Thứ bảy, 02/11/2024 | 11:35 GMT+7
1. Nhà mặt trời (Solar House)
Có thể bạn cho rằng thiết kế của những căn nhà này vụng về và không lôi cuốn? Tuy nhiên hãy xem qua những mẫu thiết kế nhà mặt trời dưới đây để thay đổi suy nghĩ đó. Chúng được thiết kế và xây dựng bởi các sinh viên đại học trong cuộc thi “Solar Decathlon” do Bộ Năng lượng Mĩ tài trợ. Dù chỉ là những căn nhà nhỏ nhưng chúng được cung cấp 100% năng lượng mặt trời.
Cuộc thi này được tổ chức 2 năm 1 lần để trưng bày những thiết kế tiết kiệm năng lượng đầy sáng tạo. Người vào chung kết cuộc thi “Solar Decathlon” sẽ đến Washington D.C nơi họ lắp ráp các căn nhà tiết kiệm năng lượng tại khu National Mall.
Mặc dù bên trong căn nhà không rộng hơn 800 feet vuông (~ 240m2) nhưng những khoảng hành lang và sân nhỏ lại tạo cảm giác rộng thoáng. Sử dụng năng lượng duy nhất từ mặt trời, những căn nhà này tự cung cấp đủ năng lượng để chạy TV, máy vi tính, máy giặt, bếp lò, máy điều hòa và những tiện nghi khác.
|
1. Sinh viên Đại học Maryland đã lấy cảm hứng thiên nhiên làm nền để vẽ nên LEAFHouse. Căn nhà đã giành vị trí á quân trong cuộc thi Solar Decathlon. |
|
5. Sinh viên Viện Kĩ thuật New York thiết kế ngôi nhà mặt trời với hồ nước trên mái nhà để cung cấp cho máy bơm tản nhiệt. |
|
9. Hàng rào với 120 ống góp nhiệt mặt trời được lắp trong căn nhà mặt trời. Căn nhà và dàn ống được thiết kế bởi sinh viên Đại học Cincinnati. |
|
11. Phía trên căn nhà sử dụng năng lượng mặt trời này, mái hắt bằng gỗ sồi tạo nên bóng mát và không gian riêng biệt. Căn nhà cũng của Darmstadt. |
2. Nhà vòm (Geodesic Dome)
Bạn có thể chưa từng thấy một ngôi nhà mái vòm Geodesic – loại mái vòm được kết cấu bởi nhiều mặt phẳng tam giác như vậy. Nhưng kiểu nhà mái vòm này là kiểu nhà tiết kiệm năng lượng và bền vững nhất bạn có thể xây được.
|
Cách xây nhà vòm (ảnh trái); kiến trúc bên ngoài và nội thất (3 ảnh phải) (Ảnh: about.com) |
Nhà vòm Geodesic được cấu trúc giống hình cầu với một hệ thống tam giác phức tạp. Hệ thống những tam giác này tạo nên khung nhà giúp tăng sự bền vững cho cấu trúc nhà trong khi chỉ dùng rất ít vật liệu. Công nghệ khéo léo này của nhà vòm Geodesic cho phép nó bao phủ một không gian rộng mà không cần trụ chống bên trong. Thuật ngữ Geodesic có nguồn gốc Latin, nghĩa là phân giới mặt đất. Đường Geodesic là khoảng cách ngắn nhất giữa 2 điểm trên một hình cầu.
Tiến sĩ kĩ sư người Đức Walther Bauersfel đã tiên phong về ý tưởng kết nối những tam giác thành vòm khi ông thiết kế dự án cung thiên văn đầu tiên của thế giới, được xây dựng tại Jena, Đức năm 1922. Tuy nhiên, Buckminster Fuller mới là người phát triển khái niệm về nhà mái vòm. Và Fuller được cấp bằng sáng chế đầu tiên về nhà vòm Geodesic năm 1954.
|
Một căn nhà vòm tại Tasmania (ảnh trên) và mô hình ứng dụng của nhà vòm - trạm nghiên cứu ở Nam Cực (Ảnh: facts.net) |
Nhà vòm Geodesic không những tiết kiệm năng lượng mà còn rất bền vững và không hề tốn kém khi xây dựng. Một gia đình có kinh tế khó khăn chỉ tốn 350$ để cất nên căn nhà như vậy. Mô hình nhà vòm Geodesic còn rất lí tưởng cho nhà cấp cứu lưu động và những căn nhà mini như lán trại quân đội.
Sáng kiến về nhà vòm với kết cấu nhiều mặt phẳng tam giác giúp nó trông nhà như một căn nhà hạng sang. Đó là lí do mà nhà vòm Geodesic thừa sức là một căn nhà thức thời của cả những gia đình giàu có.
