Hội thảo “Đào tạo Kiến trúc & các ngành Thiết kế, Xây dựng trong xu hướng toàn cầu hóa “ 250 COÂNG NGHEÄ VAÄT LIEÄU XANH TRONG XAÂY DÖÏNG CÔ SÔÛ HAÏ TAÀNG TS NGOÂ TRUØNG DÖÔNG ThS NGUYEÃN LEÂ DUY LUAÂ[.]
Hội thảo “Đào tạo Kiến trúc & ngành Thiết kế, Xây dựng xu hướng tồn cầu hóa “ _ CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU XANH TRONG XÂY DỰNG CƠ SỞ HẠ TẦNG TS NGÔ TRÙNG DƯƠNG ThS NGUYỄN LÊ DUY LUÂN Trường ĐH Kiến trúc TP.HCM Tóm tắt Vấn đề biến đổi khí hậu (BĐKH) gia tăng mạnh mẽ gây tác động toàn cầu, ảnh hưởng không đến môi trường sống người, mà tác động nặng nề tất lĩnh vực khác xã hội Việt Nam quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề BĐKH, tác động BĐKH Việt Nam chứng kiến cách rõ ràng: nước biển dâng làm diện tích đất nơng nghiệp ngày thu hẹp, diện tích ngập lụt thị đồng ven biển ngày trầm trọng, nguy thiếu nước lương thực điều tránh khỏi khơng có giải pháp ứng phó hợp lý kịp thời Các quốc gia giới nỗ lực tìm kiếm giải pháp hữu hiệu để giảm bớt ảnh hưởng ngày nghiêm trọng Việc sử dụng công nghệ vật liệu xanh xây dựng cơng trình hạ tầng góp phần sử dụng hiệu loại vật liệu, giảm yếu tố làm gia tăng hiệu ứng nhà kính Giúp cho việc sử dụng nguồn lượng hiệu tái sử dụng vật liệu có sẵn tự nhiên Các cơng nghệ, vật liệu xanh ứng dụng rộng rãi giới nhiên việc triển khai áp dụng Việt Nam cịn gặp nhiều khó khăn so với cơng nghệ vật liệu truyền thống Bài báo trình bày tình hình sử dụng vật liệu xây dựng sở hạ tầng, khả ứng dụng công nghệ, vật liệu xanh Việt Nam TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN NGÀNH XÂY DỰNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.1 Tình hình phát triển ngành xây dựng giới Theo thống kê tổng hợp từ nhiều nguồn liệu cho thấy, cấu giá trị xây dựng giới, châu Á châu lục chiếm tỷ trọng cao với 44% tổng giá trị tồn cầu năm 2013 Xét nhóm ngành xây dựng sở hạ tầng chiếm tỷ trọng cao với 37%, xây dựng dân dụng với 34%, cuối xây dựng công nghiệp với 29%, ổn định lĩnh vực sở hạ tầng xuất phát từ hỗ trợ can thiệp phủ Tốc độ tăng trưởng ngành xây dựng giới thể hiện Biểu đồ 1.1 250 Hội thảo “Đào tạo Kiến trúc & ngành Thiết kế, Xây dựng xu hướng tồn cầu hóa “ _ (Nguồn Global construction) Hình Tốc độ tăng trưởng ngành xây dựng giới Trong giai đoạn từ đến 2020, tốc độ tăng trưởng trung bình ngành xây dựng giới vào khoảng 4.5%/năm Tốc độ tăng trưởng mạnh nằm khu vực Hoa Kỳ, Trung Quốc Ấn Độ Nếu xét quy mơ châu lục châu Á châu lục có tốc độ phát triển nhanh nhất, dẫn đầu Trung Quốc Ấn Độ, sau Việt Nam Indonesia Châu Âu châu lục có tốc độ tăng trưởng chậm nhất, chí đạt tốc độ tăng trưởng âm xu hướng tiến đến mục tiêu bền vững chung toàn châu lục Do tốc độ phát triển nhanh, nhu cầu sử dụng lao động ngành xây dựng tăng cao hầu hết khu vực giới, nhiên giá nhân cơng lại có chênh lệch cao nhóm quốc gia phát triển chưa phát triển 1.2 Cơ cấu giá trị xây dựng khu vực Châu Á - Thái Bình Dương Xây dựng Cơ sở Hạ tầng chiếm tỷ trọng cao cấu giá trị ngành, 37% Do đa phần quốc gia khu vực nước phát triển thị trường cận biên, nên Cơ sở hạ tầng giao thơng cịn nhiều hạn