Xây dựng thân thiện với khí hậu
Ít hơn là nhiều hơn

Gạch, bê tông và gỗ: với ba ngôi nhà kiểu mẫu ở Bad Aibling, đội của kiến trúc sư Florian Nagler thử nghiệm xây dựng những ngôi nhà có hiệu suất năng lương cao bằng những vật lệu thông thường.
Gạch, bê tông và gỗ: với ba ngôi nhà kiểu mẫu ở Bad Aibling, đội của kiến trúc sư Florian Nagler thử nghiệm xây dựng những ngôi nhà có hiệu suất năng lương cao bằng những vật lệu thông thường. | Ảnh (chi tiết): © Sebastian Schels / PK Odessa

Từ vài năm nay kỹ thuật tòa nhà được tính toán đến từng chi tiết và tường cách nhiệt được coi là những phương tiện toàn năng để giảm khí thải CO2 trong lĩnh vực xây dựng. Tuy vậy cũng không cần nhiều, để xây được những ngôi nhà với một mức cân bằng khí hậu hiệu quả. Vì kim chỉ nam trong xây dựng cũng là: ít hơn là nhiều hơn.
 

Từ bỏ than, ô tô chạy điện, những chuyến bay đường ngắn: Khi nói đến chủ đề khí hậu, chủ yếu người ta nhằm vào lĩnh vực giao thông, vận tải và năng lượng. Khi đó sẽ nhanh chóng sao nhãng một tác nhân quan trọng gây ra khí thải: trên khắp thế giới lĩnh vực xây dựng chịu trách nhiệm đối với gần 40% lượng CO2 phát thải, ở Đức cũng là gần một phần ba. Không chỉ bản thân xây dựng là một sát thủ khí hậu thực thụ - sản xuất vật liệu xây dựng như xi măng hay thép tiêu thụ tài nguyên thiên nhiên và năng lượng-, mà vận hành tòa nhà cũng ngốn nhiều điện và gây phát thải CO2.
 
Câu trả lời cho đến nay của ngành kinh tế xây dựng ở Đức đối với vấn đề này thường là cách nhiệt. Vỏ bọc của các tòa nhà hiện đại gồm nhiều lớp vật liệu khác nhau, để chỉ phải sưởi hoặc làm mát ít nhất có thể. Ngoài ra kỹ thuật tòa nhà thông minh sẽ bảo đảm tòa nhà được vận hành tiết kiệm năng lượng nhiều nhất có thể. Tuy vậy, liệu con đường này có đúng đắn không là điều mà đến nay các chuyên gia như Florian Nagler, giáo sư trường Đại học tổng hợp kỹ thuật München, nghi ngờ. 

dự án kiểu mẫu gây nghi ngại

Một dự án kiểu mẫu về xây dựng thân thiện với khí hậu đã làm Nagler suy ngẫm. Vị giáo sư kiến trúc này cũng thuộc đội dự án đó. Ngôi nhà được hoàn thành năm 2015 của trường trung học Schmuttertal ở Diedorf vùng Bayern được xây dựng như là một ngôi nhà sinh ra năng lượng, có nghĩa là ngôi nhà sản xuất ra năng lượng nhiều hơn lượng năng lượng nó tiêu thụ. Tuy nhiên dự án có một điểm yếu: kỹ thuật tòa nhà của công trình kết cấu gỗ này phức hợp đến mức phải cần đến 3 năm để tất cả các thành phần hoạt động trôi chảy và phối hợp được với nhau. 
 
Điều đó làm Nagler nghi ngại: „Nếu trong một tòa nhà, được một đội chuyên gia có động lực rất cao xây dựng, mà ngay từ đầu tất cả đều không hoạt động trôi chảy như đã suy tính và tính toán, thì đó không phải là một trường hợp ngoại lệ.“ Ông tự hỏi là liệu lắp nhiều phương tiện, chi tiết kỹ thuật trong tòa nhà hơn và một sự pha trộn ngày càng tốn kém hơn các loại vật liệu có thực sự là một câu trả lời đúng đối với biến đổi khí hậu không.
 
Nagler và các đồng nghiệp của ông muốn tìm câu trả lời và đã cùng sinh viên khởi đầu một dự án nghiên cứu: xây ba ngôi nhà kiểu mẫu từ những vật liệu có sẵn trong vùng là gạch, bê tông và gỗ. Mục tiêu không chỉ là xây dựng những ngôi nhà đó sao cho đáp ứng được những yêu cầu của Luật năng lượng tòa nhà (GEG), mà không cần những thành phần kỹ thuật phức tạp. Ngôi nhà thậm chí chỉ tiêu thụ 55% lượng năng lượng một ngôi nhà được công nhận là nhà hiệu suất năng lượng 100 cần phải tiêu thụ - tiêu chuẩn tối thiểu trong xây dựng ở Đức. 
 
