Không khí, nước và ánh sáng. Ba yếu tố có thể đo lường của một không gian sống xanh
Một ngôi nhà đẹp có thể tạo ấn tượng ngay từ lần đầu bước vào.Nhưng một ngôi nhà tốt phải chứng minh được giá trị của nó trong nhiều năm sinh sống.Nó có đủ không khí tươi hay không?Vật liệu hoàn thiện có làm gia tăng chất ô nhiễm trong nhà hay không?Nguồn nước sử dụng có được kiểm soát đúng cách không?
Ánh sáng ban ngày có đủ nhưng vẫn hạn chế chói và quá nhiệt không?Hệ chiếu sáng buổi tối có phù hợp với nhịp sinh hoạt của con người không?
Đó là những câu hỏi đưa kiến trúc xanh ra khỏi phạm vi cảm tính.Thay vì chỉ nói một không gian “thoáng”, “lành mạnh” hay “gần thiên nhiên”, kiến trúc hiện đại ngày càng hướng đến khả năng đo lường hiệu suất thực tế của công trình.
Trong số nhiều hệ thống đánh giá công trình trên thế giới, LEED và WELL là hai hệ quy chiếu có ảnh hưởng lớn nhưng tiếp cận vấn đề theo hai hướng khác nhau.LEED nhìn rộng vào hiệu suất môi trường của công trình, bao gồm năng lượng, nước, vật liệu, vị trí, chất lượng môi trường trong nhà và tác động carbon.WELL tập trung sâu hơn vào mối quan hệ giữa môi trường xây dựng với sức khỏe và trải nghiệm của con người.
Hai hệ thống không thay thế cho nhau.Khi đặt cạnh nhau, chúng giúp kiến trúc sư nhìn một ngôi nhà bằng hai câu hỏi lớn:Công trình sử dụng tài nguyên hiệu quả đến đâu?Và môi trường bên trong công trình hỗ trợ con người sống như thế nào?Trong phạm vi nhà ở, ba nhóm yếu tố đáng được quan tâm đặc biệt là không khí, nước và ánh sáng.
1. Không khí trong nhà: Không nhìn thấy nhưng có thể đo được
Không khí là một trong những thành phần quan trọng nhất của môi trường nội thất nhưng lại thường được chú ý sau màu sắc, đồ nội thất và vật liệu bề mặt.Đây là một nghịch lý.Con người có thể lựa chọn không chạm vào một bề mặt vật liệu, nhưng không thể lựa chọn ngừng hít thở không khí trong căn nhà mình đang sống.
EPA cho biết người Mỹ trung bình dành khoảng 90% thời gian ở trong nhà và nồng độ một số chất ô nhiễm trong nhà có thể cao hơn ngoài trời khoảng 2 đến 5 lần. Điều này không có nghĩa mọi ngôi nhà đều ô nhiễm hơn ngoài trời, nhưng cho thấy chất lượng không khí trong nhà cần được xem như một thông số thiết kế thực sự.
Không khí tốt bắt đầu từ kiểm soát nguồn phát thải
Sai lầm phổ biến là nghĩ rằng giải quyết chất lượng không khí chỉ cần mua một chiếc máy lọc tốt. Máy lọc có thể hữu ích, nhưng chiến lược hiệu quả hơn nên bắt đầu từ nguồn phát sinh ô nhiễm.Các nguồn cần xem xét có thể gồm: Sơn và lớp phủ hoàn thiện.
Keo dán và chất trám kín.Ván gỗ công nghiệp và đồ nội thất.Sản phẩm vệ sinh và hóa chất gia dụng.Khói từ khu vực nấu ăn.Bụi mịn từ bên ngoài.Độ ẩm cao dẫn đến nguy cơ nấm mốc.LEED v5 tiếp tục đưa vật liệu phát thải thấp vào hệ thống đánh giá, trong đó các nhóm như sơn, lớp phủ, sàn, keo, chất trám, tường, vật liệu cách nhiệt và gỗ composite có thể phải đáp ứng tiêu chí về phát thải VOC.
