2. Tổng quan Một số Kinh nghiệm đã Áp dụ ng
2.1Tổng quan một số kinh nghiệm đã áp dụng trên thế giớ i
Hàng trăm năm trước, Luân Đôn là thành phố lớn trên thế giới có dân số khoảng 6,5 triệu người nhưng ngày nay đã bị Tokyo qua mặt. Với dân số chỉ bằng ¼ dân số của Luân Đôn một
Quản lý & Sử dụng Năng lượng trong Khu Dân cư Sinh thái
Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng Khu dân cư sinh thái tại TP.HCM: Nghiên cứu điển hình cho Khu đô thị mới Thủ Thiêm 5
trăm năm về trước, giờđây dân số của thủđô Nhật Bản đã lên đến 34 triệu dân. Sự gia tăng dân số này chỉ do một nguyên nhân chính là việc di cư từ nông thôn ra thành thị. Việc di cư
như thế này ngày nay diễn ra ở rất nhiều thành phố trên khắp thế giới. Năm 1900, phần lớn người dân sinh sống ở vùng nông thôn và chỉ có khoảng 10% dân số sống ở thành thị. Nhưng ngày nay theo báo cáo của Ủy Ban Dân Số Liên Hiệp Quốc, trong thời điểm này dân số thành thịđã có phần đông hơn ở vùng nông thôn và sự tăng trưởng nhanh nhất là “thành phốđông dân” (megacities) với dân số hơn 10 triệu người.
Sự gia tăng dân số chóng mặt ở các thành phố lớn hiện nay, tổng cộng 20 thành phố, đã gây ra nhiều hậu quả về mặt xã hội và môi trường. Các thành phố này chỉ chiếm 2% diện tích trái đất nhưng mỗi năm tiêu thụ hết ¾ các nguồn tài nguyên và thải ra môi trường hàng triệu tấn khí thải nhà kính, hàng tỷ tấn chất thải rắn và nước thải ra sông ngòi. Người dân ở các thành phố
này cần rất nhiều đất và nước để sản xuất lương thực thực phẩm, cần nhiều rừng để cung cấp gỗ và giấy. Chẳng hạn, Luân Đôn cần nhiều gấp 125 lần tài nguyên so với diện tích hiện có của thành phố này, và nếu các thành phốở các nước phát triển cũng phát triển theo đà này thì sự tác động môi trường sẽ trở thành một thảm họa!!!
Hình 2.1 Sự trao đổi chất hàng năm của thành phố Luân Đôn
Theo tính toán của các nhà khoa học trên thế giới, chỉ số sinh thái bền vững nếu chia đều tất cả nguồn tài nguyên cho cư dân trên trái đất sẽ là 1,8 ha/người. Hiện nay, mức trung bình ở
khu vực nông thôn Trung Quốc là 1,6 ha/người, ở Thượng Hải là 7 ha/người và chỉ số sinh thái của một người Mỹ trung bình là 9,7 ha/người. Vì vậy việc đưa dân số thế giới về sống ở
Quản lý & Sử dụng Năng lượng trong Khu Dân cư Sinh thái
Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng Khu dân cư sinh thái tại TP.HCM: Nghiên cứu điển hình cho Khu đô thị mới Thủ Thiêm 6
nghĩa là làm thế nào để rút ngắn sự cách biệt giữa các chỉ số sinh thái giữa người dân thành thị và nông thôn. Nếu chúng ta gìn giữ và bảo vệ những gì còn lại của tự nhiên và nhưng vẫn
đáp ứng nhu cầu cải thiện chất lượng cuộc sống ở các nước đang phát triển thì chỉ có một giải pháp là phải xây dựng một mô hình thành phố kiểu mới, đó là các thành phố sinh thái hay ở
quy mô nhỏ hơn là các khu dân cư sinh thái (KDCST). Quy mô của một thành phố sẽ ảnh hưởng đến sự giảm chi phí sản xuất của hoạt động sản xuất năng lượng, tái chế và giao thông công cộng. Điều này cũng đúng với các thành phố có khả năng tự cung tự cấp một phần cho nhu cầu của mình. Nếu các thành phố này được xây dựng đúng, chúng sẽ vẫn giữđược nền tảng cho cuộc sống bền vững trong bối cảnh bùng nổ dân số thế giới như hiện nay.
Trong những năm gần đây các chính phủ, các nhà quy hoạch, kiến trúc sư và các kỹ sư bắt
đầu khơi dậy ý tưởng này và đang tìm những phương cách mới để xanh hóa các thành phố đông dân. Phương pháp tiếp cận tổng quát hiện nay chủ yếu dựa trên 2 nguyên tắc:
(i) tái chế những gì có thể tái chếđược; (ii) cắt giảm sử dụng xe hơi đến mức tối thiểu.
Ngoài việc thiết kế các tòa nhà hiệu quả năng lượng, người ta đặt trọng tâm vào việc gia tăng sử dụng phương tiện giao thông công cộng và thiết kế lại thành phố để lồng ghép các công trình và các khu vực sinh sống thành một vùng đa chức năng hơn là tách các thành phố thành các khu dân cư, thương mại và công nghiệp riêng lẻ.
