Kiến trúc trường học vùng đồng bằng sông Cửu Long ứng phó với biến đổi khí hậu theo hướng thích ứng, linh hoạt, đa chức năng

Bài viết nghiên cứu các giải pháp kiến trúc theo hướng đáp ứng ba vấn đề trên, với mục tiêu giảm thiểu tối đa tác động của thiên tai vào cơ sở vật chất trường học và tạo sự ổn định hoạc tập của học sinh trong mùa bão lũ. Phương pháp nghiên cứu dựa trên các nghiên cứu khoa học về các trường hợp tương tự trong nước và quốc tế, phương pháp nghiên cứu so sánh, nghiên cứu biến đổi chuyển hóa và khảo sát thực tiễn tại một số thành phố điển hình thuộc vùng đồng bằng sông Cửu Long.

Hội thảo Khoa học Quốc tế Phát triển Xây dựng bền vững điều kiện Biến đổi khí hậu khu vực đồng Sông Cửu Long SCD2021 KIẾN TRÚC TRƯỜNG HỌC VÙNG ĐỒNG BẰNG SƠNG CỬU LONG ỨNG PHĨ VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU THEO HƯỚNG THÍCH ỨNG, LINH HOẠT, ĐA CHỨC NĂNG Dỗn Minh Khơi*, Dỗn Thanh Bình*, Nguyễn Mạnh Cường** Khoa kiến trúc Quy hoạch, trường ĐHXD Viện Quy hoạch Kiến trúc thị, trường ĐHXD TĨM TẮT: Trường học vùng đồng sông Cửu Long phải đối mặt với thách thức từ biến đổi khí hậu, đáng ý tình trạng bão lũ, nước biển dâng khả bị ngập lụt dịng chảy từ thượng lưu sơng Mê Kơng đổ Những tác động gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới kiến trúc, hạ tầng trường học, đòi hỏi kiến trúc trường học cần phải có giải pháp thích ứng (đối với loại thiên tai), linh hoạt (cho hai mùa ngập không ngập), đa chức (cho không gian kiến trúc trường học chủ động biến đổi chức năng) Bài báo nghiên cứu giải pháp kiến trúc theo hướng đáp ứng ba vấn đề trên, với mục tiêu giảm thiểu tối đa tác động thiên tai vào sở vật chất trường học tạo ổn định hoạc tập học sinh mùa bão lũ Phương pháp nghiên cứu dựa nghiên cứu khoa học trường hợp tương tự nước quốc tế, phương pháp nghiên cứu so sánh, nghiên cứu biến đổi chuyển hóa khảo sát thực tiễn số thành phố điển hình thuộc vùng đồng sơng Cửu Long Từ khóa: Đồng sông Cửu long, Biến đổi hậu, Kiến trúc Trường học, thích ứng, linh hoạt, đa chức GIỚI THIỆU Vùng ĐBSCL phần hạ lưu cuối sông Mê Kông nên nhận khối lượng nước khổng lồ trước đổ biển, phân bố không Vùng đồng chịu hai tác động dịng chảy, dịng chảy sơng Mê Kơng từ thượng nguồn đổ dòng triều tác động biển xâm nhập vào đất liền Trong vài chục năm tới, nước biển dâng cao làm ngập lụt phần lớn ĐBSCL vốn bị ngập lụt hàng năm, Sẽ có từ 15.000 – 20.000 km2 đất thấp ven biển bị ngập hoàn toàn [7] Khu vực dải ven biển vùng ĐBSCL khu vực bị tổn thương nhiều tượng nước biển dâng, lũ lụt, bão áp thấp nhiệt đới [1] Đánh giá mức độ ngập lụt khu vực đồng sông Cửu Long theo cao độ địa hình - chia thành mức: (1) Vùng ngập nặng bao gồm tỉnh Đồng Tháp Mười, Tứ Giác Long Xuyên, U Minh thượng - hạ, Ô Môn, Phụng Hiệp, Cần Giờ, Nhơn Trạch vùng thấp trũng (2) Vùng ngập cấp độ bao gồm tỉnh An Giang, Long An, Tiền Giang, Kiên Giang, Vĩnh Long, TP Cần Thơ, Hậu Giang (3) Vùng cấp độ nơi có địa hình cao tối đa 5m so với mực nước biển thường thấy rìa mạn bắc, mạn tây ven thềm phù sa cổ ven bờ sông Tiền – sông Hậu (gọi đê sơng) [10] Nếu theo tính chất thiên tai chia thành mức : (1) Mức ngập xảy nước lũ từ thượng nguồn sông Mê Kông đổ về; (2) mức ngập trung bình với hiệu ứng mưa bão, nước biển dâng; (3) mức độ nhẹ trận mưa kéo dài Trường học ln phải thích ứng