Mười năm làm nghề giáo

Mười năm làm nghề giáo, một quãng thời gian không phải là dài, nhưng cũng đủ để tôi có đầy đủ những trải nghiệm cuộc đời: cay đắng, ngọt bùi, hạnh phúc, chán chường, cảm xúc quyết tâm lẫn buông xuôi, đắn đo.

Mười năm làm nghề giáo, tôi cũng vỡ ra nhiều điều mà trước đây tôi không hề nghĩ ra:

  • Không phải cứ là giáo viên, ai cũng tâm huyết với nghề. Có không ít giáo viên dựa vào nghề giáo vì những mục đích cá nhân khác.
  • Làm nghề giáo không nhàn. Trong lúc bạn bè có những buổi tối sum vầy bên gia đình, đi chơi phố thì tôi cứ hùng hục với các bài giảng, giáo án, đề tài nghiên cứu, viết sách… Đúng là chẳng lúc nào hết việc. Nhưng kể ra nhiều người làm nghề giáo nhàn thật, vì những người đó họ chỉ dạy mà không nghiên cứu. Chuyện đó ở Việt Nam thường còn hơn cơm bữa.
  • Làm nghề giáo công việc chính là đi dạy. Không hẳn thế. Thời gian mất vào những không việc ngoài giảng dạy ở trường có khi còn tương đương hoặc hơn thời gian dành cho giảng dạy. Trường hợp của tôi là một ví dụ.
  • Làm nghề giáo được học trò yêu quý, kính trọng: điều này không luôn luôn đúng. Có nhiều người giáo viên đánh mất điều này vì lý do nào đó, học trò không còn nể phục, học trò không còn yêu quý, học trò không còn muốn làm việc cùng. Giáo viên đó biết rõ, nhưng đối với họ, điều đó là bình thường, cứ như thể họ đã bị đứt dây thần kinh xấu hổ hay không có “bộ lòng” tự trọng. Không có sự thay đổi nào.
  • Sinh viên theo học một nghề, nhưng có em học chỉ để lấy cái bằng, còn ra đời chắc chắn các em sẽ đi làm nghề khác. Số này không ít, và cũng rất thẳng thắn công khai nguyện vọng của mình. Làm việc với số này thấy buồn và thương cảm lắm.

Mười năm làm nghề giáo, tôi cũng đạt được nhiều thành tựu khoa học mà cá nhân tôi lúc khởi đầu cũng không thể nghĩ ra. Đến thời điểm tôi viết bài này (tháng 8/2017), chỉ số ảnh hưởng khoa học của tôi đã là H-index = 10. Tổng số trích dẫn khoa học là 563+ (cung cấp bởi Google Scholar). Với số lần trích dẫn như vậy, hiện tôi được Google Scholar xếp thứ 2 xét về tầm ảnh hưởng khoa học quốc tế trong số gần 2400 cán bộ giảng viên của Đại học Đà Nẵng, cơ quan mà tôi đang công tác (theo cách xếp thứ tự của Google tại https://scholar.google.com.vn/citations?view_op=view_org&hl=en&org=17183611668909197271).

Điều quan trọng là phần lớn những kết quả khoa học nói trên của tôi là do chính tôi trực tiếp thực hiện, không dựa dẫm, không áp phe (chỉ có 1 nghiên cứu có trích dẫn là do người khác đứng tên chính, còn lại do tôi trực tiếp làm).

Kết quả này là một sực khích lệ rất lớn đối với cá nhân tôi, bởi lẽ đó là kết quả khách quan và là một sự ghi nhận của công đồng khoa học quốc tế. Tôi thấy rất vui vì kết quả nghiên cứu của mình có đóng góp rõ ràng cho khoa học, không phải nghiên cứu suông, làm xong xếp xó như nhiều người vẫn phê phán. Quan trọng hơn, kết quả khoa học đó đã mang lại cho tôi nhiều cơ hội công việc và hợp tác quan hệ. Cuộc đời tôi có thể có những ngả rẽ, nhưng chắc chắn con đường khoa học của tôi sẽ vẫn vậy, phải luôn luôn tiếp diễn, thẳng như sự chân chính của khoa học vậy.

Anh Tuan- Ngay Hoi KT the gioiHoi Thao KTX DN 7

Mười năm làm nghề giáo, tôi thấy mình dường như vẫn giữ được cái lòng nhiệt huyết như ngày đầu bước chân lên bục giảng. Đó có lẽ mới là điều tôi thấy tự hào và vui sướng nhất. Cái nghiệp nhà giáo lắm chông gai, mồ hôi, sức lực. Nhưng chỉ cần được học trò tin yêu, kính trọng thì tôi đã lấy đó làm vui sướng lắm, cứ như thể được uống nước tăng lực Redbull vậy.

Mười năm làm nghề giáo, tôi thấy cái nghề này cũng không đến nỗi quá bạc bẽo về kinh tế như mọi người vẫn gán cho nó. Tôi vẫn tranh thủ để kiếm đủ thu nhập trang trải cho cuộc sống khá tằn tiện của gia đình. Tằn tiện không phải vì không đủ sống, mà tằn tiện để tích lũy. Với thu nhập của nghề giáo, nếu không chịu khó làm việc thêm ngoài giờ – vượt giờ, nếu không tằn tiện thì e không đủ ăn chứ đừng nói tích lũy.

Xin cảm ơn cha mẹ và anh đã tạo ra tôi, nuôi dưỡng giáo dục tôi khôn lớn, luôn biết cách đứng thẳng, giúp tôi vượt qua những năm tháng tuyệt vọng vì bệnh tật. Xin cảm ơn những thầy cô giáo đã giúp cho tôi hoàn thiện tri thức và nhân cách. Rất xúc động vì nhiều trong số họ đã không còn nữa. Mười năm làm nghề giáo chưa phải là dài, và tôi vẫn đang tiếp tục trên con đường ấy, với nhiều năng lượng, niềm tin và lòng tự hào là người giáo viên.

Advertisements

NHỮNG XU HƯỚNG KIẾN TRÚC TRONG KỶ NGUYÊN SỐ CHO ĐÔ THỊ DU LỊCH ĐÀ NẴNG

TS. KTS. Nguyễn Anh Tuấn
(Bài đăng trên Tạp chí Kiến trúc 3/2017)
Trong những năm gần đây, Đà Nẵng nổi lên như một điểm đến mới đầy hấp dẫn đối với du khách. Năm 2015, tờ báo nổi tiếng New York Times bình chọn Đà Nẵng là một trong những điểm đến lý tưởng trên thế giới trong năm. Ai cũng biết Đà Nẵng được thiên nhiên ưu đãi với cảnh quan thiên nhiên độc đáo: núi, sông, biển cùng đan xen trong lòng đô thị. Nhưng “… một trong những điều tuyệt vời nhất ở Đà Nẵng chính là, thành phố này không chỉ dựa vào những cảnh quan thiên nhiên để “lấy lòng” du khách. Cứ sau một thời gian ngắn, Đà Nẵng lại giới thiệu thêm nhiều công trình mới có sức hấp dẫn mạnh mẽ với du khách. Có những công trình lần đầu tiên xuất hiện tại Việt Nam, mang đến cho Đà Nẵng một diện mạo mới mẻ hấp dẫn và hiện đại hơn…” . Chính vì vậy, Đà Nẵng luôn rất cần các công trình kiến trúc mang dấu ấn, đi trước thời gian để xây dựng thành phố ngày càng quyến rũ hơn, văn minh hơn và là đô thị động lực của du lịch miền Trung.
Trong kỷ nguyên công nghệ số, con người liên tục phá vỡ những giới hạn mới mà trước đây những người giàu trí tưởng tượng nhất cũng không thể nghĩ tới. Kiến trúc của tương lai, kiến trúc ứng dụng công nghệ số đang bắt đầu nhem nhóm và sẽ có vai trò quan trọng trong nghề Kiến trúc ở tương lai gần. KTS Frank Lloyd Wright, người có tầm nhìn về thiết kế hài hòa và những tư tưởng quy hoạch đô thị cách tân theo quan điểm kiến trúc hữu cơ, là một điển hình. Ông đã từng nói: “Mỗi kiến trúc sư lớn nhất thiết phải là một nhà thơ lớn. Công trình của họ phải chuyển tải được hơi thở của thời đại và mang dấu ấn của cá nhân”. Chúng tôi tranh luận rằng Wright không chỉ là người chuyển tải thời đại của ông mà còn nhìn thấy được cả những nhu cầu và ước muốn của tương lai.
Trong bài viết này, từ khoảng hai mươi xu hướng tiêu biểu của thế giới, chúng tôi chọn lọc và giới thiệu những xu thế kiến trúc của tương lai dựa trên nền tảng công nghệ số và công nghệ môi trường phù hợp. Tuy phần lớn các cấu trúc còn dang ở dạng tiềm năng, nhưng ý tưởng và phương pháp của chúng gợi mở những hướng đi đột phá cho kiến trúc Đà Nẵng và các đô thị trẻ khác. Những xu hướng này sẽ gia tăng sức hấp dẫn và tính cạnh tranh của đô thị trong kỷ nguyên số hiện nay.
1. Công trình có thể thay đổi màu sắc
Một nhóm các nhà thiết kế ánh sáng Avant-garde ở Melbourne đã biến một tòa tháp căn hộ thành một hình khối đầy màu sắc với 35 vệt sáng chạy lên và xuống trên mặt đứng tòa nhà 40 tầng, trong đó có 250.000 đèn LED khuếch tán. Quan trọng hơn ánh sáng của tòa nhà cung cấp nhiều thông tin về thời tiết hơn là nhìn lên bầu trời. Theo các nhà thiết kế, cứ mỗi nửa giờ tòa nhà sẽ thông báo dự báo thời tiết ngày hôm sau, trong khi trong suốt thời gian còn lại nó sẽ giống như một “ngọn hải đăng” đưa ra thông điệp ‘cảm giác’ của thời tiết hiện tại thông qua ánh sáng. Ví dụ khi có gió, hệ thống đèn sẽ cho ánh sáng chuyển động theo chiều gió. Hay màu của ánh sáng sẽ cho biết nhiệt độ chẳng hạn.
Một công trình tương tự là sân vận động Allianz Arena ở thành phố Munich, Đức. Công trình có thể đổi từ màu đỏ (khi CLB Bayer Munich thi đấu) sang màu xanh (CLB Munich 1860) hay màu trắng (đội tuyển quốc gia hoặc giải đấu trung lập thi đấu). Mặt đứng công trình được xây dựng từ 2.874 panel bong bóng màng ETFE được bơm bởi không khí khô ở áp suất 3,5 Pascal. Các panel bong bóng này được chiếu sáng bởi 3 hệ thống đèn màu đỏ, xanh và trắng.

