10 bước thiết kế kiến trúc thích ứng với biến đổi khí hậu

Thống kê cho thấy, các toà nhà sử dụng gần một nửa nguồn năng lượng tiêu thụ của toàn nước Mỹ. Do năng lượng là yếu tố số một gây nên hiện tượng nóng lên toàn cầu, vì thế, một giải pháp hiệu quả để giảm thiểu biến đổi khí hậu là việc thiết kế những kiến trúc sử dụng năng lượng thấp hoặc thậm chí không sử dụng năng lượng.

Để làm được điều này đồng nghĩa với việc chúng ta phải xem xét kỹ lưỡng làm cách nào để thiết kiến trúc được tối ưu hoá công năng một cách tối đa để giảm thiểu sử dụng năng lượng ở mức độ lớn.

Các bước thiết kế kiến ​​trúc thích ứng với biến đổi khí hậu

Những thiết kế kiến trúc thích ứng với biến đổi khí hậu cần phải xem xét đến tính thời vụ, hướng của mặt trời (đường đi và vị trí của mặt trời), các yếu tố liên quan đến môi trường (gió, mưa, độ ẩm,…) cũng như thông số khí hậu (nhiệt độ, kiểu thời tiết,…) để có thể cho ra những ngôi nhà tiện nghi, đảm bảo công năng, và tiết kiệm năng lượng.

Thực hiện phân tích vị trí địa lý

Sau khi thu thập đủ các số liệu, một nhóm các chuyên gia có trình độ sẽ tìm hiểu và đánh giá liệu có khả thi hay không khi đặt thiết kế tại khu vực này. Đây là một cách tiếp cận để xem xét các yếu tố môi trường tốt nhất trước khi tiến hành xây dựng.

Bố cục căn nhà hợp lý

Sử dụng quy trình thiết kế tích hợp, và khối cơ bản của bố cục căn nhà để xác định cụ thể vị trí tối ưu nhất trong căn nhà.

Các yếu tố kiến trúc sư cần xem xét ở đây là khả năng tiếp cận cơ sở hạ tầng, tránh xa bất kỳ khu vực đầu nguồn nào, không xây dựng trong vùng có nguy cơ bị ngập lũ và trong môi trường sống với các loài động thực có nguy cơ tuyệt chủng.

Các kiến trúc sư có thể tìm hiểu trước khu vực xây dựng có những loại sinh vật nào, các đặc điểm địa chất ra sao hoặc tốc độ dòng chảy mạnh hay không…

Mặt trời! Mặt trời! Mặt trời!

Mọi thứ về thiết kế kiến trúc thích ứng với biến đổi khí hậu đều có liên quan tới mặt trời. Vì thế, bạn nên có kế hoạch đặt các thiết kế dựa trên hướng của mặt trời.

Nơi đặt cửa sổ hợp lý

Mặt tiền hướng về phía nam nên sử dụng cửa sổ phù hợp với hướng của nó, kiến trúc sư cũng nên sử dụng kính hai hoặc 3 lớp với lớp phủ Low-E.

Điều này giúp giảm thiểu lượng nhiệt truyền vào không gian ngôi nhà trong những tháng nóng nhất trong khi vẫn giữ nhiệt độ ấm bên trong vào những tháng mùa đông. 

Phụ thuộc vào khu vực địa lý

Khi thiết kế đường bao của tòa nhà, các yếu tố như vật liệu cách nhiệt, rào cản hơi và rào cản không khí sẽ cần phải có sự điều chỉnh tùy thuộc vào việc nằm ở khu vực địa lý nào, lạnh khô hay nóng ẩm, thậm chí là khu vực bán hoang mạc,…

Giảm thiểu diện tích tòa nhà

Câu hỏi về nhu cầu thực sự của thiết kế. Bạn có cần sử dụng nhiều không gian không? Có cách nào để không gian có thể trở nên đa chức năng hay không?

Chúng ta có thực sự cần nhiều văn phòng cá nhân không nếu một số nhân viên có thể làm việc từ xa hoặc share văn phòng với nhau? Hãy thiết kế không gian có diện tích vừa phải, phù hợp với nhu cầu sử dụng.

Điều này cũng giúp bạn tiết kiệm được chi phí đồng thời có nhiều diện tích hơn để tận dụng ánh sáng tự nhiên và năng lượng mặt trời.

Thiết kế kiến trúc thông gió tự nhiên

Khi không khí ấm lên, một tòa nhà có thể được làm mát bằng cách thiết kế thông gió ngăn xếp hút không khí mát hơn từ các khe hở trong tòa nhà, đồng thời mang nhiệt đi qua các khe hở lên phần cao nhất của toà nhà.

Tốc độ không khí di là một hàm số của khoảng cách dọc giữa cửa vào và cửa ra, kích thước của chúng và sự chênh lệch nhiệt độ so với chiều cao của căn phòng. 

Đáp ứng nhu cầu thư giãn của gia chủ

Hầu hết các tòa nhà trong thời đại ngày nay được thiết kế mang tới sự thoải mái cho người ở, khoảng 78 độ F. Tuy nhiên, với thiết kế kiến trúc phù hợp với khí hậu, việc giảm lượng năng lượng được sử dụng để làm mát và sưởi ấm có thể thay thế bằng việc sử dụng các hệ thống tự nhiên như mặt trời và gió. 

Cư dân toà nhà có thể ủng hộ kiểu thiết kế kiến trúc này bằng cách mặc thêm áo vào mùa lạnh, hoặc mặc đồ ngắn vào mùa nóng để loại bỏ bớt hệ thống sưởi hoặc làm mát cơ học Điều này giúp tiết kiệm được chi phí và bảo vệ môi trường rất tốt.

Tiến hành mô hình hóa và phân tích

Mô hình năng lượng, hệ thống chiếu sáng, nghiên cứu ánh sáng ban ngày, động lực học chất lưu là tất cả các công cụ mà các kiến trúc sư có thể nên sử dụng để hiểu cách thiết kế tích hợp tốt nhất với khí hậu địa phương.

Một lần nữa, việc sở hữu nhóm kiến trúc sư phù hợp với chuyên môn và phần mềm mô hình hóa là bí quyết để giảm chi phí trong khi tìm hiểu các lựa chọn tốt nhất cho thiết kế.

Có thể thực hiện nhiều lần

Nếu lúc đầu bạn chưa thành công, hãy thử lại. Điều này sẽ giúp các kiến trúc sư có nhiều bố cục cơ bản trong giai đoạn thiết kế sơ đồ hoặc thiết kế cơ bản cho không giản tiết kiệm năng lượng.

Cách tốt nhất là dành nhiều thời gian hơn cho các giai đoạn đầu của thiết kế để lập mô hình dự án, sẽ tiết kiệm chi phí hơn nhiều so với việc thực hiện các thay đổi trong quá trình thiết kế. 

Trên đây là 10 bước để bạn thiết kế kiến trúc thích ứng với biến đổi khí hậu. Hy vọng các kiến trúc sư từ bài viết này sẽ có những kinh nghiệm cho riêng mình để cho ra đời những công trình thân thiện với môi trường đồng thời tiết kiệm được chi phí tối đa.