Công nghệ vật liệu xanh trong xây dựng cơ sở hạ tầng

Hi tho “Đào tạo Kiến trúc & các ngành Thiết kế, Xây dựng trong xu hưng toàn cầu hóa “  
_________________________________________________________________________________________  
COÂNG NGHEÄ VAÄT LIEÄU XANH  
TRONG XAÂY DÖÏNG CÔ SÔÛ HAÏ TAÀNG  
TS. NGOÂ TRUØNG DÖÔNG  
ThS. NGUYEÃN LEÂ DUY LUAÂN  
Tröôøng ÑH Kieán truùc TP.HCM  
Tóm tt  
Vấn đề biến đổi khí hậu (BĐKH) đang gia tăng mạnh mẽ và gây tác động toàn  
cu, ảnh hưởng không chỉ đến môi trường sng của con người, mà còn tác động nng  
ntt cả các lĩnh vực khác trong xã hi. Vit Nam là mt trong các quc gia chu nh  
hưởng nng nnht của BĐKH, các tác động của BĐKH tại Vit Nam có thể được  
chng kiến một cách rõ ràng: nước biển dâng đang làm diện tích đất nông nghip  
ngày càng thu hp, din tích ngp lụt các đô thị đồng bng ven bin ngày càng trm  
trọng, nguy cơ thiếu nước ngọt và lương thực là điều không thtránh khi nếu không  
có gii pháp ng phó hp lý và kp thi. Các quc gia trên thế gii hiện đang nỗ lc  
tìm kiếm các gii pháp hu hiệu để gim bt các ảnh hưởng ngày mt nghiêm trng  
này. Vic sdng các công nghvà vt liu xanh trong xây dng công trình htng  
sgóp phn sdng hiu qucác loi vt liu, gim các yếu tố làm gia tăng hiệu ng  
nhà kính. Giúp cho vic sdng các nguồn năng lượng hiu quả cũng như tái sử dng  
các vt liu có sn trong tnhiên. Các công ngh, vt liệu xanh được ng dng rng  
rãi trên thế gii tuy nhiên vic trin khai áp dng ti Vit Nam còn gp nhiều khó khăn  
so vi các công nghvà vt liu truyn thng. Bài báo trình bày tình hình sdng vt  
liu trong xây dựng cơ sở htầng, cũng như khả năng ứng dng các công ngh, vt  
liu xanh ti Vit Nam.  
1. TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN NGÀNH XÂY DỰNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ  
VIỆT NAM  
1.1 Tình hình phát trin ngành xây dng trên thế gii  
Theo thống kê được tng hp tnhiu ngun dliu cho thấy, trong cơ cấu giá  
trxây dng ca thế gii, châu Á là châu lc chiếm ttrng cao nht vi 44% tng giá  
trtoàn cầu năm 2013. Xét về nhóm ngành xây dựng thì cơ sở htng chiếm ttrng  
cao nht vi 37%, tiếp theo là xây dng dân dng vi 34%, và cui cùng là xây dng  
công nghip vi 29%, sự ổn định của lĩnh vực cơ sở htng xut phát tshtrvà  
can thip ca chính ph. Tốc độ tăng trưởng ca ngành xây dng thế gii thhiꢀn như  
Biểu đồ 1.1.  
250  
Hi tho “Đào tạo Kiến trúc & các ngành Thiết kế, Xây dựng trong xu hưng toàn cầu hóa “  
_________________________________________________________________________________________  
(Ngun Global construction)  
Hình 1. Tốc độ tăng trưởng ca ngành xây dng thế gii  
Trong giai đoạn từ nay đến 2020, tốc độ tăng trưởng trung bình ca ngành xây  
dng thế gii vào khoảng 4.5%/năm. Tốc độ tăng trưởng mnh nht nm khu vc  
Hoa K, Trung Quc và Ấn Độ. Nếu xét quy mô châu lc thì châu Á là châu lc có  
tốc độ phát trin nhanh nht, dẫn đầu là Trung Quc và Ấn Độ, sau đó là Viꢀt Nam và  
Indonesia. Châu Âu là châu lc có tốc độ tăng trưởng chm nht, thm chí sẽ đạt tc  
độ tăng trưởng âm do xu hướng tiến đến mc tiêu bn vng chung ca toàn châu lc.  
