NHỮNG TÒA NHÀ XANH - ĐẶT NỀN MÓNG CHO TƯƠNG LAI TỪ HÔM NAY

Qua thời gian, kỳ vọng của con người về những tòa nhà lý tưởng đã thay đổi rất nhiều. Giờ đây, ngành xây dựng phải phấn đấu để đáp ứng được nhu cầu của con người về chức năng, sự thoải mái, thiết kế của các tòa nhà cùng với những tiêu chí đảm bảo sự bền vững môi trường và tiết kiệm năng lượng. Tổ chức ISO đã phát triển một bộ công cụ cho những tiêu chuẩn quốc tế thực tiễn mới nhất để đáp ứng những thách thức đặt ra cho các tòa nhà ngày nay.

Hiện nay, các ban kỹ thuật ISO gồm Ban ISO/TC 163, Hiệu suất sử dụng nhiệt và năng lượng trong xây dựng và Ban ISO/TC 205, Thiết kế môi trường trong tòa nhà đã xây dựng hơn 100 tiêu chuẩn cho các tòa nhà. Những tiêu chuẩn này giúp xác định, tính toán và kiểm tra các yếu tố trong tòa nhà đồng thời giải quyết những mối lo ngại về môi trường. Các Ban kỹ thuật này cũng giải quyết các vấn đề liên quan đến hoạt động thiết kế và xây dựng các tòa nhà.

Cách nhiệt, cách âm tiên tiến

Ba Tiểu ban kỹ thuật (SCs) ISO/TC 163 chịu trách nhiệm soạn thảo các tiêu chuẩn giúp xác định, tính toán và kiểm tra các yếu tố của tòa nhà đóng vai trò quan trọng đối với việc đảm bảo hiệu suất sử dụng năng lượng trong các tòa nhà.

Các Tiểu ban xem xét nhiều đặc điểm, thách thức và cách thức đổi mới khác nhau trong hoạt động xây dựng các tòa nhà. Chẳng hạn, có một tiêu chuẩn mới áp dụng cho các tòa nhà là sử dụng vải len lông cừu để cách nhiệt, cách âm – len lông cừu là một loại vật liệu có thể tái chế có khả năng cách nhiệt và cách âm tốt đồng thời bảo vệ được tòa nhà khi hỏa hoạn. Trái với một số loại vật liệu cách nhiệt cách âm khác, khả năng hút ẩm đặc biệt cao của len không ảnh hưởng tới khả năng cách nhiệt cách âm của nó.

Đối lập hẳn với vật liệu len lông cừu là loại vật liệu cách nhiệt công nghệ cao như các tấm cách nhiệt chân không (VIPs) với tính dẫn nhiệt rất thấp. Những bức tường mỏng làm từ các tấm cách nhiệt chân không có thể giúp tăng tối đa không gian nội thất khả dụng và bù cho giá rất cao. Loại vật liệu này rất hữu dụng khi thực hiện nâng cấp cải tạo các toà nhà văn hóa lịch sử.

Vấn đề thiết kế

ISO/TC 205 vừa xuất bản các tiêu chuẩn đưa ra các biện pháp tích hợp trong thiết kế môi trường trong nhà hiệu suất cao. Những tiêu chuẩn này thuộc khung tổng thể của ISO 16813:2006, Thiết kế môi trường trong tòa nhà – Môi trường trong nhà – Các nguyên tắc chung

Gói các giải pháp toàn diện được phát triển bởi các chuyên gia trên toàn thế giới giúp giải quyết các vấn đề liên quan đến thiết kế chất lượng môi trường trong nhà và tiết kiệm năng lượng. Các tiêu chuẩn này cũng áp dụng cho các hệ thống kiểm soát tự động trong tòa nhà, các hệ thống chiếu sáng và các hệ thống khác trực tiếp liên quan đến môi trường trong nhà.

Điều đáng chú ý là, các tiêu chuẩn này nhằm mục đích đáp ứng những đòi hỏi về thiết kế đồng thời giải quyết các môi quan ngại về tính bền vững. Khi công nghệ và kỳ vọng của mọi người đều tăng lên thì công việc của ISO/TC 205 cũng tăng theo nhằm đảm bảo đem lại lợi ích liên tục.

