Tiết kiệm năng lượng trong thiết kế và xây dựng các công trình cao tầng và thương mại tại Việt Nam Bài tham luận của GS.TS.KTS. Nguyễn Hữu Dũng -Khoa Quản lý Đô thị – Đại học Kiến trúc Hà Nội tại Hội thảo “Sử dụng năng lượng, tài nguyên tiết kiệm và hiệu quả ngành Xây dựng” tháng 4/2008
Hiện nay toàn thế giới đang đứng trước thách thức của sự khan hiếm nguồn nguyên liệu, đặc biệt là nhiên liệu hoá thạch, kéo theo đó là giá dầu mỏ đang leo thang nhanh chóng, đe doạ một cuộc khủng hoảng năng lượng toàn cầu. Tiết kiệm năng lượng cùng với vấn đề biến đổi khí hậu đang trở nên mối quan tâm lớn lao của toàn nhân loại. Các quốc gia thuộc các mức độ phát triển kinh tế – xã hội khác nhau, từ các nước phát triển, cho đến các nước đang phát triển đều đã đang phải hoạch định các chiến lược quốc gia của mình để sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả và tìm kiếm, phát triển các nguồn năng lượng sạch thay thế dầu mỏ.
Việt Nam cũng như nhiều quốc gia khác đang đứng trước sự mất cân đối nghiêm trọng giữa cung và cầu về năng lượng trước tốc độ phát triển kinh tế – xã hội và đô thị hoá đang diễn ra nhanh chóng. Trong khi vẫn đang tồn tại cách tiêu dùng lãng phí và kém hiệu quả về năng lượng trong mọi mặt của đời sống xã hội.
Nhà nước đang triển khai ban hành khung pháp lý cần thiết và chương trình mục tiêu quốc gia về tiết kiệm năng lượng trong các lĩnh vực sản xuất, sinh hoạt, các toà nhà và một số lĩnh vực kinh tế.
Trong chiến lược và chương trình hành động tiết kiệm và bảo tồn năng lượng quốc gia, tiết kiệm năng lượng tiêu thụ trong khu vực xây dựng các toà nhà, các công trình xây dựng chiếm một vị trí tiềm năng quan trọng. Tại Việt Nam năng lượng tiêu thụ cho khu vực các toà nhà, đặc biệt các công trình nhà ở và công cộng cao tầng chiếm khoảng 23 – 24% (năm 1994) trên tổng số năng lượng tiêu dùng quốc gia. Tỷ lệ này đã tăng lên trong thập niên vừa qua, khi các đô thị đặc biệt, loại 1 và 2 đã phát triển nhanh chóng và nguồn vốn đầu tư nước ngoài đã gia tăng một cách đáng kể. Kinh nghiệm quốc tế cho thấy, tại nhiều nước phát triển, khi tỷ lệ cơ cấu kinh tế thay đổi, tỷ lệ dịch vụ tăng lên trên 40 – 50%, thì tỷ lệ năng lượng sử dụng trong các toà nhà sẽ chiếm từ 35 – 40% tổng năng lượng tiêu dùng.
1. Hiện trạng
Trong những năm vừa qua, từ khi thực hiện chính sách mở cửa và chuyển đổi nền kinh tế sang cơ chế thị trường có sự điều tiết của Nhà nước, nhu cầu năng lượng sử dụng trong khu vực này đã gia tăng một cách nhanh chóng, đặc biệt là các khu vực đô thị. Tốc độ tỉ lệ tăng trưởng của khu vực nhà ở và công trình công cộng trong giai đoạn 1996 – 2000 trung bình 12% hàng năm. Hiện nay, tốc độ này là khoảng 15% và sẽ cao hơn nữa để đáp ứng yêu cầu của tốc độ đô thị hoá và sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước.
Tại Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Hải Phòng cũng như nhiều đô thị loại 1 và 2 khác trong cả nước đã xuất hiện nhiều công trình nhà ở chung cư cao tầng, cao ốc văn phòng, khách sạn 4 – 5 sao với số phòng lớn, các trung tâm thương mại siêu thị. Đây là nguồn tiêu thụ năng lượng lớn cần quan tâm.