Do tốc độ phát trin nhanh, nhu cu sdụng lao động trong ngành xây dng  
cũng tăng cao ở hu hết các khu vc trên thế gii, tuy nhiên giá nhân công li có sự  
chênh lch cao gia nhóm các quc gia phát trin và chưa phát trin.  
1.2 Cơ cꢁu giá trxây dng trong khu vc Châu Á - Thái Bình Dương  
Xây dựng Cơ sở Htng chiếm ttrng cao nhất trong cơ cấu giá trngành,  
37%. Do đa phần các quc gia trong khu vực là các nước đang phát triển hoc là thị  
trường cn biên, nên Cơ sở htng giao thông vn còn nhiu hn chế.  
Hình 2. Cơ cấu giá trxây dng trong khu vc  
251  
Hi tho “Đào tạo Kiến trúc & các ngành Thiết kế, Xây dựng trong xu hưng toàn cầu hóa “  
_________________________________________________________________________________________  
Vì thế trong thi gian sp ti, các chuyên gia vẫn đồng tình là lĩnh vực xây  
dựng cơ sở htng scó tốc độ tăng trưởng nhanh nht và mang li li nhun cao nht  
so vi xây dng công nghip và dân dng.  
Các công nghxây dng, vt liu tiết kiꢀm năng lượng và vt liu mi sẽ được  
áp dng rng rãi tt ccác quc gia trên thế giới, trong đó các ꢁng dng công nghꢀ  
thông tin, đặc bit là BIM sẽ được ng dng và phát trin mạnh trong tương lai. Viꢀc  
ng dng công nghthông tin ngày càng chthành một xu hướng tt yếu ca các công  
ty xây dng trên thế gii.  
Nhìn chung, xu hướng phát trin chính ca ngành xây dng trên thế giới được  
dự báo như sau:  
- Tốc độ tăng trưởng ngành xây dng thế gii sgim dần trong tương lai;  
- Công nghvt liꢀu hướng đến các vt liu thân thin với môi trường, tiết kim  
tài nguyên và sdụng năng lượng tái to;  
- Phát trin các ng dng công nghthông tin trong xây dng;  
- “Tiêu chuẩn xanh” sẽ được bt buc các quc gia phát triển đối vi các công  
trình công cng và trở thành xu hướng chung ca thế gii.  
1.3 Tình hình phát trin ngành xây dng ti Vit Nam  
Vit Nam là quc gia có tốc độ tăng  
trưởng đꢁng th3 khu vc châu Á (sau  
Trung Quc và Ấn Độ), tốc độ tăng trưởng  
ngành xây dng ti Vit Nam phthuc  
mnh mvào tốc độ tăng trưởng kinh tế (có  
chu kt3 - 10 năm). Về cơ cấu ngành xây  
dng4, cơ sở htng là nhóm chiếm ttrng  
cao nht (41.2%), tiếp đến là nhóm xây dng  
dân dng (40.6%) và nhóm xây dng công  
nghip (18.3%).  
Hình 3. Ttrng ngành xây dng theo  
lĩnh vực  
Theo dbáo, nhu cầu đầu tư hạ tng ti Viꢀt Nam trong giai đoạn 2016 - 2020  
ước tính khong 1 triu tỷ đồng, tăng khoảng 2.7 ln so với giai đoạn 2011 - 2015  
(Tuấn Trường, 2016). Theo thng kê, Vit nam hin có khong 40% số lượng đường  
4 Trong báo cáo này, cơ cấu ngành xây dng bao gm 3 nhóm chính:  
_
_
Nhóm công trình dân dng: bao gm các công trình n, cao ốc văn phòng, mặt bng bán l;  
Nhóm công trình công nghip: bao gồm các công trình nhà xưởng sn xut, nhà kho, khu công nghip,  
các khu chế xut;  
_
Nhóm công trình cơ sở htng: bao gm các công trình htng giao thông, công trình htầng đin và  
công trình htng cấp thoát nước.  
