7 giải pháp giảm thiểu phát thải carbon cho công trình kiến trúc

Biến đổi khí hậu đã là một chủ đề được tranh luận sôi nổi trong những năm gần đây và các thuật ngữ như khí thải carbon, hiệu ứng nhà kính, aerosol trong khí quyển và nhiều thuật ngữ khác, đã trở nên phổ biến trong vốn từ vựng của chúng ta. Một thuật ngữ được nói rộng rãi khác là “âm carbon”, hoặc phát thải ròng bằng không, được sử dụng làm mục tiêu cho các công trình xây dựng.

Thỏa thuận Paris năm 2015, được ký kết bởi một số quốc gia tại COP 21, thế giới sẽ cần đạt mục tiêu không phát thải vào giữa thế kỷ này. Chúng ta phải nghĩ đến khí thải là khói đen bốc ra từ các nhà máy hoặc xe cộ – những thứ được coi là “kẻ thủ ác” lớn trong ngành xây dựng. 

Theo Hội đồng Công trình Xanh Thế giới, ngành Xây dựng trên toàn cầu chiếm 36% mức tiêu thụ năng lượng, 38% lượng khí thải carbon liên quan đến năng lượng và 50% mức tiêu thụ tài nguyên. Và dấu chân này dự kiến ​​sẽ tăng gấp đôi vào năm 2060.

Đối với các tòa nhà, mặt năng lượng bằng 0, nói một cách đơn giản, là tiêu thụ hoặc hấp thụ tất cả carbon thải ra trong quá trình xây dựng, vận hành và các phát thải bởi các vật liệu. Theo WGBC, định nghĩa về một tòa nhà không carbon là một tòa nhà “hiệu quả năng lượng và được cung cấp bởi các nguồn năng lượng tái tạo tại chỗ”. 

Kiến trúc Bioclimatic

Kiến ​​trúc bioclimatic và các khái niệm về “một công trình tự thở” là một thành phần quan trọng để đạt được một tòa nhà không phát thải. Bằng cách nghiên cứu khí hậu và bối cảnh địa phương, năng lượng tòa nhà có thể được tiết kiệm.

Điều này có nghĩa là sử dụng càng nhiều ánh sáng tự nhiên càng tốt, đồng thời cân bằng sự thất thoát năng lượng nhiệt. Việc định hướng các lam chắn nắng được tính toán kỹ lưỡng và các vật liệu hấp thụ, phản xạ được đặt đúng vị trí sẽ khiến bản thân công trình tự vận hành.

Sử dụng tối đa năng lượng tái tạo 

Các tòa nhà có thể cung cấp tất cả nhu cầu năng lượng từ các nguồn tái tạo, chi phí thấp, sẵn có tại địa phương, có nghĩa là sử dụng năng lượng mặt trời thông qua các tấm quang điện, hoặc thậm chí sử dụng hệ thống gió địa phương hoặc các nguồn năng lượng tái tạo khác nếu có thể. Có khi tòa nhà có thể tự sản xuất đủ năng lượng và đưa một lượng dư vào điện lưới chung. Nhưng điều đó không có nghĩa là tất cả các tòa nhà phải là những nhà máy điện khổng lồ. Hiệu quả năng lượng là cốt lõi chính.

Sử dụng thiết bị điện tử hiệu quả

Khi đề cập đến vấn đề điện, không thể không nói đến hiệu quả sử dụng năng lượng của các thiết bị và chiếu sáng. Nếu chúng ta đạt được sự cân bằng giữa sản xuất và tiêu thụ thì việc giảm thiểu tổn thất và nâng cao hiệu quả của các thiết bị hiện có trong tòa nhà là rất quan trọng. Điều đó có nghĩa là tạo ra cùng một lượng năng lượng với ít tài nguyên thiên nhiên hơn hoặc nhận được cùng một dịch vụ với ít năng lượng hơn.

Do đó, việc lựa chọn các thiết bị có hiệu suất cao như chiếu sáng, điện lạnh, HVAC,… hay các hệ thống lắp đặt khác như cơ sở vật chất, thiết bị, dụng cụ, máy móc,… sẽ ít tiêu tốn năng lượng điện hơn.

Chú ý đến lớp vỏ bao che 

Ngoài việc tạo ra nguồn năng lượng hoặc tránh các nguồn có hại, điều cốt yếu là tòa nhà phải “khoẻ”. Lớp vỏ bao che được thiết kế tốt là điều quan trọng để tòa nhà có thể thích ứng với bối cảnh tự nhiên.

Ví dụ, ở vùng lạnh, ngôi nhà có khả năng cách nhiệt tốt nên ít thất thoát nhiệt ra môi trường hơn, giảm nhu cầu sưởi ấm. Ở những nơi có biên độ nhiệt lớn, làm việc với quán tính nhiệt có thể có lợi vì tường và trần nhà có thể tích trữ nhiệt và giải phóng nhiệt khi cần thiết. Ở những khu vực nóng, lớp bao che có thể cho phép thông gió và làm mát không gian, giảm nhu cầu máy điều hoà không khí, trong khi vật liệu cách nhiệt có thể tránh được nhu cầu làm mát quá mức không gian bên trong do nhiệt đi qua lớp vỏ.

