Chris Matthews là kỹ sư tại Atelier One, chuyên về tre. Ảnh: Tomasso Riva
Kỹ sư Chris Matthews hiện là phó giám đốc của văn phòng kỹ thuật Atelier One và là người phụ trách về kết cấu tre. Ông chia sẻ: “Ý tưởng xây dựng các khối toà nhà cứng nhắc, cực kỳ bóng bẩy, được xây dựng từ thép và bê tông cần phải được thay đổi”.
Ông nói thêm: “Tre đóng vai trò như một vật liệu có hàm lượng carbon thấp và nó cần phải là một phần trong bộ công cụ mà chúng tôi đang phát triển. Tre sẽ đóng vai trò rất quan trọng”.
Tốc độ tăng trưởng của tre là rất nhanh
Matthews nhận định tre là loại thực vật có tốc độ sinh trưởng cực nhanh, mọc nhiều, nhanh chóng và rẻ trên thế giới. Atelier One tin tưởng rất nhiều vào tiềm năng trở thành vật liệu xây dựng thống trị của tre đến nỗi họ có một đội ngũ tận tâm sử dụng nó trong kiến trúc.
Trong khi gỗ phải mất khoảng 30 năm để phát triển trước khi được khai thác sử dụng làm gỗ kết cấu thì một cây tre chỉ mất 3 năm.
“Tốc độ tăng trưởng của tre thật đáng kinh ngạc và điều hay hơn là bạn có thể trồng tre trên đất bị thoái hoá, những vùng đất lẽ ra không được sử dụng, bạn có thể tái tạo bằng tre”, ông nói thêm.
Một đặc tính quan trọng khác của tre là nó cực kỳ chắc chắn. Trên thực tế độ bền của tre có thể so sánh với nhôm. Theo lời của Matthews, mọi người thường ví tre cứng như thép, nhưng theo ông, tre không khoẻ bằng thép, nó gần bằng nhôm và thực sự có thể khoẻ hơn bê tông. Vì vậy, xét về mặt cấu trúc, không có lý do gì chúng ta không thể sử dụng tre.
Công ty của anh ấy nằm trong số những công ty làm việc cho The Arc tại Green School Bali. Ảnh: Ibuku
Giảm carbon trong công trình là hướng đi của tương lai
Tuy nhiên, đối với Matthews, một trong những đặc điểm khiến tre trở nên hấp dẫn nhất đối với ngành kiến trúc trong tương lai là nó có khả năng lưu trữ carbon một cách hiệu quả.
Tương tự như gỗ, nó hấp thụ carbon khi phát triển. Matthews nhấn mạnh, thậm chí còn có nghiên cứu đang tiến hành cho thấy vật liệu này lưu trữ nhiều carbon hơn gỗ.
Ông nói: “Chưa có tài liệu chính xác nào về vấn đề này vì đây là một thứ rất khó đo lường, nhưng một số tài liệu nói rằng nó cao gấp từ hai đến sáu lần (carbon cô lập). Đó là một cách rất tốt để đưa carbon ra khỏi môi trường và đảm bảo nó không bị thải trở lại”.
Cũng như nhiều người ủng hộ vật liệu bền vững khác, Matthews tin rằng ngành kiến trúc và xây dựng phải khẩn trương tập trung vào việc sử dụng vật liệu sinh học như tre để thiết kế các tòa nhà cô lập carbon thay vì thải nó ra ngoài.
Ông nói: “Nói chung, ý tưởng về vật liệu dựa trên sinh học mà trong đó chúng ta có thể thu giữ carbon và nhốt nó trong một tòa nhà, đó phải là một hướng đi cho tương lai”. Ông nói thêm: “Vì vậy, thay vì nghĩ tòa nhà là thứ mà chúng ta phải sử dụng hết nguồn carbon để tạo ra, thay vào đó, chúng ta nghĩ về các tòa nhà như một cách để khóa một lượng carbon trong suốt vòng đời của tòa nhà. Tôi hy vọng điều đó sẽ xảy ra ngày càng nhiều”.