252  
Hi tho “Đào tạo Kiến trúc & các ngành Thiết kế, Xây dựng trong xu hưng toàn cầu hóa “  
_________________________________________________________________________________________  
btrong hthng giao thông có chất lượng không đảm bo yêu cu kthut thiết kế,  
do đó nhu cầu đầu tư ước tꢂnh để nâng cp hthống đường bvào khong 202 nghìn  
tỷ/năm. Đồng thi, vi kế hoch xây dng 26 sân bay mới trước năm 2020 (10 sân bay  
quc tế và 16 sân bay nội địa), ttrọng đầu tư của mng xây dng htng trong giai  
đoạn 2016 - 2020 sẽ tăng vọt bất thường. Mng xây dng công nghip tuy chiếm tỷ  
trng thp nht nhưng lại được htrmnh mtChính phvi các dán liên quan  
đến thủy đin, nhiꢀt điꢀn và lc hóa du (AUM Vit Nam, 2015).  
Sphát triển vượt bc của ngành trong giai đoạn 2016 - 2020 sphthuc  
mnh mvào tốc độ tăng trưởng kinh tế và các chính sách vĩ mô như: (1) tốc độ đô thị  
hóa, (2) vốn đầu tư trực tiếp từ nước ngoài (FDI), (3) lãi sut cho vay và lm phát, (4)  
mc gii ngân cố định cho phát trin ngành, và (5) chính sách tin t. Bên cạnh đó, các  
biến động vgiá cVLXD và quy trình công nghxây dựng cũng tác động không nhỏ  
đến chui giá trị, cơ hội tiết kiꢀm năng lượng và tốc độ phát trin chung ca ngành[2].  
Xét đến nhng yếu tnói trên, vi mc lãi sut thp thời điểm hin ti cùng  
vi mc gii ngân mnh ca chính phvà các doanh nghip FDI, ngành xây  
dng Viꢀt Nam đang đi vào 1 chu kỳ tăng trưởng mi 2015-2018. Tchꢁc BMI,cũng  
đã dự đoán tốc độ tăng trưởng ca Ngành Xây Dng Vit Nam sẽ đạt trung  
bình 6,3%/năm trong giai đoạn sp tới như Hình 4.  
Hình 4. Biểu đồ biến động ca ngành xây dng và GDP  
2. CÔNG NGHỆ VÀ VẬT LIỆU XANH TRONG XÂY DỰNG CƠ SỞ HẠ  
TẦNG  
Sdng vt liu thân thin với môi trường (hay còn gi là vt liꢀu “xanh”)  
trong xây dựng đã và đang trở thành xu hướng toàn cu ca ngành xây dng. Trong  
mười năm qua, sự phát trin và mꢁc độ phbiến ca các tiêu chuẩn “xanh” đã tăng  
253  
Hi tho “Đào tạo Kiến trúc & các ngành Thiết kế, Xây dựng trong xu hưng toàn cầu hóa “  
_________________________________________________________________________________________  
nhanh một cách vượt bc, số lượng các công trình xanh và tiêu chuẩn xanh gia tăng  
nhanh chóng, nhiu cuc thi kiến trúc xanh được tchc ở đầy đủ các quy mô để  
khuyến khích ng dng các công nghxây dng và vt liu xanh trong xây dng. Tuy  
nhiên, không chgói gọn trong công trình, xu hướng “xanh” còn lan rộng đến các công  
trình cơ sở htng (còn gọi là cơ sở htầng “xanh”).  
2.1 Công nghvt liu xây dựng “xanh”  
Trong Quyết định số 403/QĐ-TTg ca Thủ tướng Chính phủ đã phê duyꢀt Kế  
hoạch hành động quc gia về tăng trưởng xanh giai đoạn 2014 - 2020, rt nhiu nhim  
vụ tăng trưởng xanh được đặt ra, trong đó phát triển đô thị xanh và bn vững được yêu  
cu mꢁc đặc bit, khuyến khích sdng, ng dng hoặc đổi mi công nghvà kỹ  
thut xây dựng theo hướng xanh hóa, xanh hóa cảnh quan đô thị, ci thin htng kỹ  
thuật đô thị theo hướng bn vng, thích ng vi biến đổi khí hu và gim phát thi khí  
nhà kính.  
