Hướng dẫn thiết kế thích ứng với khí hậu và phù hợp với thị trường cho các khu nhà ở mới tại Việt Nam: Sổ tay hướng dẫn thiết kế

PROCEEDINGS: CONFERENCE ON CLIMATE CHANGE AND SUSTAINABLE URBAN DEVELOPMENT IN VIETNAM Hướng dẫn thiết kế thích ứng với khí hậu phù hợp với thị trường cho khu nhà Việt Nam: Sổ tay hướng dẫn thiết kế nhà thành phố Hồ Chí Minh cho tương lai bền vững TS Dirk A Schwede (PhD, USyd AUS), Giám Đốc Quản Lý, Công ty Trách Nhiệm Hữu Hạn Thiết kế Năng lượng (Thượng Hải); Email: dirk.schwede@energydesign-asia.com Tóm tắt: Với mức sống ngày cao thay đổi loại hình nhu cầu tầng lớp giàu ngày gia tăng TP HCM, nhu cầu lượng phát thải khí nhà kính từ khu dân cư gia tăng cách nhanh chóng Các khu dân cư xây dưng để thỏa mãn nhu cầu cao điều kiện sống người dân trở nên sung túc Vì cơng nghệ điều hịa khơng khí tiện nghi phương pháp học trở nên dễ kiếm có giá phải chăng, nên giải pháp thiết kế thích nghi với khí hậu du nhập vào thành phố nhiều trước đây, thiết bị điều hòa tiêu thụ nhiều lượng với mơ hình sử dụng nhiều lượng lắp đặt sử dụng nhiều trước Điều ảnh hưởng lớn đến biến đổi khí hậu, TP Hồ Chí Minh có tính chất đại diện cho nhiều vùng nhiệt đới, nên từ ảnh hưởng trình phát triển thành phố này, ta dự báo ảnh hưởng tương tự quy mơ tồn cầu Trong khn khổ nỗ lực phối hợp nhà địa lý xã hội, kiến trúc sư chuyên gia thiết kế lượng tham gia “Chương trình Nghiên cứu Siêu thị TP Hồ Chí Minh” phủ LB Đức tài trợ, tài liệu hướng dẫn thiết kế thích ứng với khí hậu phù hợp với thị trường cho loại hình nhà phố tiêu biểu điều kiện khí hậu TP Hồ Chí Minh xây dựng khuôn mẫu cách thức tạo tác động hiệu đến phát triển chung hướng đến tương lai bền vững Đây cách tiếp cận dựa chứng, dựa việc phân tích mơ hình thiết kế truyền thống thích ứng với điều kiện địa phương, đồng thời xây dựng cơng cụ phân tích cơng trình đại nhằm tối ưu hóa nhu cầu lượng, chất lượng môi trường nhà điều chỉnh chức kinh tế Mặc dù kết rút dựa cách tiếp cận khoa học, kết biên tập lại để trở nên hiệu sổ tay có minh họa, thích hợp với chủ sở hữu tư nhân ngành xây dựng vốn dựa vào lực lượng lao động thủ công không qua đào tạo thức Việt Nam Bài viết giới thiệu cách tiếp cận, thông tin tảng kết ban đầu dự án T khóa: Nhà sử dụng hiệu lượng; nhà thích ứng với khí hậu; sổ tay thiết kế; thành phố Hồ Chí Minh 259 BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ PHÁT TRIỂN ĐÔ THỊ BỀN VỮNG TẠI VIỆT NAM Các số liệu thống kê cho thấy, xét bình quân nhu cầu lượng hộ gia đình Việt Nam thấp so với nước phát triển (Nakagami 2006) Tuy nhiên, nhìn lại số liệu thống kê, thấy rằng, mức tiêu thụ lượng ổn định nước phát triển, Việt Nam, nhu cầu lượng/người tăng gấp lần vòng 12 năm từ năm 1990 đến năm 2002 (Nakagami 2006), xu hướng tiếp tục giữ nguyên với