Nghiệm thu

Nghiệm thu tòa nhà là quá trình kiểm tra chất lượng nhằm kiểm tra và lập tài liệu về dự án đã hoàn thiện đáp ứng được yêu cầu của chủ đầu tư. Một số công trình xây dựng tòa nhà yêu cầu nghiệm thu ở một cấp độ nào đó để đạt được mức đánh giá hay chứng nhận theo các hệ thống đánh giá tòa nhà xanh dẫn đầu. Thông thường, cấp tối thiểu được chấp nhận là nghiệm thu trong quá trình thi công, bao gồm kiểm tra hiệu suất hoạt động của các hệ thống năng lượng.

Những hệ thống đó cũng giúp tăng thêm tín nhiệm cho dự án ví dụ như có tiến hành nghiệm thu trong quá trình thiết kế. Trong những quá trình nghiệm thu toàn diện, các hoạt động nghiệm thu trong giai đoạn thiết kế giúp cải thiện những vấn đề quan trọng liên quan đến chất lượng trong quá trình thiết kế.

Những điểm cải thiện đó cũng là cơ sở cho các hoạt động nghiệm thu quan trọng trong các giai đoạn sau thiết kế trong dự án. ISO/TC 205 dự định sẽ đưa việc nghiệm thu các khía cạnh liên quan đến thiết kế vào công việc tiêu chuẩn hóa trong tương lai. Các tiêu chuẩn ISO cho thiết kế môi trường trong nhà sẽ vẫn giữ được tính liên quan nhờ những tiêu chuẩn và sáng kiến cải tiến tương tự.

Cách tiếp cận tổng thể

ISO/TC 205 cộng tác chặt chẽ với ISO/TC 163 trong việc phê duyệt áp dụng các hạng mục công việc mới, bởi để cải tiến việc tiêu chuẩn hóa quá trình thiết kế cần tới cả hai ban này. Một nhóm làm việc chung (JWG) giúp điều phối những lĩnh vực chung của cả hai ủy ban đã đưa ra hướng tiếp cận tổng thể để giải quyết hiệu suất sử dụng năng lượng trong các tòa nhà.

Theo hướng tiếp cận này, hiệu suất sử dụng năng lượng bao gồm:

  • Sưởi
  • Làm mát
  • Chiếu sáng
  • Thông gió
  • Nước nóng sinh hoạt
  • Các đồ dùng (trong một số trường hợp)

Hướng tiếp cận này có thể được áp dụng để đánh giá hiệu suất sử dụng năng lượng của những tòa nhà hiện có hệ thống cách nhiệt rất kém, ví dụ, so với những tòa nhà mới, gần như hoàn toàn không sử dụng năng lượng, nhằm đánh giá mức độ tuân thủ với các yêu cầu về năng suất sử dụng năng lượng cơ bản tối thiểu trong các quy định về tòa nhà. Chỉ có thể đạt được hiệu suất sử dụng năng lượng gần bằng không khi kết hợp và phối hợp hiệu quả kiến thức chuyên môn và nguyên tắc.

Khi có nhiều nguyên tắc được áp dụng có nghĩa là công việc này tương đối khó khăn nhưng cũng rất quan trọng và khẩn cấp. Ví dụ như phải áp dụng các nguyên tắc về:

  • Cách nhiệt
  • Các công nghệ xử lý mặt tiền
  • Các kỹ thuật sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời thụ động                            
  • Hệ thống thông gió và thấm khí
  • Các hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí
  • Hệ thống chiếu sáng và chiếu sáng ban ngày
  • Xây dựng và kiểm soát hệ thống
  • Tự động

Cách tiếp cận tổng thể này đòi hỏi cần có một bộ thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu chung có trong báo cáo kỹ thuật mới được xuất bản của ISO/TR 16344:2012, Hiệu suất sử dụng năng lượng trong tòa nhà - Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu chung cho đánh giá và chứng nhận hiệu suất sử dụng năng lượng tổng thể.

Cách tiếp cận này cũng đòi hỏi:

  • Các quy tắc chung về giới hạn đánh giá trong tòa nhà hay địa điểm tòa nhà            
  • Các quy trình tính toán sự tương tác trong sử dụng năng lượng (chẳng hạn cách thức tiêu tán năng lượng dùng cho chiếu sáng ảnh hưởng tới sự cân bằng nhiệt của tòa nhà)
  • Sự tổng hợp các hình thức sử dụng năng lượng các nhau
  • Sự chuyển đổi của khí gas hay điện đã phân phối, chẳng hạn, điện sản sinh từ quang điện hay nhiệt và năng lượng kết hợp đối với tổng lượng năng lượng sử dụng của cả tòa nhà

