với khí hậu bản địa, tạo </i>

mơi trường khí hậu trong nhà, nơi ở tiện nghi cho con người.

<i>- Kiến trúc mơi trường (Environmental Architecture), địi hỏi cơng trình </i>

kiến trúc phải giảm áp lực lên môi trường, giảm và xử lý chất thải, bảo tồn tài nguyên thiên nhiên.

<i>- Kiến trúc sinh thái (Ecological Architecture), đòi hỏi kiến trúc phải </i>

không gây hay giảm tối thiểu ảnh hưởng tới hệ sinh thái, bảo đảm đa dạng sinh học.

<i>- Kiến trúc hiệu quả năng lượng (Energy - Efficient Architecture) địi </i>

hỏi cơng trình kiến trúc phải sử dụng tối đa năng lượng thiên nhiên, giảm tối đa năng lượng hóa thạch bằng các chiến lược/ giải pháp kiến trúc (kiến trúc thụ động) hoặc công nghệ (kiến trúc chủ động).

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

<small>14 </small>

<i>- Kiến trúc thích ứng/ mềm dẻo (Adaptable Architecture). Công nghệ </i>

đang tiến nhanh đến mức khơng thể dự báo chính xác được. Vì vậy cơng trình kiến trúc phải làm sao khơng cần phá dỡ, chỉ cần cải tạo (càng ít càng tốt) là đáp ứng được.

<i><b>Chính vì vậy Kiến trúc Thế kỷ 21 theo đuổi là KTBV (Sustainable </b></i>

<i>Architecture) là điều đúng đắn và cần thiết, phù hợp với giai đoạn hiện nay và </i>

<i>tương lai. KTBV bao trùm các xu hướng kiến trúc nêu trên (Hình 1.1). "Kiến trúc </i>

<i>bền vững” chính là kiến trúc đáp ứng được sự “Phát triển bền vững/ Sustainable Development” của nhân loại và là cách ứng xử có văn hóa của những người thiết kế </i>

đối với sự biến đổi khí hậu Trái đất.

Kiến trúc khí hậu - thích ứng với khí hậu - được đặt ở giữa, như là cái nhân của KTBV, bởi lẽ khi kiến trúc thích ứng với khí hậu, thiên nhiên thì sẽ giảm bớt

<i>tiêu thụ năng lượng nhân tạo trong xây dựng và vận hành (KTHQNL), thân thiện với môi trường (KT môi trường), tạo thuận lợi cho phát triển các hệ sinh thái (KT sinh </i>

<i>thái), tiên nghi và sức khoẻ cho con người (KT sinh khí hậu). </i>

1.1.5 Các cơng trình kiến trúc tiêu biểu

Nhiều cơng trình kiến trúc trên thế giới đã và đang đặt vấn đề TKNL trở thành một trong những tiêu chí quan trọng trong thiết kế và xây dựng. Những cơng trình kiến trúc tiêu biểu như: Khu ở Vauban (Đức) (Hình 1.2), Hội trường Noail City (Tây Ban Nha) (Hình 1.3), Tịa nhà Diamond (Malaysia) (Hình 1.4), Quán cà phê Gió và nước, Việt Nam (Hình 1.5) thu được nhiều hiệu quả thiết thực về TKNL.

<i>Khu ở Vauban tại thành phố Freiburg, CHLB Đức: Đức là quốc gia luôn dẫn </i>

đầu thế giới về công nghệ TKNL ứng dụng trong xây dựng. Vauban với 5.700 cư dân thuộc thành phố Freiburg – tiểu bang Baden Württemberg là khu ở đầu tiên tại CHLB Đức có tồn bộ nhà ở và CTCC trong khu vực được thiết kế xây mới hoặc cải tạo đạt tiêu chuẩn nhà ở thụ động (passive house) hoặc nhà ở có mức năng lượng tiêu thụ siêu thấp (ultra low-energy house), đặc biệt có 60 căn nhà trong giai đoạn phát triển sau thừa hưởng thành tựu khoa học kỹ thuật mới nhất trong lĩnh vực công nghệ năng lượng được thẩm định và công nhận là phụ trội năng lượng (plus-energy

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

<small>15 </small>

house), tức là loại hình nhà ở tiên tiến về năng lượng hiện nay. Thêm 40 căn nhà thể loại này sẽ tiếp tục được triển khai xây dựng trên phần đất dự trữ còn lại. Đồng thời Vauban Freiburg được xem là Sdự án mẫu mực trên thế giới về khai thác và sử dụng năng lượng tái tạo vì mục đích dân sinh, khi 100% năng lượng được cung cấp từ các tấm pin năng lượng mặt trời lắp đặt trên các mái nhà. Đây cịn là một ví dụ hiếm hoi về khu ở không xe hơi trên thế giới. [40]

<i>Tòa nhà Diamond, Trụ sở Ủy ban Năng lượng Malaysia: thiết kế có hình dáng </i>

của một viên kim cương với 7 tầng, 4 mặt là kính. Tịa nhà tận dụng tốt nguồn ASTN và chỉ tiêu thụ mức năng lượng bằng 1/3 các tịa nhà thơng thường khác. Tịa nhà được thiết kế với nguyên tắc bền vững và TKNL. Thiết bị trong tòa nhà đều được làm từ những vật liệu bền vững và TKNL như lắp đặt kính TKNL, sử dụng hệ thống máy tính TKNL, hệ thống thu nước mưa, giúp tiết kiệm khoảng 70 - 80% lượng nước sử dụng và lắp đặt hệ thống pin quang điện trên mái, giúp sản xuất được 10% năng lượng sử dụng. Tòa nhà đã được nhận giải thưởng Năng lượng ASEAN và giải thưởng Tòa nhà xanh – Chứng nhận Bạch kim của Singapore. [98]

1.2 TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH CƠNG CỘNG TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

