Mục đích nghiên cứu của Luận án nhằm góp phần phát huy các giá trị văn hóa truyền thống, đồng thời hướng đến việc xanh hóa nhà ở đô thị một cách thiết thực và toàn diện theo kinh nghiệm của nhiều quốc gia trên thế giới, khai thác các tiềm năng và phù hợp với điều kiện về nguồn lực ở nước ta hiện nay. Mời các bạn cùng tham khảo!
Mục đích và mục tiêu nghiên cứu
(1) Mục đích nghiên cứu: Góp phần phát triển nhà ở xanh tại đô thị
(2) Mục tiêu nghiên cứu tổng quát: Xanh hóa CCTT tại TPHCM thông qua việc khai thác các GTX trong kiến trúc NOTT Nam Bộ
(3) Mục tiêu nghiên cứu cụ thể:
- Mục tiêu 1: Nhận dạng hệ GTX trong kiến trúc NOTT Nam Bộ
Mục tiêu 2 của bài viết là đề xuất hệ “GTX chuyển đổi” cho kiến trúc CCTT tại TPHCM, dựa trên nguyên tắc kế thừa và chuyển hóa các GTX trong kiến trúc NOTT Nam Bộ.
- Mục tiêu 3: Đề xuất định hướng cho các giải pháp thiết kế xanh CCTT tại
TPHCM trên cơ sở kế thừa và chuyển hóa các GTX trong kiến trúc NOTT Nam Bộ.
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp phân tích-tổng hợp-hệ thống hóa là kỹ thuật xử lý thông tin và tài liệu nhằm hiểu rõ các vấn đề liên quan đến nội dung và đối tượng nghiên cứu Phương pháp này giúp chọn lọc và sắp xếp thông tin một cách hệ thống, từ đó phát hiện hướng phát triển của các vấn đề để đạt được các mục tiêu nghiên cứu.
Phương pháp lịch sử-logic giúp hiểu rõ quá trình hình thành và phát triển của các vấn đề liên quan đến đối tượng nghiên cứu, đồng thời làm nổi bật các quy luật khách quan chi phối quá trình này.
Phương pháp so sánh đối chiếu giúp xác định các yếu tố đặc thù liên quan đến thuộc tính của đối tượng nghiên cứu, từ đó đánh giá và đưa ra hướng xử lý phù hợp cho các vấn đề liên quan.
(4) Phương pháp quan sát khoa học: Giúp tiếp cận trực tiếp đối tượng nghiên cứu để thu thập các thông tin thực tế bằng nhãn quan chuyên môn
Phương pháp điều tra khảo sát là cách tiếp cận hiệu quả để thu thập thông tin từ một nhóm đối tượng nghiên cứu rộng lớn Qua đó, phương pháp này giúp phát hiện đầy đủ các mức độ biểu hiện của các thuộc tính liên quan, từ đó tạo ra cái nhìn toàn diện về đối tượng Việc này không chỉ hỗ trợ trong việc phân nhóm mà còn đánh giá đối tượng nghiên cứu một cách khoa học và chính xác.
Phương pháp điều tra xã hội học là quá trình thu thập thông tin từ ý kiến của các đối tượng có liên quan chặt chẽ đến nghiên cứu, nhằm tạo cơ sở cho việc đánh giá.
4 thực trạng các vấn đề thuộc về đối tượng nghiên cứu, xác định xu thế cần thiết trong hướng phát triển của đối tượng nghiên cứu
Phương pháp phân tích hình thái là kỹ thuật phổ biến trong lĩnh vực quy hoạch, được áp dụng để phân tích hình thái của công trình kiến trúc trong các luận án Phương pháp này giúp xác định ý nghĩa của các thuộc tính kiến trúc liên quan đến vấn đề nghiên cứu của đối tượng.
(8) Phương pháp chuyên gia: Giúp xem xét, đánh giá bản chất các vấn đề liên quan đến đối tượng nghiên cứu một cách khoa học, khách quan
(9) Phương pháp định lượng bằng thang đo Likert: Dùng định lượng giá trị của các thuộc tính liên quan đến đối tượng nghiên cứu một cách đơn giản
Phương pháp mô hình hóa cho phép khái quát và lý tưởng hóa mô hình của đối tượng nghiên cứu bằng cách diễn dịch các đặc tính quan trọng của sự vật gốc vào mô hình Phương pháp này cũng giúp tách biệt các thành tố của đối tượng, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu sâu hơn.
Nội dung tiến trình nghiên cứu
Luận án nghiên cứu nhằm phát triển nhà ở xanh tại đô thị, sử dụng phương pháp phân tích, tổng hợp và hệ thống hóa, cùng với phương pháp lịch sử-logic Nghiên cứu tổng quan về sự phát triển của các giải pháp xanh trong kiến trúc nhà ở toàn cầu và tình hình nhà ở xanh tại Việt Nam, nhằm nhận thức rõ ràng về các thuận lợi và khó khăn trong việc xanh hóa nhà ở Đồng thời, luận án cũng tìm ra phương thức tiếp cận và xác định các đối tượng tiềm năng cho việc phát triển nhà ở xanh tại TPHCM.
Kết quả nghiên cứu xác định mục tiêu tổng quát là "Xanh hóa CCTT tại TPHCM thông qua việc khai thác các GTX trong kiến trúc NOTT Nam Bộ" Đồng thời, đối tượng nghiên cứu bao gồm (i) Các GTX trong kiến trúc NOTT Nam Bộ và (ii) Kiến trúc CCTT tại TPHCM.
Bước 2 trong luận án áp dụng các phương pháp phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa, cùng với phương pháp lịch sử-logic và bổ sung thêm phương pháp so sánh đối chiếu Các kết quả khảo sát trước đó được kế thừa và sử dụng để vẽ ghi NOTT.
Nam Bộ từ các công trình nghiên cứu đi trước; luận án xử lý các thông tin từ các
Nghiên cứu này thống kê, phân loại và chọn lọc các kiểu NOTT theo tiến trình lịch sử đại diện, như trình bày ở Phụ lục 1 Qua việc phân tích các đặc điểm tiêu biểu trong kiến trúc NOTT Nam Bộ và cách cư dân tương tác với môi trường sống, luận án khẳng định sự tồn tại của các GTX trong kiến trúc NOTT Nam Bộ, đồng thời so sánh với các đặc điểm của NOTT miền Bắc và Trung Bộ.