Trong khi chuẩn bị dự án, các nhà khoa học đã dùng những phép tính để tính toán độ lớn và chiều cao tối ưu của phòng, vị trí và độ lớn cửa sổ, độ dày của tường và trần nhà. Điều kiện mấu chốt là dùng phương thức xây dựng bền chắc bảo vệ các ngôi nhà trước sự thay đổi nhiệt độ, để mùa Hè không phải làm mát và mùa Đông chỉ phải sưởi ít nhất có thể. 

tiết kiệm năng lượng không cần kỹ thuật tốn kém

Mẫu hình đối với Nagler và đội của ông là dự án của công ty kiến trúc Baumschlager Eberle năm 2011 xây dựng một tòa nhà văn phòng không cần sưởi và làm mát ở vùng Lustenau của Áo. Trong suốt năm nhiệt độ trong tòa nhà từ 22 đến 26 độ. Nguyên nhân chính tạo ra trạng thái này là một bức tường bao dày 76 cm – trong công trình xây bằng gạch này nguồn nóng duy nhất là những người làm việc trong nhà và hơi nóng tỏa ra từ máy tính và các máy móc khác. 
 
Chính vì thế Nagler và đội của ông cũng đã đặc biệt chú ý đến tường bao. Tùy theo vật liệu, tường bao đã được xây với độ dày khác nhau cho các ngôi nhà có phác thảo và hình khối như nhau: dày 50 cm cho ngôi nhà xây bằng bê tông cách nhiệt, 42,5 cm cho ngôi nhà xây bằng gạch và 30 cm cho ngôi nhà xây bằng gỗ. Để tất cả các ngôi nhà đều có đủ khối lượng để trữ năng lượng, các nhà khoa học đã đổ bê tông tấm sàn nhà và trần nhà. 
 
Từ đầu năm 2021 ba ngôi nhà, mỗi ngôi có 8 căn hộ đã được hoàn thành và giai đoạn thứ ba của dự án bắt đầu: giờ đây các ngôi nhà sẽ được đánh giá trong hai năm, để biết được, liệu chúng có thực sự hoạt động đúng như đã được tính toán không. Đối với Nagler điểu đó là quan trọng, vì trong một số dự án kiểu mẫu hiệu ứng tiết kiệm năng lượng được tính toán ban đầu đã không trở hành hiện thực. Vì những người sử dụng các ngôi nhà thường hành động khác với dự kiến ban đầu: họ kéo rèm chống nắng lên cao, vì họ muốn nhìn ra ngoài, hoặc họ mở cửa sổ, chứ không để tự động thông khí. Chính vì thế những ngôi nhà ở Bad Aibling được thiết kế rất đơn giản: dàn sưởi gắn tường đơn giản, một cửa sổ gấp có khe thông gió tự động và một quạt thông gió nhỏ trong các buồng tắm là những thiết bị kỹ thuật duy nhất được lắp vào nhà.

Sau khi ba ngôi nhà ở Bad Aibling được hoàn thành đầu năm 2021, sẽ đánh giá xem, liệu những khoản tiết kiệm năng lượng dự kiến có thực sự xảy ra không.
Sau khi ba ngôi nhà ở Bad Aibling được hoàn thành đầu năm 2021, sẽ đánh giá xem, liệu những khoản tiết kiệm năng lượng dự kiến có thực sự xảy ra không. | Ảnh (chi tiết): © Sebastian Schels / PK Odessa
Đối với nhóm nghiên của Nagler một điều quan trọng nữa là phải tính toán năng lượng cần thiết cho việc bảo dưỡng, duy tu ngôi nhà dự kiến có tuổi thọ 100 năm. Theo đó Nagler nhất thiết phải đưa vào tính toán cả cái gọi là „năng lượng xám“ (năng lượng tiêu tốn) khi tính toán mức cân bằng khí hậu hiệu quả cho tất cả các ngôi nhà. Một khía cạnh bền vững nữa đóng một vai trò trong các ngôi nhà trong công trình nghiên cứu: Nếu một ngày nào đó những ngôi nhà đó bị phá dỡ thì có thể dễ dàng tái sử dụng được vật liệu, vì vật liệu xây dựng đã không bị trộn với những vật liệu khác. 
 
Trong khi đó Nagler tiếp tục nghiên cứu. Những ngôi nhà thử nghiệm tiếp theo của dự án nghiên cứu „Xây dựng đơn giản“ sẽ là ký túc xá sinh viên. „Chúng tôi phải cho thấy việc giảm thiểu là điều có thể và xúc tiến với một ví dụ tốt đẹp“, ông tin tưởng nói. Ông không đơn độc với mục tiêu này: công ty dự án của khu đô thị cảng Hamburrg cũng muốn thúc đẩy với một ví dụ tốt đẹp khi muốn xây trụ sở tương lai của công ty là một tòa nhà không có khí thải. Trong suốt quãng đời của công trình xây dựng này, từ khi xây dựng, vận hành đến khi phá dỡ nó sẽ trung lập về CO2.
Ngôi nhà không khí thải dự kiến trong khu đô thị cảng Hamburg sẽ trung lập về CO2 trong suốt quá trình tồn tại – từ khi xây dựng, vận hành đến khi bị phá dỡ.
Ngôi nhà không khí thải dự kiến trong khu đô thị cảng Hamburg sẽ trung lập về CO2 trong suốt quá trình tồn tại – từ khi xây dựng, vận hành đến khi bị phá dỡ. | Ảnh (chi thiết): © Heinle, Wischer und Partner, freie Architekten