1.2.1 Khái niệm và phân loại cơng trình cơng cộng 1.2.1.1 Khái niệm

<i>a. Kiến trúc công cộng (KTCC) (Hình 1.6) </i>

Khái niệm về kiến trúc cơng cộng là một khái niệm tuy cũ mà mới. Vì vậy, ở mỗi góc nhìn khác nhau sẽ có một khái niệm khác về thể loại này. Trước tiên, về việc định nghĩa “kiến trúc cơng cộng” là gì? Thuật ngữ này hiểu theo nghĩa một cách bao quát: KTCC bao gồm mọi hoạt động về kiến trúc - quy hoạch, gồm một hoặc tổ hợp cơng trình kiến trúc phục vụ nhu cầu sinh hoạt, giao tiếp xã hội mang tính tập thể, cộng đồng (theo định nghĩa của Wikipedia: một cộng đồng là một thể thống nhất các đối tượng sống trong cùng một mơi trường). [41]

Nói một cách tổng qt, Kiến trúc cơng cộng là một cơng trình dùng để phục vụ thường xuyên hay định kì cho các sinh hoạt văn hoá, tinh thần và các hoạt động

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

<small>16 </small>

<b>trong xã hội [28]. Không gian công cộng cần phải thu hút được các tầng lớp xã hội, </b>

giai cấp, tơn giáo, nếu có sự phân biệt nào ở khu vực này thì cơng trình đó được xem là khơng thành cơng. Sự tiện nghi, hiện đại chính là những gì mà CTCC phải có để đảm bảo tiêu chí phục vụ cho mọi người. Trong một không gian công cộng cần phải có nhà vệ sinh, chỗ ngồi, thùng rác… Những yếu tố này sẽ giúp nâng cao ý thức và góp phần mang lại sự tiện nghi cho mọi người.

<i>b. Cơng trình cơng cộng (CTCC) </i>

<i>Theo GS.TS.KTS Nguyễn Đức Thiềm, “nhà công cộng là loại nhà dân dụng </i>

<i>được thiết kế xây dựng nhằm phục vụ các hoạt động chuyên môn nghề nghiệp, hay để thỏa mãn các nhu cầu sinh hoạt văn hóa, tinh thần cũng như vui chơi giải trí của con người. Đó là các loại nhà trẻ, trường học, cửa hàng, trung tâm cơng cộng, các văn phịng, cơ quan hành chính, bệnh viện, nhà ga,…”. [21] </i>

Ngoài ra, theo một khái niệm khác thì CTCC là bộ phận quan trọng chiếm phần lớn cơ sở hạ tầng xã hội của một vùng lãnh thổ có người cư trú, đặc biệt ở các thành phố lớn. CTCC gồm tổng thể các cơng trình xây dựng, các hệ thống dịch vụ phục vụ các nhu cầu của đời sống dân cư ở các điểm quần cư đô thị và nông thôn như hệ thống giao thông, cấp điện, cấp nước sinh hoạt, các cơng trình dịch vụ, văn hố, y tế, giáo dục, cơng viên, hệ thống khách sạn, nhà nghỉ, khu du lịch, các khu nhà ở tập thể,... Việc bố trí các CTCC ở đô thị tuỳ thuộc vào quy mô đô thị và phân bố đồng đều trên địa bàn dân cư để việc phục vụ được thuận tiện.

Các kiểu dạng nhà công cộng một mặt vốn đã đa dạng và phong phú hơn so với các dạng nhà ở và các công trĩnh công nghiệp về mặt công năng; mặt khác do những tiến bộ về khoa học kỹ thuật, đời sống lại luôn được nâng cao về vật chất và tinh thần, cho nên xã hội luôn luôn đẻ thêm ra những dạng kiểu nhà cơng cộng có cơng năng mới hoặc làm cho các công năng sử dụng của các công trình cũ sớm bị lỗi thời, mất hiệu quả và cần phải được đổi mới hoàn toàn hoặc cải tiến thì mới có thể phát huy được tác dụng kinh tế xã hội. [21]

Để việc thiết kê các CTCC ngày càng tốt hơn bảo đảm được các yêu cầu của kiến trúc, phát huy được các hiệu quả kinh tế xã hội thì các cơng trình này cần

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

<small>17 </small>

được phân loại, sắp xếp theo từng nhóm, theo những tiêu chí nhất định, để có những chỉ dẫn nghiên cứu sáng tác phù hợp. [21]

1.2.1.2 Phân loại CTCC [20]

Dựa theo đặc điểm chức năng các CTCC chia thành 12 nhóm sau (Hình 1.7): 1 - Nhóm các cơng trình giáo dục và đào tạo: bao gồm tất cả các nhà trẻ, trường học mẫu giáo, trường phổ thông cơ sở, trường đại học, trung tâm dạy nghề, học viện… 2 - Nhóm các cơ quan hành chính và văn phịng: bao gồm trụ sở cơ quan từ thấp đến cao, từ trung ương đến địa phương, các viện nghiên cứu. các viện thiết kế, các văn phòng đại diện, các trung tâm giao dịch…

3 - Nhóm các cơng trình y tế: các loại phòng khám, trạm y tế, các bệnh viện từ địa phương đến trung ương, các trung tâm điều dưỡng, các loại nhà hộ sinh và phòng khám đa khoa…

4 - Nhóm các cơng trình giao thơng: các loại bên bãi đậu xe, dợi tàu, các ga sông, ga biển, ga hàng không, ga xe lửa…

5 - Nhóm các loại cứa hàng, xí nghiệp ăn uống: các phịng trà, tiệm giải khát, tiệm cà phê, nhà ăn công cộng…

6 - Nhóm các cơng trình thương mại: các cửa hàng buôn bán. các cửa hàng bách hóa, các trung tâm thương mại, các loại chợ và siêu thị…

