Kỹ thuật trồng cây trên mái nhà và khả năng áp dụng tại thành phố Đà Nẵng

Giải pháp phát triển mô hình mái nhà xanh là một trong những giải pháp hiệu quả, giúp tiết kiệm diện tích đất, tận dụng được nguồn nước mưa, nước thải sinh hoạt nhờ đó giảm áp lực cho hệ thống thoát nước, đồng thời tăng cường khả năng hấp thụ khí CO2, góp phần giảm nhẹ biến đổi khí hậu. Phát triển mô hình này sẽ thúc đẩy tiến trình xây dựng Đà Nẵng trở thành thành phố sinh thái, thân thiện với môi trường.

UED JOURNAL OF SOCIAL SCIENCES, HUMANITIES AND EDUCATION VOL.2, NO.4 (2012) KỸ THUẬT TRỒNG CÂY TRÊN MÁI NHÀ VÀ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Kiều Thị Kính, Võ Văn Minh, Nguyễn Văn Khánh* TĨM TẮT Đà Nẵng trung tâm kinh tế văn hoá, giáo dục, khoa học công nghệ lớn khu vực miền Trung - Tây Nguyên, thành phố có tốc độ phát triển thị hóa lớn Việt Nam Tuy nhiên, Đà Nẵng tồn vấn đề lớn thiếu mảng khơng gian xanh cần thiết cho đô thị đại Trước áp lực dân số tăng, nhu cầu khai thác quỹ đất cho phát triển đô thị, giao thông,… không ngừng gia tăng, nhu cầu phát triển xanh đô thị để điều tiết khí hậu giảm thiểu ô nhiễm vô cấp thiết Do đó, giải pháp phát triển mơ hình mái nhà xanh giải pháp hiệu quả, giúp tiết kiệm diện tích đất, tận dụng nguồn nước mưa, nước thải sinh hoạt nhờ giảm áp lực cho hệ thống nước, đồng thời tăng cường khả hấp thụ khí CO 2, góp phần giảm nhẹ biến đổi khí hậu Phát triển mơ hình thúc đẩy tiến trình xây dựng Đà Nẵng trở thành thành phố sinh thái, thân thiện với mơi trường Từ khóa: mái nhà xanh, kỹ thuật trồng sâu, kỹ thuật trồng rộng, Đà Nẵng, thành phố môi trường Mở đầu Thành phố TP Đà Nẵng nơi tập trung cụm thương mại khu cơng nghiệp lớn có sức hút lớn nhà đầu tư người lao động Tốc độ gia tăng dân số giai đoạn 2005 – 2010 tăng 3,15%/năm chủ yếu tập trung thành thị với tỷ lệ dân số chiếm gần 87% [1] Việc thu hồi đất để phục vụ cho xây dựng đô thị phát triển công nghiệp lấn chiếm không gian xanh thành phố, theo kết thống kê năm 2009, giai đoạn 2005 – 2009 để phục vụ cho q trình cơng nghiệp thị TP trung bình năm thu hồi đến gần 800 Bên cạnh đó, phát triển hệ thống giao thông gia tăng áp lực đáng kể mơi trường khơng khí TP Đà Nẵng khiến sống đô thị trở nên ngột ngạt hết Sự gia tăng chất ô nhiễm vào môi trường vấn đề quan tâm lớn toàn xã hội, việc mở rộng khu công nghiệp phát triển giao thông làm gia tăng lượng CO2 vào mơi trường khơng khí, lượng lớn nước thải từ hoạt động sản xuất sinh hoạt chưa xử lý triệt để xả môi trường gây nguy hại cho hệ sinh thái sức khỏe người Mật độ dân số thành phố ngày tăng cao dẫn đến mật độ xanh đầu người ngày thấp Theo thống kê Công ty Công viên - Cây xanh Đà Nẵng, cuối năm 2009, thành phố đạt mật độ xanh cơng cộng 1,57m2/người Bên cạnh đó, xanh TP Đà Nẵng thường chịu tác động lớn bão Theo ước tính, năm có từ – bão ập vào khu vực miền Trung dẫn đến lượng lớn cối bị tác động nặng nề [2] Để giải vấn đề này, Sở Xây dựng TP.