Tại Việt Nam, hình ảnh gạch vỡ, bê tông, vữa, kính và kim loại bị đổ thành từng đống tại các khu đất trống đã trở nên quen thuộc. Phần lớn vật liệu bị trộn lẫn sau phá dỡ nên khó tái sử dụng, giá trị còn lại rất thấp và thường chỉ được dùng để san lấp hoặc đưa đi xử lý.

Vấn đề không chỉ nằm ở giai đoạn phá dỡ.

Nó bắt đầu ngay từ cách công trình được thiết kế và lắp dựng.

Nếu vật liệu được liên kết bằng keo, vữa, mối hàn và các cấu tạo không thể tháo rời, việc thu hồi nguyên vẹn gần như bất khả thi. Ngược lại, nếu công trình được tổ chức theo mô-đun, sử dụng liên kết cơ học và có hồ sơ vật liệu rõ ràng, nhiều cấu kiện có thể được sửa chữa, thay thế hoặc tái sử dụng.

Đây là nền tảng của Thiết kế để tháo dỡ – Design for Disassembly, viết tắt là DfD.

1. Kinh Tế Tuần Hoàn Trong Xây Dựng Là Gì?

Mô hình xây dựng truyền thống thường vận hành theo chuỗi tuyến tính:

Khai thác – sản xuất – xây dựng – sử dụng – phá bỏ – thải bỏ.

Trong mô hình này, tài nguyên được lấy từ tự nhiên, đưa vào công trình và phần lớn mất giá trị sau khi công trình kết thúc vòng đời.

Kinh tế tuần hoàn hướng đến một chu trình khác:

Giảm nhu cầu – kéo dài tuổi thọ – sửa chữa – tái sử dụng – tái chế.

Ba nguyên tắc phổ biến gồm:

Reduce – Giảm thiểu

Giảm khối lượng vật liệu ngay từ thiết kế thông qua:

Tối ưu kết cấu.
Hạn chế chi tiết thừa.
Giảm hao hụt thi công.
Tránh đập bỏ và làm lại.
Sử dụng đúng vật liệu cho đúng vị trí.

Reuse – Tái sử dụng

Ưu tiên sử dụng lại cấu kiện ở trạng thái gần nguyên vẹn, chẳng hạn:

Cửa.
Vách ngăn.
Tấm sàn.
Kết cấu thép.
Thiết bị.
Đồ nội thất.

Tái sử dụng thường giữ lại nhiều giá trị hơn so với nghiền nhỏ để tái chế.

Recycle – Tái chế

Khi vật liệu không thể tiếp tục sử dụng nguyên dạng, có thể được xử lý thành nguyên liệu cho chu kỳ mới.

Ví dụ:

Bê tông nghiền làm cốt liệu hoặc vật liệu san lấp phù hợp.
Kim loại được phân loại và nấu luyện lại.
Gỗ được tái chế thành sản phẩm thứ cấp.
Một số loại nhựa và kính được thu hồi theo hệ thống chuyên biệt.

Tuy nhiên, tái chế vẫn tiêu tốn năng lượng. Vì vậy, thứ tự ưu tiên hợp lý thường là:

Giảm sử dụng trước, tái sử dụng sau, rồi mới tái chế.

2. Xà Bần Có Thể Trở Thành Tài Sản Không?

Xà bần không phải lúc nào cũng là vật liệu vô giá trị.

Giá trị thu hồi phụ thuộc vào khả năng phân loại.

Một cấu kiện thép còn nguyên hình dạng có giá trị cao hơn thép nằm lẫn trong bê tông vỡ. Một cánh cửa tháo được còn nguyên bộ có giá trị cao hơn gỗ bị đập vụn. Một tấm sàn lắp hèm có thể tái sử dụng sẽ có giá trị hơn lớp sàn bị dán chết xuống nền.

Vì vậy, cần phân biệt:

Phá dỡ thông thường

Công trình được đập nhanh, vật liệu trộn lẫn và khó thu hồi.

Tháo dỡ có chọn lọc

Các bộ phận được tháo theo trình tự, phân loại và bảo quản để tái sử dụng hoặc tái chế.

