Đặt vấn đề

Nghiên cứu về công nghệ vật liệu đã xuất hiện và tồn tại từ rất lâu trong lịch sử phát triển của nhân loại. Từ khi con người bắt đầu sử dụng và làm chủ các vật liệu tự nhiên như gỗ, đá, đất sét và kim loại. Cũng như sự quan tâm cải thiện, nghiên cứu và phát triển các loại, hình thức vật liệu mới.

Cho đến thời kỳ đại công nghiệp, công nghệ vật liệu đã có những bước phát triển mạnh mẽ, tạo ra các loại vật liệu phù hợp với nhu cầu xã hội và được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực thực tiễn trong cuộc sống.

Cùng với sự phát triển đó, nhu cầu về phát triển bền vững và khái niệm kinh tế tuần hoàn đã đặt ra bài toán cần phải giải quyết là làm thế nào để kéo dài vòng đời của các sản phẩm hoặc nguyên liệu tạo ra chúng. Điều này đem lại hiệu quả sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên và giảm thiểu các tác hại tiêu cực đến môi trường.

Tỉ lệ vật liệu thải xây dựng điển hình ở Việt Nam (Nguồn: Ngo et al (2018))

Ở Việt Nam, các nhà thiết kế cũng bắt đầu nghiên cứu về phương pháp tái chế và sử dụng vật liệu thải từ việc phá dỡ công trình (Nguyen et al, 2023; Trinh and Do, 2022; Tran, 2020). Nhìn chung, việc phá dỡ và xây mới công trình là một quy trình tự nhiên trong sự phát triển đô thị, điều này luôn tạo ra một lượng lớn vật liệu thải xây dựng. Qua nghiên cứu của Ngo et al (2018), những vật liệu thải xây dựng ở Việt Nam được phân chia theo tỉ lệ (Hình 1) gồm đất, gạch, bê tông, kim loại, nhựa, và gỗ. Vật liệu thải có tỉ lệ lớn là: Đất, bê tông, và gạch.

Đây là việc làm cần thiết, bởi lẽ ưu điểm của việc tái sử dụng vật liệu trong xây dựng là tiết kiệm chi phí xử lý vật liệu thải, giảm ảnh hưởng có hại đến môi trường tự nhiên, giảm lượng rác thải xây dựng, và tận dụng triệt để nguồn tài nguyên… và được chính quyền ủng hộ bằng các chính sách đầu tư phát triển công nghệ tái chế, tái sử dụng vật liệu trong xây dựng (Van Hao, 2020). Đặc biệt, khai thác và sử dụng vật liệu tái chế trong xây dựng sẽ thúc đẩy các ý tưởng thiết kế sáng tạo, phong cách mới trong kiến trúc và nội thất.

Với ý nghĩa đó, bài báo mong muốn giới thiệu các giải pháp và đánh giá tính hiệu quả trong sử dụng vật liệu tái chế vào công trình và không gian kiến trúc nội thất, đặc biệt tập trung vào công trình nhà ở với các thiết kế hiện đại.

Cơ sở thực tiễn và phương pháp nghiên cứu

Để hiểu rõ hơn các phương pháp nghiên cứu và ứng dụng vật liệu tái chế trong không gian nội thất, trong tác phẩm của Bagnato (2014) đã gợi ý sử dụng các vật liệu tái chế vào thiết kế nội thất theo phong cách nhà ở hiện đại. Điều quan trọng là cần xây dựng kế hoạch và xác định vị trí phù hợp cho việc áp dụng các vật liệu tái chế vào trong bản thiết kế tổng thể không gian nội thất. Gỗ được tái sử dụng cho việc ốp chân tường; gạch tái chế được ốp lát cho mặt tường ở vị trí bồn rửa; và đèn treo sử dụng thủy tinh tái chế (hình 2).

Sử dụng vật liệu tái chế trong phòng ăn và bếp (Nguồn: Bagnato, D. (2014) How to build recycled and discarded material into your home).

