Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba

Norman Foster

Bài viết cho ấn phẩm “Cách mạng công nghiệp xanh”, được xuất bản bởi Free University, Berlin.

Tính bền vững là một từ đã trở nên rất thịnh hành trong suốt thập kỷ qua. Tuy nhiên, trong kinh nghiệm của tôi, ít người nhận thức được nó thực sự có nghĩa là gì, hoặc hiểu được những thách thức mà chúng ta phải đối mặt. Trong thế giới công nghiệp hóa, các tòa nhà và các hoạt động bên trong chúng tiêu thụ gần một nửa năng lượng chúng ta tạo ra và chịu trách nhiệm cho một nửa lượng khí thải carbon dioxide – phần còn lại được chia gần như bằng nhau giữa vận tải và công nghiệp. Tính bền vững đòi hỏi chúng ta phải thách thức phương trình này và suy nghĩ một cách tổng thể. Vị trí và chức năng của một tòa nhà, sự linh hoạt và tuổi thọ, định hướng của nó, hình dạng và kết cấu, hệ thống sưởi ấm và hệ thống thông gió, các vật liệu được sử dụng, cùng với sự ảnh hưởng khi sử dụng năng lượng cần thiết để xây dựng, duy trì và sử dụng, đi và đến từ công trình đó.

Đây là những vấn đề có liên quan đến thực tiễn của tôi ngay từ ngày đầu tiên. Ba mươi năm trước, chúng tôi xem xét các thành phần này một cách riêng biệt để góp phần tiết kiệm năng lượng. Điều này đã sớm dẫn đến một hệ thống thống nhất trên quy mô của tòa nhà. Chúng tôi nhận thức được nhiều hơn sự liên quan và tương tác giữa hệ thống năng lượng và môi trường, do đó, chúng tôi bắt đầu giải quyết vấn đề ở quy mô của cộng đồng – nhìn trên toàn bộ khu đô thị. Cuối cùng, và gần đây nhất, chúng tôi đang áp dụng tư duy này trên quy mô một vùng. Tôi muốn biểu thị sự phát triển này một cách ngắn gọn, trích dẫn một số dự án đã cho chúng tôi cơ hội để phát triển một phương pháp bền vững và để xem xét một số các thách thức hiện tại và tương lai mà chúng ta phải đối mặt, đó là quần thể đô thị của thế giới sinh sôi nảy nở và các thành phố của chúng ta đã bị chuyển đổi.

Trong khi chúng tôi đang thiết kế tòa nhà Willis Faber & Dumas (1971-1975), một cuộc trò chuyện với cố kiến trúc sư Buckminster Fuller đã nhắc đến ý tưởng về hệ bao che của công trình bằng hệ thống kính tam giác với hình dạng tự do. Dự án được biết đến với cái tên “Climatroffice”, đã đề xuất một mối quan hệ mới giữa thiên nhiên và văn phòng, thiết lập một khu vườn tạo vi khí hậu trong sự vây quanh của năng lượng. Trong những năm 1970 chúng tôi thiếu các công cụ công nghệ để thực hiện nó trong khoảng thời gian cho phép. Nhưng ngày nay chúng tôi có phần mềm mô phỏng tinh vi bằng máy tính cho phép chúng tôi thiết kế và xây dựng các cấu trúc phức tạp trong một phần nhỏ thời gian thiết kế.

Tòa nhà Willis Faber & Dumas

Trong thời gian tiếp theo, một số dự án ở Đức đã cho chúng tôi cơ hội để thúc đẩy ranh giới của thiết kế môi trường trong nhiều hoàn cảnh khác nhau. Với chuyển đổi của chúng tôi trong dự án Reichstag Berlin (1992-1999) – là nhà mới của Nghị viện Đức, chúng tôi cho thấy cách mà chiến lược bền vững có thể làm được trong bối cảnh của một tòa nhà cũ – tiêu tốn năng lượng khổng lồ và là nguồn chủ yếu tạo ra ô nhiễm. Trước khi cài đặt các thiết bị mới, tiêu thụ năng lượng hàng năm của công trình này đủ để sưởi ấm cho 5.000 ngôi nhà. Để tăng nhiệt độ bên trong của công trình này lên 1°C trong một ngày tại thời điểm giữa mùa đông phải dùng năng lượng nhiệt đủ để sưởi ấm 10 ngôi nhà trong 1 năm.

