Giải pháp về vật liệu chống cháy cho công trình Xanh

Theo đánh giá của Hội đồng Công trình Xanh Việt Nam (VGBC), công trình xây dựng chịu trách nhiệm cho 39% tổng lượng phát thải CO2. Tác động môi trường của một công trình đến từ 2 nguồn phát thải chính: cacbon hàm chứa là lượng khí nhà kính phát sinh từ khâu khai thác tài nguyên, sản xuất vật liệu, thi công, bảo trì, tân trang, phá dỡ công trình; cacbon vận hành là lượng phát thải sinh ra trong quá trình sử dụng công trình như tiêu thụ điện, nước, điều hòa không khí, hệ thống chiếu sáng, thang máy… Việc Xanh hóa được đánh giá bằng vòng đời của công trình, các giai đoạn chính bao gồm sản xuất vật liệu, thi công, sử dụng, bảo trì và tháo dỡ. Trong đó, giai đoạn vật liệu và vận hành thường đóng góp lớn nhất vào tổng lượng phát thải. Đơn cử như tiêu chuẩn hệ thống công trình xanh chuẩn LEED của Mỹ thì vật liệu và tài nguyên chiếm tới 13 điểm trong tổng số 110 điểm đánh giá, một con số không nhỏ cho thấy tầm quan trọng của việc lựa chọn vật liệu.

Bài toán đặt ra là làm sao để dung hòa giữa tính bền vững và an toàn cháy nổ? Các giải pháp chống cháy truyền thống như sử dụng hóa chất halogen, thường đi kèm với nguy cơ giải phóng khí độc hại khi cháy và ảnh hưởng tiêu cực đến vòng đời vật liệu. Thế giới đã trải qua một chặng đường dài trong việc ứng dụng vật liệu chống cháy thụ động, có thể kể đến 3 giai đoạn chính như:

Giai đoạn 1: Sau khi các thảm họa cháy lớn xảy ra, hồi chuông cảnh tỉnh về tầm quan trọng của vật liệu chống cháy thụ động đã buộc nhiều quốc gia trên thế giới lưu tâm. Các quốc gia như Anh, Mỹ, EU đã siết chặt nghiêm ngặt các quy định về vật liệu hoàn thiện mặt ngoài, thúc đẩy mạnh mẽ việc sử dụng các vật liệu không cháy hoặc khó cháy. Tuy nhiên, cách tiếp cận này phần lớn mang tính "phòng thủ" và đôi khi dẫn đến việc loại bỏ hoàn toàn các vật liệu có nguy cơ, thay vì tìm cách cải thiện chúng.

Giai đoạn 2: Tích hợp vào tiêu chuẩn Xanh với hệ thống chứng chỉ công trình Xanh hàng đầu thế giới như LEED (Mỹ), BREEAM (Anh). Các quốc gia bắt đầu khuyến khích và cho điểm đối với các giải pháp nâng cao an toàn cháy, đặc biệt là những giải pháp không ảnh hưởng đến chất lượng không khí trong nhà (IEQ) - một tiêu chí trọng yếu. Điều này tạo ra một sân chơi công bằng cho các công nghệ chống cháy Xanh.

Giai đoạn 3: Thúc đẩy đổi mới cho vật liệu sinh học, các quốc gia tiên phong về kiến trúc gỗ như Phần Lan, Canada và Áo đã đầu tư mạnh mẽ vào R&D (nghiên cứu và phát triển) để phát triển các giải pháp chống cháy hiệu quả cho kết cấu gỗ khối lượng lớn. Họ không dừng lại ở việc bọc kín gỗ bằng các lớp thạch cao mà phát triển các loại sơn phồng chống cháy (phồng  nở khi gặp nhiệt) trong suốt hoặc có màu, cho phép lộ ra vẻ đẹp tự nhiên của gỗ hoặc các giải pháp ngâm tẩm thẩm thấu.

Sự phát triển của khoa học công nghệ, trên cơ sở kế thừa và phát triển từ các thành tựu quốc tế đã cho ra đời vật liệu chống cháy thụ động thế hệ mới, điển hình là giải pháp Nano phủ thẩm thấu, xuất hiện như một câu trả lời đầy hứa hẹn giải quyết thách thức “kép” nêu trên.