Vì vậy, khi thiết kế nội thất xanh, câu hỏi đúng không đơn giản là:Vật liệu này có phải vật liệu xanh không?Mà nên là:Nó phát thải những gì trong quá trình sử dụng?
Sau kiểm soát nguồn là bài toán thông gió
Không gian cần có khả năng đưa khí tươi vào và đưa khí ô nhiễm ra ngoài.ASHRAE 62.1 và 62.2 là những tiêu chuẩn quan trọng về thông gió và chất lượng không khí trong nhà. Trong đó, ASHRAE 62.2 hướng trực tiếp đến các đơn vị nhà ở dân dụng có người cư trú thường xuyên.
Về thiết kế, có thể hình dung chất lượng không khí bằng một chuỗi logic:Nguồn phát thải thấp
→ đủ khí tươi
→ dòng khí hợp lý
→ kiểm soát độ ẩm
→ lọc khi cần thiết
→ đo lường chất lượng không khí thực tế.
Đây là cách tiếp cận đáng tin cậy hơn việc phụ thuộc hoàn toàn vào một thiết bị đơn lẻ.
Những thông số nào có thể đo?
Tùy loại công trình và mục tiêu thiết kế, có thể theo dõi một số thông số như:
PM2.5 và PM10.
CO₂.
Carbon monoxide.
Độ ẩm tương đối.
Nhiệt độ.
Một số hợp chất hữu cơ dễ bay hơi.
Các tác nhân liên quan đến nấm mốc hoặc chất lượng vệ sinh môi trường trong những trường hợp cần thiết. Không nên lấy một con số CO₂ hoặc PM2.5 duy nhất rồi xem đó là “chuẩn sức khỏe” cho tất cả công trình. Ngưỡng đánh giá phải được đặt trong đúng tiêu chuẩn, phiên bản, loại công trình, phương pháp đo và mục tiêu sử dụng.
Nhà ở nhiệt đới nên tận dụng thông gió tự nhiên như thế nào?
Trong điều kiện phù hợp, thiết kế có thể tận dụng:Cửa mở ở hai phía để tạo thông gió chéo. Khoảng thông tầng để hỗ trợ đối lưu.
Khoảng đệm và mái che nhằm giảm nhiệt trước khi không khí vào nhà. Giếng trời có kiểm soát.
Thông gió mái và các vùng tích tụ nhiệt. Tuy nhiên, “càng mở càng tốt” không phải lúc nào cũng đúng.
Ở khu vực có bụi mịn, tiếng ồn, độ ẩm cao hoặc nguồn ô nhiễm bên ngoài, thông gió tự nhiên cần kết hợp với giải pháp lọc và thông gió cơ khí phù hợp.
Kiến trúc xanh không phải chống lại công nghệ.
Nó tìm cách chỉ sử dụng công nghệ ở nơi thiên nhiên không thể giải quyết hiệu quả.
2. Nước: Không chỉ tiết kiệm mà còn phải đúng chất lượng
Trong kiến trúc bền vững, nước có hai bài toán khác nhau.
Bài toán thứ nhất là tài nguyên.
Bài toán thứ hai là sức khỏe.
LEED tập trung mạnh vào hiệu quả sử dụng nước. LEED v5 tiếp tục coi giảm tiêu thụ nước sạch, đo lường nước và quản lý hiệu suất sử dụng nước là những nội dung quan trọng.
WELL nhìn sâu hơn vào chất lượng nước mà con người trực tiếp tiếp xúc và sử dụng.
Đây là sự khác nhau rất đáng chú ý.
Một công trình có thể sử dụng rất ít nước nhưng điều đó chưa nói lên nước uống có an toàn hay không.
Ngược lại, một hệ thống lọc nước rất tốt cũng không đồng nghĩa công trình đang sử dụng tài nguyên nước hiệu quả.
Bài toán thứ nhất: Giảm lượng nước sạch không cần thiết
Trong nhà ở, có thể bắt đầu từ những giải pháp tương đối đơn giản: Thiết bị vệ sinh có lưu lượng phù hợp.