với mùa khô - mưa Mùa khô - nắng hạn (tháng 12 - tháng 4) mùa mưa - ngập lụt (tháng - tháng 11) Mục tiêu nghiên cứu xây dựng giải pháp thiết kế Trường học (Quy hoạch Kiến trúc), thích ứng 29 SCD2021 International Conference on sustainable construction development in the context of climate change in the Mekong Delta hai mùa nhờ khả cấu trúc linh hoạt không gian trời nhà (quy hoạch kiến trúc) tùy theo diễn biến thiên tai Việc nghiên cứu khơng tạo khơng gian an tồn cho việc dạy học mà tạo cho học sinh hệ thống kiến thức hành động ứng phó với BĐKH Thực tế cho thấy học sinh cịn có nhiều hạn chế hiểu biết thích ứng với BĐKH Đó hiểu biết thiên nhiên, văn hóa địa tinh thần chủ động thich ứng, cộng đồng chia sẻ giúp đỡ mùa bão lũ Việc thiết kế theo cốt cao độ học sống động lý thuyết thực tế [6] Việc sử dụng chung không gian trường học cho cộng đồng xu hướng xã hội đại, nhằm cung cấp khả tiếp cận xã hội địa phương học sinh Vì vậy, trường học có thiết kế khơng gian linh hoạt để tổ chức kiện cộng đồng đánh giá cao [3] Nghiên cứu sử dụng phương pháp khảo sát, điều tra, thu thập sô liệu, nghiên cứu lý thuyết tính thích ứng, linh hoạt, đa chức kiến trúc trường học với nghiên cứu so sánh (compare) mức độ ngập lụt khu vực khác nhau, để xác định cao độ an toàn cho khu vực học tập Chúng tiến hành đồng thời với nghiên cứu phân loại (typology) thể loại không gian chức sở để ứng dụng linh hoạt không gian đa chức Cuối nghiên cứu biến đổi cấu trúc không gian (transition) theo diễn biến thiên tai Kết nghiên cứu đề xuất mơ hình giải pháp thiết kế kiến trúc trường học theo hướng thích ứng (adaptive), linh hoạt (flexible) đa chức (multifunction) THỰC TRẠNG TRƯỜNG HỌC VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG TRONG MÙA BÃO LŨ Trường học khu vực ĐBSCL có sở vật chất khơng đồng đều, có chênh lệch lớn thành thị nơng thơn Mặc dù xóa bỏ trường học tranh tre nứa lá, nhiên nhiều trường học xây dựng tạm bợ vùng sâu vùng xa, dễ dàng bị phá hoại hoàn toàn xảy lũ lụt Khả đáp ứng nhu cầu học tập chỗ địa phương gặp thiên tai bị động [11] Các nghiên cứu số liệu kết hợp khảo sát cho thấy, mức độ ngập lụt mùa mưa lũ số trường khác Tại Trường tiểu học Vĩnh Trinh 3, Cần thơ: mức độ ngập lụt trung bình Tại Trường tiểu học “C” An Thạnh Trung, tỉnh An Giang: mức độ ngập lụt lớn, nước tràn vào phòng học Tại trường tiểu học Trưng Vương huyện Hồng Ngự, tỉnh Đồng Tháp, mức độ ngập sâu Điểm chung trường xây dựng tầng, lộ nhược điểm: Một khơng an tồn mực nước dâng tràn vào tầng Hai phương án quy hoạch tổng mặt buộc phải phân tán lớp học tầng, việc đầu tư bị dàn trải diện rộng khó sử dụng khơng kinh tế Ba thực tế học sinh cần không gian mở có mái mùa khơ Vì phương án nâng tầng, tạo không gian trống tầng khả thi cơng tập trung, giảm rủi ro Kết cấu khung BTCT phù hợp với đất yếu theo hướng Cơng nghiệp hóa Hình 1,2,3: (từ trái qua phải) (1) Trường tiểu học Vĩnh Trinh – Cần Thơ; (2) Trường tiểu học “C” An Thạnh Trung, tỉnh An Giang; (3) trường tiểu học Trưng Vương huyện Hồng Ngự, tỉnh Đồng Tháp vào mùa lũ [12] 30 Hội thảo Khoa học Quốc tế Phát triển Xây dựng bền vững điều kiện Biến đổi khí hậu khu vực đồng Sơng Cửu Long Bảng 1: Số liệu giáo dục tiểu học tỉnh đồng sơng Cửu Long (Tính đến ngày 30/9/2010) Nguồn: Tổng cục thống kê STT Tên tỉnh 10 11 12 13 Long An Tiền