(Nguồn: Ramus & Wikimedia Commons)
2. Công trình tự chuyển động thay đổi hình dạng
Vào năm 2008, KTS người Italia David Fisher đã đề xuất xây dựng một toà tháp 80 tầng có thể tự thay đổi hình dáng theo thời gian cho thành phố Dubai. Toàn tháp gồm 1 lõi giao thông đứng ở chính giữa và các module căn hộ được gắn vào lõi bằng các ray trượt vòng quanh. Cấu tạo này giúp các căn hộ có thể xoay quanh lõi một góc 360º trong vòng 90 phút. Năng lượng cung cấp cho toà nhà là hệ thống quạt năng lượng gió đặt trong khe hở giữa các tầng, có trục quay là lõi giao thông đứng và các tấm pin năng lượng mặt trời trên mái từng căn hộ (khi căn hộ trên và dưới so le nhau, pin sẽ hoạt động). Sẽ không còn khái niệm căn hộ hướng Tây. Mọi căn hộ đều có đủ 4 hướng mặt tiền, và cảnh quan nhìn từ căn hộ sẽ thay đổi liên tục. Không rõ đến khi nào thì dự án này được xây dựng (theo đề xuất là năm 2010), nhưng nếu thành công đó thực sự là một bữa tiệc thị giác.
image003image004
(Nguồn: Luxhotels.info)
Thực ra, xu hướng kiến trúc động đã được KTS Calatrava khởi xướng và hiện thực hóa từ trước với hạng mục Quadracci Pavilion trong bảo tàng nghệ thuật Milwaukee vào năm 2001. Quadracci Pavilion có một đôi cánh vươn rộng 66 m che nắng vào ban ngày và gấp lại vào ban đêm hoặc khi thời tiết xấu. Những đôi cánh bằng thép được đóng mở nhờ hệ thống piston thủy lực. Công trình là điểm đến thu hút khách nhất của thành phố Milwaukee.
3. Công trình có khả năng giao tiếp với công dân đô thị
Với quan điểm cho rằng công trình của tương lai phải thay thổi theo môi trường và cung cấp bộ mặt về tình trạng sức khỏe của đô thị, có thể giao tiếp với công dân và làm cho những thứ không nhìn thấy hiển thị, thành phố Seoul đã lắp đặt một cấu trúc cố định gọi là Living Light với khả năng phát sáng và nhấp nháy theo chất lượng môi trường không khí hiện thời và các mối quan tâm của công chúng về môi trường trên toàn bộ các quận khác nhau của thành phố. Living Light bừng sáng về đêm, có các bề mặt cảm ứng và cung cấp thông tin tinh tế. Living Light cũng có thể tương tác với điện thoại di động của cá nhân.

(Nguồn: The Living)
4. Công trình trong suốt hay vô hình
Kiến trúc vô hình đã từng là một phần của thiết kế viễn tưởng, nhưng ngày nay nó đã dần trở thành hiện thực. Năm 2013, chính phủ Hàn Quốc chấp thuận phương án xây dựng tòa tháp Tower Infinity ở Incheon theo thiết kế của GDS Architects. Tòa tháp được coi là tòa tháp tàng hình đầu tiên trên thế giới, sử dụng công nghệ chụp xử lý hình ảnh bầu trời ở phía sau tòa tháp và chiếu lên mặt đứng phía trước làm từ các màn hình LED công nghệ cao khổng lồ. Với kỹ thuật này, ở một số góc nhìn nhất định, tòa tháp dường như trong suốt.

(Nguồn: stpmj)
Thực tế hơn, văn phòng kiến trúc Stpmj đã thiết kế và xây dựng thành công một cấu trúc có tên “Ngôi nhà vô hình” ở trong rừng ở Truckee, California. Cấu trúc được xây dựng bằng khung gỗ và phủ mặt bằng một lớp phim nhựa tráng nhôm phản quang. Ý tưởng này khiến công trình hoàn toàn chìm đắm trong thiên nhiên, không còn ranh giới giữa môi trường xây dựng và môi trường tự nhiên. Bề mặt công trình phản xạ khoảng 90% tia cực tím (bước sóng 200nm – 400nm), giúp cho các loài chim nhận biết được bức xạ phản xạ và không bị va vào cấu trúc.
5. Đường skylines kiểu khoa học viễn tưởng
Vào năm 2014, công ty kiến trúc Trung Quốc MAD tiết lộ thiết kế của Chaoyang Park Plaza. Đây là một phức hợp gồm nhà siêu cao tầng, văn phòng và không gian công cộng với hình dáng gợi nhớ về núi, đá, thác, hồ nước… trong những bức tranh thủy mặc Trung Quốc. Khu phức hợp hiện đang xây dựng và sẽ giúp hình thành nên một đường chân trời siêu thực cho Bắc Kinh, giống như được trích từ một tiểu thuyết khoa học viễn tưởng. MAD viết trên trang web của họ rằng hình thái của công trình phản ánh những gì có trong cảnh quan tự nhiên như hồ, núi, đá, cây cối, thác… và tái hiện tự nhiên trong hiện thực đô thị.
image012image013
(Nguồn: MAD)
6. Cầu “thôi miên”
Dự án cầu đi bộ qua sông Dragon King Harbour của thành phố Trường Sa, Trung Quốc của NEXT architects vừa giành chiến thắng trong cuộc thi quốc tế và hiện nay đang trong quá trình xây dựng. Chiếc cầu gồm 3 làn đi bộ uốn lượn băng qua khung cảnh thiên nhiên đẹp như tranh của Trường Sa. Theo KTS chính của dự án, cấu trúc với các phần giao nhau được dựa trên nguyên lý của vòng Möbius (một kiểu vòng xoắn). Mặt khác, cấu trúc này cũng mang một chút hơi thở của nghệ thuật thắt dây trang trí dân gian cổ Trung Hoa. Chiếc cầu bằng thép này kết nối nhiều độ cao khác nhau (bờ sông, đường, công viên cao hơn cũng như các kết nối giữa chúng). Hình dáng của nó cho phép liên tưởng về sự kết nối giữa truyền thống và hiện đại. CNN cho rằng đây là một trong những cây cầu đẹp nhất, phá vỡ mọi khuôn mẫu về cầu đi bộ.
image014image015
(Nguồn: NEXT Architects)
7. Kiến trúc có khả năng chống chịu với thiên tai
image016image017
(Nguồn: Dionisio González & Yusto/Giner Gallery)
Trong chuỗi thiết kế “Đảo Dauphin”, họa sĩ Dionisio González đã thiết kế những ngôi nhà có cấu trúc tương lai mơ ước, làm từ sắt và bê tông, hoà trộn vai trò của nghệ sĩ với KTS, kỹ sư và nhà quy hoạch đô thị. Những kiến trúc đặc biệt – vừa giống một ngôi nhà bãi biển, một bunker hay một tàu vũ trụ – được thiết kế cùng với những cư dân của đảo Dauphin. Nằm ngoài khơi bờ biển Alabama ở Vịnh Mêhicô, vùng đất này đã trải qua những trận bão lớn và thảm khốc, khiến người dân phải xây dựng lại nhà cửa của họ nhiều lần. González đã tạo ra những bản thiết kế với các cấu trúc bê tông và phiến, phù hợp với điều kiện khí hậu của quần đảo đông đúc này. Tuy các cấu trúc này chưa được thực hiện, nhưng chắc chắn González đã vẽ ra một bức tranh thú vị về những ngôi nhà tương lai vùng biển có thể trông như thế nào.
8. Kiến trúc có thể tự phân hủy
Công trình có tên gọi Hi-Fi này là hạng mục chiến thắng trong Chương trình KTS trẻ (YAP) lần thứ 15, được xây dựng phương pháp thiết kế phỏng sinh học mới và toàn vật liệu hữu cơ. Cấu trúc tạm thời này đã được dùng tổ chức các sự kiện kéo dài 3 tháng mùa hè 2014 của tổ chức MoMA PS1.

