Ứng dụng phương pháp khử carbon là một trong những cách tiếp cận bền vững đang dần trở thành xu hướng trong lĩnh vực kiến trúc. Phương pháp giúp giảm thiểu biến đổi khí hậu, bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên, và nâng cao phúc lợi của con người.

Ảnh từ nhiếp ảnh gia Kiyoshi Hijiki

Từ lâu, lĩnh vực kiến trúc đã gắn liền với những ý tưởng thiết kế sáng tạo và những hình dáng lạ thường thúc đẩy giới hạn sáng tạo của con người. Nhưng sự xuất hiện của những thách thức về khí hậu gần đây, ngành kiến trúc đang phải đối mặt với những mối quan tâm cấp thiết mới. Các kiến trúc sư đóng vai trò quan trọng trong quá trình ứng dụng phương pháp khử carbon, xây dựng các tòa nhà bền vững. Phương pháp có thể giúp giảm thiểu biến đổi khí hậu, bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên, và nâng cao phúc lợi của con người.

Tại sao cần hướng đến tính bền vững?

Kế hoạch khử carbon ở Chicago /Adrian Smith + Gordon Gill Architecture

Cân nhắc đến lượng khí thải carbon khổng lồ mà ngành công nghiệp AEC gây ra, chúng ta cần có những hành động tức thì nhằm giảm tác động bất lợi của biến đổi khí hậu. Một cách để tiếp cận vấn đề này giải quyết nguyên nhân chính góp phần gây ra vấn đề đó – lượng khí thải carbon ngày càng tăng.

Theo Liên Hợp Quốc, lĩnh vực xây dựng chịu trách nhiệm cho gần 40% lượng khí thải carbon toàn cầu. Con số đáng kinh ngạc này nêu bật tính cần thiết của kiến trúc ứng dụng khử carbon, một bước quan trọng để đạt được sự bền vững và đảm bảo tương lai tươi sáng cho hành tinh của chúng ta.

Chiến lược thiết kế dành cho kiến trúc ứng dụng khử carbon

Dự án “Should I Stay or Should I Go: The Embodied Carbon of Buildings, IMT”/ Hiệp hội năng lượng bền vững Đông Bắc

Từ việc thiết kế với các hệ thống thụ động để sử dụng nguồn năng lượng tái tạo và vật liệu bền vững, có nhiều cách tiếp cận khác nhau đối với kiến trúc khử carbon. Dưới đây là những chiến lược để thực hiện:

• Giảm lượng embodied carbon

Embodied carbon là hiện tượng khí thải carbon liên quan đến quá trình sản xuất, vận chuyển và sử dụng vật liệu xây dựng. Khí carbon được tạo ra trong quá trình này tác động đáng kể đến tính bền vững tổng thể của dự án.

Một cách để giảm lượng embodied carbon bao gồm sử dụng những vật liệu ít carbon, ví dụ những vật liệu có nguồn gốc có thể tái chế và tái tạo, điều này sẽ giúp giảm chất thải trong quá trình xây dựng và hạn chế chi phí vận chuyển.

• Thiết kế khả năng thích ứng và phục hồi

Vườn cây xanh trên tòa nhà

Khái niệm “môi trường tương lai” liên quan đến những thay đổi dự đoán có khả năng xảy ra trong môi trường ở tương lai gần. Khả năng này bao gồm hiện tượng biến đổi đổi khí hậu, gia tăng dân số, đô thị hóa nhanh chóng và cạn kiệt tài nguyên. Chúng ta cần có những cách tiếp cận bền vững từ ban đầu, góp phần biến thế giới thành nơi tốt đẹp hơn. Thiết kế các công trình cho tương lai bao gồm việc thiết kế những ngôi nhà và không gian đáp ứng với sự thay đổi của môi trường, nơi có thể chống chọi lại những nguy cơ và rủi ro tiềm tàng trong tương lai.

Cách tuyệt vời để tạo nên một môi trường toàn diện hơn là sử dụng bố cục linh hoạt có thể dễ dàng tái cấu hình để đáp ứng những nhu cầu đang thay đổi trong tương lai. Thiết kế những không gian như vậy không chỉ cho phép chúng thực hiện được nhiều chức năng hơn mà còn tạo ra một môi trường có khả năng thích nghi cao với sự thay đổi về thời tiết hoặc nhiệt độ trong tương lai.

• Đầu tư vào năng lượng tái tạo

Cây thông năng lượng mặt trời của HG-Architecture

Việc sử dụng nguồn năng lượng tái tạo có thể chuyển đổi đáng kể sự phụ thuộc nhu cầu năng lượng từ đường dây điện sang những nguồn năng lượng tự cung tự cấp ngày nay. Bằng cách ưu tiên việc tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo và các thiết kế tiết kiệm năng lượng, các tòa nhà giảm sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng không thể tái tạo và thúc đẩy một môi trường xây dựng bền vững và nhanh phục hồi hơn.

Điều này có thể bao gồm việc tích hợp các công nghệ xây dựng tiên tiến như các tấm quang điện (PV) hoặc các tua-bin chạy bằng sức gió, giúp giảm lượng khí thải carbon một cách hiệu quả. Hơn thế nữa, các kiến trúc sư có thể kết hợp các thiết kế thực nghiệm tiết kiệm năng lượng, bao gồm hệ thống thông gió tự nhiên, tận dụng ánh sáng ban ngày,  hệ thống làm mát và sưởi ấm thụ động bằng năng lượng mặt trời, để thúc đẩy tối ưu hóa năng lượng và giảm mức tiêu thụ năng lượng tổng thể. Bằng cách ưu tiên các can thiệp này, kiến trúc sư có thể tối ưu hóa thiết kế tòa nhà và hạn chế suy thoái môi trường trong khi thúc đẩy phát triển bền vững.