Giang Bến Tre Trà Vinh Vĩnh Long Đồng Tháp An Giang Kiên Giang Cần Thơ Hậu Giang Sóc Trăng Bạc Liêu Cà Mau Tổng số Trường học (trường) 247 226 189 215 241 321 396 128 180 168 297 154 263 3195 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ Tính thích ứng, linh hoạt, đa chức kiến trúc trường học Thích ứng điều chỉnh hệ thống tự nhiên người hồn cảnh mơi trường thay đổi, nhằm mục đích giảm khả bị tổn thương biến đối khí hậu tận dụng hội mang lại [4] Từ kinh nghiệm ứng phó với vùng ngập lụt sơng Hồng Hà, Trung Quốc rút học chiến lược thích ứng Đó bố trí di dời cơng trình quan trọng lên vùng đất cao, xây đê bao để bảo vệ; đào ao thành phố để nước chảy chỗ trũng [5] Rút kinh nghiệm trường hợp vùng ĐBSCL, giải pháp di dời hay đắp đê ứng dụng với tinh thần đối phó nhiều thích ứng Chúng tơi đánh giá cao tính thích ứng giải pháp tạo “nước chảy chỗ trũng” trường hợp Hồn tồn nghiên cứu ứng dụng theo phương cách này, Đó kiểu Kiến trúc trường học thích ứng với mực nước dâng chế vận hành linh hoạt Linh hoạt thuật ngữ quan tâm thời đại ngày Nó điều kiện Lớp học (lớp) 4292 4335 3465 3395 3064 5529 6366 6695 3125 2615 4821 2911 4961 55574 Giáo viên (người) 5616 5806 4697 4732 4172 7045 7969 8330 4392 3586 6416 3550 6033 72344 Học sinh (nghìn) 122 140 99.5 81.6 80.2 142 182 163 92 67 122 81 123 1500.4 tiên để mở rộng khả thích ứng thơng qua chiến lược giải pháp mang tính chủ động Một là, tạo khả chuyển đổi phận khơng gian tịa nhà để thích ứng với điều kiện Hai là, tạo xử lý không gian đa dạng tùy theo phức tạp môi cảnh [4] Tính linh hoạt thể giải pháp kiến trúc trường học cho phép không gian học tập chuyển đổi từ ngịai trời vào nhà, từ tầng thấp lên tầng cao cách an toàn mà khơng ảnh hưởng tới quy trình học tập Một số phịng an tồn (chắc chắn cao) trở thành nơi trú ngụ tạm thời cộng đồng địa phương phải đối phó với ngập lụt mức độ lớn Đa chức khả sử dụng không gian cho nhiều chức đồng thời u cầu địi hỏi [4] Khi khơng có thiên tai, phòng sử dụng với chức định Nhưng có thiên tai, đảm nhiệm nhiều chức bổ sung để bù cho phịng khác bị ngập lụt khơng sử dụng Điều địi hỏi Kiến trúc sư phải thiết kế phòng đa chức với cách tính tốn khả tích hợp cao Trường Rosyth thí dụ mơ hình kiến trúc trường học Xingapor triển khai thành 31 SCD2021 SCD2021 International Conference on sustainable construction development in the context of climate change in the Mekong Delta công số thử nghiệm là: Tăng chiều rộng lịng nhà, tạo khơng gian hành lang rộng để tạo nên không gian học tập ngồi lớp; Khớp nối linh hoạt khơng gian ngồi nhà nhờ hệ thống khơng gian mở; Sân thượng dùng làm sân thể thao; Tính hình học đơn giản hình khối cung cấp nhiều thuận lợi hướng tới KT xanh; Màu sắc sử dụng cẩn thận để thể sắc tính chất trường [8] Hình Trường Rosyth (Singapore) PHÂN LOẠI VÀ ĐÁNH GIÁ KHÔNG GIAN KIẾN TRÚC TRƯỜNG HỌC 4.1 Mức độ ưu tiên phận Không gian kiến trúc trường học Theo TCVN 8793-2011, trường Tiểu học có chiều cao tầng, Trung học có chiều cao tầng [11] Thực tiễn xây dựng trường học đô thị, cho phép khối lớp học tầng tiểu học, tầng Trung học Các phận chức cấu thành không gian kiến trúc trường học bao gồm không gian nhà với: không gian học tập, khối phục vụ học tập, khối phịng hành quản trị, khối phục vụ sinh hoạt không gian mở cho học sinh sinh hoạt cộng đồng Khơng gian