(Nguồn: The Living)
Khu tháp cao 13 m này được tạo ra bởi “xếp chồng lên nhau 10.000 viên gạch làm từ hai vật liệu mới: gạch hữu cơ sản xuất sinh thái, làm từ thân cây ngô và nấm mycelium – một loại keo tiêu hóa tự nhiên đi kèm các khung xương đặc biệt; và gạch phản chiếu ở đỉnh tháp (để phản xạ ánh sáng vào trong tháp), sử dụng vật liệu 3M, đã được sử dụng như là các khay phát triển cho gạch hữu cơ trước khi được lắp đặt vào tòa tháp”. Khoảng cách giữa các viên gạch giúp tạo thông gió kiểu ống khói khi gió mát đi vào bên dưới và thoát ra từ đỉnh tòa tháp. Theo trang web của MoMA, Hy-Fi sẽ là công trình đáng kể đầu tiên có thể nói là phát thải carbon gần như bằng không trong quá trình xây dựng và cho thấy một kiến trúc có thể phân huỷ được 100%. “Nhờ sự phát triển mới nhất của công nghệ sinh học, nó tái tạo lại cấu trúc cơ bản nhất – kiến trúc – gạch – như là một chất liệu của tương lai”. Sự thành công của công trình này đã mở ra nhiều cơ hội cho xây dựng trong tương lai.
9. Kiến trúc bằng vật liệu thu hồi tái sử dụng
Tái sử dụng vật liệu xây dựng sau khi phá dỡ công trình giúp giảm thiểu chất thải rắn thải ra môi trường và tiết kiệm tài nguyên và chi phí xây dựng. Build It Green đã đưa một số chất thải này trở lại vào việc xây dựng mới thông qua công ty phá dỡ, hệ thống cửa hàng bán lẻ của công ty và các sáng kiến tiếp cận cộng đồng. The Living (một studio thiết kế của Autodesk) đã làm việc với Built It Green trong nhiều năm qua để có một dự án trình diễn và tài liệu giảng dạy. Đối với tòa nhà mới ở Gowanus (New York), họ thiết kế một cửa hàng mới để thay chỗ một bức tường bằng gạch với không gian bán lẻ và không gian cộng đồng. Họ đã tái sử dụng các xà rầm cũ cho kết cấu, cửa đi kính đã được tái sử dụng làm vỏ bao che, bê tông đã được tái sinh làm ramp dốc và chỗ ngồi trong nhà, và sơn tái chế bổ sung các hạt thủy tinh để tạo ra hiệu ứng thị giác mới mẻ để thu hút mọi người đến với công trình mới này. Hệ thống của họ bao gồm 99% vật liệu được tái sử dụng (lấy từ các dự án phá dỡ khác nhau trong thành phố) và đưa ra một định nghĩa mới về “kiến trúc xanh”.
image020image021
(Nguồn: The Living)

10. Kiến trúc và nội thất sử dụng công nghệ in 3D

image022image025   (Nguồn: http://newatlas.com)
Công nghệ in 3D  hứa hẹn một cuộc cách mạng trong kiến trúc, cho phép người thiết kế bấm chuột và in một công trình với chi phí xây dựng thấp hơn và rút ngắn được thời gian so với hiện tại. Công nghệ cũng cho phép hiện thực hóa các cấu trúc không gian hữu cơ mà không thể làm bằng biện phép thông thường. Vào năm 2015, công trình hoàn chỉnh đầu tiên của thế giới được công bố là tòa nhà Văn phòng cho Tương lai, nằm trong khu phức hợp Emirates Towers ở Dubai. Tòa nhà có diện tích 250 m2 này được “in” đùn từng lớp bởi một máy in khổng lồ (6 x 36 x 12 m) với vật liệu là vữa xi măng. Thời gian để in xong là 17 ngày, không kể thời gian hoàn thiện trong và ngoài. Ngoài máy in 3D lớn còn một vài máy in nhỏ di động hỗ trợ. Dường như công trình được in từng phần ở một nơi khác và đem đến lắp ghép tại đây. Lực lượng lao động bao gồm một nhân viên duy nhất theo dõi tiến trình của máy in, 7 người để lắp đặt các bộ phận xây dựng, và 10 thợ điện và các chuyên gia khác để xử lý các vấn đề kỹ thuật. Chính quyền Dubai cho biết chi phí nhân công ước giảm một nửa so với phương pháp truyền thống. Ngoài công trình này, thế giới đã chứng kiến nhiều cấu trúc xây dựng và nội thất bởi in 3D khác, chứng tỏ rằng công nghệ này đã ở rất gần với thực tế.
Vài suy ngẫm và bàn luận
Kiến trúc không ngừng thay đổi. Nhưng chưa bao giờ kiến trúc thay đổi nhanh chóng như trong kỷ nguyên số hiện nay. Kiến trúc thay đổi từ chỗ chỉ là phần cứng đến chỗ có phần mềm, có sức sống, từ tĩnh đến động, từ đóng thành mở, từ thực thành ảo… Với khả năng sáng tạo mở rộng, tri thức mới và công nghệ thông minh, môi trường xây dựng đang xích lại gần với môi trường tự nhiên, thân thiện với tự nhiên, bắt chước tự nhiên, phản ánh chân thực văn hóa và truyền thống, có khả năng thay đổi hay cung cấp thông tin, thậm chí giao tiếp với con người. Kiến trúc đang phá vỡ những giới hạn của chính nó. Trong cuộc chơi kiến trúc hiện nay, hoặc là chúng ta chấp nhận thay đổi và tích cực thích ứng với thay đổi, hoặc là chúng ta tụt lại phía sau số đông.
Đà Nẵng đang thay đổi nhanh chóng, bước đầu tạo được dấn ấn riêng trên nền tảng sẵn có. Để tiếp tục duy trì ưu thế cạnh tranh, kiến trúc Đà Nẵng phải tích cực thích ứng với thay đổi, hướng đến tương lai. Những mục tiêu thành phố thông minh, thành phố môi trường, những đường skylines đô thị mới, những điểm nhấn kiến trúc, những cây cầu con phố, những cột mốc mới đang rất cần cảm hứng từ 10 xu hướng kiến trúc của tương lai nói trên ./.

KIẾN TRÚC SƯ VỚI XU HƯỚNG THIẾT KẾ KIẾN TRÚC HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG

KTS. Nguyễn Anh Tuấn, KTS. Trần Thị Thục Linh

Bài đăng trên Tạp chí kiến trúc. Số: 255-07/2016. Trang: 30. Năm 2016

Xu hướng

Những năm gần đây, sự chuyển mình của toàn xã hội trong nhận thức và hành động liên quan đến môi trường đang thay đổi nhanh chóng theo hướng tích cực. Do đó, vấn đề tiết kiệm năng lượng trong công trình xây dựng đang ngày càng được quan tâm, không chỉ trong lĩnh vực sản xuất kinh doanh năng lượng mà còn cả trong giới Kiến trúc sư, Kỹ sư công trình nói chung. Tuy nhiên, một câu chuyện mà ai trong giới Kiến trúc cũng biết là việc thiết kế Kiến trúc kết hợp với tiết kiệm năng lượng là công việc còn nhiều khó khăn do có nhiều rào cản. Thứ nhất, về mặt chuyên môn, nhiều anh chị em KTS và kỹ sư chưa được trang bị hoàn chỉnh các kiến thức và kỹ năng về thiết kế Kiến trúc tiết kiệm năng lượng, do đó để bắt tay vào công việc thực tiễn sẽ có những e ngại nhất định. Thứ hai, nhiều chủ đầu tư của chúng ta chưa thực sự quan tâm và hiểu biết cặn kẽ những lợi ích về kinh tế và môi trường của Kiến trúc tiết kiệm năng lượng, do đó yêu cầu tiết kiệm năng lượng thường không được nêu rõ trong nhiệm vụ thiết kế giao cho nhà thầu tư vấn kiến trúc. Ngoài ra, hành lang pháp lý, cách thức phê duyệt các dự án xây dựng của chúng ta chưa thực sự đưa yêu cầu tiết kiệm năng lượng trở thành yêu cầu tiên quyết, khiến việc thiết kế tiết kiệm năng lượng trở thành một thứ “thời trang”, có thì tốt mà không có cũng xong.

