Các giai đoạn thiết kế công trình xanh
Mô tả giải pháp
Quá trình xây dựng đã được đúc rút qua hàng ngàn năm. Mặc dù quy trình mỗi dự án là khác nhau không đáng kể, các dự án thường được phát triển qua một số giai đoạn chính sau đây. Quan trọng là ta phải biết đúng loại và mức độ thông tin cần thiết cho từng giai đoạn để có thể đạt được giá trị cao nhất.
Các quá trình được nêu ra ở đây rất gần với cung cấp dự án tích hợp integrated project delivery (IPD), với sự hợp tác chặt chẽ hơn và chia sẻ mục tiêu giữa các bên liên quan và các nguyên tắc thiết kế. Tuy nhiên, nhiều dự án vẫn còn sử dụng quy trình thiết kế-thầu-xây dựng.
- Tiền thiết kế
Bước đầu tiên là phải hiểu yêu cầu của dự án, điều kiện khu đất và bối cảnh hiện hữu.
Các hoạt động
Trong giai đoạn này, ta cần nghiên cứu khí hậu địa phương, tìm hiểu các không gian sẽ được sử dụng như thế nào, sắp xếp các mục tiêu với chủ sở hữu và nhóm dự án, tra cứu các tiêu chuẩn và luật thích hợp, xem xét các dự án đã có trước đó để tạo nguồn cảm hứng và nghiên cứu các điều kiện hiện hữu trên khu đất xây dựng.
Nhận thức
Cần bắt đầu hiểu được tiềm năng và những hạn chế của chiến lược thiết kế thụ động nhằm đáp ứng tiêu chí về tiện nghi nhiệt và thị giác. Thêm vào đó cần nắm bắt rõ những cơ hội dành cho năng lượng tái tạo và sẽ khám phá vai trò của việc lựa chọn vật liệu.
Chuẩn bị cho các giai đoạn tiếp theo
Việc thiết lập mục các tiêu cho sự bền vững chẳng hạn như đạt được cân bằng về năng lượng hoặc chứng nhận công trình xây dựng thông qua một chương trình chứng chỉ xanh cũng rất quan trọng. Phát triển và xem xét lại các mục tiêu định lượng và định tính qua tất cả các giai đoạn. Điều đó sẽ giúp quản lý được những nỗ lực của nhóm và hợp chuẩn thiết kế của mình.
- Thiết kế ý tưởng
Những thiết kế đầu tiên sẽ khám phá ra những giải pháp thay thế cho thiết kế hệ thống và công trình.
Ở giai đoạn này khi hình khối tòa nhà vẫn còn đang phát triển, việc tận dụng ánh nắng mặt trời và gió có sẵn trên khu đất xây dựng nhằm đạt được chiến lược thiết kế thụ động là rất quan trọng.
Các hoạt động
Trong giai đoạn này cần phải kiểm tra và so sánh các thiết kế ý tưởng bằng cách thay đổi lặp đi lặp lại các thông số thiết kế. Mô hình hóa năng lượng sử dụng ban đầu có thể giúp xác định hướng công trình, khối lượng xây dựng, sơ đồ chương trình, kích thước cửa sổ, và bóng đổ trên mặt tiền.
Tinh chỉnh mặc định mô hình năng lượng như các thiết lập và thiết bị vận hành cùng với những đặc điểm của công trình khác có thể giúp ta thấy được những tác động đối với việc sử dụng năng lượng, chi phí, tiện nghi và các yếu tố khác trong công trình.
Ánh sáng tự nhiên, độ chói, thông gió tự nhiên, che chắn, độ khuyếch đại mặt trời, phân bố tải trọng nội bộ và vật liệu bao bọc là những yếu tố cần tập trung chính để đạt được hiệu quả năng lượng trong giai đoạn này.
Nhận thức
Sau những lần lặp đi lặp lại này, ta sẽ hiểu được thông số nào sẽ phù hợp với thiết kế của mình để tinh chỉnh và ta sẽ bắt đầu chỉnh sửa lại hình thức tổng thể, vật liệu và bố trí công năng của tòa nhà.
Rất khó để phỏng đoán được nội dung dự án và các yêu cầu kiến trúc sẽ đáp ứng như thế nào. Ta sẽ kiểm tra hình thức tổng thể và ý tưởng bố trí nội thất để xác định các thông số thiết kế hiệu quả.
