Ngày nay các kiến trúc sư và nhà thiết kế hướng tới những vật liệu và giải pháp mới, kiến trúc bền vững góp phần giảm lượng khí thải carbon do ngành công nghiệp xây dựng tạo ra.
Ngành công nghiệp xây dựng có tác động đáng kể đến lượng khí thải cacbon trên thế giới khi chiếm tới gần 40% lượng khí thải, trong đó 11% được tạo ra từ việc sản xuất vật liệu xây dựng như thép, xi măng và thuỷ tinh. Sau 2 năm đại dịch Covid – 19 diễn ra làm thay đổi cuộc sống của mỗi chúng ta và những bằng chứng không thể chối cãi về biến đổi khí hậu, lượng khí thải CO2 vẫn đang gia tăng, đạt mức cao nhất lịch sử vào năm 2020 theo báo cáo tình trạng toàn cầu 2020 của Global Status Report for Buildings and Construction. Dù rất nhiều tiến bộ công nghệ đã được áp dụng thông qua việc ứng dụng vật liệu tái chế và các vật liệu xanh vào quy trình xây dựng. Tuy nhiên vẫn còn một chặng đường dài để có thể giảm lượng khí thải carbon xuống mức tối thiểu hoặc gần như “bằng không”.
Dưới những tác động trên, đòi hỏi chính phủ mỗi quốc gia cần có những tiêu chuẩn cụ thể để hạn chế lượng khí thải carbon do ngành công nghiệp xây dựng tạo ra, từ đó bảo đảm một môi trường “xanh” và bền vững cho người dân. Vì vậy, tiêu chuẩn “Net-zero” được coi là một trong những giải pháp hiệu quả nhất cho vấn đề này.
1. “Net – zero” là gì ?
Theo định nghĩa, “Net – zero” là không làm tăng tổng lượng khí nhà kính thải vào khí quyển hay còn được hiểu là giảm lượng phát thải carbon xuống bằng không từ hoạt động sản xuất, thiết kế hay thi công. Trạng thái đạt được bằng cách sử dụng chất liệu giảm khí thải nhà kính, hay dùng những phương pháp tiêu thụ hoặc hấp thụ tất cả các CO2 phát ra trong quá trình xây dựng và thi công, ngoài năng lượng được sử dụng, sẽ bao gồm những gì được phát ra bởi các vật liệu. Mặc dù những toà nhà Net-Zero chỉ chiếm một phần rất nhỏ trong các công trình, các kiến trúc sư bằng công cụ, công nghệ hay kiến thức, vẫn đang cố biến chúng thành những công trình bình thường mới.
2. Đặc trưng cơ bản của phong cách “Net – zero”
Để một công trình được gọi là “Net – zero”, chúng cần có 6 tính năng thiết yếu bao gồm Net-Zero Energy, Net-Zero Carbon, khí thải Carbon và nhiên liệu hoá thạch, tính bền vững, thiết kế thụ động, tái thiết thích nghi.
2.1 Net-Zero Energy (NZE)
Net-Zero Energy là một công trình cân bằng về năng lượng, năng lượng được tạo ra và tuần hoàn để vận hành trong suốt quá trình hoạt động của nó. Các toà nhà thoả mãn Net-Zero Energy thường được thiết kế với 3 yêu cầu sau:
a. Tiêu năng này đòi hỏi sử dụng năng lượng cực nhỏ, đủ nhỏ để cân bằng với mức năng lượng tự sinh ra do các thiết bị tái tạo năng lượng (pano năng lượng mặt trời, turbine gió…).
b. Sử dụng năng lượng tái tạo thông qua việc tự sản xuất và giảm sử dụng năng lượng hoá thạch và năng lượng than đá.
c. Giảm tối đa năng lượng thông qua các thiết kế tối ưu hoá.
Để đạt được tính năng Net-Zero Energy không phụ thuộc hoàn toàn vào toà nhà hoạt động hiệu quả hay không, mà là giảm tải năng lượng và sau đó sử dụng dụng năng lượng tái tạo để thay thế. Điều này đặc biệt khó khăn khi thiết kế một căn chung cư hay trung tâm thương mại đạt chuẩn hiện nay. Sở dĩ bản thân chúng ngốn rất nhiều năng lượng. Trên thế giới cũng rất ít có các toà nhà như vậy. Không chỉ vấn đề điện, còn có những vấn đề khác như khí đốt, nước nóng, nhiệt,…
2.2 Net-Zero Carbon
Net-Zero Carbon đạt được thông qua việc giảm thiểu xây dựng và vật liệu xây dựng có khả năng tạo ra khí thải carbon lớn. Nói một cách đơn giản, Net-Zero Carbon = Tổng lượng khí thải ra – tổng lượng khí tránh khỏi sau khi tối ưu hoá. Giảm lượng carbon thải ra từ xây dựng thông qua quá trình lựa chọn vật liệu và phương thức thi công. Cách này thường có thể giảm được các chất thải khí trong lúc vận hành, mà bản thân vật liệu thải ra ảnh hưởng đến sức khỏe tinh thần và thể chất của gia chủ.