Tại Việt Nam, Công ty TNHH Hóa chất Xây dựng & Công nghiệp Miviko (Miviko) đã phát triển các sản phẩm về vật liệu chống cháy dựa trên xu hướng tiên tiến này, nhưng với một bước tiến xa hơn về tính trong suốt và khả năng bảo tồn hoàn toàn thẩm mỹ bề mặt. Ông Vũ Tiến Dũng - Giám đốc Miviko cho biết: “Các Giải pháp chống cháy tiên tiến của chúng tôi sử dụng công nghệ nano để tạo ra một cuộc cách mạng trong vật liệu nội thất. Với đội ngũ các kỹ sư, nhà khoa học trong nước và quốc tế, với nền tảng nghiên cứu khoa học vững chắc, chúng tôi mang đến những giải pháp và vật liệu  chống cháy công nghệ cao được kiểm chứng theo tiêu chuẩn trong nước và quốc tế, tất cả chỉ với 1 mục tiêu: An toàn hơn cho cộng đồng”.

Có thể kể đến 2 điểm nổi trội của sản phẩm Miviko, thứ nhất là công nghệ Nano; trong khi lớp phủ intumescent truyền thống tạo ra một lớp than xốp dày khi gặp lửa (hiệu quả nhưng có thể làm biến dạng bề mặt và không hoàn toàn trong suốt) thì công nghệ nano của Miviko tập trung vào việc tạo ra một màng chắn nhiệt vô cùng mỏng, ổn định và trong suốt tuyệt đối ở cấp độ phân tử. Điều này khắc phục được nhược điểm lớn nhất của các giải pháp trước đây khi ứng dụng cho các bề mặt cần độ thẩm mỹ cao.

Thứ hai, thành phần "Xanh" và an toàn sinh học: Từ các sự cố cháy cho thấy, khói và khí độc là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu. Bài học đó được Miviko ứng dụng triệt để bằng việc phát triển công thức không chứa Halogen, không chứa kim loại nặng, và không giải phóng VOC (hợp chất hữu cơ dễ bay hơi). Điều này không chỉ an toàn khi cháy mà còn đảm bảo chất lượng không khí trong lành cho công trình khi vận hành bình thường, một yếu tố then chốt để ghi điểm trong các tiêu chuẩn Xanh của LOTUS, LEED, WELL.

Hiện nay, xu hướng của vật liệu chống cháy thụ động trên thế giới không dừng lại ở việc "không cháy", mà còn phải đáp ứng các tiêu chí như: Vật liệu thông minh, phát triển các lớp phủ có khả năng cảm biến nhiệt độ và phản ứng một cách thông minh. Ví dụ, lớp phủ có thể thay đổi tính chất ở một ngưỡng nhiệt độ cụ thể để cách nhiệt hiệu quả hơn nữa, hoặc thậm chí tích hợp với hệ thống báo cháy.

Đồng bộ hóa với kinh tế tuần hoàn: Các nghiên cứu tại EU đang hướng tới việc phát triển lớp phủ chống cháy có thể dễ dàng tách ra khỏi vật liệu nền khi kết thúc vòng đời công trình, mà không ảnh hưởng đến quá trình tái chế hoặc phân hủy sinh học của vật liệu gốc. Đây là bước tiến quan trọng để đạt được chu trình khép kín (từ sản xuất đến tái sản xuất).

Tích hợp vào Quy trình thiết kế số (BIM): Trong tương lai, thông số kỹ thuật của lớp phủ chống cháy sẽ được tích hợp sẵn vào thư viện vật liệu trong mô hình thông tin công trình (BIM), cho phép các kiến trúc sư và kỹ sư dễ dàng đánh giá hiệu quả an toàn cháy ngay từ giai đoạn thiết kế ảo.

Như vậy, an toàn cháy nổ phải là yếu tố được tích hợp ngay từ đầu trong quá trình thiết kế công trình Xanh chứ không phải là giải pháp vá víu sau này.