Tài liệu Tiểu luận tổng quan về mái nhà xanh và khả năng áp dụng tại việt nam

Đại học Khoa học Tự nhiên Đại học Quốc Gia Hà Nội TIỂU LUẬN Tổng quan về mái nhà xanh và khả năng áp dụng tại Việt Nam Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hạnh Lê Giáo viên hướng dẫn: Phạm Thị Thu Hà Hà Nội, 12/2012 DANH MỤC CÁC HÌNH, BẢNG Hình 1: Mái nhà nông (trên) và mái nhà sâu (dưới) Hình 2: Sơ đồ các lát cắt mái nhà xanh Hình 3: Khu đô thị Định Công từ Google Map Hình 4: Nhu cầu về không gian xanh của người dân Hình 5: Nhu cầu cấp thiết về rau sạch của người dân trong khu đô thị Bảng 1: Phân tích SWOT cho công nghệ mái nhà xanh tại Việt Nam Bảng 2: Thống kê phỏng vấn một số người dân trong khu đô thị Bảng 3: Liệt kê một số loại rau ngắn ngày khả thi trồng tại khu đô thị Định Công MỞ ĐẦU I. Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1. Giới thiệu chung về công nghệ trồng cây trên mái và hiện trạng phát triển tại Việt Nam Mái nhà xanh là diện tích trên tầng cao nhất của những kiến trúc tạo lập bởi con người cho phép thực vật mọc phù hợp theo Tiêu chuẩn cấu trúc mái nhà xanh của thành phố Toronto (Tiêu chuẩn mái nhà xanh Toronto). Tiền thân của mái nhà xanh là các khu vườn trên nóc nhà, vốn đã có lịch sử lâu đời. Công trình với khu vườn trên nóc nhà đầu tiên được ghi nhận chính là vườn treo Babylon, một trong bảy kỳ quan của thế giới cổ đại, vào khoảng 500 năm trước Công nguyên. Trong quá trình phát triển, mái nhà xanh là công nghệ được sử dụng rộng rãi ở các nước phương Tây. Cho đến đầu thập niên 1960, sự quan tâm đến môi trường gia tăng đã tạo cơ hội cho công nghệ phủ xanh mái nhà quay trở lại ở nhiều quốc gia châu Âu, tiêu biểu như Đức và Thụy Sĩ. Thập niên 70, nhiều nghiên cứu liên quan đến những thành phần khác nhau của mái nhà xanh đã được thực hiện, như các hóa chất ngăn cản sự phát triển của rễ, các lớp chống thấm, hệ thống dẫn nước, cũng như lớp phủ và cây trồng với khối lượng nhẹ (Getter & Rowe, 2006). Ước tính hàng năm, diện tích mái phủ xanh gia tăng khoảng 13.5 triệu m2, và tính đến năm 2002, lớp thảm xanh đã được phủ lên 14% số mái nhà ở Đức. Hiện nay, tại các quốc gia phát triển, ngành công nghiệp mái nhà xanh và các phụ kiện đi kèm chúng không còn xa lạ đối với người dân. Hiện trạng phát triển tại Việt Nam: Việt Nam chưa có bất kỳ bộ luật nào về tiêu chí mái nhà xanh, cũng chưa có công trình nào được công nhận là mái nhà đạt chuẩn thế giới. Hội Kiến trúc sư Việt Nam là nơi đầu tiên phát động kiến trúc mái nhà xanh, nhưng trong số 11 công trình được giải thưởng Kiến trúc xanh năm 2012, không có mô hình nào áp dụng mái nhà xanh. Một số địa phương như Tp. Hồ Chí Minh hay Đà Nẵng, mô hình mái nhà xanh được cho là thí điểm thành công, nhưng không có cơ quan đánh giá hay kiểm chứng. Một mô hình mái xanh được coi là thử nghiệm thành công của Hội Liên Hiệp Phụ nữ thành phố Đà Nẵng đó là kết hợp mái nhà xanh cùng với các tiêu chuẩn văn hoá, xã hội triển khai trên 2. 