Kiểm soát năng lượng nhìn từ thế giới về Việt Nam
Nhìn ra thế giới, các nước như Úc, Mỹ, Nhật, Tây Âu là những nước phát triển, đi tiên phong trong vấn đề tiết kiệm năng lượng. Họ đang đặc biệt chú trọng đến tiết kiệm năng lượng trong mọi ngành nghề, trong đó có kiến trúc. Điều này được nhìn nhận và hiện thực hóa rất sớm.
Ở Mỹ, vào khoảng những năm 70, trong khuôn khổ dự án hợp tác của Đại học Winsconsin và Đại học Colorado về ứng dụng năng lượng mặt trời, trường Wisconsin đã đóng góp một chương trình máy tính để dự đoán việc sử dụng năng lượng trong kiến trúc, song hành với nó là một ngôi nhà được xây ở Colorado nhằm mục đích thực hành, đo đạc và kiểm chứng các kết quả tính toán mô phỏng.
Ngay sau đó, một nghiên cứu sinh đã tận dụng chương trình này để thực hiện luận án tiến sỹ với việc chỉnh sửa để tạo ra chương trình mô phỏng hệ thống lưu nhiệt. Qua một quá trình phát triển hơn 25 năm, phần mềm có tên gọi là TRNSYS được hoàn thiện để tính toán và dự báo mọi vấn đề về nhiệt độ và năng lượng, khí thải CO2 trong kiến trúc. Hiện nay chương trình này được phân phối trên toàn cầu và đặc biệt được sử dụng rộng rãi tại các nước phát triển.
ThS. KTS Trần Thành Vũ - Chủ tịch Hội mô phỏng hiệu năng công trình xây dựng Việt Nam (IBPSA-Vietnam)
Một ứng dụng điển hình là tính toán mô phỏng cho tòa nhà văn phòng của công ty hàng không vũ trụ châu Âu tại Pháp, tiêu thụ năng lượng cho tòa nhà ở mức rất thấp khoảng 35kWh/m2/năm), sai số so với tính toán vào khoảng 5%. Lý do sai số là do người sử dụng mở cửa sổ không hoàn toàn đúng với nguyên tắc hoạt động trong tính toán mô phỏng.
Từ ví dụ này có thể thấy, điều đầu tiên là tầm nhìn, cách đây 40 năm họ đã nghĩ đến việc sử dụng và dự báo sử dụng năng lượng sao cho hiệu quả và chính xác. Thứ hai là sự kết hợp chặt chẽ giữa ứng dụng khoa học kỹ thuật trong thiết kế để tạo ra hiệu quả sử dụng tốt, kinh tế nhất và đảm bảo các tiêu chuẩn môi trường.
Ở Việt Nam, những điều này còn quá mới mẻ, vai trò của môn vật lý kiến trúc còn rất hạn chế, những kiến thức về môi trường được áp dụng trong thiết kế kiến trúc chỉ là kinh nghiệm và cảm tính từ thông gió, cách nhiệt, chiếu sáng, âm thanh… Tuy vậy kinh nghiệm chỉ áp dụng hiệu quả cho những công trình đã từng làm và lặp lại vài lần, đối với những loại công trình mới, những tòa nhà chưa bao giờ thực hiện, cơ sở nào cho các kiến trúc sư thiết kế để đảm bảo các vấn đề về môi trường? Đây là một câu hỏi chưa có lời đáp.
Kiểm soát năng lượng từ bước thiết kế
Về cơ bản, hai chủ đề bền vững môi trường và hiệu quả năng lượng khi được nghiên cứu sâu sẽ có nhiều tính toán phức tạp về khoa học kỹ thuật, nhưng kết quả cuối cùng lại đơn giản và liên quan trực tiếp đến vấn đề tài chính. Kết quả cần thiết của một nghiên cứu sâu trong thiết kế kiến trúc và năng lượng chính là chi phí đầu tư và chi phí vận hành, bảo dưỡng công trình, kết hợp với doanh thu dự kiến sẽ tính ra được hiệu quả kinh doanh dài hạn.