Hợp tác
Để tạo ra thiết kế mang lại hiệu quả về năng lượng, khả thi và mang lại lợi nhuận, tốt nhất là các kiến trúc sư, kỹ sư, chủ đầu tư, và nhóm thi công phải làm việc cùng nhau trong giai đoạn đầu này.
Chuẩn bị cho giai đoạn tiếp theo
Vào cuối giai đoạn này, khi các quyết định về thiết kế bắt đầu khó khăn hơn để thay đổi, sự hợp tác tốt có thể đảm bảo ta đang theo định hướng tổng thể hứa hẹn nhất.
- Phát triển thiết kế
Một khi ta đã căn theo hướng thiết kế tổng thể, ta có thể tinh chỉnh thiết kế của toàn bộ công trình bằng cách tập trung nhiều hơn vào các chi tiết của vật liệu, không gian, hệ thống công trình và hệ thống cơ khí.
Hoạt động
Trong giai đoạn này, ta sẽ bắt đầu giải quyết các vấn đề và nghiên cứu các chi tiết của ý tưởng thiết kế thay thế được lựa chọn trong giai đoạn thiết kế ý tưởng.
Ta sẽ thiết kế các yếu tố như chi tiết của mặt tiền, cách bố trí không gian nội thất, ánh sáng và sử dụng thông tin này để đưa ra phân tích năng lượng toàn bộ tòa nhà chi tiết hơn.
Nhận thức
Ta sẽ tạo ra các chi tiết thiết kế bị động, tối ưu hóa không gian để tận dụng lợi thế của thông gió tự nhiên và ánh sáng ban ngày. Bằng cách định lượng tiện nghi nhiệt và trực quan, ta cũng sẽ hiểu hơn về các hệ thống chủ động cần phải bổ sung cho các hệ thống thụ động.
Tạo ra những thiết kế đơn giản cho các hệ thống bị động sẽ đảm bảo những hệ thống này hoạt động cùng với những hệ thống bị động.
Hợp tác
Kiến trúc sư và kỹ sư sẽ tập trung nhiều hơn vào phần việc của họ trong giai đoạn này – tuy nhiên vẫn như mọi khi, sự trao đổi thông tin giữa hai bên tốt rất là quan trọng để tạo ra các giải pháp hiệu quả về năng lượng (EEM).
Sự trao đổi thông tin và sự hợp tác được hỗ trợ bởi các công nghệ như BIM và mô hình hóa năng lượng tích hợp. Tất cả số liệu sẽ được đưa vào thiết kế chính.
Chuẩn bị cho giai đoạn tiếp theo
Vào cuối giai đoạn này, nhóm nghiên cứu sẽ đưa ra một đề xuất thiết kế có thể với nhiều phương án công trình và chi tiết hệ thống khác nhau để chủ đầu tư lựa chọn trước khi chuyển sang bước thiết kế chi tiết.
- Thiết kế chi tiết và tài liệu
Khi đã đưa ra được thiết kế cuối cùng, nhóm nghiên cứu sẽ đưa ra thiết kế rõ ràng đầy đủ và mô hình thông tin của công trình để chuẩn bị cho thi công.
Các hoạt động
Trong giai đoạn này, nhóm nghiên cứu sẽ làm việc ngay trên công trường và sẽ định rõ các loại vật liệu cụ thể và các sản phẩm xây dựng hay kỹ thuật thi công đáp ứng các yêu cầu mô hình năng lượng.
Các kỹ sư MEP có thể thiết kế và định rõ chi tiết những hoạt động của hệ thống HVAC và chiếu sáng.
Nhận thức
Ta phải đảm bảo rằng thiết kế đã rõ ràng đầy đủ để xây dựng được (tức là đã bàn giao cho nhà thầu) và các hệ thống được tích hợp đúng cách để cho hiệu suất tối đa.
Hợp tác
Kiến trúc sư và kỹ sư sẽ tập trung vào công việc của họ nhưng nhóm nghiên cứu có thể sử dụng BIM (Building information modeling) và mô hình hóa năng lượng tích hợp có thể đảm bảo sự thống nhất thiết kế chặt chẽ.
Chuẩn bị cho giai đoạn tiếp theo
Phiên bản cuối cùng của mô phỏng và phân tích năng lượng sẽ là tài liệu chứng minh cho mục tiêu hiệu suất năng lượng và cung cấp tiêu chuẩn cho tính hợp lệ trong giai đoạn thi công.
Với thông tin này, ta cũng sẽ sẵn sàng để hoàn thành rất nhiều các tài liệu cần thiết cho các hệ chứng nhận xây dựng xanh như LEED.
