Bên cạnh dấu chân carbon, dấu chân nước là khái niệm mới càng ngày càng phổ biến mà ngành kiến trúc cần lưu tâm trong thực hành bền vững.

Khan hiếm tài nguyên nước và tính bền vững của môi trường là những vấn đề nổi cộm được nhiều ngành nghề trên thế giới quan tâm, khiến khái niệm “dấu chân nước” ngày càng liên quan và cấp thiết. Không giống như người anh em “dấu chân carbon” phổ biến hơn vốn tập trung vào phát thải khí nhà kính, dấu chân nước (water footprint) mang đến cái nhìn tổng thể về nước được sử dụng trong suốt vòng đời của một sản phẩm, quy trình hoặc hoạt động. Khái niệm này đo lường lượng nước tiêu thụ trực tiếp và gián tiếp, và lượng nước bị ô nhiễm từ nhiều nguồn khác nhau, đồng thời đóng vai trò là một công cụ có giá trị để các công ty, nhà hoạch định chính sách và cá nhân hiểu và giải quyết các tác động liên quan đến nước của họ. Thậm chí có những máy tính trực tuyến đo dấu chân cá nhân của chúng ta thông qua các câu hỏi đơn giản về nhà cửa, thiết bị và thậm chí cả thói quen ăn uống và sinh hoạt của chúng ta.

Phòng tắm là không gian tiêu thụ nhiều nước nhất trong đa số các không gian sống hiện nay. Ảnh: Angelica Hermann

Người ta ước tính rằng nhân loại sử dụng khoảng 9 nghìn tỷ tấn nước hàng năm, vị chi 300.000 tấn mỗi giây, tương đương với 120.000 bể bơi tiêu chuẩn Olympic. Theo Tổ chức Hợp tác & Phát triển Kinh tế OECD, nhu cầu nước toàn cầu dự kiến sẽ tăng khoảng 55% vào năm 2050, đến từ sản xuất (tăng 400%), sản xuất nhiệt điện (tăng 140%), và sử dụng hằng ngày (tăng 130%). Không may thay, lĩnh vực xây dựng cũng là một ngành tiêu thụ “phàm ăn”, chiếm khoảng 30% lượng tiêu thụ nước ngọt toàn cầu theo số liệu của Chương trình Môi trường Liên hợp quốc. Góp phần vào mức tiêu thụ cao này là việc sản xuất vật liệu và các hoạt động trong quá trình xây dựng, chẳng hạn như trộn bê tông, làm sạch và nén đất, cũng như các hoạt động có thể dẫn đến ô nhiễm nước và chất thải, ảnh hưởng đến hệ sinh thái và khan hiếm nước tại địa phương.

Kiến trúc và xây dựng cũng là một trong những ngành công nghiệp sử dụng nhiều nước nhất.

Đối với một công trình, việc định lượng dấu chân nước trong xây dựng thường được thực hiện thông qua phân tích vòng đời (Life Cycle Analysis) và các phương pháp đánh giá tác động môi trường. Những cách tiếp cận này xem xét việc sử dụng nước ở tất cả các giai đoạn của quá trình xây dựng, từ khai thác vật liệu đến phá dỡ tòa nhà, cung cấp một cái nhìn toàn diện về mức tiêu thụ liên quan đến xây dựng. Dấu chân nước của vật liệu xây dựng thay đổi đáng kể, tùy thuộc vào loại vật liệu và phương pháp sản xuất cụ thể được sử dụng. Một số yếu tố chính được xem xét trong quá trình định lượng là:

1. Sử dụng trực tiếp: Đo lượng nước tiêu thụ tại công trường cho các hoạt động như trộn bê tông, làm sạch, tưới tiêu và cung cấp nước uống cho công nhân.

2. Sử dụng gián tiếp: Còn được gọi là nước ảo, bao gồm định lượng được đưa vào vật liệu xây dựng, từ việc khai thác nguyên liệu thô đến sản xuất, vận chuyển và lắp ráp các bộ phận của tòa nhà.

3. Vòng đời công trình: Dấu chân nước tính đến mức tiêu thụ nước trong giai đoạn sử dụng và bảo trì tòa nhà, bao gồm việc sử dụng nước uống, hệ thống xử lý nước thải và hoạt động của các thiết bị liên quan.

Một khái niệm quan trọng khác cần đề cập là dấu chân nước xanh hoặc xám, trong đó được đề cập đầu tiên là khối lượng nước ngọt tiêu thụ từ các nguồn trên mặt đất, bao gồm nước được sử dụng trong quá trình khai thác nguyên liệu thô, quy trình sản xuất và hoạt động xây dựng. Mặt khác, dấu chân nước xám thể hiện lượng nước ngọt cần thiết để pha loãng và đồng hóa các chất gây ô nhiễm được tạo ra trong quá trình sản xuất các vật liệu xây dựng này, là nguyên nhân gây ô nhiễm nước và các tác động môi trường tiêu cực tiềm ẩn từ việc giải phóng các chất gây ô nhiễm. Để có được ý tưởng sơ bộ, một số ước tính dấu chân nước chung cho các vật liệu xây dựng phổ biến được đề ra, chủ yếu dựa trên nghiên cứu toàn diện của các nhà nghiên cứu P.W. Gerbens-Leenes, A.Y. Hoekstra và R. Bosman.