Chỉ tính riêng ở Hà Nội và TP Hồ Chí Minh đã có hàng trăm dự án các khu đô thị mới, cùng với các công trình nhà ở căn hộ cao tầng được xây dựng hoàn thiện, trong đó phần lớn đã đi vào sử dụng. Nhiều công trình khách sạn cao tầng, cao ốc văn phòng và trung tâm thương mại có diện tích sàn sử dụng trên 10.000m2 và tiêu thụ điện năng lớn hơn 1 – 2 triệu KWh/năm. Đây là những hộ tiêu thụ điện năng lớn cần được quản lý và có biện pháp nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng.
Đối với việc xây dựng các công trình nhà ở và công trình công cộng từ các nguồn vốn không phải từ ngân sách nhà nước, chủ đầu tư và người sử dụng đã bắt đầu có ý thức tiết kiệm để giảm khoản chi phí tiền điện hàng tháng. Nhưng trong khu vực các công trình thuộc nhà nước quản lý, việc sử dụng năng lượng vẫn lãng phí và kém hiệu quả. Do bao cấp và thiếu kiểm soát, vẫn tồn tại tập quán sử dụng, vận hành thiếu ý thức (như ra khỏi phòng không tắt đèn, mở cửa khi bật điều hoà,…) cùng những yếu tố chủ quan như sử dụng các thiết bị kém hiệu suất năng lượng, lắp đặt thiết bị không đúng, vỏ ngoài công trình thiết kế và sử dụng vật liệu xây dựng thiết kế thiếu sự chú ý về cách nhiệt, không tận dụng thông thoáng và chiếu sáng tự nhiên…
Phần lớn các công trình công cộng như các toà nhà hành chính, trường học, bệnh viện, khách sạn… được xây dựng trước đây đều dựa trên tiêu chuẩn thiết kế thấp, sử dụng các thiết bị cũ lạc hậu có hiệu suất năng lượng chưa cao. Mặt khác, do hạn chế của điều kiện kinh tế xã hội, việc sử dụng năng lượng trong những công trình này kém hiệu suất, gây lãng phí.
Nhiều công trình khách sạn và công trình cao tầng mới xây dựng tại các đô thi từ nguồn vốn đầu tư nước ngoài. Những công trình này thường được thiết kế xây dựng theo tiêu chuẩn của nước ngoài. Trong số đó phần lớn công trình đã được thiết kế không thích hợp với điều kiện khí hậu tự nhiên và kinh tế kỹ thuật của Việt Nam. Trong quá trình vận hành sử dụng nhiều năng lượng một cách không hợp lý và có nhu cầu sử dụng năng lượng lớn.
Năng lượng sử dụng trong các toà nhà, đặc biệt các công trình cao tầng và thương mại tại Việt Nam là lớn, nhưng lại tản mạn, không tập trung. Do đó việc kiểm soát và vận động thực hiện tiết kiệm năng lượng khó hơn nhiều so với các hộ tiêu thụ năng lượng trong khu vực công nghiệp hay giao thông. Do vậy cần thiết phải khảo sát những trở ngại rào cản để tìm ra nguyên nhân và kiến nghị các giải pháp thực hiện hữu hiệu.
Chính phủ đã ban hành Nghị định số 102/2003/NĐ-CP về sử dụng năng lượng tiết kiệm và có hiệu quả, trong đó có qui định về tiết kiệm năng lượng trong các toà nhà. Tháng 11/2005, Bộ trưởng Bộ Xây dựng đã ký quyết định ban hành Qui chuẩn Xây dựng Việt Nam – Các công trình xây dựng sử dụng năng lượng có hiệu quả. Lần đầu tiên Việt Nam đã ban hành một khung pháp qui kỹ thuật về tiết kiệm năng lượng trong công tác thiết kế xây dựng các công trình cao tầng và thương mại. Những qui định này bắt buộc đối với các công trình có qui mô diện tích sàn sử dụng trên 2500 m2 trở lên.
2. Điều tra khảo sát tổng quan
Chương trình điều tra tổng quan tiềm năng tiết kiệm năng lượng thuộc Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường phối hợp với trường Đại học Kiến trúc Hà Nội – Bộ Xây dựng tiến hành khảo sát 16 công trình hành chính thương mại cao tầng tại Hà Nội và TP Hồ Chí Minh trong năm 1999-2000. Sau đó, trong khuôn khổ hoạt động của chương trình năng lượng và môi trường do sự hợp tác giữa Chính phủ Hà Lan và Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường và Đại học Kiến trúc Hà Nội – Bộ Xây dựng đã tiến hành kiểm toán 6 công trình cao tầng tại Hà Nội và TP Hồ Chí Minh. Qua khảo sát và kiểm toán, đã rút ra một số nhận định và đánh giá bước đầu.