Kết quả nghiên cứu: Xác định được mục tiêu nghiên cứu cụ thể 1 là: “Nhận dạng hệ GTX trong kiến trúc NOTT Nam Bộ”
Bước 3 của luận án nhằm cung cấp cái nhìn tổng quan về thực trạng CCTT tại TPHCM thông qua phương pháp phân tích, tổng hợp và hệ thống hóa, cũng như phương pháp lịch sử-logic để tìm hiểu kiến trúc CCTT trên thế giới và sự phát triển của loại hình nhà ở này qua các thời kỳ tại thành phố Luận án tiếp tục sử dụng phương pháp quan sát khoa học, điều tra khảo sát và điều tra xã hội học để khảo sát một số CCTT tiêu biểu tại TPHCM, đồng thời phỏng vấn ý kiến người dân về tiện nghi sống và nhu cầu của họ Kết quả nghiên cứu chỉ ra những hạn chế trong môi trường sống tại các CCTT hiện nay và nhấn mạnh vai trò quan trọng của các giải pháp thiết kế (GTX) trong việc phát triển CCTT của thành phố.
Kết quả nghiên cứu: Xác định mục tiêu nghiên cứu cụ thể 2 là: “Đề xuất hệ
“GTX chuyển đổi” cho kiến trúc CCTT tại TPHCM nhằm kế thừa và chuyển hóa các GTX trong kiến trúc NOTT Nam Bộ, với mục tiêu nghiên cứu cụ thể là phát triển các giải pháp kiến trúc phù hợp với bối cảnh địa phương, bảo tồn giá trị văn hóa và lịch sử, đồng thời đáp ứng nhu cầu phát triển hiện đại.
Đề xuất các giải pháp thiết kế xanh cho nhà CCTT tại TPHCM cần dựa trên việc kế thừa và chuyển hóa các giá trị truyền thống trong kiến trúc NOTT Nam Bộ Điều này không chỉ giúp bảo tồn bản sắc văn hóa mà còn nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và bảo vệ môi trường.
Bước 4: Luận án áp dụng phương pháp phân tích, tổng hợp và hệ thống hóa để xây dựng các cơ sở khoa học, từ đó đạt được các mục tiêu nghiên cứu cụ thể.
Nghiên cứu đã chỉ ra các cơ sở khoa học liên quan đến pháp lý, lý luận và thực tiễn, cùng với những yếu tố ảnh hưởng đến giá trị thiết kế kiến trúc (GTX) trong lĩnh vực nhà ở tại TPHCM.
Bước 5 của nghiên cứu tập trung vào việc thực hiện mục tiêu cụ thể 1, dựa trên cơ sở lý luận từ bước 4 Luận án áp dụng phương pháp phân tích hình thái để xác định các đặc tính xanh (ĐTX) trong NOTT Nam Bộ, dựa vào biểu hiện của chúng trong các yếu tố cấu thành ngôi nhà Để đảm bảo tính khách quan trong việc đánh giá các ĐTX, nghiên cứu sử dụng phương pháp chuyên gia kết hợp với thang đo Likert, phỏng vấn ý kiến độc lập của 6 nhà khoa học có chuyên môn và kinh nghiệm phù hợp với nội dung nghiên cứu.
Phương pháp so sánh đối chiếu và phân tích-tổng hợp-hệ thống hóa được áp dụng để tổng hợp các kết quả đánh giá từ các chuyên gia, từ đó xác định giá trị của từng ĐTX, hình thành nên hệ GTX trong NOTT Nam Bộ.
Kết quả nghiên cứu: Nhận dạng được hệ GTX trong kiến trúc NOTT Nam
Bộ với thang giá trị hoàn chỉnh
Bước 6 của nghiên cứu tập trung vào việc thực hiện mục tiêu cụ thể 2, với nhận thức rằng các giá trị văn hóa truyền thống (GTX) trong kiến trúc nhà ở truyền thống (NOTT) Nam Bộ là rất quan trọng Luận án áp dụng các nguyên tắc lý luận để kế thừa và chuyển hóa những giá trị này dựa trên quan điểm duy vật biện chứng Phương pháp so sánh đối chiếu được kết hợp với phân tích, tổng hợp và hệ thống hóa nhằm so sánh các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành và phát triển của NOTT Nam Bộ và kiến trúc cổ truyền tại TPHCM Qua đó, luận án phân tích các đặc điểm tiêu biểu trong cấu thành của hai loại hình kiến trúc này, từ đó chọn lọc và chuyển đổi các đặc trưng trong NOTT Nam Bộ thành các “ĐTX chuyển đổi” cho kiến trúc cổ truyền.
Kết quả nghiên cứu: Hệ “GTX chuyển đổi” cho kiến trúc CCTT tại
TPHCM trên nguyên tắc kế thừa và chuyển hóa các GTX trong kiến trúc NOTT Nam Bộ
Bước 7 của nghiên cứu tập trung vào việc thực hiện mục tiêu cụ thể 3, dựa trên cơ sở khoa học và kết quả từ bước 6 Luận án áp dụng phương pháp so sánh đối chiếu và mô hình hóa để khám phá mối quan hệ giữa các yếu tố cấu thành trong NOTT Nam Bộ và CCTT tại thành phố Qua đó, luận án “mô hình hóa” kiến trúc CCTT bằng cách liên kết các “ĐTX chuyển đổi” với các thành tố của CCTT Phương pháp phân tích-tổng hợp-hệ thống hóa được sử dụng để khai thác các nguyên tắc trong việc xây dựng kiến trúc NOTT Nam Bộ, nhằm đạt được các ĐTX đã xác định ở bước 5 Cuối cùng, luận án “diễn dịch” các ĐTX trong các yếu tố cấu thành CCTT, từ đó hình thành nội dung định hướng cho các giải pháp thiết kế xanh nhà CCTT tại TPHCM.
Kết quả nghiên cứu: Định hướng cho các giải pháp thiết kế xanh CCTT tại
TPHCM trên cơ sở kế thừa và chuyển hóa các GTX trong kiến trúc NOTT Nam Bộ
Sơ đồ 0.1 Các phương pháp nghiên cứu khoa học được sử dụng trong các bước của tiến trình nghiên cứu
Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của đề tài
Nhận dạng hệ GTX trong kiến trúc NOTT Nam Bộ khẳng định sự phong phú và tính thời đại của giá trị văn hóa truyền thống dân tộc, thể hiện rõ nét trong kiến trúc truyền thống Việt Nam.
CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Quan sát khoa học Điều tra khảo sát Điều tra xã hội học
Chuyên gia Định lượng bằng thang đo Likert
TIẾN TRÌNH NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN BƯỚC 1 BƯỚC 2 BƯỚC 3 BƯỚC 4 BƯỚC 5 BƯỚC 6 BƯỚC 7
Luận án giới thiệu một phương pháp khoa học mới nhằm xanh hóa CCTT tại TPHCM, hướng tới phát triển bền vững toàn diện Phương thức này không chỉ mang lại hiệu quả thiết thực mà còn giúp phát huy các giá trị văn hóa truyền thống trong bối cảnh hiện đại, phù hợp với tiềm năng và điều kiện thực tế của đất nước.