động lực gia tăng mạnh mẽ Nhìn vào điều kiện sống 86 triệu dân Việt Nam, rõ ràng tiềm lớn để nhu cầu lượng tiếp tục gia tăng, có nghĩa phát thải khí nhà kính tiếp tục tăng, chưa trở thành thực xảy tương lai Người ta nhanh chóng hiểu rằng, phần lớn gia tăng bắt nguồn từ q trình phát triển có lợi cho toàn dân chúng, tỷ lệ nhỏ bắt nguồn từ thói quen tiêu dùng xa xỉ lãng phí cách thiếu suy nghĩ, áp dụng theo tiêu chuẩn phương tây Đây nguyên nhân khiến cho bên khó trích hay phê phán Đây lý hợp lý để cân nhắc cách thận trọng việc gây ảnh hưởng cho trình phát triển để hướng tới tương lai bền vững Nếu biết tranh rộng lớn biến đổi khí hậu tình trạng thiếu tài ngun tồn giới, thấy rõ cần thiết phải định hướng lại động lực phát triển nhu cầu lượng cách cấp bách Hơn nữa, Việt Nam bị biến đổi khí hậu gây ảnh hưởng nhiều so với vùng khác, dự đốn rằng, biến đổi khí hậu, mực nước biển dâng gia tăng kiện thời tiết cực đoan ảnh hưởng xấu đến trình phát triển đầy hứa hẹn Việt Nam đường đại hóa Giống nơi khác giới, người dân Việt Nam gắng sức cải thiện điều kiện sống mình, ngày có nhiều người thành cơng việc đảm bảo cho mức thu nhập cao đem lại cho thân phương tiện hay tiện nghi giới trung lưu nước phát triển Tầng lớp người giàu lên xác lập mục tiêu cho hệ tương lai, đó, họ coi mơ hình để dự đoán phát triển Việt Nam xã hội khác khu vực, nơi có động lực phát triển tương tự Những động lực phát triển mơ hình tiêu thụ lượng khiến khơng thể dự đốn phát triển tương lai, dựa vào thói quen chuẩn so sánh trước Do khả kinh tế thay đổi cơng nghệ mới, ví dụ thiết bị điều hịa khơng khí tiện nghi, ngày trở nên phổ biến dễ kiếm nên xuất mơ hình tiêu thụ lượng mới, không liên quan nhiều đến phương thức truyền thống Đó việc ứng dụng điều hịa khơng khí, số lượng thiết bị điện gia dụng ngày tăng sử dụng ô tô phương tiện giao thông Bản thân thịnh vượng ngày tăng thành phố lớn Việt Nam, thành phố Hồ Chí Minh Hà Nội, cho thấy phát triển thúc đẩy ngành bất động sản Cũng ngành bất động sản chịu phần lớn trách nhiệm gia tăng mức tiêu thụ lượng phát thải CO2 Tại nước phát triển (chủ yếu nước có khí hậu nóng lên vừa phải), ngành bất động sản phát triển theo chương trình nghị trị mới, bắt nguồn từ tranh luận biến đổi khí hậu, để chuyển từ phương thức các-bon cao sang các-bon thấp chí khơng có các-bon Tuy nhiên, nước phát triển vùng nhiệt đới, thị trường bất động sản đường chuyển dịch từ phương thức các-bon thấp sang các-bon cao, với tất lý lẽ biện hộ phải phát triển để hướng tới tương lai dễ sống đại, trở thành phận tăng trưởng không ngừng khu vực 260 PROCEEDINGS: CONFERENCE ON CLIMATE CHANGE AND SUSTAINABLE URBAN DEVELOPMENT IN VIETNAM Nêu mục tiêu chuyển từ phương thức các-bon thấp sang các-bon cao cho khu nhà xây toàn giới việc làm dễ dàng Tuy