KIẾN TRÚC BỀN VỮNG: NGUỒN GỐC, NGUYÊN TẮC, ỨNG DỤNG, VẬT LIỆU - MÔI TRƯỜNG - 2025

Các kiến trúc bền vững là việc áp dụng các nguyên tắc phát triển bền vững để thiết kế, xây dựng và hoạt động của tòa nhà. Mục tiêu chính của nó là tìm kiếm hiệu quả năng lượng và tác động môi trường thấp nói chung.

Để đạt được tính bền vững, cần xem xét năm yếu tố (hệ sinh thái, năng lượng, loại vật liệu, chất thải và tính di động). Mặt khác, nó tìm cách đạt được tính kinh tế của nguồn lực và hình thành thiết kế theo ý người dùng.

Ngôi nhà năng lượng mặt trời ở Montreal (Canada). Nguồn: Benoit Rochon

Khi các yếu tố và nguyên tắc này được tính đến, hiệu quả năng lượng cao hơn sẽ đạt được trong suốt vòng đời của tòa nhà. Hiệu quả này đạt được ở cấp độ thiết kế, xây dựng, sử dụng và vận hành.

Kiến trúc bền vững tìm cách giảm tiêu thụ năng lượng không tái tạo và sử dụng tối đa năng lượng tái tạo. Theo nghĩa này, việc sử dụng các hệ thống năng lượng sạch như năng lượng mặt trời, gió, địa nhiệt và thủy điện được thúc đẩy.

Tương tự như vậy, nó tìm cách sử dụng nước hiệu quả, sử dụng nước mưa và tái chế nước xám. Mặt khác, mối quan hệ với môi trường tự nhiên là rất cần thiết và do đó người ta thường sử dụng các mái nhà xanh.

Một khía cạnh quan trọng khác là quản lý chất thải dựa trên quy tắc ba R của sinh thái (giảm thiểu, tái sử dụng và tái chế). Ngoài ra, kiến ​​trúc bền vững nhấn mạnh việc sử dụng vật liệu từ các nguồn tài nguyên thiên nhiên tái tạo hoặc tái chế.

Hiện nay, các công trình được thiết kế, xây dựng và quản lý với tiêu chí bền vững ngày càng phổ biến. Theo nghĩa này, có những tổ chức cấp các chứng nhận về công trình bền vững như chứng chỉ LEED.

Một số ví dụ về các tòa nhà bền vững bao gồm Torre Reforma (Mexico), tòa nhà Transoceánica (Chile) và Hợp tác xã Arroyo Bonodal (Tây Ban Nha).

Gốc

Khái niệm kiến ​​trúc bền vững dựa trên khái niệm phát triển bền vững được thúc đẩy bởi báo cáo của Brundtland (Thủ tướng Na Uy) năm 1982.

Sau đó, trong kỳ họp thứ 42 của Liên hợp quốc (1987), tài liệu Tương lai chung của chúng ta đã đưa vào khái niệm phát triển bền vững.

Theo cách hiểu này, phát triển bền vững được quan niệm là khả năng đáp ứng nhu cầu của thế hệ hiện tại mà không làm ảnh hưởng đến nhu cầu của thế hệ tương lai.

Trong năm 1993, Liên minh Kiến trúc sư Quốc tế đã chính thức công nhận nguyên tắc bền vững hay bền vững trong kiến ​​trúc. Sau đó vào năm 1998, Trường Kiến trúc và Quy hoạch Đô thị thuộc Đại học Michigan đề xuất các nguyên tắc của Kiến trúc Bền vững.

Sau đó, vào năm 2005, Hội thảo đầu tiên về Kiến trúc bền vững, bền vững và biểu tượng sinh học được tổ chức tại thành phố Montería (Colombia).