Trong bài báo này, dưới góc độ của một người làm nghiên cứu để ứng dụng, chúng tôi xin được chia sẻ với bạn đọc những kinh nghiệm mà chúng có thể giúp ích cho những người làm công tác thiết kế định hướng và triển khai thiết kế tiết kiệm năng lượng vào trong công việc thực tiễn.

Lợi ích

Thiết kế công trình tiết kiệm năng lượng có thể mang lại những lợi ích sau:

–          Giúp công trình tiêu thụ ít năng lượng hơn so với công trình bình thường cùng loại. Nhiều công trình có thể tiến đến mức zero năng lượng (tổng năng lượng tiêu thụ trong thời gian 1 năm cân bằng với tổng năng lượng năng lượng sản sinh trong cùng thời gian) hoặc thặng dư năng lượng (Positive energy building). Hiện nay, nhiều công trình zero năng lượng đã được xây dựng chứ không chỉ là những mô hình lý thuyết (Hình 1).

–          Công trình giảm tiêu thụ năng lượng thì mức phát thải carbon và các tác động môi trường bất lợi cũng được giảm thiểu. Qua đó, công trình tiết kiệm năng lượng đóng góp tích cực vào xu hướng phát triển bền vững.

–          Tiết kiệm năng lượng là tiết kiệm tài nguyên, mang lại lợi ích tài chính lâu dài cho chủ đầu tư công trình.

–          Kiến trúc tiết kiệm năng lượng thường có khả năng thích ứng tốt hơn với các thay đổi thời tiết, với biến đổi khí hậu và thiên tai.

Hình 1: Công trình zero năng lượng ở Vicenza, Italy (KTS Traverso Vighy)  với vỏ bao che bằng gỗ + khung thép, chỉ sử dụng năng lượng mặt trời, địa nhiệt và củi (Nguồn: http://www.archdaily.com)

Những giải pháp nhằm hiện thực hóa mục tiêu thiết kế công trình hiệu quả năng lượng

Trong các công trình kiến trúc truyền thống hay dân gian, kiến trúc hoàn toàn không dùng năng lượng hóa thạch và công trình có thể cung cấp những tiện nghi cơ bản cho con người. Công trình hiện đại có yêu cầu tiện nghi cao hơn, do đó việc tiết kiệm năng lượng luôn là sự kết hợp nhuần nhuyễn các giải pháp thiết kế thụ động và thiết kế chủ động. Nhằm đạt hiệu quả tiết kiệm năng lượng tối đa, chúng tôi khuyến khích áp dụng các nhóm giải pháp theo thứ tự ưu tiên sau (do hạn chế với thời lượng, chúng tôi chỉ nêu tên giải pháp mà không giải thích).

(i)                Thiết kế thụ động:

Thiết kế thụ động (passive design) là một thuật ngữ dùng phổ biến trong thiết kế kiến trúc ở các nước phương Tây. Thuật ngữ này chỉ các giải pháp thiết kế (thông qua giải pháp quy hoạch, kiến trúc, cấu tạo, sử dụng vật liệu…) phù hợp với điều kiện tự nhiên và khí hậu của địa điểm xây dựng nhằm đảm bảo tối đa tiện nghi trong công trình xây dựng và sự vận hành của nó, đồng thời giảm thiểu việc sử dụng năng lượng để công trình có thể vận hành bình thường (Hình 2). Các giải pháp thiết kế thụ động thường hoàn toàn dựa vào các nguồn năng lượng có sẵn trong tự nhiên. Các giải pháp thiết kế thụ động chủ yếu cụ thể có thể áp dụng ở điều kiện Việt Nam gồm có:

–          Kiểm soát dòng nhiệt đi ra vào công trình một cách thụ động: sử dụng vật liệu cách nhiệt cho vỏ bao che, sử dụng kính có hệ số SHGC thấp (ít hấp thu bức xạ mặt trời), mái xanh, tường phủ cây xanh, sử dụng vỏ bao che có màu sáng, che nắng và tạo bóng đổ, bể nước trên mái (+ phun nước),

–          Thông gió tự nhiên: đây là giải pháp thụ động có lợi ích to lớn, mang lại sự tiện nghi và sức khỏe cho người sử dụng, bắt buộc phải áp dụng ở Việt Nam.

–          Làm mát bằng bay hơi nước thụ động (tưới nước trên mặt sân, mái nhà) [2].

–          Khối nhiệt và thông gió tự nhiên vào ban đêm: làm mát các khối nhiệt như tường dày, sàn, bê tông, hồ nước trong công trình vào ban đêm bằng thông gió, ban ngày các khối nhiệt sẽ hấp thu nhiệt bên trong công trình, giúp duy trì nhiệt độ dễ chịu. Đây là nguyên lý mà các ngôi biệt thự Pháp ở Việt Nam thường khai thác.

–          Kết cấu mỏng nhẹ, cách nhiệt tốt: giúp công trình không bị nóng vào ban ngày, đồng thời nguội nhanh vào ban đêm, đạt nhiệt độ môi trường nhanh chóng. Nếu được thông gió tốt về đêm sẽ mang lại môi trường tiện nghi cao. Giải pháp này được nhà ở dân gian ở Việt Nam thường xuyên khai thác (nhà tranh, vách đất, thông gió tốt).

–          Kiểm soát độ trễ nhiệt của lớp vỏ bao che: khiến cho nhiệt độ mặt trong vỏ bao che đạt cực đại vào thời điểm mong muốn. Ví dụ: chọn kết cấu vỏ bao che cho văn phòng làm việc có độ trễ nhiệt khoảng 8h, để cực đại nhiệt độ mặt trong rơi vào lúc 20h, khi văn phòng đã đóng cửa, không gây khó chịu cho mọi người.

–          Ổn định nhiệt bằng khối đất: làm công trình âm trong lòng đất, mái đất giúp công trình có độ ổn định nhiệt độ cao, mát vào mùa hè và ấm vào mùa đông.

–          Sưởi ấm bằng bức xạ mặt trời: trữ nhiệt bằng tường Trombe, vách kính hướng về xích đạo (hướng Nam ở Việt Nam), phòng mặt trời, máy nước nóng NLMT.

–          Sử dụng cây xanh, mặt nước, thảm xanh cải thiện vi khí hậu xung quanh công trình.

–          Chiếu sáng tự nhiên trực tiếp và gián tiếp.

–          Thu nước mưa và tái sử dụng.

–          Chống nồm ở miền Bắc.

–          Các giải pháp lai (thụ động và chủ động): Thông gió qua ống trao đổi nhiệt dưới lòng đất, làm mát bằng máy bay hơi nước trực tiếp (quạt phun sương) hoặc gián tiếp (cần thiết bị chuyên biệt), bơm địa nhiệt (lấy nước làm mát và sưởi ấm từ lòng đất hoặc nước sông, hồ, biển) [2].

Những giải pháp thiết kế thụ động được khuyến nghị

Trải qua một quá trình nhiều năm nghiên cứu, ứng dụng, kiểm chứng, chúng tôi xin đưa ra các khuyến nghị giải pháp thiết kế thụ động mang tính ưu tiên cho kiến trúc trong điều kiện khí hậu Việt Nam như sau [3]:

–          Tường hướng Đông, hướng Tây và mái nhà phải cách nhiệt kỹ (Nhiệt trở tối thiểu 2.5 m2.K/W);

–          Vỏ bao che nên có màu trắng sáng;

–          Kính ở hướng Đông và Tây cần được che nắng (trực xạ) hoàn toàn;

–          Tổ chức thông gió tự nhiên tốt cho mọi phòng sinh hoạt, lưu ý ưu tiên thông gió xuyên;

–          Cửa sổ, cửa đi, vách kính có mái che nắng, che mưa hắt;

–          Ở miền Bắc nước ta, kiến trúc phải đảm bảo kín gió khi đóng cửa (chống lạnh);

–          Kiến trúc gắn liền với cây xanh, mặt nước, thảm cỏ.

image005image007

Hình 2: Palmyra house, Alibagh, Ấn Độ – Giải thưởng Aga Khan – một dạng kiến trúc nhiệt đới thông gió tự nhiên điển hình (KTS Bijoy Jain – studio Mumbai) (Nguồn: http://www.akdn.org)

Những sai lầm phổ biến của KTS.

