Về lý thuyết, một khu dân cư hoàn chỉnh theo mô hình phát triển đô thị bền vững cần được thiết kế đồng thời trên hai cấp độ: quy hoạch và xây dựng.
Theo trình tự, các tiêu chí về quy hoạch bền vững cho toàn khu ở như mô hình thu nhỏ của một đô thị cần được nghiên cứu và áp dụng trước một bước. Công việc tiếp theo là sinh thái hóa từng công trình xây dựng trong phạm vi dự án.
Sau hơn 40 năm hình thành và phát triển, kiến trúc sinh thái đã đạt được nhiều thành tựu trên thế giới. Trước hết là một số lý thuyết, góc nhìn và hướng tiếp cận:
– KTS Ken Yeang người Malaysia nhấn mạnh chọn hướng nhà tối ưu và bố trí mặt bằng hợp lý tự bản thân đã là một giải pháp tiết kiệm năng lượng, coi sân trong của công trình là lõi sinh thái và đề xuất mái nhà là mặt đứng thứ năm cần được xanh hóa để trả lại cho thiên nhiên diện tích xanh trước đây nay đã bị công trình xây dựng chiếm chỗ (Nguồn: Ken Yeang – Skyscrapers, Ecologically Considered, 1999).
– Chuyên gia người Úc Steven Szokolay bảo lưu quan điểm cho rằng kiến trúc sinh thái đem lại sự tiện nghi thể hiện trên ba khía cạnh: thị giác, âm thanh và nhiệt (Nguồn: Steven Szokolay – Introduction to Architectural Science, 2005).
– Ý kiến của một nhà khoa học người Úc khác là Terry Williamson – tính bền vững trong kiến trúc bao hàm thiên nhiên, văn hóa và kỹ thuật (Nguồn: Terry Williamson – Understanding Sustainable Architecture, 2003).
– Cách tiếp cận riêng của nhà nghiên cứu người Nhật Bản Nikken Sekkei – bền vững có thể đạt được bằng sự học hỏi càng nhiều càng tốt từ kiến trúc truyền thống (Nguồn: Anna Ray-Jones, Sustainable Architecture in Japan – The Green Buildings of Nikken Sekkei, 2000).
– Những lý thuyết trên đã được áp dụng cho nhiều thể loại công trình, từ những ngôi nhà ở nhỏ 1 – 2 tầng chỉ rộng vài chục mét vuông cho đến các tòa cao ốc quy mô lớn.
Hình 1: Nhà ở và công trình xây dựng theo mô hình kiến trúc sinh thái trên thế giới
a) Nhà sinh thái ở Nottingham, Anh (Nguồn: www.nottingham.ac.uk)
b) Nhà sinh thái ở New South Wales, Australia (Nguồn: Residential Architecture Magazine, 2006)
c) Nhà sinh thái mái chồng mái của KTS Ken Yeang ở Ampang, Malaysia
d) Sơ đồ phân tích thiết kế (Nguồn: www.archnet.org)
e) Cao ốc Merana Mesiniaga của KTS Ken Yeang ở Kuala Lumpur, Malaysia (Nguồn: www.skyscrapercity.com)
f) Tòa nhà Commerzbank ở Frankfurt/Main, CHLB Đức (Nguồn: www.frankfurt.de)
Qua phân tích các ví dụ nêu trên, một công trình xây dựng nói chung và nhà ở nói riêng cần có những đặc điểm chủ yếu như sau để đạt tiêu chuẩn sinh thái, xanh và bền vững:
– Thiết kế thông minh: mặt chính nhà quay về hướng nam để tận thu năng lượng mặt trời, hòa nhập với cảnh quan chung và sử dụng tối đa các điều kiện tự nhiên có lợi của khu vực, hạn chế hoặc tránh nắng gắt, gió lạnh và tổn thất nhiệt.
– Với kiến trúc nhiệt đới ẩm: tăng cường thông gió xuyên phòng theo cả phương ngang lẫn phương đứng, tạo sân trong, khoảng thông tầng và các kết cấu mở khác để đón gió tốt, sử dụng các kết cấu chắn nắng linh hoạt, xanh hóa mái nhà, sân thượng và mặt đứng nếu có thể, kết hợp với giải pháp làm mát bằng hơi nước và tạo bóng đổ.