Trong nhiên cứu của tác giả Thu Hương (2023), ứng dụng vật liệu cũ vào ốp lát tường và sàn trong không gian nội thất của một căn hộ 90m2 tại TP HCM theo phong cách Wabi Sabi của Nhật Bản (hình 3). Với phương pháp thiết kế phù hợp, phối màu (màu sắc lấy cảm hứng từ đất góp phần tạo sự cân bằng trong nội thất) và bố trí các vật liệu có tính bổ trợ (Vật liệu gỗ tái chế được sử dụng để lát sàn, vải được sử dụng bọc đồ nội thất và làm thảm lót… với tỉ lệ màu chủ đạo là màu trắng nhạt của bê tông thô, màu nâu sàn gỗ, và màu chiếm ít tỉ lệ với mục đích trang trí cách điệu là màu đất nung…) đã làm tăng tính thẩm mỹ tự nhiên bằng cách sử dụng vật liệu tái chế như gỗ và vải. Thiết kế cũng đã đạt được mục tiêu tối giản cho không gian kiến trúc và tạo sự liên kết giữa các phòng, cũng như sự hoà hợp giữa thiên nhiên vào không gian nội thất.

Sử dụng gỗ tái chế ốp sàn và vải tái chế bọc ghế trong không gian nội thất căn hộ. (Nguồn: Thu Huong (2023) Căn hộ tối giản với nội thất gỗ, vải tái chế)

Trong thiết kế của Mr and Mrs Clarke (2021), vật liệu trong không gian nội thất được sử dụng gạch ốp lát cũ của tường và sàn (hình 4). Mặc dù gạch đã được lựa chọn đồng màu sắc cho vị trí tường hoặc sàn, nhưng chất lượng của từng viên gạch lại có sự khác biệt (gạch chất lượng thấp được ốp lát ở các vị trí khuất, bị che bởi thiết bị nội thất…). Với hai tông màu chủ đạo là đỏ và trắng, điểm nhấn trang trí bằng gạch màu xanh, đã làm cho không gian nội thất trở nên ấm cúng. Lúc này, vật liệu được tái sử dụng (cũ) trở thành điểm nhấn và là giải pháp chủ đạo để tạo nên không gian đơn giản nhưng không đơn điệu và đầy tính thẩm mỹ, phản ánh nét đặc trưng của phong cách kiến trúc địa phương.

Tái sử dụng gạch cũ ốp lát trong công trình J. Gooding’s pie (Nguồn: Mr and Mrs Clarke (2021) Peak East London)

Công trình nhà ở Fuelle Roga, Paraguay đã tái sử dụng vật liệu với mục tiêu cải tạo nhằm tăng độ thông thoáng và có thể đón nhận nhiều ánh sáng tự nhiên hơn. Nguồn vật liệu gạch ngói cũ đó được tái sử dụng để tạo nên những bức tường đặc biệt hoặc có thể coi là những lam đứng trong nhà (hình 5). Tại không gian sảnh, tường gạch tái chế còn được áp dụng tạo điểm nhấn cho mặt tiền… tạo nên sự hoà hợp giữa hai loại vật liệu cũ và mới trong phong cách hiện đại.

Qua các công trình được giới thiệu, việc tái sử dụng các vật liệu cũ trong tổ chức không gian nội thất là hoàn toàn phù hợp và khả thi. Điều này vừa tiếp tục kéo dài thời gian sử dụng vật liệu, nhưng vẫn đảm bảo được tính thẩm mỹ, thậm chí là tạo nên tính đặc sắc và sự sáng tạo vượt bậc của không gian kiến trúc.

Vị trí tái sử dụng gạch của công trình Fuelle Roga House (Nguồn: Tung Duong (2020) Cải tạo ngôi nhà nông thôn với các tiêu chí: Giảm thiểu – Tái sử dụng – Tái chế.)

Các nghiên cứu của Cureic et al (2019) đều khẳng định: Sử dụng vật liệu tái chế trong không gian nội thất đã trở thành một trong các giải pháp quan trọng của thiết kế bền vững, đảm bảo việc tái sử dụng tài nguyên, cải thiện chất lượng không gian sống bằng những giá trị nghệ thuật đặc sắc từ các vật liệu đã hao mòn theo thời gian và giá trị lịch sử nhất định với không gian đó.

Một mặt, các vật liệu cũ được cho là ít thải ra khí hoặc chất độc hại gây ảnh hưởng đến người sử dụng và môi trường (Le Vu Cuong, 2015). Tóm lại, việc sử dụng vật liệu tái chế đem lại giá trị lớn trong thiết kế không gian sống cũng như góp phần bảo vệ môi trường. Tính bền vững của công trình nhà ở sẽ được đánh giá qua những hiệu quả tích cực của không gian nội thất mang đến cho người sử dụng, tương tự như công trình đối với môi trường xung quanh.

