Là công trình có thiết kế được xem xét cẩn trọng về tính phù hợp khí hậu, tập quán, kết hợp áp dụng các kỹ thuật thiết kế mới, tòa nhà giảng đường trung tâm Trường Đại học Thương mại vinh dự nằm trong danh sách những dự án thắng cuộc tại hạng mục Green Architecture của giải thưởng Green GOOD DESIGN Sustainability Awards 2024.
TÁC ĐỘNG CỦA VỊ TRÍ VÀ CẢNH QUAN KHU VỰC
Không gian xung quanh khu đất dự kiến xây dựng công trình khá rộng rãi, một phía trước giáp đường Hồ Tùng Mậu; phía đông giáp nhà T; phía nam giáp khuôn viên nhà P; phía tây giáp với quảng trường.
Nằm trong khuôn viên được trồng nhiều cây xanh và vị trí tiếp cận dễ dàng từ 4 mặt thoáng là điều kiện thuận lợi có các không gian mở kết nối với cảnh quan khuôn viên.
Khu đất trải dài từ Tây sang Đông chịu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời, nắng nóng vào mùa hè Hướng chính của trường cũng như vị trí tòa nhà giảng đường đặt theo hướng Bắc – Nam, vì vậy cần bố trí các công năng chính nhằm đón tối đa gió và ánh sáng vào bên trong công trình.
Tòa nhà giảng đường nằm ngay tiếp giáp với trục đường lớn Hồ Tùng Mậu với đường sắt trên cao Nhổn – Ga Hà Nội nên bị ảnh hưởng lớn bởi tiếng ồn.
GIẢI PHÁP THIẾT KẾ
Thiết kế tổng mặt bằng
Ô đất thiết kế công trình có 01 mặt giáp với mặt đường Hồ Tùng Mậu, tiếp cận giao thông khu vực khá thuận tiện. Công trình Tòa nhà giảng đường Trung Tâm nằm ở trung tâm ô đất, được quy hoạch nhằm tận dụng tối đa công năng, diện tích sử dụng hữu ích cũng như đảm bảo tính kết nối của công trình với các hạng mục kiến trúc xung quanh, tạo sự hài hòa trong quy hoạch tổng thể của toàn bộ khuôn viên trường Đại học Thương mại. Tòa nhà giảng đường Trung Tâm là một điểm nhấn kiến trúc độc đáo, hiện đại: với quy hoạch kiến trúc vuông vức, khối nhà bao quanh Vườn trung tâm ở chính giữa, tạo không gian mở với cây xanh cảnh quan mang ánh sáng thiên nhiên vào toàn bộ tòa giảng đường.
Công trình được thiết kế với lối vào ở cả 4 mặt: Đại sảnh được đặt ở hướng tây – mặt hướng từ quảng trường chính của trường; các lối vào ở 3 mặt còn lại đảm bảo thuận tiện cho việc di chuyển vào trong tòa nhà trong quá trình làm việc, học tập.
Quy hoạch giao thông trong công trình
Tổng mặt bằng khu đất bố trí khối nhà 12 tầng xây mới nằm ở trung tâm khu đất xây dựng. Vị trí được quy hoạch hợp lý đã góp phần không nhỏ vào việc đóng góp kiến trúc cảnh quan chung của khuôn viên trường và khu vực.
Giải pháp thiết kế tổng mặt bằng của toàn bộ công trình hoàn toàn phù hợp với vị trí, hướng khu đất xây dựng, tránh được hướng xấu, tận dụng hướng gió tốt. Tổ chức mặt bằng thông thoáng tự nhiên tốt với quy hoạch Vườn trung tâm thông tầng ở chính giữa tòa nhà đã tận dụng tối đa ánh sáng tự nhiên cho các phòng học và phòng làm việc.
Tại các vị trí ảnh hưởng trực tiếp bức xạ nhiệt nắng nóng hướng Tây, giải pháp giảm thiểu tối đa nhiệt bằng cách bố trí các khu vực phụ trợ (lõi thang, hệ thống kỹ thuật, kho,…) tạo đối lưu cho các công năng chính của tòa nhà như phòng học, phòng làm việc,…
Việc bố trí cụm lõi thang với 3 thang cuốn và 8 thang bộ di chuyển từ tầng 2 tới tầng 5 và các không gian sảnh lớn tại khối đế của tòa nhà giảng đường ngoài việc giảm bức xạ nhiệt còn tạo ra không gian mở linh hoạt nhằm gia tăng việc giao tiếp, trao đổi và chia sẻ học tập giữa sinh viên với sinh viên; giữa sinh viên với thầy cô.
Giải pháp thiết kế công trình
Để tiến tới được phương án thi công hiện tại, đã trải qua nhiều phương án khác nhau, tất cả đều được tính toán cẩn trọng về chi phí đầu tư và chi phí vận hành trong dài hạn. Ở các phương án 1, 2 toà nhà được thiết kế với diện tích kính lớn để lấy sáng, có hoặc không có che nắng. Mỗi phương án đều có ưu nhược điểm riêng về tính năng, thẩm mỹ…Nhưng các giải pháp đều không hiệu quả về việc sử dụng năng lượng, chi phí đầu tư và vận hành.