Một số nhận định rút ra từ đợt khảo sát:
– Một điều cần quan tâm là khuynh hướng thiết kế công trình kiến trúc với nhiều mảng kính lớn đang thịnh hành tại các đô thị. Trào lưu chạy theo kiến trúc hiện đại phương Tây mà bỏ qua những nghiên cứu, giải pháp phù hợp với điều kiện kinh tế, xã hội và khí hậu Việt Nam.
– Những bất hợp lý trong các giải pháp thiết kế công trình, đặc biệt là phần vỏ công trình kém hiệu quả cách nhiệt và lắp đặt thiết bị đã làm thất thoát nguồn năng lượng sử dụng trong công trình xây dựng từ 20 – 30%, đã không tận dụng tổ chức chiếu sáng và thông thoáng tự nhiên.
– Vấn đề cách nhiệt cho kết cấu công trình, như sử dụng vật liệu cách nhiệt, cách nhiệt cho mái tường ngoài, cửa sổ, cửa đi… chưa được quan tâm từ khâu thiết kế đến đầu tư xây dựng công trình. Các tiêu chuẩn thiết kế công trình hiện hành TCVN và TCXD đều chưa có các điều khoản qui định cụ thể về vấn đề này. Trên thị trường vật liệu xây dựng hiện có tại các đô thị Việt Nam đã thiếu hụt các loại vật liệu cách nhiệt, các loại đèn và các thiết bị có hiệu suất năng lượng cao.
– Đối với những công trình khách sạn và nhà hành chính cao tầng tiêu thụ điện năng trên 2 triệu KWh/năm (một số khách sạn quốc tế lớn, những công trình cao ốc văn phòng cho thuê, công trình ga hàng không…), trong quá trình vận hành công trình, cũng chưa tiến hành công tác kiểm toán năng lượng. Các chủ đầu tư chưa quan tâm đến những biện pháp để tiết kiệm năng lượng cũng như chưa tính đến hiệu quả kinh tế và xã hội của các biện pháp này.
– Trong công tác quản lý quy hoạch, kiến trúc và phát triển đô thị hiện tại hoàn toàn chưa quan tâm tới vấn đề hiệu suất năng lượng của công trình xây dựng cao tầng và thương mại. Chưa có những hướng dẫn và những qui định cụ thể trong thẩm định cấp giấy phép xây dựng cho các loại công trình này. Điều đó là do thiếu các giải pháp chế tài và cho đến nay Việt Nam chưa ban hành Bộ luật và văn bản dưới Luật về bảo tồn và tiết kiệm năng lượng.
3. Những hoạt động cần thiết
Nhu cầu sử dụng năng lượng trong công trình phụ thuộc các yếu tố khí hậu (nhiệt độ, độ ẩm tương đối, tốc độ gió, số lần trao đổi không khí trong một đơn vị thời gian, cường độ bức xạ và trực xạ của mặt trời, cường độ và độ rọi của ánh sáng tự nhiên…), sự tiến bộ của khoa học công nghệ xây dựng và yêu cầu nâng cao chất lượng cuộc sống.
Khái niệm công trình có hiệu suất năng lượng còn gọi là “Công trình sinh thái”, “Công trình xanh” được sử dụng để mô tả các công trình xây dựng, các toà nhà được quy hoạch, thiết kế, thi công và trang thiết bị nội ngoại thất và vận hành hợp lý, sử dụng tiết kiệm năng lượng mà vẫn đảm bảo những yêu cầu về tiện nghi sử dụng và các chức năng hoạt động theo yêu cầu. Mặt khác không gian kiến trúc và hoạt động của công trình hoà hợp và không ảnh hưởng tới hệ sinh thái môi trường chung quanh.
Những trang thiết bị được sử dụng và lắp đặt trong công trình hiệu suất năng lượng cũng phải là những thiết bị có hiệu suất năng lượng cao.