– Sử dụng năng lượng sạch và tái tạo như năng lượng mặt trời, gió, địa nhiệt…
– Xây các căn nhà tiết kiệm năng lượng, có hiệu quả về năng lượng theo từng cấp độ tiêu chuẩn cao dần: từ low-energy, passive, zero-energy đến plus-energy house.
– Thay thế một phần việc dùng nước sạch bằng nước mưa và nước xám đã qua xử lý.
– Sử dụng vật liệu thân thiện với môi trường và an toàn cho con người.
– Thu gom và phân loại rác thải tại chỗ.
Hình 2: Hà Nội hôm qua và hôm nay
a) Quá khứ: hài hòa, đẹp đẽ, yên bình và trong lành (Nguồn: Viện Viễn Đông Bác Cổ)
b) Hiện tại: chật chội, ồn ào, lộn xộn và ô nhiễm (Nguồn: www.wikipedia.de/hanoi)
Trong quá khứ, người Việt Nam đã từng đạt được những kết quả tốt đến mức độ đáng ngạc nhiên trong việc tạo lập một ngôi nhà có môi trường sống tiện nghi, hòa hợp với thiên nhiên, thân thiện với môi trường và gắn bó về mặt xã hội, dù rằng lúc đó họ chưa hề có một nền tảng khoa học thực sự về xây dựng hoặc quy hoạch, mà chỉ thuần túy dựa trên kinh nghiệm đúc rút từ thực tế và được lưu truyền qua các thế hệ. Luận điểm này có thể được minh họa bằng mô hình nhà ở hướng Nam “trước cau sau chuối” với mái hiên rộng rất mát về mùa hè và ấm về mùa đông, kết hợp vườn – ao – chuồng như một hệ sinh thái khép kín ở nông thôn và vùng ven đô cũng như mô hình nhà mặt phố kết hợp chức năng ở và hoạt động kinh doanh với những sân trong tăng cường chiếu sáng và thông gió xuyên phòng trong khu 36 phố phường Hà Nội.
Trở lại với hiện tại, Thủ đô Hà Nội sau khi mở rộng địa giới về mặt hành chính năm 2008 vẫn còn phải trăn trở với một bài toán phát triển nhiều tham số. Ngoài những vấn đề nội tại của một thành phố ba triệu dân chưa có quy hoạch tốt, Hà Nội ngày nay còn được bổ sung thêm ba triệu dân từ tỉnh Hà Tây được sáp nhập cùng một số vùng thuộc tỉnh Hòa Bình, Vĩnh Phúc gia tăng sức ép lên nhà ở và hạ tầng đô thị. Nhà ở sinh thái hãy còn là niềm mơ ước xa vời với đại đa số người dân trong bối cảnh đô thị hóa theo bề rộng.
Dưới góc độ thiết kế công trình, mỗi loại hình nhà ở – không phân biệt đó là biệt thự, nhà khối ghép hay căn hộ chung cư – cần được quan niệm đơn giản là một đơn vị không gian ở hoàn chỉnh, có những phòng chính (phòng khách, phòng ngủ, phòng làm việc) và phòng phụ trợ (bếp, phòng ăn, tiền phòng, vệ sinh, giặt và phơi đồ, kho, cầu thang…). Những không gian này cần được tái cấu trúc theo hướng năng lượng và tận dụng các điều kiện tự nhiên thuận lợi như chiếu sáng và thông gió tự nhiên, thay vì theo cách tiếp cận công trình hoàn toàn phụ thuộc vào đường giao thông, bất kể hướng nhà. Đối với Hà Nội và vùng phụ cận, những nguyên tắc sau cần được chú trọng:
Hình 3: Phân tích và so sánh mô hình thiết kế nhà ở cũ và mới (gia đình cơ bản)
– Hướng Nam đến Đông Nam: mở cửa lớn để tận dụng ánh sáng và thông gió tự nhiên ban ngày vào mùa hè, đồng thời khai thác nguồn năng lượng mặt trời. Tuy nhiên cần có giải pháp che nắng và chống nóng mùa hè từ buổi trưa cho đến cuối giờ chiều, sử dụng các kết cấu đơn giản, linh hoạt, dễ điều chỉnh song hiệu quả cao như mành, rèm, cửa chớp lật và kết hợp với giải pháp cây xanh, mặt nước, bóng đổ từ lôgia để hạ nhiệt. Bản thân thông gió xuyên phòng và qua tầng áp mái cũng là cách tản nhiệt có hiệu quả trong điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm.
