Một số giải pháp công nghệ trong công trình xanh

Giới thiệu chung về công nghệ tái tạo năng lượng Công nghệ tái tạo năng lượng là phương pháp khai thác và sử dụng các nguồn năng lượng bền vững, không thể cạn kiệt và có thể tái tạo tron

MỤC LỤC

PHẦN 1:GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TRÌNH XANH 2

1 Khái niệm về công trình xanh 2

2 Tiêu chuẩn đánh giá Công trình xanh 2

3 Hiện trạng các công trình xanh trên thế giới và tại Việt Nam: 2

PHẦN 2:MỘT SỐ GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ TRONG CÔNG TRÌNH XANH 4

1 Công nghệ tái tạo năng lượng 4

1.1 Giới thiệu chung về công nghệ tái tạo năng lượng 4

1.2 Ứng dụng công nghệ tái tạo năng lượng trong lĩnh vực xây dựng 7

2 Sử dụng vật liệu xanh 9

2.1 Giới thiệu chung 9

2.2 Ứng dụng của một số loại vật liệu xanh trong lĩnh vực xây dựng 9

PHẦN 3:KẾT LUẬN 14

TÀI LIỆU THAM KHẢO 14

MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 2-1.Các mức đánh giá của tiêu chuẩn Công trình xanh Lotus 2

Hình 2-2 Các tiêu chí chấm điểm của Công trình xanh Lotus 2

Hình 3-1 Một số công trình xanh tiêu biểu tại Việt Nam 3

Hình 1-1 Nguyên lý hoạt động đối với nguồn năng lượng mặt trời 6

Hình 1-2 Nguyên lý hoạt động đối với nguồn năng lượng gió 6

Hình 1-3 Trung tâm thương mại quốc tế Bahrain (Malaysia) 7

Hình 1-4 Pixel Building (Australia) 8

Hình 1-5 Olympic House (Thụy Sỹ) 8

Hình 2-1 Trường học Genesis School, Hà Nội 10

Hình 2-2 Nguyên lý hoạt động của Bê tông tự phục hồi 11

Hình 2-3 Tòa nhà xanh của NBBJ, Mỹ 13

PHẦN 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ CÔNG TRƯỜNG XÂY DỰNG

1 Khái niệm về công trường xây dựng

Công trường xây dựng là nơi diễn ra các hoạt động sản xuất kinh doanh cuối cùng đề tạo

ra một công trình xây dựng tạo dựng vị trí công trình sau này tồn tại

Công trường xây dựng chỉ sản xuất ra một sản phẩm duy nhất là một công trình xây dựng

cụ thể Công trường cũng cần đến mọi nguồn lực vật chất từ các ngành của kinh tế Công trường xây dựng có khoảng không gian sản xuất gắn liền với khu vực đất đai của từng dự án xây dựng cụ thể, sản xuất ra sản phẩm đơn chiếc là công trình cụ thể Các hoạt động sản xuất xây dựng trên công trường ( gọi là thi công xây dựng) thực hiện ngoài trời

bị ảnh hưởng bởi yếu tố thời tiết

2 Tiêu chuẩn đánh giá Công trình xanh

Tiêu chuẩn Công trình Xanh LOTUS (theo VGBC – Hội đồng Công trình Xanh Việt Nam) – là hệ thống các tiêu chí đánh giá và chứng nhận công trình xanh đầu tiên được phát triển và áp dụng dành riêng cho thị trường Việt Nam, phù hợp với đặc trưng ngành xây dựng, quy định của nhà nước và điều kiện khí hậu tại Việt Nam

 Tiêu chuẩn này được phân thành các mức đánh giá như sau :

Hình Tiêu chuẩn đánh giá Công trình xanh-1.Các mức đánh giá của tiêu chuẩn Công

trình xanh Lotus

 Những tiêu chí chấm điểm của Công trình xanh Lotus :

Hình Tiêu chuẩn đánh giá Công trình xanh-2 Các tiêu chí chấm điểm của Công trình

xanh Lotus

3 Hiện trạng các công trình xanh trên thế giới và tại Việt Nam:

 Trên thế giới : Xu hướng phát triển công trình xanh trên thế giới đã được nhen nhóm

từ những năm 1990 nhằm hướng tới mục tiêu sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, ứng phó với biến đổi khí hậu, từ đó đảm bảo điều kiện sống cho cộng đồng Tuy nhiên từ năm 2016 đến nay “Xu hướng phát triển công trình xanh” mới đang thực sự

là làn sóng mạnh mẽ lan rộng ra khắp các nước trên thế giới Một số quốc gia họ đã xây dựng khu đô thị xanh như: Curitiba (Brazil),Singapore, Thanh Đảo, Bắc Hải (Trung Quốc), Stockholm (Thụy Điển), Freiburg (Đức), Alexandria, Virginia (Mỹ)…