Đà Nẵng vừa hoàn thành đề án “Phát 20 TẠP CHÍ KHOA HỌC XÃ HỘI, NHÂN VĂN VÀ GIÁO DỤC TẬP 2, SỐ (2012) triển xanh đô thị giai đoạn 2011- 2015” Mục tiêu đề án đến năm 2015, diện tích xanh thị bình quân đầu người thành phố đạt từ 6- 7m2, xanh công cộng đạt từ 2,5- 3,5m2/người Tuy nhiên, để thực đề án, nguồn vốn ban đầu lớn, lên đến 2.150 tỷ đồng Do đó, đề án chờ xem xét Đứng trước thực trạng đó, mơ hình trồng xanh mái nhà xem giải pháp ấn tượng thú vị cho TP Đà Nẵng Giải pháp trước tiên gia tăng diện tích xanh để môi trường đô thị trở nên lành góp phần tạo nên nét chấm phá độc đáo kiến trúc đô thị với nét đặc thù sinh thái riêng, xứng đáng với danh hiệu Thành phố Môi trường điểm đến du lịch hấp dẫn Những thảm thực vật giúp thời tăng khả hấp thụ CO2, bụi, nhiệt cho thành phố, quay vòng nước thải sinh hoạt Một thu hút tham gia thành phần xã hội, từ quan Nhà nước, doanh nghiệp đến cá nhân, mơ hình giúp phát triển nhanh trì bền vững Mái nhà xanh Kỹ thuật trồng mái nhà – Ưu điểm khả thích ứng với phát triển thị 2.1 Lịch sử phát triển kỹ thuật trồng mái nhà Thực tế, việc trồng mái nhà có từ lâu Bắc Tây Âu Theo dịng lịch sử 500 năm trước cơng ngun, Vườn treo Babylon, kỳ quan giới xem cơng trình quan trọng đánh dấu đời kỹ thuật trồng không gian Đến cuối kỷ 20, thiết kế chi tiết đại kỹ thuật trồng mái nhà cơng bố thức Đức vào thập niên 60 [3] Quốc gia dẫn đầu nước giới việc phát triển mơ hình với khoảng 10% mái nhà phủ xanh [4] Kể từ đời, kỹ thuật lan rộng khắp châu Âu nước Bắc Mỹ Tại Thụy Sĩ, diện tích phủ xanh mái nhà khu dân cư bắt đầu thể chế hóa thành quy định với số cụ thể hình thức trồng loại khác Tại Anh, chưa trở thành quy định bắt buộc theo số liệu thống kê nhà khoa học diện tích “xanh” mái nhà quốc gia tăng 300% từ năm 2003 đến 2004 Các nước Bắc Mỹ, điển hình Mỹ Canada quốc gia tiên phong việc nhập công nghệ trồng mái nhà từ châu Âu Các tập đoàn kinh tế lớn Mỹ chấp nhận lắp đặt hệ thống mái nhà xanh như: Ford Motor Co., The Gap, H.J Heinz Co., nay, quốc gia xây dựng tiêu chuẩn thiết kế thi cơng mơ hình nhằm nhân rộng Thủ đô Toronto Canada thành phố có tỷ lệ phát triển mái nhà xanh lớn Bắc Mỹ từ năm 2000 khuôn khổ dự án xây dựng thành phố khỏe (Healthy Cities) [5] Nhật Bản quốc gia đầu việc tiếp cận triển khai công nghệ trồng mái nhà, cụ thể nay, thủ Tokyo có đến 20% cơng trình xây lắp đặt trì hệ thống xanh mái nhà [6] Như vậy, thấy rằng, kỹ thuật trồng mái nhà nghiên cứu triển khai cách vòng nửa kỷ bắt đầu có mặt hầu hết 21 UED JOURNAL OF SOCIAL SCIENCES, HUMANITIES AND EDUCATION VOL.2, NO.4 (2012) châu lục giới Ở nước ta nay, xuất số cơng ty kinh doanh loại hình này, nhiên dừng lại quy mô nhỏ lẻ chưa có nghiên cứu cụ thể công bố khả sử dụng lợi ích mơ hình Do vậy, tương lai gần, chắn cần nhiều thử nghiệm nghiên cứu nghiêm túc khả phát triển kỹ thuật trồng mái nhà điều kiện Việt Nam 2.2 Các loại kỹ thuật trồng mái nhà Có thể chia cơng nghệ thành loại loại trồng có độ sâu (intensive green roof) loại trồng rộng (extensive