Lựa chọn mô hình kiến trúc xanh cho nhà chung cư cao tầng

Các dự án nhà chung cư cao tầng ở Việt Nam phát triển nhanh chóng trong những năm vừa qua, chiếm số lượng chủ yếu trong các công trình cao tầng nhưng mới chỉ đáp ứng các yêu cầu về mặt công năng, thẩm mỹ, mà chưa chú trọng tích hợp Kiến trúc xanh như một điều kiện tiên quyết. Hệ quả là môi trường đô thị nói riêng và hệ sinh thái nói chung phải gánh chịu những tác động tiêu cực như ô nhiễm không khí, ô nhiễm nguồn nước, thiếu hụt năng lượng, lãng phí nguồn tài nguyên tự nhiên, xuất hiện hiệu ứng đảo nhiệt đô thị, hiện tượng phát thải khí nhà kính… Việc lựa chọn, xác định mô hình thích hợp cho nhà chung cư cao tầng theo hướng tiếp cận kiến trúc xanh đã và đang trở thành một yêu cầu, một thách thức lớn trong bối cảnh phát triển đô thị hiện nay ở Việt Nam.

Hiện trạng kiến trúc nhà chung cư cao tầng Việt Nam nhìn từ góc độ Kiến trúc xanh

Phần lớn các dự án nhà chung cư cao tầng đã xây dựng trong thời gian gần đây chưa được tích hợp thiết kế kiến trúc xanh, thiết kế bền vững vào công trình như một hệ thống toàn diện và thực sự hiệu quả. Lác đác có một vài dự án có sự tham gia của thiết kế xanh ở một số vị trí độc lập, cụ thể như sử dụng kính Low-e, sử dụng hệ nan chắn nắng, dùng năng lượng pin mặt trời làm nóng nước sinh hoạt, dùng công nghệ lọc sạch không khí, dùng gạch chống nóng cho tường bao…Xem xét phân tích một số dự án thiết kế nhà chung cư cao tầng có thể thấy một số đặc điểm sau:

– Quy hoạch các tòa nhà bám theo mặt đường nên tỷ lệ mặt nhà hướng Đông, Tây, Tây Nam cao. Đặc biệt là các tòa nhà chung cư dạng tháp thường có nhiều hơn 2 mặt nhà ở hướng nắng. Tuy nhiên thiết kế các mặt nhà ở các hướng bất lợi về nắng, gió không được tích hợp các giải pháp chống bức xạ mặt trời truyền nhiệt vào tường bao, vào cửa sổ nên các căn hộ này thường rất nóng bức trong suốt những tháng mùa hè;

– Cấu trúc nhà chung cư cao tầng phổ biến có hai dạng tổ chức mặt bằng: Nhà hành lang giữa nút sảnh phân tán và nhà tháp nút sảnh tập trung (hình ảnh);

– Các tòa nhà chung cư thiết kế hợp khối, chiều dầy khối nhà lớn. Khu vực nút sảnh, hành lang thường được thiết kế đóng kín nên không có thông gió xuyên qua khối nhà;

– Các căn hộ bố trí tập trung với mật độ cao, liền nhau, dày đặc, tỷ lệ giữa diện tích tường bao che mặt ngoài trên khối tích sử dụng nhỏ, ngoại trừ các căn hộ góc có 2 mặt thoáng, các căn hộ còn lại đều chỉ có một mặt thoáng. Khả năng thông gió xuyên phòng và chiếu sáng tự nhiên không tốt;

– Mặt đứng các tòa nhà dù ở hướng bất lợi hay thuận lợi về nắng gió đều không chú ý đến việc cách nhiệt cho tường bao, thông gió xuyên phòng;

– Không gian xanh hầu như không được tính toán thiết kế như một thành phần của tòa nhà, căn hộ;

Từ đó dẫn đến những hệ lụy về môi trường cũng như các ảnh hưởng tiêu cực đến người sử dụng. Trong nhà nóng bức mùa hè, ẩm ướt về mùa nồm, không gian ngoài nhà khô nóng, tăng nhiệt độ đột biến do không khí nóng từ các giàn xả nhiệt điều hòa tỏa ra môi trường. Ở phạm vi rộng hơn là hiện tượng đảo nhiệt đô thị, hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu.