Tiêu chuẩn ISO 16346, Hiệu suất sử dụng năng lượng trong tòa nhà - Đánh giá hiệu suất sử dụng năng lượng chung trong tương lai sẽ giải quyết nốt yêu cầu cuối cùng

Cuối cùng, một điều quan trọng là phải xác định được một chỉ số đơn thể hiện hiệu suất sử dụng năng lượng tổng thể. Chỉ số này có thể được sử dụng làm nền tảng cơ sở để phân loại chứng chỉ hiệu suất sử dụng năng lượng và/hoặc để đánh giá mức độ tuân thủ các yêu cầu tối thiểu trong các quy định đối với tòa nhà. Đây là nhiệm vụ của tiêu chuẩn ISO 16343, Hiệu suất sử dụng năng lượng trong tòa nhà - Phương pháp thể hiện hiệu suất sử dụng năng lượng và chứng nhận năng lượng cho các tòa nhà trong tương lai.

Nhóm JWG cũng đã bắt đầu soạn thảo một tiêu chuẩn giải quyết các điều kiện môi trường trong nhà được mặc định trong quá trình tính toán hiệu suất sử dụng năng lượng.

Đặc biệt khi giải quyết hiệu suất sử dụng năng lượng của những tòa nhà gần như không sử dụng năng lượng cần sử dụng rất nhiều kỹ thuật đặc biệt trong quy trình tính toán tổng thể như:

Vật liệu cách nhiệt hiệu suất cao

  • Hệ thống sưởi sử dụng năng lượng mặt trời
  • Hệ thống quang điện
  • Điện nhiệt kết hợp
  • Phục hồi nhiệt khi thông gió
  • Mặt tiền chủ động
  • Và điện nhiệt vi kết hợp

Một lợi ích phụ từ những mục hiệu suất sử dụng năng lượng chính này là tiêu chuẩn ISO 12655, Hiệu suất sử dụng năng lượng trong tòa nhà - Trình bày cách sử dụng năng lượng được đo lường trong các tòa nhà đang được soạn thảo gần đây. Tiêu chuẩn này sẽ cung cấp phương pháp sử dụng làm nền tảng cơ bản để hợp nhất các dữ liệu thu được về việc sử dụng năng lượng trong tòa nhà được đo lường, qua đó hỗ trợ việc đối chiếu phân tích song song.

Tiêu chuẩn ISO 12655 sẽ thống nhất tối đa với những tiêu chuẩn khác đã được bàn tới ở đây, như là một bước hướng tới sự hòa hợp.

Hoạt động phức tạp

Vì các tòa nhà thương mại hiện đại có những hệ thống sưởi ấm và làm mát tương đối phức tạp nên việc xác định cách năng lượng lưu thông trong tòa nhà và cách kiểm soát nó có vai trò rất quan trọng.

Các hệ thống quản lý năng lượng trong tòa nhà (BEMSs) sẽ cung cấp dữ liệu về hiệu suất của các hệ thống kỹ thuật trong tòa nhà. Tuy nhiên, để thực hiện kiểm soát chất lượng hiệu suất sử dụng năng lượng của một tòa nhà cần phải tích hợp các dữ liệu từ các tiêu chuẩn (yêu cầu), BEMSs, các kết quả đo lường và hệ thống tài liệu của tòa nhà.

Các tiêu chuẩn hiện tại chưa bao gồm các yêu cầu này. Một ví dụ là hệ thống thủy lực với hiệu suất chịu ảnh hưởng mạnh từ việc sử dụng các bộ phận mới như máy bơm kiểm soát tần suất, van cân bằng áp suất động lực, và van kiểm soát đẳng áp. Nhóm JWG hiện đang soạn thảo một bản đề xuất mới để giải quyết vấn đề này.      

Con đường phía trước

Mặc dù đã có nhiều tiến triển trong việc cung cấp các công cụ giúp ngành xây dựng các tòa nhà đảm bảo sự bền vững của các tòa nhà, mục đích cuối cùng thực tế vẫn chưa đạt được. ISO phải sẵn sàng đáp ứng những công nghệ phát triển ngày càng nhanh và những thách thức toàn cầu ngày càng lớn, đáp ứng nhu cầu trong hiện tại và trong tương lai.

Tác giả: Dick van Dijk, Essam E. Khalil, Egil Öfverholm, Jonas Santesson & Stephen Turner