Tòa nhà tự cung cấp năng lượng

Chính phủ liên bang Hoa Kỳ vừa hoàn thành một tòa nhà văn phòng tự túc năng lượng lớn nhất nước, với hy vọng các nhà phát triển bất động sản sẽ theo hướng đi này. Tòa nhà Hỗ trợ nghiên cứu có diện tích 2,06 ha được xây dựng trên khu đất của Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo Quốc gia trực thuộc Bộ Năng lượng ở Golden, bang Colorado. Hơn 800 nhân viên sẽ làm việc tại đây khi tòa nhà chính thức khánh thành vào cuối tháng 8.

Ông John Andary, người đứng đầu công ty Stantec cung cấp chuyên gia tư vấn thiết kế bền vững cho dự án cho biết tòa nhà có thể tự tạo ra năng lượng để phục vụ nhu cầu của nó trong cả năm. Nhờ các thiết kế kỹ thuật và công nghệ không phụ thuộc nguồn điện, tòa nhà sẽ tiêu thụ ít năng lượng hơn 50 % so với tòa nhà thương mại xây dựng theo thiết kế thông thường, ông dự đoán. Nhu cầu năng lượng còn lại sẽ được đáp ứng tại chỗ từ tấm thu quang năng, cho phép tòa nhà tự túc được năng lượng tính trong vòng một năm.

Đáng chú ý là nhiều sáng kiến mang lại hiệu quả chính là những kỹ thuật xây dựng hiện có, một số phương pháp đã có từ nhiều thế kỷ trước, được phát triển để tận dụng ánh sáng tự nhiên và khả năng của đất để sưởi ấm và làm mát tòa nhà. Mặt khác, các thiết kế xây dựng hiện đại cũng được áp dụng dựa vào sự phổ biến của năng lượng giá rẻ và có hướng tiếp cận hoàn toàn khác.

Ông Andary nói "Chúng tôi đã trở về với các kỹ thuật thiết kế đơn giản được sử dụng trước khi có đèn điện và máy nén điều hòa không khí. Những gì bạn có lúc đó là các tòa nhà hẹp nhằm sử dụng tối ưu ánh sáng ban ngày và có cửa sổ để thông gió."

Tòa nhà có hai mặt hướng về phía tây và phía đông cùng chiều rộng hẹp 18 m sẽ đưa ánh sáng ban ngày vào toàn bộ không gian làm việc bên trong.Một tòa nhà văn phòng thông thường có thể mất 30 % tổng chi phí năng lượng của mình cho chiếu sáng. Để tận dụng lợi thế của cửa sổ, một trong nhiều tính năng"thông minh" của tòa nhà sẽ gửi một thông báo đến màn hình máy tính của các nhân viên để chỉ dẫn khi nào họ nên mở hoặc đóng cửa sổ, dựa trên so sánh nhiệt độ bên trong và bên ngoài.

Ông Andary mô tả các bức tường như là "tấm bánh sandwich bằng xi măng" - một lớp bê tông bên ngoài, một lớp cách điện và trong cùng là một lớp bê tông mịn. “Điều này tạo ra tác dụng tương tự như một nhà thờ đá cũ: tòa nhà hấp thụ nhiệt ban ngày để giữ mát bên trong, và sau đó tỏa nhiệt khi nhiệt độ giảm xuống vào ban đêm”, ông nói.

Tiếp đó, một hệ thống sưởi ấm bức xạ và làm mát sẽ kiểm soát nhiệt độ bên trong tòa nhà. Thay vì sử dụng một hệ thống điều hòa không khí truyền thống tiêu tốn năng lượng, hệ thống bức xạ chủ yếu sưởi ấm hoặc làm mát tòa nhà bằng cách sử dụng các ống dẫn nước ở dưới sàn bê tông để lưu chuyển nước lạnh hoặc nước nóng tùy theo mùa.

Các tấm kim loại bao phủ phần lớn phía nam của tòa nhà, thu nhiệt mặt trời và chuyển năng lượng vào một mê cung bê tông nhiệt nằm dưới nền của tòa nhà. Các mê cung tích trữ nhiệt hoặc có thể tỏa nhiệt vào bên trong tòa nhà khi cần sưởi ấm trong những tháng lạnh nhất.

Nhiều bộ phận của tòa nhà được xây dựng từ vật liệu tái chế, bao gồm cả một số vật liệu từ đường băng đã bị phá bỏ của sân bay Denver Stapleton. Các ống thép dẫn khí tự nhiên được thiết kế thành cột nhà. Hành lang được lót bằng gỗ thông từng bị phá hủy bởi dịch bệnh bọ cánh cứng vỏ cây xảy ra ở bang Colorado từ năm 1996.

Bộ Năng lượng dự đoán dự án này có thể nhận được hạng bạch kim từ Hội đồng Công trình Xanh Hoa Kỳ về thiết kế tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường hoặc của chương trình LEED. Chứng nhận bạch kim là mức đánh giá cao nhất của LEED, và là chứng nhận công trình xanh được chấp nhận rộng rãi. Mặc dù chi phí xây dựng đắt hơn các tòa nhà thương mại thông thường với mức $ 2800/ m2, nhưng nó có chi phí tương đương với các tòa nhà khác được LEED công nhận.

Bộ Năng lượng được hy vọng rằng tòa nhà sẽ trở thành một điển hình cho thiết kế hiệu quả năng lượng. "Một khi chứng minh rằng tòa nhà có hiệu quả, chúng tôi nghĩ những người khác cũng sẽ muốn thi đua với những gì chúng tôi đã làm ở đây", ông Bill Glover, giám đốc vận hành của Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo quốc gia nói. Bộ Năng lượng có kế hoạch chia sẻ thiết kế là với bất kỳ đối tượng nào quan tâm thông qua các ấn phẩm hướng dẫn sử dụng tại trang web của phòng thí nghiệm vào mùa thu này.

Hồng Nhung (theo nytimes.com)