Chuyển đổi số trong thiết kế – thực tiễn và nhu cầu

Nhu cầu Công trình xanh và Cam kết của chính phủ

Trong nhiều chục năm gần đây, Chính phủ Việt Nam đã và đang tỏ ra ngày càng quan tâm tới hiệu quả sử dụng năng lượng trên cả nước. Mặc dù đã có những chuyển biến tích cực, nhưng hiệu quả sử dụng năng lượng nói chung của nền kinh tế vẫn còn thấp so với các nước láng giềng. Để tạo ra 1 USD GDP, chúng ta sử dụng năng lượng lớn hơn 2,5 lần so với trung bình thế giới, 1,3 lần cao hơn Trung Quốc và Ấn Độ, 1,7 lần so với Malaysia, 1,9 lần so với Thái Lan, 2,6 lần so với Phillipine, 3,8 lần so với Nhật Bản và 4,7 lần so với Singapore.

Toà nhà văn phòng Positive energy đầu tiên tại châu Âu Tour Elithis:  tiêu thụ năng lượng ít hơn mức sinh ra năng lượng

Do đó, việc nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng là rất cấp thiết để tăng tính cạnh tranh, tăng hiệu quả của nền kinh tế.

Cùng với nhu cầu công trình xanh đang tăng cao trong xã hội, Thủ tướng cũng đã cam kết tại hội nghị COP 26, Việt Nam đặt mục tiêu Net Zero Carbon vào năm 2050.

Để đáp ứng 2 nhu cầu này, việc thực hành thiết kế cần được nâng lên ở một tầm cao mới, đáp ứng các tiêu chí xanh và phải giảm thiểu sử dụng năng lượng, không thể lấy chứng chỉ xanh nhưng bỏ quên tối ưu hoá sử dụng năng lượng như nhiều công trình đã làm. Thực hành thiết kế phổ thông như hiện nay rất khó đáp ứng được 2 nhu cầu trên. Cần nâng cấp kiến thức, công cụ mới cho toàn bộ quá trình thiết kế công trình tại Việt Nam, đi đầu sẽ là các kiến trúc sư và kỹ sư thiết kế. 2 công cụ then chốt để thực hiện các mục tiêu trên là chuyển đổi số và năng lực quản lý dự án theo nhu cầu mới.

Tính dự báo cho thấy hiệu quả của cách làm mới ứng dụng mô phỏng trong thiết kế toà nhà Zero, Positive Energy. Sau khi đi vào vận hành, công trình còn cần sự căn chỉnh để đạt hiệu quả Positive Energy.

Giữa dự báo và tiêu thụ năm đầu tiên có sự chênh lệch do điều kiện thời tiết năm vận hành đầu tiên rất lạnh.

Chuyển đổi số

Việc thực hiện ứng dụng số hoá công trình trong thiết kế đã được áp dụng trên thế giới từ rất lâu, những dòng code đầu tiên để tính nhiệt, năng lượng công trình được đưa vào máy tính từ những năm 1970, từ đó tới nay các công cụ tính toán mô phỏng công trình liên tục phát triển tới ngày nay. Đáng tiếc là Việt Nam dường như đứng ngoài xu hướng này, cả về khoa học cơ bản lẫn về ứng dụng. Đây là những công cụ không thể thiếu trong quá trình tối ưu hoá thiết kế và tính dự báo sử dụng năng lượng, tiện nghi nhiệt, chiếu sáng, âm thanh… của công trình.

Tất cả các hệ thống công trình xanh, hay thậm chí xin phép xây dựng ở các nước phát triển đều yêu cầu sử dụng các công cụ dạng này để tính dự báo trước một số tiêu chí bắt buộc. Cao cấp hơn nữa còn có dự báo chất lượng âm thanh, tính cháy nổ, thoát hiểm, cho các công trình quan trọng như sân vận động, nhà hát. Tính toán dự báo trước lũ lụt đô thị, vỡ đê đập trong quy hoạch cũng là một chủ đề mà hầu như chưa được áp dụng tại Việt Nam.

Dĩ nhiên, việc thiếu ứng dụng khoa học kỹ thuật làm cho chất lượng thiết kế tại VN tụt hậu khá xa so với thế giới, công tác quản lý dự án cũng không hề yêu cầu hay chỉ đơn giản là nêu ra việc tính toán dự báo trước những vấn đề có thể xảy ra. Do vậy rất nhiều bất cập xuất hiện trong đời sống, bao gồm cả lũ lụt, chi phí công trình cao, sử dụng năng lượng lãng phí mà tiện nghi không đảm bảo.