Những giải pháp để nâng cao hiệu suất năng lượng sử dụng bên trong công trình cao tầng và công trình xây dựng bao gồm:
Giải pháp thiết kế khí hậu sinh học (Bioclimatic design) – làm mát thụ động (passive cooling) tạo thông thoáng tự nhiên, tranh thủ ánh sáng tự nhiên, trên cơ sở khai thác những kiến trúc truyền thống.
Giải pháp cách nhiệt tốt cho vỏ bao che công trình (mái, tường ngoài, cửa sổ, cửa đi, sàn…) để hạn chế truyền dẫn nhiệt bên trong và bên ngoài công trình. Điều này đặc biệt cần thiết đối với các công trình sử dụng hệ thống điều hoà.
Sử dụng kết cấu che chắn nắng rọi xuyên phòng, để hạn chế ảnh hưởng của bức xạ nhiệt mặt trời.
Sử dụng trang thiết bị trong công trình có hiệu suất năng lượng cao (trên 20-30%), dễ sử dụng và dễ vận hành, không gây những tác động xấu đến môi trường.
3.1. Triển khai áp dụng Quy chuẩn Xây dựng Việt Nam – Các công trình xây dựng sử dụng năng lượng có hiệu quả
Quy chuẩn quy định những yêu cầu kỹ thuật tối thiểu bắt buộc phải tuân thủ để sử dụng năng lượng có hiệu quả khi thiết kế xây dựng mới hoặc cải tạo các công trình thương mại, các cơ quan nghiên cứu, trụ sở hành chính Nhà nước, chung cư cao tầng và các khách sạn lớn.v.v.. có sử dụng điều hoà không khí, các thiết bị sử dụng nhiều năng lượng.
Quy chuẩn này được ban hành nhằm giảm thiểu lãng phí năng lượng sử dụng trong các công trình xây dựng, nâng cao điều kiện tiện nghi nhiệt, tiện nghi thị giác cũng như nâng cao năng suất lao động cho những người sống và làm việc trong các công trình đó.
Những quy định trong Quy chuẩn này áp dụng cho phần vỏ công trình, hệ thống chiếu sáng, điều hòa không khí và thông gió cùng với các thiết bị sử dụng điện khác trong công trình xây dựng.
Những quy định trong quy chuẩn này được áp dụng cho:
(a) Lớp vỏ công trình, loại trừ không gian làm kho chứa hoặc nhà kho không có điều hoà;
(b) Những thiết bị và hệ thống của công trình bao gồm:
– Chiếu sáng nội và ngoại thất
– Thông gió
– Điều hoà không khí
– Đun nước nóng
– Thiết bị quản lý năng lượng.
Các Chủ đầu tư cần có bản thuyết minh áp dụng các giải pháp tiết kiệm năng lượng theo quy định của qui chuẩn xây dựng trong hồ sơ thiết kế cơ sở thuộc báo cáo dự án, hoặc báo cáo dự án đầu tư khi xin phép xây dựng hoặc cải tạo, sửa chữa lớn công trình xây dựng.
3.2. Hoàn thiện hệ thống tiêu chuẩn thiết kế và xây dựng các công trình có hiệu suất năng lượng
Thời kì từ 1990 trở về trước, do nhiều nguyên nhân, các loại vật liệu xây dựng cách nhiệt chưa có nhiều ở thị trường Việt Nam, các nhà thiết kế xây dựng đã áp dụng một số biện pháp để tiết kiệm năng lượng sử dụng trong các công trình.
a. Chọn hướng nhà và công trình: thường thì theo hướng Nam và Đông Nam để lấy gió mát mùa hè, ánh nắng ấm mặt trời vào mùa đông, tránh nắng nóng hướng Tây và gió mùa Đông Bắc. Trong điều kiện không thể chọn được hướng tốt thì tìm các giải pháp quy hoạch thiết kế xây dựng để hạn chế các bất lợi về điều kiện khí hậu. Đã có một số công trình nghiên cứu về khí hậu học xây dựng.