Tháo dỡ có chọn lọc đòi hỏi nhiều kế hoạch hơn, nhưng giúp:

Tăng tỷ lệ thu hồi.
Giảm lượng chất thải chôn lấp.
Hạn chế bụi và tiếng ồn trong một số giai đoạn.
Giữ lại giá trị của cấu kiện.
Tạo nguồn vật liệu thứ cấp.

Xà bần chỉ trở thành tài sản khi công trình được thiết kế và tháo dỡ theo cách giữ lại được giá trị của vật liệu.

3. Thiết Kế Để Tháo Dỡ Là Gì?

Thiết kế để tháo dỡ là phương pháp tổ chức công trình sao cho các bộ phận có thể được tiếp cận, tháo rời, sửa chữa, thay thế hoặc tái sử dụng với mức phá hủy thấp.

DfD không có nghĩa là công trình tạm bợ hoặc kém vững chắc.

Một hệ kết cấu liên kết bằng bu-lông vẫn có thể đáp ứng yêu cầu chịu lực khi được thiết kế, chế tạo và thi công đúng tiêu chuẩn.

Điểm khác biệt nằm ở việc kiến trúc sư và kỹ sư phải suy nghĩ trước về:

Trình tự lắp dựng.
Trình tự tháo dỡ.
Khả năng tiếp cận mối nối.
Tuổi thọ của từng lớp vật liệu.
Khả năng thay thế từng bộ phận.
Khả năng phân loại cuối vòng đời.

Nói đơn giản, công trình không chỉ được thiết kế để xây lên.

Nó còn được thiết kế để thay đổi và kết thúc vòng đời một cách có trật tự.

4. Các Nguyên Tắc Cốt Lõi Của Thiết Kế Để Tháo Dỡ

4.1. Ưu tiên liên kết cơ học

Các liên kết như:

Bu-lông.
Ốc vít.
Khóa ngàm.
Kẹp.
Ray.
Chốt tháo lắp.

thường dễ tháo hơn keo dán, vữa hoặc mối hàn cố định.

Tuy nhiên, không phải mọi vị trí đều có thể loại bỏ liên kết hóa học hoặc liên kết ướt. Phương án phải bảo đảm các yêu cầu về chịu lực, chống cháy, chống thấm, cách âm và độ kín.

4.2. Hạn chế vật liệu dính kết khó phân tách

Khi nhiều lớp vật liệu khác nhau bị dán chết vào nhau, khả năng thu hồi giảm đáng kể.

Ví dụ:

Sàn dán trực tiếp xuống nền.
Tấm ốp dùng quá nhiều keo.
Vật liệu tổ hợp không thể tách lớp.
Lớp hoàn thiện phủ kín mối nối.

Thiết kế nên ưu tiên cấu tạo có thể tháo cục bộ mà không phá hủy toàn bộ hệ thống.

4.3. Thiết kế theo mô-đun

Mô-đun hóa giúp các cấu kiện có kích thước thống nhất và dễ thay thế.

Có thể áp dụng cho:

Vách.
Trần.
Sàn.
Cửa.
Tủ.
Mặt dựng.
Kết cấu lắp ghép.

Mô-đun không có nghĩa là mọi không gian phải giống nhau. Nó tạo ra một hệ quy tắc kích thước để giảm cắt bỏ và tăng khả năng tái sử dụng.

4.4. Tách các lớp có tuổi thọ khác nhau

Kết cấu, lớp vỏ, hệ kỹ thuật và nội thất có tuổi thọ khác nhau.

Nếu tất cả bị gắn chặt thành một khối, việc thay một lớp có thể làm hư hỏng nhiều lớp còn lại.

Một công trình linh hoạt nên tách tương đối rõ:

Kết cấu chịu lực.
Lớp bao che.
Hệ thống kỹ thuật.
Vách ngăn.
Nội thất hoàn thiện.

4.5. Bảo đảm khả năng tiếp cận

Mối nối phải được đặt ở vị trí có thể kiểm tra và tháo lắp.

Cấu kiện được gọi là tháo được nhưng mối nối bị che kín sau nhiều lớp hoàn thiện thì trên thực tế vẫn rất khó thu hồi.

4.6. Hạn chế chủng loại vật liệu

Sử dụng quá nhiều vật liệu và phụ gia khác nhau làm tăng khó khăn khi phân loại.