Như vậy, qua các đặc điểm của kiến trúc nhà chung cư cao tầng đương đại có thể thấy các yếu tố đặc trưng về quy hoạch hướng nhà, thiết kế hình khối, bố cục mặt bằng và cấu trúc không gian. Xét trên góc độ 2 mô hình Kiến trúc xanh trong bảng so sánh trên có thể thấy kiến trúc nhà chung cư cao tầng ở Việt Nam hiện nay đang chủ yếu đang phát triển theo mô hình “Cấu trúc không gian đóng kín + bố cục căn hộ tập trung”. Mô hình này nếu được tích hợp các kỹ thuật công nghệ mới hướng đến Kiến trúc xanh cũng là một định hướng đáng quan tâm trong quá trình đô thị hóa ở Việt Nam. Tuy nhiên, xét về các yếu tố về môi trường, văn hóa, xã hội, lại chưa phản ánh được tập quán, văn hóa ở gần gũi với thiên nhiên của người Việt Nam cũng như không có được sự tiếp biến các đặc trưng của kiến trúc nhà ở truyền thống của các vùng miền, đó là kiến trúc không gian mở thích ứng với khí hậu nhiệt đới.

Lựa chọn và Áp dụng hai mô hình cho nhà chung cư cao tầng

Bên cạnh các tòa nhà chung cư có mô hình “Cấu trúc không gian đóng kín + bố cục căn hộ tập trung” đang phổ biến hiện nay, có rất ít tòa nhà chung cư thiết kế theo mô hình “Cấu trúc không gian mở + bố cục căn hộ phân tán”. Một trong số đó là dự án Tổ hợp New Skyline Văn Quán có dạng tháp đôi cao 36 tầng, với khối đế cao 6 tầng, được thiết kế bởi Công ty tư vấn RDC (Singapore).

Mặt bằng có thiết kế 2 tòa nhà dạng tháp với nút sảnh chính ở trung tâm. Công trình có tỷ lệ diện tích bề mặt trên khối tích lớn. Các căn hộ bố trí phân tán, mỗi căn hộ đều có nhiều mặt thoáng nên khả năng thông gió chiếu sáng tốt. Khối nhà có các khe thoáng lấy gió cho các căn hộ ở lớp phía sau.

Ở phạm vi khu vực, đây là kiểu thiết kế mặt bằng chung cư khá phổ biến ở các nước Đông Nam Á, đó là các dự án nhà chung cư cao tầng tại Singapore, Malaysia, Thái lan…

So sánh về chỉ tiêu quy hoạch kiến trúc giữa hai mô hình “Cấu trúc KG đóng kín + bố cục căn hộ tập trung” (PA1) và “Cấu trúc KG mở + bố cục căn hộ phân tán” (PA2) có thể thấy nếu với cùng một diện tích xây dựng, cùng diện tích sàn và chiều cao, chỉ số quan trọng về mật độ xây dựng công trình có sự khác biệt. Với nguyên tắc diện tích khối đế lấy theo đường bao lớn nhất của các khối căn hộ, phương án bố trí các căn hộ tập trung sẽ có mật độ xây dựng thấp hơn và diện tích sân vườn tại tầng 1 nhiều hơn so với phương án bố trí các căn hộ phân tán. Tuy nhiên phương án bố trí các căn hộ phân tán sẽ có diện tích sân vườn trên mái khối đế nhiều hơn tương ứng. Nếu xét chung về diện tích sân vườn cây xanh trên mặt đất và sân mái khối đế thì 2 phương án có diện tích tương đương.