635 Chi hội. Các tiêu chí văn hóa bao gồm: 5 không: - Không có người vi phạm pháp luật và TNXH; - Không có trẻ em bỏ học; - Không có BLGĐ; - Không có PN sinh con thứ 3; - Không có trẻ em suy dinh dưỡng.; 3 sạch: - Sạch nhà - Sạch bếp - Sạch phố - 2 T: - Tiết kiệm - Tận dụng Đi kèm với các tiêu chí văn hóa này, các gia đình sẽ sử dụng mái nhà xanh theo tiêu chuẩn quốc tế. Đây là phương pháp được Hội Phụ nữ khuyến khích như một hình thức bảo vệ môi trường và nâng cao chỉ số văn hóa cho các thành viên trong hội. 2. Phân loại mái nhà xanh Mái nhà xanh được chia làm 2 loại: mái nông (loại trải thảm) và mái sâu (loại chuyên dụng) Mái nhà nông: - Có độ dày nền đất từ 2 – 20cm - Yêu cầu mái nhà có khả năng chống chịu trung bình - Loại thực vật thường sử dụng là rêu và các loại cỏ - Hầu như không cần chăm bón hay tưới nước Mái nhà chuyên dụng: - Có độ dày nền đất 20 cm - Yêu cầu mái nhà có sức chống chịu tốt - Loại thực vật sử dụng đa dạng, phụ thuộc vào từng khu vực và mục đích sử dụng. Thông thường, các loại thực vật này đòi hỏi một độ sâu nhất định của đất - Yêu cầu chăm bón và cắt tỉa thường xuyên Hình 1: Mái nhà nông (trên) và mái nhà sâu (dưới) Mái nhà nông thường được sử dụng để trang trí cho các loại mái vòm ở các công trình công công như công viên, khách sạn với mục đích trang trí. Trong khi đó, mái chuyên dụng được thi công trên nóc các tòa nhà và công trình nơi có con người sinh sống bên trong như nóc trung tâm thương mại, khu chung cư. II. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 1. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là công nghệ mái xanh được áp dụng trên thế giới và các công nghệ phụ trợ đi kèm. Địa điểm nghiên cứu được thực hiện tại khu đô thị Định Công, quận Hoàng Mai, thành phố Hà Nội 2. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp hồi cứu tài liệu: chọn lọc và tổng kết các tài liệu có liên quan đến công nghệ mái nhà xanh và hiện trạng phát triển tại Việt Nam. Phương pháp thực địa: khảo sát tình hình trồng cây xanh trên mái tại khu đô thị Định Công, Hoàng Mai. Đánh giá thái độ của người dân và khả năng áp dụng công nghệ mái xanh tại khu đô thị này. Phương pháp phỏng vấn: phỏng vấn bảng hỏi với 20 người dân độ tuổi 18 – 60 trong khu đô thị. Phỏng vấn sâu 2 người dân trồng rau tại khu đất quanh chung cư. III. Kết quả nghiên cứu 1. Cấu trúc của một mái nhà xanh  Thảm thực vật: thực vật được lựa chọn tùy theo nhu cầu và điều kiện của công trình xây dựng. Tiêu chí lựa chọn thảm thực vật bao gồm: mục đích công trình, giá trị thẩm mỹ, điều kiện môi trường địa phương, đặc tính của cây (tuổi thọ, thời gian thích nghi, sức chống chịu, năng suất sinh học, tải trọng, chiều dài rễ), sức chống chịu của mái nhà, thành phần và độ sâu lớp đất nền.  Lớp đất nền: nằm phía dưới lớp thực vật, là một hỗn hợp của nhiều thành phần khác nhau được thiết kế để phù hợp với từng loại cây và điều kiện khí hậu. Đất ở lớp này thường nhẹ và xốp để cho nước thấm qua, nhưng cũng phải có khả năng giữ nước và chất dinh dưỡng một cách nhất định để cung cấp cho cây trồng. Thành phần chính của đất nền là các vật liệu khoáng như đá phiến, phiến sét hoặc sét, ngoài ra còn có các thành phần vô cơ khác như cát, đá bọt, perlite, vermiculite và gạch ngói nghiền. Phần đất nền không cần thiết quá màu mỡ để tránh kích thích cây phát triển quá mức, khiến cây đòi hỏi nhiều nước hơn và chống chịu kém hơn với điều kiện khô hạn. Do đất nền khó có thể thay thế thường xuyên, nên một điều khuyến khích là sử dụng các vật liệu có sẵn ở địa phương để tiết kiệm chi phí và dễ bảo dưỡng.  