Xu hướng thiết kế tòa nhà văn phòng tiết kiệm năng lượng

Các chuyên gia, kiến trúc sư cho rằng, việc nghiên cứu các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho công trình, trong đó có các công trình văn phòng có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với ngành Xây dựng nhằm thực hiện mục tiêu giảm phát thải CO₂ cũng như để thích ứng với biến đổi khí hậu và nước biển dâng. Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm của Việt Nam, việc giảm tiêu thụ năng lượng trong các công trình có thể được thực hiện bằng việc giảm thời gian sử dụng điều hòa không khí và tăng cường thông gió tự nhiên cho công trình, đặc biệt là cho các tòa nhà văn phòng.

Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh là hai đô thị có số lượng tòa nhà văn phòng nhiều nhất cả nước. Mặc dù khí hậu tại hai thành phố này có những điểm khác biệt nhất định nhưng đều có điểm chung là lượng bức xạ mặt trời rất cao và có gió mát xuất hiện vào mùa hè. Vì vậy, các công trình nói chung và công trình văn phòng nói riêng cần có những giải pháp che bức xạ mặt trời, tận dụng được gió mát trong một số không gian. Tuy nhiên, trên thực tế, hầu hết mọi công trình được dùng làm văn phòng làm việc đều có không gian đóng kín, vỏ bao che công trình có tỉ lệ kính lớn và môi trường trong nhà được điều tiết bằng điều hòa không khí.

Nói thêm về những hạn chế của các thiết kế tòa nhà văn phòng tại Việt Nam PGS.TS.KTS Hoàng Mạnh Nguyên – Viện trưởng Viện công trình xanh chia sẻ: Hiện nay, các tòa nhà đang rơi vào tình trạng “lạm dụng” sử dụng vật liệu kính. Diện tích kính quá nhiều dẫn đến tăng lượng nhiệt truyền vào bên trong công trình qua dẫn nhiệt hoặc hiệu ứng nhà kính. Không chỉ vậy, hầu hết các công trình đều sử dụng điều hòa toàn thời gian, dẫn đến tiêu tốn nhiều năng lượng và điều kiện vi khí hậu không tốt. Đáng chú ý, nhiều công trình còn thiếu giải pháp và kết cấu che nắng để hạn chế lượng nhiệt tác động vào lớp vỏ công trình.

Một số hạn chế nữa như: chủ đầu tư thiết kế không tận dụng được các yếu tố khí hậu có lợi để từ đó giảm năng lượng tiêu thụ và tăng điều kiện tiện nghi.

Nhiều nhân viên văn phòng than phiền, dù văn phòng rất tiện nghi, hiện đại nhưng có những vị trí ngồi quá nóng, quá chói, quá lạnh, ít không gian xanh, khiến họ như bị “đóng hộp” trong một không gian kín.

Giống với nhà chung cư hay các loại công trình khác, mặt đứng nhà văn phòng phần lớn gồm hai phần, là phần tường gạch đặc và phần tường kính. Tuy nhiên, tỷ lệ phần tường kính trên mặt đứng nhà văn phòng thường cao hơn các loại hình công trình khác, do yêu cầu cần tạo nên ngôn ngữ kiến trúc đặc trưng, cũng như do nhu cầu mở rộng tầm nhìn ra bên ngoài của người làm việc.

Kính là vật liệu có vị trí đặc biệt trong kiến trúc hiện đại vì những đặc tính vượt trội mà các vật liệu khác không thể thay thế được. Xu hướng sử dụng kính trong công trình xây dựng ngày càng lan rộng trên khắp thế giới, việc sử dụng kính trong ngành công nghiệp xây dựng đã được ứng dụng ở rất nhiều quốc gia. Tại Việt Nam, kính đã góp phần làm thay đổi bộ mặt kiến trúc đô thị, tạo bước chuyển biến lớn trong hiện đại hóa công trình xây dựng. Tuy nhiên, tùy theo từng vùng khí hậu, việc sử dụng và khai thác thế mạnh của vật liệu kính cần được chú trọng. Tại các vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm như Việt Nam, nơi có ánh nắng mặt trời quanh năm, việc lạm dụng vật liệu kính trong lớp vỏ công trình sẽ gây ra nhiều bất lợi trong sử dụng và tiêu tốn nhiều năng lượng…

Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm Việt Nam, kính – loại vật liệu rất phổ biến trong ngành Xây dựng không phải lúc nào cũng phát huy hết ưu điểm và được sử dụng hợp lý. Bên cạnh tính năng vượt trội của các vật liệu khác không có được, cần chú ý đến những tác động ngược chiều của kính như hiện tượng hiệu ứng nhiệt hay sự thiếu an toàn của vật liệu kính.

