Ngăn hội chứng cao ốc bằng… điện

Các vấn đề sức khỏe do thiếu dưỡng khí trong nhà cao tầng kín gió được giới y khoa gọi là hội chứng cao ốc. Để ngăn chặn tình trạng này, giải pháp trực tiếp được áp dụng phổ biến nhất là trang bị hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa nhiệt độ (HVAC) chạy bằng điện.

Theo tính toán của các nhà khoa học, tại các cao ốc ở Mỹ và Singapore, tỷ lệ thông gió cho mỗi người đạt 25l/s (lít/giây) có thể giúp tăng năng suất và sức khỏe người lao động. Khi tỷ lệ này giảm 5-10l/s, nguy cơ mắc hội chứng cao ốc sẽ tăng lên 23%, ảnh hưởng trực tiếp tới hiệu suất làm việc.

Khi tỷ lệ thông gió tăng 10l/s cho mỗi người, kinh tế Mỹ sẽ được lợi thêm 5,6 tỷ USD mỗi năm. Con số này sẽ là 13,5 tỷ USD mỗi năm nếu tỷ lệ thông gió tăng 15l/s. Ở các nước nhiệt đới, khi tỷ lệ thông gió cho mỗi người tăng 10l/s và nhiệt độ phòng đạt 24,50C, hiệu suất làm việc sẽ tăng 22%.
 

Rõ ràng HVAC đang đem lại nhiều lợi ích, nhưng chi phí tiêu thụ điện cho hệ thống này cũng rất lớn. Ở Mỹ và Singapore, các cao ốc tiêu thụ tới 50% và 72% tổng lượng điện, trong đó hệ thống HVAC chiếm từ 40-50%. Ở các vùng nhiệt đới chịu ảnh hưởng nhiều bởi biến đổi khí hậu, việc phụ thuộc quá nhiều vào điện thường dẫn đến tình trạng kém bền vững về năng lượng.

“Tỷ lệ thông gió không đủ có thể làm giảm chất lượng môi trường trong tòa nhà và ảnh hưởng xấu tới người ở trong đó. Vấn đề quan trọng là làm sao để có đủ không khí, đảm bảo sức khỏe, năng suất lao động mà vẫn giảm được năng lượng tiêu thụ” - các nhà nghiên cứu Đại học bang California và Pennsylvania nêu.

Giải pháp bền vững, tiết kiệm

Kiến trúc xanh cho cao ốc (Green Building) đang được xem là một giải pháp bền vững cho vấn đề trên. Kiến trúc xanh đòi hỏi tòa nhà phải đạt các tiêu chí: Sử dụng hiệu quả năng lượng, nguồn nước; bảo vệ sức khỏe người lao động và cải thiện năng suất lao động; giảm ô nhiễm, rác thải và sự suy thoái môi trường. Các tiêu chí này phải được đảm bảo trong suốt vòng đời của tòa nhà, từ lúc chọn địa điểm, thiết kế, thi công đến sử dụng và sửa chữa.

Ở Các Tiểu vương quốc Arập Thống nhất (UAE), nhà thiết kế thường tính đến hướng của tòa nhà để nhận bóng mát và tránh nắng. Các tòa nhà ở đây bị ánh nắng chiếu nhiều nhất ở hướng đông và tây vào mùa hè, hướng nam vào mùa đông. Khi xây cao ốc, họ thường dựa trên trục đông - tây để bố trí kính ở mặt nam và bắc nhằm đón bóng mát và kiểm soát độ chói của ánh nắng.

Theo khuyến cáo của UAE, việc thiết kế tường, mái và sàn nhà cao ốc với các vật liệu cách nhiệt phải đạt chỉ số U (tỷ lệ tia bức xa có thể xâm nhập 1m2 nhà) là 0,35. Để ngăn nhiệt vào nhà từ cửa sổ, kính cách nhiệt cũng phải được thiết kế dày gấp đôi.

Từ năm 2010, Viện Công nghệ và Khoa học Masdar ở Abu Dhabi cung cấp thiết kế tháp gió cho 6 tòa cao ốc, nhờ đó giảm được 50% yêu cầu năng lượng làm mát so với một tòa nhà bình thường của UAE. Còn Trung tâm thương mại thế giới ở Bahrain được thiết kế với 3 tuabin gió khổng lồ ở giữa hai tòa tháp, vừa tạo ra điện vừa tối ưu hóa luồng gió làm mát.

Năm 2012, tòa cao ốc 30 tầng Oasia Downtown ở đảo quốc Singapore khi hoàn thành đã tạo nhiều bất ngờ. Lớp lưới nhôm trên tòa nhà được bao phủ bởi 20 loài cây leo và cây hấp thụ nhiệt nóng mặt trời. Hành lang bên ngoài rộng, tận dụng được lợi thế gió và lưu thông không khí mát mẻ xung quanh tòa nhà.

Tại Mỹ, nước mưa được xem là một trong những nguồn làm mát hiệu quả cho cao ốc. Tòa tháp chọc trời Hearst Tower ở thành phố New York được thiết kế một thác nước cao 30 feet (9,144m) ở hành lang, tạo thành bởi lượng nước mưa dự trữ trên mái nhà, giúp duy trì độ ẩm lý tưởng từ 30-50% tùy theo mùa và có thể giảm lượng điện chạy điều hòa tới 5% ở khu vực sảnh tòa nhà. Nước từ mái còn được dẫn qua hệ thống ống xung quanh nhà giúp làm mát vào mùa nhè và làm ấm vào mùa đông.

Báo cáo của Hội đồng Xây dựng xanh của Mỹ (USGBC) tháng 2/2016 cho biết, riêng thị trường vật liệu cho xây dựng xanh cũng ước đạt 234 tỷ USD vào năm 2019.

“Nhu cầu về xây dựng xanh trên toàn cầu đang tăng nhanh trong những năm qua. Các nước đang tìm kiếm các công cụ để hỗ trợ sự phát triển kinh tế bền vững. Các nhà lãnh đạo thương mại và các nhà hoạch định chính sách thế giới nhận thấy việc tham gia chuyển đổi môi trường xây dựng là điều hết sức quan trọng để đối phó với các thách thức chủ yếu của môi trường” - Rick Fedrizzi - Giám đốc điều hành USGBC - nói.

Theo Khoahocphattrien