;

 Tại Việt Nam: tiếp nối làn sóng trên thế giới thì nước ta đã có rất nhiều công trình xanh, theo “Báo Điện tử Chính Phủ” thì qua hơn 15 năm phát triển, Việt Nam hiện có khoảng trên 300 công trình xanh với tổng diện tích khoảng trên dưới 7,2 triệu m2 sàn xây dựng TPHCM là địa phương hiện dẫn đầu cả nước về số công trình xanh với 67 công trình và đứng thứ 2 về diện tích sàn xây dựng được chứng nhận công trình xanh với tổng diện tích sàn được chứng nhận là 1,264 triệu m2

Hình Hiện trạng các công trình xanh trên thế giới và tại Việt Nam:-3 Một số công

trình xanh tiêu biểu tại Việt Nam

PHẦN 2: MỘT SỐ GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ

TRONG CÔNG TRÌNH XANH

1 Công nghệ tái tạo năng lượng

1.1 Giới thiệu chung về công nghệ tái tạo năng lượng

Công nghệ tái tạo năng lượng là phương pháp khai thác và sử dụng các nguồn năng lượng bền vững, không thể cạn kiệt và có thể tái tạo trong tư nhiên như: gió, điện, nước, địa nhiệt và sinh khối

a) Nguồn gốc

 Năm 1873, nguồn tài nguyên than đang dần bị cạn kiệt, thúc đẩy các nhà khoa học thí nghiệm sử dụng năng lượng pin mặt trời Sự phát triển của các động cơ năng lượng mặt trời vẫn tiếp tục cho đến khi chiến tranh thế giới thứ nhất bùng nổ;

 Đến năm 1970, nguồn tài nguyên dầu đang dần cạn, các nhà khoa học thúc đẩy phát triển nguồn năng lượng tái tạo, cũng như thoát khỏi sự lệ thuộc vào dầu mỏ Từ đó, các tua bin gió phát điện đầu tiên ra đời Năng lượng mặt trời đã được sử dụng để nung nóng

và làm lạnh, nhưng các tấm pin mặt trời quá đắt để có thể xây dựng những cánh đồng pin năng lượng mặt trời cho mãi đến những năm 1980;

 Ngày nay, nhu cầu của con người ngày càng cao, họ đang tìm kiếm những công nghệ mới thay thế than đá, dầu mỏ, khí đốt,…những thứ gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng lớn đến sức khoẻ của họ

b) Ưu điểm, nhược điểm của công nghệ tái tạo năng lượng

 Ưu điểm:

 Ưu điểm đầu tiên của năng lượng tái tạo là có thể tái tạo được, trữ lượng vô cùng lớn,

có thể vô tận như mặt trời, gió, địa nhiệt, sóng biển, mưa… có sẵn và tự do sử dụng, không mất chi phí nhiên liệu;

 Nhiều số liệu cho thấy sử dụng nguồn năng lượng tái tạo để sản xuất điện mang lại hiệu quả cao hơn nhiều so với sử dụng năng lượng thông thường Các dạng năng lượng khác trong quá trình đốt cháy không thể chuyển hoá 100% Ví dụ ở Anh, sản xuất điện từ

khí gas, có đến 54% lượng nhiệt bị lãng phí trong quá trình sản xuất điện, lượng điện bị lãng phí trong sản xuất từ than đá là 66%, ở năng lượng hạt nhân là 65%… Còn ở năng lượng tái tạo, không hề lãng phí chút năng lượng nào trong quá trình sinh điện vì dù có hiệu suất thấp hơn nhưng chúng vô tận;

 Các dạng năng lượng tái tạo đều là những năng lượng sạch, thân thiện với môi trường, phát thải ít carbon trong quá trình sản xuất, chuyển đổi;

 Năng lượng tái tạo là phong phú, có thể khai thác rộng rãi ở mọi khu vực khác nhau trên trái đất Ví dụ với năng lượng mặt trời, người ta có thể khai thác nó ở bất cứ nơi nào, miễn là nơi đó có ánh sáng mặt trời Hay với năng lượng gió, nguồn năng lượng này đã được sử dụng hàng trăm năm nay để di chuyển thuyền buồm, khinh khí cầu, làm các cối xay gió cho hệ thống tưới tiêu…;