Qua các phương án, bao gồm phân tích cả hiệu năng sử dụng, khí hậu, địa điểm,… kết luận cho thấy cần thiết tập trung tối đa cho hiệu quả vận hành công trình. Ánh sáng phải được thiết kế vừa đủ, không quá sáng để tránh kéo rèm bật đèn, đồng thời giúp giảm thiểu lượng nhiệt đi vào công trình – Việc này cần phải tránh của rất nhiều thiết kế bọc kính.
Ngoài ra đặc điểm công trình gần đường tàu điện trên cao cũng phải tính đến để giảm thiểu tiếng ồn trong các lớp học.
Với việc xem xét kỹ lưỡng tất cả các yếu tố trên, các phương án thiết kế dần tiến hoá để khắc phục các nhược điểm của từng phương án.
Song song với đó, yếu tố mùa mát, vô cùng đặc trưng của khí hậu Hà Nội, là đặc điểm cần phải được tận dụng để giảm thiểu sử dụng năng lượng. Nhờ việc tăng tối đa khoảng thời gian tận dụng thông gió xuyên ngang, giảm thiểu thời gian sử dụng điều hoà, việc này chỉ có thể thực hiện được bằng cách loại bỏ thiết kế hành lang giữa, các lớp học ở 2 bên.
Kết quả là một khối giảng đường mới đã hình thành , có độ mở tối đa với sân trong, sân vườn giao lưu trên mái, hàng lang lớn che nắng, giúp giảm ồn từ bên ngoài và tối đa được thông gió tự nhiên xuyên ngang 2 phía…. Các phương án ban đầu nếu được triển khai, thì với mức kinh phí đầu tư không quá cao, sẽ phải sử dụng các loại kính có chất lượng thấp đề bù khối lượng kính lớn, như vậy lại phải bổ sung một gánh nặng chi phí cho hệ thống điều hoà lớn mới có thể đảm bảo được tiện nghi nhiệt. Như vậy phải rất nỗ lực mới có thể đạt được mức sử dụng năng lượng ngang bằng tới mức cơ sở của hệ thống công trình xanh LEED.
Phương án chọn cuối cùng đã cân bằng tuyệt đối giữa được các yếu tố chi phí, tiện nghi sử dụng, hiệu quả vận hành.
Tính toán chi tiết cho thấy phương án chọn khi điều chỉnh chi tiết kiến trúc, đã giúp toà nhà giảm được gần 22% sử dụng năng lượng, khi phối hợp với vận hành hợp lý, tận dụng thông gió tự nhiên, tỷ lệ glam sử dụng năng lượng đã lên tới 32%.
Nhưng đặc biệt hơn, chi phí đầu tư công trình lại giảm xuống để có thêm kinh phí bù cho các hạng mục giúp nâng cao chất lượng kính và hệ thống điều hoà. Toà nhà được sử dụng kính hộp low-e, sản xuất trong nước với giá thành hợp lý. Hệ thống kính này khi được phối hợp tính toán đầy đủ bằng các kỹ thuật tính toán tiên tiến nhất, để tính đầy đủ các hiệu ứng che nắng tự thân toà nhà và của các ban công lớn. Việc này đã giúp giảm đáng kể công suất hệ thống điều hoà. Nhờ đó lại có thêm kinh phí để lắp đặt các thiết bị thu hồi nhiệt hiệu suất cao, giúp tiếp tục giảm chi phí đầu tư, đồng thời giảm sử dụng năng lượng.
Như vậy là bài toán chi phí cho công trình hiệu quả năng lượng, công trình xanh đã được cân đo cẩn thận, mỗi đồng vốn bỏ ra đều được đặt đúng chỗ. Bằng cách tăng chi phí cho ban công lớn, kính hộp, thiết bị thu hồi nhiệt hiệu suất cao, cây xanh…đều giúp giảm chi phí đầu tư cho hệ thống kỹ thuật công trình.
Tổng hợp lại hệ thống điều hoà của toà nhà chỉ cần khoảng 50% so các công trình tương tự nhưng thiết kế nhiều kính, hay có thể so sánh với các phương án thiết kế bọc kính ban đầu. Hệ thống kỹ thuật nhỏ lại cũng có nghĩa là toà nhà vận hành rất hiệu quả, chi phí sử dụng năng lượng chỉ còn lại 49% so với công trình ban đầu. Với giả định công trình đã phải tăng chi phí đầu tư để nỗ lực để đạt mức hiệu quả năng lượng tương đương với công trình cơ sở theo LEED, có hệ thống kính hộp cao cấp nhập khẩu, chi phí cao.
Như vậy rõ ràng là với một thiết kế được xem xét cẩn trọng về tính phù hợp khí hậu, tập quán, kết hợp áp dụng các kỹ thuật thiết kế mới, giúp cân đối chi phí để từng đồng vốn bỏ ra đều xứng đáng, công trình giảng đường mới đã đạt được mức tiết kiệm năng lượng trên 50% với chi phí đầu tư không hề tăng lên. Xứng đáng là công trình điển hình, hướng tới mục tiêu Net Zero năm 2050.
