Kiến trúc bền vững: 07 dự án hoàn thành và đưa vào sử dụng trên thế giới

28/07/2023 08:34 Nghiên cứu, trao đổi
Tạp chí Công nghiệp môi trường xin trích dẫn một số công trình kiến trúc mang tính bền vững, thân thiện với môi trường, nhằm đưa đến độc giả có góc nhìn tổng quan về phát triển bền vững đang diễn ra trên thế giới.

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), các tòa nhà và lĩnh vực xây dựng công trình chịu trách nhiệm cho 30% tổng mức tiêu thụ năng lượng trên toàn cầu và 39% lượng khí thải CO2 liên quan đến năng lượng.

Ngày nay, con người bị ảnh hưởng bởi các vấn đề môi trường ngày càng nhiều hơn, điều đó càng làm cho tầm quan trọng của các tòa nhà hiện đại phải nổi bật được tính bền vững hơn, đó cũng là thách thức đối với các kiến trúc sư khi phải áp dụng các phương pháp thân thiện với môi trường trong việc thiết kế kiến trúc và lựa chọn vật liệu được sử dụng để giảm thiểu tác động của con người đối với môi trường, đồng thời làm giảm tác động tiêu cực của các tòa nhà đối với cộng đồng dân cư.

Kiến trúc bền vững còn được gọi là công trình xanh, có thể đạt được bằng cách thực hiện một số phương pháp tiếp cận thân thiện với môi trường như: triển khai công nghệ xanh và sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo, vật liệu có thể tái chế và thực hiện các bước nhằm giảm thiểu tiêu thụ năng lượng, sử dụng nước và tạo ra chất thải.

1. Museum of Tomorrow “Bảo tàng của ngày mai”

Ý tưởng thiết kế kiến trúc là tòa nhà tạo cảm giác thanh tao, tựa như nổi bồng bềnh trên mặt biển, giống như một con tàu, một con chim hoặc một cái cây, và đồng thời xem xét cách thành phố tương tác với môi trường tự nhiên. Kết cấu của Bảo tàng có diện tích tổng thể là 15.000 m2. Ngoài 5.000 m2 dành cho không gian triển lãm tạm thời và lâu dài, Bảo tàng còn có một quảng trường rộng 7.600 m2 bao quanh tòa nhà và theo dọc bến tàu. Tổng chiều cao của tòa nhà là 18m trong khi tầng mái cách sàn nhà 10m và có thể chiêm ngưỡng tổng thể công trình từ vịnh Sao Bento Monstrey, nơi đây cũng là một Di sản Thế giới đã được UNESCO công nhận.

Hệ thống năng lượng không carbon (Net Zero) - Thách thức về khả năng vận hành
Museum of Tomorrow tại thành phố Rio de Janeiro.

Tòa nhà là sự kết hợp của các yếu tố thiết kế bền vững như: nguồn năng lượng và ánh sáng tự nhiên. Nước từ vịnh đóng vai trò điều hòa nhiệt độ bên trong tòa nhà. Mặt khác, mặt nước này cũng tạo thành hồ phản chiếu xung quanh tòa nhà. Các tấm pin quang điện tự động được sử dụng nhằm tối ưu hóa góc của tia nắng mặt trời trong ngày, để tạo ra năng lượng mặt trời nhiều hơn, đây là nguồn năng lượng chính của tòa nhà.

Bảo tàng phục vụ như một bảo tàng khoa học và các cuộc triển lãm tại đây sẽ đưa đến vấn đề cần giải quyết hiện nay: Tăng trưởng dân số và tuổi thọ cao hơn, thói quen tiêu dùng, thay đổi trong sinh vật, phân chia thu nhập, kỹ thuật di truyền và đạo đức sinh học, và biến đổi khí hậu. Năm mối quan tâm chính của “Bảo tàng của Tương lai” là: Chúng ta bắt nguồn từ đâu? Chúng ta là ai? Chúng ta đang ở đâu? Đích đến của chúng ta là gì? Và chúng ta có kế hoạch như thế nào để cùng tồn tại trong 50 năm tới?

2. CopenHill

Dự án kiến trúc bền vững thứ hai là CopenHill. CopenHill, còn được gọi là Amager Bakke, một loại trung tâm biến chất thải thành năng lượng hoàn toàn mới với dốc trượt tuyết ở tầng thượng, được thành lập để thực hiện mục tiêu của Copenhagen là trở thành thành phố trung hòa carbon đầu tiên trên thế giới vào năm 2025. Nhà máy trải rộng trên diện tích 41.000 m2, trong đó, bao gồm một trung tâm giải trí đô thị và trung tâm giáo dục môi trường, biến cơ sở hạ tầng công cộng thành một điểm nhấn.

