Tương lai của các công trình kiến trúc Zero năng lượng

Hệ sinh thái năng lượng toàn cầu đang thay đổi (Phần 1)
Hệ sinh thái năng lượng toàn cầu đang thay đổi (Phần 2)

Mô hình dự án nhà ở không tiêu thụ năng lượng (zero năng lượng).

Khái niệm này đã đi vào thực tế trong thập kỷ qua và các nhà lãnh đạo của các quốc gia đã áp dụng nhiều biện pháp, chính sách để làm giảm phát thải nhà kính, thể hiện trách nhiệm đối với vấn đề biến đổi khí hậu. Nhiều dự án từ khắp nơi trên thế giới chứng minh rằng, tòa nhà zero năng lượng là khả thi dù ở nhiều hình dạng và quy mô khác nhau.

Không có nghi ngờ gì nữa về việc ngày một gia tăng các sáng kiến phát triển bền vững và các sản phẩm có trách nhiệm với môi trường. Điều này hiển nhiên đã tác động rất nhiều đến kiến trúc tiêu thụ zero năng lượng.

Kiến trúc tiêu thụ zero năng lượng trên quy mô toàn cầu

Trên thế giới ngày càng có nhiều công trình từ quy mô nhỏ như nhà ở, trường học đến quy mô lớn như quy hoạch đô thị, phát triển đô thị đều mang tính bền vững. Và điều đó cũng tương tự cả trong phát triển xây dựng mới và các dự án cải tạo, nâng cấp các công trình hiện có. Đáng mừng là ở chỗ kiến trúc tiêu thụ zero năng lượng không chỉ diễn ra trong một phạm vi quốc gia, khu vực, bởi liên quan đến nền kinh tế zero năng lượng và biến đổi khí hậu toàn cầu. Hiển nhiên, kiến trúc tiêu thụ zero năng lượng cũng đang ngày một phát triển ở tất cả các nơi trên thế giới.

Kiến trúc tiêu thụ zero năng lượng đã có ảnh hưởng nhất định đến quá trình thiết kế và xây dựng nhằm tạo ra môi trường xây dựng bền vững hơn. Đồng thời, chính sự phát triển của ngành công nghiệp xây dựng nói chung và nhận thức của công chúng cũng giúp thúc đẩy đổi mới, sáng tạo các sản phẩm và dịch vụ zero năng lượng.

Theo nghiên cứu, các công ty xây dựng và các nhà phát triển bất động sản đã và đang dịch chuyển hướng kinh doanh của họ tới công trình zero năng lượng và sẽ ngày càng nhiều công trình zero năng lượng so với hiện tại. Điều đáng chú ý nhất là sự tăng trưởng này không phải là xu hướng của một khu vực mà là trên toàn cầu nói chung.

Gia tăng nhận thức trên toàn xã hội

Một vấn đề đáng mừng hơn là có sự gia tăng về nhận thức và phát triển ở hầu hết các tầng lớp xã hội, đặc biệt khu vực chủ sở hữu công trình và các nhà phát triển bất động sản. Theo các chuyên gia, tác nhân chính góp phần đáng kể trong kiến trúc tiêu thụ zero năng lượng chính là ở cộng đồng, chủ sở hữu công trình, các công ty xây dựng. Họ ngày càng nhận biết được tầm quan trọng của kiến trúc zero năng lượng, đặc biệt các doanh nghiệp xây dựng bắt buộc phải đi theo xu hướng thế giới: phát triển kiến trúc tiêu thụ zero năng lượng để đáp ứng thị trường.

Những năm gần đây, kiến trúc tiêu thụ zero năng lượng nổi lên như một nhu cầu thị trường, là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến thị trường xây dựng. Chính vì thế, thiết kế và xây dựng phải đảm bảo tính hiệu quả về năng lượng, môi trường, cảnh quan…

Thị trường sản phẩm zero năng lượng

Kiến trúc tiêu thụ zero năng lượng phát triển, do đó thị trường cho sản phẩm và dịch vụ cũng cần đổi mới theo hướng zero năng lượng hóa. Trong năm qua, đã có rất nhiều doanh nghiệp xây dựng trên toàn cầu báo cáo về việc họ ứng dụng sản phẩm zero năng lượng. Có thể nói, chưa bao giờ làn sóng “sản phẩm zero năng lượng” lại phát triển như ngày nay. Theo dự đoán, xu hướng này sẽ tiếp tục gia tăng trong vài năm tới. Như vậy, sản phẩm không thân thiện môi trường sẽ ngày càng không có chỗ đứng và buộc phải thay thế cho phù hợp xu thế thị trường.

Kiến trúc tiêu thụ zero năng lượng ngày một khẳng định vị thế của nó. Đây sẽ là xu thế tất yếu của toàn cầu, đặc biệt trong hoàn cảnh thế giới phải đối mặt với nguy cơ và hiểm họa ngày càng tàn khốc do biến đổi khí hậu.

Những thách thức của các công trình kiến trúc tiêu thụ zero năng lượng

Thách thức với thiết kế tòa nhà Zero năng lượng là đi tìm sự cân bằng giữa tính thẩm mỹ và các công năng. Đây quả thực là vấn đề khó khăn không dễ dàng đạt được. Đã có rất nhiều công trình thực tế chỉ có thể đạt được một trong hai điều: thẩm mỹ hoặc công năng hiệu quả.

Tuy nhiên, khó nhưng không có nghĩa là không thể thực hiện.

Không phải chỉ có các công trình xây dựng mới là mục tiêu duy nhất của thiết kế zero năng lượng. Các công trình hiện có và các tòa nhà đã tồn tại đều có thể đổi mới bằng công nghệ và quy trình cần thiết để trở thành công trình năng lượng bằng 0. Điều đó phụ thuộc vào người sử dụng phải có những thông tin hiểu biết cần thiết để hỗ trợ và bảo tồn lâu dài cho chính công trình sử dụng.