Các chuyên gia, kiến trúc sư về nghiên cứu công trình xanh cho rằng, vẫn có những giải pháp thích hợp để thiết kế những tòa nhà văn phòng theo hướng tiết kiệm năng lượng, phục vụ cho sự phát triển bền vững của đô thị Việt Nam như: Áp dụng các giải pháp thiết kế lớp vỏ bao che tạo thành bộ lọc khí hậu hiệu quả: Ngăn các tác động tích cực, đón các yếu tố tích cực. Ngoài ra, có thể tận dụng các điều kiện khí hậu có lợi tại địa phương như ánh sáng tự nhiên, thông gió tự nhiên, điều kiện tiện nghi ở bên ngoài

Việc lựa chọn hướng nhà, hình khối và tổ chức không gian tốt nhất dưới tác động của các yếu tố khí hậu cũng rất quan trọng.

Cuối cùng, cần cân bằng các giải pháp sử dụng trong công trình: Thông gió tự nhiên – Chiếu sáng tự nhiên – Sử dụng điều hòa không khí. Việc tổ chức không gian có ảnh hưởng trực tiếp tới năng lượng sử dụng của tòa nhà. Để giảm thiểu năng lượng sử dụng cho điều hòa ở các tòa nhà văn phòng, cần điều chỉnh cách tổ chức không gian đóng kín hoàn toàn, không có khả năng đón gió tự nhiên như hiện nay. Thay vào đó, không gian của cả tòa nhà cần có tính mở để đón không khí tự nhiên và vẫn có thể được đóng kín để sử dụng điều hòa vào những thời điểm mà thời tiết ngoài nhà trở nên bất lợi. Để có thể dung hòa được nhu cầu dùng điều hòa và mở cửa thông gió tự nhiên khác nhau của những người làm việc trong tòa nhà, không gian làm việc của nhà văn phòng cần được chia thành 2 loại: Không gian luôn đóng kín để sử dụng điều hòa thường xuyên và không gian hỗn hợp, có thể lựa chọn: Hoặc mở cửa để đón gió tự nhiên, hoặc đóng cửa để dùng điều hòa không khí. Mỗi một loại không gian trên sẽ có định hướng và giải pháp thiết kế khác biệt nhằm mục đích nâng cao tiện nghi vi khí hậu và hiệu quả năng lượng. Bên cạnh 02 loại không gian làm việc chính và lõi của tòa nhà, các không gian phụ trợ đi kèm cần phải có để đảm bảo hiệu quả thông gió bao gồm: Không gian đón gió, hành lang dẫn gió ngoài nhà, hành lang dẫn gió kết hợp giao thông trong nhà và không gian thoát gió. Việc bố trí các không gian phụ trợ sẽ phụ thuộc vào sơ đồ mặt bằng của tòa nhà. Thông thường, các tòa nhà văn phòng có lõi (thang máy, sảnh thang máy, khu vệ sinh và khu kỹ thuật, cầu thang bộ) được đặt ở giữa; ngoài ra, các tòa nhà có diện tích nhỏ (dưới 700m2) lại thường có lõi đặt ở phía trong. Để đón được không khí mát mẻ từ biển và đưa không khí này vào không gian làm việc cũng như hành lang giao thông, sảnh thang máy…, cần có hành lang dẫn gió, hành lang thoát gió và không gian thoát gió kết hợp không gian nghỉ ngơi của nhân viên.

PGS.TS.KTS Hoàng Mạnh Nguyên cũng đánh giá: Xu hướng thiết kế công trình, tòa nhà văn phòng xanh sẽ có nhiều tác động tốt và lâu dài với đô thị và môi trường sinh thái. Bởi, nó sẽ làm giảm lượng năng lượng tiêu thụ cho các công trình văn phòng qua đó giảm tiêu thụ năng lượng của cả khu vực đô thị. Giảm hiệu ứng đảo nhiệt đô thị cho các đô thị hướng tới môi trường sống tốt hơn trong đô thị. Nâng cao hiệu quả tiêu thụ năng lượng của các công trình từ đó mang lại hiệu quả tài chính cho người thuê và cho thuê bất động sản văn phòng và nâng cao điều kiện tiện nghi cho người sử dụng đảm bảo sức khỏe lâu dài và hiệu quả làm việc của người lao động.