Bồn cầu tiết kiệm nước.
Vòi có đầu tạo bọt.
Phát hiện rò rỉ.
Phân khu đường nước để dễ kiểm soát.
Lựa chọn cây cảnh quan phù hợp khí hậu nhằm giảm tưới.
Thu nước mưa cho những mục đích phù hợp.
Tái sử dụng nước trong những hệ thống được thiết kế và kiểm soát đúng kỹ thuật.
Điều quan trọng là tránh tư duy cực đoan.
Mục tiêu không phải “dùng càng ít nước càng tốt”.
Mục tiêu là giảm phần nước uống đạt chuẩn đang bị sử dụng cho những mục đích không cần chất lượng nước cao như vậy.
Bài toán thứ hai: Chất lượng nước
WELL đưa việc kiểm soát các chất ô nhiễm trong nước vào hệ thống đánh giá.
Các nhóm cần xem xét có thể bao gồm:
Chì.
Asen.
Thủy ngân.
Đồng.
Nitrat và nitrit.
Một số chất hữu cơ.
Các sản phẩm phụ của quá trình khử trùng.
Vi sinh vật.
Độ đục và một số chỉ tiêu hóa lý khác.
Các yêu cầu cụ thể phụ thuộc phiên bản và đường đánh giá của dự án; ví dụ tài liệu WELL có quy định các giới hạn riêng cho nhiều kim loại và yêu cầu thử nghiệm chất lượng nước trong các trường hợp áp dụng.
Có phải nhà nào cũng cần RO, carbon và UV?
Không.
Đây là điểm thiết kế cần đặc biệt tỉnh táo.
Không nên chọn công nghệ lọc trước rồi mới tìm vấn đề để giải quyết.
Quy trình hợp lý hơn là: Xác định nguồn cấp nước.
Đánh giá hoặc xét nghiệm chất lượng đầu vào.
Xác định chất ô nhiễm cần xử lý. Chọn công nghệ tương ứng.
Thiết kế kế hoạch thay lõi và bảo trì.
Kiểm tra lại nước đầu ra.
Carbon, màng RO, UV hay các công nghệ khác giải quyết những nhóm vấn đề khác nhau.
Một hệ lọc nhiều cấp nhưng không được bảo trì đúng hạn chưa chắc an toàn hơn một hệ thống đơn giản được thiết kế đúng.
Đối với kiến trúc, đây là tư duy rất quan trọng: Không chạy theo số lượng thiết bị.
Thiết kế phải bắt đầu từ dữ liệu.
3. Ánh sáng: Không chỉ đủ lux để nhìn
Trong nhiều năm, thiết kế ánh sáng chủ yếu trả lời câu hỏi: Mặt bàn có đủ sáng không?
Ngày nay, khoa học ánh sáng bổ sung thêm một câu hỏi khác: Ánh sáng đi vào mắt con người vào thời điểm nào, với cường độ và phổ ánh sáng ra sao?
Hai câu hỏi này khác nhau. Một nguồn sáng có thể đủ để đọc sách nhưng chưa chắc phù hợp với nhu cầu sinh học vào buổi tối.
Ánh sáng ban ngày và hiệu suất công trình
LEED sử dụng các phương pháp mô phỏng ánh sáng ban ngày để đánh giá khả năng tiếp cận daylight của không gian đồng thời kiểm soát nguy cơ phơi nắng quá mức.
Hai thuật ngữ thường gặp là: Spatial Daylight Autonomy, viết tắt sDA.
Annual Sunlight Exposure, viết tắt aSE.
Điểm quan trọng nằm ở sự cân bằng.
Nhiều ánh sáng tự nhiên không mặc nhiên tốt.
Một mảng kính lớn hướng nắng mạnh có thể làm căn phòng rất sáng nhưng đồng thời gây:
Chói mắt.
Tăng nhiệt.
Tăng tải điều hòa.
Làm bạc màu nội thất.
Giảm tiện nghi thị giác.
Vì vậy, thiết kế daylight đúng không phải là làm cửa kính thật lớn.