3. Nhà vòm (Monolithic Dome)
|
Nhà vòm Monolithic |
Nếu có kiểu nhà nào chắc chắn hơn nhà vòm Geodesic thì đó hẳn là nhà vòm Monolithic. Được cấu trúc bằng thép và bê tông, nhà vòm Monolithic có thể tồn tại bất chấp bão táp, cuồng phong, động đất, hỏa hoạn. Hơn thế nữa, bức tường bê tông của căn nhà có thể giữ ấm trong mùa lạnh hoặc cách nhiệt trong mùa nóng rất tốt. Điều này giúp kiểu nhà vòm Monolithic đặc biệt tiết kiệm năng lượng.
Nhà vòm Monolithic được kết cấu một mảnh bằng bê tông và thép nhưng chỉ tốn một nửa so với nhà truyền thống. Học viện Nhà vòm Monolithic dùng thuật ngữ EcoShells nghĩa là tiết kiệm, thân thiện với môi trường và bề ngoài thanh mảnh để mô tả cấu trúc nhà vòm Monolithic.
|
Nhà vòm Monolithic |
Ý tưởng xây nhà cấu trúc mái vòm có từ thời tiền sử nhưng sự phát triển của nhà vòm Monolithic hiện đại với bê tông cốt thép bắt nguồn từ nhà thiết kế David B. South.
Khi còn là một chàng trai trẻ, South đã nghe kiến trúc sư Buckminster Fuller nói chuyện về việc ông phát triển kiểu nhà vòm Geodesic. South đã bị cuốn hút và anh bắt đầu thể nghiệm. Năm 1975, South làm việc với anh trai mình là Barry và Randy để xây dựng kho trữ khoai tây có dạng vòm ở Shelley, Idaho. Rộng 105 feet và cao 35 feet, kiến trúc này được xem là nhà vòm Monolithic hiện đại đầu tiên trên thế giới. South được cấp bằng sáng chế về phương pháp xây dựng và anh đã thiết lập doanh nghiệp chuyên xây dựng cấu trúc nhà vòm Monolithic cho nhà ở, trường học, nhà thờ, sân vận động và các công trình thương mại.
4. Nhà lắp ráp (Modular House)
Không phải tất cả nhà lắp ráp đều tiết kiệm năng lượng nhưng nếu lựa chọn cẩn thận, bạn có thể mua một căn nhà sản xuất tại nhà máy được tinh chỉnh các yếu tố kĩ thuật để tối thiểu sự tiêu thụ năng lượng. Chẳng hạn như sự bền vững của căn nhà, tỉ lệ ứng dụng sử dụng năng lượng mặt trời. Hơn nữa, các bộ phận được tính toán và sản xuất trước đó tại nhà máy sẽ giảm những tác động lên môi trường trong quá trình bạn xây nhà.
|
Một dạng nhà Modular |
Nhà lắp ráp được xây từ những bộ phận làm sẵn có thể sắp xếp thành một tổng thể. Một căn bếp hay phòng tắm hoàn chỉnh có thể được đặt trước trong nhà. Ván tường, khung nhà và các bộ phận đúc sẵn của căn nhà được xe tải chuyển từ nhà máy đến nơi xây dựng. Bạn có thể thấy một nửa căn nhà di chuyển dọc trên xa lộ. Tại nơi xây dựng, từng phần căn nhà được đặt lên móng nơi căn nhà được dựng lên cố định. Không giống nhà lưu động, nhà lắp ráp phải tuân theo các quy định về vị trí xây dựng tại nơi chúng được dựng lên. Nhà lắp rắp được biết đến với các tên gọi như Modular house, factory-built, panelized, prefab hay pre-fab.
Nói đến nhà lắp ráp phải nhắc đến nhà thiết kế Marianne Cusato và những căn nhà thôn dã Katrina Cottage. Chắc hẳn chúng ta đều biết về bão Katrina tại Mỹ đã phá hủy nhà cửa và cướp đi sinh mạng của nhiều người. Nhiều kiến trúc sư đã đối phó với cơn khủng hoảng bằng cách thiết kế những căn nhà cứu trợ giá rẻ. Những căn nhà Katrina Cottage trở thành giải pháp phổ biến vì sự đơn giản và ấm cúng.
Katrina Cottage được phát triển bởi Marianne Cusato và những kiến trúc sư hàng đầu khác, bao gồm kiến trúc sư lừng danh Andres Duany. Sau này, nguyên mẫu căn nhà rộng 308 feet do Cusato thiết kế được nhiều kiến trúc sư và các hãng xây dựng phỏng theo để tạo ra hơn 20 phiên bản nhà khác nhau.