Hệ “GTX chuyển đổi” được phát triển dựa trên nguyên tắc kế thừa và chuyển hóa các GTX trong kiến trúc NOTT Nam Bộ, không chỉ áp dụng cho kiến trúc CCTT tại TPHCM mà còn có thể được nghiên cứu để áp dụng cho các loại hình nhà ở khác trong khu vực này.
Đề xuất giải pháp thiết kế xanh cho các nhà chung cư tại TPHCM nhằm nâng cao chất lượng sống cho cư dân, đồng thời mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật và bảo vệ môi trường sinh thái lâu dài Các giải pháp này cần gắn kết với đặc điểm văn hóa và xã hội của cộng đồng cư dân TPHCM.
Những đóng góp mới của luận án
Việc nhận dạng hệ GTX trong kiến trúc NOTT Nam Bộ dựa trên một tập hợp các kiểu thức tiêu biểu chưa từng được nghiên cứu chuyên biệt trước đây Hệ GTX này là cơ sở hình thành hệ “GTX chuyển đổi”, từ đó xây dựng định hướng cho các giải pháp thiết kế xanh không chỉ cho kiến trúc CCTT tại TPHCM mà còn mở rộng cho các loại hình nhà ở khác trong khu vực Nam Bộ.
Đề xuất định hướng cho các giải pháp thiết kế xanh cho nhà CCTT tại TPHCM cần dựa trên việc kế thừa và chuyển hóa các giải pháp thiết kế xanh trong kiến trúc NOTT Nam Việc này không chỉ giúp nâng cao tính bền vững mà còn tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng và tài nguyên trong xây dựng.
Bộ chưa từng thực hiện nghiên cứu toàn diện nào về thiết kế chung cư xanh thấp tầng mang GTX bền vững Nội dung định hướng này sẽ giúp hình thành giải pháp thiết kế, mang lại chất lượng sống thực tế và toàn diện cho người dân.
Cấu trúc của luận án
Thuật ngữ “kế thừa” và “chuyển hóa” được đề cập trong luận án
Kế thừa có hai nghĩa chính: thứ nhất, là hưởng gia tài do tổ tiên để lại; thứ hai, là tiếp thu và duy trì các truyền thống văn hóa của ông cha.
Kế thừa thể hiện rõ qua sự biến đổi về lượng của một chất, phản ánh quá trình phát triển và sự hồi lặp trong sự vật, đồng thời liên quan mật thiết đến sự vận động và tiến bộ.
Kế thừa là quá trình tích hợp các yếu tố của cái cũ vào cái mới, nhằm phục vụ cho sự phát triển và tiến bộ.
Chuyển hóa là thuật ngữ có nguồn gốc từ sinh học
Trong triết học, chuyển hóa được hiểu là sự thay đổi về chất của sự vật, giúp chúng đạt được những hình thức cao hơn hoặc hình thành nên những chất mới.
Như vậy, luận án đề xuất việc “kế thừa và chuyển hóa các GTX trong kiến trúc
"NOTT Nam Bộ" đề cập đến việc tiếp thu có chọn lọc và phát huy các giá trị truyền thống trong kiến trúc NOTT, thực hiện một cách biện chứng theo quy luật vận động và phát triển.
Mối liên hệ giữa thuật ngữ “xanh” với khái niệm “phát triển bền vững” 9 1.1.3 Các khái niệm liên quan đến thuật ngữ “xanh” trong lĩnh vực kiến trúc- xâydựng
Năm 1987, Hội đồng thế giới về Môi trường và Phát triển đã định nghĩa khái niệm “phát triển bền vững” trong báo cáo mang tên “Tương lai chung của chúng ta” (Our Common Future).
- còn gọi là “Tuyên bố Brundtland” (Brundlantland Report) và nhận được sự đồng thuận cao trên thế giới
Phát triển bền vững (PTBV) được định nghĩa là việc quản lý tăng trưởng kinh tế nhằm sử dụng tài nguyên thiên nhiên một cách hợp lý, đảm bảo cuộc sống cho các thế hệ tương lai PTBV bao gồm các chính sách phát triển chính trị và kinh tế xã hội, đáp ứng nhu cầu hiện tại mà không ảnh hưởng đến nhu cầu của các thế hệ kế tiếp.
PTBV encompasses three key areas: environmental sustainability, economic sustainability, and social sustainability.
Hiện nay, thuật ngữ “xanh” được sử dụng phổ biến để chỉ tính bền vững trong phát triển bền vững (PTBV), dần thay thế cho các khái niệm bảo tồn và bảo vệ môi trường.
(protection) môi trường (bao gồm cả môi trường sinh thái tự nhiên và môi trường văn hóa xã hội).[59], [125]
1.1.3 Các khái niệm liên quan đến thuật ngữ “xanh” trong lĩnh vực kiến trúc-xây dựng:
1.1.3.1 Kiến trúc bền vững- kiến trúc xanh, thiết kế bền vững- thiết kế xanh:
Trong bối cảnh toàn cầu đang tìm kiếm các giải pháp cụ thể để đạt được mục tiêu phát triển bền vững (PTBV) trong lĩnh vực kiến trúc và xây dựng, kiến trúc bền vững đã được hình thành như một xu hướng quan trọng.
Kiến trúc bền vững (KTBV) là quá trình thiết kế và xây dựng công trình từ giai đoạn quy hoạch, lựa chọn vật liệu và thiết bị, cho đến vận hành, cải tạo và phá dỡ, nhằm đóng góp vào sự phát triển bền vững (PTBV) của quốc gia và toàn cầu KTBV còn tập trung vào việc bảo tồn hệ sinh thái, bảo vệ môi trường và tài nguyên thiên nhiên.
KTBV ra đời đã kết hợp với các xu hướng kiến trúc từ giữa thế kỷ 20, nhằm tạo ra môi trường sống tốt và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên.
Mô hình phát triển bền vững đảm bảo cuộc sống tối ưu cho con người Điểm tối ưu cho con người
Môi trường sinh thái bền vững:
Thống nhất hệ sinh thái Đa dạng sinh học
Sự phát triển Hiệu quả
Mô hình phát triển bền vững
Ba trụ cột của phát triển bền vững
11 hạn trên Trái Đất Song song với sự xuất hiện của KTBV còn có xu hướng kiến trúc xanh (green architecture)
Kiến trúc xanh (KTX) là một phương pháp thiết kế sáng tạo, kết hợp các giải pháp kỹ thuật thân thiện với thiên nhiên và môi trường Nó tập trung vào việc sử dụng hiệu quả năng lượng, tài nguyên nước và vật liệu, đồng thời hài hòa kiến trúc với cảnh quan và sinh thái tự nhiên Mục tiêu của KTX là tạo ra môi trường sống tốt nhất cho người sử dụng.