– Xét trên khía cạnh kỹ thuật và kinh tế của việc tích hợp thiết kế xanh vào công trình: Phương án 1 sẽ có yêu cầu kỹ thuật và mức đầu tư cao hơn do lắp đặt tường, kính nhiều lớp cách nhiệt chống nóng, hệ thống thông gió cơ khí hiệu năng cao, hệ thống kiểm soát độ ẩm, làm sạch không khí với cảm biến và thiết bị điều khiển thông minh…Phương án 2 sẽ có mức đầu tư thấp hơn do sử dụng các giải pháp tổ chức không gian đệm, cây xanh chống nóng, sử dụng hệ thống thông gió tự nhiên hoạt động trên nguyên tắc chênh lệch áp suất kết hợp với thông gió cưỡng bức bằng quạt gió.

– Xét về mặt kiến trúc, yêu cầu phù hợp với khí hậu nhiệt đới, môi trường sinh thái, tập quán ở gắn bó với thiên nhiên: Phương án 2 (Cấu trúc KG mở + bố cục căn hộ phân tán) tỏ ra thích ứng và hài hòa hơn do sự kết nối của không gian xanh, không gian mở, không gian thông tầng…với môi trường;

– Xét về yếu tố công năng, tiện nghi sử dụng: Cả hai phương án đều có thể đáp ứng các yêu cầu về công năng, đều tạo được môi trường thích hợp tạo cảm giác dễ chịu cho người sử dụng. Phương án 1 ưu việt hơn ở khả năng kiểm soát độ ẩm, làm sạch không khí, vi khuẩn, nấm mốc…;

– Xét trên mối quan hệ tương tác với môi trường: Phương án 2 với thiết kế cấu trúc không gian mở có khả năng tương tác với môi trường tốt hơn thông qua việc cây xanh trong công trình cung cấp ô-xy cho không gian sử dụng và cho hệ sinh thái khu vực, đồng thời giảm thiểu lượng phát thải khí nhà kính, bức xạ hồng ngoại ra môi trường;

Qua việc phân tích 2 dạng cấu trúc không gian nêu trên, có thể thấy phương án áp dụng “Cấu trúc KG mở + bố cục căn hộ phân tán” có các đặc điểm như mức đầu tư thấp hơn, yêu cầu về kỹ thuật công nghệ không quá phức tạp, tạo ra được các không gian mở trong và ngoài nhà hấp dẫn, thú vị và thích ứng với điều kiện khí hậu, môi trường cũng như văn hóa ở của người Việt Nam. Phạm vi áp dụng do đó cũng sẽ rộng hơn, đó là trong các khu đô thị mới phát triển, đặc biệt là các khu vực thuận lợi về hướng nắng, hướng gió, không khí trong lành như vùng núi, vùng biển, các khu vực ngoài đô thị.

Phương án “Cấu trúc KG đóng kín + bố cục căn hộ tập trung” với các thế mạnh về kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm, khói, bụi, vi khuẩn…sử dụng kỹ thuật cơ khí, điện tử tự động, công nghệ cao có thể áp dụng cho các tòa nhà chung cư cao tầng cao cấp xây dựng trong đô thị, tại các khu đất xen kẹt trong nội đô có diện tích hạn chế.

Kết luận

Việc áp dụng mô hình kiến trúc xanh trong thiết kế nhà chung cư cao tầng dù trên quan điểm bảo vệ môi trường sinh thái, đối phó với biến đổi khí hậu, hay trên góc độ của người sử dụng đều mang tính cấp thiết và hiện đang là vấn đề nhận được sự quan tâm của toàn xã hội. Tuy nhiên, vì nhiều lý do khác nhau Kiến trúc chung cư xanh vẫn chưa được các nhà thiết kế, các nhà đầu tư xây dựng áp dụng sâu rộng trong các dự án thiết kế.