nhiên, điều thực “dễ dàng” điều kiện khí hậu nóng lên vừa phải vùng Bắc Âu lại yêu cầu khó khăn vùng nhiệt đới, muốn đạt tiêu chuẩn tiện nghi tương tự Do khí hậu khác biệt nên Việt Nam khơng cần thiết bị sưởi mà cần thiết bị làm mát, sau khử ẩm Ở Đức, muốn có nhiệt độ dễ chịu nhà, người ta sử dụng nhiệt mặt trời kết hợp với nhiệt độ mát mẻ ngồi trời, tùy theo khả Tịa nhà thiết kế để tận dụng tiềm đó, dù nhằm mục đích sưởi ấm hay làm mát, tùy theo nhu cầu Vì nhiệt độ bên ngồi khơng vượt mức dễ chịu lâu (sự biến thiên nhiệt độ ban ngày tạo thơng thống vào ban đêm) độ ẩm mức vừa phải, nên không cần đến thiết bị làm mát khử ẩm tốn nhiều lượng tòa nhà thiết kế hợp lý Khái niệm nhà thụ động, phát triển theo điều kiện Đức dễ dàng điều chỉnh cho bối cảnh khí hậu giúp tận dụng tiềm môi trường cách hiệu Hình So sánh liệu khí hậu: bên trái: Berlin, Đức; bên phải: thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam; trục hoành biểu thị nhiệt độ, trục tung biểu thị độ ẩm, diện tích điều hịa đánh dấu sơ đồ Tuy nhiên, so sánh Hình cho thấy, điều khơng với thành phố Hồ Chí Minh Ở cần phải làm mát quanh năm, chí phải khử ẩm nhiều hơn, khơng có tiềm mơi trường để hỗ trợ việc điều hịa khơng khí sử dụng các-bon So sánh khí hậu Hình cho thấy giải pháp tiết kiệm lượng áp dụng thử nghiệm Đức vơ ích, chí gây hại chuyển giao cho Việt Nam Chẳng hạn như, số báo cáo khơng thức cho rằng, cửa sổ lắp kính kép phổ biến Đức biện pháp tiết kiệm lượng; sử dụng điều kiện khí hậu nhiệt đới, cửa sổ kiểu lại làm tăng nhiệt độ tòa nhà cách rõ rệt dẫn đến yêu cầu làm mát nhiều Những hiệu ứng kiểu giải thích nguyên tắc vật lý đơn giản, tránh người thiết kế cung cấp đầy đủ thông tin Từ xác định cách tiếp cận mới, khơng nhìn vào giải pháp có sẵn nước phát triển, mà thay vào đó, phải cố gắng tìm hiểu điều kiện khí hậu giảm tác động yếu tố tự nhiên phải tải thêm cách thiết kế sử dụng kỹ thuật xây dựng thông minh Mặc dù Đức tiếng, kể Việt Nam, lĩnh vực công nghệ, kỹ thuật xây dựng sở để tìm giải pháp thích hợp thích ứng với 261 BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ PHÁT TRIỂN ĐƠ THỊ BỀN VỮNG TẠI VIỆT NAM vị trí, điều kiện khí hậu lực thị trường địa phương Để tiết kiệm lượng Việt Nam, không cần đến sáng kiến xuất cơng nghệ tiết kiệm lượng (như phủ Đức tuyên bố), mà cần có thiết kế kỹ thuật xây dựng dành riêng cho khu vực có khí hậu nhiệt đới Đã có lúc khơng cịn cách khác ngồi việc thiết kế để thích ứng với điều kiện khí hậu địa phương, tại, có phương tiện kỹ thuật để vượt qua tải phát sinh tự nhiên, không nên thay mà phải tăng cường giải pháp truyền thống Một kết luận quan trọng nghiên cứu chúng tơi là, người dân Việt Nam biết cách làm để tạo tiện nghi sinh hoạt họ biết cách giữ cho mơi trường sống mát tốt Họ lựa chọn quần