Việc chuyển đổi số hiện nay đang rất rầm rộ trong mọi ngành nghề, ngành thiết kế kiến trúc cũng cần sớm bắt kịp xu hướng này để đáp ứng các nhu cầu mới, các mục tiêu quốc gia, quốc tế về phát triển bền vững. Có như vậy, ngành nghề mới phát triển, mới có thể vươn ra biển lớn, thoát khỏi việc gia công bản vẽ, tiến tới xuất khẩu chất xám cao cấp ra khu vực và tham gia các cuộc thi thiết kế tầm cỡ thế giới.

Mô hình nhiệt vật lý công trình và dự báo và so sánh 2 phương án thiết kế phòng chiller của công trình y tế ảnh trên

Mô phỏng dự báo lũ lụt, vỡ đê đập trong quy hoạch

Dự báo thoát người sân vận động

Ở góc độ chính sách, chỉ trong vòng 15 tháng qua, mặc dù cả nước phải gồng mình  chống dịch, nhưng Chính phủ không hề lãng quên việc thúc đẩy tính chất bắt buộc của sử dụng năng lượng hiệu quả cho các toà nhà.

Liên tiếp Luật Xây dựng sửa đổi, Nghị định 15, Định hướng Kiến trúc Việt Nam tới năm 2030, tầm nhìn 2050, Thông tư hướng dẫn chi phí thiết kế công trình…… liên tục được đưa ra để siết chặt và thúc đẩy thiết kế tiết kiệm năng lượng, tiết kiệm tài nguyên, thân thiện môi trường, áp dụng công nghệ… Đáng chú ý nhất là Thông tư Hướng dẫn chi phí thiết kế mới, đã mở đường cho các chi phí bổ sung dành cho thực hiện mô hình thông tin công trình, lựa chọn giải pháp thiết kiệm năng lượng, tính động lực học dòng chảy, chứng nhận bảo vệ môi trường…

Đây là tín hiệu đáng mừng, sẽ mở ra cánh cửa mới cho những ngành nghề mới mà hiện giờ mới chỉ manh nha xuất hiện để phục vụ thiết kế phát triển bền vững, nhưng có thể dễ dàng mất đi nếu không có sự điều chỉnh kịp thời từ chính sách nhà nước.

COP26: Quốc tế ấn tượng với cam kết đạt phát thải ròng bằng “0” của Việt Nam

Một số điểm kiến nghị điều chỉnh trong công tác quản lý xây dựng nhằm ứng dụng số hoá đem lại lợi ích thiết thực hơn cho xã hội:

1. Khi tổ chức thầu hoặc thi tuyển kiến trúc để xây dựng (không áp dụng với thi ý tưởng)

• Cuộc thi cần có chi phí thi hợp lý. Bài thi cần có các giải pháp kiến trúc, MEP, kết cấu, tiết kiệm năng lượng, xanh và dự toán đi cùng (tương tự cách làm tại Pháp). Giải pháp hiệu quả với chi phí tốt mới được lựa chọn, không nên chỉ chấm thiện lệch về kiến trúc như hiện nay.

2. Đối với quy chuẩn tiết kiệm năng lượng

• Cần siết chặt kiểm tra thiết kế, kiểm tra nghiệm thu quy chuẩn tiết kiệm năng lượng và có lộ trình hướng tới Zero carbon như tinh thần cam kết của Thủ tướng tại COP26.
• Khuyến khích ứng dụng số hoá, mô phỏng năng lượng để đạt các mức thiết kế cao hơn mức tối thiểu của Quy chuẩn tiết kiệm năng lượng, mức đạt càng cao thiết kế phí bổ sung càng cao và quy trình cấp phép xây dựng 1 cửa càng nhanh, công trình đạt mức vượt Quy chuẩn cao nhất sẽ được ưu tiên phê duyệt sớm, đi kèm với các gói ưu đãi thuế, tầng cao, mật độ, gói vay ưu đãi từ ngân hàng nhà nước, ngân hàng tư nhân theo tinh thần luật kiến trúc sửa đổi và Nghị định 15.

3. Tiêu chuẩn, đề tài.

• Tiêu chuẩn quy chuẩn nên do các hội nghề nghiệp, chuyên gia chuyên ngành thực hiện, ứng dụng số hoá, mô phỏng nhiều trường hợp, kết hợp với thực nghiệm để đo đạc, kiểm định, tương tự cách làm phổ thông trên thế giới. Kinh phí từ nguồn tài trợ của các công ty, tập đoàn lớn. Ngân sách nhà nước chỉ dùng để thẩm định và phê duyệt tiêu chuẩn thay vì chi cho biên soạn đề tài làm TC QC như hiện nay.

ThS.KTS Trần Thành Vũ – Chủ tịch Hội Mô phỏng Hiệu năng Công trình Xây dựng Việt Nam, IBPSA-Vietnam

(Bài Đăng trên kỷ yếu Hội thảo Gặp gỡ mùa thu 2021)