Qua thực tiễn, chúng tôi cũng phát hiện ra các thiếu sót rất hay gặp trong nhận thức về thiết kế thụ động của các KTS như sau:

–          Tường xây gạch dày 200 thì không cần cách nhiệt (thực tế thì các hướng Đông Tây rất cần thêm cách nhiệt, tối thiểu dày khoảng 40mm);

–          Cửa kính hướng Bắc – Nam thì không cần che nắng do không có nắng (thực tế thì tùy vùng, nhưng luôn có nhu cầu che nắng ở hướng Bắc và hướng Nam);

–          Hướng Đông nắng dịu hơn hướng Tây, nên có thể mở cửa kính hướng Đông thoải mái mà không sợ nắng (thực tế là lượng bức xạ hoàn toàn giống nhau);

–          Kiến trúc luôn mở, thoáng để thông gió tốt mà không cần đóng kín (thực tế luôn cần có khả năng đóng kín để kiểm soát được khói bụi, tiếng ồn, không khí lạnh, gió xấu, gió Lào…);

–          Mái lợp tôn thì chỉ cần đóng trần và có 1 lớp cách nhiệt là không bị nóng (thực tế cần 1 lớp cách nhiệt EPS có độ dày lên đến 100mm mới đáp ứng yêu cầu cách nhiệt);

–          Vách kính low-E có thể chống bức xạ mặt trời tốt do đó không cần che nắng và có thể dùng nhiều thoải mái (Hình 3). Thực tế các loại kính có tính năng hơn kém nhau khá nhiều, nhưng khả năng hạn chế truyền nhiệt vào nhà của tất cả các loại kính kém xa so với kết cấu bao che không xuyên sáng.

image009

Hình 3: Vincom Center ở TP HCM – một ví dụ về sự lạm dụng kính Low-E nhưng không che nắng, không thích hợp với khí hậu nhiệt đới ở miền Nam (Nguồn: http://www.anvlaw.com)

(ii)              Các biện pháp thiết kế chủ động

Các biện pháp thiết kế chủ động (active design) là các giải pháp sử dụng máy móc, thiết bị công nghệ vận hành khai thác các nguồn năng lượng trong tự nhiên nhằm đảm bảo tiện nghi và sự vận hành của công trình. Giải pháp thiết kế chủ động hay gặp nhất chính là việc sử dụng hệ thống điều hòa không khí hoặc sưởi nhằm đảm bảo tiện nghi nhiệt và yêu cầu vệ sinh trong công trình. Nó cũng bao gồm các giải pháp sử dụng pin năng lượng, tua-bin gió, bơm nhiệt từ lòng đất, các hệ thống quản lý năng lượng hiệu quả, các hệ thống thu gom tái chế nước… Các giải pháp mà chúng tôi khuyến nghị nên áp dụng trong điều kiện Việt Nam là:

–          Khai thác năng lượng tái sinh: Sử dụng pin NLMT, tua-bin gió (ven biển), máy nước nóng dùng NLMT,

–          Thiết bị sử dụng năng lượng hiệu suất cao: điều hòa Inverter, đèn chiếu sáng LED kết hợp các giải pháp kiểm soát chiếu sáng (cảm biến ánh sáng, cảm biến người, dimmer…), thiết bị thu hồi nhiệt thông gió, thu gom nước mưa, nước thải để tái sử dụng.

–          Sử dụng các loại năng lượng có hiệu suất cao: đồng phát nhiệt – điện (Máy phát điện tận dụng nhiệt thải làm năng lượng sưởi ấm), bơm địa nhiệt, quạt thông gió trao đổi nhiệt với lòng đất…

(iii)           Thiết kế với hỗ trợ của mô phỏng, tối ưu hóa thiết kế năng lượng

Thời gian gần đây, thuật ngữ mô phỏng hiệu năng công trình xây dựng (building performance simulation) đã bắt đầu được nhắc tới và lan tỏa trong cộng đồng xây dựng. Mô phỏng hiệu năng đã chứng tỏ khả năng trong giải quyết nhiều vấn đề kiến trúc phức tạp mà các phương pháp thông thường không đáp ứng được. Chẳng hạn như việc dự báo chính xác khả năng thông gió tự nhiên, khả năng tiết kiệm năng lượng, các tác động môi trường của phương án thiết kế… Do đó, mô phỏng hiệu năng công trình nên được áp dụng rộng rãi trong thiết kế các công trình có hiệu quả năng lượng [1]. Mô phỏng giúp người thiết kế biết cách kết hợp các giải pháp thiết kế thụ động lẫn chủ động để đem lại hiệu năng cao nhất cho công trình.

Về bản chất, mô phỏng hiệu năng là quá trình giả lập lại sự vận hành của công trình trên máy tính. Tất cả các yếu tố liên quan đến công trình gồm: thông số hình học, vật liệu, kết cấu, vận hành, con người, trang thiết bị… đều được giả lập trên một phần mềm máy tính. Hiện có gần 500 phần mềm hỗ trợ mô phỏng hiệu năng khác nhau, có tính năng khác nhau. Có thể tạm chia thành các nhóm phần mềm mô phỏng hiệu năng sau:

–          Nhóm mô phỏng năng lượng công trình, ví dụ: EnergyPlus, Design Builder…

–          Nhóm mô phỏng thông gió (CFD hoặc airflow network model), ví dụ: CFX, CONTAM…

–          Nhóm mô phỏng chiếu sáng tự nhiên và nhân tạo, ví dụ: Radiance, DIALux…

–          Nhóm mô phỏng môi trường âm thanh (thiết kế âm học thính phòng), ví dụ:  Odeon, Scatt…

–          Các nhóm hỗ trợ: nghiên cứu che nắng, chiếu nắng, bóng đổ, phân tích khí hậu, quỹ đạo mặt trời…, ví dụ: Autodesk Ecotect, Climate Consultant…

Các nhóm phần mềm này có liên quan trực tiếp đến quá trình thiết kế công trình hiệu quả năng lượng, có thể khai thác sử dụng bởi các đơn vị tư vấn, chủ đầu tư, nhà quản lý, giảng dạy… Do chưa được đào tạo bài bản ở bậc Đại học, vấn đề mà các KTS, kỹ sư quan tâm là nên bắt đầu từ đâu để tiếp cận các công cụ mô phỏng này. Trên cơ sở kinh nghiệm của mình, chúng tôi đề xuất một vài cách thức tiếp cận mang tính tham khảo như sau:

–          Các doanh nghiệp tổ chức cho nhân viên tự học phần mềm: tài liệu học tập chủ yếu là các video clip, các trao đổi trên diễn đàn, các tài liệu hướng dẫn, tư vấn qua email, điện thoại từ các chuyên gia. Khả năng này vẫn có thể thực hiện được.

–          Các doanh nghiệp tổ chức lớp huấn luyện riêng: cần mời chuyên gia có kinh nghiệm hỗ trợ trực tiếp. Tổng thời gian đào tạo khoảng 5 ngày để nắm bắt và tự thực hiện một cách căn cơ hầu hết các mô phỏng quan trọng.

–          Tham gia các lớp huấn luyện do các tổ chức (Hội KTS, VCEP, Viện Kiến trúc…) đứng ra thực hiện. Các lớp này thời gian tuy ngắn, nhưng cung cấp những thông tin cơ bản cũng như các đầu mối liên hệ cần thiết.

–          Học tập nâng cao trình độ chuyên môn, ví dụ hiện nay nhiều trường Đại học đã đưa môn Mô phỏng hiệu năng vào chương trình giảng dạy bậc Đại học và sau Đại học.

–          Thuê các đơn vị tư vấn chuyên nghiệp, các chuyên gia công trình xanh (LEED AP, LOTUS AP…). Hiện nay ở nước ta đã có những nhà thầu chuyên thực hiện các công việc này và nhiều dự án đã có sự hợp tác thành công.

Những địa chỉ cần thiết

Các đơn vị có nhu cầu về mô phỏng hiệu năng công trình cần có những mối liên hệ chặt chẽ hơn với các tổ chức nghề nghiệp hoạt động trong lĩnh vực Xây dựng xanh. Đây là các tổ chức có đủ khả năng hỗ trợ các doanh nghiệp cũng như cung cấp các thông tin, làm trung gian liên hệ trong những vấn đề chuyên sâu liên quan đến thiết kế công trình có hiệu năng cao:

–          Hội KTS Việt Nam, VGBC, USGBC…

–          Các chuyên gia của Viện nghiện cứu, trường Đại học: Đại học Bách khoa TPHCM, Đại học Bách khoa Đà Nẵng, Đại học Xây dựng Hà Nội, Đại học Kiến trúc Hà Nội…

–          Các chuyên gia của chương trình năng lượng sạch Việt Nam – VCEP

–          Các nhà tư vấn xanh, ví dụ: Green Consult Asia, GreenViet…

–          Các chuyên gia tư vấn LEED AP, LOTUS AP…

Một vài ví dụ về cách thức kết hợp giữa thiết kế và tư vấn công nghệ xanh

Trung tâm Thương mại Big C Nha Trang được chứng chỉ công trình xanh LOTUS bạc nhờ sự phối hợp giữa đơn vị tự vấn Kiến trúc và một nhà thầu tư vấn công nghệ xanh (GreenViet). Nhà máy DBW Long An được chứng chỉ công trình xanh LOTUS nhờ sự phối hợp giữa đơn vị tự vấn Kiến trúc và một nhà thầu tư vấn công nghệ xanh (Green Consult Asia). Trường mầm non British International School EYFS đang theo đuổi chứng chỉ LOTUS với sự hỗ trợ của Artelia Vietnam.