Nguyên tắc kiến ​​trúc bền vững

Những ngôi nhà lắp tấm pin mặt trời ở Freiburg (Đức). Nguồn: Arnold Plesse

-Phần phát triển bền vững

Tính bền vững trong kiến ​​trúc dựa trên các nguyên tắc chung của sự phát triển bền vững. Tính bền vững này bắt nguồn từ nhu cầu giảm thiểu tác động tiêu cực của quá trình xây dựng và công trình đối với môi trường.

Theo ý nghĩa này, người ta đã ước tính rằng các tòa nhà tiêu thụ khoảng 60% vật liệu khai thác từ trái đất. Ngoài ra, chúng trực tiếp hoặc gián tiếp gây ra gần 50% lượng khí thải CO2.

-Các yếu tố cần xem xét

Trong Đại hội Chicago năm 1993, Liên minh Kiến trúc sư Quốc tế cho rằng tính bền vững trong kiến ​​trúc nên xem xét năm yếu tố. Đây là hệ sinh thái, năng lượng, loại vật liệu, chất thải và tính di động.

-Các bộ môn kiến ​​trúc bền vững

Các yếu tố của kiến ​​trúc bền vững gắn liền với ba nguyên tắc được thành lập vào năm 1998 tại Trường Kiến trúc và Quy hoạch Đô thị thuộc Đại học Michigan. Họ đang:

Kinh tế tài nguyên

Nó đề cập đến việc áp dụng ba Rs của sinh thái (giảm thiểu chất thải, tái sử dụng và tái chế). Theo cách này, việc sử dụng hiệu quả được tạo ra từ các nguồn tài nguyên thiên nhiên được sử dụng trong tòa nhà như năng lượng, nước và vật liệu.

Vòng đời thiết kế

Nguyên tắc này tạo ra một phương pháp luận để phân tích các quá trình xây dựng và tác động môi trường của chúng. Nó phải được áp dụng từ giai đoạn tiền xây dựng (thiết kế dự án), thông qua quá trình xây dựng và vận hành tòa nhà.

Do đó, tính bền vững phải thể hiện trong tất cả các giai đoạn của vòng đời công trình (thiết kế, xây dựng, vận hành, bảo trì và phá dỡ).

Thiết kế liên quan đến người dùng

Các dự án kiến ​​trúc bền vững phải thúc đẩy sự tương tác của con người và thiên nhiên. Vì vậy, việc bảo tồn các điều kiện tự nhiên phù hợp với thiết kế đô thị được tính đến.

Ngoài ra, chất lượng cuộc sống của người sử dụng phải được ưu tiên, vì vậy tòa nhà phải được nghĩ đến trên phương diện kiến ​​tạo cộng đồng bền vững. Do đó, nó phải đáp ứng các yêu cầu sau:

1. Tiết kiệm năng lượng tiêu thụ.
2. Sử dụng hiệu quả các nguồn tài nguyên khác, đặc biệt là nước.
3. Tư tưởng hình thành các cộng đồng sử dụng hỗn hợp vững chắc và tự cung tự cấp.
4. Được thiết kế để có thời gian sử dụng lâu dài.
5. Kế hoạch để đảm bảo tính linh hoạt trong lối sống và quyền sở hữu.
6. Được thiết kế để tối đa hóa việc tái chế.
7. Hãy khỏe mạnh.
8. Được thiết kế để thích ứng với các nguyên tắc sinh thái.

Các ứng dụng

Tái chế rác thải. Nguồn: Jorge Czajkowski Kiến trúc bền vững tập trung vào việc đạt được một môi trường sống đô thị thúc đẩy hạnh phúc xã hội, an ninh, thịnh vượng kinh tế và gắn kết xã hội hài hòa với môi trường. Theo nghĩa này, phạm vi ứng dụng chính của nó là các tòa nhà để ở, cho dù là nhà ở hay công việc.