KTX, hay kiến trúc sinh thái, liên quan đến bảo tồn, bền vững và sự cộng sinh với môi trường, được đồng nhất với KTBV Điều này cho thấy rằng thiết kế xanh cũng tương đương với thiết kế bền vững Các định nghĩa tiêu biểu về nguyên tắc thiết kế bền vững và thiết kế xanh có thể được nêu ra để làm rõ hơn mối liên hệ này.
Theo Jason F McLennan, thiết kế bền vững là một triết lý nhằm tối ưu hóa chất lượng môi trường xây dựng, đồng thời giảm thiểu hoặc loại bỏ các tác động tiêu cực đến môi trường tự nhiên.
Theo Charles J Kibert: “Thiết kế xanh là các giải pháp thiết kế đáp ứng mục tiêu của KTX theo nguyên lý PTBV”.[118]
Theo Phạm Đức Nguyên: “Thiết kế xanh là quá trình áp dụng các nguyên lý bền vững trong thiết kế công trình” [59]
1.1.3.2 Công trình xanh và Hệ thống đánh giá Công trình xanh:
Thách thức lớn nhất của phát triển bền vững (PTBV) là ngăn chặn và giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đồng thời kiểm soát sự nóng lên toàn cầu Trong thập kỷ tới, việc tìm ra các giải pháp hiệu quả để bảo vệ môi trường và ứng phó với biến đổi khí hậu sẽ trở thành ưu tiên hàng đầu.
Vào những năm 90 của thế kỷ 20, xu hướng Công trình xanh (Green Building) đã ra đời nhằm giải quyết hiệu quả các vấn đề về môi trường sinh thái và biến đổi khí hậu.
Công trình xanh (CTX) là loại công trình xây dựng tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng, tài nguyên nước và vật liệu trong suốt vòng đời của nó, từ giai đoạn chọn địa điểm, sử dụng, vận hành đến sửa chữa, nâng cấp và tái sử dụng.
Giảm thiểu tác động tiêu cực đến sức khỏe con người và môi trường là mục tiêu quan trọng, đồng thời sản xuất ra ít chất thải ô nhiễm nhất có thể Điều này giúp tạo ra điều kiện sống tốt nhất cho người sử dụng.
CTX, hay còn gọi là các tòa nhà Xanh (Green Building) và ngôi nhà xanh (Green Houses), là những công trình được thiết kế để thân thiện với môi trường, hòa hợp với thiên nhiên và thích ứng với khí hậu Những công trình này không chỉ bảo tồn hệ sinh thái và bảo vệ môi trường mà còn tăng cường sử dụng năng lượng tự nhiên, giảm thiểu tiêu thụ năng lượng hóa thạch và sử dụng tài nguyên một cách hiệu quả Để phát triển CTX, cần thiết lập các Hệ thống đánh giá Công trình xanh (Green Building Rating System) với các tiêu chí đa dạng, cho phép định lượng “cấp độ xanh” của một công trình qua điểm số dựa trên các chỉ tiêu đã được thiết lập.
Khái niệm về “giá trị xanh” trong kiến trúc
1.1.4.1 Khái niệm về “giá trị”:
Giá trị được định nghĩa là sản phẩm từ quá trình tư duy và sản xuất của con người, phản ánh đời sống văn hóa vật chất và tinh thần Nó là hệ thống đánh giá chủ quan của con người, thể hiện những gì cần thiết, tốt đẹp, hay ho và đẹp đẽ.
Theo thời gian, giá trị có thể được phân loại thành giá trị vĩnh cửu, giá trị nhất thời và giá trị lỗi thời Về không gian, giá trị được chia thành giá trị cục bộ và giá trị phổ biến Giá trị luôn là kết quả của sự so sánh và đánh giá từ góc nhìn của con người, tạo ra một trị giá mang tính chủ quan cho các sự vật và hiện tượng được đánh giá.
1.1.4.2 Khái niệm về “giá trị xanh trong kiến trúc” được đề cập từ luận án: Giá trị xanh trong kiến trúc được hình thành từ những đặc tính nổi bật trong giải pháp kiến trúc xây dựng công trình - mà những đặc tính này (có thể được gọi là các “đặc tính xanh”) được đánh giá là đem lại hiệu quả về sức khỏe và đáp ứng hoạt động sống của con người; đảm bảo mối quan hệ gắn kết hài hòa giữa kiến trúc với môi trường (bao gồm cả môi trường sinh thái tự nhiên và môi trường văn hóa xã hội), tạo nên sự cân bằng về môi sinh, phù hợp với quan niệm PTBV
Mục tiêu của hoạt động KTBV-KTX là tạo ra các GTX trong kiến trúc, thể hiện tính bền vững của công trình xây dựng GTX bao gồm ba phương diện chính: công năng-kinh tế-kỹ thuật, môi trường sinh thái tự nhiên và môi trường văn hóa xã hội.
Văn hóa được định nghĩa là một hệ thống các giá trị vật chất và tinh thần do con người sáng tạo và tích lũy qua hoạt động thực tiễn, phản ánh sự tương tác giữa con người và môi trường tự nhiên cũng như xã hội Do đó, các giá trị văn hóa trong kiến trúc cũng chính là những giá trị văn hóa đặc trưng của xã hội.
Các khái niệm về môi trường ở, nhà ở
Môi trường ở được quan niệm là không gian đáp ứng các nhu cầu của hoạt động cư trú bao gồm không gian trong nhà và không gian ngoài nhà
Hiện nay, môi trường sống được coi là không gian chứa đựng các hoạt động đa dạng của con người xung quanh nơi cư trú, và thường dựa vào quy mô khu nhà ở để làm tiêu chuẩn thiết kế.
1.1.5.2 Nhà ở, nhà ở dân gian, nhà ở truyền thống: [89], [90]
Nhà ở là một loại hình kiến trúc thiết yếu cho đời sống gia đình, không chỉ là nơi trú ngụ mà còn là môi trường hỗ trợ sự phát triển và đáp ứng nhu cầu của từng cá nhân Mỗi ngôi nhà, tùy thuộc vào vùng miền, đều mang những dấu ấn riêng của môi trường tự nhiên và phản ánh rõ nét đặc trưng văn hóa cũng như điều kiện kinh tế xã hội của cư dân nơi đó.
1.2 Ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên đến kiến trúc nhà ở
Hình thức kiến trúc nhà ở vùng khí hậu nhiệt đới: a) Kiến trúc nhà ở vùng nhiệt đới nóng ẩm b) Kiến trúc nhà ở vùng nhiệt đới nóng khô
Nhà ở dân gian là những kiến trúc nhà ở thuộc số đông quần chúng nhân dân làm ra, phục vụ cho chính nhu cầu của mình
Nhà ở truyền thống được phát triển từ nhà ở dân gian, tập hợp và lưu giữ các đặc điểm tiêu biểu đại diện cho văn hóa và phong tục địa phương Những ngôi nhà này phản ánh rõ nét các yếu tố như điều kiện tự nhiên, văn hóa truyền thống, quan hệ xã hội và quan niệm thẩm mỹ của từng địa phương, dân tộc.
