Các kiến trúc sư và nhà khoa học tại Hà Lan đã tìm ra 6 phương pháp quy hoạch đô thị kết hợp, hướng tới xây dựng môi trường sống lành mạnh, bền vững và vì sức khỏe cộng đồng.

Theo ước tính, các thành phố tiêu thụ hơn 2/3 năng lượng của thế giới và chiếm hơn 70% lượng khí thải CO2 toàn cầu. Trong bối cảnh đô thị hóa càng ngày càng mở rộng về quy mô, những con số này hẳn sẽ tiếp tục tăng lên trong nhiều thập kỷ tới.

Trong nỗ lực khám phá các mô hình mới về đô thị lành mạnh, studio thiết kế và nghiên cứu FABRICations của Hà Lan đã nghiên cứu và chỉ ra các phương pháp mà nhiều thành phố của Hà Lan có thể áp dụng để giảm lượng phát thải carbon, tiến tới môi trường sống bền vững. Những phương pháp này được tiếp cận từ góc độ kiến trúc và vai trò của kiến trúc trong quy hoạch đô thị. 

Để giảm tác động tiêu cực của đô thị và quá trình vận hành đô thị lên môi trường, FABRICations đã nghiên cứu và xem xét hệ thống và cấu trúc cốt lõi của một thành phố. Các kiến trúc sư và nhà khoa học đã hình dung và nghiên cứu về mô hình đô thị như một hệ thống nhiều lớp, gồm nhiều cơ sở hạ tầng chồng chéo lên nhau và tồn tại dựa trên quy trình tuần hoàn, trong đó sản phẩm cuối cùng của cơ sở này trở thành nguồn lực cho cơ sở khác. 

Giảm tiêu thụ, tái sử dụng và phân tầng năng lượng

Phương pháp này đề cập đến việc phân bổ năng lượng dư thừa từ những hoạt động công nghiệp trong thành phố đến các hộ gia đình, tòa nhà văn phòng hoặc không gian công cộng từ đó tạo ra nhiều tầng tiêu thụ để tăng cường hiệu quả sản xuất và sử dụng năng lượng, tránh lãng phí. Cùng với đó, khuyến khích sử dụng, tái tạo nguồn năng lượng sạch và hạn chế nguồn năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch như dầu thô, than đá. 

Chiến lược này đã được thử nghiệm tại một số thành phố của Hà Lan thông qua những dự án như “Chuyển hóa năng lượng ở Rotterdam” (Metabolism in Rotterdam), “Chương trình không gian khu vực Brabant” (Regional Spatial Agenda for Brabant). Những dự án này đều được nghiên cứu và thực hiện bởi FABRICations. 

Trong dự án “Trao đổi năng lượng ở Rotterdam”, nhóm nghiên cứu phân tách đô thị thành 9 “dòng chảy” tương tác qua lại lẫn nhau và vận động, hình thành nên hệ sinh thái chung của thành phố, bao gồm con người, thực phẩm, nước, hàng hóa, năng lượng, sinh vật, địa chất, không khí và nhiệt, cuối cùng là chất thải. Những dòng vật chất này cần được sắp xếp lại và tổ chức dưới một mô hình hay dạng thức bền vững hơn, mà ở đó năng lượng được chuyển thẳng đến địa điểm mà nó cần được sử dụng. 

Do đó, các nhà khoa học đã đề xuất vòng tròn năng lượng giữa các vòng tròn vật chất, nghĩa là dòng vật chất này tạo ra năng lượng cho dòng vật chất khác đồng thời nhận năng lượng từ một dòng vật chất khác nữa. Năng lượng dư thừa từ khu công nghiệp sẽ được chuyển đến con người, thông qua phân bổ cho hộ gia đình, tòa nhà văn phòng, nhà kính nông nghiệp và không gian công cộng. Để làm được điều này, thiết kế vật lý của thành phố cần có sự tính toán cụ thể nhằm tránh hao phí năng lượng. 