- Thi công
Với các bản vẽ được thực hiện đầy đủ bởi các kỹ sư và kiến trúc sư, lúc này ta sẽ đảm bảo rằng nhóm thi công có thể triển khai dự án theo thiết kế và kỹ thuật thi công một cách hiệu quả.
Hoạt động
Nhóm sẽ thiết kế chi tiết đầy đủ các bản vẽ của tất cả các phần thi công, kết nối và các hệ thống để công trình có thể được xây dựng.
Nhóm cũng có thể sử dụng các công cụ kỹ thuật số để sắp xếp, phối hợp và hình dung quá trình xây dựng.
Nhận thức
Ta sẽ bảo đảm công trình được xây dựng hiệu quả và đúng kĩ thuật thi công.
Hợp tác
Ở giai đoạn này nhà thầu xây dựng sẽ điều hành. Phần còn lại của đội ngũ thiết kế sẽ làm việc với họ để đảm bảo tòa nhà được xây dựng theo thiết kế.
Vật liệu xây dựng thường được mua trong giai đoạn này.
Thường thì thông số kỹ thuật cho phép để thay thế phải là giống hoặc tốt hơn. Một mô hình chi tiết BIM và mô hình năng lượng phối hợp sẽ giúp đảm bảo bất kỳ thay thế nào cũng sẽ thực sự đáp ứng theo yêu cầu thi công.
Chuẩn bị cho giai đoạn tiếp theo
Nhóm có thể thay đổi những thiết kế chi tiết cuối cùng trong quá trình thi công dự án để tạo ra một mô hình năng lượng và mô hình BIM cuối cùng “như đã xây dựng” để sử dụng trong giai đoạn vận hành và bảo dưỡng.
- Vận hành và bảo dưỡng
Một khi công trình đã được xây dựng (hoặc việc trang bị bổ sung đã hoàn thành), ta sẽ chuẩn bị cho việc sử dụng bằng việc đưa công trình mới vào vận hành. Đưa ra các hướng dẫn giúp bảo dưỡng công trình theo thời gian cũng rất quan trọng để đáp ứng các nhu cầu của người sử dụng.
Hoạt động
Trước hết, ta sẽ kiểm tra hoặc vận hành công trình để đảm bảo rằng tất cả các hệ thống đang hoạt động đúng và các thiết lập khớp với ý tưởng thể hiện trong thiết kế và mô hình năng lượng.
Một khi công trình được đưa vào vận hành, ta sẽ phải tiếp tục theo dõi việc sử dụng năng lượng và các tiện nghi nhiệt để khẳng định rằng công trình đang hoạt động tốt, liên tục cải tiến hoạt động (vận hành liên tục) và sớm phát hiện các lỗi và hư hỏng về thiết bị hoặc hệ thống điều khiển.
Ngoài ra, vì những thay đổi thường hay xảy ra trong quá trình thi công nên ta sẽ sửa đổi mô hình BIM và các chi tiết của mô hình năng lượng theo thiết kế cuối cùng.
Với những mô hình và bản vẽ của các tòa nhà như được xây dựng, cùng với các cảm biến và cơ chế phản hồi, có thể giúp các nhà quản lý các hạng mục của công trình trong việc bảo dưỡng công trình và giữ cho nó hoạt động hiệu quả.
Nhận thức
Vận hành công trình và hợp chuẩn hiệu suất của tòa nhà hầu như luôn luôn dựa trên thiết kế, thi công hoặc thiết lập điều khiển các thiếu sót cần được sửa chữa.
Giám sát và bảo trì liên tục rất là quan trọng để đảm bảo tòa nhà vẫn tiếp tục hoạt động tốt.
Hợp tác
Ở giai đoạn này, tòa nhà được chuyển giao cho chủ đầu tư và nhóm quản lý các hạng mục công trình.
Tuy nhiên, với một mô hình BIM được duy trì, công việc của đội ngũ kiến trúc sư và thiết kế có thể tiếp tục nhằm theo dõi hoạt động của công trình và sửa đổi lại.
Chuẩn bị cho giai đoạn tiếp theo
Chế độ bảo dưỡng và điều chỉnh hiệu suất tốt có thể dự đoán nhu cầu sửa chữa đang diễn ra và ngăn chặn việc đổi mới hoặc sửa chữa lớn.
Khi cần tu sửa hay bổ sung, có được mô hình thông tin xây dựng tốt và hồ sơ ghi chép chính xác sẽ làm cho quá trình này hiệu quả hơn.
Từ khóa