Hiện nay, số lượng các chuyên gia tư vấn công nghệ xanh chuyên nghiệp, các nhà thầu tư vấn công nghệ xanh chưa có nhiều. Với nhu cầu xã hội ngày càng tăng trong thời gian sắp tới, hy vọng điều này sẽ được cải thiện, tạo tiền đề vững chắc cho kiến trúc hiệu quả năng lượng, kiến trúc xanh bùng nổ ở nước ta.

Tài liệu tham khảo

[1] Nguyễn Anh Tuấn, Thiết kế kiến trúc xanh với hỗ trợ bởi các công cụ mô phỏng hiệu năng công trình (BPS). Tạp chí Kiến trúc. Số: 05. Trang: 13-18. Năm 2012.

[2] S. V. Szokolay, Introduction to architectural science, Oxford: Elsevier Science, 2004.

[3] O. H. Koenigsberger, T. G. Ingersoll, A. Mayhew and S. V. Szokolay, Manual of tropical housing and building, 1st ed., New York: Longman publisher, 1973.

THIẾT KẾ TÍCH HỢP TRONG KIẾN TRÚC: XÂY DỰNG TƯƠNG LAI LỚN TỪ NHỮNG ĐIỀU NHỎ BÉ

TS. KTS. Nguyễn Anh Tuấn
Phó Trưởng khoa Kiến trúc, Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng
 (Bài đăng trên Tạp chí Kiến trúc số 02 – 2017)

Hongqiao Vantone Sunny World Centre, Shanghai, China (2012) (nguồn: Foster & partners) – công trình được thiết kế bởi công nghệ tích hợp
Thiết kế công trình xây dựng là một quá trình phức tạp và có nhiều mục tiêu đồng thời cần phải hướng tới. Quá trình thiết kế đòi hỏi sự tích hợp của nhiều loại thông tin vào một sản phẩm tổng hợp thống nhất. Do đó, công việc thiết kế chưa bao giờ dễ dàng, đặc biệt là đối với những công trình đương đại nơi người chủ đầu tư và xã hội luôn gửi gắm vào đó những yêu cầu ngày càng cao. Để đáp ứng những yêu cầu mới, ngày càng có nhiều phương pháp thiết kế mới nhằm cải tiến quy trình thiết kế thông thường. Vào những năm 1950, anh em nhà Olgyay (Mỹ) đã nghiên cứu và đề xuất cách tiếp cận sinh khí hậu trong thiết kế Kiến trúc (bioclimatic architecture) [1], trong đó tích hợp khoa học về sinh học (biology) và khí hậu (climatology) và kỹ thuật vào thiết kế kiến trúc, một hình thức Thiết kế tích hợp sơ khai. Mặc dù trước đó, vào thế kỷ thứ I trước công nguyên, Vitruvius đã đề cập nhiều đến mối liên quan giữa Kiến trúc và khí hậu học trong tập sách “Ten books on Architecture”. Càng về cuối thế kỷ 20, sự quan tâm đến kiến trúc xanh, bền vững, kiến trúc sinh khí hậu và kiến trúc môi trường ngày càng lớn; đó là kết quả của sự biến đổi khí hậu, sự gia tăng tiêu thụ năng lượng các cuộc khủng hoảng. Những người như Victor Olgyay, Leslie Martin, Wolfgang Feist, Ken Yeang, Renzo Piano và Norman Forster và nhiều tên tuổi khác đã đưa ra những kết quả thú vị về phương pháp luận kiến trúc và kiến trúc bền vững [2].
Trong khoảng hơn 10 năm trở lại đây, thuật ngữ thiết kế tích hợp (TKTH – integrated design) được nhắc đến ngày càng nhiều hơn. Hiện chưa xác định được chính xác thuật ngữ này được khởi xướng từ nơi nào, nhưng có vài cái tên được nhắc đến như Knudstrup [2], Foster + Partners, và một vài công ty như ATP architects engineers, Hopkin architects… Thời điểm xuất hiện cũng chưa rõ, nhưng dường như TKTH được sử dụng đầu tiên trong Kỹ thuật cơ khí và Sản xuất vào những năm 2000, một lĩnh vực có lộ trình tương tự như Kiến trúc (thiết kế – sản xuất – sử dụng), trước khi được dùng trong Kiến trúc vào khoảng năm 2004. Hội nghị quốc tế đầu tiên về thiết kế và sản xuất tích hợp trong kỹ thuật Cơ khí được tổ chức bởi mạng lưới AIP-PRIMECA vào năm 1996 tại Nantes (Pháp).
Vào thời điểm hiện nay, TKTH là cách tiếp cận được nhiều công ty Kiến trúc lừng danh (Foster & partners, ATP architects engineers, Integrated Design Associates Ltd (IDA), Integrated Architecture…) áp dụng trong thực tế hành nghề Kiến trúc. Với sự quan tâm ngày càng lớn ở trong nước về chủ đề này, bài báo này được viết với mục đích giới thiệu với giới Kiến trúc sư (KTS) trong nước những vấn đề cơ bản của TKTH, phương pháp và trình tự cũng như việc mở rộng áp dụng phương pháp này trong nước.
Thiết kế tích hợp là gì?
TKTH là thuật ngữ dùng chung cho nhiều ngành, với ý nghĩa là cách tiếp cận trong thiết kế dưới hình thức tích hợp các chuyên môn khác nhau (vốn dĩ được coi là độc lập) vào trong quá trình thiết kế một cách đồng thời, trong khi bị ràng buộc ngân sách và kế hoạch. Nó dựa trên một đội ngũ đa ngành và hợp tác chặt chẽ, các thành viên đưa ra quyết định với nhau dựa trên một tầm nhìn chung và một sự hiểu biết toàn diện về dự án. Nó đi theo việc thiết kế xuyên suốt toàn bộ vòng đời của dự án, từ giai đoạn tiền thiết kế cho đến khi đi vào hoạt động [3].
Trong kiến trúc, TKTH (hay quá trình TKTH) được hiểu là một quá trình hợp tác lao động có sự tham gia của các chuyên môn kiến trúc, kỹ thuật kết cấu, HVAC, mô phỏng, kinh tế xây dựng… và vận sự hành công trình trong toàn thể vòng đời của công trình với sự quan tâm đặc biệt đến người sử dụng. Đây là phương pháp nhằm thiết kế được các công trình có hiệu năng cao, góp phần vào sự bền vững của cộng đồng [4].
Nhìn chung, quá trình TKTH thường có những đặc điểm sau [3]:
– Là một quá trình có tính lặp đi lặp lại chứ không phải là cách tiếp cận tuyến tính (tức theo trình tự) hay cách tiếp cận kiểu si-lô (silo-based approach – cách tiếp cận riêng biệt từng lĩnh vực, sau đó phối hợp để có kết quả);
– Là một phương pháp linh hoạt, không phải một công thức;
– Mỗi lần mỗi khác, không phải theo một hình thức định sẵn;

– Là một quá trình lặp đi lặp lại với việc học tập liên tục và cập nhật tính năng mới nổi, không phải là một chuỗi định trước các sự kiện.
Trong thiết kế kiến trúc, quá trình TKTH không đảm bảo tính thẩm mỹ cũng như tính bền vững (sustainable) của giải pháp thiết kế, nhưng nó giúp người thiết kế kiểm soát được nhiều tham số phải xem xét và tích hợp chúng vào trong dự án khi sáng tạo kiến trúc bền vững toàn diện hơn, để đạt được các giải pháp bền vững hơn, bởi vì tất cả các thông số khác nhau được xem xét trong quá trình này.
Các thành tố của quá trình TKTH trong Kiến trúc bao gồm:
– Sự làm việc liên ngành giữa KTS, kỹ sư, chuyên gia định giá (kinh tế xây dựng), người vận hành công trình và các nhân vật thích hợp khác ngay từ khi bắt đầu của quá trình thiết kế;
– Sự bàn bạc về tầm quan trọng tương đối của các tiêu chí hiệu suất cần phải đạt và sự thiết lập một bản thỏa thuận giữa khách hàng và người thiết kế;
– Chỉ có sự giới hạn ngân sách cho toàn bộ dự án, chứ không giới hạn ngân sách hay phân chia ngân sách cho từng bộ phận công trình, như hệ thống HVAC hay kết cấu công trình. Điều này là do những khoản đầu tư thêm cho một hệ thống có thể lại giúp tiết kiệm đầu tư cho hệ thống khác. Ví dụ: đầu tư cho hệ thống che nắng và kính giúp giảm đầu tư và chi phí vận hành của hệ thống HVAC;
– Có sự bổ sung một chuyên gia trong lĩnh vực kỹ thuật năng lượng và mô phỏng năng lượng;
– Thử nghiệm các phương án thiết kế khác nhau thông qua việc sử dụng các phần mềm mô phỏng năng lượng trong suốt quá trình này, để cung cấp thông tin tương đối khách quan về chỉ số quan trọng nhất là hiệu quả năng lượng;
– Việc bổ sung các chuyên gia ngành (ví dụ: các chuyên gia về chiếu sáng tự nhiên, trữ nhiệt, tiện nghi, lựa chọn vật liệu…) để tham vấn nhanh với đội ngũ thiết kế;
– Sự công bố rõ ràng mục tiêu hiệu năng và các chiến lược, và được cập nhật trong suốt quá trình bởi đội ngũ thiết kế;

– Trong một số trường hợp, một người điều phối thiết kế (design facilitator) được bổ sung vào đội ngũ để nâng cao hiệu suất làm việc trong suốt quá trình và đảm bảo các yếu tố đầu vào chuyên sâu theo yêu cầu.