7 - Nhóm các cơng trình văn hóa và hiểu diễn nghệ thuật: rạp chiếu bóng, nhà hát, câu lạc bộ, thư viện, bảo tàng, triển lãm…

8 - Nhóm các cơng trình thể thao: các loại sân bãi tập luyện, thi đấu, sân vận động, khán đài, bể bơi, trung tâm thể thao, học viện thể dục, các câu lạc bộ bơi thuyền… 9 - Nhóm các cơng trình dịch vụ đời sống: các loại nhà trọ, khách sạn, các cửạ hàng sửa chữa phục vụ may mặc, các cửa hàng cắt tóc, gội đầu và một số dịch vụ khác… 10 - Nhóm các cơng trình giao liên: các loại nhà bưu điện từ địa phương đến trung ương, các trung tâm phát thanh truyền hình, xưỏng phim, các dạng nhà ngân hàng, các trung tâm xổ sô, các nhà xuất bản…

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

<small>18 </small>

11 - Nhóm các cơng trình thị chính: bao gồm các kiến trúc nhỏ trong công viên, các trạm xăng, trạm cứu hỏa. các nhà máy nước, các trung tâm xử lý chất thải, các gara, các bến đỗ xe con. xe lớn trong thành phố, các khu vệ sinh…

12 - Nhóm các cõng trình tơn giáo và kỷ niệm: các loại đình, chùa, đền miếu, các nhà tưởng niệm, lăng mộ, tượng đài…

1.2.2 Nguyên tắc thiết kế và một số giải pháp tổ hợp “không gian – mặt bằng” CTCC [23]

1.2.2.1 Nguyên tắc thiết kế CTCC Nguyên tắc lựa chọn khu đất và vị trí xây dựng:

- Diện tích khu đất xây dựng (Theo tiêu chuẩn xây dựng)

- Vị trí khu đất xây dựng (Đảm bảo về yêu cầu sử dụng: Vị trí theo quy hoạch, Giao thơng, Tầm nhìn, Hạ tầng kỹ thuật; Phù hợp với nội dung sử dụng; Đảm bảo về yêu cầu thẩm mỹ: Hài hoà với cảnh quan thiên nhiên, Hài hoà với các cơng trình xung quanh).

Ngun tắc thiết kế các không gian chức năng trong CTCC:

- Các thành phần tạo nên không gian kiến trúc (tường, trần, mái, cửa, vách ngăn, cơng trình Kiến trúc, các thành phần thiên nhiên,…)

- Các loại khơng gian trong CTCC (Theo tính chất sử dụng: Khơng gian chính, khơng gian phụ, khơng gian phụ trợ; Theo đặc điểm: Không gian trong nhà, không gian ngồi trời, khơng gian bán lộ thiên).

- u cầu thiết kế với các không gian kiến trúc công cộng (Khơng gian chính: Đảm bảo u cầu công năng, dễ nhận biết, dễ tiếp cận, ưu tiên thiết về các mặt; Không gian phụ: Đảm bảo yêu cầu công năng, không lấn át không gian chính; Khơng gian phụ trợ: Đảm bảo u cầu công năng, không ảnh hưởng đến các không gian sử dụng).

- Tổ chức không gian chức năng trong CTCC (Khái niệm tổ chức không gian: bố cục không gian, sắp đặt không gian, trong tổng thể cơng trình, mục đích đảm bảo u cầu sử dụng, thẩm mỹ; Sơ đồ dây chuyền công năng; Phân khu chức năng trong CTCC; Liên hệ giữa các không gian chức năng, tổ chức giao thông

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

<small>19 </small>

trong CTCC; Lựa chọn giải phấp kết cấu: lựa chọn lưới cột, bước cột, giải pháp; Nguyên tắc thiết kế nội ngoại thất trong CTCC; Thiết kế ánh sáng: CSTN, chiếu sáng nhân tạo; Màu sắc; Vật liệu), ngoại thất (Hình khối; Mảng,miếng; Vật liệu; Màu sắc; Ánh sáng); Trang thiết bị cơng trình trong CTCC: thang máy, điều hồ, an ninh, hệ thống quản lý tồ nhà; Thiết kế thốt người trong CTCC; Thiết kế nghe nhìn trong phịng khán giả: thiết kế nhìn rõ trong phịng khán giả).

1.2.2.2 Một số giải pháp tổ hợp không gian - mặt bằng CTCC

Với từng loại công năng riêng biệt người thiết kế đều cần phải tìm ra được mối quan hệ trong từng nhóm hoạt động ,từ đó thiết lập nên các hồ sơ lưu tuyến. Tuỳ theo tính chất và cấp độ của mối quan hệ, dưới đây là những kiểu tổ hợp:

<i>a. Phòng lớn được quây quanh bằng các khơng gian nhỏ (Hình 1.8 và 1.9) </i>

Giải pháp này thường được áp dụng cho các công trình đơn năng và các cơng năng chính diễn ra trong khơng gian lớn đó, cịn các khơng gian nhỏ chỉ là phòng bé, phụ thuộc vào phục vụ cho khơng gian chính đó. Mối quan hệ giữa khơng gian chính và phụ ở đây chủ yếu là mối quan hệ mạnh, trực tiếp. Ví dụ ; Phịng triển lãm cơng nghiệp, các cơng trình văn hóa, biểu diễn, nghệ thuật, trung tâm hội nghị, các chợ có mái, siêu thị, các tiền sảnh trong các nhà ga, nhà thi đấu…