Thiết kế nên ưu tiên:

Ít chủng loại hơn.
Vật liệu có nguồn gốc rõ ràng.
Cấu tạo dễ nhận diện.
Hệ thống tái chế hoặc thu hồi sẵn có.

5. Thi Công Khô Và Cấu Kiện Lắp Ghép

Thi công khô là phương pháp sử dụng các cấu kiện được chế tạo sẵn và lắp đặt bằng liên kết cơ học, hạn chế vữa, keo và quá trình chờ khô tại công trường.

Các hệ thống thường gặp gồm:

Kết cấu thép lắp bu-lông.
Vách thạch cao.
Tấm panel.
Trần thả.
Sàn nâng.
Mặt dựng lắp ghép.
Nội thất theo mô-đun.

Lợi ích tiềm năng:

Rút ngắn thời gian thi công.
Giảm lượng nước sử dụng tại công trường.
Giảm chất thải do cắt sửa.
Tăng khả năng kiểm soát chất lượng.
Thuận tiện sửa chữa và tháo lắp.

Tuy nhiên, hiệu quả phụ thuộc vào chất lượng thiết kế, độ chính xác gia công, năng lực lắp đặt và chuỗi cung ứng.

Lắp ghép không tự động đồng nghĩa với bền vững.

6. Không Gian Linh Hoạt Giúp Kéo Dài Tuổi Thọ Công Trình

Một nguyên nhân khiến nhiều công trình bị cải tạo hoặc phá bỏ sớm là không còn phù hợp với nhu cầu sử dụng.

Trong khi đó, nhu cầu của con người luôn thay đổi:

Gia đình có thêm thành viên.
Trẻ em lớn lên.
Xuất hiện nhu cầu làm việc tại nhà.
Không gian ở chuyển thành văn phòng.
Văn phòng cần chia lại phòng.
Cửa hàng thay đổi mô hình kinh doanh.

Thiết kế linh hoạt có thể sử dụng:

Mặt bằng mở.
Vách ngăn tháo lắp.
Hệ cửa trượt.
Tủ tích hợp làm vách.
Sàn và trần kỹ thuật.
Mạng lưới điện nước có khả năng điều chỉnh.

Công trình thích nghi được sẽ ít bị đập phá hơn.

Công trình bền vững không chỉ là công trình tồn tại lâu. Đó là công trình có thể thay đổi để tiếp tục được sử dụng.

7. Sàn Hèm Khóa Và Khả Năng Tháo Lắp

Sàn gỗ lắp nổi bằng hèm khóa là một ví dụ gần gũi của thiết kế tháo lắp trong nội thất.

So với sàn dán cố định, hệ hèm khóa có thể:

Thi công nhanh.
Hạn chế sử dụng keo trực tiếp xuống nền.
Tháo cục bộ để sửa chữa trong một số trường hợp.
Thu hồi một phần vật liệu nếu điều kiện còn phù hợp.

Các dòng sàn như PERGO hoặc KRONOSWISS cần được đánh giá theo từng cấu tạo và hướng dẫn lắp đặt cụ thể.

Không nên khẳng định toàn bộ sàn luôn có thể tháo nguyên vẹn để lắp lại. Khả năng tái sử dụng phụ thuộc vào:

Loại hèm khóa.
Độ hao mòn.
Cách tháo.
Độ ẩm.
Mức cong vênh.
Diện tích và hình dạng không gian mới.
Tỷ lệ tấm bị cắt tại mép.
Điều kiện bảo quản.

DfD không loại bỏ hoàn toàn hao hụt, nhưng có thể giảm mức phá hủy so với hệ dán cố định.

8. Hệ Cửa Composite Và Khả Năng Thay Thế Từng Bộ Phận

Một hệ cửa được thiết kế tốt cần cho phép bảo trì và thay thế các thành phần như:

Bản lề.
Khóa.
Gioăng.
Nẹp.
Phụ kiện.
Một số bộ phận khung hoặc cánh.

Hệ cửa Composite Sungyu có thể được xem xét theo hướng tháo lắp nếu cấu tạo khuôn, nẹp và phụ kiện cho phép tiếp cận mà không phải phá hủy diện rộng.

Tuy nhiên, khả năng di chuyển toàn bộ bộ cửa sang vị trí khác còn phụ thuộc vào:

Kích thước ô chờ.
Tình trạng khung.
Loại keo và vật liệu chèn.
Cách liên kết với tường.
Mức độ hư hỏng khi tháo.
Sai số công trình mới.