ngồi trời bao gồm: Khu vực bao quanh khối học tập, khu sân chơi bãi tập thể dục, vườn thực vật, khu vệ sinh bãi để xe [2] Hình Sơ đồ phân loại đánh giá không gian Kiến trúc, Quy hoạch trường học (tác giả) 32 Hội thảo Khoa học Quốc tế Phát triển Xây dựng bền vững điều kiện Biến đổi khí hậu khu vực đồng Sông Cửu Long Các phận không gian nhà chia thành nhóm có mức độ ưu tiên khác nhau: (1) không gian quan trọng, cần ưu tiên khối phịng học; (2) khơng gian quan trọng, khối phục vụ học tập, hành quản trị, phục vụ sinh hoạt; (3) khơng gian quan trọng t không gian trống tầng Trước thách thức BĐKH, an toàn phải giành cho hoạt động dạy học Vì khơng gian học tập phải không gian quan trọng [9] 4.2 Mức độ biến đổi linh hoạt không gian kiến trúc trường học Nhóm khơng gian có khả biến đổi cao khơng gian lớn Phịng ăn, hội trường, nhà thi đấu Nhóm khơng gian có khả biến đổi trung bình khơng gian trống tầng trệt, khơng gian giao thơng … Nhóm khơng gian có khả biến đổi phịng nhỏ có nhiều trang thiết bị, đảm nhận chức quan trọng ổn định (khối phòng học, hành quản trị) GIẢI PHÁP QUY HOẠCH HẠ TẦNG THÍCH ỨNG THEO CAO ĐỘ MỰC NƯỚC DÂNG Đó giải pháp quy hoạch chiều cao khơng gian ngồi nhà, kiến nghị sau: Cốt cao bố trí nhà khu học tập Cốt trung gian bố trí sân trường, với hoạt động tập trung, vui chơi, thể thao ngồi trời Cốt thấp bố trí vườn thực vật, khu vệ sinh bãi để xe Với mức nước dâng khơng nhiều khu vực ngập nước : Vườn, sân chơi , Khi nước dâng lên gần nửa tầng gần hết tầng khơng gian trống tầng trở thành khơng gian hiểm, có bố trí thang ngồi trời kết nối với tầng Cách bố trí có uu điểm tạo an tồn cho khơng gian học tập trường hợp bị ngập úng, tạo độ dốc thoát nước từ độ chênh cốt, việc vệ sinh khơng gian ngồi nhà thuận lợi hơn, nước bùn đất cháy khu vực vườn, ao… cho phép tận dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên, chuyển hóa yếu tố tiêu cực thành tích cực Hình Sơ đồ giải pháp thiết kế quy hoạch hạ tầng Trường học, với cốt cao độ nhà (tác giả) 33 SCD2021 SCD2021 International Conference on sustainable construction development in the context of climate change in the Mekong Delta GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC THÍCH ỨNG THEO CƠ CHẾ LINH HOẠT - ĐA CHỨC NĂNG Căn cấp độ quan trọng không gian nhà, giải pháp kiến trúc thích ứng kiến nghị sau: không gian hạ tầng không gian quan trọng bố trí cố định tầng Khơng gian tầng biến đổi linh hoạt mùa mưa Tầng không gian quan trọng cho chức mở học sinh Tầng khơng gian quan trọng, có tính linh hoạt cao, cho phép bổ sung chức tầng 1, tầng 2, chí không gian trú ngụ tạm thời cho cộng đồng mùa mưa lũ Phương án tạo hành lang phù hợp với điều kiện thiên tai bão lũ Nó trở thành khơng gian an tồn, giảm ½ chiều dài tăng gấp chiều rộng nhà Các hành lang không không gian giao thông kết nối tịa nhà, mà cịn khơng gian linh hoạt đa chức Nó đồng thời hành lang thơng gió tới phịng học ế Hình Sơ đồ phân khu chức giải pháp kiến trúc thích ứng (tác giả) KẾT LUẬN Tính thích ứng với thiên tai kiến trúc trường học, trước hết từ giải pháp kiến trúc hợp lý Nhà học cao tầng với cấu trúc kiểu hành lang làm tăng chiều dầy, giảm chiều dài, giảm hành lang, giảm chiều cao, giảm độ rỗng hành lang bên đảm bảo công tập trung, kết cấu khung BTCT hợp lý đất yếu giảm tải trọng gió theo chiều ngang