Do đó, kiến ​​trúc bền vững chủ yếu đề cập đến việc thiết kế và xây dựng các tòa nhà dân cư, tòa nhà cho các công ty sạch, và các trung tâm giáo dục hoặc y tế.
Trong bối cảnh này, các nguyên tắc bền vững được áp dụng cho kiến ​​trúc được thể hiện trong:

- Hòa hợp với hệ sinh thái xung quanh và sinh quyển nói chung

Mục đích là cả quá trình xây dựng và hoạt động của tòa nhà phải gây ra ít tác động tiêu cực nhất có thể đến môi trường. Đối với điều này, tòa nhà và hệ thống hỗ trợ của nó (cung cấp dịch vụ, các tuyến đường liên lạc) phải được tích hợp tốt nhất có thể với môi trường tự nhiên.

Theo nghĩa này, điều quan trọng là phải thúc đẩy mối liên kết với thiên nhiên, vì vậy các mảng xanh (vườn, mái xanh) có liên quan trong thiết kế.

- Tiết kiệm năng lượng và hiệu quả

Kiến trúc bền vững tìm cách giảm tiêu thụ năng lượng nhiều nhất có thể và thậm chí làm cho tòa nhà tự sản xuất năng lượng.

Giảm tiêu thụ năng lượng

Trọng tâm là hệ thống điều hòa không khí tiêu thụ lượng lớn năng lượng và do đó giảm thiểu tác động môi trường của tòa nhà.

Đối với điều này, thiết kế, sử dụng vật liệu phù hợp và định hướng của tòa nhà được tính đến. Trong trường hợp thứ hai, định hướng đối với hướng của mặt trời trên bầu trời và kiểu lưu thông gió là rất quan trọng.

Trong trường hợp hạ nhiệt độ của tòa nhà, thông gió là cần thiết trong khi cách nhiệt đầy đủ là quan trọng để sưởi ấm hiệu quả. Ví dụ, có thể sử dụng cửa sổ lớn để tận dụng ánh sáng tự nhiên và sưởi ấm cho tòa nhà.

Tuy nhiên, kính là chất cách nhiệt kém nên cần giảm thất thoát nhiệt qua kính. Đối với điều này, một giải pháp thay thế là sử dụng kính hai lớp kín.

Sản xuất năng lượng thay thế

Một khía cạnh khác mà kiến ​​trúc bền vững tính đến là sự kết hợp, sản xuất hoặc sử dụng các năng lượng thay thế (mặt trời, gió hoặc địa nhiệt). Trong số các giải pháp thay thế khác, năng lượng mặt trời có thể được sử dụng để sưởi ấm tòa nhà, cấp nước hoặc sản xuất điện thông qua các tấm pin mặt trời.

Năng lượng địa nhiệt (nhiệt từ bên trong trái đất) cũng có thể được sử dụng để sưởi ấm các tòa nhà. Tương tự như vậy, hệ thống gió (năng lượng tạo ra bởi lực của gió) có thể được kết hợp để cung cấp năng lượng điện.

-Sử dụng vật liệu tái tạo với tác động môi trường thấp

Bản chất bền vững của kiến ​​trúc thậm chí bắt đầu từ nguồn gốc và các hình thức sản xuất của vật liệu được sử dụng trong xây dựng. Do đó, việc sử dụng các vật liệu từ nhiên liệu hóa thạch như nhựa (trừ tái chế) nên được loại bỏ hoặc giảm bớt.

Mặt khác, gỗ phải là gỗ rừng trồng, không ảnh hưởng đến rừng tự nhiên.

-Sử dụng nước hiệu quả

Kiến trúc bền vững thúc đẩy việc sử dụng nước hiệu quả cả trong xây dựng và vận hành tòa nhà. Đối với điều này, có nhiều lựa chọn thay thế khác nhau như thu và lưu trữ nước mưa.

Ngoài ra, có thể lọc nước thải bằng năng lượng mặt trời hoặc lắp đặt hệ thống tái sử dụng nước xám.