Trong dự án “Chương trình không gian khu vực Brabant”, nhóm nghiên cứu dự án đã đặt ba chủ đề là trọng tâm cốt lõi của quy hoạch đô thị bao gồm kinh tế, tính bền vững và tính di động. Từ đó, các nhà khoa học phát triển 4 đề xuất về thiết kế đô thị nhằm giải quyết những thách thức về dư thừa và thiếu hụt năng lượng. 

4 đề xuất bao gồm: Phát triển các tuyến đường dành cho xe đạp được cung cấp năng lượng nhiệt để sưởi ấm vào mùa đông từ nguồn năng lượng dư thừa do hoạt động sản xuất, tái thiết kế các khu vực lưu trữ năng lượng để tạo ra cảnh quan có tính giải trí cho cư dân, sử dụng những trang trại trống để xây dựng bãi đỗ xe quốc tế hoặc kho giao hàng, phát triển những trang trại cũ thành mô hình du lịch tham quan kết hợp sản xuất lương thực và chăm sóc sức khỏe.

Những con đường được tích hợp hệ thống sưởi nhiệt từ năng lượng dư thừa giúp cho người đi xe đạp có trải nghiệm an toàn ngay cả trong bóng tối và trong mùa đông (Nguồn: FABRICations)

Xây dựng “thành phố bọt biển” từ các không gian lưu trữ nước mưa linh hoạt

Đối với những thành phố thường xuyên phải đối mặt với lũ lụt, đặc biệt là khu vực ven biển, mô hình “thành phố bọt biển” có thể trở thành phương án hiệu quả. “Thành phố bọt biển” là dạng đô thị với mạng lưới kênh thoát nước, không gian lưu trữ nước đa dạng, linh hoạt và liên kết với nhau. Không gian lưu trữ nước không chỉ là hạ tầng nhân tạo, mà còn là những khu vực cây xanh tự nhiên, rừng ngập nước giúp thoát nước và duy trì hệ sinh thái. Thông qua điều chỉnh lượng nước dự trữ, thành phố có thể phản ứng nhanh với các hiện tượng thời tiết cực đoan như hạn hán, lũ lụt. 

Riêng đối với một quốc gia nằm dưới mực nước biển như Hà Lan, việc quy hoạch các “thành phố bọt biển” là rất quan trọng. Dự án do FABRICations thực hiện, được phê duyệt vào năm 2016, dưới sự ủy quyền của Chương trình Nhân cư Liên Hợp Quốc UN Habitat, đã phát triển một kế hoạch mở rộng đô thị quy mô lớn ở các làng ven biển Ningo và PramPram của Hà Lan. 

Để phát triển đô thị tại một khu vực ven biển, vấn đề điều tiết lượng nước trong đô thị để ngăn chặn ngập lụt là nhiệm vụ then chốt. Nhóm các nhà khoa học đã xây dựng hệ thống phòng thủ ven biển cùng với hệ thống cảnh quan xanh, bao gồm những khu vực trồng cây ngập nước để thấm và lưu trữ nước mưa, ngăn chặn các dòng nước chảy ồ ạt. Hệ thống cảnh quan xanh này còn có vai trò lọc không khí, điều chỉnh hệ sinh thái, hình thành đa dạng sinh học và phục vụ nhu cầu giải trí của con người. 

Quy hoạch tổng thể dự án. (Nguồn: FABRICations)

Xử lý chất thải hữu cơ và sản xuất năng lượng bền vững 

Chất thải hữu cơ từ con người và các loài động vật cũng là một vấn đề lớn của thành phố. Hơn hết, đối với một thành phố không chú trọng phát triển nông nghiệp đô thị, rất khó để tìm ra nguồn tiêu thụ và tái sử dụng lượng chất thải này theo cách truyền thống, tức là dùng làm phân bón cho hoa màu hay làm màu mỡ đất trồng. Tuy nhiên, theo nghiên cứu của FABRICations, nguồn chất thải này có thể được tái chế, tái sử dụng khi tiếp cận ở nhiều phương diện khác nhau. 

