"Thiết kế nội thất trong các ngôi nhà “không năng lượng” – Xu hướng nội thất bền vững của tương lai." - ThS. KTS. Phan Hạnh Liên

13-07-2024

Tóm tắt

Các ngôi nhà “có mức tiêu thụ năng lượng trung bình cả năm bằng 0” (Zero Energy House- ZEH) đang ngày càng trở nên phổ biến. Việc thiết kế nội thất trong những ngôi nhà “không năng lượng” cần đảm bảo tính bền vững và phong cách thẩm mỹ; trong đó các khía cạnh thiết kế nội thất được quản lý tỉ mỉ nhằm giảm thiểu tiêu thụ năng lượng, đồng thời tối đa hóa sự thoải mái tiện nghi và hấp dẫn thị giác. Bài báo này cung cấp cái nhìn tổng quan về nội thất của ngôi nhà “không năng lượng”; cũng như đưa ra một số khuyến nghị về giải pháp thiết kế nội thất trong việc sử dụng vật liệu, màu sắc, chiếu sáng; các giải pháp tích hợp công nghệ và quy hoạch hành động người sử dụng, v.v.. Ngoài ra, tác giả cũng có một số đánh giá cá nhân về xu hướng phát triển nội thất bền vững trong tương lai, với chiến lược tập trung trọng điểm vào các công trình “không năng lượng” hoặc hướng đến “không năng lượng”.

Từ khóa: tòa nhà không năng lượng, thiết kế nội thất bền vững, hiệu quả năng lượng, xu hướng nội thất tương lai.

Abstract

Houses with “an average annual energy consumption of zero” (ZEH) are becoming more popular. The interior design of "zero energy" homes needs to ensure sustainability and aesthetic style; every aspects of the interior is meticulously curated to minimize energy consumption while maximizing comfort and visual appeal. This article provides an overview of the interior of a zero energy home; and recommends some interior solutions in the use of materials, colors, and lighting; the technology integration solutions and the user's action planning, etc. In addition, the author also provides personal assessments on the future trend of sustainable interior development, with the strategy focusing on “zero energy” buildings or towards “zero energy”.

Keyword: zero energy houses, sustainable interior design, energy efficiency, future interior trends.

Nội dung

1. Mở đàu

1.1. Giới thiệu về “ngôi nhà không năng lượng”

Năm 2015, tại Hội nghị Liên hợp quốc về Biến đổi khí hậu (Conference of the Parties – COP) lần thứ 21, Hiệp định Paris (Paris Agreement – PA/COP21) (United Nations Framework Convention on Climate Change, 2018) ra đời, đánh dấu một bước ngoặc lớn đối với công cuộc giảm biến đổi khí hậu toàn cầu; trong đó đề ra mục tiêu hoàn toàn khử cacbon vào năm 2050, thông qua việc giải quyết lượng phát thải liên quan đến các tòa nhà hoặc cải thiện hiệu quả năng lượng theo các đóng góp do mỗi quốc gia tự quyết định (Nationally Determined Contributions).

Trong những nỗ lực nhằm hoàn thành PA/COP21, được kỳ vọng hơn cả là xây dựng các “công trình có mức tiêu thụ năng lượng trung bình cả năm bằng 0”; hay có thể hiểu nôm na là ngôi nhà sẽ tự tạo ra được lượng điện bằng hoặc hơn với lượng điện mà chính nó tiêu thụ trong vòng một năm. Mục tiêu khi thiết kế những ngôi nhà này (Zero Energy Houses - ZEH) là không chỉ giúp giảm tối đa lượng khí phát thải trong quá trình xây dựng vận hành; mà còn có thể tự tái tạo năng lượng để tiếp tục sử dụng. Các ZEH cần đảm bảo được các tiêu chí về (a) tiết kiệm năng lượng, (b) công năng sử dụng cũng như (c) tính khả thi tài chính. Để đạt được tiêu chí đầu tiên, cần có (a1) sự phối hợp giữa các giải pháp kiến trúc, nội thất và kỹ thuật hướng đến hiệu quả năng lượng, (a2) ý thức của người sử dụng và (a3) các giải pháp về nguồn năng lượng tái tạo. Song hành với đó là sự đáp ứng về công năng sử dụng, tiện nghi đối với nhà ở xét trên mọi khía cạnh về kiến trúc - nội thất - kỹ thuật, cũng như công trình phải đạt được sự khả thi về tài chính thông qua việc tính toán chi phí thiết kế, vận hành và lợi nhuận trong tương lai.