• Thực hiện bù đắp carbon

EDGE Buildings

Bù đắp carbon là cơ chế cho phép bù đắp lượng khí thải carbon bằng các dự án hỗ trợ giúp hạn chế hàm lượng carbon trong môi trường. Cơ chế hoạt động bù đắp lượng khí carbon được thải vào môi trường, nhằm thúc đẩy năng lượng sạch (bằng cách thu giữ và sử dụng khí metan từ các bãi chôn lấp và các hoạt động nông nghiệp) hoặc loại bỏ lượng khí thải carbon từ những nguồn khác (thông qua các kỹ thuật trồng rừng, tái trồng rừng hoặc cô lập carbon trong đất).

Mặc dù việc bù carbon có thể là công cụ hiệu quả để đạt được tính trung hòa carbon, nhưng điều quan trọng cần nhớ rằng chúng chỉ là các phương pháp bổ trợ bên cạnh nỗ lực giảm thiểu khí thải tại nguồn. Bằng cách kết hợp phương pháp bù carbon và các hoạt động bền vững, người sử dụng có thể đóng vai trò chủ động trọng việc giải quyết biến đổi khí hậu và giảm tác động của chúng tới môi trường.

• Ứng dụng hệ thống quản lý tòa nhà tự động hoá

Hệ thống tòa nhà tự động hóa /Lembergelectric

Hệ thống quản lý tòa nhà tự động hoá (BAS) bao gồm một mạng lưới các cảm biến, bộ truyền động và bộ điều khiển giao tiếp để thu thập dữ liệu và đưa ra quyết định về hoạt động của tòa nhà. Hệ thống sử dụng những dữ liệu thuật toán tinh vi về nhiệt độ, thông gió, ánh sáng và an ninh để mang đến những cài đặt phù hợp, tối ưu hoá hiệu suất tòa nhà, nâng cao sự thoải mái của người dùng và giảm các tác động đến môi trường. Điều này có thể giúp giảm áp lực tới mạng lưới điện, giảm chi phí năng lượng, và giảm lượng khí thải carbon của tòa nhà. Cuối cùng giúp chúng ta đạt mục tiêu bền vững hiệu quả hơn với cách tiếp cận khả thi.

• Hãy nhớ nguyên tắc 3R

Nền kinh tế tuần hoàn

​​​​​​​3 nguyên tắc bền vững gồm:

1. Giảm lượng năng lượng tiêu thụ
2. Sử dụng kỹ thuật sản xuất năng lượng tái tạo để tạo ra nhiều năng lượng hơn
3. Tái chế năng lượng dư thừa

Áp dụng những nguyên tắc giảm thiểu, tái chế và tái sử dụng là một bước quan trọng trong kiến trúc khử carbon. Bằng cách giảm số lượng vật liệu được sử dụng trong quá trình xây dựng, các kiến trúc sư có thể giảm thiểu lượng khí thải carbon trong các công trình của mình. Điều này có thể đạt được thông qua việc lập kế hoạch và thiết kế cẩn thận, cũng như sử dụng vật liệu bền vững như tre, gỗ tái chế và thép. Tái chế vật liệu và tái sử dụng các bộ phận của tòa nhà như cửa sổ, cửa ra vào và các kết cấu khác có thể giảm đáng kể lượng rác thải được tạo ra trong quá trình xây dựng và phá dỡ, từ đó làm giảm khí thải carbon. Ngoài ra, việc thiết kế các tòa nhà có khả năng thích ứng và tái sử dụng trong tương lai sẽ giúp tăng tuổi thọ của tòa nhà và giảm nhu cầu cần xây dựng mới.

• Tìm kiếm cảm hứng từ thiết kế bản địa

Dự án Trepca/ Architecture for Humans

Các kiến trúc sư có thể tìm kiếm cảm hứng cho mình từ các thiết kế bản địa theo nhiều cách. Kiến trúc bản địa là một dạng kiến trúc được xây dựng nhằm đáp ứng những nhu cầu và điều kiện cụ thể của một vùng hoặc một nền văn hoá. Bằng cách nghiên cứu thiết kế bản địa, các kiến trúc sư có thể hiểu sâu hơn về cách những xã hội khác nhau đã điều chỉnh phong cách xây dựng phù hợp với môi trường tự nhiên và văn hoá. Điều này mang đến cho các kiến trúc sư sự am hiểu sâu sắc về cách thiết kế những tòa nhà phù hợp với bối cảnh và khí hậu.

Ngoài ra, thiết kế bản địa thường sử dụng vật liệu địa phương và kỹ thuật xây dựng, cung cấp thông tin cho các hoạt động xây dựng bền vững. Bằng cách kết hợp những yếu tố này vào bản thiết kế của mình, kiến trúc sư có thể tạo ra các tòa nhà không chỉ đảm bảo chức năng mà còn có ý thức về môi trường. Xa hơn, thiết kế bản địa thường kết hợp họa tiết và biểu tượng văn hóa, mang đến sự độc đáo về bản sắc và địa điểm cho tòa nhà. Nhờ đó, kiến trúc sư có thể tạo ra những công trình có mối liên hệ chặt chẽ với bối cảnh văn hoá, giúp bảo tồn truyền thống địa phương.

Theo Hương Giang

Kiến Việt