Katrina Cottage điển hình nhỏ gọn, khoảng từ 500 feet vuông đến 1000 feet vuông (khoảng 150m2 – 300m2). Trong khi kích thước và sơ đồ tầng lầu có thể khác nhau, Katrina Cottage có nhiều đặc điểm chung. Những căn nhà xinh xắn đều là nhà tiền chế, được cấu trúc từ những tấm ghép được làm sẵn từ nhà máy. Với lí do này, Katrina Cottage được xây khá nhanh (chỉ trong vài ngày) và rất tiết kiệm. Kiểu nhà này cũng rất bền vững. Nó đáp ứng được các quy định xây dựng quốc tế cũng như hầu hết các yêu cầu ứng cứu khi bão lụt xảy ra.
|
Nhà Katrina Cottage |
Nhà Katrina Cottage thường có những đặc điểm sau:
Thường chỉ một tầng
Hành lang phía trước
Những chi tiết như cột chống, dầm chia (công-xon) được mài gọt láng bóng
Ván ghép chống mối mọt
Nắm cửa, mái nhà bằng thép
Tường khô chống ẩm mốc
Thiết bị tiết kiệm năng lượng
5. Nhà đất (Earth house)
Những căn nhà ngày nay được làm bằng kính và thép, tuy nhiên chúng hoàn toàn có thể được kết cấu bởi những vật liệu cổ xưa. Kĩ thuật xây dựng cổ đại là điều mà các kiến trúc sư và kĩ sư hướng sự quan tâm đến.
Nếu tưởng tượng về một loại vật liệu xây dựng thần kì thì nó sẽ là loại siêu rẻ hay thậm chí miễn phí, nó có mặt khắp mọi nơi trên thế giới, nó đủ chắc chắn để dựng những căn nhà đảm bảo an toàn cho chúng ta dưới mọi điều kiện thời tiết và không quá tốn kém để giữ ấm và làm mát. Loại vật liệu này dễ thi công đến mức các công nhân chỉ cần học các kĩ năng xây dựng cần thiết trong vài giờ.
Những vật liệu kì diệu này không chỉ rẻ như đất mà nó còn đáng để các kiến trúc sư, kĩ sư và nhà thiết kế quan tâm. Công trình vĩ đại Vạn Lí Trường Thành của Trung Quốc sẽ cho chúng ta thấy sự bền chắc của loại vật liệu này. Không những thế, mối quan ngại của chúng ta đối với vấn đề môi trường và tiết kiệm năng lượng đã khiến loại vật liệu cổ xưa lại trở thành giải pháp xây dựng hiện nay.
Vậy những căn nhà đất trông như thế nào, nó có thể giống với những căn nhà 400 tuổi ở thị trấn Taos hoặc cũng có thể có những kiểu dáng mới đầy bất ngờ.
Một căn nhà đất có thể được làm từ nhiều cách khác nhau, có thể từ gạch sống (Adobe) đất nén (Rammed earth), đất trộn rơm (Cob) hoặc từ những bó rơm xếp lớp (Straw Bale).
* Adobe và nhà Pueblo style (nhà xây từ gạch không nung)
Những ngôi nhà kiểu Adobe house.
Gạch không nung (gạch sống) được dùng phổ biến ở Tây Nam Mĩ và những quốc gia nói tiếng Tây Ban Nha. Mặc dù từ Adobe thường được dùng để mô tả một kiểu kiến trúc nhưng thực ra nó chỉ từ một loại vật liệu xây dựng.
Gạch sống là một khối rắn chắc được làm từ đất, đất sét và rơm. Tuy nhiên, phương pháp xây dựng và cấu tạo của gạch sống đa dạng, tùy thuộc vào khí hậu và tập quán địa phương. Đôi khi nhựa đường được thêm vào vật liệu để giúp chống nước. Có khi hỗn hợp xi măng làm bằng đá vôi, đất sét (Portland cement) và vôi sống cũng được thêm vào nhưng như vậy vật liệu sẽ mắc hơn. Một số nơi ở Mĩ La Tinh, nước ép xương rồng lên men được dùng để chống thấm.
Từ thời cổ đại, người bản địa Mĩ Pueblo Indian đã xây dựng những căn nhà Adobe rộng dành cho nhiều gia đình sống chung mà người Tây Ban Nha thường gọi là Pueblos. Vào khoảng thế kỉ XVII, XVIII người Tây Ban Nha đã tự làm kiểu nhà này nhưng họ đã thay đổi một chút phong cách. Họ phơi khô gạch sống dưới mặt trời để hình thành những khối xây dựng. Sau đó chất gạch thành hàng và phủ lên gạch sống một lớp bùn bảo vệ.