áo, ăn uống xử theo cách phù hợp để cảm thấy mát mẻ khả có thể, đơi họ tạm ngừng làm việc lúc để tìm nơi có bóng mát tận hưởng luồng gió mát Mọi người sử dụng luồng gió từ xe máy để làm mát, có lẽ lý khiến cho sống Việt Nam dường có nhịp điệu chậm rãi Kết phân tích khu nhà truyền thống khơng có phương tiện học để điều hịa khơng khí (xem Hình 2) sở dẫn tốt cho thiết kế Các dịng khơng khí giúp điều hịa khơng khí vào thời điểm độ ẩm nhiệt độ cao, khu nhà truyền thống thường thiết kế mở, với phòng cao để hỗ trợ q trình thơng gió tự nhiên Thơng gió chéo tỏ hiệu quả, khu nhà bố trí hợp lý Quạt trần phương tiện kỹ thuật đơn giản để tạo luồng gió làm cho khơng khí dễ chịu Để tạo bóng mát mặt tiền phía nam phía bắc, ban công thường gắn với phần mái nhà nhô sâu Mặt tiền phía tây phía đơng thường đóng kín Các cửa sổ cửa vào thường có nhiều để tạo thơng thống, mà ngăn ánh nắng chiếu vào nhà Một biến thể khác (chủ yếu dành cho khu nhà khơng phải khu dân cư), thơng gió nhằm che chắn cho tồn mặt tiền khỏi bị nắng rọi vào Hình Ví dụ kiểu nhà truyền thống có đặc điểm thiết kế sử dụng lượng hiệu TP Hồ Chí Minh, Việt Nam, ảnh bên trái ảnh giữa: Dirk Schwede chụp, ảnh bên phải: Michael Waibel chụp Nghiên cứu tiến hành mô ngơi nhà phố đại đứng vị trí độc lập, để tìm hiểu nguyên lý cân lượng nhà Để giải tất dịng lượng ngơi nhà vào ban ngày ban đêm, ngơi nhà lập mơ hình với đầy đủ phương tiện điều hịa khơng khí theo tiêu chuẩn phương tây để kiểm soát nhiệt độ độ ẩm vùng điều hịa Do thói quen sử dụng phương tiện điều hịa khơng khí chủ 262 PROCEEDINGS: CONFERENCE ON CLIMATE CHANGE AND SUSTAINABLE URBAN DEVELOPMENT IN VIETNAM yếu theo định hướng nhu cầu nên thực tế, Việt Nam thấy giải pháp điều hịa tồn diện Nhu cầu thực tế thấp nhiều, người khơng có hành vi lãng phí mà lại nhận thức rõ nhu cầu Tuy nhiên, điều hịa tồn diện để tạo khơng khí dễ chịu lại trường hợp đòi hỏi nhiều lượng nhất, tòa nhà tối ưu hóa cho trường hợp địi hỏi lượng áp dụng giải pháp điều hòa phận Ngày nay, người thận trọng sử dụng giải pháp điều hòa tiện nghi, từ dẫn đến khuyến nghị, người sống tịa nhà phải phép kiểm sốt mơi trường điều hịa mơi trường theo nhu cầu họ, kể tòa nhà đại Một hệ thống có mức độ hiệu cao sử dụng lượng khơng kiểm sốt đó, mát so với yêu cầu, nghĩa nhu cầu lượng lớn so với hệ thống kiểm sốt theo u cầu thực tế Hình Các yếu tố tải thêm nhà phố đại đứng độc lập điều hòa toàn nhiệt độ 26°C, độ ẩm tương đối 60%, suốt 24h ngày 365 ngày năm Hình mơ tả mức độ nhu cầu làm mát xác định nghiên cứu này, qua cho thấy rõ rằng, phần lớn nhu cầu làm mát nhà phố đại bắt nguồn từ việc ánh nắng lọt vào nhà qua cửa sổ (chiếm 35,2% nhu cầu làm mát), nguyên nhân quan trọng khác u cầu thơng gió (37,5%), có phần nhỏ yêu cầu giảm nhiệt độ (4,7%) phần lớn yêu cầu