Lớp vài lọc: có vai trò giữ chất dinh dưỡng không bị rửa trôi dưới tác dụng của mưa  Lớp thấm và giữ nước: có vai trò cho phép nước mưa thoát ra chống làm úng ngập rễ, đồng thời thấm một lượng nước vừa phải để cung cấp cho cây trồng, đặc biệt trong thời tiết hanh khô Hình 2: Sơ đồ các lát cắt mái nhà xanh Lớp chặn rễ: ngăn chặn sự xâm nhập và tác động của rễ xuống lớp mái bên dưới Lớp lợp mái: còn gọi là lớp chống thấm, đặt trên mái nhà nhằm ngăn chặn nước mưa đi xuống. 2. Phân tích SWOT công nghệ mái nhà xanh Điểm mạnh Mái nhà xanh Mái nhà thường - Về mặt kinh tế: - Chi phí xây dựng thấp  Tiết kiệm chi phí cho rau sạch  Gia tăng tuổi thọ của mái nhà  Tiết kiệm chi phí làm mát và làm ấm  Tiết kiệm năng lượng chiếu sáng(nhờ việc sử dụng tấm chắn mặt trời) - Về môi trường:  Điều tiết nước mưa - Không mất thời gian chăm sóc - Công nghệ và nhân công sẵn có  Cải thiện không khí chất lượng  Tạo ra môi trường sống cho các loài động vật, phát triển đa dạng sinh học  Cắt giảm hiệu ứng đảo nhiệt đô thị  Duy trì nhiệt độ ổn định trong các toà nhà  Giảm lượng rác thải hữu cơ (đối với các mái nhà sử dụng hệ thống ủ phân tại chỗ) Điểm yếu - Chi phí xây dựng cao (4,8 – 15, 9 triệu vnđ/m2, thời giá năm 2012) - Không thân thiện với môi trường - Công nghệ tương đối phức tạp - Tuổi thọ mái thấp, dễ hư hại do các tác nhân bên ngoài - Đòi hỏi tay nghề cao - Đòi hỏi thời gian chăm bón Cơ hội - Nhu cầu về rau sạch giá rẻ gia tăng - Biến đổi khí hậu, nhiệt độ trung bình năm cao - Gia tăng nhu cầu về không gian xanh và nơi vui chơi - Tiêu hao năng lượng - Đa phần người dân quen với việc sử dụng mái truyền thống - Gia tăng số lượng các hộ có mức thu nhập khá và các toà nhà lớn có yêu cầu về bào vệ môi trường trong thiết kế và xây dựng - Nhận thức bảo vệ môi trường và tiết kiệm năng lượng của người dân ngày càng tăng - Khí hậu nóng ẩm phù hợp với cây trồng quanh năm Thách thức - Khó chuyển giao công nghệ từ nước ngoài - Là công nghệ tương đối xa lạ đối với Việt Nam - Gặp khó khăn trong việc bảo vệ hệ thống cây - Khó cải tiến để đáp ứng nhu cầu về không gian xanh và kiến trúc thân thiện với môi trường. Bảng 1: Phân tích SWOT cho công nghệ mái nhà xanh tại Việt Nam 3. Đề xuất mô hình mái nhà xanh cho khu đô thị Định Công – Đại Kim, Hà Nội 3.1. Khái quát về khu đô thị Định Công Khu đô thị Định Công nằm phía đông nam thành phố Hà Nội, thuộc địa phận quận Hoàng Mai. Phía bắc và tây bắc giáp khu dân cư thôn Thượng, phường Định Công. Phía tây nam giáp sông Tô Lịch, phía nam và đông giáp khu đô thị Bắc Linh Đàm mở rộng và sông Lừ. Diện tích khu đô thị 135 ha, bao gồm 50ha diện tích đất ở, 130ha dành cho công trình công cộng, trường học và khu thể thao. Khu đô thị có dân số 20. 000 người, mật độ 14 người/km2. Hình 3: Khu đô thị Định Công từ Google Map (Ảnh chụp ngày 24/10/2012) Khu đô thị bao gồm 300. 