Theo Điều 70 của Luật Nhà ở năm 2005 và Nghị định số 71/2010/NĐ-CP, nhà chung cư được định nghĩa là công trình có từ hai tầng trở lên, với lối đi, cầu thang và hệ thống hạ tầng chung cho nhiều hộ gia đình Mỗi hộ gia đình có phần sở hữu riêng và phần sở hữu chung Hiện nay, việc phân loại chung cư cao tầng và chung cư thấp tầng vẫn chưa được thống nhất và rõ ràng trong nhiều tài liệu.
- TCXDVN 323- 2004 chỉ đề cập đến CCCT là nhà ở căn hộ có chiều cao từ 9- 40 tầng, không đề cập đến CCTT;
Tác giả Nguyễn Đức Thiềm định nghĩa công trình cao tầng (CCCT) là những công trình có chiều cao từ 7 tầng trở lên hoặc cao hơn 21m so với mặt đất, với giao thông lên các tầng chủ yếu bằng thang máy Trong khi đó, chung cư nhiều tầng được xác định có chiều cao từ 4-6 tầng.
Tác giả Trần Xuân Đỉnh phân loại nhà ở dựa trên số tầng, cụ thể: nhà ở thấp tầng gồm 1-3 tầng, nhà ở nhiều tầng từ 4-6 tầng, và nhà ở cao tầng từ 7-30 tầng.
Dựa trên thực tế công tác thiết kế và nội dung các tài liệu đã nêu, luận án đề xuất rằng nhà CCTT trong nghiên cứu nên có chiều cao từ 2 đến 6 tầng.
1.1.5.4 Nhà ở xanh, xanh hóa nhà ở:
Nhà ở xanh, hay còn gọi là nhà ở bền vững, là loại hình nhà ở đáp ứng các tiêu chí xanh, từ đó hình thành nên những giá trị bền vững theo nguyên tắc thiết kế xanh.
Xanh hóa nhà ở là hoạt động nhằm phát triển nhà ở xanh trong lĩnh vực kiến trúc-xây dựng
QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CÁC GIÁ TRỊ XANH TRONG KIẾN TRÚC NHÀ Ở TRÊN THẾ GIỚI
Sự hình thành các giá trị xanh từ khởi nguồn của thiết kế bền vững
Theo Jason F McLennan, thiết kế bền vững đã bắt đầu từ rất sớm và trải qua một quá trình "tiến hóa" để phát triển những đặc tính cần thiết cho sự tồn tại và phát triển của nhân loại.
- Khởi nguồn từ sinh học
- Khởi nguồn từ nhà ở bản địa
- Khởi nguồn từ thời đại công nghiệp
- Khởi nguồn từ thời cận đại (chính là thời điểm xuất hiện nhận thức về vấn đề PTBV)
1.2.1.1 Khởi nguồn từ sinh học:
Mỗi loài sinh vật tìm kiếm nơi ở phù hợp để duy trì sự sống và nòi giống, trong đó con người tự xây dựng môi trường cư trú nhằm tạo ra sự tiện nghi và an toàn Tại bán sa mạc Sahara, loài mối Macrotermes có mối quan hệ cộng sinh với nấm, với mối giúp nấm phát triển và nấm cung cấp thức ăn cho mối Các tổ mối có chiều cao thấp hơn ở nơi có cỏ cây rậm rạp, phụ thuộc vào khả năng xâm nhập của gió "Tòa nhà mối" hoạt động như một "lá phổi sống", điều chỉnh lượng CO2 bên trong tổ để đảm bảo điều kiện sống cho cả mối và nấm Trong những ngày không gió, không khí nóng thoát ra qua các lỗ của "ống thông gió", còn trong những ngày nhiều gió, không khí bên ngoài được đưa vào, tạo sự thông thoáng cho tổ mối.
Tổ của loài mối Macrotermes được làm từ cát, nước miếng và phân mối tạo thành một kết cấu chắc chắn như bê tông.
Tổ của loài mối Macrotermes ở sa mạc Sahara thuộc châu Phi – một “mô hình về thiết kế bền vững” từ thế giới sinh vật
Tổ mối có độ cao từ vài mét trở lên và sâu một vài mét dưới lòng đất.
Cấu trúc bên trong tổ mối được hình thành như một “ống thông gió” đi từ trên cao xuống dưới lòng đất.
Sự tồn tại của các loài trong tự nhiên phụ thuộc vào một "mạng lưới sinh học" cân bằng sinh thái, điều này rất quan trọng cho sự sống còn của chúng Ví dụ, nếu lượng khí CO2 trong tổ mối giảm, nấm sẽ phát triển mạnh và cạnh tranh với mối, dẫn đến mối bị chết đói.
CO2 nhiều quá cũng làm cho mối bị ngạt thở chết Trong mạng lưới sinh học này, không có vai trò chủ- thứ
Trên Trái Đất, những loài có khả năng tự tạo môi trường sống ảnh hưởng đến các loài khác Con người, với trí tuệ vượt trội, đã học hỏi từ thiên nhiên để phát triển các giải pháp đáp ứng nhu cầu của mình Tuy nhiên, dù có khả năng chinh phục và chế ngự thế giới tự nhiên, con người không thể bỏ qua tầm quan trọng của sự cân bằng sinh thái.
Sinh học không phải là toàn bộ nền tảng của thiết kế bền vững, nhưng nó nhấn mạnh rằng cuộc sống con người luôn gắn liền với thiên nhiên Để tạo ra môi trường sống, cần đạt được sự tiện nghi cần thiết trong hoạt động sống, đồng thời thích ứng với điều kiện tự nhiên và bảo vệ tính cân bằng sinh thái, nhằm tránh sự sụp đổ của mạng lưới sinh học Khởi nguồn từ nhà ở bản địa, thiết kế bền vững cần chú trọng đến những yếu tố này.
Nhiều nguyên lý thiết kế bền vững hiện nay không phải là điều mới mẻ, mà thực chất đã được áp dụng từ hàng thế kỷ trước trong các kiểu nhà ở bản địa của các nền văn minh cổ đại trên toàn thế giới.
Ngôi làng Mesa Verde ở New Mexico, Bắc Mỹ, hiện nay đã trở thành phế tích với những ngôi nhà bằng đá nằm dưới các vách đá lớn Vào mùa đông, ánh nắng mặt trời chiếu vào từ góc thấp, mang lại nhiệt độ ấm áp cho ngôi nhà Ngược lại, vào mùa hè, góc chiếu cao khiến ánh nắng không thể chiếu sâu vào, giữ cho không gian bên trong mát mẻ Các vách đá cũng đóng vai trò như một “bộ tản nhiệt”, giúp duy trì độ ấm trong mùa lạnh.