<i>b. Dùng hành lang làm phương tiện liên hệ khơng gian (Hình 1.10) </i>

Có thể là hành lang bên này hay hành lang giữa. Các phòng ốc sẽ được tập trung quanh hai phía hoặc một phía của hành lang. Các hành lang này cần nối liền với các nút giao thông và hệ thống sảnh. Hệ thống chuỗi gian phòng này thường tạo nên các không gian đơn điệu cứng nhắc nhưng rành mạch và liên hệ khúc triết rõ rang tuy có lãng phí diện tích phụ (15% - 30% tổng diện tích sàn). Giải pháp này thích hợp với các cơng trình có nhiều phịng và từng phịng cần có u cầu cách li mới có thể hoạt động được. Ví dụ: bệnh viện, trường học, cơ quan hành chính,…

<i>c. Kiểu đơn nguyên phân đoạn (Hình 1.11) </i>

Được áp dụng nếu như việc hợp nhóm có thể tạo nên những khu vực có tính chất lặp lại nhiều lần hoặc những khu vực hoạt động mang tính điển hình nhưng cần có sự độc lập tương đối. Tồn ngơi nhà là sự tập hợp của nhiều đợn nguyên và mỗi đơn

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

<small>20 </small>

nguyên sẽ gồm một số phịng điển hình với mối liên hệ hoạt động trực tiếp có sự cách li tương đối, tạo khả năng tổ hợp đa dạng để thích ứng với nhiều điều kiện quy hoạch. Có hai dạng tổ hợp thường gặp là tập hợp theo tuyến hoặc kiểu chum.

1.2.3 Một số đặc điểm tiêu biểu của CTCC [22]

1.2.3.1 Tính dây truyền rất rõ, nghiêm ngặt tạo sự phong phú đa dạng của loại hình

Mỗi CTCC thường chỉ là sự đáp ứng một tính dây chuyền rất đặc thù, đặc trưng riêng của nhà cơng cộng, vì thế phải nghiên cứu từ sự tìm hiểu nắm vững công năng (lập nên những sơ đồ dây chuyển cơng năng), từ đó lập nên sơ đồ tổ hợp không gian - mặt bằng - hình khối đáp ứng đặc thù của cơng năng đó vói ngơn ngữ, diện mạo riêng phù hợp, tạo tính đa dạng cho hệ thống cơng trình.

<i>1.2.3.2 Tính “tầng bậc – hệ thống” của nhà công cộng </i>

Nhà công cộng không chỉ được tập hợp phân loại theo từng tính chất dựa theo chức năng mà thường trong một nhóm loại hình cịn được phân loại theo hệ thông tầng bậc, nghĩa là các CTCC trực thuộc một ngành dọc quản lý (như của Bộ giao thông, Bộ đại học, Bộ y tế…), còn được phân cấp thành những cấp độ từ thấp đến cao. Ví dụ: Cấp cơ sở: nhà trẻ, trường tiểu học, bưu điện…; Cấp quốc gia: Nhà quốc hội, ga hàng không, ga xe lửa, trụ sở hành chính các bộ. Cấp độ nhà cơng cộng thể hiện ở tầm ảnh hưởng, bán kính phục vụ, ở tần suất xuất hiện các nhu cầu đời sống.

<i>1.2.3.3 Tính quảng dại quần chúng </i>

Nhà cơng cộng dùng để phục vụ chủ yêu đông đảo và quảng đại quần chúng, vì vậy khi thiết kế nó cần quan tâm sao cho địa điểm phải thuận tiện cho việc lui tới và tìm kiếm của quần chúng. Vì vậy tính quần chúng cịn địi hỏi phải đặc biệt lưu ý đến vấn đề nhìn rõ, nghe rõ và tốt cho khơng gian phịng khán giả, phải chú ý ctếp việc thiết kế nền dốc, đến cách âm chông ồn và trang bị kỹ thuật âm thanh để bảo đảm chất lượng nghe tốt cho khán giả đông đảo.

1.2.3.4 Yêu cầu nghệ thuật kiến trúc cao

So với các loại cơng trình khác thì CTCC có u cầu rất cao về mặt hình tượng nghệ thuật. Vì thế thiết kế CTCC về mặt hình khối bên ngồi, hình tượng nghệ thuật

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

<small>21 </small>

kiến trúc phải được đặc biệt xử lý vấn đề chất lượng nghệ thuật kiến trúc cao đe kiên trúc vừa tiên tiến hiện đại vừa đậm đà bản sắc dân tộc. Thường CTCC được bố trí đầy hấp dẫn, vừa phong phú chi tiết, vừa tạo được ấn tượng thẩm mỹ đẹp, độc đáo thông qua các mảng chất liệu, các mảng màu sắc và các hiệu quả vể ánh sáng.

1.2.3.5 Hệ thống không gian – kết cáu phong phú da dạng

Nhà công cộng thường là một hệ thông chuỗi không gian phong phú phức hợp, đan xen cùng thống nhất trong một hệ kêt cấu. Hệ kết cấu thường lại là các dạng khung chịu lực kết hợp vối các dạng mái có khẩu độ lớn. Khung chịu lực trong nhà công cộng thường có những lưới cột mang khẩu độ lớn từ 6 đến 9m. Các không gian lớn của nhà cơng cộng để bảo đảm u cầu nhìn rõ thường khơng bao giị có cột chống trung gian ở giữa phịng. Các ban cơng khán giả cũng vậy, được cấu tạo theo kiểu dầm cơngxơn có thể vươn ra từ 4 đến 6m mà không cần cột chống gây được ấn tượng lạ lùng, mới mẻ đầy sức truvền cảm cấu trúc.

<i>1.2.3.6 Tính sớm lỗi thời </i>

Công năng CTCC thường thay đổi rất nhanh cùng với thời gian do các ảnh hưởng tác động trực tiêp của khoa học kỹ thuật tiến bộ (làm cho công năng sớm lỗi thời), vì vậy khi thiết kế nó người ta có xu thế thiết kế kiểu vạn năng (với các không gian kiến trúc linh hoạt, mềm dẻo, dễ thay đổi), hay thiết kế liên hợp đa năng (tổ hợp nhiều công năng trong cùng một ngôi nhà) để cơng trình đó khơng sớm bị lỗi thời và tiết kiệm thời gian trong khai thác sử dụng.