Qua nghiên cứu các tài liệu liên quan đến sử dụng vật liệu tái chế, bằng phương pháp khảo sát dựa trên mẫu thiết kế và ứng dụng nội thất phong cách, kỹ thuật, vật liệu địa phương… phù hợp với không gian và văn hoá ở Việt Nam. Những thiết kế mẫu của nghiên cứu sẽ mô tả việc ứng dụng vật liệu tái chế và hiệu quả của vật liệu đó khi phát huy tính bền vững trong một không gian.

Nhóm tác giả tiến hành nghiên cứu công trình nhà ở với các loại vật liệu bản địa và xác định vấn đề về kinh tế, chi phí sử dụng vật liệu. Nhóm nghiên cứu gửi các bản câu hỏi khảo sát (không gian phòng khách, phòng ngủ, bếp) và phỏng vấn chuyên gia nhằm nghiên cứu các ý tưởng, kinh nghiệm thiết kế thông qua tổng hợp và so sánh các dữ liệu.

Kết quả nghiên cứu

Kết quả khảo sát gồm 67 mẫu cho thấy các loại vật liệu tái sử dụng trong không gian nội thất chủ yếu được sử dụng ốp lát cho kết cấu nhà như sàn, tường, và trần. Cụ thể là gạch tái sử dụng chiếm 67% (gạch men, gạch bông, và gạch granite…), công trình sử dụng gỗ cho việc lát sàn chiếm gần 24%, đá để lát sàn chiếm 6%.

Đối với vật liệu ốp hoặc xây tường, kết quả khảo sát cho thấy hai loại chiếm đa số là vật liệu gạch với tỉ lệ 40,3% và bê tông với tỉ lệ 41,8%. Nhiều công trình để bề mặt tường thô và áp dụng sơn nước hoặc vẫn để thô vật liệu xây. Ngoài hai vật liệu gạch và bê tông, vẫn có những công trình sử dụng vật liệu tự nhiên để xây tường như gỗ hoặc đá (tỉ lệ 7,5%).

Xét về tuổi thọ của tường trong công trình nhà ở hiện đại, thì đa số sẽ từ 6 đến 10 năm mới bắt đầu xuống cấp (tỉ lệ 34,3%). Tuy nhiên, nếu tường công trình bị ảnh hưởng nhiều từ thiên nhiên như thấm hoặc ẩm mốc, thì độ bền sẽ giảm, dao động từ 3 đến 5 năm (tỉ lệ 32,8%).

Tiếp đến là kết quả khảo sát vật liệu ốp trần nhà, thạch cao là loại vật liệu chiếm tỉ lệ nhiều nhất với 46,3%. Với ưu điểm dễ thi công trang trí và giá thành phù hợp, hầu như mọi công trình nhà ở hiện nay đều sử dụng trần thạch cao. Có một số ít công trình dân dụng sử dụng gỗ và kim loại trong việc ốp trần, với mục đích nâng cao giá trị thẩm mỹ cho không gian nội thất. Không đề cập đến những công trình để trần vật liệu tôn lợp mái.

Cuối cùng, với kết quả khảo sát vật liệu của hệ thống cửa, loại khung cửa kim loại và cánh cửa kính được sử dụng nhiều nhất trong công trình nhà ở hiện nay với tỉ lệ 39,4%. Ưu điểm của loại của hệ thống cửa này có thể biết đến là đa dạng mẫu mã, sang trọng, giá thành phù hợp, và có thể dễ dàng thay mới thành phần.

Bên cạnh đó, loại cửa gỗ vẫn luôn được sử dụng rộng rãi với tỉ lệ 24,2%. Với truyền thống sử dụng vật liệu gỗ và độ bền cao, loại cửa gỗ vẫn phù hợp với các công trình dân dụng tại Việt Nam. Ngoài ra vẫn có các hệ thống cửa nhựa, nhưng ít được sử dụng phổ biến bởi độ bền thấp hơn so với cửa kim loại hoặc gỗ trong môi trường khí hậu nhiệt đới.