Reichstag Berlin

Ngày nay, công trình dùng năng lượng khí đốt sạch, nhiên liệu tái tạo sinh học – dầu thực vật tinh chế – trong một congenerator để sản xuất điện năng. Một hệ thống sạch hơn nhiều so với nhiên liệu hóa thạch. Kết quả là giảm 94% lượng carbon dioxide phát thải. Thặng dư nhiệt được lưu giữ dưới dạng nước nóng trong một tầng chứa nước ngầm sâu dưới mặt đất và có thể được bơm lên để sưởi ấm các tòa nhà hoặc để vận hành máy làm lạnh hấp thụ nhiệt sản xuất nước lạnh. Đáng chú ý, yêu cầu năng lượng của tòa nhà rất khiêm tốn, năng lượng mà nó tạo ra nhiều hơn nó sử dụng, cho phép nó có chức năng như một nhà máy điện mini trong trụ sở mới của chính phủ. Nếu một tòa nhà được xây dựng từ thể kỷ 19 có thể được chuyển đổi từ một cỗ máy ngốn năng lượng thành một công trình hiệu quả về cung cấp năng lượng, liệu rằng sẽ dễ dàng hơn bao nhiêu lần so với thiết kế các tòa nhà mới với việc phải chịu trách nhiệm về việc sử dụng những nguồn tài nguyên quý giá?

Thư viện Khoa Triết học - Free University

Một công trình mới ở Berlin, thư viện của Khoa Triết học tại Free University (1997 – 2005), cho thấy nhiều ý tưởng tiềm ẩn trong “Climatroffice”. Cả 4 tầng của tòa nhà đều được thông gió tự nhiên, công trình như một quả bong bóng được bao phủ bởi các tấm hợp kim nhôm và kính được hỗ trợ trên hệ khung thép bố trí theo hình dạng tròn. Hệ bao che 2 lớp của công trình hoạt động như những ống dẫn không khí và đệm nhiệt, trong khi phần lớn của công trình được sưởi ấm hoặc làm mát qua concrete tempering. Những tấm vỏ ngoài có thể mở hoặc đóng tùy theo nhiệt độ. Concrete tempering có thể được kiểm soát để cung cấp sưởi ấm hoặc làm mát theo yêu cầu. Hệ thống trên và các hệ thống điều khiển nhiệt độ khác cùng được điều tiết bởi một hệ thống quản lý tòa nhà điện tử. Kết qủa là biện pháp thông gió tự nhiên được sử dụng 60% trong một năm, và không có yêu cầu về điều hòa không khí toàn bộ hoặc kiểm soát độ ẩm. Tất cả các yếu tố này kết hợp lại để tiết kiệm 35% năng lượng so với một thư viện hiện đại được xây dựng theo phép thông thường.

Commerzbank Frankfurt

Tòa nhà Commerzbank ở Frankfurt (1991-1997), là một công trình mang tính biểu tượng và mang tính chức năng “xanh”. Mặc dù khí hậu được kiểm soát, công trình sử dụng thông gió tự nhiên để giảm năng lượng, làm cho nó trở thành công trình sinh thái cao tầng đầu tiên trên thế giới. Tòa tháp có một vóc dáng đặc biệt trên đường chân trời Frankfurt, nhưng cũng bám chặt vào các công trình đô thị ở quy mô thấp hơn, thông qua việc khôi phục và xây dựng lại một cách nhạy cảm các cấu trúc vành đai để củng cố quy mô ban đầu của hình khối thành phố. Những công trình này cung cấp cho các cửa hàng, căn hộ và một tòa ngân hàng lớn, và tạo nên sự liên kết giữa Commerzbank và khu phố rộng hơn. Tại trung tâm của Đề án là một Galleria công cộng với các nhà hàng, quán cà phê và không gian cho các sự kiện văn hóa và xã hội, trong đó có một con đường lớn mang tính đại chúng dành cho người đi bộ.