– Với mô hình Kiến trúc xanh theo hướng “Cấu trúc KG đóng kín + bố cục căn hộ tập trung” giá thành căn hộ cũng như giá dịch vụ, chi phí bảo trì, sửa chữa sẽ tăng cao và không phù hợp với thu nhập của phần lớn hộ gia đình ở các thành phố nên phạm vi áp dụng cũng sẽ hạn chế.

– Với việc áp dụng mô hình Kiến trúc xanh theo hướng “Cấu trúc KG mở + bố cục căn hộ phân tán,” vướng mắc nằm trong các quy định về chỉ tiêu quy hoạch kiến trúc liên quan đến hiệu quả đầu tư:

Một đặc thù đối với các dự án nhà chung cư cao tầng là khối đế thường được thiết kế trùng với khối ở phía trên để mật độ xây dựng không vượt quá quy định, do đó đường bao diện tích xây dựng khối đế thường phụ thuộc vào đường bao khối căn hộ. Nếu chọn phương án bố cục mặt bằng khối căn hộ phân tán thì tuy diện tích xây dựng khối căn hộ không tăng nhưng đường bao mặt bằng sẽ lớn hơn do đó đường bao khối đế sẽ tăng theo tương ứng dẫn đến diện tích xây dựng tăng, mật độ xây dựng tăng nhiều hơn so với phương án bố trí mặt bằng căn hộ tập trung, nén với mật độ cao. Đó là một trong số các lí do quan trọng cản trở việc phát triển mô hình bố cục căn hộ phân tán trong nhà chung cư. Đây cũng chính là rào cản đối với các doanh nghiệp đầu tư xây dựng nhà chung cư vì thiết kế theo bố cục căn hộ phân tán sẽ làm giảm hiệu quả đầu tư.

Các biện pháp giải quyết vấn đề này đối với một công trình nhà chung cư cao tầng như sau:

– Tách chỉ tiêu mật độ xây dựng công trình thành 2 chỉ tiêu riêng biệt: mật độ xây dựng khối đế và mật độ xây dựng khối ở, trong đó ưu tiên tăng thêm mật độ xây dựng khối để khuyến khích phát triển mô hình nhà chung cư có cấu trúc mở và bố cục căn hộ phân tán;

– Quy định về hệ số tỷ lệ giữa diện tích tường bao che mặt ngoài trên khối tích sử dụng của khối căn hộ theo hướng khuyến khích thiết kế chung cư có bố cục căn hộ phân tán;
Mong rằng các cơ quan hữu quan có những nghiên cứu cụ thể và kỹ lưỡng các quy định, chính sách, chỉ tiêu định tính và định lượng liên quan để các mô hình Kiến trúc xanh trong các công trình kiến trúc nói chung và kiến trúc nhà ở cao tầng nói riêng có đủ điều kiện phát triển.

*KTS Nguyễn Như Hoàng
Đại học Kiến trúc Hà Nội

(Bài đăng trên Tạp chí Kiến trúc số 08-2019)

–––––––––––––––––––––––––––––––

Tài liệu tham khảo:
1/ Environmental Prospective of Passive Architecture Design Strategies in Terrace Houses
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877042812010762
2/ http://www.plea-arch.org/
3/ Bàn về phương pháp thiết kế Kiến trúc xanh tại Việt Nam PGS. TS Phạm Đức Nguyên – Tạp chí Kiến trúc số 07-2016
4/ Nhà thụ động (passive house)-Từ mô hình lý thuyết của Đức đến ứng dụng thực tiễn tại Việt Nam
-Tạp chí Kiến trúc số 01-2019
5/ Emphasis on Passive Design for Tropical High-rise Housing in Vietnam
Le Thi Hong Na and Jin-Ho Park – Inha University, Department of Architecture Korea.
6/ “Nhà thụ động” (passive house) https://ashui.com/mag/congnghe/xuhuong/9236-nha-thu-dong-passive-house.html
7/ Kiến trúc sinh thái – Kiến trúc phát triển bền vững
GS.TS.KTS Nguyễn Việt Châu – Tạp chí Kiến trúc số 05/2013