Xu hướng “Xanh” dần trở thành hướng đi chủ đạo trong các công trình xây  
dng hiꢀn đại. Các chủ đầu tư trên thế gii ngày càng quan tâm ti, khi diꢀn tꢂch văn  
phòng nhận được chng chỉ xanh LEED ngày càng tăng cao. Bên cạnh đó, theo ước  
tính ca McGraw-Hill thì có hơn 70% doanh nghiꢀp trên thế gii có số lượng dán  
“Xanh” mꢁc t16% trở lên. Kéo theo đó, là xu hướng ng dng các công nghvt  
liu xây dng thân thin với môi trường, tiết kim tài nguyên và sdụng năng lượng  
tái to trong các tòa nhà hin nay. Trong gii hn ca bài báo này chtrình bày mt số  
gii pháp vt liu xanh hiꢀn đã và đang ng dng trong xây dựng cơ sở htng trên thế  
gii.  
2.1.1 Công nghmới trong lĩnh vực nn móng  
Vic sdng các công nghmi trong gia cnn móng bng các vt liu không  
gây nguy hại đến môi trường, góp phn nâng cao hiu qutrong công tác gia c, rút  
ngn thi gian xây dựng cũng như tiết kim chi phí và bảo đảm an toàn cho toàn dán  
đã áp dụng có hiu quti Vit Nam phi kể đến gồm: Phương pháp bơm hút chân  
không, phương pháp cọc cát, Phương pháp top – based, Phương pháp Top – Down,  
ngoài ra còn msố phương pháp kết hợp như cọc cát kết hp vi vải địa kthut  
cường độ cao…  
254  
Hi tho “Đào tạo Kiến trúc & các ngành Thiết kế, Xây dựng trong xu hưng toàn cầu hóa “  
_________________________________________________________________________________________  
Hình 5. Mt scông nghmới trong lĩnh vực nn móng  
2.1.2 Công nghmới trong lĩnh vực xây thô  
Các công nghꢀ và phương pháp xây dựng mi hiꢀn nay đều tp trung vào hai  
phần chꢂnh là sàn và tường nhằm để tiết gim tối đa khối lượng và vt liu cn dùng  
cho công trình.  
Mt số phương pháp mới được ng dng cho thi công sàn trên thế gii  
như hꢀ thng sàn Waffel (Waffel Unit Flooring System), hay sàn Bóng (Bubble  
Deck Slab). Các phương pháp này có thể gim 30% khối lượng công trình,  
gim 30-50% lượng xi măng cần dùng cho mỗi sàn và tăng độ chu lc gấp đôi.  
Bên cạnh đó, cũng giảm thi gian xây dng cho mỗi sàn đi từ 5-7 ngày.  
Từ năm 2011, chꢂnh phủ đã ra quy định bt buc các tòa nhà cao tng (t9 tng  
trlên) phi sdng 30% vt liꢀu không nung để thi công tường. Có hai loi vt liu  
không nung có thkể đến hiꢀn nay như gạch không nung và bê tông nhẹ  
Công nghvt liu tm bê tông 3D nh. Được sn xut tva bê tông nhcó  
gia cường bng sợi xơ dừa hoc si tái chế tng hp, gm hai loi: bê tông nhct si  
xơ dừa và bê tông nhct si tng hp. Vt liu này có hscách nhit tt, có khả  
năng thay thế gch trong công trình xây dng.  
255  
Hi tho “Đào tạo Kiến trúc & các ngành Thiết kế, Xây dựng trong xu hưng toàn cầu hóa “  
_________________________________________________________________________________________  
Vt liu không nung. Sdng các phế liu công nghiꢀp như tro bay, xỉ ca các  
nhà máy nhiꢀt điꢀn đốt than, xca nhà máy luyn kim, mạt đá trong công nghiꢀp khai  
thác chế biến đá xây dựng, bùn đỏ cht thi ca công nghip chế biến Bauxite. Vt liu  
này ngoài ưu điểm tn dng ngun nguyên liu phế thi còn giúp gim ti trng công  
trình, bmt nhẵn, độ bn cao với bão lũ, động đất, đa dạng về hình dáng, cường độ.  
Bê tông xp tái chế vꢀ xi măng ICF: Là loi bê tông mi nht trên thế gii  
cha 85% bt xp tái chế, còn lại là xi măng. Vật liu có hiu sut cách nhit cao,  
chng m, chng cháy và chng bão rt tt.  