green roof) Ngoài ra, loại này, người ta cịn có loại bán sâu (semi-intensive) bán rộng (semi-intensive) [4] 2.2.1 Kỹ thuật trồng sâu Cơng nghệ cịn biết với tên gọi khác khu trồng cao (high-profile) khu vườn sân thượng (rooftop garden) Đặc điểm loại có lớp môi trường sâu, 20cm, để loại bụi, chí lớn phát triển Để tăng gia cố cơng trình, người ta thường bố trí hồ nước nhỏ xen lẫn Kết cấu công nghệ mô tả hình 1: Cơng nghệ triển khai thành cơng số cơng trình lớn cơng viên tiếng như: công viên Trung tâm (Central Park), Oakland, California hay công viên Canary Wharf Estate nằm quãng trường Canada…Ưu điểm loại trồng nhiều loại có kích thước lớn, nhiên yêu cầu phải tưới thường xuyên khả chịu tải mái nhà phải từ 290 đến 970 kg/m2 [7] CẤU TRÚC VƯỜN SÂN THƯỢNG Thực vật Ống tưới Suối/hồ nước Giá thể Tường Lớp VL lọc Lớp đá Lớp bảo vệ Lớp thu nước Bê tơng Hình Kỹ thuật trồng mái nhà loại sâu [6] 22 TẠP CHÍ KHOA HỌC XÃ HỘI, NHÂN VĂN VÀ GIÁO DỤC TẬP 2, SỐ (2012) 2.2.2 Kỹ thuật trồng rộng Công nghệ trồng rộng cần lớp môi trường mỏng để thực vật phát triển, cần phải thường xun trì lớp mơi trường So với phương pháp trồng sâu, phương pháp nhìn chung tốn ngược lại, phải định kỳ kiểm tra trồng số loại định CẤU TRÚC KỸ THUẬT TRỒNG RỘNG Thực vật Giá thể Tường Lớp VL lọc Lớp thoát nước Lớp màng Lớp nhiệt cách Chận thép Hình Kỹ thuật trồng mái nhà loại rộng [6] Loại thường sử dụng mái nhà phẳng có độ dốc xi Chiều dày tối thiểu lớp vật liệu tạo môi trường từ – 20 cm tải trọng đạt từ 49kg/m2 đến 98kg/m2 [7] Do dễ lắp đặt nên thực tế, kỹ thuật trồng rộng phổ biến thực vật trồng thường loại cỏ, rau có kích thước khối lượng nhỏ 2.3 Lợi ích mơ hình Qua kiểm chứng nơi triển khai lắp đặt, mơ hình trồng mái nhà cho thấy có nhiều lợi ích quan trọng trực tiếp gián tiếp Lợi ích trực tiếp giúp tiết kiệm lượng cho tòa nhà, theo nghiên cứu Sonne Jeffrey (2006), so với mái nhà truyền thống mái nhà xanh làm giảm nhiệt độ trung bình tối đa từ 130oF (54oC) xuống cịn 93oF (33oC) Florida [8] Một nghiên cứu tiến hành Chicago rằng, tính trung bình tịa nhà lắp đặt mơ hình mái nhà xanh năm tiết kiệm chi phí điện cho điều hịa 100 triệu [4] Vào mùa đơng mái nhà xanh giúp giảm lượng nhiệt mơi trường bên ngồi nhờ lớp màng cách nhiệt tạo thành hệ sinh vật mái nhà 23 UED JOURNAL OF SOCIAL SCIENCES, HUMANITIES AND EDUCATION VOL.2, NO.4 (2012) Với đô thị thường xuyên phải đối mặt với tình trạng ngập úng sau trận mưa lớn, mái nhà xanh giải pháp thú vị Thảm thực vật bố trí khoa học giữ lại đến 75% lượng nước mưa rơi xuống mái nhà, sau trả lại khí thơng qua q trình ngưng tụ bay tự nhiên [9; 10] Đồng thời, chất gây ô nhiễm nước mưa giữ lại lớp đất, điều đặc biệt có ý nghĩa, góp phần giảm áp lực thị có hệ thống nước chung nước ta Mơ hình cịn giải pháp giúp hấp thụ chất bụi, sol khí độc làm lành mơi trường khơng khí quan trọng hết khả hấp thụ khí CO2, khí gây hiệu ứng nhà kính Theo nghiên cứu nhà khoa học trường Đại học Michigan, thay chất liệu mái nhà