-Kiến trúc xanh

Một nguyên tắc cơ bản khác là sự kết hợp thiên nhiên vào thiết kế, đó là lý do tại sao các khu vườn bên trong và bên ngoài cũng như những mái nhà xanh được đưa vào.

Trong số những lợi thế của việc bao gồm các yếu tố này là việc sử dụng nước mưa, giảm thiểu tác động của nó lên cấu trúc và dòng chảy.

Tương tự như vậy, thực vật lọc không khí, thu nhận CO2 xung quanh (giảm thiểu hiệu ứng nhà kính) và góp phần cách âm cho tòa nhà. Mặt khác, mối tương quan giữa cấu trúc và cây trồng có tác dụng thẩm mỹ và tác động tâm lý thuận lợi.

-Quản lý sản xuất và chất thải

Quản lý chất thải được tính đến từ quá trình xây dựng khi chất thải có tác động môi trường cao được sản xuất. Do đó, nó tìm cách sử dụng hiệu quả các vật liệu, tạo ra ít chất thải hơn và tái sử dụng hoặc tái chế những vật liệu được sản xuất.

Do đó, phải có một hệ thống quản lý thích hợp đối với chất thải do cư dân tạo ra. Các khía cạnh khác có thể bao gồm phân loại rác cho mục đích tái chế và tái sử dụng, ủ rác hữu cơ cho vườn.

Vật liệu sinh thái để xây dựng

Vật liệu được sử dụng trong thiết kế và xây dựng với cách tiếp cận kiến ​​trúc bền vững nên có ít tác động đến môi trường. Do đó, các vật liệu thu được phải được loại bỏ có thể gây hại cho môi trường.

Ví dụ, một tòa nhà với nội thất được làm bằng gỗ từ nạn phá rừng ở Amazon không thể được coi là bền vững hoặc sinh thái.

-Vật liệu truyền thống

Gỗ

Gỗ được sử dụng phải được lấy từ rừng trồng, không phải từ rừng tự nhiên và phải có chứng chỉ phù hợp. Vật liệu này cho phép tạo ra môi trường ấm áp và dễ chịu và là nguồn tài nguyên tái tạo giúp giảm hiệu ứng nhà kính.

Adobe hoặc trái đất thô

Vật liệu này có tác động thấp và tiết kiệm năng lượng, và có nhiều lựa chọn được cải thiện thông qua các đổi mới công nghệ. Bằng cách này, có thể thu được các hỗn hợp phù hợp cho các mục đích sử dụng khác nhau.

-Vật liệu tái chế và phân hủy sinh học

Có nhiều lựa chọn khác nhau như chai nhựa hoặc thủy tinh, pha lê, chất thải cây trồng, trong số những loại khác. Vì vậy, tấm giả gỗ đã được phát triển từ lúa miến, mía và lúa mì thu hoạch còn lại.

Tương tự như vậy, gạch rất bền được xây dựng bằng chất thải khai thác và gạch từ gáo dừa. Tương tự như vậy, có thể xây dựng các tấm thiết kế chức năng bằng chai nhựa PET trong môi trường cách âm.

Một lựa chọn khác là các tấm làm bằng vật liệu nhựa tái chế được kết hợp vào gạch để làm cho chúng có khả năng chống chịu tốt hơn. Theo cách tương tự, vật liệu từ chất thải xây dựng hoặc từ việc phá dỡ như cửa ra vào, đường ống, cửa sổ có thể được tái chế.

Khối xây đã nghiền có thể được sử dụng để làm lớp lót hoặc vỏ giếng. Mặt khác, có thể sử dụng kim loại tái chế hoặc sơn phân hủy sinh học dựa trên protein sữa, vôi, đất sét và các chất màu khoáng.

Gạch

Gạch là loại kết cấu trang trí được sử dụng cho cả ngoại thất và nội thất. Có thể sử dụng các loại gạch thay thế hoàn toàn bằng thủy tinh tái chế như Crush. Những người khác kết hợp các chất thải khác nhau như phế liệu nhà vệ sinh, gạch hoặc bụi đá granit.