Nói cách khác, bằng cách tăng hiệu quả sử dụng năng lượng của vỏ bao che, điều này sẽ đồng nghĩa với việc giảm lượng phát thải carbon trong quá trình sử dụng tòa nhà.

Quan tâm đến cửa sổ và cửa đi

Đây là một thành phần quan trọng và chiếm một phần chi phí đáng kể trong các tòa nhà mới và cải tạo. Vai trò chính của cửa sổ là mang lại ánh sáng ban ngày và kết nối với bên ngoài. Cửa sổ là đòn bẩy quan trọng để tối ưu hóa việc tiết kiệm năng lượng cũng như sự thoải mái trong mùa đông và mùa hè. Do đó, các đặc điểm khí hậu sẽ xác định việc lựa chọn cửa sổ phù hợp.

Trong điều kiện khí hậu lạnh, sự kết hợp của lớp cách nhiệt cao nhưng đồng thời cũng hấp thụ lượng lớn nhiệt từ mặt trời sẽ cho phép tiết kiệm năng lượng sưởi ấm và giảm thiểu cảm nhận bề mặt lạnh gần cửa sổ. Mặt khác, các vùng khí hậu nhiệt đới phải quản lý hấp thu nhiệt mặt trời, cùng với mức cách nhiệt hợp lý để giảm thiểu nhiệt độ trong nhà mà không cần tải trọng làm mát cao và sử dụng nhiều máy móc.

Loại bỏ nhiên liệu hóa thạch

Một khái niệm chính khác là giảm việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch trong tòa nhà. Theo RMI, “khí đốt bùng phát cùng với một lượng nhỏ dầu và khí propan trong các tòa nhà là nguyên nhân gây ra 10% tổng lượng khí thải trên toàn nước Mỹ và chỉ có 10 bang lớn chịu trách nhiệm về 56% lượng khí thải đó”. Chúng hầu hết được sử dụng để sưởi ấm các tòa nhà hoặc nấu ăn.

Vì vậy, thay vì sử dụng khí đốt hoặc dầu, hãy ưu tiên các nguồn tái tạo như khí sinh học và gỗ. Tùy thuộc vào bối cảnh, máy bơm nhiệt và năng lượng địa nhiệt cũng có thể được sử dụng, cũng như điện, tốt nhất là từ các nguồn điện sạch và tái tạo như năng lượng mặt trời, gió.

Quan tâm đến vấn đề carbon 

Tổng quan lại, việc xem xét tác động của từng yếu tố được sử dụng trong một dự án cũng là điều cần thiết để đạt được mục tiêu âm carbon. Carbon có trong mỗi vật liệu là tổng lượng phát thải khí nhà kính trong quá trình khai thác, vận chuyển, chế tạo và lắp đặt.

Ví dụ, bê tông là vật liệu thải ra một lượng lớn carbon trong quá trình sản xuất – đặc biệt là trong trường hợp xi măng – việc sử dụng gỗ trong một dự án làm giảm lượng carbon tích hợp trong tòa nhà, vì cây hấp thụ carbon trong quá trình phát triển.

Mặt khác, thủy tinh, mặc dù nó tiêu thụ một lượng lớn carbon trong quá trình sản xuất nhưng có khả năng tái chế cao. Cần đánh giá lượng carbon của toàn bộ công trình, yêu cầu quyền truy cập vào dữ liệu phát thải carbon cho tất cả các vật liệu và quy trình liên quan đến một tòa nhà trong suốt vòng đời của nó.

Một phương pháp tiêu chuẩn hóa được sử dụng để định lượng các tác động môi trường của các tòa nhà, từ khai thác vật liệu, thi công, vận hành và thải bỏ là phương pháp Đánh giá vòng đời môi trường (LCA).

Mặc dù các cuộc thảo luận toàn cầu có vẻ quá xa vời với cuộc sống hàng ngày của chúng ta, nhưng chúng ta thấy rằng những cử chỉ đơn giản có thể tạo nên sự khác biệt như thế nào. Điều quan trọng là tất cả những người liên quan và thậm chí cả những người có chuyên môn đều phải nhận thức được tác động của chính mình đến môi trường và sức mạnh của mình trong việc bảo vệ môi trường.

Dịch: Hoàng Anh | Nguồn: Archdaily

XEM THÊM

• 4 giải pháp thoát nước tốt mà không cần mái hiên
• Tiện nghi khí hậu nhiệt đới ở Việt Nam (Phần 3)
• Nhà tắm công cộng cho trẻ em: Một số gợi ý thiết kế