Đây chính là những con số mà chủ đầu tư và ban quản lý dự án nên đề nghị tư vấn thiết kế đưa ra và rất nên đòi hỏi số liệu cho vài trường hợp nghiên cứu khác nhau. Ví như sau khi đã chọn ra được phương án thiết kế sơ bộ thì cần nghiên cứu đánh giá các loại tường cách nhiệt khác nhau, các giải pháp kính khác nhau, có và không có tấm che nắng, tấm che nắng có độ vươn dài và mật độ khác nhau – tất cả những điều này đều ảnh hưởng tới chi phí đầu tư thiết bị và chi phí hoạt động…
Các công ty trong nước khi thuê tư vấn thiết kế nước ngoài với giá cao mà không đòi hỏi những tính toán sâu nêu trên thì thực chất đó là những cuộc mua bán đắt đỏ và lãng phí. Lãng phí về tiền bạc là một phần, phần quan trọng hơn là lãng phí sự tiến bộ trong ứng dụng khoa học kỹ thuật mà lẽ ra chúng ta đáng được hưởng. Điều này tạo nên một thói quen khiến cho nền kiến trúc trong nước rất khó tạo nên sự cạnh tranh chất xám cũng như ảnh hưởng không tốt đến sự phát triển lâu dài.
Hiện nay các công ty tư vấn thường xuyên phải làm việc gấp rút để đáp ứng yêu cầu tiến độ đưa ra công trường của chủ đầu tư. Dù tư vấn thiết kế có năng lực cũng không đủ thời gian để nghiên cứu cộng với việc chủ đầu tư không yêu cầu đưa ra những số liệu tính toán cụ thể cho những giải pháp tiết kiệm khác nhau. Lẽ đương nhiên như vậy đơn vị thiết kế sẽ không thực hiện bước tính toán những số liệu về môi trường và năng lượng, không cần nghiên cứu các giải pháp cắt giảm chi phí thiết bị và chi phí hoạt động.
Nhà hát Esplanade (Singapore)
Đây là thiếu sót lớn trong công tác quản lý và giám sát thiết kế. Đó chính là điều mà ban quản lý dự án và chủ đầu tư nên kiểm soát để tránh chi phí đầu tư thiết bị, chi phí vận hành công trình bị đẩy lên cao dẫn đến tình trạng đầu tư xây dựng kém hiệu quả về lâu dài.
Về phía quản lý đô thị và cấp phép xây dựng cũng nên thiết lập các tiêu chuẩn tiêu thụ năng lượng và quy định thời gian nghiên cứu, nộp hồ sơ theo từng giai đoạn thiết kế phù hợp với quy mô và chủng loại công trình. Như vậy mới dần góp phần đưa đất nước ra khỏi tình trạng thiếu điện như hiện nay.
Hiện tại, hệ thống chứng nhận tiêu chuẩn Công trình xanh của Việt Nam có sự tham khảo từ các tiêu chuẩn nước ngoài. Nhưng rồi sớm hay muộn chúng ta cũng sẽ phải trả tiền cho việc thẩm định và đánh giá này, vậy thì tại sao lại không tự bắt tay thực hiện dưới dạng quy chuẩn quốc gia?
Xin dẫn một ví dụ mà giai đoạn nghiên cứu môi trường làm thay đổi kiến trúc: công trình nhà hát Esplanade nổi tiếng được gọi nôm na là "quả sầu riêng" của Singapore. Ban đầu công trình này được thiết kế như 2 khối thủy tinh, sau khi có các kết quả tính toán về môi trường và tiêu thụ năng lượng thì lớp gai phía ngoài có tác dụng che nắng được bổ sung thêm. Các tính toán này được thực hiện bởi đội ngũ kiến trúc sư và kỹ sư nước Anh.
Tuy nhiên đến giai đoạn hiện nay thì các kiến trúc sư đào tạo ở các nước phát triển đã được trang bị tốt hơn các kiến thức về môi trường cũng như các công cụ để tự đánh giá thiết kế trước khi chuyển giao cho kỹ sư. Như vậy sẽ tránh được thay đổi thiết kế, tránh sự khắc phục chắp vá giữa kiến trúc sư và kỹ sư vì 75% công trình và hiệu quả của nó nằm ngay trong những nét vẽ đầu tiên.
Thiết nghĩ quá trình đào tạo kiến trúc sư ở nước ta nên có những điều chỉnh cho phù hợp, theo kịp xu hướng của thế giới. Như vậy cũng là dần đưa kiến trúc về đúng với vị thế mà cha ông đã đặt cho nó là tạo môi trường hoạt động tốt cho con người. Biết đâu trong quá trình tìm tòi và tối ưu hóa các thiết kế theo hướng này chúng ta lại tìm ra một thứ gì đó là biểu hiện, là bản sắc, là ngôn ngữ đặc trưng có tính kết hợp giữa kiến trúc Việt truyền thống và hiện đại.