Vì vậy, cần đánh giá toàn bộ hệ cửa và biện pháp lắp đặt, không chỉ vật liệu cánh.

9. Hộ Chiếu Vật Liệu Dữ Liệu Của “Ngân Hàng Vật Liệu”

Muốn tái sử dụng cấu kiện trong tương lai, cần biết công trình đang chứa những gì.

Hộ chiếu vật liệu có thể ghi nhận:

Tên vật liệu.
Nhà sản xuất.
Thành phần.
Kích thước.
Vị trí lắp đặt.
Phương pháp liên kết.
Hướng dẫn tháo.
Lịch sử bảo trì.
Khả năng tái sử dụng.
Phương án xử lý cuối vòng đời.

Mô hình thông tin công trình, mã QR hoặc cơ sở dữ liệu số có thể hỗ trợ quản lý.

Khi thông tin bị thất lạc, ngay cả cấu kiện còn tốt cũng có thể bị loại bỏ vì không xác định được chất lượng hoặc cách tháo.

“Ngân hàng vật liệu” chỉ có giá trị khi tài sản trong đó được nhận diện, bảo trì và có thị trường tái sử dụng.

10. Đánh Giá Vòng Đời Và Thiết Kế Tuần Hoàn

Đánh giá vòng đời, hay LCA, xem xét tác động môi trường qua các giai đoạn:

Khai thác nguyên liệu.
Sản xuất.
Vận chuyển.
Thi công.
Vận hành.
Bảo trì.
Thay thế.
Tháo dỡ.
Tái sử dụng hoặc xử lý.

Thiết kế để tháo dỡ có thể giúp cải thiện giai đoạn cuối vòng đời, nhưng không tự động làm toàn bộ công trình trở nên xanh.

Một cấu kiện dễ tháo nhưng:

Sản xuất quá nhiều năng lượng.
Vận chuyển rất xa.
Tuổi thọ ngắn.
Không có thị trường tái sử dụng.

thì hiệu quả môi trường có thể hạn chế.

DfD phải được kết hợp với giảm vật liệu, tăng độ bền và lựa chọn nguồn vật liệu phù hợp.

11. Bài Toán Kinh Tế Của Thiết Kế Để Tháo Dỡ

Chi phí của một công trình không chỉ nằm ở ngày xây dựng.

Cần xem xét:

Chi phí vòng đời = Đầu tư + Vận hành + Bảo trì + Cải tạo + Tháo dỡ – Giá trị thu hồi

DfD có thể tạo ra lợi ích thông qua:

Giảm thời gian cải tạo.
Giảm phá dỡ diện rộng.
Thay thế từng bộ phận.
Thu hồi cấu kiện còn giá trị.
Giảm lượng chất thải.
Rút ngắn thời gian gián đoạn sử dụng.

Tuy nhiên, giá trị thu hồi không được bảo đảm tuyệt đối.

Nó phụ thuộc vào:

Tình trạng vật liệu.
Chi phí tháo.
Chi phí vận chuyển.
Nhu cầu thị trường.
Tiêu chuẩn kỹ thuật tại thời điểm tái sử dụng.
Khả năng lưu kho.
Hồ sơ nguồn gốc.

Vì vậy, cần tính toán theo kịch bản thay vì mặc định vật liệu sẽ được bán lại với giá cao.

12. Những Sai Lầm Phổ Biến Khi Áp Dụng DfD

Chỉ thay keo bằng vít

DfD không chỉ là thay đổi một loại liên kết. Toàn bộ trình tự lắp ráp và tháo dỡ phải được xem xét.

Thiết kế tháo được nhưng không tiếp cận được

Mối nối bị che kín hoặc nằm ở vị trí khó thao tác sẽ làm tăng chi phí tháo.

Quá nhiều loại vít và mô-đun

Thiếu tiêu chuẩn hóa khiến công trình phức tạp và khó bảo trì.

Bỏ qua chống cháy, chống thấm và cách âm

Khả năng tháo lắp không được đánh đổi với an toàn và hiệu suất công trình.

Không có nơi tái sử dụng

Vật liệu tháo được nhưng không có thị trường, kho lưu trữ hoặc đơn vị tiếp nhận vẫn có thể trở thành chất thải.