b. Sử dụng các vật liệu truyền thống, các giải pháp về kiến trúc, kết cấu và tổ chức mặt bằng, công nghệ sử dụng… kết hợp với thông thoáng tự nhiên để tiết kiệm năng lượng, được qui định tại các tiêu chuẩn: TCVN 4319-86; TCVN 4430-87; TCVN 4452-87; TCVN 4601-88; TCVN 5065-90; TCVN 4318-86; TCVN 4605-88; TCVN 5687-92…
c. Một số các công trình nhà ở, các công trình công cộng đã được các kiến trúc sư và kỹ sư xây dựng quan tâm tổ chức khối tích của từng gian phòng; chiều dày tường bao quanh; vật liệu nhẹ cách nhiệt, cách âm của các bức tường ngăn, kết hợp với các cửa sổ, lỗ thông hơi để hút gió và thông thoáng tự nhiên. Các giải pháp cấu tạo kiến trúc về mái nhà đã được quan tâm chống nóng, chống rét và thấm nước mưa, như đã dùng giải pháp mái 2 lớp: Bên trên mái bê tông cốt thép, lợp thêm lớp mái tôn hoặc fibroximăng.
Tuy nhiên còn một số vấn đề còn tồn tại:
Hệ thống các tiêu chuẩn, qui phạm thiết kế chưa kịp thời ban hành đồng bộ để khuyến khích việc áp dụng các giải pháp thiết kế tiết kiệm năng lượng và sản xuất các loại vật liệu nhẹ cách âm, cách nhiệt. Các thiết bị điều hoà không khí, chiếu sáng, làm mát công trình.
Ngành công nghiệp vật liệu xây dựng chưa tập trung để sản xuất vật liệu nhẹ cách nhiệt và áp dụng các công nghệ sử dụng năng lượng tái tạo trong xây dựng các toà nhà và công trình xây dựng.
Để thực hiện qui chuẩn xây dựng đã ban hành cũng cần nhanh chóng nghiên cứu ban hành các tiêu chuẩn thiết kế và xây dựng các công trình nhà ở, công trình hành chính cao tầng, công trình thương mại trong đó có những điều khoản qui định vấn đề về cách nhiệt cho lớp vỏ công trình, về hiệu suất năng lượng sử dụng bên trong công trình. Đặc biệt quan tâm đến những qui định về hệ thống thông thoáng, chiếu sáng, nhiệt, che chắn nắng cho công trình, cũng như các thiết bị sử dụng bên trong công trình.
Hiện tại Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội đang tiến hành nghiên cứu đánh giá hiện trạng và nghiên cứu xây dựng các mô hình quản lý năng lượng có hiệu quả trong các toà nhà cao tầng tại Việt Nam.
Ngày 1/1/2008, Hội đồng Công trình xanh Việt Nam thuộc Quĩ các Đô thị xanh của Hoa kỳ đã chính thức được phép hoạt động tại Việt Nam. Hội đồng Công trình xanh Việt Nam đã phối hợp với Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội đang triển khai xây dựng Tiêu chuẩn đánh giá các Công trình xanh tại Việt Nam theo quan điểm thích ứng với biến đổi khí hậu. Tiêu chí quan trọng đầu tiên là tiết kiệm năng lượng. Hai bên cũng đang triển khai xây dựng Dự án Qui hoạch các đô thị xanh tại Việt Nam nhằm thích ứng trước những thách thức của biến đổi khí hậu đang diễn ra ngày một trầm trọng.
Nếu thực hiện tốt và đồng bộ những công việc này từ khâu thiết kế thi công đến vận hành công trình, theo kinh nghiệm của một số nước trên thế giới và khu vực như:
Hoa Kỳ, Nhật Bản, Thái Lan, Singapore, chúng ta sẽ có thể tiết kiệm được ít nhất 15% thậm chí cao nhất là 30% nhu cầu tiêu dùng về điện năng trong khu vực các toà nhà. Đây là một con số không nhỏ, chẳng những mang lại hiệu quả kinh tế xã hội lớn lao cho các chủ đầu tư, chủ công trình, người sử dụng, mặt khác cũng đóng góp đáng kể cho việc phát triển bền vững đô thị, giảm nhẹ các tác động đến môi trường và đặc biệt các chất khí thải gây ảnh hưởng đến hiện tượng Biến đổi khí hậu.
(Nguồn: Bài tham luận của GS.TS.KTS. Nguyễn Hữu Dũng -Khoa Quản lý Đô thị – Đại học Kiến trúc Hà Nội tại Hội thảo “Sử dụng năng lượng, tài nguyên tiết kiệm và hiệu quả ngành Xây dựng” tháng 4/2008)
