Hệ mặt đứng xanh kết hợp vật liệu bao che bền vững, gợi mở giải pháp giảm bức xạ nhiệt cho công trình cao tầng tại đô thị Việt Nam. Ảnh minh hoạ, nguồn: ITN.
Vật liệu MTCC giúp giảm nhiệt độ bề mặt 2 - 4°C
Nghiên cứu của Viện Khoa học công nghệ xây dựng (IBST) tiếp cận mỹ thuật công cộng (MTCC) trong công trình xanh không chỉ như một yếu tố thẩm mỹ, mà như một tập hợp giải pháp vật liệu - cấu kiện - bề mặt có khả năng tác động trực tiếp đến hiệu quả môi trường và chất lượng sử dụng không gian mở. Trên cơ sở phân tích các công trình đạt chứng nhận xanh phổ biến như LEED (Mỹ), Green Mark (Singapore), nghiên cứu cho thấy, các hệ thống đánh giá công trình xanh hiện đại ngày càng coi trọng chất lượng vật liệu sử dụng cho không gian mở ngoài trời, đặc biệt là khả năng bền vững, vòng đời dài và đóng góp vào cải thiện vi khí hậu.
Trong LEED v4.1, các hạng mục như “Open Space”, “Quality of Outdoor Environment” và “Innovation” cho phép ghi nhận điểm số đối với những giải pháp thiết kế không gian mở có tính tích hợp, trong đó vật liệu của các cấu kiện nghệ thuật ngoài trời (mái che, giàn che, mặt đứng, sắp đặt cảnh quan) đóng vai trò then chốt. Thực tế các dự án được nghiên cứu cho thấy, MTCC chỉ phát huy hiệu quả khi được cấu thành từ vật liệu phù hợp với điều kiện khí hậu, có khả năng chống chịu môi trường và dễ bảo trì, thay vì các vật liệu trang trí ngắn hạn.
Vật liệu mặt đứng kết hợp mảng xanh giúp cải thiện vi khí hậu và nâng cao chất lượng không gian mở đô thị. Ảnh minh hoạ, nguồn: ITN.
Phân tích các dự án điển hình cho thấy, tại các công trình xanh có tích hợp MTCC ngay từ giai đoạn thiết kế vật liệu, không gian mở thường được tổ chức với mật độ sử dụng cao hơn khoảng 20 - 30% so với các công trình chỉ bố trí cảnh quan thuần túy. Nguyên nhân chính nằm ở việc vật liệu của các cấu trúc MTCC (lam che nắng, giàn leo, bề mặt phản xạ, cấu kiện kết hợp cây xanh) được lựa chọn để vừa tạo hình, vừa đảm nhiệm chức năng che nắng, dẫn hướng và tạo vi khí hậu thuận lợi cho người sử dụng.
Một phát hiện đáng chú ý của nghiên cứu là mối liên hệ giữa đặc tính vật liệu của MTCC và khả năng cải thiện vi khí hậu cục bộ. Các giải pháp sử dụng vật liệu có độ phản xạ nhiệt phù hợp, kết hợp mảng xanh và mặt nước trong không gian mở có thể giúp giảm nhiệt độ bề mặt từ 2 - 4°C trong điều kiện khí hậu nóng. Đây là cơ sở kỹ thuật quan trọng, cho thấy MTCC nếu được tiếp cận đúng từ góc độ vật liệu, có thể trở thành một giải pháp vi khí hậu bổ trợ cho công trình xanh, thay vì chỉ là yếu tố tạo hình.
Nghiên cứu cũng làm rõ xu hướng “nghệ thuật gắn với địa điểm” (site-specific art) dưới góc nhìn vật liệu. Theo đó, việc lựa chọn vật liệu cho MTCC không mang tính phổ quát mà phụ thuộc vào khí hậu, môi trường và bối cảnh sử dụng của từng công trình. Các cấu kiện cho phép cây xanh phát triển, các lớp bao che bán trong suốt, bề mặt có khả năng phản xạ hoặc tán xạ ánh sáng tự nhiên được tính toán ngay trong thiết kế vật liệu, giúp MTCC vừa đạt giá trị thẩm mỹ, vừa đóng góp trực tiếp vào hiệu quả môi trường của công trình xanh.