000 m2 nhà sàn, 20 lô biệt thự, nhà ở liền kề, 12 tòa chung cư, văn phòng tập trung tại CT1, CT2, CT5, CT7 và CT9. Ngoài ra, khu đô thị có một số công trình công cộng khác như câu lạc bộ, nhà văn hóa. Lý do lựa chọn làm địa điểm nghiên cứu: - Người dân có nhu cầu cấp thiết về không gian xanh - Người dân có nhu cầu về rau sạch - Mức thu nhập trung bình của các hộ dân tương đối cao - Đã xuất hiện ý tưởng sơ khai về mái nhà xanh - Thuận lợi về điều kiện và địa điểm nghiên cứu Hình 4: Nhu cầu về không gian xanh của người dân Hình 5: Nhu cầu cấp thiết về rau sạch của người dân trong khu đô thị 3.2. Khảo sát ý kiến người dân và đề xuất giải pháp cho mái nhà xanh Hiện tại, ban quản lý khu đô thị có dự án xây dựng lại chung cư dành cho người dân tái định cư. Mục đích của nghiên cứu là tìm hiểu hiểu biết và thái độ của người dân về mái nhà xanh, bước đầu lập kế hoạch xây dựng mái nhà xanh trên nóc khu các chung cư mới. Phỏng vấn thực hiện trên 20 người dân sinh sống tại khu dân cư, bao gồm độ tuổi từ 18 – 60. Kết quả thể hiện trong bảng sau: Câu hỏi Số lượng đồng tình Ghi chú Đã nghe đến/tìm hiểu về công nghệ mái nhà xanh trước đó 15/20 Vô tình nghe/đọc trên các phương tiện truyền thông Thực sự tìm hiểu về công nghệ mái xanh Muốn có thêm không gian xanh tại chung cư 20/20 5/20 người dưới 50. 000vnđ/tháng 12/20 đóng 50 – 100. 000 vnđ/tháng 3/20 đóng từ 100- 200. 000 vnđ/tháng Có thời gian chăm sóc cây trên mái 3/20 Thuộc độ tuổi trung niên (50 – 60) Có nhu cầu về rau sạch, có thời gian chăm sóc cây. Coi trồng rau là một thú vui Bảng 2: Thống kê phỏng vấn một số người dân trong khu đô thị Tổng số dân sống trong các khu chung cư khoảng 720 hộ, tương đương với 2900 người. Số lượng hộ đồng ý nộp từ 50. 000– 100. 000 vnđ/tháng cho mái nhà xanh chiếm: 12 : 20 x 2900 = 1. 740 người (60% dân số) Các yêu cầu về xây dựng bao gồm: - Thảm thực vật - Xây dựng và lắp đặt hệ thống mái - Đất và dụng cụ chăm bón. Lớp thảm thực vật phụ thuộc vào nhu cầầu của người dần, điềầu ki ện khí h ậu c ủa Vi ệt Nam và thời gian chăm sóc. Người dần Định Công có nhu cầầu trôầng rau s ạch t ại nhà, do v ậy, l ớp thảm thực vật là các loại rau thơm, rau ngăắn ngày, chiềắm ít di ện tch và không cầần đầầu t ư chăm bón nhiềầu. Phỏng vầắn sầu 2 hộ dần hi ện đang trôầng rau t ại nhà trong khu đô th ị đ ược đềầ xuầắt một sôắ loại rau củ sau: STT Tên cây 12 Tỏi 1 Rau muống 13 Gừng 2 Húng láng 14 Xà lách 3 Húng bạc hà 15 Tía tô 4 Húng quế 16 Mướp 5 Cà chua 17 Bầu 6 Rau răm 18 Bí 7 Mồng tơi 19 Mùi tầu 8 Cải ngọt 20 Mùi 9 Cải đắng 21 Kinh giới 10 Bạc hà 22 Dền 11 Hành 23 Dọc mùng Bảng 3: Liệt kê một số loại rau ngắn ngày khả thi trồng tại khu đô thị Định Công. Hộ dân có nhu cầu về trồng rau sẽ tự lo phí nguyên liệu (hạt giống, phân bón) và đóng phí cao hơn so với các hộ dân khác (300. 000vnđ/hộ). Xây dựng và lắp đặt hệ thống mái: Theo thời giá năm 2012, thống kê của công ty cổ phần Đô thị, chi phí để xây dựng mái nhà xanh dao động từ 4,8 triệu vnđ (mái nông) đến 15, 9 triệu vnđ (mái sâu). Đối với cây trồng là các loại rau kể trên, yêu cầu độ dày của tầng đất từ 15 – 20cm, thi công loại mái nông là hoàn toàn phù hợp. Diện tích trung bình của một tầng nhà khoảng 700 – 1. 000 m2. Thi công trên 200 – 300 m2 diện tích, khoảng trống còn lại dành cho việc lắp đặt hệ thống chiếu sáng, đi lại, vui chơi. Chi phí xây dựng cần: 300 x 4. 900. 000 = 1. 470. 000. 000 vnđ Đất và dụng cụ chăm bón: đề xuất sử dụng đất sinh học. Giá bán trên thị trường năm 2012 từ 5 – 7. 000 vnđ/10 kg bón được cho 15 – 20m2 đất. Cây trồng cho năng suất cao trong thời gian ngắn. Chi phí mua đất cần 300 x 5. 