1.2.4 Các xu hướng kiến trúc cho CTCC hiện nay

Ngày càng có nhiều KTS, kĩ sư và các nhà xây dựng đang đáp ứng với sự thay đổi nhận thức về tính bền vững, hiêu quả năng lượng, xanh hóa trong CTCC, rằng tất cả đều có kết nối với nhau. Dưới đây là một số xu hướng kiến trúc cho CTCC hiện nay và hướng tới tương lai:

<i>Tăng không gian xanh nhưng không tăng diện tích đất sử dụng:</i> Trong khơng gian đơ thị chật hẹp, việc tăng diện tích khơng gian xanh dường như là điều không thể. Tuy nhiên, việc tạo ra thảm cây xanh trên mái (sân thượng) các tòa nhà lại là giải pháp giải quyết tất cả các vấn đề trên. Trồng cây trên sân thượng giúp tiết kiệm

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

<small>22 </small>

đến 15% năng lượng tiêu thụ cho việc làm mát. Mặt khác, các thảm thực vật được tạo ra trên mái của các tòa nhà cũng được chứng minh là có thể làm tăng tuổi thọ của mái nhà do nó làm giảm tác động của mơi trường đến phần mái. Ví dụ: Chung cư Interlace, Singapore (Hình 1.12 và 1.13)

<i>Tiết kiệm năng lượng: Sử dụng ánh sáng từ đèn LED có rất nhiều lợi ích: giảm </i>

chi phí bảo trì, tuổi thọ sử dụng kéo dài và tiết kiệm đến 50% năng lượng tiêu thụ. Bên cạnh đó, sử dụng địa nhiệt cũng được nhiều đất nước sử dụng.

<i>Hạn chế sử dụng năng lượng không tái tạo được và tăng cường sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo: Như năng lượng mặt trời, gió, nước... Các tấm pin mặt </i>

trời (hoặc quang điện) được lắp trên mái nhà, những cánh quạt gió khổng lồ được sử dụng ở những không gian phù hợp và các hệ thống mái nhà dốc để tích trữ nước mưa làm quay tua bin điện chính là cách để tạo ra nguồn năng lượng tái tạo. [42]

<i>Bảo tồn và phục hồi nguồn nước: Khủng hoảng nguồn nước trên quy mơ tồn </i>

cầu hiện đang được nâng cao, do đó việc sử dụng cơng nghệ tiết kiệm nước trong xây dựng được quan tâm. Bên cạnh các thiết bị lưu lượng sử dụng thấp và các biện pháp bảo tồn thông thường, hiện nay nhiều KTS và kĩ sư đang hướng tới việc thu – xử lý – tái sử dụng ngay tại chỗ. Điển hình như cơng trình tại New York và Tòa nhà C.K. Choi tại Đại học British Columbia (Hình 1.14) đã sử dụng kết hợp nhiều công nghệ như: vệ sinh tự hoại, hệ thống nước xám, bể chứa nước mưa, vườn mưa và vùng ngập nước để duy trì việc sử dụng nước có trách nhiệm. [42]

<i>Vật liệu sáng tạo: Hiện khơng cịn bị giới hạn bởi các vật liệu thông thường </i>

được đặt hàng từ các xưởng sản xuất hay nhà máy. KTS ngày càng có nhiều sự lựa chọn, từ vật liệu tự nhiên như rơm, vật liệu tái chế hay các container (Hình 1.15) vận chuyển cũ cho tới các vật liệu tiên tiến sử dụng công nghệ chuyển pha. Bất cứ là gì, miễn là vật liệu đó thỏa mãn tiêu chí thẩm mỹ và hiệu quả sử dụng.

<i>Mái xanh: Nhìn ngắm nội thành Mỹ từ trên không, bạn sẽ nhận thấy điều mà </i>

bạn khó có thể thấy cách đây 10 năm: những mảng màu xanh lá cây mọc lên khơng chỉ xung quanh, xen kẽ mà cịn lên cả trên mái những tòa nhà. Mái xanh – mái cơng trình được phủ bởi lớp đất mỏng và thực vật – một xu hướng đang phát triển mạnh

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

<small>23 </small>

mẽ trong xây dựng bền vững. Điều này hồn tồn dễ hiểu khi nó giảm chi phí cho việc sưởi ấm, làm mát, lọc nước mưa, giảm tốc độ dòng chảy, cải thiện chất lượng khơng khí và đồng thời kéo dài tuổi thọ cho kết cấu mái. Ngồi ra, mái xanh cịn đóng góp khơng nhỏ vào tính thẩm mỹ cho cơng trình (Hình 1.16). [42]

<i>Tích hợp nơng nghiệp – đô thị: Sự gia tăng nhu cầu sản phẩm địa phương ngẫu </i>

nhiên đã dẫn tới việc khám phá ra nhiều phương thức để tích hợp giữa sản xuất thực phẩm với môi trường đô thị, điều này được thực hiện ngay trong chính bản thân ngôi nhà. Những khu vực vườn, nông trại trên mái ngày càng trở nên phổ biến. Khu vườn đô thị tại Chicago của O’Hare đã chứng minh rằng một trang trại có thể đủ đẹp và sang trọng để sử dụng cho mục đích trang trí nội thất (Hình 1.17). [42]