Ưu tiên các nhóm vật liệu có vòng đời dài và khả năng tái chế cao
Kết quả nghiên cứu của IBST cũng cho thấy khoảng trống lớn nhất trong thực tiễn công trình xanh tại Việt Nam hiện nay không nằm ở thiếu ý tưởng mỹ thuật, mà ở thiếu định hướng vật liệu và công nghệ vật liệu cho MTCC ngoài trời. Phần lớn các công trình vẫn sử dụng vật liệu trang trí ngắn hạn, chưa tính đến vòng đời, khả năng tái chế và yêu cầu bảo trì trong điều kiện khí hậu nóng ẩm, dẫn tới tình trạng xuống cấp nhanh, khó vận hành và không đóng góp rõ rệt cho mục tiêu xanh.
Kết cấu mái che không gian mở sử dụng vật liệu bền vững, phù hợp áp dụng cho quảng trường, nhà ga và công trình công cộng tại Việt Nam. Ảnh minh hoạ, nguồn: ITN.
Từ các kết quả nghiên cứu, IBST đề xuất một số định hướng giải pháp phù hợp, trong đó nhấn mạnh vai trò của lựa chọn vật liệu đối với hiệu quả và tính bền vững của mỹ thuật công cộng (MTCC) ngoài trời. Nghiên cứu gợi mở việc ưu tiên các nhóm vật liệu có vòng đời sử dụng dài, khả năng tái chế cao và phù hợp với điều kiện khí hậu khắc nghiệt.
Cụ thể, thép tái chế và các loại thép mạ hợp kim chống ăn mòn (như thép mạ kẽm nhúng nóng, thép mạ nhôm - kẽm) đang được sử dụng phổ biến trong các cấu trúc MTCC ngoài trời tại Mỹ và Singapore, với tuổi thọ thiết kế trên 30 năm. Các vật liệu này cho phép tạo hình linh hoạt, chịu lực tốt, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật đối với các cấu kiện che nắng, giàn treo cây xanh và khung sắp đặt nghệ thuật quy mô lớn trong không gian mở.
Bên cạnh đó, gỗ kỹ thuật (engineered wood) và vật liệu composite sợi tự nhiên được nghiên cứu như giải pháp thay thế cho gỗ tự nhiên, đặc biệt ở các cấu kiện tiếp xúc trực tiếp với người sử dụng. Những vật liệu này có ưu điểm về ổn định kích thước, giảm phát thải carbon và phù hợp với yêu cầu thẩm mỹ của MTCC. Việc sử dụng vật liệu địa phương, vật liệu tái chế từ phế thải xây dựng cũng được xem là hướng đi phù hợp với định hướng kinh tế tuần hoàn trong ngành Xây dựng.
Về giải pháp công nghệ, nghiên cứu nhấn mạnh vai trò của việc kết hợp MTCC với các công nghệ tiết kiệm năng lượng. Các hệ thống chiếu sáng nghệ thuật sử dụng đèn LED hiệu suất cao, tích hợp cảm biến ánh sáng và điều khiển theo thời gian có thể giảm 30 - 50% điện năng tiêu thụ so với chiếu sáng truyền thống. Trong một số dự án quốc tế, MTCC còn được tích hợp với pin năng lượng mặt trời quy mô nhỏ để cung cấp điện cho chiếu sáng và các thiết bị tương tác, qua đó nâng cao tính tự chủ năng lượng của không gian mở.
Về tổ chức thiết kế vật liệu, nghiên cứu cho thấy MTCC cần được coi là một hạng mục vật liệu - cấu kiện ngay từ giai đoạn thiết kế cơ sở, thay vì bổ sung ở khâu hoàn thiện. Các cấu kiện MTCC cần được thiết kế đồng bộ với kết cấu, cảnh quan và hệ thống kỹ thuật của công trình, đảm bảo khả năng thi công, bảo trì và thay thế trong suốt vòng đời sử dụng. Thực tế cho thấy, các công trình áp dụng cách tiếp cận này có hiệu quả sử dụng không gian mở cao hơn 20 - 30% và chi phí bảo trì thấp hơn so với các công trình sử dụng giải pháp trang trí rời rạc.
Ở góc độ quản lý, nghiên cứu đề xuất cần từng bước chuẩn hóa yêu cầu vật liệu cho MTCC trong công trình xanh, thông qua việc bổ sung tiêu chí đánh giá liên quan đến vòng đời vật liệu, khả năng tái chế, hiệu quả vi khí hậu và tiêu thụ năng lượng chiếu sáng. Việc thí điểm áp dụng các yêu cầu này trong các công trình công cộng và dự án hạ tầng sử dụng vốn nhà nước sẽ tạo cơ sở thực tiễn để hoàn thiện hướng dẫn kỹ thuật, qua đó từng bước đưa MTCC trở thành một giải pháp vật liệu bền vững trong hệ thống công trình xanh tại Việt Nam.