Sức khỏe con người trong đô thị nhiệt đới: Một tiêu chí quan trọng của thiết kế đô thị

Tại hội thảo khoa học về Không gian sống vì sức khỏe – Giải pháp thông gió thông minh cho khí hậu nhiệt đới, các nhà nghiên cứu và chuyên gia kiến trúc, kỹ thuật công trình đã cùng nhìn lại vai trò của thông gió trong kiến trúc nhiệt đới, đồng thời thảo luận các giải pháp mới nhằm cải thiện chất lượng môi trường trong nhà trong bối cảnh đô thị hóa nhanh và mục tiêu phát thải ròng bằng 0.

Theo TS-KTS Phạm Khánh Toàn, Chiến lược thiết kế cần tận dụng tối đa các điều kiện tự nhiên (chênh lệch áp suất, nhiệt độ, hiệu ứng ống khói) để tạo dòng khí tự nhiên.

Quá trình đô thị hóa làm suy giảm chất lượng môi trường sống

Theo KTS. Hoàng Thúc Hào (Văn phòng Kiến trúc Quốc tế 1+1>2) và TS-KTS Phạm Khánh Toàn (Giám đốc Trung tâm Truyền thông Kiến trúc, Hội Kiến trúc sư Việt Nam), trong kiến trúc truyền thống Việt Nam, thông gió tự nhiên vốn là một phần của tư duy tổ chức không gian.

Những ngôi nhà ở vùng nhiệt đới thường được thiết kế với nhiều lớp không gian chuyển tiếp như hiên, sân, vườn hay hành lang – những “khoảng đệm khí hậu” giúp điều tiết ánh sáng, gió và nhiệt độ trước khi không khí đi vào khu vực sinh hoạt chính. Cấu trúc nhà năm gian ở đồng bằng Bắc bộ, cũng như các dạng nhà vườn hay nhà sàn ở nhiều vùng khí hậu khác nhau, đều cho thấy một nguyên tắc chung: không gian sống được tổ chức để “làm việc cùng khí hậu”, thay vì chống lại nó.

Trong các cấu trúc này, những giải pháp kiến trúc tưởng chừng giản dị như thông gió chéo, mái dốc lớn, hiên sâu hay các khoảng rỗng trong không gian đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên hệ thống làm mát thụ động. Nhờ đó, không gian ở vừa thích nghi với điều kiện nóng ẩm của khí hậu nhiệt đới, vừa duy trì được sự lưu thông không khí tự nhiên, góp phần tạo nên môi trường sống dễ chịu mà không phụ thuộc nhiều vào các thiết bị cơ học.

Thiết kế kín khí mang lại tiết kiệm chi phí từ việc sử dụng máy điều hòa, nhưng nếu không có thông gió phù hợp sẽ dẫn đến nguy cơ chất lượng không khí trong nhà kém, có thể gây ra hội chứng nhà kín (sick building syndrome).

Tuy nhiên, quá trình đô thị hóa nhanh trong nhiều thập niên qua đã làm thay đổi đáng kể cấu trúc không gian ở tại các thành phố Việt Nam. Các khu dân cư ngày càng dày đặc, khoảng lùi và diện tích cây xanh bị thu hẹp, trong khi dạng nhà ống phát triển phổ biến khiến nhiều công trình chỉ còn một mặt thoáng. Những khoảng đệm truyền thống như sân trong, hiên nhà hay khoảng thông tầng vì thế ngày càng ít xuất hiện, nhường chỗ cho diện tích sử dụng. Hệ quả là nhiều không gian ở hiện đại phụ thuộc gần như hoàn toàn vào hệ thống điều hòa cơ học để đảm bảo tiện nghi nhiệt.