2.3 Phát thải Carbon & nhiên liệu hoá thạch
Phát thải carbon, hay khí thải nhà kính, là khí thải tạo ra trong quá trình sản xuất vật liệu xây dựng, nhất là sản xuất xi măng và đốt nhiên liệu hoá thạch. Nhiên liệu hoá thạch (than đá, khí tự nhiên, dầu thô và các sản phẩm từ dầu mỏ) là các loại nhiên liệu chứa một hàm lượng carbon và hydrocarbon cao, vì vậy khi đốt lên hoặc sử dụng chúng sẽ tạo ra một lượng lớn khí thải CO2. Mặc dù chúng có nguồn gốc hình thành từ thực vật và động vật, nhiên liệu hoá thạch trong quá trình sản xuất thường được trộn với những sản phẩm hoá học khác để tạo ra những chất hiệu quả hơn như cách chúng ta biến dầu mỏ thành xăng chạy máy.
Phát thải Carbon & nhiên liệu hoá thạch là một trong những nguyên nhân chính đằng sau biến đổi khí hậu, gây hiệu ứng nhà kính, làm tăng lực phóng xạ, góp phần vào sự nóng lên toàn cầu, làm cho nhiệt độ trung bình bề mặt của Trái Đất tăng. Người ta ước tính rằng gần 80% lượng khí thải nhà kính bắt nguồn từ quá trình đốt cháy nhiên liệu hoá thạch, với ngành xây dựng đây là một trong những nguyên nhân chính làm tăng lượng khí thải của ngành.
2.4 Tính bền vững
Trong kiến trúc, thuật ngữ “bền vững” được sử dụng trong nhiều ngữ cảnh khác nhau. Một trong số đó thể hiện xu hướng kiến trúc xanh, kiến trúc sinh thái quan tâm tới môi trường và sự hoà thuận với môi trường bằng cách sử dụng các nguồn lực tự nhiên, xã hội và kinh tế.
Tính bền vững hướng tới tận dụng tối đa những gì có sẵn trong tạo hóa và khả năng tái sử dụng khi các công trình đã hoàn thành mục tiêu ban đầu. Hay đơn giản có thể hiểu tính bền vững trong kiến trúc là mô hình kiến trúc được thiết kế và phát triển theo xu hướng hòa vào thiên nhiên, gần gũi với thiên nhiên nhằm bảo toàn sự cân bằng của môi trường và hệ sinh thái.
2.5 Thiết kế thụ động
Theo định nghĩa, thiết kế thụ động trong kiến trúc là thiết kế tận dụng các điều kiện thuận lợi của khí hậu để duy trì phạm vi tiện nghi nhiệt trong nhà. Thiết kế thụ động sẽ làm giảm, loại bỏ sự cần thiết làm mát hoặc sưởi ấm, từ đó giảm tiêu thụ năng lượng và giảm phát thải khí C02 trong suốt vòng đời công trình.
Hệ thống năng lượng mặt trời thụ động là một thiết kế thụ động dựa vào nhiệt lượng của Mặt trời để điều tiết điện năng, nhiệt năng, ánh sáng, nước nóng trong nhà mà không cần làm mát hay sưởi ấm nhân tạo. Ngoài ra, một số phương thức tự nhiên khác có thể kể đến như gió, nước, hay địa nhiệt,…
Một số vấn đề cần giải quyết trong tính năng này có thể kể đến như: vị trí mặt trời, hướng gió, vị trí cửa sổ, giếng trời, vật liệu hấp thụ nhiệt, mặt đứng kính và tấm thu mặt trời ở những nơi có thể, các bồn nước, phương thức tạo bóng mát,…
2.6 Tái thiết thích nghi
Tái sử dụng thích ứng là một cách để cứu một tòa nhà bị lãng quên có thể bị phá hủy. Việc tái sử dụng mang đến nhiều lợi ích cho môi trường bằng cách bảo tồn tài nguyên thiên nhiên và giảm thiểu nhu cầu về vật liệu mới. Hiện nay, với sự xuất hiện hàng loạt của nhà cao tầng, nhu cầu nhà ở, thiếu hụt không gian xanh,… đã nảy sinh nhiều vấn đề đến môi trường và xã hội. Một trong số những cách để đối phó với việc này đó là việc tái sử dụng lại những công trình cũ, thêm những điểm nhấn mới và tạo ra những công năng cần thiết phù hợp cho cuộc sống hiện đại thay vì chọn phá huỷ và tái thiết hoàn toàn gây ra lượng lớn khí thải carbon.
Tái sử dụng thích nghi thể hiện dưới nhiều hình thức như tái sử dụng vật liệu, cải tạo các công trình kiến trúc cũ hoặc thay đổi chức năng ban đầu của không gian,…