Kết quả khảo sát các loại vật liệu tái chế cũng được ứng dụng phổ biến trong các công trình nhà ở hiện nay với tỉ lệ 71,2%. Việc đánh giá mức độ phổ biến của vật liệu tái chế trong xây dựng công trình, trước hết được khảo sát thông qua việc tìm hiểu kinh doanh vật liệu xây dựng tại địa phương. Khác với vật liệu cũ được tái sử dụng, kết quả cho thấy loại vật liệu tái chế được kinh doanh và sử dụng nhiều nhất là nhựa với 64,2%.

Tiếp đến là các loại gỗ tái chế với tỉ lệ 61,2%. Trên thị trường hiện nay, hai loại vật liệu nhựa và gỗ tái chế không những đa dạng mẫu mã sản phẩm (bao gồm vật liệu hoàn thiện và đồ nội thất), mà còn dễ thi công tháo lắp hoặc thay thế. Đặc biệt về giá thành của hai loại vật liệu tái chế trên cũng phù hợp với các cấp công trình dân dụng. Đối với các loại vật liệu tái chế khác như thép, thuỷ tinh, và gạch thì kết quả cho thấy độ phổ biến thấp hơn với tỉ lệ dao động từ 20 đến 30%.

Qua khảo sát chuyên gia (có trên 10 năm kinh nghiệm hành nghề thiết kế) các nhóm câu hỏi tập trung làm rõ nội dung: Vật liệu tái chế, ứng dụng vật liệu trong hoàn thiện không gian, ứng dụng vật liệu trong gia công đồ nội thất, và thiết kế bền vững với vật liệu tái chế và nhận được các câu trả lời khảo sát. Cùng với việc nghiên cứu các tài liệu tham khảo để phân tích các vấn đề khi sử dụng vật liệu tái sử dụng.

Điều này cho thấy vật liệu tái chế có độ bền giảm nhanh và độ chịu lực thấp hơn so với vật liệu mới. Bởi trong quy trình tái chế, một số vật liệu bị pha tạp chất (như gạch, thép), phải thêm phụ gia (gỗ), hoặc bị mất đi một số đặc tính nguyên bản (nhựa). Và thêm các tác động từ môi trường thiên nhiên cũng như trong quá trình sử dụng, dẫn đến các tình trạng cong vênh, co ngót, giãn nở, mối mục, giòn vỡ, hoặc rỉ sét.

Ngoài việc sản phẩm bị hư hại do co ngót (do nhiệt) hoặc cong vênh (do bị ẩm), tính thẩm mỹ của các sản phẩm gỗ tái chế cũng mất dần theo độ thiệt hại. Hoạ tiết, màu sắc hoặc vân gỗ trên các sản phẩm tái chế sẽ mờ dần theo thời gian sử dụng. Nếu các hoạ tiết này bị ánh nắng chiếu trực tiếp, thì thời gian phai màu sẽ phản ứng nhanh hơn. Thêm nữa, hai loại vật liệu tái chế là nhựa và gạch cũng có những vấn đề dưới tác động của môi trường tự nhiên.

Nhựa tái chế sẽ dễ ngả vàng, phai màu và giòn vỡ nếu bị nắng trực tiếp hoặc ở trong môi trường nhiệt độ cao trong thời gian dài. Những hoạ tiết của gạch tái chế cũng có tình trạng tương tự trong môi trường nhiệt độ cao. Một số phản hồi nhận định nhựa tái chế sẽ có những tác động tiêu cực đến môi trường tự nhiên và sức khoẻ người sử dụng, bởi phản ứng nhiệt của các hạt vi nhựa.

Do đó, cùng với xác định vấn đề của vật liệu tái chế, cần xem xét các yếu tố liên quan tác động đến sản phẩm, sẽ đơn giản trong việc áp dụng phương pháp xử lý hoặc bảo dưỡng phù hợp.

Đối với những vấn đề phát sinh trên sản phẩm đồ nội thất, thường được xử lý với hai trường hợp là hư hại chi tiết và thiệt hại nghiêm trọng. Việc xử lý vấn đề hư hại nhẹ ở các đồ nội thất làm bằng vật liệu tái chế sẽ đơn giản với một vài phương pháp như: Thêm phụ gia hoặc nẹp nhằm gia cố lại vị trí xảy ra vấn đề. Có thể áp dụng phương pháp tháo lắp để thay thế chi tiết hư hại, nếu nắm vững cấu tạo sản phẩm và có kỹ thuật gia công đồ nội thất.