khử ẩm (32,8%) Tiếp đó, q trình truyền tải lượng chiếm phần lớn nhu cầu lượng (27,7%) cho điều hịa khơng khí Tuy nhiên, cần lưu ý rằng, q trình truyền tải qua tường dịng lượng thơng gió làm 263 BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ PHÁT TRIỂN ĐƠ THỊ BỀN VỮNG TẠI VIỆT NAM giảm tiêu thụ lượng khoảng 9,4% (đối với trình truyền tải) 0,8% (đối với rị rỉ q trình thơng gió) Những kết gợi ý nên áp dụng chiến lược đơn giản để biến ngơi nhà thành cơng trình xây dựng sử dụng các-bon, sử dụng lượng hiệu tiện nghi cho người ở: tạo bóng mát để giảm lượng mặt trời hấp thu vào nhà thơng gió có kiểm sốt a xây dựng kín khí, bố trí cửa sổ cửa vào b cung cấp khí phương pháp học (các luồng khơng khí sạch) c phục hồi entanpi (độ ẩm nhiệt độ) tăng cường che chắn “cô lập” tường thiết bị điều hịa khơng khí có hiệu suất cao Hiệu đóng góp cấu phần đơn lẻ cho thấy rằng, tất biện pháp quan trọng việc giảm bớt nhu cầu làm mát Trong số thời điểm, luồng lượng truyền tải giúp giảm bớt nhu cầu này, nhờ nhiệt độ bên ngồi mát nhà; đó, biện pháp để tạo bóng mát nên áp dụng trước tăng mức độ “cô lập” vỏ bọc nhà, khơng xảy hiệu ứng phích nước (giống ví dụ sử dụng cửa sổ lớp kính trên) Sẽ xảy hiệu ứng nhiệt độ không mong muốn, nhu cầu lượng tăng, thiết kế tiết kiệm lượng chấp nhận Một thay đổi lớn so với ngơi nhà truyền thống, thay đổi khái niệm thơng gió cho tịa nhà Trong ngơi nhà theo kiểu truyền thống khơng có phương tiện điều hịa khơng khí vùng khí hậu nhiệt đới thường thiết kế mở thơng gió tốt nhằm tạo thống mát nhờ dịng khơng khí mơ tả trên, tịa nhà sử dụng lượng hiệu cần kiểm sốt nhu cầu thơng gió để giảm bớt lượng khơng khí điều hịa, mà đồng thời khơng làm thất khơng khí điều hịa khơng làm thất lượng sử dụng cho mục đích điều hịa Để kiểm sốt thơng gió, thiết kế thói quen truyền thống cách sử dụng không gian truyền thống cần điều chỉnh cho phù hợp với thời điểm điều hịa Vì cách làm truyền thống tạo ý tưởng kết nối xã hội cảm giác đặc biệt không gian mở, nên người phải định xem họ muốn chọn cách – khơng gian mở với dịng khơng khí thơng gió tự nhiên, hay khơng gian kín với phương tiện điều hòa học Lựa chọn đem lại thoải mái cho người sống nhà mà hồn tồn khơng sử dụng cácbon, lựa chọn thứ hai đem lại dễ chịu thoải mái, đồng thời hỗ trợ hiệu suất hiệu sử dụng lượng Chỉ cần tránh thơng gió tự nhiên với điều hịa học, lãng phí Khi quan sát quanh thành phố Hồ Chí Minh, ta thấy rằng, người quan tâm đến việc khơng gian điều hịa có kín hay khơng Tại nhà hàng, cửa hàng tiện lợi khách sạn nhỏ, nơi có khơng gian cần điều hịa, người ta sử dụng cửa chớp đóng tự động treo rèm nhựa dày để khơng khí điều hịa khơng bên ngồi khơng khí ẩm bên ngồi khơng lọt vào Những biện pháp đơn giản cần hỗ trợ khuyến khích sử dụng Các biện pháp biện