Quá trình đô thị hóa nhanh trong nhiều thập niên qua đã làm thay đổi đáng kể cấu trúc không gian ở tại các thành phố Việt Nam. Ảnh: Dân Trí

Trong khi đó, các nghiên cứu về môi trường trong nhà cho thấy con người ngày nay có thể dành tới 80–90% thời gian trong không gian kín. Nếu thông gió không được thiết kế hợp lý, các chất ô nhiễm như bụi mịn, CO₂, độ ẩm cao hay các hợp chất hữu cơ bay hơi có thể tích tụ trong nhà và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người sử dụng.

Theo PGS-TS-KTS Phạm Thị Hải Hà (Trưởng Bộ môn Kiến trúc môi trường - Trường Đại học Xây dựng Hà Nội), vấn đề chất lượng không khí trong nhà vì vậy ngày càng trở nên quan trọng trong nghiên cứu vật lý kiến trúc và thiết kế bền vững. Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, việc kiểm soát thông gió, độ ẩm và nhiệt độ cần được xem như một phần của chiến lược thiết kế lớp vỏ công trình và tổ chức không gian; các giải pháp thụ động như tối ưu hóa hướng nhà, bố trí giếng trời, thông tầng, lớp vỏ hai lớp hay hệ che nắng có thể giúp cải thiện vi khí hậu trong nhà, đồng thời giảm nhu cầu năng lượng cho làm mát.

PGS-TS-KTS. Phạm Thị Hải Hà trình bày tập trung vào phần lớp vỏ công trình và năng lượng.

Vai trò của tiêu chuẩn và công nghệ đối với việc bảo vệ sức khỏe môi trường trong nhà

Bên cạnh các giải pháp thiết kế thụ động, một hướng tiếp cận khác được nhấn mạnh tại hội thảo là vai trò của tiêu chuẩn trong việc đảm bảo chất lượng môi trường trong nhà. Theo chuyên gia tiêu chuẩn Philip Ong, nhiều quốc gia đã xây dựng hệ thống tiêu chuẩn về chất lượng không khí trong nhà (Indoor Air Quality – IAQ) nhằm kiểm soát các yếu tố như nồng độ CO₂, bụi mịn, độ ẩm hay tốc độ thông gió tối thiểu.

Tại Việt Nam, các tiêu chuẩn quốc gia liên quan đến chất lượng không khí trong nhà cũng đang từng bước được xây dựng và hoàn thiện. Không chỉ đưa ra các ngưỡng kỹ thuật cần đạt, những tiêu chuẩn này còn cung cấp các định hướng quan trọng cho thiết kế và vận hành hệ thống thông gió trong công trình.

Ông Phillip Ong, Trưởng nhóm xúc tiến tiêu chuẩn hóa của Panasonic, chia sẻ tại Hội thảo.

Trong bối cảnh các tòa nhà ngày càng kín và phụ thuộc nhiều hơn vào hệ thống cơ học, công nghệ cũng được xem là một công cụ quan trọng để kiểm soát môi trường trong nhà. Theo Philip Ong, việc kết hợp các cảm biến môi trường, dữ liệu vận hành và hệ thống thông gió thông minh có thể giúp điều chỉnh lưu lượng không khí theo nhu cầu thực tế của người sử dụng. Những giải pháp này mở ra khả năng hình thành các tòa nhà “nhạy cảm” với môi trường, nơi hệ thống thông gió có thể phản ứng linh hoạt trước sự thay đổi của mật độ người, chất lượng không khí và điều kiện khí hậu bên ngoài.

Mối quan hệ giữa lớp vỏ công trình và việc cấp khí tươi là một bài toán cân bằng phức tạp giữa hiệu quả năng lượng và sức khỏe con người trong điều kiện khí hậu nhiệt đới.

Hướng tới kiến trúc hiệu suất cao và môi trường sống lành mạnh

Ở góc nhìn rộng hơn, GS-TS. Lam Khee Poh, Đại học Quốc gia Singapore (NUS), cho rằng các chiến lược cải thiện môi trường trong nhà chỉ thực sự thuyết phục khi được kiểm chứng thông qua các dự án thực tế. Trong phần trình bày trực tuyến từ Singapore, ông giới thiệu tòa nhà SDE4 của Đại học Quốc gia Singapore (NUS) như một trường hợp tiêu biểu cho cách tiếp cận thiết kế tích hợp hướng tới công trình Net Zero Energy. Dự án này được chuẩn bị trên nền tảng gần 10 năm nghiên cứu và phát triển (R&D), trong đó các giải pháp về thông gió, chiếu sáng và hiệu suất năng lượng được thử nghiệm trước khi tổ chức cuộc thi thiết kế quốc tế.