truyền thống vùng thị có diện tích thành phố Detroit với dân số khoảng triệu người xanh kết đạt tương đương với việc cắt giảm lượng cácbon đioxit 10.000 xe tải hạng trung thải năm, điều chứng minh hàng loạt công bố nhà nghiên cứu giới Các mái nhà xanh bể hấp thụ khí CO2 cỡ nhỏ [11] giúp người “chiến đấu” với Biến đổi khí hậu Ngoài ra, với cư dân thành thị, khu vườn mái nhà hội để họ tự tay trồng thưởng thức rau hữu cơ, tăng cường phát triển hệ sinh thái nông nghiệp đô thị, đảm bảo an ninh lương thực [12] Và hội để họ sống gần gũi với thiên nhiên Các nghiên cứu cho thấy, hệ sinh thái khu vườn tồ nhà cao đến 19 tầng có nhiều lồi chim trùng có ích Hình cho thấy tổng hợp phân tích lợi ích kinh tế mơ hình mái nhà xanh thành phố Toronto, Canada: Hình Chi phí tiết kiệm năm nhờ áp dụng mơ hình trồng mái nhà [5] Mơ hình phát triển xanh thị kỹ thuật trồng mái nhà gần với mục tiêu xây dựng Đà Nẵng – thành phố môi trường 3.1 Nội dung ý tưởng giải pháp triển khai 24 TẠP CHÍ KHOA HỌC XÃ HỘI, NHÂN VĂN VÀ GIÁO DỤC TẬP 2, SỐ (2012) Giải pháp kỹ thuật trồng mái nhà tường đứng địi hỏi đảm bảo tiêu chí: khơng thấm, không ảnh hưởng đến tường nhà, không ảnh hưởng mái nhà, vững kể gió bão Để triển khai ý tưởng này, Thành phố nên có quy định thực bắt buộc tham gia tổ chức cá nhân sỡ hữu nhà cao tầng phải thực giải pháp phần cam kết bảo vệ mơi trường, tiêu chí đánh giá bình chọn danh hiệu “Bơng sen xanh”, khuyến khích xây dựng logo, biển quảng cáo xanh Ý tưởng thực qua số nội dung sau: Nội dung Về kỹ thuật Lựa chọn trồng phù hợp với điều kiện sinh thái đô thị phương thức trồng theo chiều thẳng đứng Xây hầm thu nước thải sinh hoạt Cơ sở khoa học Giải pháp thực ý nghĩa Nhóm Nghiên cứu Khoa Sinh – Mơi Đã có trường khảo sát xác định danh mục liệu ban đầu lồi thực vật thích hợp Mỗi tịa nhà xây tự hệ thống thu gom nước thải sinh hoạt, bơm lên thùng chứa, nước thải phân phối đường ống nguồn dinh dưỡng thủy canh, xanh hấp thu nguồn dinh dưỡng làm nước Kết giảm tải cho hệ thống xử lý chung Lắp đặt hệ thống phân phối Cơ chế thủy Hệ thống lắp đặt tương tự mô hình trồng nước thải giá thể trồng canh hồi lưu rau phương pháp thủy canh mái nhà dọc hồi lưu qua ống PVC vải bố tường đứng nghiên cứu thành công Khoa Sinh – Môi trường Về quản lý Ban hành quy định bắt buộc UBND - Sở TN&MT giám sát thực hiện; sở đầu tư phát triển định - Kinh phí thực doanh nghiệp xanh phần cam kết đầu tư bảo vệ mơi trường 3.2 Lợi ích ý tưởng - Tạo không gian xanh: Giải pháp giúp gia tăng khơng gian xanh xu diện tích xanh ngày thu hẹp TP Đà Nẵng giúp điều hịa vi khí hậu giảm lượng CO2 khơng khí thành phố, góp phần cải tạo mơi trường sống nâng cao lực thích ứng với biến đổi khí hậu - Tạo cảnh quan độc đáo: Giải pháp trồng theo trục đứng mái nhà giúp tạo nên cảnh quan độc đáo thân thiện tạo nên nét chấm Cây xanh hấp thu nước thải sinh hoạt nguồn dinh dưỡng 25 UED JOURNAL OF SOCIAL SCIENCES, HUMANITIES AND EDUCATION VOL.2, NO.4 (2012) phá lạ kiến trúc đô thị