1.2. Vai trò nội thất trong các “ngôi nhà không năng lượng”

Trong bài báo này, tác giả đề cập một cách khái quát về vấn đề nội thất trong các ZEH. Vậy môi trường nội thất có thể đóng góp một phần như thế nào vào việc giảm lượng khí thải và tiết kiệm năng lượng công trình? Nội thất đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc thúc đẩy hiệu quả năng lượng ngôi nhà, thông qua việc thiết kế theo hướng khai thác các yếu tố tự nhiên (ánh sáng, thông gió, vật liệu; màu sắc); kết hợp sử dụng công nghệ tiên tiến tiết kiệm năng lượng (đồ điện, nước, v.v.) cũng như góp phần quy hoạch hành động, lối sống và ý thức người sử dụng (trong việc tiết kiệm, tái chế, v.v.). Ví dụ, các giải pháp mở rộng cửa sổ, nhưng kèm theo rèm che nắng với độ dày vải phù hợp có thể giúp khai thác ánh sáng tự nhiên một cách linh hoạt, do đó cần ít năng lượng hơn trong việc sưởi ấm/làm mát và chiếu sáng không gian; hay sử dụng các vật liệu dán tường và đồ nội thất có độ bền lâu dài có thể ngăn chặn quá trình thải khí, rửa trôi, oxy hóa và các quá trình giải phóng chất gây ô nhiễm khác. Hoặc ngay cả việc sử dụng đến tác phẩm nghệ thuật tái chế, hoặc các tác phẩm có tạo hình và vị trí phù hợp đều có thể góp phần tích cực vào hiệu quả sử dụng năng lượng của tòa nhà.

Một ví dụ tiêu biểu cho không gian nội thất của một ngôi nhà không năng lượng là Vertical House của công ty thiết kế MUJI House có trụ sở tại Tokyo, Nhật Bản. Ngôi nhà đáp ứng mọi nhu cầu của cuộc sống dân cư trong một khu đất nhỏ trong bối cảnh đô thị dày đặc của Tokyo.

Ngôi nhà tiền chế ba tầng không có tường và cửa bên trong, có cửa sổ lớn quay mặt về hướng Bắc để đón ánh sáng. Màu gỗ sáng và tường trắng có thể giúp không gian hạn chế sự giữ nhiệt, gia tăng cảm giác rộng rãi. Đồng thời, việc sử dụng khoảng sáng và khoảng trống để cho phép gió, ánh sáng và nhiệt đi qua đã đem lại những hiệu quả rõ rệt đối với giảm tối đa phát thải (theo công bố của đơn vị thiết kế). Ngoài ra, có thể nhận thấy trong ZEH, các tính toán được kết hợp chặt chẽ giữa nội thất và ngoại thất. Nếu như ngoại thất phản ứng với những chuyển đổi xung quanh khu vực, thì nội thất sẽ phản ứng với những chuyển đổi trong lối sống của gia chủ.

2. Cơ sở hướng dẫn thiết kế nội thất các tòa nhà không năng lượng

Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (US Department of Energy – US DOE) cùng các đối tác (Viện Kiến trúc Hoa Kỳ, Hiệp hội Kỹ thuật Chiếu sáng và Hội đồng Công trình Xanh Hoa Kỳ) đã nghiên cứu và phát triển Bộ hướng dẫn thiết kế năng lượng tiên tiến (Advanced Energy Design Guides) (US DOE, 2023), và cung cấp hoàn toàn miễn phí các tài liệu như một nỗ lực nhằm thúc đẩy hiệu quả năng lượng của các tòa nhà trên toàn cầu. Bên cạnh đó, Bộ Xây dựng Việt Nam cũng đã ban hành Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về các công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả(QCVN 09:2017/BXD) (Bộ Xây dựng, 2017). Như vậy, cách tiếp cận và xây dựng tiêu chuẩn của những tài liệu này là một cơ sở tốt để tham khảo và vận dụng vào các ZEH tại Việt nam, từ đó đưa ra các giải pháp nội thất phù hợp và đúng quy chuẩn chung.