Ngôi làng này chỉ bị bỏ hoang khi nguồn nước trong khu vực không còn đủ để cung cấp cho cư dân, đặc biệt là trong mùa hè oi ả.
Người da đỏ Plains Indians sống du mục và sử dụng tipi (tee-pee) làm nơi cư trú, là những cấu trúc nhà ở di động được làm từ da động vật và khung gỗ Qua thời gian, tipi đã phát triển để điều chỉnh nhiệt độ hiệu quả Vào mùa lạnh, tipi được đóng kín, cho phép nhóm lửa bên trong mà khói thoát ra qua lỗ nhỏ trên đỉnh, giữ ấm không khí bên trong Ngược lại, vào mùa nóng, các vạt lều có thể mở ra, tạo bóng râm và cho phép không khí mát mẻ lưu thông qua lều.
Các kiến trúc nhà ở bản địa được thiết kế đơn giản nhằm tối ưu hóa tiện nghi dựa trên nguồn tài nguyên sẵn có, phản ánh nguyên lý của thiết kế bền vững Những ngôi nhà này, được xây dựng từ vật liệu địa phương, có khả năng thích ứng cao với điều kiện tự nhiên, khai thác các yếu tố thuận lợi và hạn chế tác động của yếu tố bất lợi từ môi trường như ánh sáng, gió và mặt trời.
Các giải pháp xây dựng nhà ở bản địa nhằm tạo ra tiện nghi sống cho con người, phù hợp với đặc điểm sinh học và điều kiện tự nhiên khí hậu của từng khu vực Kiến trúc bản địa có sự thay đổi đáng kể ở những nơi có sự khác biệt về sinh học và khí hậu, thể hiện sự gắn kết chặt chẽ với địa điểm xây dựng.
1.2.1.3 Khởi nguồn từ thời đại công nghiệp:
Khi cách mạng công nghiệp diễn ra, con người đã có những bước tiến đáng kể trong việc tìm kiếm sự tiện nghi Sự xuất hiện của công nghệ và máy móc đã làm thay đổi cách thiết kế và xây dựng công trình, đồng thời biến đổi mối quan hệ giữa thời tiết bên trong và bên ngoài nhà Nhiều công trình được thiết kế mà không cần quan tâm đến ánh sáng tự nhiên, nhờ vào khả năng chiếu sáng nhân tạo ngay cả khi trời sáng bên ngoài.
Hình 1.4: Ngôi làng Mesa Verde ở New Mexico thuộc Bắc Mỹ
Các hình thức kiến trúc nhà ở bản địa trên thế giới- những “mô hình về thiết kế bền vững”
Hình 1.5: Nhà ở kiểu tipi (tee-pee) của cộng đồng du mục người da đỏ Plains Indians
18 đây, con người có thể dùng máy sưởi để làm ấm khi trời lạnh giá, dùng máy lạnh để làm mát khi trời nóng bức
Vận chuyển hiện nay đã trở nên dễ dàng hơn, giúp con người không còn phụ thuộc vào vật liệu địa phương Sự thay đổi trong vật liệu xây dựng đã dẫn đến sự biến đổi trong hình thức kiến trúc Các mẫu thiết kế được lan truyền toàn cầu, trong khi yếu tố văn hóa và khí hậu không được chú trọng đúng mức.
Từ thế kỷ 19, con người đã hình thành tư duy xem nhẹ thiên nhiên và phụ thuộc vào công nghệ hiện đại, tin rằng trí tuệ và công nghệ có thể giải quyết mọi vấn đề Tuy nhiên, khi công nghệ gây ra tác hại cho môi trường và sức khỏe, con người lại tìm kiếm giải pháp công nghệ mới, dẫn đến những hậu quả khó lường Thời đại công nghiệp hóa được coi là khởi nguồn của thiết kế bền vững, khi con người bắt đầu nhận thức rõ về những tác hại của công nghệ hiện đại trong cuộc sống.
Mối quan hệ giữa tiện nghi sinh hoạt hiện đại, sức khỏe con người và môi trường ngày càng được chú trọng trong thời đại hiện nay Khởi nguồn từ thời cận đại, vấn đề này đã trở thành chủ đề quan trọng trong các nghiên cứu và thảo luận.
Các giá trị xanh trong một số xu hướng xanh hóa nhà ở tiêu biểu trên thế giới hiện nay
1.2.2.1 Xu hướng nhà ở sinh khí hậu:
GTX trong nhà ở sinh khí hậu thể hiện rõ qua tính tiện nghi vi khí hậu, nhằm bảo vệ sức khỏe con người trong công trình Đồng thời, nó cũng cho thấy khả năng thích ứng với điều kiện tự nhiên thông qua các giải pháp thiết kế xây dựng hiệu quả.
Lịch sử phát triển kiến trúc phản ánh quá trình hoàn thiện sự thích nghi của công trình với điều kiện khí hậu từng vùng Các yếu tố khí hậu quyết định đến giải pháp và hình thức kiến trúc nhà ở tại mỗi địa phương.
Nền tảng khoa học sinh khí hậu đã hình thành các giải pháp kiến trúc sinh khí hậu cho nhà ở trên toàn thế giới Những giải pháp này tập trung vào việc giải quyết mối quan hệ giữa khí hậu và kiến trúc ngôi nhà, đặc biệt là việc tính toán ảnh hưởng của vi khí hậu bên trong đối với cơ thể con người dưới tác động của yếu tố khí hậu bên ngoài Điều này tạo ra mối liên kết giữa “khí hậu - kiến trúc - con người”, giúp ngôi nhà bảo vệ con người khỏi những bất lợi do khí hậu, đồng thời đảm bảo điều kiện tiện nghi bên trong và sự hòa hợp với môi trường thiên nhiên xung quanh.
Phát triển nhà ở sinh khí hậu đang trở thành xu hướng xanh hóa công trình, thu hút sự quan tâm lớn nhờ vào việc áp dụng các giải pháp xây dựng thích ứng với điều kiện khí hậu Tại Ấn Độ, Charles Correa đã đề xuất phương pháp thiết kế “hình thức bám theo khí hậu” cho nhà ở đô thị, với ngôi nhà Parekh tại Ahmedabad là ví dụ tiêu biểu Ở Malaysia, Ken Yeang đã thực hiện nhiều nghiên cứu về lý thuyết và thực hành thiết kế nhà ở sinh khí hậu, nổi bật với ngôi nhà mái chồng mái tại Kuala Lumpur.
Ngôi nhà do Charles Correa thiết kế ở Parekh, Ấn Độ, được chia thành hai khối phù hợp với hai mùa khí hậu khác nhau "Khối mùa Đông" được xây dựng để sử dụng trong những ngày đông và sáng mùa hè, nằm ở vị trí cao để tận dụng ánh nắng mặt trời, với mái chớp thoáng che bóng cho một khu vườn phía dưới Ngược lại, "Khối mùa hè" được bố trí ở trung tâm tòa nhà, giữa "khối mùa đông" và lõi phục vụ, nhằm giảm thiểu bức xạ nhiệt từ bên ngoài Ngôi nhà cũng khai thác hiệu ứng ống khói để tối ưu hóa sự thông gió tự nhiên.