Dự án được bắt nguồn từ một sự hiểu biết rằng tính bền vững đòi hỏi chúng ta phải suy nghĩ về nhiều vấn để không chỉ là giảm tiêu thụ năng lượng của một tòa nhà: nếu chúng ta muốn đảo ngược một cách lãng phí mô hình đi lại của người dân từ các vùng ngoại ô, chúng tôi cũng có thể tạo ra các cộng đồng đô thị hấp dẫn để sống và làm việc trong đó.

Đây là tiến bộ đáng kể bởi các quy định xây dựng môi trường Đức đã cung cấp cho chúng tôi các cơ hội vẫn còn rộng rãi hơn và để khám phá tính bền vững ở quy mô thành phố. Chúng tôi đã tiến hành một nghiên cứu cho một ‘khu phố năng lượng mặt trời” trên một phạm vi thành phố rộng lớn tại Regensburg (1995) mà đã phát triển thành Nhóm thiết kế Năng lượng tái tạo trong Kiến trúc (READ), do chính tôi và Hội đồng Châu Âu (EC) làm chủ trì, chuyên về tiềm năng của năng lượng tái tạo, công nghệ đặc biệt về năng lượng mặt trời, và ứng dụng của chúng trong bối cảnh đô thị. Vẫn còn đang tiếp diễn, công việc của chúng tôi trong “vành đai gỉ” của thành phố Duisburg cũng đã trở thành một mô hình cho thực hành, thể hiện một số chủ đề và mối quan tâm đó là trung tâm của chúng tôi tìm kiếm các giải pháp bền vững với cuộc sống trong thành phố đầu thế kỷ XXI.

Công việc của chúng tôi đã bắt đầu từ hai mươi năm trước với Microelectronic Park. Chúng tôi tổ hợp công trình cho các công ty công nghệ mới trong một khu dày đặc dân cư và trong quá trình tạo ra một công viên tuyến tính mới. Do xu hướng sạch, công nghiệp yên tĩnh, nó đã chứng minh tiềm năng để tạo ra sự hấp dẫn, pha trộn chức năng sử dụng khu dân cư kết hợp là nơi vừa để sinh sống và làm việc. Các chủ đề cơ bản của dự án này đã được củng cố, quy hoạch chính của chúng tôi cho sự hồi sinh về vật chất và kinh tế của Inner Harbour, Duisburg, nơi mà chúng tôi kết hợp xây dựng mới với tân trang có chọn lọc để tạo nên các kết nối giữa dòng sông và thành phố trung tâm và thành lập một đô thị trung tâm mới với tất cả các tiện nghi của một thành phố hiện đại.

Inner Harbour - Duisburg

Trên quy mô toàn cầu, ngày nay hai tình huống đô thị được hé mở, và cùng nhau chúng có tiềm năng để tạo ra một loại hình kiến trúc mới. Kịch bản đầu tiên là sự tăng trưởng bùng nổ của các thành phố: tương lai của thành phố là tương lai của xã hội. Năm 2008 là một năm bước ngoặt, khi lần đầu tiên trong toàn bộ lịch sử của nền văn minh, số lượng người hiện đang sống ở các thành phố nhiều hơn phần còn lại. Đến năm 2050, dự đoán rằng 70% dân số của thế giới sẽ sống trong đô thị. Ở nhiều nước tốc độ thay đổi là bất thường. Những gì đã diễn Châu Âu 200 năm giờ chỉ cần 20 năm ở Trung Quốc và Ấn Độ. Đô thị hóa đã tăng tốc theo hệ số mười.