<i>Tự động hóa cho cơng trình: Khi xét đến hiệu năng sử dụng, công tác vận </i>

hành và bảo dưỡng cơng trình có vai trị quan trọng tương đương với bản thân kết cấu cơng trình. Hệ thống điều khiển máy tính đang được sử dụng ngày càng rộng rãi để theo dõi và kiểm sốt các hệ thống bên trong cơng trình, bao gồm HVAC, chiếu sáng, hệ thống cơ khí và kiểm sốt độ ẩm. Lợi ích từ những hệ thống này là vô cùng to lớn, bao gồm cả TKNL, phát hiện sớm hơn và giải quyết các vấn đề, đồng thời giảm nhu cầu sử dụng lao động cho bảo dưỡng, giảm cả chi phí bảo hiểm (Hình 1.18). [42]

1.3 TÌNH HÌNH THỰC TIỄN NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG KIẾN TRÚC HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG CHO CTCC TRÊN THẾ GIỚI, TẠI VIỆT NAM VÀ TP.HCM

1.3.1 Trên thế giới

Với lợi ích to lớn đã được chứng thực và khẳng định, KTHQNL đã trở thành một trào lưu thiết kế ngày càng phát huy tầm ảnh hưởng sâu rộng trên thế giới ngày nay. Các quốc gia tiên tiến tập trung phát triển KTHQNL công nghệ cao trong khi KTHQNL công nghệ thấp là sự lựa chọn phù hợp hơn đối với những quốc gia cịn gặp nhiều khó khăn về kinh tế, tài chính và khoa học kỹ thuật. Các cơng trình tiêu biểu như: The Crystal (Anh) (Hình 1.19), The Edge (Hà Lan) (Hình 1.20), Trung

<i>tâm Bullitt (Mỹ) (Hình 1.21), Power House Kjørbo (Nauy) (Hình 1.22). </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

<small>24 </small>

<i>Trung tâm Bullitt (Seattle, Mỹ), được thiết kế để không phát phải CO2, không </i>

sử dụng năng lượng từ bên ngoài và đặc biệt là tái sử dụng nước thải của tịa nhà. Tạp chí HPB (High Performance Building - Tạm hiểu là Tạp chí của Những tịa nhà Tính năng cao) đã dùng những tư như “Mức tiêu thụ năng lượng bằng không”, “Mức tiêu thụ nước bằng không”, “tự chiếu sáng ban ngày”, “Thơng gió tự nhiên và Làm lạnh thụ động”, “vật liệu tiên tiến” để mô tả trung tâm này. Với cách thiết kế độc đáo, tồn bộ năng lượng tiêu thụ của tịa nhà một năm cỡ 50kW/m2 được cấp bởi hệ thống phát điện sử dụng hệ thống 242kW pin mặt trời. Lớp phủ bên ngồi có khả năng hấp thụ nhiệt tốt hơn 30% so với tiêu chuẩn của Bang Seatle; hệ thống bình phong phủ nhôm 3 lớp cho phép chiếu sáng ngay cả trong những điều kiện thiếu ánh sáng mặt trời. Hệ thống cơ khí của tịa nhà vừa có khả năng làm mát vừa có khả năng cấp nước nóng cho tịa nhà. Nước sinh hoạt của trung tâm được đảm bảo nhờ hệ thống bể chứa nước mưa 212 khối nằm dưới móng của tòa nhà. Hệ thống cửa sổ điều khiển tự động thông qua bộ điều khiển số để làm mát cho tầng 1

<i>của trung tâm. [44] </i>

<i>Power House Kjørbo (Oslo, Nauy), tòa nhà tại thủ đơ của Na Uy được cải tạo </i>

lại có khả năng sinh ra năng lượng nhiều hơn mức tiêu thụ. Powerhouse là hiệp hội những công ty hướng tới phát triển ngành xây dựng với năng lượng dương (năng lượng sinh ra nhiều hơn tiêu thụ). Trước khi cải tạo mức tiêu thụ năng lượng của tòa nhà là 650,000 kWh mỗi năm. Sau khi cải tạo, con số này là khoảng100,000 kWh mỗi năm. Năng lượng cho tòa nhà được tạo ra bởi các tấm pin mặt trời với sản lượng khoảng 200,000 kWh/năm, nghĩa là cao hơn nhu cầu tiêu thụ. Tổn hao nhiệt được giảm xuống mức tối thiểu nhờ sử dụng các bức tường kín, trần, cửa sổ và các

<i>phần cách nhiệt khác. [45] </i>

1.3.2 Tại Việt Nam

Cùng với xu hướng kiến trúc xanh, kiến trúc cộng đồng, kiến trúc sinh thái thì KTHQNL ngày càng được quan tâm và phổ biến ở nước ta. Từ đó, chúng ta có thể trau dồi và với những điều kiện thuận lợi sẵn có ở nước ta như nguồn vật tư, nhiên liệu, công nghệ - khoa học, nhân lực là cơ sở để nước ta phát triển xu hướng kiến

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

<small>25 </small>

trúc này. Ngoài ra, để đẩy mạnh việc xây dựng các cơng trình KTHQNL, mới đây Bộ Xây dựng cũng đã ban hành Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia QCVN 09:2013/BXD “Các cơng trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả” thay thế quy chuẩn QCXDVN09:2005 [3]. Các cơng trình tiêu biểu như: Trường mần non Farming Kindergarten (Đồng Nai) (Hình 1.23), Nhà thờ Ka Đơn, xã Ka Đơn (Lâm Đồng) (Hình 1.24), Trường THCS & PTTH Phan Chu Trinh (Bình Dương) (Hình 1.25).

<i>Trường mần non Farming Kindergarten, Đồng Nai, ngôi trường với mái nhà </i>

xanh được tạo hình từ ba đường cong này đã giành giải nhì trong cuộc thi thiết kế xanh FuturArc Prize năm 2013 và lọt top 30 cơng trình vào vịng chung kết cuộc thi "Cơng trình đẹp nhất thế giới" của Viện Kiến trúc Hoàng gia Anh - RIBA (Royal Institute of British Architects) [46]. Mái vịm khơng chỉ là nơi vui chơi và học tập cho trẻ em, thiết kế này còn giúp TKNL khi các căn phịng ở đây đều được thiết kế thống mát, tận dụng gió trời và cây xanh để khơng phải sử dụng điều hòa. Các thiết bị như pin năng lượng mặt trời, máy lọc nước, cửa thông gió... được tận dụng để mang lại tính bền vững cao nhất cho cơng trình. Sau 10 tháng hoạt động, cơng trình đã tiết kiệm được 25% lượng năng lượng so với bình thường.