Nhà theo phong cách người bản địa Mĩ (Pueblo style house) có đặc điểm là những bức tường chắc nặng, cạnh tròn được làm bằng gạch sống. Nền nhà bằng gạch, gỗ hoặc đá phiến. Nhà có độ cao theo từng bậc, kết cấu mái bằng và phần mái này được hỗ trợ bằng những thanh gỗ được bắt xuyên tường. Dáng vẻ căn nhà hòa hợp với những lan can thành tròn nhô ra từ tường và những cửa sổ đơn giản sẫm màu. Cửa chính nhà để mở và nhà còn có những hốc được đục vào trong tường để trưng bày các biểu tượng tôn giáo.
Kiểu nhà này trở nên phổ biến từ đầu những năm 1900, chủ yếu ở California và Tây Nam Mĩ. Trong suốt thập niên 20, người tiên phong trong lĩnh vực hàng không là Glenn Curtiss và đồng sự James Bright đã giới thiệu phiên bản kiến trúc nhà Pueblo đến Florida, bây giờ là Miami Springs. Tại đây, Curtiss và Bright đã xây dựng nhưng ngôi nhà với tường dày liền khối làm từ gỗ hoặc khối bê tông.
Nhà Pueblo hiện đại ngày nay thường được làm bằng bê tông hoặc các vật liệu khác như gạch sống, vữa, hồ hoặc thạch cao.
* Rammed Earth (nhà từ đất nén khối)
Nhà kiểu Rammed Earth.
Cấu trúc nhà Rammed Earth cũng giống nhà Adobe, cả hai đều dùng đất trộn với vật liệu chống thấm. Tuy nhiên, dù có phụ gia chống thấm nhưng nhà Adobe đòi hỏi khí hậu khô để gạch đủ cứng mới có thể xây tường được. Ở những vùng ẩm ướt trên thế giới, những chủ thầu xây dựng đã phát triển kiến trúc Rammed earth với những khối xây dựng từ đất và xi măng.
Những công trình Rammed earth không chỉ thân thiện với môi trường mà còn chống lửa, chống mối mọt. Một vài nhà thiết kế hiện đại cho rằng những bức tường bằng đất dày tạo nên cảm giác về sự vững chắc và an toàn.
Ở nhiều nơi trên thế giới, các khái niệm Pisé, Jacal, Barjareque cũng được dùng để mô tả cấu trúc nhà đất tương tự rammed earth.
* Cob house ( nhà từ bùn và rơm)
Nhà kiểu Cob house.
Trong tiếng Anh cổ, cob có nghĩa gốc chỉ những khối được làm tròn. Cob house được làm từ loại đất gần giống đất sét, cát và rơm. Không giống Adobe house và cấu trúc nhà Straw Bale, Cob house không dùng gạch hay các khối vật liệu khác, thay vì bề mặt tường được mài nhẵn hoặc uốn lượn. Cob house có thể có bức tường nghiêng dốc, cổng vòm và nhiều hốc tường.
Cob house là một trong những kiến trúc nhà đất bền chắc nhất vì hỗn hợp bùn có dạng tổ ong và xốp nên có thể chịu được thời kì mưa kéo dài mà không bị suy yếu. Thạch cao được làm từ vôi sống và cát có thể được sử dụng như một bức tường ngoài chắn gió.
Cob house đặc biệt thích hợp cho vùng sa mạc hoặc vùng có thời tiết cực lạnh.
* Straw Bale (nhà từ những bó rơm xếp lớp)
Nhà được ghép từ rơm.
Trên những đồng cỏ châu Phi, những ngôi nhà được làm bằng rơm xuất hiện từ thời kì đồ đá. Những công trình bằng rơm trở nên phổ biến ở Trung Tây Mĩ khi những người đi khai hoang phát hiện ra rằng không có cơn gió nào đủ mạnh để thổi đổ rơm và cỏ được xếp thành những lớp dày.
Đội ngũ các kiến trúc sư và kỹ sư hiện đang nghiên cứu những khả năng mới về việc xây dựng bằng những bó rơm xếp lớp. Ngày nay những người tiên phong trong việc xây dựng và sống trong những ngôi nhà đó nói rằng việc xây dựng bằng rơm thay vì bằng những vật liệu thông thường giảm hơn một nửa chi phí xây dựng.
Cuốn sách The Straw Bale House của tác giả Athena Swentzell Steen là một tài liệu đặc sắc hướng dẫn căn bản cách xây dựng nhà bằng rơm.