Theo GS. Lam, quá trình nghiên cứu dài hạn đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng cơ sở khoa học và tạo sự đồng thuận giữa các bên liên quan trước khi bước vào giai đoạn xây dựng, vốn chỉ mất khoảng 22 tháng để hoàn thành.

Bằng cách tái sử dụng các cấu trúc hiện có, dự án có thể ghi nhận việc cắt giảm lượng cacbon đáng kể.

Một điểm đáng chú ý của công trình là việc tổ chức không gian kiến trúc nhằm giảm nhu cầu năng lượng ngay từ đầu. Ví dụ, thiết kế loại bỏ trần giả không chỉ giúp tiết kiệm chi phí xây dựng mà còn đơn giản hóa hệ thống kỹ thuật. Khoảng 20–30% diện tích công trình được bố trí như không gian mở không sử dụng điều hòa, kết hợp với hệ thống quạt trần để duy trì sự thoải mái nhiệt.

Hiệu quả của các giải pháp này được theo dõi thông qua hệ thống cảm biến vận hành 24/7, cho phép đo lường tiêu thụ năng lượng, chất lượng không khí và cách sử dụng không gian theo thời gian thực. Theo GS. Lam, việc đo lường và đánh giá hiệu quả bằng dữ liệu vận hành là yếu tố then chốt để chứng minh tính khả thi của các giải pháp thiết kế bền vững, đồng thời cung cấp cơ sở cho các hệ thống quản lý tòa nhà thông minh trong tương lai.

Sức khỏe con người như một tiêu chí của thiết kế đô thị

Những thảo luận tại hội thảo cho thấy sức khỏe con người cần được đặt ở vị trí trung tâm của thiết kế kiến trúc và quy hoạch đô thị. Khi các thành phố ngày càng mật độ cao và phụ thuộc nhiều hơn vào môi trường nhân tạo, những yếu tố tưởng chừng kỹ thuật như thông gió, ánh sáng hay vi khí hậu thực chất lại trở thành những điều kiện cơ bản để duy trì chất lượng sống. Từ góc nhìn này, việc thiết kế không gian sống khỏe mạnh không chỉ là một yêu cầu của từng công trình riêng lẻ, mà còn là một chiến lược dài hạn cho sự phát triển bền vững của đô thị.

Trong bối cảnh khí hậu nhiệt đới nóng ẩm và các đô thị ngày càng nén chặt, ngoài các giải pháp thông gió tự nhiên, thông gió lai (hybrid ventilation) hay các hệ thống cơ khí thông minh không chỉ nhằm đảm bảo tiện nghi nhiệt, mà còn góp phần duy trì chất lượng không khí, giảm nguy cơ bệnh hô hấp và tạo nên những không gian sống dễ chịu hơn cho con người. Các chuyên gia cũng nhấn mạnh sự cần thiết phải cập nhật và định lượng hóa các tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan đến môi trường trong nhà tại Việt Nam.

Những chỉ số như hiệu quả thông gió, mức độ trao đổi không khí hay kiểm soát độ ẩm cần được đánh giá bằng dữ liệu và mô phỏng hiệu suất công trình ngay từ giai đoạn thiết kế. Việc lựa chọn vật liệu phát thải thấp, tổ chức lớp vỏ công trình phù hợp với khí hậu và vận hành hệ thống kỹ thuật hiệu quả đều có thể góp phần cải thiện chất lượng không gian sống cho con người trong đô thị.

Nguyễn Đặng Phương Linh - Ảnh: BTC