Vt liệu điều tiết nhit: Là vt liu có khả năng lưu trữ năng lượng và phn ng  
vi nhit rt nhanh, hoạt động da trên nguyên tắc trao đổi nhit cân bng vi môi  
trường. Vt liꢀu này được ng dụng cho tường, mái hoc nn nhà.  
Vt liu tlàm mát. Được làm tcác lp Polymer chồng lên nhau, đặt trên mt  
tm phim nha bng bc mng. Vt liu chhp th3% ánh sáng mt tri và có khả  
năng duy trì nhiꢀt độ thấp hơn 11 độ so vi vt liu làm mái truyn thng.  
Vt liu Polycarbonate. Sdụng để ly sáng tnhiên nhờ đặc tính truyn sáng  
cao (85%) ca vt liu polycarbonate. Ngoài ra, vt liꢀu còn có độ cách nhit cao, dễ  
lắp đặt, không cn bo trì, bn theo thi gian và rtin.  
Vt liu Carboncor Asphalt : Là loi vt liꢀu được chế to từ đá, rác than và  
nhũ tương đặc bit, ng dng trong xây dng cu – đường giao thông. Đây là vật liu  
tái chế có liên kết bám dính siêu chc vi nền đường, do đó đã được BGiao thông  
Vn ti cho phép sdng vt liu này trong xây dng và sa cha kết cấu áo đường ti  
Viꢀt Nam. Tuy nhiên đến nay vic ng dng vt liꢀu này chưa thật sự được phbiến  
rng rãi.  
2.2 ng dng Công nghBIM trong xây dng  
Do đặc thù ca ngành, các doanh nghip xây dng luôn phi tìm ra nhng gii  
pháp hoạt động hiu qunhất để gim thiu chi phí và giá thành, nhm to nên li thế  
cnh tranh về giá trong quá trình đấu thầu. Trong đó, công nghꢀ ni bt nht hin nay  
là hthng BIM (Building Information Modeling), có thhtrdoanh nghip kim  
soát tt ccác khâu trong quá trình xây dng và tối ưu quá thời gian và chi phí xây  
dựng. Ngoài ra, để đạt được hiu sut cao nht ở các nước phát trin còn tích hp thêm  
nhng thành phần khác để to nên mô hình qun lý LEAN - BIM Prefarication &  
Modularization (Tiết gim BIM tin chế)  
256  
Hi tho “Đào tạo Kiến trúc & các ngành Thiết kế, Xây dựng trong xu hưng toàn cầu hóa “  
_________________________________________________________________________________________  
Hình 6. Mô hình tích hp 3 yếu t( Lean BIM Prefabrication)  
Do đó, hꢀ thng tích hp LEAN BIM Prefabrication / Modularization sto  
nên mt vòng tròn kép kín trong quá trình xây dng tkhâu thiết kế đến thi công lp  
ráp các cu kin xây dng, từ đó sẽ có thkiểm soát và nâng cao năng suất lao động.  
Tuy nhiên, ng dụng thành công mô hình này còn đòi hỏi vmꢁc độ cam kết và quyết  
tâm ca các nhà thu xây dng, vì mô hình này sẽ làm thay đổi rt nhiều phương  
thc qun lý và quy trình xây dng truyn thng.  
Hình 7. Xu hướng áp dng công nghBIM trong các dán htng.  
Trong định hướng phát triển chương trình đào tạo Kỹ sư hạ tầng đô thị, đào tạo  
ngun nhân lc và xây dng tiêu chun cho BIM hết sc cn thiết trong tương lai. Góp  
257  
Hi tho “Đào tạo Kiến trúc & các ngành Thiết kế, Xây dựng trong xu hưng toàn cầu hóa “  
_________________________________________________________________________________________  
phn nâng cao squản lý đồng btrong thiết kế quy hoạch cũng như hiꢀu qukhai  
thác vn hành mạng lưới htng kthut của đô thị.  
3. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  
Vic ng dng các công ngh, vt liu xanh” đang là xu hướng chung ca  
toàn cu, Vic sdng các công nghvà vt liu xanh trong xây dng công trình hạ  
tng sgóp phn sdng hiu qucác loi vt liu, gim các yếu tố làm gia tăng hiꢀu  
ng nhà kính. Giúp cho vic sdng các nguồn năng lượng hiu quả cũng như tái sử  
dng các vt liu có sn trong tnhiên.  
Các công ngh, vt liꢀu xanh được ng dng rng rãi trên thế gii tuy nhiên  
vic trin khai áp dng ti Vit Nam còn gp nhiu khó khăn so với các công nghvà  
vt liu truyn thng. Có nhiu nguyên nhân khách quan và chủ quan như:  
Mt là: chất lượng vt liu thiếu ổn định do chưa thật slàm chcông ngh,  
mt scông trình gp scvì các nguyên nhân kthuật, đã gây tâm lý hoài nghi…  
dẫn đến các sn phm sn xut ra tiêu thchm. Do vy cần đầu tư nhiều hơn để phát  
trin Khoa hc công ngh, có nhng nghiên cꢁu đầy đủ cho các sn phm công ngh,  
vt liu mi khi áp dụng trong điều kin Vit Nam.  
Hai là: mt ssn phm do mu mã đơn điꢀu, giá cít có tính cnh tranh, mt  
scông ngh, vt liu mới mang tꢂnh độc quyền nên đẩy cao chi phꢂ đầu tư công trình.  
Nếu "Mt loi vt liu có giá thành cao gấp rưỡi bình thường nhưng vòng đời lại tăng  
gấp hai thì đương nhiên nó sẽ rẻ hơn. Xu hướng sdng vt liꢀu hướng ti tính bn  
vng trong giá trtng thể công trình theo vòng đời chꢂnh là điều mà chúng ta cn  
hướng đến, đừng để cái trước mt làm mờ đi những lợi ꢂch lâu dài”.  
Ba là: Ngoài ra sự thay đổi công ngh, vt liu mi slàm thay đổi quy trình  
qun lý dẫn đến tâm lý ngại thay đổi so vi các vt liu, công nghtruyn thống đã  
được sdng quen thuộc. Tăng cường các lp bồi dưỡng, đào tạo sdng các công  
ngh, vt liu mi.  
Bn là: Quy trình để xây dng tiêu chun thi công và nghim thu công ngh,  
vt liu mi còn nhiu bt cp, ngoài ra lut shu trí tucủa nước ta còn chưa chặt  
chdẫn đến các đối tác chưa mặn mà trong vic chuyn giao công nghmi ti Vit  
Nam. Cn xây dng lộ trình rõ ràng để các đối tác tin tưởng trong hp tác và chuyn  
giao công nghmi.  
258  
Hi tho “Đào tạo Kiến trúc & các ngành Thiết kế, Xây dựng trong xu hưng toàn cầu hóa “  
_________________________________________________________________________________________  
TÀI LIU THAM KHO  
[1]. Nguyn Tn Vinh Quang, Báo cáo ngành xây dng 2015  
[2]. Nguyễn Văn Sơn, Nguyễn Lê Duy Luân (2016) Chuyên đề: Vấn đề tiết kiệm năng  
lượng trong hoạt động xây dng ti Vit Nam. Đề tài NCKH Cp B2015, Khoa  
Kthuật đô thị, Đại hc Kiến trúc Tp.HCM.  
[3] Tuấn Trường (2016) Ngành xây dựng được dbáo khả quan trong năm 2016.  
du-bao-kha-quan-trong-nam-2016.html (truy cp ngày 10.10.2016).  
[4] AUM Vit Nam (2015) Tiềm năng ngành Xây dựng. Ngun http://aum.edu.vn/tin-  
tuc/tiem-nang-nganh-xay-dung.html (truy cp ngày 10.10.2016).  
[5]. Phm Ngọc Sáu, Đỗ Văn An, Phạm Ngc Bảy, Đỗ Quc Hùng, 2016, ng dng  
công nghBIM trong thiết kế và qun lý dán htầng đô thị  
259  
pdf 10 trang yennguyen 19/04/2022 1180
Bạn đang xem tài liệu "Công nghệ vật liệu xanh trong xây dựng cơ sở hạ tầng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfcong_nghe_vat_lieu_xanh_trong_xay_dung_co_so_ha_tang.pdf