3. Một số giải pháp nội thất của các tòa nhà không năng lượng

Thông qua việc tham khảo các tài liệu trong và ngoài nước (Nguyễn Anh Tuấn và cộng sự, 2022) (Nguyen & S., 2014)(Bộ Xây dựng, 2017), cũng như bản thân đã thực hiện một số đề tài nghiên cứu các vấn đề xoay quanh những tòa nhà không năng lượng” (Phan Hạnh Liên, Nguyễn Anh Tuấn, 2022), tác giả đưa ra một số khuyến nghị đối với giải pháp thiết kế nội thất ZEH phù hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam như sau:

(1) Thông qua thiết kế lớp vỏ và vật liệu nội thất để kiểm soát dòng nhiệt: Tường sơn màu sáng, hạn chế các màu tối để giảm hấp thụ nhiệt. Bố trí lam che nắng, rèm cửa sáng màu cho tất cả các cửa sổ của công trình.

(2) Sử dụng đồ nội thất được làm từ vật liệu bền vững, tái chế; có sự linh hoạt dễ dàng chuyển đổi chức năng: Đồ nội thất đóng một vai trò quan trọng trong việc đạt được các mục tiêu bền vững, đồng thời mang lại sự thoải mái và thể hiện phong cách. Lựa chọn vật liệu có lượng khí thải carbon thấp, chẳng hạn như gỗ khai hoang, tre hoặc nhựa tái chế, giúp giảm nạn phá rừng, bảo tồn tài nguyên và giảm thiểu chất thải. Ngoài các vật liệu bền vững, đồ nội nên được thiết kế theo hướng đa chức năng và tiết kiệm không gian, các dạng module có thể dễ dàng thay đổi cấu hình cho phép chủ nhà tối đa hóa việc sử dụng không gian và thích ứng với nhu cầu thay đổi. Đồng thời, đầu tư vào đồ nội thất có chất lượng và độ bền cao giúp giảm nhu cầu thay thế thường xuyên, từ đó giảm thiểu chất thải và đóng góp vào nền kinh tế tuần hoàn.

(3) Chiếu sáng hiệu quả năng lượng: Tận dụng ánh sáng tự nhiên thông qua cửa sổ lớn, cửa sổ trần, và các khoảng mở. Sử dụng Đèn LED vì tính năng tiết kiệm năng lượng, tuổi thọ ấn tượng và tiêu thụ ít năng lượng hơn đáng kể so với bóng đèn sợi đốt hoặc đèn huỳnh quang truyền thống. Ngoài ra, hệ thống và điều khiển chiếu sáng thông minh (tích hợp điều khiển quản lý từ xa) cũng có thể xem xét để tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và nâng cao chức năng tổng thể của ngôi nhà.

(4) Điều hòa thông gió: Điều hòa vẫn giữ mức tiện nghi nhiệt 25^oC để đảm bảo sự thoải mái cho gia chủ. Tuy nhiên trong quá trình sử dụng điều hòa cần đóng chặt của đảm bảo độ kín khí, tránh thất thoát nhiệt. Khuyến khích người sử dụngáp dụng thông gió tự nhiên vào ban đêm (19h-4h hôm sau, mở toàn bộ cửa) và hạn chế mở cửa vào ban ngày, đóng kín cửa vào khoảng thời gian nóng nhất ban ngày (12h- 15h).

(5) Tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo: chẳng hạn như lắp đặt tấm pin mặt trời sản xuất nguồn năng lượng tái tạo, giảm sự phụ thuộc vào lưới điện; hoặc sử dụng các thiết bị trong nhà hoạt động dựa trên cơ chế pin năng lượng mặt trời.

(6) Nâng cao nhận thức và lối sống tiết kiệm năng lượng: Có ý thức tiết kiệm điện và bảo vệ môi trường. Có thói quen tắt máy, rút nguồn điện khi không sử dụng thiết bị.

