Xu hướng mới trong khoa học xây dựng công trình để tối đa hiệu quả một cách toàn diện

Xu hướng mới trong khoa học xây dựng công trình để tối đa hiệu quả một cách toàn diện

“Xây dựng theo hệ thống” đã được các nước phát triển ứng dụng như một xu hướng mới trong khoa học công trình, giúp tiết giảm chi phí, giảm thiểu mức năng lượng tiêu thụ của công trình và tối ưu hóa lợi nhuận cho chủ đầu tư. 

Theo báo cáo gần đây của Tổng Cục Thống kê, thị trường công nghiệp xây dựng Việt Nam trong 5 năm tới (2016 – 2021) được đánh giá là có viễn cảnh tươi sáng với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm được dự báo ở mức 6,1%. Điều này đồng nghĩa với việc nhu cầu xây dựng sẽ tăng cao, kéo theo đó là bài toán về sự phát triển bền vững. Ngành xây dựng cần làm gì để đảm bảo đáp ứng nhu cầu gia tăng của thị trường một cách bền vững? 

Các giải pháp tường và trần thạch cao của USG Boral đã được nhiều công trình nổi tiếng như Khách sạn JW Marriott Hà Nội ứng dụng

Cách mạng trong khoa học xây dựng

Để tìm lời giải cho bài toán này, trên thế giới đã phát triển một xu hướng mới được ví như một cuộc cách mạng trong ngành – Xu hướng mới trong khoa học xây dựng công trình để tối đa hiệu quả một cách toàn diện. Ý tưởng này được bắt nguồn từ lí thuyết về hệ thống hiện đại và sự ứng dụng các nguyên lí trong khoa học xây dựng vào hành vi và hiệu suất xây dựng. Trong khoa học xây dựng, một điều được thừa nhận rộng rãi đó là việc để xây dựng một tòa nhà đạt hiệu suất cao cần có sự tích hợp chính xác của nhiều loại nguyên liệu, linh kiện, thiết bị và các bộ phận lắp ráp khác.

Từ trước đến nay, đa số nghiên cứu và các quy ước đều tập trung vào vật liệu xây dựng và các bộ phận linh kiện. Điều hiện nay đang còn thiếu chính là sự cải tiến trong thiết kế kiến trúc. Những lợi ích của việc cải tiến sẽ đạt được khi tòa nhà được xem xét như một bức tranh tổng thể, và việc tiếp cận này được định nghĩa là “Building Science” (khoa học xây dựng).

Tính năng quan trọng của khoa học xây dựng nằm ở việc đo lường được tham số hiệu suất và đa số các hiệu suất đều có thể được dự đoán từ sớm, có thể ngay từ giai đoạn thiết kế. Điều này sẽ cho phép các chủ công trình tính toán được chính xác chi phí tài chính và vận hành của tòa nhà. Tuy nhiên, tại thời điểm hiện tại, nhiều tòa nhà ở khu vực Đông Nam Á vẫn được xây dựng theo lối sàn dầm truyền thống, vốn cần nhiều nhân lực song chỉ đạt mức hiệu suất thấp.    

Trong một nghiên cứu độc lập hợp tác với một tập đoàn chuyên sâu về tư vấn kĩ thuật, USG Boral – Tập đoàn hàng đầu về sản phẩm thạch cao - đã nhận thấy rằng cấu trúc sàn phẳng bê tông ứng lực trước, căng sau (kết hợp với sử dụng tường thạch cao nhẹ) là một giải pháp xây dựng lí tưởng hơn so với phương thức truyền thống hiện vẫn đang được sử dụng tại các nước Đông Nam Á. Phương pháp này có thể giúp giảm 21% lượng bê tông cần được sử dụng so với phương thức sàn dầm truyền thống, từ đó cũng dẫn tới việc giảm 20% chi phí dành cho công trình, và giảm tới 10% chi phí kết cấu phần ngầm.

Tối ưu hóa dòng tiền

Xét về tổng thể, những ảnh hưởng từ việc tiết kiệm kể trên có thể giảm thời gian thi công lên đến 32%. Chưa dừng lại ở đó, xét về tài chính, với cách thức xây dựng nhanh hơn sẽ tác động tích cực đến tài chính của các chủ đầu tư trên ba phương diện chính.