tạo sức hút du khách nhà đầu tư đến với Đà Nẵng, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội - Sử dụng nước hiệu quả: Trong nước thải sinh hoạt chứa khoáng chất cần thiết cho cây, nên việc tận dụng nước thải sinh hoạt làm nước tưới dịch dinh dưỡng cho giúp giảm chi phí vận hành, chi phí xử lý nước thải giảm thiểu thất gây ảnh hưởng đến mơi trường - Giảm chi phí sử dụng điện nhờ giúp giúp cân nhiệt độ mơi trường giảm thiểu khí CFC: Việc sử dụng phương pháp phần giúp điều hòa vi khí hậu giúp cân nhiệt độ mơi trường, góp phần gián tiếp giảm chi phí sử dụng điện cho tịa nhà giảm thiểu CFC (khí gây thủng tầng ozon) - Lợi ích xã hội: Việc áp dụng địi hỏi phải có tham gia nhiều bên liên quan, giúp nâng cao nhận thức trách nhiệm môi trường Mặt khác, việc triển khai dự án giúp tạo công ăn việc làm cho phận người dân đô thị Hơn nữa, việc gia tăng không gian xanh thân thiện giúp người đô thị giảm áp lực sống vốn xô bồ - Vận hành đơn giản, sử dụng hiệu lao động thời gian chăm sóc: Hệ thống bán tự động hóa, dịch dinh dưỡng vận hành hệ thống bơm phân phối dẫn truyền dinh dưỡng, giúp sử dụng hiệu lao động thời gian vận hành hệ thống Kết luận Giải pháp phát triển hệ thống không gian xanh cho đô thị Đà Nẵng theo theo mô hình mái nhà xanh qua phương thức xã hội hóa góp phần gia tăng diện tích xanh tạo nên nét ấn tượng xanh độc đáo kiến trúc đô thị đại, xứng đáng với danh hiệu Thành phố Môi trường, Thành phố đáng sống Giải pháp đồng thời góp phần quan trọng việc tăng khả hấp thụ CO2, giảm tác động biến đổi khí hậu, bụi, nhiệt cho thành phố, xử lý nước mưa nước thải sinh hoạt Đây giải pháp đề xuất sở khoa học lý thuyết, chứng minh qua thực tiễn nhiều nước tính phù hợp với định hướng phát triển thành phố Đây xem giải pháp có tính khả thi cao mang tính đột phá cho thành phố Đà Nẵng – Thành phố Môi trường TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Niên giám thống kê thành phố Đà Nẵng từ năm 2005 đến 2010 [2] Trần Lưu Khanh , Hoàng Trung Thành, Kết bước đầu tính tốn trường sóng, nước dâng ngập lụt bão gây ven biển miền Trung, Viện Nghiên cứu Hải sản, Bản tin Quý Số 16 -Tháng 4/2010 [3] Preethi Kaluvakolanu, Greenroof technology, ASCE Student Chapter Presentation, 26 TẠP CHÍ KHOA HỌC XÃ HỘI, NHÂN VĂN VÀ GIÁO DỤC TẬP 2, SỐ (2012) December 2006 [4] GREEN ROOFS Benefits and cost implications, A Report for Sustainable Eastside, March 2004 [5] Report on the Environmental Benefits and Costs of Green Roof Technology for the City of Toronto, City of Toronto and Ontario Centres of Excellence – Earth and Environmental Technologies (OCE-ETech), October 31, 2005 [6] Christopher G Wark and Wendy W Wark, Green Roof Specifications and Standards - Establishing an emerging technology, The Construction Specifier, August 2003, Vol 6, No.8 [7] Erica Oberndorfer, Jeremy Lundholm, Brad Bass, Reid R Coffman, Hitesh Doshi, Green Roofs as Urban Ecosystems: Ecological Structures, Functions, and Services, (2007) Architectural