000 = 150. 000 vnđ Tổng chi phí đầu tư ban đầu: 1.470. 000. 000 + 150. 000 + nước tưới + phụ phí khác = 1.475. 000. 000 vnđ Tổng số hộ dân trong 1 khu chung cư: 5 hộ/tầng x 12 tầng = 60 hộ Mỗi hộ thu 200. 000 vnđ/ tháng 1 năm thu: 60 x 200. 000 x 12 = 144. 000. 000 vnđ/năm Thời gian để hoàn lại vốn đầu tư ban đầu: 1.475 : 144 = 10 năm KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ Mái nhà xanh là công nghệ được áp dụng tại nhiều nơi trên thế giới. Trong xu hướng biến đổi khí hậu toàn cầu, mái nhà xanh là một trong những giải pháp tối ưu để thiết kế xây dựng trong đô thị Việc thi công mái nhà xanh tại Việt Nam chưa phát triển do gặp một số trở ngại. Trở ngại đầu tiên là chi phí không phù hợp với thu nhập của đại bộ phận dân số. Thứ hai, đội ngũ thi công lắp đặt và tiêu chuẩn của mái nhà chưa định hình, gây khó khăn cho những hộ dân muốn thi công. Trong tương lai, mái nhà xanh là một xu hướng phát triển tại các đô thị của Việt Nam. Hiện nay, một số dinh thư tư nhân đã thi công mái nhà xanh, là tiền đề cho việc phát triển của công nghệ này sau này. PHỤ LỤC Bảng hỏi Dành cho người dần sôắng trong các chung c ư của khu Đô th ị vềầ d ự án trôầng rau trền tầầng thượng chung cư. STT Câu hỏi 1 Cô/bác có quan tâm đến các vấn đề môi trường không? 2 Cô/bác biết gì về công nghệ mái nhà xanh? 3 Theo cô/bác loại cây gì phù hợp nhất để trồng trên mái? 4 Cô/ bác có mong muốn chung cư mình có mái nhà xanh không? Nếu có, cô/bác mong muốn sử dụng nó vào mục đích gì? 5 Cô/ bác làm nghề gì? 6 Cô/ bác có thể đóng Trả lời Ghi chú góp hàng tháng để xây dựng mái nhà xanh không? Nếu có, đóng góp bao nhiêu? 7 Cô/ bác có thể dành thời gian chăm sóc cây trên mái nhà không? Nếu có, bao nhiêu giờ/ ngày? 8 Cô/ bác có thể dành thời gian và công sức xây dựng mái nhà xanh (trồng cây, mua dụng cụ, sắp xếp khay đựng, chuẩn bị đất trồng,…) TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Syracuse, Modern green roof techonology, Green Roof Service, 2011 2. Leika Tolderlund, Design Guidelines and Maintenance Manual for Green Roofs in the Semi – Arid and Arid West, University of Dernver, 2010 3. Toronto multiple code for green roof, 2009 4. Florida Field Guide to Low Impact Development, University of Florida, 2008 5. Bibliograph of Green Roof Articles in English, Green Roof for Healthy City, 2007 6. Erica Obernforfer and others, Green Roofs as Urban Ecosystem: Ecologial Structures, Functions, and Services, Bio Sciences, 2007 7. Getter, K., & Rowe, B., The role of extensive green roofs in sustainable development. HortScience, 2006 8. Luckett, K. and other, Green Roof Construction and Maintenance, McGraw-Hill Prof Med/Tech, 2009 9. Mentens, J. R. and other, Green roofs as a tool for solving the rainwater runoff problem in the urbanized 21st century, Landscape Urban Plan, 2007 10. Scholz-Barth, K, Green roofs: Stormwater management from the top down, Environmental Design & Construction, 2001 11. Scholz-Barth, K. (2001). Green roofs: Stormwater management from the top down. Environmental Design & Construction, 2001 12. Hathaway, A. M. and others, A field study of green roof hydrologic and water quality performance, American Society of Agricultural and Biological Engineers, 2008