1.6 Nhà ở sinh khí hậu tại châu Á
Nhà mái chồng mái của Ken Yeang tại Malaysia được thiết kế với các nan chớp nghiêng, giúp lọc ánh sáng mặt trời và ngăn bức xạ mạnh vào buổi chiều Tầng trệt có không gian mở, được che nắng, che mưa và thông gió tốt, giảm thiểu bức xạ nhiệt từ bên ngoài Ngoài ra, ngôi nhà còn tận dụng hiệu ứng ống khói để cải thiện lưu thông không khí.
1.2.2.2 Xu hướng nhà ở sinh thái:
Nhà ở sinh thái tập trung vào việc tạo ra môi trường sống xanh, tận dụng ánh sáng và thông gió tự nhiên, sử dụng năng lượng mặt trời và thiết bị tiết kiệm năng lượng Ngoài ra, việc xử lý và phân loại rác thải để tái sử dụng cũng rất quan trọng, nhằm giảm thiểu ô nhiễm và tiết kiệm nước Để đạt được tính sinh thái toàn diện trong xây dựng nhà ở, cần áp dụng các vật liệu, thiết bị và kỹ thuật xây dựng tiên tiến, cùng với công nghệ thông tin mới về điện tử và năng lượng tái tạo.
GTX trong xu hướng nhà ở hiện nay chú trọng đến tính sinh thái, thể hiện qua nhiều khía cạnh và cấp độ khác nhau Nhà ở sinh thái không chỉ mang lại lợi ích cho môi trường mà còn đạt được hiệu quả bảo tồn năng lượng thông qua việc tiết kiệm và sử dụng tài nguyên một cách hiệu quả.
Trên thế giới, nhiều mô hình nhà ở được xây dựng nhằm bảo tồn và khôi phục hệ sinh thái Tiểu khu Skotteparker ở Copenhagen, Đan Mạch, đã nhận giải thưởng quốc tế về tiết kiệm năng lượng nhờ sử dụng năng lượng mặt trời đáp ứng 60% nhu cầu nước nóng, cùng hệ thống thông gió giảm tổn thất nhiệt 20% Ngoài ra, khu vực này còn sử dụng kính ít bức xạ, máy trao đổi nhiệt và thiết bị điện hiệu suất cao, giúp tiết kiệm hơn 60% khí đốt, 30% nước và 20% điện Mô hình nhà ở này hiện đang lan rộng khắp châu Âu Tại khu phố Hammarby Sjöstad ở Stockholm, Thụy Điển, quy trình xử lý chất thải sinh thái tiên tiến cho phép cư dân tự cung cấp 50% năng lượng sử dụng.
Cây xanh đóng vai trò quan trọng trong thiết kế xanh tại nhiều nước châu Á, giúp cải thiện vi khí hậu và tạo cảnh quan ngoài trời Tại Nhật Bản, phát triển bền vững được xem xét toàn diện trong suốt vòng đời công trình, với các tài liệu như “Toàn tập phương pháp thiết kế quy hoạch chung cư tương lai” và “Kiến trúc chuẩn pháp” nhằm xác định các tiêu chí về môi trường, không khí, chiếu sáng, âm thanh, an toàn và quy hoạch Ở Trung Quốc, nghiên cứu về “xanh hóa lập thể” đã được áp dụng tại khu chung cư “Thiên kỳ Hoa”.
Thành phố Stockholm đã bền bỉ theo đuổi mục tiêu bảo vệ môi trường trong nhiều thập kỷ Thiết kế các căn hộ trong chung cư không chỉ mang tính hiện đại mà còn khuyến khích cư dân tuân thủ các quy tắc bảo vệ môi trường, từ đó hình thành thói quen sinh hoạt ý thức và bền vững.
Khu nhà ở sinh thỏi Hammarby Sjửstad ở Stockholm- Thụy Điển
Vào thập niên 1990, đội ngũ thiết kế đã phát triển giải pháp tái chế chất thải nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu thụ năng lượng của người dân Khu phố có hệ thống ống ngầm thu gom rác sinh hoạt được phân loại từ các hộ gia đình, với rác thải được tái sử dụng cho các mục đích dân sinh, như giấy được tái chế và thức ăn cùng chất thải từ nhà bếp dùng làm phân bón hoặc khí đốt sinh học Nguồn nước thải sinh hoạt sau khi xử lý cũng được tái sử dụng hiệu quả.
Hệ thống thu gom rác sinh hoạt và xử lý chất thải
Năm 1999, 22 viên được chọn làm hình mẫu, góp phần tạo ra vi khí hậu thuận lợi cho công trình với điều kiện nhiệt độ và cảnh quan tiện nghi Singapore đã đề ra tiêu chuẩn cho một chung cư tốt, bao gồm môi trường sạch, kiến trúc nhiệt đới hóa với cây xanh, mặt nước và bảo tồn năng lượng Malaysia cũng tiên phong trong kiến trúc sinh thái dưới sự ảnh hưởng của Ken Yeang, dựa trên nghiên cứu về nhà ở dân gian Malaysia, đặc biệt ông đề xuất tích hợp cây xanh vào công trình theo chiều thẳng đứng.
1.2.2.3 Xu hướng nhà ở bảo tồn năng lượng: [14], [80]
Mô hình tiêu thụ năng lượng trong công trình có ảnh hưởng lớn đến môi trường tự nhiên, với nhà ở ở châu Âu chiếm 40% tổng năng lượng tiêu thụ, chỉ sau giao thông Do đó, các mô hình nhà ở xanh hiện nay chủ yếu tập trung vào việc bảo tồn năng lượng, được coi là một trong những giải pháp quan trọng mang lại giá trị bền vững cho công trình Các giải pháp này được thực hiện thông qua nhiều phương pháp khác nhau.
- Sử dụng các công nghệ tiên tiến;
- Sử dụng các trang thiết bị có khả năng tiêu thụ năng lượng thấp;
- Sử dụng năng lượng tái tạo, năng lượng sạch (như năng lượng lấy từ mặt trời, gió, địa nhiệt….)
Mỹ và một số nước châu Âu đã xây dựng hàng ngàn ngôi nhà mặt trời, là mô hình nhà ở có khả năng “tiêu thụ và phân tán năng lượng” đồng thời thu hút và tích tụ năng lượng từ môi trường nhờ thiết bị chuyên dụng Các bộ phận thu gom nhiệt mặt trời được tích hợp vào cấu trúc công trình, tự động hóa để đảm bảo năng lượng cho các tiện nghi cần thiết, ngay cả trong những ngày không đủ nắng Tại Pháp, mục tiêu phát triển nhà ở xanh trong giai đoạn đầu là giảm 20% năng lượng tiêu thụ, tiến đến giảm 50% và sau đó là 80%, tập trung vào thiết kế kiến trúc tối ưu kết hợp với hệ thống kỹ thuật.