 Ngoài ra, tùy vào từng dạng năng lượng tái tạo mà nó còn có những ưu điểm riêng, ví

dụ như năng lượng gió chiếm rất ít không gian; sử dụng năng lượng sinh khối từ các phế phẩm nông nghiệp, công nghiệp giúp giảm các bãi chôn xử lý rác;

 Năng lượng tái tạo không bị ảnh hưởng bởi vấn đề như: luật thương mại, bất ổn chính trị hay tuyên bố chủ quyền lãnh thổ Mạng lưới năng lượng thông minh có thể giúp các quốc gia sử dụng năng lượng tái tạo như một nguồn cung cấp đáng tin cậy;

 Bằng cách giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, năng lượng tái tạo không chỉ giúp giảm biến động giá năng lượng mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho việc duy trì một mức giá ổn định và dự đoán được trong thị trường năng lượng

 Nhược điểm:

 Do chịu tác động từ tự nhiên nên năng lượng tái tạo có tính ổn định thấp hơn so với các nguồn năng lượng truyền thống Ví dụ: đối với năng lượng mặt trời chỉ có thể khai thác năng lượng mặt trời vào ban ngày vào những ngày có mặt trời, còn ban đêm hay những ngày trời âm u, mưa thì hệ thống sẽ không hoạt động Hay với năng lượng gió, các tua-bin gió chỉ có thể sinh điện vào những thời điểm có tốc độ gió thổi trong khoảng 4-25 m/s Tốc độ gió phải tối thiểu 4 m/s thì các tua-bin gió mới bắt đầu chạy đều và phát điện, nhưng nếu vượt qua 25 m/s thì các tua-bin sẽ ngừng hoạt động để tránh hỏng hóc trong điều kiện gió mạnh;

 Đòi hỏi công nghệ tiên tiến và chi phí cao cũng là một nhược điểm của năng lượng tái tạo Để tận dụng các nguồn năng lượng tái tạo để tạo ra điện, cần có công nghệ tiên tiến

và chi phí đầu tư khá cao Hiện nay, chi phí sản xuất điện từ năng lượng tái tạo nhìn chung đang cao hơn so với chi phí từ năng lượng hóa thạch;

 Thời gian thu hồi vốn kéo dài: Bất kỳ dự án đầu tư ban đầu lớn nào cũng đòi hỏi thời gian để thu hồi vốn Trong trường hợp các dự án năng lượng tái tạo, doanh nghiệp thường phải chờ đợi một khoảng thời gian dài để thu hồi vốn từ việc bán điện hoặc sản phẩm năng lượng tái tạo;

 Vấn đề không gian và tiếng ồn Điện gió và điện mặt trời đều đòi hỏi không gian rộng

để cài đặt các thiết bị năng lượng tái tạo Đối với điện gió, các tuabin gió được lắp đặt trên mặt đất hoặc trên biển, và chúng cần khoảng không gian đủ lớn để quay và thu thập năng lượng từ gió Các trang trại điện mặt trời cũng đòi hỏi diện tích rộng để đặt các tấm pin mặt trời và hệ thống liên quan

c) Nguyên lý hoạt động của một số nguồn năng lượng tái tạo

 Đối với Nguồn năng lượng mặt trời:

 Thông qua thiết bị inventer được trang bị thuật toán MPPT (Maximum Power Point Tracking), dòng điện DC được chuyển hóa thành dòng điện xoay chiều (AC);

 Nguồn điện AC được tạo ra từ hệ thống pin năng lượng mặt trời sẽ được kết nối với tủ điện chính, hòa đồng bộ vào lưới điện hiện hữu, cung cấp điện song song với nguồn điện lưới (ưu tiên sử dụng điện mặt trời, nếu thiếu sẽ tự động lấy từ lưới điện, nếu thửa sẽ được phát ngược lên lưới điện) giúp giảm điện năng tiêu thụ từ lưới điện

Hình Công nghệ tái tạo năng lượng-4 Nguyên lý hoạt động đối với nguồn năng lượng

mặt trời

 Đối với nguồn năng lượng gió:

 Năng lượng của gió làm cho 2 hoặc 3 cánh quạt quay quanh 1 rotor Mà rotor được nối với trục chính và trục chính sẽ truyền động làm quay trục quay máy phát để tạo ra điện