Gọi mọi hệ lắp ghép là kiến trúc tuần hoàn

Cần xem xét nguồn vật liệu, tuổi thọ, khả năng sửa chữa và phương án cuối vòng đời.

13. Quy Trình Thiết Kế Một Công Trình Dễ Tháo Dỡ

Bước 1: Xác định mục tiêu vòng đời

Cần làm rõ công trình dự kiến:

Sử dụng bao lâu.
Thay đổi công năng như thế nào.
Bộ phận nào cần thay thường xuyên.
Cấu kiện nào có khả năng tái sử dụng.

Bước 2: Phân lớp công trình

Tách tương đối rõ:

Kết cấu.
Lớp vỏ.
Hệ thống kỹ thuật.
Vách ngăn.
Nội thất.

Bước 3: Xây dựng hệ mô-đun

Thống nhất kích thước để giảm cắt sửa và tăng khả năng thay thế.

Bước 4: Lựa chọn liên kết

Ưu tiên mối nối:

Dễ nhận biết.
Có thể tiếp cận.
Tháo được bằng công cụ phổ biến.
Không làm hỏng cấu kiện chính.

Bước 5: Lựa chọn vật liệu

Ưu tiên vật liệu:

Bền.
Ít lớp ghép khó tách.
Có nguồn gốc rõ ràng.
Có khả năng tái chế hoặc tái sử dụng.
Có hệ thống thu hồi nếu có.

Bước 6: Lập kế hoạch tháo dỡ

Thiết kế cần ghi rõ:

Trình tự tháo.
Vị trí nâng hạ.
Dụng cụ.
Yêu cầu an toàn.
Phương án phân loại.
Điều kiện lưu kho.

Bước 7: Lập hồ sơ vật liệu

Quản lý dữ liệu bằng bản vẽ, mô hình số, mã nhận diện hoặc hộ chiếu vật liệu.

Tại KIẾN TRÚC KINH BAN,https://kientruckinhban.vn/thu-vien/kien-truc-xanh chúng tôi cho rằng kiến trúc xanh không chỉ được đánh giá khi công trình vừa hoàn thiện.

Cần đặt câu hỏi về cả tương lai:

Công trình có dễ sửa không?
Có thể thay đổi công năng không?
Một bộ phận hư hỏng có buộc phải phá cả hệ thống không?
Vật liệu có thể tháo và phân loại không?
Phần nào có thể tái sử dụng?
Chi phí cải tạo trong 10 hoặc 20 năm tới là bao nhiêu?
Công trình sẽ để lại tài sản hay một đống xà bần?

Thiết kế để tháo dỡ không có nghĩa là xây dựng thiếu chắc chắn.

Ngược lại, nó đòi hỏi độ chính xác cao hơn về mô-đun, liên kết, trình tự thi công và quản lý dữ liệu.

Một công trình bền vững không chỉ đứng vững trong hôm nay. Nó phải có khả năng thích nghi, sửa chữa và chuyển giao giá trị cho ngày mai.

Rác thải xây dựng không thể chỉ được giải quyết tại nhà máy nghiền xà bần.

Nó phải được giảm từ những nét vẽ đầu tiên.

Kinh tế tuần hoàn trong xây dựng cần sự phối hợp giữa:

Giảm khối lượng vật liệu.
Kéo dài tuổi thọ công trình.
Thiết kế không gian linh hoạt.
Sử dụng liên kết có thể tháo.
Tiêu chuẩn hóa cấu kiện.
Phân loại vật liệu.
Quản lý dữ liệu.
Tạo thị trường tái sử dụng.

Thiết kế để tháo dỡ không biến công trình thành bộ đồ chơi lắp ghép.

Đó là cách tổ chức công trình có tư duy hơn: vững chắc khi sử dụng, linh hoạt khi thay đổi và có trật tự khi kết thúc vòng đời.

Khi đó, một cánh cửa, tấm vách hay thanh dầm không còn mặc nhiên trở thành rác sau phá dỡ.

Chúng có thể tiếp tục là nguyên liệu, cấu kiện hoặc tài sản cho một chu kỳ mới.

KIẾN TRÚC KINH BAN .

Kiến tạo từ trật tự – Bền vững từ trí tuệ.