Thiết Kế Công Trình Bền Vững: 5 Chỉ Số Kiến Trúc Sư Cần Biết

Giới thiệu

Khi các quy chuẩn năng lượng trên toàn cầu ngày càng khắt khe, các kiến trúc sư cần chuẩn bị cho nhiều thách thức khác nhau.
Bước đầu tiên là hiểu rõ các chỉ số then chốt để thực hiện phân tích từ giai đoạn đầu và phối hợp với nhiều nhóm chuyên môn. Với việc các công trình chiếm 39% lượng phát thải carbon toàn cầu, ngành thiết kế đang chuyển mình để tích hợp hiệu quả năng lượng dựa trên dữ liệu.
Sự thay đổi này đang dẫn dắt các kiến trúc sư trở thành chuyên gia hiệu suất công trình, tạo ra không gian không chỉ hiệu quả cao mà còn tốt cho sức khỏe người sử dụng.
Dưới đây là 5 chỉ số quan trọng trong thiết kế công trình bền vững mà mỗi kiến trúc sư nên biết.

1. Cường độ tiêu thụ năng lượng (EUI - kBtu/ft²/năm)

EUI là lượng năng lượng cần để vận hành công trình sau khi đã đưa vào sử dụng.
Một thiết kế tích hợp có thể giúp giảm chi phí vận hành và bảo trì, đồng thời cải thiện chất lượng không khí, sự thoải mái nhiệt và khả năng tiếp cận ánh sáng tự nhiên.
Khi thực hiện mô phỏng năng lượng, cần hiểu mỗi quyết định thiết kế ảnh hưởng như thế nào đến EUI. Các yếu tố như cấu tạo công trình, tỷ lệ kính, chiến lược chủ động và thụ động, tải điều hòa không khí… đều ảnh hưởng lớn đến chi phí.
EUI được tính theo công thức: tổng năng lượng tiêu thụ hàng năm chia cho diện tích sàn, đơn vị là kBtu/ft²/năm.
Hiểu và dự đoán EUI giúp dự đoán chi phí năng lượng hàng năm. Các thành phần chính bao gồm: sưởi, làm mát, chiếu sáng, thiết bị, quạt, bơm và nước nóng.

2. Chiếu sáng tự nhiên – sDA và ASE

sDA (Spatial Daylight Autonomy): thể hiện tỷ lệ diện tích nhận được ít nhất 300 lux trong tối thiểu 50% giờ làm việc hằng năm (8h - 18h), ở mặt phẳng làm việc cao 76 cm.
ASE (Annual Solar Exposure): tỷ lệ diện tích nhận hơn 1000 lux ánh sáng trực tiếp trong ít nhất 250 giờ/năm — có thể gây chói, tăng tải làm mát.
Thiết kế chiếu sáng tự nhiên hiệu quả liên quan đến hình khối, vật liệu, màu sắc bề mặt (trần, tường, sàn), và các thiết bị chắn nắng như mái đua, lam chắn, gờ phản xạ sáng, và cả yếu tố xung quanh như công trình lân cận hay cây xanh.

3. Phát thải carbon tích lũy và vận hành (tấn CO2e/năm)

Carbon tích lũy (Embodied Carbon): là GHG (khí nhà kính) phát sinh trong toàn bộ vòng đời vật liệu – từ khai thác, sản xuất, vận chuyển, lắp đặt, thay thế, tháo dỡ cho đến xử lý cuối vòng đời.
Carbon vận hành (Operational Carbon): là GHG phát sinh trong quá trình sử dụng công trình – gồm vận hành, bảo trì, sử dụng năng lượng cho hệ thống điều hòa, chiếu sáng,…
Có thể giảm đến 80% carbon tích lũy nếu đánh giá từ giai đoạn thiết kế sớm.
Không thể đạt được các mục tiêu trong Thỏa thuận Paris nếu không giảm phát thải từ công trình.

4. Cường độ sử dụng nước trong nhà (WUI - gal/ft²/năm)

WUI cho biết lượng nước sinh hoạt tiêu thụ mỗi năm trên mỗi foot vuông diện tích.
Thiết kế hệ thống nước hiệu quả rất quan trọng, vì tiêu thụ nước sinh hoạt chiếm phần lớn tài nguyên nước ngọt toàn cầu.
Giải pháp bao gồm:
- Thu nước mưa mái nhà 
- Tái sử dụng nước thải và nước xám 
- Thiết bị vệ sinh hiệu suất cao (theo tiêu chuẩn LEED WaterSense) 
- Chiến lược thấm nước mưa để hoàn trả nguồn nước.
WUI được tính dựa trên giá trị chuẩn và mục tiêu của 5 thiết bị nước phổ biến, nhân với diện tích công trình để xác định WUI sơ bộ và mức giảm WUI có thể đạt được.

5. Chất lượng tầm nhìn (% diện tích có tầm nhìn chất lượng)

Đánh giá khả năng cung cấp tầm nhìn ra ngoài có lợi cho người sử dụng bên trong tòa nhà.
Thiết kế cần xem xét:
- Hướng công trình 
- Quy hoạch tổng thể 
- Mặt đứng 
- Bố trí nội thất
Người sử dụng có tầm nhìn ra thiên nhiên thường hài lòng, chú ý và làm việc hiệu quả hơn.
Trong cơ sở y tế, tầm nhìn tự nhiên giúp rút ngắn thời gian điều trị, giảm stress, trầm cảm và nhu cầu thuốc giảm đau.
Tầm nhìn ra ngoài cũng duy trì nhịp sinh học tự nhiên – sự gián đoạn có thể gây ra các vấn đề sức khỏe lâu dài, kể cả rối loạn tâm thần.

Kết luận

Hiểu và áp dụng 5 chỉ số thiết kế công trình bền vững — EUI, sDA & ASE, phát thải carbon, WUI, và chất lượng tầm nhìn — giúp kiến trúc sư tạo ra các công trình hiệu suất cao, thân thiện môi trường, đồng thời đảm bảo sức khỏe và sự thoải mái cho người dùng.