<i>Nhà thờ Ka Đơn, xã Ka Đơn, huyện Đơn Dương, Lâm Đồng, nằm ẩn mình </i>

giữa những rừng thơng, gió cao ngun lồng lộng, ít ai nghĩ rằng, với kiến trúc đơn sơ ấy, nhà thờ Ka Đơn đã giành giải Nhì trong Cuộc thi Kiến trúc Thánh quốc tế lần thứ sáu – (2016) được công bố tại thành phố Pavia (Italy) [47]. Từ năm 2011, khi còn trên giấy, bản thiết kế của nhà thờ cũng đã nhận được giải thưởng Kiến trúc Thánh châu Âu. Tường bao và trần nhà là hệ thống thanh gỗ thông xếp song song nhau tạo được không gian linh thiêng, thoáng rộng nhưng gần gũi. Các thiết bị sử dụng pin năng lượng mặt trời, hệ thống chủ yếu ban ngày là ASTN, thơng gió tốt nên năng lượng được giảm thiểu một cách đáng kể khi vận hành. Cơng trình vận dụng hài hịa kiến trúc xanh và KTHQNL.

1.3.3 Tại TP.HCM

TP.HCM là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hóa, xã hội lớn nhất cả nước nên nhu cầu sử dụng năng lượng ngày một tăng cao trong khi nguồn nguyên nhiên liệu

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

<small>26 </small>

ngày càng cạn kiệt. Nhằm khuyến khích hoạt động sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong tòa nhà thông qua các giải pháp thiết kế, xây dựng, sử dụng công nghệ và thiết bị HQNL, hằng năm Tổng cục Năng lượng - Bộ Công thương phối hợp với Trung tâm tiết kiệm năng lượng TP.HCM (ECC HCMC) tổ chức cuộc thi “Tòa nhà hiệu quả năng lượng”. Đây là cơ hội để các cơng trình KTHQNL tại Việt Nam nói chung và tại TP.HCM nói riêng nâng cao hình ảnh và uy tín đối với các quốc gia trong khu vực. Qua cuộc thi có thể thấy được, các cơng trình kiến trúc xây dựng tại TP.HCM rất chú trọng xu hướng KTHQNL và luôn đi đầu cả nước nhất là các CTCC. Cơng trình tiêu biểu: Trường đại học RMIT (Quận 7) (Hình 1.26, 1.27), Trung tâm thương mại Aeon (Quận Tân Phú) (Hình 1.28), Trung tâm thương mại Diamond Plaza (Quận 1) (Hình 1.29).

<i>Trường đại học RMIT, Quận 7, giải pháp của trường tại cơ sở Nam Sài Gịn là </i>

KTHQNL và bảo vệ mơi trường được ứng dụng trong việc sử dụng vật liệu kết cấu và bề mặt tòa nhà giúp giảm thiểu tiếng ồn, ơ nhiễm và hấp thụ nhiệt từ bên ngồi. Nước sau khi sử dụng sẽ được xử lý bằng hệ thống xử lý nước thải tự động nhằm tái sử dụng vào việc tưới cây. Các tòa nhà tận dụng ASTN và lượng gió từ khu vực hành lang để làm mát và hạn chế việc sử dụng điều hòa. RMIT Việt Nam vinh dự nhận giải thưởng Saigon Times Top 40 năm 2010 với chủ đề "Tiết kiệm năng lượng" cảu Báo Saigon Times. Ngồi ra, Tịa nhà giảng đường 1 của trường RMIT đã nhận được Giải thưởng tòa nhà HQNL - loại hình tịa nhà mới do Bộ Công thương trao tặng năm 2010. Tòa nhà giảng đường số 1 của trường đã nhận được Giải thưởng tịa nhà HQNL - loại hình tịa nhà mới do Bộ Cơng thương trao tặng năm 2010. [48]

<i>Trung tâm thương mại Diamond Plaza, Quận 1, theo KTS Khương Văn Mười, </i>

tòa nhà Diamond Plaza và Metropolitan có điểm độc đáo là sự kết hợp rất hài hòa với 2 kiến trúc cổ nổi tiếng của TPHCM nằm ngay cạnh đấy là Nhà thờ Đức Bà và Bưu điện thành phố. Cơng trình sử dụng các biện pháp đơn giản như lắp biến tần cho hệ thống bơm nước, vệ sinh định kỳ các chóa đèn, dàn nóng máy lạnh để nhiệt độ máy lạnh mặc định 250C... giúp tiết kiệm được khoảng 29,29% điện năng tiêu

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

<small>27 </small>

thụ. Ngồi ra, cơng trình lắp đặt hệ thống QLNL BMS (Building Management System) giúp vận hành tồn bộ hệ thống thiết bị trong tịa nhà, lắp kính TKNL, dán phim cách nhiệt cho cửa sổ, trồng cây xanh để ngăn bức xạ nhiệt… Với những giải pháp đã áp dụng, TTTM Diamond Plaza đã đạt giải Nhì cho Loại hình cải tạo lại trong cuộc thi Tòa nhà sử dụng năng lượng hiệu quả 2013. Trước đó, TTTM Diamond Plaza đã đoạt giải Hệ thống QLNL trong cuộc thi "Tịa nhà HQNL" tồn khu vực Đơng Nam Á năm 2007. [49]