Hình: Các bước triển khai của một quá trình TKTH công trình xây dựng (nguồn: iiSBE 2005)
Các giai đoạn trong thiết kế tích hợp
TKTH thường bao gồm 7 bước chính như sau:
Những công cụ hỗ trợ Thiết kế tích hợp
Hiện nay, những công cụ thiết kế sử dụng công nghệ BIM được các nhóm TKTH sử dụng cho công việc của họ. Các mô hình trung tâm BIM chứa đựng đầy đủ các thông tin trên máy tính về kiến trúc, kết cấu, kỹ thuật cũng như các tính năng vận hành của công trình. Thậm chí, các thông tin về quá trình thiết kế, vận hành cho đến thay thế và phá dỡ được ghi nhận, lưu trữ và cập nhật. Những thông tin như vậy hỗ trợ việc dự đoán chính xác quá trình xây dựng và tính toán chi phí vòng đời của công trình.
Các thành viên của nhóm thiết kế chủ chốt
• Khách hàng hoặc người đại diện chủ sở hữu (tức là, có chuyên môn về quản lý cơ sở vật chất và hoạt động)
• Người Quản lý dự án
• KTS
• Điều phối viên TKTH (facilitator)
• Nhà vô địch (tùy chọn) (hoặc, có thể là một thành viên của nhóm thiết kế. Nhà vô địch là một người năng động và có khả năng dẫn dắt đội thiết kế theo hướng bền vững; có thể là một KTS dày dạn và năng động)
• Kỹ sư Kết cấu
• Kỹ sư cơ khí có chuyên môn trong:
+ Mô phỏng: mô hình năng lượng, phân tích tiện nghi nhiệt, và / hoặc mô phỏng CFD.
+ Phân tích năng lượng: một kỹ sư năng lượng và / hoặc kỹ sư sinh khí hậu có thể cần để quán xuyến các lĩnh vực cần thiết về chuyên môn, chẳng hạn như: thiết kế thụ động năng lượng mặt trời, công nghệ năng lượng tái tạo, và chiến lược công nghệ lai.
• Kĩ sư điện
• Chuyên gia thiết kế Xanh
• Kỹ sư dân dụng có chuyên môn về: nước mưa lớn, nước ngầm, nước mưa, và / hoặc các hệ thống xử lý nước thải
• Người quản lý / vận hành công trình (bảo trì và hoạt động)
• Chuyên gia Tư vấn chi phí (có kinh nghiệm trong tính chi phí vòng đời)
• KTS cảnh quan
• Tổng thầu hoặc người quản lý xây dựng.

Hình: Tổ chức đội ngũ thiết kế theo truyền thống

Hình: Tổ chức đội ngũ thiết kế theo phương pháp TKTH
Những thành viên khác có thể có trong đội ngũ
Các thành viên khác, những người có thể được mời tham dự trong suốt thời gian của dự án hoặc chỉ cho một vài hội thảo, bao gồm một số hoặc tất cả những người sau:
• Nhà Sinh thái học
• Người sử dụng hoặc đại diện
• Đại diện lập trình công trình, nếu thích hợp cho loại hình công trình
• Các cơ quan phê duyệt Quy hoạch / Luật / Quy chuẩn
• Thiết kế nội thất / tư vấn vật liệu
• Chuyên gia chiếu sáng hoặc chiếu sáng tự nhiên
• Kỹ sư đất hay địa chất
• Đại diện nghiệm thu
• Chuyên gia tiếp thị
• Người khảo sát khu đất
• Chuyên gia định giá / thẩm định
• Chuyên gia kiểm soát
• Các chuyên gia khác theo yêu cầu (ví dụ, thông gió tự nhiên, trữ nhiệt, âm học)
• Học giả và / hoặc sinh viên có kiến thức về một chủ đề liên quan
• Các thành viên của cộng đồng những người bị ảnh hưởng bởi dự án.
Thiết kế tích hợp so với thiết kế thông thường
Quá trình thiết kế thông thường đang được áp dụng rộng rãi trong nhiều công ty thiết kế thường bắt đầu bằng việc người KTS làm việc với khách hàng và thống nhất sơ bộ các phương án hình khối, màu sắc, và công năng. Kỹ sư kết cấu và sau đó là kỹ sư M.E. được yêu cầu đưa ra phương án kỹ thuật tương thích và hoàn thiện các chi tiết của dự án. Mặc dù cách thức này khá đơn giản, nhưng thường không giúp công trình đạt được các mức hiệu năng cần thiết. Việc tối ưu hóa hiệu năng là rất khó, công trình  đạt được có chất lượng môi trường bên trong thấp, tốn nhiều năng lượng vận hành, vận hành hay trục trặc.
Có nhiều sự khác biệt trong thực tế triển khai TKTH. Mỗi nhóm thiết kế có cách thức làm việc khác nhau một chút, và có thể có những cách nghĩ khác nhau về thế nào là phương pháp “đúng”. Tuy nhiên, có một sự nhất trí cao về sự khác biệt giữa TKTH và thiết kế thông thường. Có thể so sánh sự khác nhau giữa 2 cách tiếp cận này như sau:

Hình bên dưới so sánh mức độ liên hệ lẫn nhau của đội ngũ thiết kế trong suốt quá trình thiết kế thông thường và một quá trình TKTH. Hình ảnh cho thấy sự liên hệ lẫn nhau này có sự ảnh hưởng đến tính bền vững của dự án, cụ thể là những nỗ lực trong một quá trình TKTH là nhiều hơn trong gia đoạn đầu, cho phép nhóm thiết kế tận dụng tốt nhất các cơ hội để nâng cao tính bền vững.

Hình: Sự liên quan của các thành viên trong đội ngũ thiết kế xây dựng (nguồn: [3])
Những lợi ích của cách tiếp cận thiết kế tích hợp
Có nhiều kết quả tích cực rõ rệt xuất phát trực tiếp từ việc sử dụng các nguyên tắc của phương pháp tiếp cận tích hợp. Bảng dưới đây tóm tắt một số những lợi ích quan trọng có liên quan với các nguyên tắc của quá trình TKTH. Bảng này cũng liệt kê một số các lợi ích tổng hay tối đa nhận được từ một quá trình TKTH thành công [3].

Thiết kế tích hợp và việc theo đuổi chứng nhận công trình xanh
Các công ty thiết kế có thể giúp khách hàng hiểu rõ cơ hội kinh doanh khi theo đuổi chứng nhận công trình xanh bằng cách đưa họ đi một tour tham quan các Công trình xanh hoặc các dự án có mục tiêu tương tự trong khu vực bằng cách thu thập các công trình xanh điển hình có liên quan và các thông tin cơ bản về các trường hợp đó. Quyết định theo đuổi chứng nhận xanh hay không cũng có thể được xác nhận khi bắt đầu giai đoạn thiết kế sơ bộ một khi khách hàng có thêm thông tin về quy trình, chi phí phát sinh dự kiến, lợi ích được và mất.
Công ty cần tổ chức một hội thảo để làm sáng tỏ ý nghĩa của hệ thống đánh giá công trình xanh mà công ty theo đuổi (LEED, LOTUS, Green mark…). Đây là loại hình hội thảo giúp giáo dục nâng cao cho người sử dụng hay khách hàng về quá trình xin cấp chứng chỉ xanh và giúp loại bỏ bất kỳ sự hiểu lầm về quá trình, chi phí và cân bằng lợi ích có thể xảy ra trong suốt giai đoạn thiết kế tiếp theo.
Những công trình được tạo nên bởi công nghệ TKTH

Reem Island Residential Towers, Abu Dhabi, Các Tiểu vương quốc Ả rập thống nhất, 2008 (nguồn: Foster & partners)
London Velodrome Olympic 2012, Luân Đôn, Anh (nguồn: Hopkin architects)