– Hướng Đông Bắc: mở cửa sổ nhỏ, có lắp kính để tránh gió rét mùa đông. Các hướng còn lại, đặc biệt là hướng Tây và Tây Nam: hạn chế mở cửa lớn, nhất là cửa kính. Nên bố trí các không gian phụ trên những hướng này để bảo vệ các không gian chính khỏi những tác động bất lợi của thời tiết.
– Những không gian chính bắt buộc phải có chiếu sáng tự nhiên trực tiếp và bố trí đón đầu hướng gió tốt (gió mát mùa hè). Những không gian phụ ở hướng đối diện được chiếu sáng tự nhiên gián tiếp (phản xạ) và nằm ở cuối hướng gió (là nơi thoát gió).
Bảng phân tích hình 3 áp dụng cho một căn nhà ở khối ghép có 8 phòng (4 phòng phụ) với 4 người ở (gia đình cơ bản hay gia đình điển hình) cho thấy rõ hơn ưu điểm vượt trội của cách tổ chức không gian phòng ở mới so với mô hình thường thấy, qua tỷ lệ phần trăm từng loại phòng đạt yêu cầu về chiếu sáng và thông gió tự nhiên.
Hình 4: So sánh mô hình tổ chức không gian ở cũ và mới cho gia đình mở rộng
Đối với những gia đình mở rộng (3 thế hệ trở lên hoặc đông con) với 12 phòng (6 phòng chính và 6 phòng phụ) cho 6 đến 7 thành viên, mô hình tổ chức không gian ở được đề xuất như hình 4.
Khi từng đơn vị ở được tái cấu trúc hợp lý hơn trên phương diện tổ chức không gian và tiện nghi vi khí hậu, từ mỗi đơn vị này có thể tổ hợp theo từng bước để tạo thành các loại hình ở khác:
– Mỗi đơn vị đơn lẻ được quan niệm giống như một biệt thự.
– Ghép các đơn vị này thành một dãy (tổ hợp chiều ngang) thành nhà liền kề.
– Tổ hợp các dãy trên theo chiều đứng thành chung cư.
Khi việc tái cấu trúc và tối ưu hóa không gian ở vì mục đích tiết kiệm năng lượng và đảm bảo tiện nghi vi khí hậu là hai tiêu chí quan trọng nhất đã đạt như được phân tích ở trên, thì những yêu cầu thiết kế và sử dụng khác để đáp ứng tiêu chuẩn sinh thái chỉ là các vấn đề mang tính kỹ thuật, và cũng đòi hỏi người ở có ý thức tự giác thực hiện.
Hình 5: Sự chuyển đổi từ đơn vị cơ bản thành các dạng nhà khác nhau
Xã hội ngày càng tiến bộ, thiên nhiên và hệ sinh thái càng được coi trọng và phải được nhìn nhận như là căn nguyên của mọi quá trình phát triển. Những mô hình nhà ở và khu ở của các thế hệ trước đã chứng minh được khả năng thích ứng tốt với thiên nhiên, khí hậu, môi trường và phù hợp cả về phong tục tập quán xã hội. Kiến thức khoa học và công nghệ xây dựng hiện đại sẽ hỗ trợ đắc lực ở một chừng mực nhất định, tạo lập một môi trường sống tiện nghi hơn song cũng thân thiện hơn với môi trường cho mọi cư dân. Mục tiêu có ý nghĩa to lớn đó hoàn toàn có thể đạt được và khởi đầu từ những ý tưởng thiết kế đơn giản song lại có hiệu quả và mang tính khả thi.
TS. KTS Nguyễn Quang Minh – Khoa Kiến trúc – Quy hoạch, Đại học Xây dựng
- Chú thích: Các hình số 3, số 4 và số 5 được nghiên cứu và đề xuất bởi tác giả trong luận án tiến sỹ về phát triển đô thị bền vững và khu ở sinh thái áp dụng cho Hà Nội tiến hành tại Đại học Bauhaus Weimar (CHLB Đức).