Hình Công nghệ tái tạo năng lượng-5 Nguyên lý hoạt động đối với nguồn năng lượng

gió

1.2 Ứng dụng công nghệ tái tạo năng lượng trong lĩnh vực xây dựng

a) Ý nghĩa việc áp dụng năng lượng tái tạo trong xây dựng

 Cải thiện chất lượng môi trường không khí cho mỗi cá nhân bên trong công trình: trong quá trình sử dụng năng lượng được tái tạo không thải ra các khí nhà kính (CO2, CH4,…), khí độc hại, không gây ô nhiễm môi trường và góp phần vào sự nghiệp phát triển bền vững;

 Tối ưu chi phí toàn bộ vòng đời dự án: các công trình xây dựng được tích hợp các công nghệ tái tạo năng lượng như: hệ thống pin mặt trời,…Chi phí vận hành giảm lâu dài, từ

đó nhu cầu áp dụng công nghệ mới này ngày càng được ưa chuộng;

 Tiết kiệm năng lượng, không phụ thuộc vào nguồn năng lượng, mạng lưới điện quốc gia;

 Tạo nên địa điểm bền vững: công nghệ mới được áp dụng phù hợp với quy hoạch của khu vực, giảm thiểu tác động xấu của công trình đến các dự án xung quanh, bảo vệ hệ sinh thái và môi trường trong quá trình sử dụng, tránh xây sạt lở, xói mòn, ô nhiễm môi trường

b) Ứng dụng công nghệ tái tạo năng lượng

Hình Công nghệ tái tạo năng lượng-6 Trung tâm thương mại quốc tế Bahrain

(Malaysia)

Điều đặc biệt ở Trung tâm Thương mại quốc tế Bahrain (Malaysia) là trên ba chiếc cầu

treo nối liền hai tòa tháp của tòa nhà là ba chiếc tuốc-bin gió cực lớn để đón luồng gió thổi từ vịnh Ba Tư vào Kết hợp với hình dáng hai cánh buồm đối xứng nhau hai bên của hai tòa nhà, tạo thành một đường luồng ở giữa cung cấp tối đa lượng gió thổi qua các tuốc-bin Nhờ chuyển động đó mà nguồn điện từ các tuốc-bin được phát ra đều đặn và liên tục Khoảng 11-15% tổng năng lượng điện cả tòa nhà sử dụng được cung cấp bởi các

“cối xay gió” này, nghĩa là 1,1 – 1,3 GWh/năm

Hình Công nghệ tái tạo năng lượng-7 Pixel Building (Australia)

Ở mặt tiền của tòa nhà Pixel Building bao gồm các tấm chắn nắng cố định và các tấm pixel linh hoạt có thể điều hướng theo bóng của mặt trời Tòa nhà này còn được thiết kế

2 mảng quang điện và 3 tua-bin gió để cung cấp năng lượng sạch theo nhu cầu sử dụng Trên tầng mái thiết kế những “thửa ruộng” được trồng trọt và thu hoạch tự nhiên Pixel Building còn có các hệ thống lưu trữ và xử lý nước thông minh cho phép tự cung cấp nước cho toàn bộ tòa nhà, hệ thống làm mát không khí trong lành 100%…

Hình Công nghệ tái tạo năng lượng-8 Olympic House (Thụy Sỹ)

Thiết kế của Olympic House (Thụy Sỹ) thiết kế với các tiêu chí khắt khe về hiệu quả năng lượng, nước, vật liệu xây dựng cũng như các tiêu chuẩn về môi trường Tòa nhà sử dụng năng lượng tái tạo được tạo ra từ các tấm quang năng trên mái và bơm nhiệt sử dụng nước từ hồ Geneva gần đó Theo tính toán, Olympic House sẽ tiết kiệm khoảng 35% năng lượng và 60% nước đô thị so với công trình mới thông thường Ngoài ra, các đối tác toàn cầu của Ủy ban Olympic quốc tế còn cung cấp các giải pháp, thiết bị tiết kiệm năng lượng cho quá trình hoạt động, chẳng hạn như ô tô hydro không phát thải…

2 Sử dụng vật liệu xanh

2.1 Giới thiệu chung

Vật liệu xanh được hiểu đơn giản là những vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường,

có khả năng tái chế và phân hủy xanh Tuổi thọ của chúng thường dài và trong quá trình

sử dụng không gây ra những ảnh hưởng tiêu cực đối môi trường cũng như sức khỏe người sử dụng trong suốt vòng đời Một số loại vật liệu xanh phổ biến như gạch không nung, xốp XPS, đá chẻ, bê tông nhẹ, gỗ ốp tường xanh,…