Hệ thống năng lượng không carbon (Net Zero) - Thách thức về khả năng vận hành
Nhà máy năng lượng và Trung tâm giải trí đô thị CopenHill.

Kiến trúc mái nhà bao gồm ba con dốc có góc khác nhau, cho phép những người trượt tuyết có nhiều không gian cho người thành thục dù lớn hay nhỏ và người mới bắt đầu trượt tuyết. Một thang máy kính ở bên trong làm cho các lối đi tự như tiếp cận bầu trời và đồng thời cho phép những người tham quan chú ý đến hoạt động của nhà máy. Các khung nhôm vuông ở mặt tiền đóng vai trò là những chậu cây biến tòa nhà thành một tòa nhà xanh và các khoảng hở giữa chúng cho phép ánh sáng ban ngày chiếu vào bên trong, và các cửa sổ lớn hơn thì nhằm chiếu sáng không gian hành chính.

Mái nhà xanh rộng 10.000 m2 với công viên cao 85 mét là một thách thức đối với vi khí hậu, tái tạo môi trường đa dạng sinh học, trong việc hấp thụ nhiệt, loại bỏ các hạt không khí và giảm nước mưa tràn vào. Trong khi đó, 440.000 tấn chất thải mỗi năm được chuyển hóa thành năng lượng sạch, đủ để cung cấp năng lượng và sưởi ấm cho gần 150.000 ngôi nhà nhờ các lò quay, hơi nước và tua-bin nằm dưới các dốc trượt tuyết.

Để tăng thêm tầm quan trọng của năng lượng bền vững và để hiểu rõ hơn về vấn đề nóng lên toàn cầu, các nhà thiết kế đề xuất điều chỉnh ống khói nằm ở phía tây bắc của tòa nhà để phun ra các vòng khói mỗi khi 1 tấn CO2 hóa thạch được thải ra.

3. Bosco Verticale

Bosco Verticale là dự án kiến trúc bền vững thứ ba trong danh sách của chúng tôi. Khu rừng thẳng đứng iMilan do Boeri Studio thiết kế, bao gồm hai tòa nhà chọc trời cao 80m và 112m, là nơi tồn tại của 480 cây lớn và vừa, 300 cây nhỏ. Mỗi tòa tháp tương đương với 50.000 m2 nhà ở chỉ áp dụng cho một gia đình đơn là một ví dụ tuyệt vời về phương pháp chống mở rộng. Trong khu rừng thẳng đứng, kiến trúc sư sinh học cố gắng bỏ qua cách tiếp cận cơ học và công nghệ để tiếp cận tính bền vững môi trường và lọc ánh sáng mặt trời, cũng như tạo ra một vi khí hậu phù hợp dựa trên màn thực vật.

Hệ thống năng lượng không carbon (Net Zero) - Thách thức về khả năng vận hành
Ví dụ đầu tiên về “Rừng thẳng đứng”.

Rừng thẳng đứng giúp tạo vi khí hậu và tăng tính đa dạng sinh học. Sự đa dạng của thực vật thúc đẩy một hệ sinh thái đô thị, trong đó, các loại thực vật khác nhau có thể là nơi cư trú của 1.600 loài chim và bướm. Mặt khác, sự hình thành hệ sinh thái đô thị này giúp tạo ra độ ẩm và oxy, đồng thời hấp thụ CO2 và bảo vệ khỏi ô nhiễm bức xạ và tiếng ồn.

Trải qua 3 năm nghiên cứu của các nhà thực vật học và đạo đức học, sẽ đưa đến sự lựa chọn chính xác các loài dựa trên hướng và chiều cao của mặt tiền, đồng thời chúng được ươm sẵn trong vườn ươm để thích nghi với điều kiện tại ban công của tòa tháp.

4. Torre Reforma

Dự án thứ tư trong danh sách kiến trúc bền vững, chúng ta sẽ nói về Torre Reforma. Tòa nhà 7 tầng - Torre Reforma, nằm trên một đại lộ nổi tiếng nhất của Thành phố Mexico, có diện tích xây dựng gần 2.800 m2 đất, rất nhỏ đối với một tòa tháp có 87.000 m2 diện tích sử dụng. Torre Reforma được đặc trưng bởi hình dạng tam giác, giống như một cuốn sách mở và một góc nhìn toàn cảnh ra Công viên Chapultepec. Tòa nhà bao gồm hai bức tường bê tông ở bên ngoài và mặt tiền thứ ba thì được bao bọc bằng kính. Một phần của sảnh chính của tòa nhà được tích hợp với một ngôi nhà cổ hiện có, đây là nơi lưu giữ và phục hồi giá trị đô thị.