Tổ hợp chung cư Interlace ở Singapore (2013) gồm 31 khối chung cư 6 tầng xếp chồng lên nhau Cây xanh được trồng giữa các khu nhà, trên mái, các ban
1.8 Nhà ở sinh thái tại châu Á
Các chiến lược thiết kế xanh cho kiến trúc nhà ở
Để đạt được các ĐTX cho công trình, việc lựa chọn chiến lược thiết kế xanh phù hợp với nhu cầu công năng và điều kiện kinh tế-kỹ thuật là rất quan trọng Cần hình thành các giải pháp thiết kế kiến trúc và xây dựng hiệu quả.
Thiết kế thụ động là việc áp dụng các giải pháp quy hoạch, kiến trúc và vật liệu phù hợp với các yếu tố tự nhiên như ánh sáng mặt trời, gió, địa hình và cảnh quan xung quanh Bằng cách này, công trình có khả năng tương tác một cách tự nhiên với khí hậu mà không cần can thiệp điều chỉnh.
Các giải pháp thiết kế thụ động trong kiến trúc nhà ở tận dụng nguồn năng lượng tự nhiên như gió, mặt trời, địa hình, mặt nước và cây xanh Nguyên lý thiết kế sinh khí hậu thể hiện sự liên kết giữa ngôi nhà, con người và môi trường Để đảm bảo tiện nghi cho con người, ngôi nhà cần được thiết kế nhằm khai thác các yếu tố thuận lợi và giảm thiểu những yếu tố bất lợi từ môi trường tự nhiên.
TKTĐ mang lại nhiều lợi ích quan trọng, bao gồm việc đảm bảo tiện nghi sử dụng và giảm tiêu thụ năng lượng hóa thạch Nó còn giúp tạo ra môi trường sống gần gũi với thiên nhiên, giảm thiểu nguy cơ mắc các bệnh liên quan đến không gian kín do điều hòa nhiệt độ Bên cạnh đó, TKTĐ tạo ra các kiến trúc mang sắc thái địa phương, phản ánh điều kiện tự nhiên và khí hậu của từng vùng Cuối cùng, nó góp phần bảo vệ môi trường và tài nguyên, đồng thời chống lại biến đổi khí hậu.
Một công trình được coi là đạt tiêu chuẩn TKTĐ khi mang lại hiệu quả năng lượng cao trong khi vẫn đảm bảo tiện nghi cho người sử dụng Việc nghiên cứu các giải pháp TKTĐ cần chú trọng đến đặc điểm điều kiện tự nhiên và truyền thống xây dựng của địa phương nơi công trình được thực hiện.
Thiết kế chủ động trong công trình là việc tích hợp công nghệ và thiết bị vào nhà để cải thiện môi trường sống, tối ưu hóa khí hậu và tạo điều kiện tiện nghi cho người dân Mục tiêu của thiết kế này là giảm tiêu thụ điện năng, xử lý chất thải hiệu quả và giảm thiểu ô nhiễm môi trường Các thiết bị trong thiết kế chủ động hoạt động hoặc được điều khiển dựa trên các yếu tố môi trường bên ngoài.
Các biện pháp thiết kế chủ động trong nhà ở bao gồm việc sử dụng công nghệ và thiết bị nhằm khai thác nguồn năng lượng tự nhiên, đảm bảo tiện nghi và hiệu quả vận hành cho công trình Các giải pháp phổ biến bao gồm hệ thống điều hòa không khí, pin năng lượng mặt trời, tua bin gió, và hệ thống thu gom tái chế nước.
Thiết kế chủ động giúp kiểm soát tiện nghi môi trường bên trong nhà thông qua máy móc và trang thiết bị, bất chấp điều kiện bên ngoài Với công nghệ cao, nhiều hệ thống được tích hợp vào công trình, tạo thành một chỉnh thể tự động hóa Tuy nhiên, nếu toàn bộ tiện nghi phụ thuộc vào hệ thống chủ động, sự cố có thể gây ra bất tiện lớn Hiện nay, nhiều công trình kết hợp cả giải pháp thụ động và chủ động, giúp tiết kiệm năng lượng khi thiết kế hiệu quả, giảm thiểu sự phụ thuộc vào hệ thống chủ động.
Như vậy, mức độ tiêu thụ năng lượng của ngôi nhà sẽ phụ thuộc vào: (1) Chất lượng TKTĐ của ngôi nhà; (2) Hiệu năng của các hệ thống chủ động.[41], [64]
1.2.3.3 Thiết kế tích hợp với sự hỗ trợ bởi các công cụ mô phỏng, tối ưu hóa hiệu năng công trình:
Thiết kế tích hợp là phương pháp tiếp cận trong thiết kế, kết hợp và liên hệ các yếu tố từ nhiều lĩnh vực chuyên môn khác nhau để giải quyết một vấn đề chung Phương thức này giúp đạt được nhiều mục tiêu liên quan đến thiết kế công trình một cách hiệu quả.
Trong kỷ nguyên phát triển bền vững, kiến trúc sư cần hợp tác với các nhà khoa học ngay từ đầu để thiết kế tòa nhà tiết kiệm năng lượng, vì thiết kế bền vững không nên là một ý tưởng đến sau Nguyên tắc thiết kế tích hợp giúp đưa ra giải pháp tối ưu dựa trên nghiên cứu tổng hợp, đạt được nhiều mục tiêu đồng thời Mô hình thông tin xây dựng (BIM) là công cụ hỗ trợ quan trọng trong thiết kế tích hợp, cung cấp hồ sơ thiết kế số hóa với đầy đủ thông tin về kiến trúc, kết cấu và kỹ thuật, giúp dự đoán chính xác quá trình xây dựng và tính toán chi phí cho toàn bộ vòng đời công trình Để đánh giá hiệu quả của các phương án thiết kế, việc mô phỏng hiệu năng công trình (BPS) là cần thiết.
Mô phỏng là công cụ quan trọng giúp các nhà thiết kế kết hợp giải pháp TKTĐ và thiết kế chủ động nhằm tối ưu hóa hiệu suất công trình Trên toàn cầu, hiện có gần 500 phần mềm mô phỏng BPS, cho phép kiểm tra và đánh giá các kịch bản khác nhau để xác định tính khả thi và hiệu suất của hệ thống Thông tin thu thập được sẽ được so sánh với kết quả tính toán tiếp theo, với những thay đổi nhất định nhằm bổ sung các ĐTX Hiệu quả của quá trình này chính là sự khác biệt giữa các mô hình tính toán.