pháp khác có chức tương tự cần kết hợp vào thiết kế mới, đại, hướng tới sử dụng lượng hiệu 264 PROCEEDINGS: CONFERENCE ON CLIMATE CHANGE AND SUSTAINABLE URBAN DEVELOPMENT IN VIETNAM Mặc dù hầu hết biện pháp tiết kiệm lượng áp dụng tòa nhà chủ yếu phần công cụ truyền thống, thiết kế mang tính mơi trường tiết kiệm lượng đề cập đến khái niệm phức tạp Việt Nam Các kiến trúc sư dường bị choáng ngợp giải pháp cho phức tạp đòi hỏi cao kỹ thuật, cịn khách hàng dường lúc cho giải pháp địi hỏi chi phí cao khơng thể tưởng tượng, họ khó chấp nhận khơng nhìn thấy khơng dự đốn lợi ích rõ ràng đầu tư cho giải pháp Do vậy, hội tiết kiệm lượng không trở thành thực, khơng phải biện pháp q khó khơng thể thực được, mà nhà thiết kế chủ dự án xây dựng có quan niệm sai lầm từ đầu Một vấn đề số nhà chuyên môn, lẽ phải hiểu rõ điều lại nói tiết kiệm lượng cách tiếp cận công nghệ cao, đòi hỏi kỹ thuật quang điện, làm mát lượng mặt trời, tuốc-bin gió đặt nhà, nhiều thứ khác mà chắn lựa chọn cho biện pháp hiệu lượng người đầu tư cân nhắc khía cạnh chi phí với lợi ích Cân nhắc chi phí – lợi ích điều cần thiết, rõ ràng có lợi ích mà thu được, bên cạnh đó, giảm thiểu xu hướng xây dựng tòa nhà tạo nhiều CO2 Việt Nam Hầu hết biện pháp liệt kê chiến lược đơn giản nói đến thiết kế theo nhiều cách, đem lại lợi ích mà khơng làm gia tăng chi phí q mức, khơng làm cho q trình xây dựng trở nên phức tạp Đây cho dự án mà nhóm chuyên gia liên ngành, gồm nhà địa lý xã hội, kiến trúc sư chuyên gia thiết kế lượng theo đuổi khuôn khổ lớn Dự án Nghiên cứu Siêu đô thị TP Hồ Chí Minh Chính phủ LB Đức tài trợ Các chuyên gia nhóm bắt tay vào việc xây dựng tài liệu hướng dẫn thiết kế phù hợp với thị trường thích ứng với khí hậu cho loại nhà phố điển hình điều kiện khí hậu TP Hồ Chí Minh, coi tài liệu tham chiếu rộng rãi cho thiết kế hiệu lượng Dựa vào lập luận trình bày trên, mục đích chuyên gia cố gắng gây ảnh hưởng cách hiệu đến trình phát triển tập quán bền vững ngành xây dựng TP Hồ Chí Minh, thơng qua cung cấp đánh giá đơn giản rõ ràng biện pháp hiệu lượng, hiệu kinh tế lợi ích chức mà biện pháp đem lại Cách tiếp cận dựa chứng áp dụng sở phân tích mơ hình thiết kế truyền thống thiết kế điều chỉnh cho điều kiện địa phương phát triển với công cụ xây dựng tiên tiến đại nhằm tối ưu hóa nhu cầu lượng chất lượng môi trường nhà, xếp khu vực chức kinh tế Các kỹ thuật mô xây dựng nhiệt tiên tiến áp dụng để tối ưu hóa hiệu hoạt động nhiệt tịa nhà (Hình 3), mơ ánh sáng ban ngày sử dụng để tích hợp ánh sáng ban ngày đồng thời giảm hấp thu lượng mặt trời (phía bên phải Hình 4) mơ dịng khơng khí sử dụng để điều tra tối ưu hóa khái niệm thơng gió tự nhiên học (phía bên trái Hình 4) Lợi ích từ biện pháp khác nghiên cứu cách kỹ thuật phân tích chi phí – lợi ích 265