Science Publications and Research Paper [8] Sonne and Jeffrey, Evaluate Green roofs Energy Performance, 2006, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc, Reprinted by permission from ASHRAE Journal, Vol.48, 58-61 [9] Nicholaus D VanWoerta, D Bradley Rowe, Jeffrey A Andresen, Clayton L Rugh, R Thomas Fernandeza and Lan Xiao, Green Roof Storm-water Retention Effects of Roof Surface, Slope, and Media Depth, Journal of Environmental Quality, Vol 34 No 3, p 1036-1044 [10] Dimoudi, A 2003 Vegetation in the urban environment: Microclimatic analysis and benefits Energy Build 35:69–76 [11] Kristin L Getter and D Bradley Rowe, The role of Extensive Green Roofs in Sustainable Development, HortScience 41(5): 1276-1285, 2006 [12] Corinne Kisner, Green Roofs for Urban Food Security and Environmental Sustainability, Climate Institute, USA, December 2008 GREEN-ROOF TECHNOLOTY AND FEASIBILITY OF APPLICATION IN DANANG CITY Kieu Thi Kinh, Vo Van Minh, Nguyen Van Khanh The University of Da Nang - University of Science and Education ABSTRACT Danang is a centre of not only economy but also education, culture, science and technology in the Central Region and one of the most developed and urbanized cities in Vietnam The city, however, has to confront a big challenge that is the shortage of green space for a modern city Under the pressure of population growth, the demand of land keeps increasing significantly for traffic, housing, etc., and it is directly proportional to the pressing demand of green space and environmental purification Green roof technology, hence, can be considered as the most effective solution for developing more green space and save land for urbanization Concurrently, this solution also contributes to protect drainage system, utilize rain and waste water, particularly absorbs CO2 to mitigate climate change impacts Once applied, the green roof model is expected to promote Danang to become an environmentally friendly eco-city 27 UED JOURNAL OF SOCIAL SCIENCES, HUMANITIES AND EDUCATION VOL.2, NO.4 (2012) Keywords: green-roof, intensive green roof, extensive green roof, Danang, environmental city * ThS Kiều Thị Kính, email: kieukinh@gmail.com TS.Võ Văn Minh, email: vominhdn@gmail.com ThS Nguyễn Văn Khánh, email: vankhánhk23@gmail.com Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng 28 ... hình mái nhà xanh thành phố Toronto, Canada: Hình Chi phí tiết kiệm năm nhờ áp dụng mơ hình trồng mái nhà [5] Mơ hình phát triển xanh thị kỹ thuật trồng mái nhà gần với mục tiêu xây dựng Đà Nẵng. .. bố khả sử dụng lợi ích mơ hình Do vậy, tương lai gần, chắn cần nhiều thử nghiệm nghiên cứu nghiêm túc khả phát triển kỹ thuật trồng mái nhà điều kiện Việt Nam 2.2 Các loại kỹ thuật trồng mái nhà. .. Nhà nước, doanh nghiệp đến cá nhân, mơ hình giúp phát triển nhanh trì bền vững Mái nhà xanh Kỹ thuật trồng mái nhà – Ưu điểm khả thích ứng với phát triển thị 2.1 Lịch sử phát triển kỹ thuật trồng