Thép: Quá trình sản xuất thép bao gồm các quy trình sử dụng nhiều nước như làm mát, làm sạch và xử lý nguyên liệu thô. Thép hợp kim crom-niken có dấu chân nước xanh là 77l/kg, và dấu chân nước xám là 1500l/kg, trong đó có chứa cadmium là chất gây ô nhiễm nghiêm trọng. Thép không hợp kim có dấu chân nước xanh là 11l/kg và dấu chân nước xám là 2300l/kg, cũng có chứa cadmium.

Bước làm nguội bằng nước trong quy trình sản xuất thép.

Xi măng: Xi măng Portland (CEM I) có dấu chân nước màu xanh từ 2-2.6l/kg, tùy thuộc vào nguồn thạch cao được sử dụng. Dấu chân nước xám là 210l/kg, được xác định bằng thủy ngân nếu thạch cao từ quá trình khử lưu huỳnh khí thải được sử dụng trong sản xuất. Nếu không sử dụng thạch cao, dấu chân nước xám là 0.63l/kg với cadmium là chất gây ô nhiễm nghiêm trọng. Xi măng Portland hỗn hợp (CEM II/B) có dấu chân nước xanh từ 1.7-2.1l/kg với dấu chân nước xám tương tự như trên. Việc sản xuất clinker bằng phương pháp đo nhiệt độ chủ yếu góp phần tạo ra dấu chân nước màu xanh do tiêu thụ nhiều năng lượng.

Thủy tinh: Thủy tinh thông thường (soda-lime) có mức tiêu thụ nước là 5.8l/kg trong quá trình sản xuất sử dụng tro soda từ quy trình Solvay. Ngoài ra, quá trình sản xuất loại thủy tinh này còn tạo ra một lượng nước xám là 1.300l trên mỗi kg thủy tinh, chất rắn lơ lửng là chất gây ô nhiễm nghiêm trọng được tìm thấy trong loại nước này. Điều quan trọng cần nhấn mạnh là quy trình Solvay chịu trách nhiệm sản xuất natri cacbonat, cần một lượng nước lớn và nước thải từ quy trình này có nồng độ kim loại nặng cao, và chất rắn lơ lửng và có thể có độ pH cao.

Gạch: Theo nghiên cứu trên, tổng lượng nước tiêu thụ của một viên gạch được ước tính là 2.02l, trong đó 1.71l tương ứng với nước xanh và 0.31l đối với nước xanh lá. Trên lý thuyết, dấu chân nước xám được tính là 1.3l, có thể cao hơn nếu không thực hiện xử lý nước thải tại chỗ trước khi nước thải được xử lý.

Gỗ: Tác động của nước đối với gỗ trong xây dựng có thể khác nhau tùy thuộc vào một số yếu tố, bao gồm loại gỗ, vị trí địa lý của nguồn gỗ và quy trình sản xuất cụ thể có liên quan. Tuy nhiên, trung bình, gỗ có dấu chân nước tương đối nhỏ hơn so với các vật liệu xây dựng khác như bê tông, thủy tinh hoặc thép.

Bằng cách định lượng dấu chân nước của các vật liệu khác nhau, ta có thể xác định các quy trình sử dụng nhiều nước, sử dụng không hiệu quả và các lĩnh vực cần cải thiện. Thông tin này chỉ ra việc phát triển các chiến lược và công nghệ để giảm tiêu thụ, tăng hiệu quả sử dụng và giảm thiểu rủi ro liên quan đến nước. Cụ thể đối với các tòa nhà, cần kết hợp các chiến lược thiết kế, công nghệ và những thay đổi liên quan đến hành vi, chẳng hạn như sử dụng các thiết bị sử dụng ít nước hơn như bồn cầu, vòi và vòi hoa sen lưu lượng thấp. Ngoài ra, điều quan trọng là phải thực hiện một cách tiếp cận tổng thể tích hợp các biện pháp sử dụng nước hiệu quả ở tất cả các giai đoạn trong vòng đời của một tòa nhà. Lưu ý rằng những ước tính này là tương đối và có thể thay đổi tùy theo các yếu tố khu vực, kỹ thuật sản xuất và nguồn nguyên liệu cụ thể.

Trong trường hợp nào đó, bạn đã bao giờ dừng lại để nghĩ về dấu chân nước của ngôi nhà hoặc dự án kiến trúc mới nhất của bạn chưa?

Theo Hoàng Lê (biên dịch từ Archdaily)

Elle Decoration