Hệ thống năng lượng không carbon (Net Zero) - Thách thức về khả năng vận hành

Khu vực xung quanh Torre Reforma có rất nhiều đại lộ quan trọng, chẳng hạn như đại lộ dài nhất ở Thành phố Mexico, đặc điểm này khiến tòa nhà cực kỳ dễ tiếp cận và kết nối tốt với cơ sở hạ tầng đô thị.

Theo ASHRAE, tòa tháp được chứng nhận bạch kim LEED cho việc cung cấp hiệu suất năng lượng tuyệt vời nhờ giảm 24% mức năng lượng sử dụng bằng các bức tường bê tông và mặt tiền bằng hai lớp kính, đồng thời cắt giảm nhu cầu về đèn điện bằng cách cho phép chiếu sáng tự nhiên khắp không gian văn phòng. Mặt khác, một nhà máy xử lý nước sử dụng nước mưa và nước thải nhằm tái sử dụng, chủ yếu trong phòng tắm và điều hòa không khí.

5. The Edge

Dự án kiến trúc bền vững thứ năm là The Edge, tọa lạc tại khu thương mại Zuidas của thành phố Amsterdam. Tòa nhà The Edge đã giới thiệu cách tiếp cận mới đối với kiến trúc tòa nhà văn phòng “office building”, bao gồm tính bền vững, công nghệ, kiến trúc không gian làm việc cũng như kỹ thuật kết cấu và mặt tiền. Các mô hình công việc mới là nơi mọi người được linh hoạt làm việc bất cứ khi nào họ muốn, từ nơi họ muốn đến mức độ giao tiếp xã hội mà họ cảm thấy thoải mái, tất cả sẽ được dự kiến và giải quyết bằng cách tạo ra những không gian phù hợp nhiều tâm trạng khác nhau.

Hệ thống năng lượng không carbon (Net Zero) - Thách thức về khả năng vận hành

Để tập trung vào việc tạo ra một môi trường làm việc hiện đại, tòa nhà tự hào khi có một giếng trời 15 tầng đóng vai trò như cửa sổ giữa nơi làm việc và thế giới bên ngoài, đồng thời giảm mức sử dụng năng lượng. Trong không gian sáng sủa, rộng rãi này, các kết cấu thẳng đứng được lắp ghép, biến giếng trời thành không gian trung tâm của tòa nhà. Ngoài ra, giếng trời đóng vai trò là lá phổi của tòa nhà bằng cách thông gió cho không gian văn phòng và cung cấp vùng đệm với bên ngoài.

Với việc nhận được số điểm 98,36% và ghi nhận xếp hạng cao nhất từ trước đến nay của BRT (Building Research Establishment), The Edge hiện đã chính thức được coi là tòa nhà văn phòng bền vững nhất thế giới. Bước đầu tiên để đạt được hiệu suất năng lượng phi thường là hình dạng và hướng của tòa nhà. Khoảng thông tầng hướng về phía bắc cho phép phần lớn các không gian văn phòng nhận được ánh sáng tự nhiên vào ban ngày, trong khi kết cấu chịu lực và các cửa sổ nhỏ hơn sẽ cung cấp nhiều nhiệt và bóng râm.

6. Trung tâm Thương mại Thế giới Bahrain 1 & 2

Trung tâm Thương mại Thế giới Bahrain 1 và 2, dự án kiến trúc bền vững thứ sáu. Tổ hợp hình cánh buồm, gồm 2 tòa tháp nối với nhau bằng 3 cây cầu, tòa nhà được giới thiệu là có quy mô lớn đầu tiên trên thế giới sử dụng năng lượng gió, một nguồn năng lượng tái tạo, để cung cấp nhu cầu năng lượng cho các hoạt động diễn ra bên trong tòa nhà. Bahrain WTC là biểu tượng của Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất, nổi tiếng về sản xuất dầu mỏ, là một quốc gia đang nỗ lực trong việc thực hiện phát triển bền vững và năng lượng tái tạo.

Hệ thống năng lượng không carbon (Net Zero) - Thách thức về khả năng vận hành

11 đến 15% năng lượng cần thiết để cung cấp cho nhu cầu năng lượng của các tòa tháp thì được cung cấp bởi 3 tua-bin gió khi hoạt động hết công suất. Nói chung, hầu hết các dự án có sử dụng năng lượng gió đều thất bại do chi phí triển khai cao, trong khi ở trường hợp của WTC, dự trên tính toán động lực học của chất lỏng và thêm vào các “wind-tunnel” (đường hầm gió) nhằm kiểm tra ống dẫn để tối ưu hóa luồng gió đi qua tua-bin gió và tạo ra năng lượng từ 1.100 đến 1.300 MW hàng năm.