Nếu một công trình ban đầu có thể thiết kế zero năng lượng nhưng người sử dụng không hợp tác và có những hành vi lãng phí năng lượng trong quá trình sử dụng thì cũng không thể bền vững.

Tương lai của các công trình zero năng lượng

Liên minh Nhà ở zero năng lượng ở Canada dự đoán rằng tất cả các công trình kiến trúc mới tại Canada sẽ đáp ứng được tiêu chuẩn Zero năng lượng vào năm 2030. Tổ chức này bao gồm các nhà xây dựng và phát triển nhà ở có chung mục đích là mong muốn thúc đẩy Canada đi đầu trong phong trào xây dựng Zero năng lượng, lập ra một kế hoạch chi tiết cho việc lồng ghép các chiến lược xây dựng trên toàn quốc.

Na Uy là một trong những quốc gia trên thế giới cống hiến tiền bạc và tài năng để phát triển công nghệ mới và các giải pháp để hỗ trợ các công trình mới và công trình hiện có nhằm tiếp cận mục đích zero năng lượng. Các công trình nhà ở và thương mại cần phải thực hiện trên nhiều cấp độ, bao gồm cả nhà ở giá rẻ để đạt được mục tiêu bảo tồn năng lượng toàn cầu.

Một số công trình kiến trúc tiêu thụ zero năng lượng tiêu biểu trên thế giới

Các công trình khu dân cư

Vương quốc Anh đã đi đầu trong công nghệ zero năng lượng từ năm 2002. Phía Nam London có tổ hợp zero năng lượng Beddington/BedZED - khu sử dụng hỗn hợp phát triển bền vững được thiết kế bởi Bill Dunster - kiến trúc sư trưởng tại ZEDfactory và phát triển bởi công ty Trust Peabody. Tại đây, người ta sử dụng năng lượng tái tạo từ việc ứng dụng công nghệ các pa nô năng lượng mặt trời và chất thải hữu cơ. BedZED dành được nhiều giải thưởng bao gồm giải thưởng Năng lượng Toàn cầu 2002 và năm 2003, giải thưởng RIBA bền vững. BedZED là nguyên mẫu cho các công trình zero năng lượng trên toàn cầu.

Tổ hợp Zero năng lượng Beddington/BedZED tại Anh.

Công trình nhà ở Charlotte ở Hoa Kỳ thiết kế bởi Công ty kiến trúc Pill-Maharam. Tòa nhà đã nhận được Chứng nhận ENERGY STAR 5 sao, Chứng nhận Vermont Builds Greener và Chứng nhận LEED Platinum. Tòa nhà Charlotte là kết quả của sự phối hợp rất nhiều các chiến lược xây dựng zero năng lượng.

Công trình nhà ở Charlotte tại Mỹ.

Theo các kiến trúc sư, việc sử dụng vật liệu xây dựng chất lượng cao và ứng dụng cấu trúc vỏ bọc cách điện là hai công nghệ cần thiết để đảm bảo tiết kiệm năng lượng cho một công trình. Tòa nhà Charlotte cũng sử dụng năng lượng mặt trời thụ động, cho phép một tỷ lệ ánh sáng mặt trời nhất định thông qua lớp kính trên tường phía đối diện để lưu giữ nhiệt. Ngoài ra, tòa nhà sử dụng một tua bin gió 10kWh để tạo ra điện năng sử dụng cho các hoạt động hàng ngày từ nấu ăn đến chiếu sáng.

Các công trình thương mại

Singapore công bố công trình zero năng lượng đầu tiên tại Tuần lễ Xây dựng Zero năng lượng Singapore năm 2009. Đó là công trình xây dựng gồm các lớp học, thư viện, văn phòng. Đây là công trình nghiên cứu hàng đầu và là dự án phát triển của Học viện BCA, đồng thời là công trình zero năng lượng đầu tiên ở Đông Nam Á có trang bị đầy đủ các công nghệ thiết kế zero năng lượng. Đó là quá trình thiết kế kỹ lưỡng hệ thống mái, ngoại thất, hệ thống đánh giá và lắp đặt các pa nô mặt trời để khai thác năng lượng tái tạo và nâng cao hiệu quả tổng thể của công trình.

Kết quả là công trình đạt 40-50% hiệu quả năng lượng sử dụng hơn so với các tòa nhà văn phòng tương đương.

Công trình zero năng lượng đầu tiên tại Singapore.

Tập đoàn Thiết kế Tích hợp của Mỹ là một tập đoàn dịch vụ thiết kế chiếu sáng và kỹ thuật điện chuyên về thiết kế bền vững. Tập đoàn này có trụ sở chính tại California là công trình thương mại đầu tiên tại Hoa Kỳ đáp ứng các tiêu chuẩn xây dựng zero năng lượng. Ý tưởng đã thành công trong việc nâng cấp và trang bị các công nghệ zero năng lượng để giảm thiểu tiêu thụ và lượng khí thải cho công trình 40 năm tuổi này. Công trình ứng dụng các pa-nô mặt trời có thể đáp ứng nhu cầu năng lượng hàng ngày của tập đoàn, công nghệ bức xạ nhiệt, cửa sổ hiệu ứng cao, hệ thống cảm biến và nhiều công nghệ zero năng lượng khác.

Kết quả là trụ sở hoàn toàn không sử dụng nhiên liệu hóa thạch và tạo ra phát thải hiệu ứng nhà kính bằng 0.

KHÁNH PHƯƠNG, BỘ XÂY DỰNG