chế Hình Cơ cấu giá trị xây dựng khu vực 251 Hội thảo “Đào tạo Kiến trúc & ngành Thiết kế, Xây dựng xu hướng tồn cầu hóa “ _ Vì thời gian tới, chuyên gia đồng tình lĩnh vực xây dựng sở hạ tầng có tốc độ tăng trưởng nhanh mang lại lợi nhuận cao so với xây dựng công nghiệp dân dụng Các công nghệ xây dựng, vật liệu tiết kiệm lượng vật liệu áp dụng rộng rãi tất quốc gia giới, ứng dụng cơng nghệ thơng tin, đặc biệt BIM ứng dụng phát triển mạnh tương lai Việc ứng dụng công nghệ thông tin ngày chở thành xu hướng tất yếu cơng ty xây dựng giới Nhìn chung, xu hướng phát triển ngành xây dựng giới dự báo sau: - Tốc độ tăng trưởng ngành xây dựng giới giảm dần tương lai; - Công nghệ vật liệu hướng đến vật liệu thân thiện với môi trường, tiết kiệm tài nguyên sử dụng lượng tái tạo; - Phát triển ứng dụng công nghệ thông tin xây dựng; - “Tiêu chuẩn xanh” bắt buộc quốc gia phát triển công trình cơng cộng trở thành xu hướng chung giới 1.3 Tình hình phát triển ngành xây dựng Việt Nam Việt Nam quốc gia có tốc độ tăng trưởng đứng thứ khu vực châu Á (sau Trung Quốc Ấn Độ), tốc độ tăng trưởng ngành xây dựng Việt Nam phụ thuộc mạnh mẽ vào tốc độ tăng trưởng kinh tế (có chu kỳ từ - 10 năm) Về cấu ngành xây dựng4, sở hạ tầng nhóm chiếm tỷ trọng cao (41.2%), tiếp đến nhóm xây dựng dân dụng (40.6%) nhóm xây dựng cơng nghiệp (18.3%) Hình Tỷ trọng ngành xây dựng theo lĩnh vực Theo dự báo, nhu cầu đầu tư hạ tầng Việt Nam giai đoạn 2016 - 2020 ước tính khoảng triệu tỷ đồng, tăng khoảng 2.7 lần so với giai đoạn 2011 - 2015 (Tuấn Trường, 2016) Theo thống kê, Việt nam hiện có khoảng 40% số lượng đường Trong báo cáo này, cấu ngành xây dựng bao gồm nhóm chính: _ Nhóm cơng trình dân dụng: bao gồm cơng trình nhà ở, cao ốc văn phịng, mặt bán lẻ; _ Nhóm cơng trình cơng nghiệp: bao gồm cơng trình nhà xưởng sản xuất, nhà kho, khu công nghiệp, khu chế xuất; _ Nhóm cơng trình sở hạ tầng: bao gồm cơng trình hạ tầng giao thơng, cơng trình hạ tầng điện cơng trình hạ tầng cấp nước 252 Hội thảo “Đào tạo Kiến trúc & ngành Thiết kế, Xây dựng xu hướng toàn cầu hóa “ _ hệ thống giao thơng có chất lượng khơng đảm bảo u cầu kỹ thuật thiết kế, nhu cầu đầu tư ước tính để nâng cấp hệ thống đường vào khoảng 202 nghìn tỷ/năm Đồng thời, với kế hoạch xây dựng 26 sân bay trước năm 2020 (10 sân bay quốc tế 16 sân bay nội địa), tỷ trọng đầu tư mảng xây dựng hạ tầng giai đoạn 2016 - 2020 tăng vọt bất thường Mảng xây dựng công nghiệp chiếm tỷ trọng thấp lại hỗ trợ mạnh mẽ từ Chính phủ với dự án liên quan đến thủy điện, nhiệt điện lọc hóa dầu (AUM Việt Nam, 2015) Sự phát triển vượt bậc ngành giai đoạn 2016 - 2020 phụ thuộc mạnh mẽ vào tốc độ tăng trưởng kinh tế sách vĩ mơ như: (1) tốc độ thị hóa, (2) vốn đầu tư trực tiếp từ nước (FDI), (3) lãi suất cho vay lạm phát, (4) mức giải ngân cố định cho phát triển ngành, (5) sách tiền tệ Bên cạnh đó, biến động giá VLXD quy trình cơng nghệ xây dựng tác động không nhỏ đến chuỗi giá trị, hội tiết kiệm lượng tốc độ phát triển chung ngành[2] Xét đến yếu tố nói trên, với mức lãi suất thấp thời điểm hiện với mức giải ngân mạnh phủ doanh nghiệp