Nó là bài toán đồng thời của:
Hướng nhà.
Kích thước và vị trí cửa.
Độ sâu phòng.
Lam che nắng.
Ban công.
Hệ số truyền sáng của kính.
Màu và độ phản xạ bề mặt bên trong.
Ánh sáng còn tham gia điều hòa nhịp sinh học
Cơ thể con người có hệ thống sinh học đáp ứng với chu kỳ sáng và tối.
Các tế bào cảm quang đặc biệt trong mắt tham gia truyền tín hiệu ánh sáng đến hệ thống điều khiển nhịp ngày đêm của cơ thể.
Vì vậy, ánh sáng tác động không chỉ đến khả năng nhìn mà còn liên quan đến trạng thái tỉnh táo và chu kỳ ngủ thức.
WELL đã đưa các chỉ số liên quan đến thành phần melanopic của ánh sáng vào thiết kế chiếu sáng.
Trong tài liệu WELL, Equivalent Melanopic Lux, hay EML, được dùng để mô tả tác động của phổ ánh sáng đến hệ thống circadian; cách đánh giá không chỉ dựa trên lux thông thường mà còn xét đến phổ ánh sáng và hướng ánh sáng đi vào mắt.
Nhiệt độ màu không phải toàn bộ câu chuyện
Một cách giải thích phổ biến là: Sáng dùng đèn 5000K.
Tối dùng đèn 2700K.
Cách này dễ nhớ nhưng quá đơn giản nếu xem là nguyên tắc khoa học tuyệt đối.
Nhiệt độ màu tương quan, hay CCT, chỉ là một thuộc tính của nguồn sáng.
Tác động sinh học còn liên quan đến:
Phổ ánh sáng.
Cường độ.
Thời lượng tiếp xúc.
Thời điểm tiếp xúc.
Hướng ánh sáng tới mắt.
Lượng ánh sáng tự nhiên mà người sử dụng đã tiếp nhận trong ngày.
Do đó, một căn nhà tốt không nhất thiết phải biến thành một phòng thí nghiệm với hàng chục chế độ đèn.
Một chiến lược hợp lý có thể đơn giản hơn:
Ban ngày ưu tiên tiếp cận ánh sáng tự nhiên tốt.
Khu vực làm việc cần đủ sáng.
Buổi tối giảm cường độ ánh sáng.
Hạn chế nguồn sáng mạnh chiếu trực tiếp vào mắt gần giờ ngủ.
Phòng ngủ ưu tiên khả năng điều chỉnh ánh sáng.
Thiết kế rèm và che nắng để người sử dụng chủ động kiểm soát.
Đó là lúc khoa học trở thành kiến trúc, thay vì biến kiến trúc thành bảng thông số.
4. Ba yếu tố không tồn tại độc lập
Không khí, nước và ánh sáng thường được nghiên cứu thành những nhóm riêng nhưng trong công trình chúng tương tác với nhau.
Mở cửa lấy ánh sáng có thể đồng thời đưa nhiệt và bụi vào nhà.
Tăng thông gió có thể giúp giảm một số chất ô nhiễm nhưng cũng làm tăng tải điều hòa.
Kính lớn có thể cải thiện daylight nhưng làm tăng bức xạ mặt trời.
Trồng cây có thể cải thiện trải nghiệm không gian nhưng tưới và độ ẩm không kiểm soát có thể tạo điều kiện cho nấm mốc.
Hệ thống lọc tốt có thể nâng chất lượng nước nhưng cũng tạo thêm vật tư tiêu hao và yêu cầu bảo trì.
Vì vậy, kiến trúc xanh không phải phép cộng:
Nhiều cây hơn
- nhiều kính hơn
- nhiều thiết bị hơn
= nhà xanh hơn.
Đó là một bài toán tối ưu đa biến.
5. Một ngôi nhà xanh nên được thiết kế theo trình tự nào?
Có thể bắt đầu bằng năm bước.
Bước 1. Đọc điều kiện tự nhiên
Nắng.
Gió.
Mưa.
Độ ẩm.
Bụi.
Tiếng ồn.