Ngói hoặc trải sàn

Có nhiều sản phẩm khác nhau như máy lát nền, gạch lát hoặc sàn gỗ, được làm bằng vật liệu tái chế. Ví dụ, bạn có thể mua máy lát và sàn gỗ làm bằng lốp xe tái chế và nhựa kết hợp với các yếu tố khác.

Khối

Có một số đề xuất cho các khối kết hợp vật liệu tái chế như Blox. Vật liệu này chứa 65% cellulose từ giấy tái chế hoặc bùn thải từ ngành công nghiệp giấy.

Tấm và ván

Các tấm có thể được xây dựng từ tàn tích cây trồng tích tụ hoặc rơm rạ như Panel Caf. Tương tự như vậy, có thể sản xuất chúng bằng sợi gỗ liên kết nhựa (ván DM) hoặc bằng polyetylen tái chế.

Ví dụ về các tòa nhà có kiến ​​trúc bền vững

Torre Reforma và Thị trưởng Torre (Mexico City, Mexico). Nguồn: Carlos Valenzuela Ngày nay đã có rất nhiều ví dụ về các tòa nhà bền vững trên toàn thế giới, trong đó chúng tôi có các ví dụ có liên quan sau đây.

Torre Reforma (Mexico)

Tòa nhà này nằm trên Paseo Reforma ở Thành phố Mexico và kết thúc xây dựng vào năm 2016. Đây là một trong những tòa nhà cao nhất ở Mexico với độ cao 246 m và có chứng chỉ LEED quốc tế chứng nhận nó là một tòa nhà bền vững.

Trong các khía cạnh khác, trong giai đoạn xây dựng, công trình được chú ý để ít gây tác động tiêu cực nhất đến cộng đồng trong khu vực. Vì vậy, chỉ có 50 công nhân trong mỗi ca và nó có một hệ thống tưới tiêu để giảm thiểu phát sinh bụi.

Mặt khác, nó tạo ra một phần năng lượng mà nó tiêu thụ thông qua pin mặt trời và hệ thống phong điện nằm trên đỉnh của tòa nhà. Tương tự như vậy, năng lượng thủy điện được tạo ra thông qua các thác nước nhỏ cho phép cung cấp điện cho máy móc ở các tầng thấp hơn.

Ngoài ra, tòa nhà tiêu thụ ít nước hơn 55% so với các tòa nhà tương tự khác do hệ thống tái chế nước xám (xả từ nhà vệ sinh và vòi hoa sen). Tương tự như vậy, cứ bốn tầng lại có không gian cảnh quan tạo ra một môi trường dễ chịu và tiết kiệm điều hòa không khí.

Các khu vườn Torre Reforma được tưới bằng nước mưa được thu thập và lưu trữ cho mục đích này. Một tính năng bền vững khác là nó có một hệ thống điều hòa không khí hiệu quả cao.

Về quản lý ánh sáng, các cửa sổ lắp kính hai lớp được bao gồm để cho phép ánh sáng đầy đủ và đảm bảo cách ly hơn. Ngoài ra, nó còn có hệ thống tự động với cảm biến tắt đèn ở những nơi không có người hoặc nơi có đủ ánh sáng tự nhiên.

Tòa nhà xuyên đại dương (Chile)

Tòa nhà này nằm ở Vitacura (Santiago de Chile) và được hoàn thành vào năm 2010. Nó có chứng nhận LEED quốc tế là một tòa nhà bền vững vì nó bao gồm các hệ thống tiết kiệm năng lượng khác nhau.

Vì vậy, nó có một hệ thống tạo năng lượng địa nhiệt để điều hòa không khí của tòa nhà. Mặt khác, nó có một hệ thống hiệu quả năng lượng được kết hợp cho phép tiết kiệm năng lượng 70% so với một tòa nhà truyền thống.