Theo công trình nghiên cứu của Peter Newman và Jeff Kenworthy cho thấy mối quan hệ
nghịch chặt chẽ giữa mật độ dân cưđô thị và lượng năng lượng tiêu thụ do xe hơi chạy trong phạm vi thành phố. Công trình nghiên cứu cũng chỉ ra rằng mật độ dân cư thấp quá hoặc quá cao cũng không tốt. Việc sử dụng năng lượng trong giao thông cao hơn khá nhiều ở một thành phốđang “phình ra” như Houston (Hoa Kỳ) so với các thành phố phố nhỏ gọn, nhà thấp tầng như Luân Đôn (Anh) hay Copenhagen (Đan Mạch), mật độ cao này sẽ dẫn đến một vấn đề
khác. Các thành phố đông đúc sẽ làm nóng không khí bao quanh. Các khối bêtông, nhựa
đường hấp thụ năng lượng mặt trời nhiều hơn và phản xạ trở lại ít hơn các bề mặt tự nhiên như bãi cỏ, cây cối và mặt nước, vì vậy đẩy nhiệt độ không khí ban đêm lên khá cao. Xe cộ, máy điều hòa không khí và các thiết bịđiện gia dụng cũng nhả nhiệt ra môi trường, trong khi
đó các tòa nhà cao tầng lại chắn bớt gió có thể làm tiêu tán lượng nhiệt này. Vì vậy, vào ban ngày ở các thành phố nhiệt độ thường cao hơn vùng nông thôn xung quanh khoảng 10C, và có thể lên đến 60C vào ban đêm.
Quản lý & Sử dụng Năng lượng trong Khu Dân cư Sinh thái
Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng Khu dân cư sinh thái tại TP.HCM: Nghiên cứu điển hình cho Khu đô thị mới Thủ Thiêm 7
Hình 2.2 Mối quan hệ giữa mật độ dân cư với tiêu thụ năng lượng trong giao thông của các thành phố lớn
Ở những thành phố đông dân thì hậu quả này càng tồi tệ hơn. Chẳng hạn ở các vùng khí hậu nóng, tại các thành phố có mật độđông dân cao, để khắc phục ”hiệu ứng đảo nhiệt” con người sử dụng điều hòa không khí để giữ cho nhiệt độ trong nhà dễ chịu. Do đó vào những ngày nắng nóng, ở các thành phố này, hệ thống điều hòa có thể tiêu thụ năng lượng nhiều hơn bất kỳ hoạt động đơn lẻ nào khác.
Để cắt giảm việc sử dụng năng lượng khổng lồ này, nhiều thành phốđang từng bước ứng phó với ‘hiệu ứng đảo nhiệt” bằng cách thiết kế lại các tòa nhà nhằm giảm tia trực xạ xuyên qua các cửa sổ, tăng cường thông gió, làm mát không khí xung quanh bằng các vòi phun nước và cắt giảm sự hấp thụ năng lượng bằng cách sơn màu trắng các bức tường bên ngoài. Trồng cây dọc theo các con đường cũng có thể làm giảm nhiệt độ không khí vì mỗi cây xanh có thể bốc hơi nước đến 400 lít nước mỗi ngày và làm mát không khí xung quanh. Ở Miami, các nhà nghiên cứu thấy rằng vào mùa hè nơi có độ che phủ cây xanh cao hơn 20% thì lượng tiêu thụ điện thấp hơn so với các vùng lân cận khoảng 10%.
Hiện nay có rất nhiều ý tưởng hay nhưng phần lớn vẫn còn nằm trên bản vẽ, tuy nhiên nhiều thành phốđã triển khai những dự án theo hướng sinh thái. Chẳng hạn như tại Úc có dự án xây dựng tòa nhà mới của Hội đồng thành phố Melbourne trị giá 40 triệuUSD. Theo đó các khu vườn treo, các vòi phun nước làm mát không khí, các tuốc-bin gió và các tấm pin mặt trời
được lắp đặt cung cấp tới 85% lượng điện sử dụng của tòa nhà. Trong khi đó, nước mưa thu gom từ mái nhà cung cấp khoảng 70% nhu cầu sử dụng nước. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ở Berlin, tòa nhà quốc hội mới của Đức đã cắt giảm lượng phát thải khí cácbônít đến 94% do
Quản lý & Sử dụng Năng lượng trong Khu Dân cư Sinh thái
Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng Khu dân cư sinh thái tại TP.HCM: Nghiên cứu điển hình cho Khu đô thị mới Thủ Thiêm 8
ỞSan Diego, bang California, các xe tải chở rác chạy bằng khí mêtan thu hồi tại các bãi chôn lấp chất thải rắn mà chúng chởđến.
ỞÁo, khoảng 1500 xe đạp được phân phát miễn phí cho toàn thành phố Viên.
Còn ởIceland, Reykjavik là một trong số những nơi tiên phong trong việc áp dụng phương tiện giao thông công cộng chạy bằng khí hydrô.