FDI, ngành xây dựng Việt Nam vào chu kỳ tăng trưởng 2015-2018 Tổ chức BMI,cũng dự đoán tốc độ tăng trưởng Ngành Xây Dựng Việt Nam đạt trung bình 6,3%/năm giai đoạn tới Hình Hình Biểu đồ biến động ngành xây dựng GDP CÔNG NGHỆ VÀ VẬT LIỆU XANH TRONG XÂY DỰNG CƠ SỞ HẠ TẦNG Sử dụng vật liệu thân thiện với mơi trường (hay cịn gọi vật liệu “xanh”) xây dựng trở thành xu hướng toàn cầu ngành xây dựng Trong mười năm qua, phát triển mức độ phổ biến tiêu chuẩn “xanh” tăng 253 Hội thảo “Đào tạo Kiến trúc & ngành Thiết kế, Xây dựng xu hướng tồn cầu hóa “ _ nhanh cách vượt bậc, số lượng công trình xanh tiêu chuẩn xanh gia tăng nhanh chóng, nhiều thi kiến trúc xanh tổ chức đầy đủ quy mơ để khuyến khích ứng dụng công nghệ xây dựng vật liệu xanh xây dựng Tuy nhiên, khơng gói gọn cơng trình, xu hướng “xanh” cịn lan rộng đến cơng trình sở hạ tầng (cịn gọi sở hạ tầng “xanh”) 2.1 Công nghệ vật liệu xây dựng “xanh” Trong Quyết định số 403/QĐ-TTg Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Kế hoạch hành động quốc gia tăng trưởng xanh giai đoạn 2014 - 2020, nhiều nhiệm vụ tăng trưởng xanh đặt ra, phát triển thị xanh bền vững yêu cầu mức đặc biệt, khuyến khích sử dụng, ứng dụng đổi công nghệ kỹ thuật xây dựng theo hướng xanh hóa, xanh hóa cảnh quan đô thị, cải thiện hạ tầng kỹ thuật đô thị theo hướng bền vững, thích ứng với biến đổi khí hậu giảm phát thải khí nhà kính Xu hướng “Xanh” dần trở thành hướng chủ đạo cơng trình xây dựng hiện đại Các chủ đầu tư giới ngày quan tâm tới, diện tích văn phòng nhận chứng xanh LEED ngày tăng cao Bên cạnh đó, theo ước tính McGraw-Hill có 70% doanh nghiệp giới có số lượng dự án “Xanh” mức từ 16% trở lên Kéo theo đó, xu hướng ứng dụng công nghệ vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường, tiết kiệm tài nguyên sử dụng lượng tái tạo tòa nhà hiện Trong giới hạn báo trình bày số giải pháp vật liệu xanh hiện ứng dụng xây dựng sở hạ tầng giới 2.1.1 Cơng nghệ lĩnh vực móng Việc sử dụng công nghệ gia cố móng vật liệu khơng gây nguy hại đến mơi trường, góp phần nâng cao hiệu công tác gia cố, rút ngắn thời gian xây dựng tiết kiệm chi phí bảo đảm an tồn cho tồn dự án áp dụng có hiệu Việt Nam phải kể đến gồm: Phương pháp bơm hút chân không, phương pháp cọc cát, Phương pháp top – based, Phương pháp Top – Down, mộ số phương pháp kết hợp cọc cát kết hợp với vải địa kỹ thuật cường độ cao… 254 Hội thảo “Đào tạo Kiến trúc & ngành Thiết kế, Xây dựng xu hướng tồn cầu hóa “ _ Hình Một số cơng nghệ lĩnh vực móng 2.1.2 Cơng nghệ lĩnh vực xây thô Các công nghệ phương pháp xây dựng hiện tập trung vào hai phần chính sàn tường nhằm để tiết giảm tối đa khối lượng vật liệu cần dùng cho cơng trình Một số phương pháp ứng dụng cho thi công sàn giới hệ thống sàn Waffel (Waffel Unit Flooring System), hay sàn Bóng (Bubble Deck Slab) Các phương pháp giảm 30% khối lượng cơng trình, giảm 30-50% lượng xi măng cần dùng cho sàn tăng độ chịu lực gấp đơi Bên cạnh đó, giảm thời gian xây dựng cho sàn từ 5-7 ngày Từ năm 2011, chính phủ quy định bắt buộc tòa nhà cao tầng (từ tầng trở lên) phải sử dụng 30% vật liệu không