Ngoài ra, nó được định hướng để tận dụng năng lượng mặt trời và đảm bảo tầm nhìn ra bên ngoài từ tất cả các vỏ ngoài của nó. Tương tự như vậy, tất cả các mặt tiền của nó đều được cách nhiệt đặc biệt để tránh thất thoát hoặc tăng nhiệt không mong muốn.

Tòa nhà Pixel (Úc)

Nó nằm ở Melbourne (Úc), nó được hoàn thành vào năm 2010 và được coi là một công trình xây dựng rất hiệu quả theo quan điểm năng lượng. Trong tòa nhà này, năng lượng được tạo ra bởi các hệ thống năng lượng tái tạo khác nhau như năng lượng mặt trời và gió.

Mặt khác, nó bao gồm hệ thống thu gom nước mưa, mái nhà xanh và quản lý chất thải. Hơn nữa, lượng phát thải CO2 ròng của nó được ước tính bằng không.

Tương tự như vậy, hệ thống mái xanh được tưới bằng nước mưa đã thu gom trước đó và sản xuất thực phẩm. Về hệ thống chiếu sáng và thông gió, các hệ thống tự nhiên được sử dụng bổ sung với cách nhiệt của kính hai lớp ở các cửa sổ.

Collerativa Arroyo Bonodal, Tres Cantos (Tây Ban Nha)

Đây là một khu dân cư phức hợp gồm 80 ngôi nhà nằm ở thị trấn Tres Cantos ở Madrid, đã đạt chứng chỉ LEED vào năm 2016. Nó bao gồm một mặt tiền thông gió với lớp cách nhiệt kép và sử dụng năng lượng địa nhiệt.

Năng lượng địa nhiệt thu được từ một hệ thống gồm 47 giếng ở độ sâu 138 m. Với hệ thống này, khu phức hợp được điều hòa không khí hoàn toàn mà không yêu cầu bất kỳ nguồn năng lượng nào từ nhiên liệu hóa thạch.

Bằng cách này, việc quản lý nhiệt năng tạo ra có thể làm mát tòa nhà vào mùa hè, sưởi ấm vào mùa đông và cung cấp nước nóng cho hệ thống.

Người giới thiệu

1. Bay, JH và Ong BL (2006). Kiến trúc bền vững nhiệt đới. Các khía cạnh xã hội và môi trường. Báo chí Kiến trúc ELSEVIER. Oxford, Vương quốc Anh. 287 tr.
2. Chan-López D (2010). Nguyên tắc kiến ​​trúc bền vững và nhà ở giá cả phải chăng: trường hợp: nhà ở giá cả phải chăng ở thành phố Mexicali, Baja California. Mexico. A: Hội nghị Quốc tế Thành phố Ảo và Lãnh thổ. «Thứ 6. Đại hội Quốc tế Thành phố và Lãnh thổ Ảo, Mexicali, ngày 5, 6 và 7 tháng 10 năm 2010 ». Mexicali: UABC.
3. Guy S và Farmer G (2001). Diễn giải lại kiến ​​trúc bền vững: Nơi của công nghệ. Tạp chí Giáo dục Kiến trúc 54: 140–148.
4. Hegger M, Fuchs M, Stark T và Zeumer M (2008). Sổ tay năng lượng. Kiến trúc bền vững. Birkhâuser Basel, Berlin. Phiên bản chi tiết Munich. 276 tr.
5. Lyubomirsky S, Sheldon KM và Schkade D (2005). Theo đuổi hạnh phúc: Kiến trúc của sự thay đổi bền vững. Ôn tập Tâm lý học đại cương 9: 111–131.
6. Zamora R, Valdés-Herrera H, Soto-Romero JC và Suárez-García LE (s / f). Vật liệu và xây dựng II "Kiến trúc bền vững". Khoa Nghiên cứu Cao học Acatlán, Kiến trúc, Đại học Tự trị Quốc gia Mexico. 47 tr.