Ibuku hoàn thành công trình tre "chưa từng có" trong rừng rậm Bali
Atelier One hiện đang thử nghiệm giới hạn về mặt kết cấu của tre
Mối quan tâm của Atelier One đối với tre được khơi dậy khi người sáng lập Neil Thomas tham gia vào The Arc, một phòng tập thể dục bằng tre tại Green School Bali do studio kiến trúc Ibuku thiết kế. Công trình mang tính điêu khắc, được đánh giá cao trong Giải thưởng Dezeen năm 2021, nổi bật bởi mái cong phức tạp được làm hoàn toàn từ tre.
Matthews phản ánh: “Ngôi trường đó đã chỉ ra rằng, mặc dù tre từng được coi là 'gỗ của người nghèo', nhưng thực tế, vẻ đẹp của các công trình kiến trúc đó thực sự gây ngạc nhiên”.
Ông lập luận rằng ngôi trường cũng chứng tỏ rằng hoàn toàn có thể khắc phục được nhược điểm chính trước đây của vật liệu thường là dễ bị côn trùng và nấm tấn công, từ đó làm giảm tuổi thọ của nó.
Điều này có thể đạt được bằng cách đảm bảo tre không tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời, nước hoặc mặt đất. Tre cũng được xử lý để loại bỏ tinh bột nhằm ngăn chặn côn trùng xâm nhập. Giờ đây, bạn hoàn toàn có được loại vật liệu có tốc độ sinh trưởng nhanh, sức mạnh đáng nể mà còn có tuổi thọ cao.
Ngày nay, trọng tâm của Atelier One chủ yếu là tối đa hóa sức bền và khả năng kết cấu của tre, đặc biệt thông qua các kết nối in 3D để liên kết các thân tre lại với nhau. Với Atelier One, để tận dụng được toàn bộ khả năng của tre, điều quan trọng nằm ở các liên kết.
"Chúng tôi đã bắt đầu thử nghiệm với các đầu nối in 3D để liên kết các mảnh tre và tạo ra một mảnh dài hơn. Một khi bạn bắt đầu thử nghiệm với các hình dạng, khả năng sẽ là vô hạn".
Tre ép "có vẻ hoạt động tốt hơn gỗ"
Đội ngũ nghiên cứu cũng đang khám phá tiềm năng của tre ép - các sản phẩm tre kỹ thuật thường được tạo thành từ các lớp tre dán, xếp chồng lên nhau và ép lại với nhau.
Theo Matthews, tre ép có thể được sử dụng theo cách tương tự như gỗ ép chéo (CLT - cross-laminated timber) nhưng thực sự vượt trội hơn về độ bền.
Trong số các loại tre kỹ thuật có tre ép, tre ép chéo (CLTB) và một loại tre ép xuyên tâm có tên là Radlam. Matthews cho biết loại thứ hai là sản phẩm yêu thích của Atelier One vì nó được xử lý theo cách giữ lại tất cả các lớp của thân tre, giảm lãng phí và tối đa hóa độ bền chắc.
Ông nói: “Lý do chúng tôi thích điều này là vì bạn có được toàn bộ thân tre, tức là toàn bộ độ dày của tre – bạn sẽ không lãng phí nguyên liệu khi xử lý. Ngoài ra, bằng cách không bỏ đi lớp da bên ngoài, bạn sẽ có được toàn bộ sức mạnh của tre. Nó bền gấp ba lần so với gỗ tiêu chuẩn nên những đặc tính của nó thật đáng kinh ngạc”.
Trong một cuộc phỏng vấn khác với Dezeen của một kiến trúc sư Việt Nam ủng hộ tre là Võ Trọng Nghĩa, ông mô tả rằng tre là thép xanh của thế kỷ 21.