Hoặc ngay tại Trung Quốc, chính quyền thành phố Thượng Hải đã hỗ trợ cho một dự án lắp
đặt 100.000 mái nhà mặt trời. Ngoài ra, các thành phốở Trung quốc cũng dựđịnh đưa những ý tưởng này vào trong vấn đề quy hoạch tổng thể thành phố sinh thái.
Một trong những trường hợp điển hình nhất là dự án xây dựng thành phố sinh thái DongTan, nằm ở gần Thượng Hải (Trung Quốc).
Dự án thành phố sinh thái DongTan:
Từ nay đến năm 2020, Trung Quốc dự kiến sẽ xây dựng thêm 400 thành phố mới, trong sốđó có đô thị thử nghiệm mọc lên từ vùng đầm lầy hoang vu Dong Tan. Đây là thành phố sinh thái
đầu tiên trên thế giới.
DongTan nằm ở cực Bắc Chongming, hòn đảo lớn thứ 3 của Trung Quốc, phía cửa sông Dương Tử. Theo sơđồ quy hoạch tổng thể, thành phố có diện tích 86km2 với số dân sinh sống
ước tính đến năm 2040 là khoảng 500.000 người.
Hình 2.3 Sơđồ quy hoạch tổng thểđô thị sinh thái DongTan Về mặt năng lượng, mục tiêu chính của việc phát triển dự án này là:
Quản lý & Sử dụng Năng lượng trong Khu Dân cư Sinh thái
Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng Khu dân cư sinh thái tại TP.HCM: Nghiên cứu điển hình cho Khu đô thị mới Thủ Thiêm 9
- Giảm thiểu sự tác động do các hoạt động sử dụng năng lượng của thành phốđến sự biến đổi khí hậu;
- Duy trì sự linh hoạt trong việc sản xuất và cung cấp năng lượng;
- Đảm bảo sự cung ứng năng lượng với mức chi phí chấp nhận được song song với việc khuyến khích sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả.
DongTan được xem là một mô hình “thành phố sinh thái” kiểu mẫu của Trung Quốc, và là một trong bốn thành phố sinh thái sẽ được xây dựng ở Trung Quốc trong thời gian sắp tới. Thành phố này sẽđược thiết kế theo hướng sinh thái với hệ thống giao thông không khói thải, hệ thống năng lượng và nước tự cung tự cấp hoàn toàn, kết hợp với việc vận dụng các nguyên tắc thiết kế tòa nhà tiêu thụ năng lượng tối thiểu.
Hình 2.4 Mô hình thiết kế tổng thể khu dân cư Các đặc điểm cơ bản:
- Về cao độ công trình, tại khu vực này các tòa nhà được xây dựng theo từng dãy cao từ 6-8 tầng, được thiết kế thông gió tự nhiên nhằm giảm thiểu nhu cầu điều hòa không khí, các mái nhà đều phủ cỏđể cách nhiệt;
- Về hệ thống cấp nước, sẽ có hai hệ thống cấp nước riêng biệt, một là hệ thống nước sinh hoạt và hệ thống “nước xám” là hỗn hợp của nước sông dẫn từ mạng lưới kênh rạch và nước thải đã được xử lý để phục vụ tưới cây và cho các nhà vệ sinh. Giải pháp này sẽ cắt giảm được 2/3 lượng nước sạch.
Quản lý & Sử dụng Năng lượng trong Khu Dân cư Sinh thái
Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng Khu dân cư sinh thái tại TP.HCM: Nghiên cứu điển hình cho Khu đô thị mới Thủ Thiêm 10
- Thành phố dành cho mỗi người đi bộ không gian lớn gấp sáu lần ở Copenhagen (Đan Mạch) - một trong những thành phố thoáng khí nhất châu Âu. Các xe buýt nối liền các khu phố chạy bằng pin nhiên liệu và trong tương lai sẽ chạy bằng khí hydro.
- Xe gắn máy truyền thống bị cấm, người dân đi lại bằng xe đạp và xe tay ga chạy điện. Riêng xe hơi thì không bị cấm nhưng các con đường sẽđược thiết kế sao cho dễ dàng, tạo
điều kiện cho người ta đến nơi làm việc bằng xe đạp và đi bộ còn nhanh hơn đi ô tô. Đối với du khách đến thành phố DongTan bằng xe hơi sẽ gửi xe ở bãi giữ xe, sau đó đi xe buýt vào trong nội thành.
- Năng lượng cung cấp cho thành phố hoàn toàn từ các nguồn năng lượng tái tạo. Ngoài nguồn năng lượng từ các nhà máy điện gió với các tuốc-bin gió công suất lớn và các hệ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
thống điện mặt trời để sản xuất ra điện, cón có một nhà máy xử lý chất thải nằm ở vùng ven thành phố có các hầm ủ yếm khí để biến nước thải và các chất thải hữu cơ thành khí sinh học sử dụng cho nấu nướng, sưởi ấm và phát điện cho thành phố.