4.. Bàn luận về xu hướng phát triển nội thất bền vững

Áp dụng các giải pháp nội thất trong ZEH chính là một phần trong việc phát triển các ngôi nhà bền vững. Và đây là xu thế tất yếu đối với sự thịnh vượng của mỗi cá nhân và thế giới, khi có thể giải quyết nhiều bài toán lớn như giảm thiểu khí thải cacbon, thúc đẩy hiệu quả việc sử dụng tài nguyên và mang lại những lợi ích kinh tế phù hợp. Điều này cũng cho thấy sự phối hợp liên ngành là cực kỳ cần thiết trong việc giải quyết các bài toán bền vững. Các nhà thiết kế nội thất đang đứng trước thách thức không chỉ phải giải quyết các phương án thiết kế gói gọn trong không gian bên trong tòa nhà; mà còn kèm theo sự hiểu biết toàn diện về các lĩnh vực kiến trúc, xây dựng, môi trường, v.v..

Hiện ngày càng nhiều các tọa đàm xoay quanh chủ đề nội thất bền vững; nhiều dự án, nghiên cứu về mô phỏng và định lượng tác động của nội thất trong một không gian đã được thực hiện; phát triển các công cụ đánh giá vòng đời vật liệu, chỉ số phát thải C02, công cụ đánh giá chất lượng không khí, nghiên cứu tác động của ánh sáng đến tâm lý người sử dụng. Từ đó có thể nhận thấy tác động của việc cải tạo nội thất đối với ánh sáng, chất lượng không khí, yếu tố tiếng ồn… và đưa ra những điều chỉnh hợp lý để phát triển môi trường sống cho con người. Dự kiến nội thất trong các tòa nhà sẽ thay đổi đáng kể và dựa trên ba nguyên tắc chính bao gồm: tính bền vững, công nghệ và hiệu quả. Ba xung lực này sẽ kết hợp đồng thời và bổ trợ cho nhau để đạt được kết quả là các thành phố sẽ bền vững hơn, linh hoạt và bao quát hơn.

5. Kết luận

Trước thách thức của biến đổi khí hậu, các “công trình không năng lượng” là một trong những giải pháp toàn diện nhằm giải quyết mục tiêu kép – giảm thiểu lượng phát thải khí nhà kính CO2 trong lĩnh vực xây dựng và đảm bảo sự tiện nghi, nâng cao chất lượng môi trường sống của con người. Không nằm ngoài bước tiến chung của toàn cầu, Việt Nam cần thiết đẩy mạnh các công tác nghiên cứu và phát triển về vấn đề này. Có thể nói, thiết kế những “ngôi nhà không năng lượng” là một quy trình phức tạp và dựa trên các dữ liệu tổng hợp, đòi hỏi sự phối hợp liên kết đa ngành từ xây dựng, kiến trúc cho đến nội thất. Trong đó, đối với nội thất, mọi yếu tố đều có thể lên kế hoạch và được quản lý chi tiết, tỉ mỉ nhằm giảm thiểu việc tiêu thụ năng lượng, đồng thời vẫn đảm bảo tối đa hóa sự thoải mái, tiện nghi và hấp dẫn thị giác cho người sử dụng.

Tài liệu tham khảo

[1] Bộ Xây dựng. (2017). Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia QCVN 09:2017/BXD Các công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả. Hà Nội, Việt Nam: Vụ Khoa học Công nghệ và Môi trường.

[2] Nguyễn Anh Tuấn và cộng sự. (2022, 1). Nghiên cứu giải pháp thiết kế công trình thương mại ở việt nam thích ứng với biến đổi khí hậu nhằm giảm phát thải khí nhà kính giai đoạn 2050-2080 - Báo cáo tổng kết đề tài Khoa học công nghệ cấp Đại học Đà Nẵng. Đà Nẵng, Việt Nam: Đại học Đà Nẵng. Mã số: B2019-DN02-74.

[3] Nguyen, A., & S., R. (2014). A climate analysis tool for passive heating and cooling strategies in hot humid climate based on Typical Meteorological Year data sets. Energy and Buildings, 68, 756–763.

[4] Phan Hạnh Liên, Nguyễn Anh Tuấn. (2022). Tính khả thi của văn phòng theo mô hình zero năng lượng ở Việt Nam. Tạp chí Kiến trúc(12).

[5] United Nations Framework Convention on Climate Change. (2018). The Paris Agreement - Publication. Denmark: Phoenix Design Aid.

[6] US DOE. (2023, 10 10). Design and Decision Support Guides. (energy.gov) Được truy lục từ energy.gov: https://www.energy.gov/eere/buildings/design-and-decision-support-guides