nung để thi cơng tường Có hai loại vật liệu khơng nung kể đến hiện gạch khơng nung bê tông nhẹ Công nghệ vật liệu bê tông 3D nhẹ Được sản xuất từ vữa bê tông nhẹ có gia cường sợi xơ dừa sợi tái chế tổng hợp, gồm hai loại: bê tông nhẹ cốt sợi xơ dừa bê tông nhẹ cốt sợi tổng hợp Vật liệu có hệ số cách nhiệt tốt, có khả thay gạch cơng trình xây dựng 255 Hội thảo “Đào tạo Kiến trúc & ngành Thiết kế, Xây dựng xu hướng toàn cầu hóa “ _ Vật liệu không nung Sử dụng phế liệu công nghiệp tro bay, xỉ nhà máy nhiệt điện đốt than, xỉ nhà máy luyện kim, mạt đá công nghiệp khai thác chế biến đá xây dựng, bùn đỏ chất thải công nghiệp chế biến Bauxite Vật liệu ưu điểm tận dụng nguồn nguyên liệu phế thải cịn giúp giảm tải trọng cơng trình, bề mặt nhẵn, độ bền cao với bão lũ, động đất, đa dạng hình dáng, cường độ Bê tơng xốp tái chế và xi măng ICF: Là loại bê tông giới chứa 85% bọt xốp tái chế, cịn lại xi măng Vật liệu có hiệu suất cách nhiệt cao, chống ẩm, chống cháy chống bão tốt Vật liệu điều tiết nhiệt: Là vật liệu có khả lưu trữ lượng phản ứng với nhiệt nhanh, hoạt động dựa nguyên tắc trao đổi nhiệt cân với môi trường Vật liệu ứng dụng cho tường, mái nhà Vật liệu tự làm mát Được làm từ lớp Polymer chồng lên nhau, đặt phim nhựa bạc mỏng Vật liệu hấp thụ 3% ánh sáng mặt trời có khả trì nhiệt độ thấp 11 độ so với vật liệu làm mái truyền thống Vật liệu Polycarbonate Sử dụng để lấy sáng tự nhiên nhờ đặc tính truyền sáng cao (85%) vật liệu polycarbonate Ngồi ra, vật liệu cịn có độ cách nhiệt cao, dễ lắp đặt, khơng cần bảo trì, bền theo thời gian rẻ tiền Vật liệu Carboncor Asphalt : Là loại vật liệu chế tạo từ đá, rác than nhũ tương đặc biệt, ứng dụng xây dựng cầu – đường giao thông Đây vật liệu tái chế có liên kết bám dính siêu với đường, Bộ Giao thông Vận tải cho phép sử dụng vật liệu xây dựng sửa chữa kết cấu áo đường Việt Nam Tuy nhiên đến việc ứng dụng vật liệu chưa thật phổ biến rộng rãi 2.2 Ứng dụng Công nghệ BIM xây dựng Do đặc thù ngành, doanh nghiệp xây dựng ln phải tìm giải pháp hoạt động hiệu để giảm thiểu chi phí giá thành, nhằm tạo nên lợi cạnh tranh giá q trình đấu thầu Trong đó, cơng nghệ bật hiện hệ thống BIM (Building Information Modeling), hỗ trợ doanh nghiệp kiểm sốt tất khâu trình xây dựng tối ưu thời gian chi phí xây dựng Ngoài ra, để đạt hiệu suất cao nước phát triển cịn tích hợp thêm thành phần khác để tạo nên mơ hình quản lý LEAN - BIM – Prefarication & Modularization (Tiết giảm – BIM – tiền chế) 256 ... ngành xây dựng GDP CÔNG NGHỆ VÀ VẬT LIỆU XANH TRONG XÂY DỰNG CƠ SỞ HẠ TẦNG Sử dụng vật liệu thân thiện với mơi trường (hay cịn gọi vật liệu ? ?xanh? ??) xây dựng trở thành xu hướng toàn cầu ngành xây. .. dựng Tuy nhiên, khơng gói gọn cơng trình, xu hướng ? ?xanh? ?? cịn lan rộng đến cơng trình sở hạ tầng (cịn gọi sở hạ tầng ? ?xanh? ??) 2.1 Công nghệ vật liệu xây dựng ? ?xanh? ?? Trong Quyết định số 403/QĐ-TTg... xưởng sản xuất, nhà kho, khu công nghiệp, khu chế xuất; _ Nhóm cơng trình sở hạ tầng: bao gồm cơng trình hạ tầng giao thơng, cơng trình hạ tầng điện cơng trình hạ tầng cấp nước 252 Hội thảo “Đào