Phương pháp này cũng áp dụng được với trường hợp đồ nội thất bị hư hỏng nặng. Tuy nhiên, hướng giải quyết này chỉ ứng dụng với các sản phẩm được làm bằng vật liệu tái chế có thể thay thế được như gỗ và kim loại. Đối với những vật liệu tái chế như nhựa hoặc thuỷ tinh, hầu như sẽ thay mới hoàn toàn, bởi việc thay chi tiết nhỏ sẽ rất khó duy trì tính thẩm mỹ của sản phẩm.

Tóm lại, việc ứng dụng những phương pháp bảo dưỡng không những giúp hạn chế các vấn đề xuất hiện trên sản phẩm vật liệu tái chế, mà còn hỗ trợ cho việc xử lý vấn đề dễ dàng hơn.

Ứng dụng và phân tích kết quả

Kết quả khảo sát trực tuyến và phỏng vấn chuyên gia có thể được tóm tắt với những mục dưới đây: (1) Gỗ và thép cũ từ công trình được tái sử dụng cũng như tái chế nhiều tại Đà Lạt; thuỷ tinh, nhựa, và gạch tái chế chưa được sử dụng phổ biến; các sản phẩm tái chế tuy đa dạng nhưng có khuyết điểm về chất lượng và độ bền. (2) Vật liệu tái chế gỗ và gạch được ứng dụng chủ yếu là lát sàn hoặc ốp tường, gỗ hoặc nhựa tái chế thường được sử dụng trong gia công sản xuất đồ nội thất.

Thép, gạch, và thuỷ tinh được sử dụng nhiều trong việc trang trí không gian phòng. (3) Đa số phản hồi cho rằng ứng dụng vật liệu tái chế phù hợp với thiết kế nội thất theo phong cách hiện đại; gợi ý ưu tiên việc bảo dưỡng, bảo trì vật liệu trong quá trình sử dụng; việc phát huy hiệu quả tính bền vững trong công trình dân dụng còn nhiều hạn chế và (4)

Thiết kế mẫu không gian phòng ngủ (Nguồn: Tác giả và Nguyễn Trần Xuân Thành)

 

Chủ đề bền vững chỉ phổ biến ở lĩnh vực “giảm tác động tiêu cực đến môi trường”. Thiết kế mẫu không gian phòng khách (Nguồn: tác giả và Trần Thị Hoài Thảo)

Ứng dụng vào thiết kế thực tế, không gian phòng ngủ, công năng và mục đích sử dụng khác với không gian phòng khách, nên việc ứng dụng gỗ tái chế vào nội thất sẽ làm tăng cảm giác ấm áp, cũng như tạo một không gian phù hợp với việc nghỉ ngơi riêng tư (xem hình 6).

Trường hợp ứng dụng vật liệu tái chế trong thiết bị nội thất, phối cảnh không gian phòng khách ở hình 7, chỉ duy nhất khu vực tường đối diện lối vào chính (tường có bố trí tivi) được ốp gỗ tái chế. Thiết kế sử dụng mảng gỗ ốp tường ở vị trí này với mục đích tạo điểm nhấn, cũng như làm tăng tính thẩm mỹ.
Kết luận

Qua mỗi quá trình thực hiện nghiên cứu, có thể nhận thấy rằng việc ứng dụng vật liệu tái chế trong thiết kế nội thất công trình dân dụng tại Việt Nam, hiện nay đang trên xu hướng phát triển mạnh. Bởi sự phát triển thiết kế bền vững trong công trình đang là chủ đề được ứng dụng nhiều trên nhiều ở các nước phát triển, do đó tạo nên sự ảnh hưởng đến ứng dụng thiết kế bền vững ở các công trình trong nước.

Và việc sử dụng vật liệu tái chế là một khía cạnh nhỏ trong quá trình thực hiện một công trình bền vững. Vậy nên việc sử dụng vật liệu tái chế và phát huy hiệu quả vật liệu trong một không gian nội thất là có tính khả thi cao. Đề tài có thể tiếp tục phát triển chuyên sâu với lĩnh vực thiết kế nội thất, và hướng nghiên cứu sẽ xem xét về việc tìm hiểu ứng dụng của vật liệu tái chế trong thiết kế công trình công cộng.