1.3.4 Đánh giá và nhận xét việc ứng dụng thực tiễn

Theo tác giả, các cơng trình xây dựng ở Việt Nam nói chung và TP Hồ Chí Minh nói riêng, các giải pháp HQNL phổ biến hiện nay tập trung ở 3 hệ thống kỹ thuật: Hệ thống chiếu sáng (tự nhiên hoặc nhân tạo), cấp thốt nước và thơng gió điều hịa khơng khí. Tuy nhiên, hiện nay Việt Nam chưa thật sự có được lực lượng tư vấn thiết kế như KTS, thiết kế cơ điện, thiết kế hệ thống QLNL… đảm bảo đáp ứng nhu cầu HQNL. Lực lượng tư vấn thiết kế của Việt Nam chưa có nhiều điều kiện để tiếp xúc với các chương trình đào tạo bổ sung, cập nhật kỹ năng thiết kế các cơng trình HQNL nên hiện nay, nhiều cơng trình, các chủ đầu tư thường phải thuê tư vấn thiết kế từ nước ngoài.

Ngoài ra, hệ thống các văn bản pháp lý về quy định, tiêu chuẩn, đánh giá và công nhận các cơng trình HQNL của Việt Nam cũng đã có nhưng hiện vẫn chưa thực sự đi vào cuộc sống, không thực tế. Từ những nguyên nhân này, đa số các cơng trình mới, đặc biệt các CTCC của Việt Nam mặc dù có quan tâm đến việc HQNL nhưng mới chỉ áp dụng HQNL một phần chứ chưa đem lại một cách hệ thống nên chưa đạt hiệu quả tối ưu.

Tuy nhiên, xu hướng KTHQNL áp dụng cho các CTCC có sức lan tỏa ngày một sâu rộng trên thế giới, khởi đầu từ các quốc gia tiên tiến có trình độ khoa học cơng nghệ phát triển cao và tiềm lực kinh tế mạnh tại Bắc Mỹ và Tây Âu. Khu vực Đông Nam Á đã đón nhận xu thế phát triển này một cách tích cực, và Việt Nam cũng đã khởi động lộ trình tiến tới kiến trúc HQNL nói riêng và KTBV nói chung. Chúng ta đã đạt được một số thành tựu nhất định, bằng chứng là các cơng trình kiến

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

<small>28 </small>

trúc đã được nêu ở trên. Đây sẽ là tiền đề, bước chạy đà hoàn hảo để phát triển xu hướng KTHQNL, từ đó hướng đến sự bền vững trong kiến trúc, mang lại những

<i>thành tựu to lớn cho cộng đồng, xã hội và đất nước ta. </i>

1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Trong các đô thị lớn, CTCC là một thành phần trong hệ thống không gian cần thiết cho cư dân. Tuy nhiên CTCC hiện nay lại rất ít ỏi so với các loại hình khác. Không gian giữa các công trình – một loại khơng gian tất yếu, có nhiều ý nghĩa, quan trọng trong tổ hợp kiến trúc và tổ chức không gian đô thị với cuộc sống hàng ngày của cư dân đô thị. Trong các không gian CTCC, con người thực hiện được nhiều hơn những nhu cầu sống của mình: giao tiếp, kết bạn, học hỏi, vui chơi – giải trí,… Các khơng gian CTCC (trong nhà hay ngoài trời) mới thực sự đóng vai trị quan trọng hơn trong sinh hoạt cộng đồng, xã hội và hành vi ứng xử của nười dân.

Với nguồn tài nguyên như gió, mặt trời có thể tận dụng cho KTHQNL. Vì thế, KTHQNL là hướng đi tất yếu của kiến trúc Việt Nam, TS.KTS Lê Thị Bích Thuận,

<i>Phó Viện trưởng Kiến trúc quy hoạch đô thị, nông thôn khẳng định: “Sử dụng năng </i>

<i>lượng tiết kiệm, hiệu quả cũng là một trong những nội dung quan trọng trong chiến lược phát triển năng lượng bền vững của Việt Nam gắn liền với việc bảo đảm phát triển kinh tế, bảo đảm an ninh năng lượng và góp phần bảo vệ mơi trường, duy trì mục tiêu phát triển bền vững” [99]. Theo thống kê mới nhất của Ngân hàng Thế </i>

giới, nâng cao HQNL trong ngành xây dựng sẽ giúp Việt Nam đạt mục tiêu giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính 8 - 10% trong giai đoạn 2011-2020.

Cùng với kiến trúc xanh, kiến trúc sinh thái, kiến trúc cộng đồng, KTHQNL là xu hướng kiến trúc tương lai. Để đạt được hiệu quả về mặt tinh thần lẫn vật chất, đưa các xu hướng kiến trúc vào cuộc sống thì người KTS có vai trị quan trọng. Vì mỗi xu hướng mang đặc trưng riêng nên người KTS phải trau dồi, học hỏi kết hợp với vận dụng những kiến thức đã biết cũng như những kinh nghiệm đã trải qua. Từ đó, sẽ là cầu nối cho các xu hướng kiến trúc để hướng đến lợi ích chung nhất là sự bền vững trong kiến trúc, tạo ra các cơng trình phục vụ nhu cầu cho người dân, cộng đồng, xã hội nhưng vẫn đảm bảo được việc tối ưu hóa HQNL, bảo vệ mơi trường.

</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">

Biểu đồ 1.1 Tiềm năng để tiết kiệm và hiệu quả năng lượng theo ngành Nguồn: [100]

Biểu đồ 1.2 Hệ thống sử dụng năng lượng trong cơng trình Nguồn: [100]

</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">

Hình 1.2 Khu ở Vauban tại thành phố Freiburg, CHLB Đức Nguồn: [40]

Hình 1.3 Hội trường Noail City, Tây Ban Nha Nguồn: [101]

</div>