Nguồn nước.
Hướng tiếp cận công trình.
Bước 2. Giảm vấn đề ngay từ thiết kế
Che nắng trước khi tăng công suất điều hòa.
Thông gió hợp lý trước khi phụ thuộc toàn bộ vào quạt.
Chọn vật liệu phát thải thấp trước khi nghĩ đến máy lọc không khí.
Giảm nhu cầu nước trước khi đầu tư một hệ tái sử dụng phức tạp.
Bước 3. Bổ sung hệ thống kỹ thuật khi cần
Thông gió cơ khí.
Lọc không khí.
Điều hòa.
Lọc nước.
Chiếu sáng nhân tạo.
Điều khiển tự động.
Bước 4. Đo
Nhiệt độ.
Độ ẩm.
CO₂.
PM2.5 khi cần.
Mức chiếu sáng.
Điện năng.
Nước tiêu thụ.
Các chỉ tiêu nước cần thiết.
Không đo thì rất khó biết thiết kế có thực sự hoạt động như giả định hay không.
Bước 5. Điều chỉnh trong quá trình sử dụng
Công trình không kết thúc khi bàn giao.
Một ngôi nhà là hệ thống được vận hành mỗi ngày.
Cách mở cửa.
Cách sử dụng điều hòa.
Thời gian bật đèn.
Thói quen nấu ăn.
Bảo trì bộ lọc.
Thay lõi nước.
Cách sử dụng rèm.
Tất cả đều có thể làm thay đổi hiệu suất thực tế của công trình.
6. Không nhất thiết phải có chứng nhận mới có thể thiết kế tốt
LEED và WELL là những hệ thống đánh giá có cấu trúc, phương pháp và quy trình chứng nhận riêng.
Không phải nhà ở nào cũng cần theo đuổi chứng nhận.
Nhưng rất nhiều nguyên lý phía sau các hệ thống này có thể được sử dụng như hệ quy chiếu thiết kế.
Đây có lẽ là giá trị lớn nhất đối với nhà ở dân dụng.
Không phải sao chép một bộ checklist quốc tế vào mọi căn nhà.
Mà là học cách đặt câu hỏi:
Có thể đo được không?
Có bằng chứng không?
Giải pháp này xử lý đúng nguyên nhân hay chỉ xử lý biểu hiện? Hiệu quả trong bản vẽ có còn tồn tại sau khi người thật bắt đầu sống trong công trình hay không?
Kiến Trúc KINH BAN https://kientruckinhban.vn/thu-vien/noi-that-xanhcho rằng kiến trúc xanh không nên được định nghĩa bằng số lượng cây xanh, thiết bị công nghệ hay những vật liệu mang nhãn “eco”.Một công trình xanh trước hết phải là một công trình có logic.Hiểu khí hậu trước khi tạo hình. Giảm nhu cầu trước khi bổ sung thiết bị. Kiểm soát nguồn ô nhiễm trước khi lọc. Tận dụng ánh sáng nhưng đồng thời kiểm soát nhiệt và chói. Tiết kiệm nước nhưng không đánh đổi chất lượng nước. Và quan trọng nhất, những giải pháp đó phải phục vụ con người sống bên trong công trình.
Đó cũng là định hướng Kiến Trúc KINH BAN theo đuổi trong kiến trúc và nội thất xanh: sử dụng khoa học xây dựng làm nền tảng, điều kiện tự nhiên làm nguồn lực và sức khỏe lâu dài của người sử dụng làm một trong những tiêu chí để đánh giá chất lượng không gian. Một căn nhà thực sự bền vững không cần phô trương mình là “xanh”. Sau nhiều năm sử dụng, chính chất lượng sống bên trong nó sẽ trả lời.
KIẾN TRÚC KINH BAN
Kiến tạo từ trật tự-Bền vững từ trí tuệ
Điện thoại: 0978.727.986 và 0938.863.401
Website: kientruckinhban.vn
Email: kinhban.com@gmail.com
Địa chỉ: 496 Lý Thái Tổ, phường Vườn Lài, TP.HCM