Khu phức hợp 53 tầng có tổng diện tích sàn là 16.500 m2 và đặt trên 88.617 m2 đất, nằm ở một khu vực danh tiếng gần Vịnh Ả Rập và có nó tầm nhìn tuyệt đẹp ra khu vực xung quanh. Bên dưới hai tòa tháp, có một khối đế cao 3 tầng được kết hợp làm trung tâm giải trí, bao gồm: nhà hàng, trung tâm mua sắm và bãi đậu xe.

Bahrain WTC đã được trao Giải thưởng LEAF cho việc sử dụng công nghệ đối với một dự án quy mô lớn vào năm 2006. Ngoài ra, vào năm 2008, dự án cũng đã được trao giải tòa nhà cao tầng tốt nhất ở Trung Đông bởi Hội đồng về nhà cao tầng và Môi trường sống đô thị (CTBUH)

7. Suzlon One Earth

Suzlon One Earth, văn phòng xanh nhất dựa trên kiến trúc bền vững ở Ấn Độ, là một trong những dự án Zero năng lượng thành công và tiết kiệm chi phí nhất, với việc cung cấp 92% nhu cầu năng lượng của tòa nhà bằng năng lượng bền vững, bao gồm: tua-bin gió hybrid, tấm pin mặt trời và tế bào quang điện. Kiến trúc sư của khu phức hợp này, ông Benninger, chỉ sử dụng các vật liệu tái chế và không độc hại cho phù hợp, dựa trên triết lý của công ty là “cung cấp năng lượng cho một ngày mai xanh hơn”.

Hệ thống năng lượng không carbon (Net Zero) - Thách thức về khả năng vận hành

Dự án quy mô lớn này lấy cảm hứng từ Fatehpur Sikri và khu phức hợp Đền Meenakshi ở Madurai, hai khuôn viên lịch sử nổi tiếng ở Ấn Độ, cố gắng để trở thành một công trình thân thiện với môi trường thay vì một tòa nhà chọc trời. Tường và hệ thống nội thất có thể điều chỉnh được sử dụng trong không gian văn phòng và phục vụ, là câu trả lời cho đặc tính chuyển đổi của doanh nghiệp.

Ánh nắng, nước, bầu trời, cây và biển là năm loại cấu trúc được kết nối để tạo nên khu phức hợp Suzlon, chủ sở hữu của chứng nhận LEED Platinum và 5 sao GRIHA. Chi phí vận hành trong dự án này giảm 35% thông qua việc thu gom nước mưa, chuyển đổi rác tại chỗ và thiết kế “Văn phòng trong vườn” để tối đa hóa việc sử dụng ánh sáng ban ngày, với số tiền tiết kiệm được đã chuyển sang đầu tư vào công nghệ nhằm mang lại lợi ích cho khách hàng.

Tất cả cảnh quan bên ngoài được đưa vào bên trong dọc theo xung quanh tòa nhà, mang lại không khí trong lành, thiên nhiên và ánh sáng tự nhiên vào các khu vực làm việc để tăng hiệu quả cuộc sống. Quảng trường vườn trung tâm này thúc đẩy các cuộc trò chuyện, tương tác và sáng tạo giữa 2300 nhân viên, đồng thời mang đến một bài thuyết trình có thẩm mỹ đẹp cho khách hàng.

Chi phí cao hơn của các quy trình và vật liệu kiến trúc bền vững, quy trình kỹ thuật xây dựng, thủ tục giấy tờ kéo dài, hạn chế kiến thức về công nghệ xanh, nhận thức không đầy đủ và thiếu thông tin về các sản phẩm thân thiện với môi trường là một trong những thách thức lớn được xác định trong đánh giá hiện tại.

Tuy nhiên, tính bền vững đã trở thành một phần quan trọng của kiến trúc đương đại và với mục tiêu giảm thiểu lượng năng lượng và tài nguyên được sử dụng trong quá trình xây dựng, các kiến trúc sư đã cân nhắc cẩn thận mô hình kết cấu và lựa chọn vật liệu sử dụng. Những nỗ lực này đã tạo ra một số ví dụ đáng chú ý về các tòa nhà bền vững.

Linh Nguyên
Xin chờ trong giây lát...

Hiện đại hóa hệ thống quan trắc, giải quyết "điểm nghẽn" trong ô nhiễm môi trường

Phiên bản di động