Dự án “Trao đổi năng lượng tại Rotterdam” đã thực nghiệm giải quyết việc tái sử dụng chất thải hữu cơ từ nhiều góc độ khác nhau. Một trong những đề xuất khá độc đáo là hệ thống lọc và lưu giữ các chất dinh dưỡng, chất phốt phát từ chất thải hữu cơ. Những chất này thường bị mất đi qua quá trình xử lý chất thải thông thường, nhưng lại có giá trị cao trong sản xuất năng lượng và nuôi trồng thủy sản. Bên cạnh đó, hệ thống phân loại chất thải trong các hộ gia đình có thể hỗ trợ thu lại giá trị tối đa của chất thải thông qua sản xuất protein nhân tạo và tổng hợp năng lượng sinh khối. 

Quang cảnh từ trên cao của công viên bến cảng Rotterdam, nơi các ống sinh học được ứng dụng để thu hoạch và chế biến rong biển. (Ảnh: Archdaily)

Nhờ vào hệ thống phân loại và xử lý công nghệ cao, chất thải trở thành nguyên liệu thô tạo ra năng lượng cho con người. Đặc biệt, công nghệ sản xuất protein từ chất thải hữu cơ có thể đem lại nhiều giá trị bền vững. Protein tổng hợp từ thực phẩm thừa trong sinh hoạt có thể được sử dụng để nuôi dưỡng côn trùng - 1 nguồn protein bền vững cho con người. Theo thống kê, trung bình 1 người dân Hà Lan tiêu thụ 510kg thực phẩm mỗi năm, trong đó thịt và cá chiếm 5%. Đây là nguồn protein phổ biến của con người, nhưng lại chịu trách nhiệm cho 70% lượng khí carbon phát thải gây ra bởi thực phẩm. Trong khi đó, côn trùng đang được nghiên cứu và chứng minh là nguồn protein dồi dào và bền vững. 

Cùng tạo ra 1kg protein, côn trùng sử dụng ít tài nguyên hơn hẳn các loài động vật như bò hay lợn. (Nguồn: Benison Media)

Xây dựng bền vững và tái sử dụng chất thải xây dựng 

Với việc ngành xây dựng chịu trách nhiệm cho 40% tổng lượng khí carbon phát thải toàn cầu, đương nhiên một thành phố lành mạnh, đáng sống phải chú ý đến phát triển xây dựng bền vững. Xây dựng bền vững bao gồm những phương pháp thiết kế, thi công và vận hành công trình với tiêu chí hiệu quả năng lượng, giảm tối thiểu tác động đến môi trường xung quanh, phục vụ được nhu cầu kinh tế - xã hội của con người.

Chất thải xây dựng là một trong những dạng chất thải gần như không thể tái chế, tái sử dụng bởi phần lớn chúng được tạo ra từ xi măng, bê tông, cốt thép, sau một thời gian dài sử dụng thì rất khó để khôi phục trạng thái. Hơn hết, quá trình phá dỡ một công trình xây dựng cũng gây ra rất nhiều hệ lụy đến cộng đồng và môi trường xung quanh như bụi, tiếng ồn... Do đó, các nhà khoa học của FABRICations đề xuất giảm phá dỡ công trình, sử dụng vật liệu xây dựng bền vững từ vật liệu tái chế, vật liệu thô, vật liệu không nung. 

Một trong những công trình thực nghiệm xây dựng bền vững trong đô thị đem đến nhiều giá trị bền vững của FABRICations có thể kể đến khu phức hợp dân cư Bajes Kwartier. Trước đây, nơi này là một khu vực nhà tù, sau đó nó đã được xây dựng và cải tạo lại với 95% vật liệu xây dựng tái chế từ quá trình phá dỡ, từ đó giảm đáng kể lượng khí CO2 phát thải. Một trong 4 tòa nhà của khu phức hợp này đang được bảo tồn và duy trì để trở thành công trình biểu tượng của xây dựng bền vững tại Hà Lan. 