Không ai có thể tranh cãi về lợi ích môi trường khi sử dụng bùn và rơm. Nhưng phong trào xây dựng mang tính chất sinh thái này nhận nhiều sự chỉ trích. Trong cuộc phỏng vấn với The Independent tại Trung tâm về Công nghệ thay thế (Wales), Patrick Hannay – thuộc Khoa Kiến trúc Trường Đại học Welsh – đã chỉ trích những công trình xây dựng bằng rơm rằng chúng chẳng có tí thẩm mĩ nào cả.
Nhưng dù sao, chính bạn mới là người phân xử. Liệu lối kiến trúc “có trách nhiệm” có đẹp mắt không? Những căn nhà với vật liệu từ đất và rơm có đủ thu hút và tiện nghi? Và bạn có thích sống ở một nơi như thế?
6. Nhà mô phỏng tự nhiên (Imitate Nature) của Glenn Marcutt
Những căn nhà tiết kiệm năng lượng được thiết kế để tận dụng môi trường xung quanh và để thích ứng với khí hậu. Được làm từ những chất liệu đơn giản có thể tìm thấy ngay tại chỗ, những ngôi nhà này như hòa lẫn vào cảnh trí xung quanh. Hệ thống thông gió đóng mở như những cánh hoa và những chiếc lá, giảm đến mức tối thiểu nhu cầu máy điều hòa.
Kiến trúc sư người Úc Glenn Murcutt, đồng thời là người chiến thắng trong giải kiến trúc Pritzker toàn nước Úc, nổi tiếng về những thiết kế nhà mô phỏng tự nhiên rất thân thiện với môi trường. Thậm chí nếu bạn sống xa Australia, bạn vẫn có thể áp dụng nhưng ý tưởng của Glenn Murcutt cho chính kế hoạch xây dựng căn nhà của mình. Dưới đây là một vài lời khuyên Glenn Murcutt dành cho việc xây một căn nhà Imitate Nature.
* Sử dụng những chất liệu đơn giản
Hãy quên đi sự bóng loáng của những phiến đá cẩm thạch, những loại gỗ quí nhập khẩu từ những cánh rừng nhiệt đới, những hợp kim thiếc và đồng quí giá. Ngôi nhà theo phong cách Glenn Murcutt không phô trương, thoải mái và kinh tế. Ông sử dụng những vật liệu rẻ tiền sẵn có ở quê hương châu Úc của ông. Đáng chú ý như căn nhà Maria Short House với mái tôn, những cửa sổ mái hắt từ sắt tráng men và bức tường bằng gỗ xẻ từ một máy cưa lớn gần đó.
* Hãy chạm vào đất thật nhẹ!
Glenn Murcutt thích trích dẫn câu châm ngôn của thổ dân châu Úc hãy chạm vào mặt đất nhẹ nhàng bởi vì nó nhấn mạnh mối quan tâm ông dành cho thiên nhiên. Xây dựng theo cách của Murcutt nghĩa là dùng những biện pháp đặc biệt để bảo vệ cảnh quan xung quanh. Nép mình trong cánh rừng khô cằn nước Úc, căn nhà Ball-Eastaway của Marcutt như lơ lửng trên mặt đất nhờ những cột nhà sàn bằng thép. Bởi vì không cần phải đào móng sâu nên đất khô và những cây cối xung quanh được bảo vệ.
* Theo ánh mặt trời
Được trao giải cho hiệu quả tiết kiệm năng lượng, những căn nhà của Glenn Murcutt tận dụng ánh sáng tự nhiên. Chúng đặc trưng bởi những hành lang, cửa sổ mái, mái hắt có thể điều chỉnh và những vách ngăn di động. Đáng chú ý trong những căn nhà của Marcutt còn là dáng dài và những cửa sổ có thể mở rộng hướng ra những cánh đồng, đại dương hay những vùng lộng gió. Căn nhà được thiết kế để đón ánh mặt trời.
* Lắng nghe gió
Thậm chí trong cái nóng của khí hậu nhiệt đới vùng phía bắc Territory, Australia, những căn nhà do Glenn Murcutt thiết kế cũng không cần máy điều hòa không khí. Hệ thống thông gió khéo léo đảm bảo những cơn gió mát sẽ xuyên suốt mọi căn phòng. Cùng một lúc, những căn nhà vừa được cách nhiệt vừa được bảo vệ trước gió lốc mạnh.
Căn nhà Marika – Alderton của Murcutt thường được so sánh với một cái cây bởi vì những bức tường mở và đóng như những cánh hoa và chiếc lá.
(Nguồn: khoahoc.com.vn)