2.2 Ứng dụng của một số loại vật liệu xanh trong lĩnh vực xây dựng

a) Gạch không nung

 Khái niệm: Gạch không nung (hay còn được gọi với các tên gọi khác là bê tông bùn, gạch bê tông nhẹ hay gạch bê tông chưng áp) là loại vật liệu xây dựng xanh được tạo ra nhằm thay thế cho gạch nung truyền thống

 Ưu điểm:

 Giảm ô nhiễm môi trường trong quá trình sản xuất: Để sản xuất vật liệu này không dùng nguyên liệu đất sét để sản xuất Cũng không dùng nhiên liệu như than, củi để đốt tiết kiệm nhiên liệu năng lượng, và không thải khói bụi gây ô nhiễm môi trường

 Sản phẩm có tính chịu lực cao, cách âm, cách nhiệt phòng hoả, chống thấm, chống nước, kích thước chuẩn xác, quy cách hoàn hảo hơn vật liệu nung

 Sử dụng nguyên vật liệu sản xuất đơn giản: Nguyên vật liệu để sản xuất hết sức phong phú và có sẵn trong nước như mạt đá, cát vàng, xi măng Có thể tạo đa dạng loại hình sản phẩm, nhiều màu sắc khác nhau, kích thước khác nhau, thích ứng tính đa dạng trong xây dựng, nâng cao hiệu quả kiến trúc nhưng vẫn đảm bảo chính xác cao Cũng chính vì vậy mà loại này ứng dụng đa dạng trong nhiều loại công trình

 Được sản xuất từ công nghệ, thiết bị tiên tiến của quốc tế, nó có các giả pháp khống chế và sự đảm bảo chất lượng hoàn thiện, quy cách sản phẩm chuẩn xác Có hiệu quả

 Tiết kiệm chi phí sản xuất: Vốn đầu tư cho một dây chuyền sản xuất gạch không nung thấp Nếu so sánh việc đầu tư một nhà máy gạch nung và một nhà máy gạch không nung cùng công suất thì suất đầu tư của một nhà máy gạch không nung chỉ bằng ¼ so với nhà máy gạch nung

 Nhược điểm:

 Đa dạng về chất lượng, đòi hỏi người tiêu dùng cần tìm hiểu kỹ trước khi lựa chọn: Hiện nay trên thị trường có nhiều loại gạch không nung và mỗi loại lại có những ưu điểm nổi bật khác nhau, phụ hợp với đang dạng công trình Cho nên đòi hỏi người tiêu dùng phải nắm bắt được tính chất cũng như ưu điểm, nhược điểm của từng loại để có thể lựa chọn được loại gạch phù hợp với nhu cầu sử dụng;

 Chưa phổ biến rộng rãi, nhất là các khu vực tỉnh thành: Có nhiều nguyên nhân dẫn đến việc thiếu phổ biến này Có thể do cơ sở sản xuất còn hạn chế, do thoái quen xây dựng ngại cái mới, hoặc cũng có thể do mọi người chưa hiểu biết hết về loại gạch này;

 Khó bảo trì: Nếu không được bảo trì đúng cách, gạch không nung có thể bị nứt hoặc

hư hỏng nhanh chóng hơn so với gạch nung;

 Giá thành cao: Mặc dù gạch không nung có thể tiết kiệm chi phí trong quá trình sử dụng, nhưng chi phí đầu tư ban đầu cho thiết bị và công nghệ có thể là rào cản đối với một số nhà thầu Gạch không nung có giá thành khá cao nên trong ngành xây dựng

 Ứng dụng của gạch nung trong xây dựng công trình xanh

Do loại gạch không nung có đặc tính nhẹ, bền, dễ thi công, cách âm, cách nhiệt… với đặc tính nhẹ nên sử dụng vật liệu không nung trong các công trình xây dựng sẽ giúp giảm tải trọng công trình, giảm chi phí làm móng đến 10%, rất phù hợp cho xây dựng nhà cao tầng Ngoài ra, đây là loại vật liệu có độ bền, bề mặt nhẵn do đó sử dụng vữa xây, trát ít so với vật liệu đất sét nung, tiết kiệm chi phí, giảm giá thành xây dựng, tuổi thọ công trình cao, chịu đựng tốt với bão lũ, động đất