Quy hoạch tổng thể Bajes Kwartier. (Ảnh: Robota)

Phát triển hạ tầng phục vụ giao thông bền vững 

Giao thông đô thị bền vững được định hướng với việc tăng cường sử dụng các phương tiện bền vững, không phát thải như xe đạp, xe điện hay đi bộ, quy hoạch đường bộ sao cho phân bổ đều khu vực và cho phép người dân tiếp cận mọi loại hình dịch vụ cần thiết mà tiêu tốn ít năng lượng và thời gian nhất. Để thực hiện được điều đó, hạ tầng cho giao thông bền vững là vô cùng cần thiết, có vai trò như tiền đề quyết định đến việc thành phố đó có còn cảnh tắc đường, khói bụi và ô nhiễm do phát thải giao thông nữa hay không. 

Tại Hà Lan, những thành phố như Amsterdam, Rotterdam đã nổi tiếng với văn hóa xe đạp, khi mà người dân sử dụng xe đạp thường xuyên trên những con đường hiện đại dành riêng cho xe đạp. Các tuyến đường di chuyển chính ở Amsterdam đã được chuyển đổi thành các đại lộ, tăng cường khả năng tham gia giao thông an toàn cho người đi bộ và người đi xe đạp, đồng thời tích hợp thêm các trạm sạc cho xe điện và tuyến giao thông ngầm.

Xe đạp là phương tiện giao thông phổ biến tại Amsterdam. (Nguồn: Eltis)

Tận dụng không gian đô thị cho cây xanh, khuyến khích lối sống gần gũi với thiên nhiên trong cộng đồng dân cư

Một số không gian trong đô thị thường bị quên lãng như gốc cây cột điện, mái nhà, khu vực xung quanh vỉa hè, đường đi… Đó là những cụm không gian nhỏ nhưng nếu được chú ý xây dựng cảnh quan thì sẽ có tác dụng rất lớn trong việc tăng cường đô thị xanh và khuyến khích người dân sống gần gũi với thiên nhiên, bảo vệ môi trường. 

Dự án “Mạng lưới năng lượng sinh thái” (Ecological Energy Network - EEN) là một trong những dự án đề xuất và thực hiện sáng kiến cải tạo “không gian bị bỏ quên” trong môi trường đô thị bằng cảnh quan sinh thái. Các kiến trúc sư và nhà khoa học đã nghiên cứu và đưa vào trồng nhiều loại cây xanh trong khu vực dây điện và cột điện. 

Vì lý do an toàn, khu vực xung quanh các cột điện cao áp thường là mảnh đất trống. Dự án EEN không chỉ đề xuất trồng một số loại cây thích hợp tại khu vực này để tạo cảnh quan và cung cấp chỗ trú ngụ, dừng chân cho một số loài chim và động vật nhỏ, mà còn liên kết các công ty điện lực với các cơ quan bảo vệ môi trường cùng cộng đồng địa phương để lan rộng mô hình này. Nhờ vào sáng kiến độc đáo, dự án này đã giành được giải Nhất cuộc thi Kiến trúc xanh năm 2014 của Hà Lan. 

Hình ảnh mô tả sáng kiến của dự án EEN. (Nguồn: FABRICations)

Có thể thấy, FABRICations đã nghiên cứu và thử nghiệm thành công nhiều phương pháp giúp cải thiện môi trường sống và cách vận hành của đô thị, thay đổi căn bản cách con người sống trong thành phố. Yếu tố then chốt làm nên tính ứng dụng của những phương pháp này là khoa học công nghệ. Một nền tảng khoa học công nghệ tiên tiến sẽ cho phép hạ tầng của thành phố đảm nhiệm nhiều vai trò trong chiến lược phát triển bền vững. Khoa học công nghệ cũng là yếu tố giúp giải quyết những thách thức theo cách ít có hại cho môi trường nhất và có lợi cho con người nhiều nhất./.

Theo Reatimes