Việc bố trí cố định không gian học tập tầng hợp lý nhờ mát mẻ mùa khô, an tồn mùa mưa Việc tạo khơng gian ngồi nhà chia thành cốt khác theo nguyên tắc cân đào đắp, không tạo cảnh quan sinh động mùa khơ, mà cịn tạo khả 34 lũ nhanh mùa mưa Mơ hình ứng dụng thích ứng cho thành phố khu vực ĐBSCL với điều chỉnh linh hoạt chiều cao cấp độ khơng gian ngồi trời nhà tùy theo số mức nước dâng khác địa phương mùa mưa lũ, quan trắc theo thời gian diễn biến biến đổi khí hậu Tính thích ứng với thiên tai vùng ĐBSCL, thực chất giải pháp ứng phó với dâng mặt nước mức độ khác tùy theo mưa dài ngày, nước biển dâng hay ngập úng Các giải pháp quy hoạch kiến trúc trường học giải mã tượng với cấu trúc linh hoạt không gian học tập sinh hoạt Hội thảo Khoa học Quốc tế Phát triển Xây dựng bền vững điều kiện Biến đổi khí hậu khu vực đồng Sông Cửu Long ngồi nhà Nó cịn thích ứng với thiên tai khác gió bão nắng nóng mùa khô nhờ giải pháp kiến trúc linh hoạt Mô hình nhân rộng cho địa phương theo thiết kế điển hình hóa ứng dụng linh hoạt tùy nơi chốn, địa điểm, cho phép ứng dụng phù hợp với giải pháp công nghệ đại, thông minh kể sử dụng kết cấu khung lắp ghép vật liệu tái chế TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu (Triển khai thực Nghị số 60/2007/NQ-CP ngày 03 tháng 12 năm 2007 Chính phủ) [2] Dỗn Minh Khơi, Dỗn Thanh Bình Đổi thiết kế trường học đáp ứng đổi giáo dục phổ thơng Tạp chí Kiến trúc, Hội KTSVN, 3/2020 [3] Ellen Larson Vaughan Secondary School [4] Hanieh FarokhiFirouzi (a Department Architecture, Faculty of Art & Architecture, Islamic Azad University, Khorramabad Branch, Iran) A review on flexibility in architectural design International Transaction Journal of Engineering, Management, & Applied Sciences & Technologies [5] Kongjian Yu, Zhang Lei, Li Dihua, “Living With Water: Flood Adaptive Landscapes in the Yellow River Basin of China” [6] Laura Bojerding & Mathnew Kloser Middle and high school student’s conception ò climate change mitigation and adaptation strategy 2013 [7] Le Anh Tuan, Trương Quốc Cần, Lê Văn Du, Cantho University Tổng hợp số hoạt động ứng phó BĐKH đồng sơng Cửu Long [8] Lisa Gelfand with Eric Corey Freed Sustainable School Architecture Design for elementary and Secondary School John Wiley & Sonc, Inc 2010 [9] Peter Dewitt & Sean Slade Scholl Climate change 2014 [10] Phạm Phú Cường Nghiên cứu định hướng phát triển kiến trúc vùng đồng sông Cửu Long Đề tài NCKH cấp Bộ Trường ĐHKT Hồ Chí Minh, 2016 [11] TCVN 8793:2011 Trường Tiểu học; TCVN 8794: 2011 Trường Trung học [12] Viện Quy Hoạch Kiến trúc đô thị UAI Khảo sát kiến trúc trường học tỉnh miền Tây Nam Bộ 2019 35 SCD2021 ... kế kiến trúc trường học theo hướng thích ứng (adaptive), linh hoạt (flexible) đa chức (multifunction) THỰC TRẠNG TRƯỜNG HỌC VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG TRONG MÙA BÃO LŨ Trường học khu vực ĐBSCL... gian linh hoạt đa chức Nó đồng thời hành lang thơng gió tới phịng học ế Hình Sơ đồ phân khu chức giải pháp kiến trúc thích ứng (tác giả) KẾT LUẬN Tính thích ứng với thiên tai kiến trúc trường học, ... Mau Tổng số Trường học (trường) 247 226 189 215 241 321 396 128 180 168 297 154 263 3195 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ Tính thích ứng, linh hoạt, đa chức kiến trúc trường học Thích ứng điều chỉnh