Trường UWCSEA New Building, Singapore, 2016 (nguồn: Future Cities Laboratory – Thụy Sĩ)
Kết luận
Hiện nay, nhiều công ty thiết kế liên ngành đã và đang gặt hái thành công rực rỡ. Những công ty này có liên hệ với sinh viên, giảng viên, các kỹ sư thiết kế và kỹ thuật, thậm chí cả khách hàng và cán bộ quản lý. Một số hãng tham gia vào các dự án dịch vụ học tập để xây dựng mạng lưới cho các khách hàng tiềm năng. Tất cả mọi người liên quan: sinh viên, các chuyên gia và các thành viên của cộng đồng đều có lợi ích từ quá trình, cũng như sự trao đổi ý tưởng và kỹ thuật.
Trong đào tạo KTS, học phần “Introduction to Integrated Design” đã được giảng dạy từ những năm 2006 cho sinh viên ngành kiến trúc tại Viện công nghệ Massachusetts (MIT) Hoa Kỳ hay học phần “Digital Integrated Design” ở trường Đại học Liverpool. Một vài trường cung cấp các khóa học về TKTH như Köln International School of Design. Đại học Bath ở Anh tổ chức hội nghị quốc tế định kỳ về TKTH. Có thể nói TKTH là một phương pháp bắt đầu từ những điều tưởng chừng rất nhỏ bé như sự hợp tác của các thành viên trong nhóm thiết kế, cách thức tổ chức làm việc, nhưng lại mang lại hiệu quả lớn và mở ra tương lai mới của ngành Kiến trúc. TKTH hứa hẹn là một xu hướng hành nghề của những công ty lớn, có tính chuyên nghiệp cao và có định hướng kiến trúc bền vững.
Tài liệu tham khảo
[1]  V. Olgyay, Design with climate – Bioclimatic approach to architectural regionalism, New Jersey: Princeton University Press, 1963.
[2]  H. T. R. Hansen và M. A. Knudstrup, “The Integrated Design Process (IDP) – a more holistic approach to sustainable architecture,” trong Proceedings of the 2005 World Sustainable Building Conference, Tokyo, 2005.
[3]  Busby Perkins+Will and Stantec Consulting, ROADMAP FOR THE INTEGRATED DESIGN PROCESS, Vancouver: BC Green Building Roundtable, 2007.
[4]  K. Moe, Integrated Design in Contemporary Architecture, New York: Princeton Architectural Press, 2008.

Phương pháp phân tích sinh khí hậu cho các vùng nhiệt đới ẩm

Không khí là một hỗn hợp chủ yếu của khí oxy và khí nitơ và một tỷ lệ nhỏ các thành phần khác. Tuy nhiên thực tế không khí lại chứa cả hơi nước, do đó tính chất của không khí phụ thuộc nhiều vào lượng hơi nước có mặt trong không khí. Biểu đồ nhiệt ẩm (psychometric chart), như giới thiệu trong Hình dưới, là phương pháp hiệu quả dùng để diễn tả các trạng thái của không khí ẩm. Bất kỳ một trạng thái nào của không khí ẩm đều có thể được biểu diễn bằng 1 điểm trên biểu đồ.

s1250eew
Biểu đồ nhiệt ẩm được Willis Carrier đề xuất vào năm 1904 và dần dần được hoàn thiện như hiện nay. Biểu đồ nhiệt ẩm có cấu trúc như sau:
– Trục hoành thể hiện nhiệt độ của không khí (nhiệt độ bầu khô), °C.
– Trục tung (bên phải) thể hiện dung ẩm – tỷ lệ khối lượng hơi nước trong không khí khô, tính bằng ghơi nước/kgkhông khí khô.
– Các đường cong thể hiện độ ẩm tương đối, %.
– Đường cong trên cùng thể hiện trạng thái không khí bão hòa hơi nước (độ ẩm bằng 100%), đồng thời cho thấy nhiệt độ điểm sương.
– Các đường xiên (nét đứt) thể hiện nhiệt độ ướt của không khí, °C.
– Các đường xiên Enthanpy thể hiện mức nhiệt chứa trong khối khí so với mức nhiệt của khối không khí ở 0 °C – độ ẩm 0%, đơn vị là kJ/kg.
– Các đường xiên còn lại thể hiện thể tích riêng của khối không khí, đơn vị là m3/kg.
Các quá trình biến đổi trạng thái của không khí đều có thể được phản ánh trên biểu đồ nhiệt ẩm. Mỗi điểm trên biểu đồ cho ta đầy đủ thông số trạng thái của các đại lượng nêu trên.
Trong kiến trúc xây dựng, biểu đồ nhiệt ẩm thường được kết hợp với vùng tiện nghi nhiệt của con người và gọi là “Biểu đồ sinh khí hậu”. Như vậy biểu đồ sinh khí hậu có thể giúp xác định xem một điều kiện không khí có thỏa mãn tiện nghi nhiệt hay không và có tiềm năng cải thiện hay không. Biểu đồ sinh khí hậu dùng để đánh giá phân tích khí hậu, đánh giá điều kiện môi trường và đề xuất các giải pháp thiết kế kiến trúc thích ứng khí hậu và tiện nghi nhiệt.
Vào năm 2012, tôi và các đồng nghiệp ở Bỉ đã phát triển được một công cụ đánh giá phân tích sinh khí hậu cho Việt Nam cũng như các nước có khí hậu nhiệt đới ẩm khác. Công cụ này có thể dùng khi biết được dữ liệu nhiệt độ và độ ẩm từng giờ (thường là có được từ quan trắc, từ file khí hậu – weather file…). Công cụ này được xây dựng với các thông số như sau:

chart

Các anh chị có thể download công cụ (chạy trên Excel) tại đây: building-psychrometric-chart-with-climate-analysis_version5

Đây là kết quả của một nghiên cứu quốc tế đã được công bố trên tạp chí Khoa học Energy and Buildings. Anh chị nào muốn hiểu chi tiết công cụ này xin vui lòng xe bài báo để rõ hơn (xem toàn văn tại đây final-paper-online-author-version).
Rất hy vọng công cụ sẽ giúp các anh chị phân tích tốt đặc điểm khí hậu sinh học của từng địa phương, đưa ra các giải pháp thiết kế phù hợp.

Tài liệu Hội thảo Kiến trúc xanh – Đà Nẵng 3-12-2016

Kính gửi anh chị em KTS và các bạn SV Kiến trúc,

BTC Hội thảo xin gửi các anh chị Slide báo cáo của 3 Diễn giả PGS. TS. Phạm Đức Nguyên, TS. KTS. Nguyễn Anh Tuấn ĐH Bách khoa Đà Nẵng) và Đỗ Hữu Nhật Quang (Greenviet) theo link bên dưới:

Báo cáo của PGS. TS. Phạm Đức Nguyên:

https://1drv.ms/p/s!AoQ4iROlnXj7nBDT9QDkVD2gS6Z4

Báo cáo của TS. Nguyễn Anh Tuấn:

https://www.dropbox.com/s/fsmlwo509lnj4j4/Hoi%20thao%20KTX%20o%20Danang%2012-2016.pdf?dl=0

Báo cáo của anh Đỗ Hữu Nhật Quang:

https://1drv.ms/p/s!AoQ4iROlnXj7nA-XICzLMF8mHk5l

Hy vọng các tài liệu sẽ giúp ích cho các anh chị em.

Cảm ơn các anh chị đã quan tâm.

Chủ nghĩa sinh khí hậu trong kiến trúc dưới góc nhìn của thuyết tiến hóa

Bạn đọc thân mến,

Từ những năm 1950 của thế kỷ 20, Các nhà nghiên cứu Kiến trúc đã đưa ra khái niện Kiến trúc sinh khí hậu (V. Olgyay, B. Givoni…) và làm tiền đề cho những tiến bộ trong việc thiết kế kiến trúc phù hợp khí hậu, tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường và sức khỏe con người ngày nay.

Bản thân tôi đã có những nghiên cứu và giảng dạy về Kiến trúc sinh khí hậu, nghiên cứu về sự tiến hóa của sinh vật theo học thuyết của Darwin… và nhận thấy ở đâu đó có một sự tương đồng  giữa tiến hóa của sinh vật và tiến hóa của chủ nghĩa Sinh khí hậu trong Kiến trúc. Đó là niềm cảm hứng để tôi và đồng nghiệp (GS Sigrid Reiter – Bỉ) cùng nghiên cứu và công bố một bài báo khoa học quốc tế với tiêu đề như đã nêu ở đầu bài.

Mời bạn đọc cùng chia sẻ và trải nghiệm những thú vị này với chúng tôi qua toàn văn bài báo như link sau:

http://www.witpress.com/elibrary/dne/12/1/1532

Xin cảm ơn mọi người.

TS. KTS. Nguyễn Anh Tuấn