Đầu tiên, việc hoàn thành xong việc xây dựng tòa nhà trước thời hạn dẫn đến kì hạn vay cũng theo đó được rút ngắn lại. Điều này sẽ làm giảm tiền lãi phải trả và chủ đầu tư có thể nhận được lãi suất thấp hơn do kỳ hạn vay ngắn.

Bên cạnh đó, các chủ công trình còn có thể thúc đẩy tiến độ thanh toán của người mua nhà nhanh hơn. Việc thanh toán nhanh hơn sẽ giúp đẩy nhanh dòng tiền của chủ công trình, giúp chủ công trình có thể bắt tay vào nhiều dự án cùng một lúc. 

 

Sau cùng, khi áp dụng lối kiến trúc sàn phẳng bê tông ứng lực trước, chủ đầu tư sẽ có thể xây thêm các tầng lầu mà không cần phải tăng chiều cao tòa nhà. Chẳng hạn, khi chủ đầu tư tiến hành xây dựng chuỗi khách sạn theo phương thức này, họ sẽ có được một khoản thu nhập tăng thêm từ việc lượng phòng trong khách sạn được tăng thêm. Tương tự khi khách sạn sẽ được đưa vào vận hành sớm hơn thì chủ doanh nghiệp sẽ có thêm thu nhập.

Đây cũng là một tin vui đối với các chủ công trình mong muốn tăng tối đa tổng diện tích sàn nhà, đặc biệt khi các tòa nhà của họ được xây dựng ở những khu vực bị hạn chế chiều cao như các khu vực gần sân bay. Phương thức xây dựng này cho phép kéo dài các khung nhịp, thiết kế cột đa dạng, các chủ đầu tư có thể yêu cầu nâng cấp mà không bị giới hạn tầm nhìn, trần nhà cao hơn và bố trí tường linh hoạt hơn mà không bị hạn chế bởi các vị trí dầm.

Tại Việt Nam, USG Boral Việt Nam đã kết hợp với Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng (IBST) thuộc Bộ Xây dựng nghiên cứu giải pháp sử dụng vật liệu nhẹ thạch cao trong xây dựng cho tòa nhà Lotte Hà Nội, giúp chủ đầu tư tiết kiệm gần 10% tổng chi phí.

Thân thiện với môi trường

Tập đoàn USG Boral cũng tập trung nghiên cứu sự tác động của các loại tường khác nhau đối với môi trường. Trong vòng đời dự án, các tòa nhà thông thường sẽ tiêu hao phần lớn năng lượng ở quá trình vận hành – chiếm đến 80% mức tiêu thụ năng lượng. Trong đó sưởi ấm và làm mát là hai công đoạn chiếm đa số mức tiêu thụ này.

 

Hầu hết các tòa nhà đều sử dụng tường gạch trong xây dựng, vốn có tỉ lệ truyền nhiệt cao hơn so với tường thach cao. Việc chuyển sang sử dụng hệ thống thạch cao phù hợp sẽ làm giảm thiểu đến 90% khả năng dẫn nhiệt của tòa nhà/ vách. Thông qua việc giảm thiểu nhu cầu đối với các tác nhân làm mát, chủ các tòa nhà sẽ nhận thấy hiệu quả của việc tiết kiệm thông qua giảm năng lượng tiêu thụ của hệ thống thông gió, điều hòa là tương đối lớn, điều này góp phần vào việc gia tăng tỉ suất lợi nhuận của doanh nghiệp.

Bên cạnh việc tiết kiệm chi phí, việc giảm thiểu nhu cầu đối với các tác nhân làm mát vốn không mấy thân thiện với môi trường sẽ làm giảm lượng khí thải carbon của tòa nhà ra môi trường và đảm bảo các chủ đầu tư vẫn tuân thủ theo chính sách của chính phủ về phát triển bền vững.

 Những năm qua, Tập đoàn USG Boral liên tục tiến hành khảo sát và lập kế hoạch nhằm định nghĩa lại cách mà các tòa nhà đang được thiết kế và thi công. Từ đó có thể tạo ra những tòa nhà với giá rẻ hơn, được xây dựng trong thời gian ngắn hơn, sử dụng ít vật liệu xây dựng hơn và sử dụng năng lượng hiệu quả. Qua đó, giúp cho các chủ đầu tư xây dựng những tòa nhà đạt hiệu suất cao với chi phí xây dựng thấp hơn nhưng lại được vận hành hơn so với các tòa nhà được xây dựng theo cách truyền thống.   .