Kịch bản thứ hai là sự chuyển đổi sự cân bằng giữa cái gọi là “phát triển” đến “đang phát triển”. London năm 1939 là thành phố đông dân nhất thế giới với dân số 8,6 triệu người. Mười năm sau nó vẫn đứng ở một giải đấu lớn với các thành phố lớn như Paris, Milan và Moscow. Ngày nay, các thành phố châu Âu đã rút đi vào một giải đấu mini, bị vượt qua bởi một số siêu thành phố trên thế giới, với dân số vượt quá 15 triệu người. Điều đó đặt ra một số câu hỏi: mô hình nào cho các thành phố thuộc loại này và làm thế nào để chúng ta thích ứng với cộng đồng dân cư tăng nhanh so với hiện nay?

Sáng kiến Masdar ở Abu Dhabi đã cung cấp cho chúng tôi một cơ hội bất thường để tạo ra một cộng đồng mới và một mô hình cho an ninh năng lượng tương lai trong một khuôn khổ hoàn toàn bền vững. Masdar đã đạt được ý nghĩa xa trong điều kiện toàn cầu, trong đó nó đã khắc phục các vấn đề tổng thể. Nó không phải là cụ thể về cá nhân các tòa nhà, quan trọng mặc dù có thể làm được điều đó. Thay vào đó nó nhìn vào bức tranh lớn hơn – đó là bắt nguồn từ công nhận rằng không thể tách biệt vấn đề tiêu thụ năng lượng và khí thải carbon từ kiến trúc và cơ sở hạ tầng.

Masdar - Abu Dhabi

Nếu chúng ta nhìn vào những gì thực sự có nghĩa là đô thị hóa, trong một xã hội công nghiệp hóa, và nhìn vào mức tiêu thụ năng lượng, bạn thấy rằng ngành vận tải chiếm 35 % của tổng số và các công trình (kể cả xây dựng và sử dụng) chiếm đến 44% – do đó sự kết hợp này là quan trọng. Nếu chỉ là kiến trúc công trình, và chỉ là cơ sở hạ tầng và quy hoạch đô thị, Masdar sẽ mang chúng lại với nhau thành luận điểm trung tâm của nó – và bạn chỉ có thể làm điều đó ở mức kế hoạch cộng đồng. Đó là những gì làm cho Masdar trở nên quan trọng và tiến bộ trong bối cảnh toàn cầu.

Có một mối quan hệ quan trọng trong điều kiện đô thị giữa tiêu thụ năng lượng, khí thải cacbon và mật độ dân cư. Các thành phố mật độ dân số thấp nhất, và rải rác, năng lượng tiêu thụ tính trên đầu người là rất lớn. Ở mức khác của quy mô, thành phố mật độ dân số cao lại có mức độ tiêu thụ năng lượng thấp. Một khoảng nào đó ở giữa có một sự cân bằng thú vị – một thành phố có mật độ cao và kinh tế. Thành phố đó có một chức năng hỗn hợp, đó là xã hội đa dạng, con người sống và làm việc ở cùng một địa điểm, đó là được phục vụ tốt bởi giao thông công cộng và người đi bộ là các kinh nghiệm thú vị.

Theo truyền thống, các thành phố như vậy – Zurich, Geneva, Copenhagen – đã trở thành điểm du lịch hấp dẫn. Trong bất kỳ cuộc khảo sát chất lượng cuộc sống nào chúng vẫn xuất hiện trên đầu trang. Những gì chúng ta có thể học hỏi từ các mô hình này? Nếu bạn đến những thành phố mới trên thế giới như Detroit và so sánh nó với các thành phố cũ như Copenhagen, bạn thấy rằng mật độ ở các thành phố cũ cao gấp hai lần các thành phố mới và sự khác biệt trong tiêu thụ nhiên liệu là một phần mười. Bạn cũng phải xem xét chất lượng cuộc sống trong giới hạn của trung tâm thành phố Detroit và trung tâm thành phố Copenhagen. Điều đó là rất quan trọng để học những bài học từ quá khứ trong khi lập kế hoạch cho tương lai.

Masdar - Abu Dhabi

Để được bền vững, chúng ta phải xây dựng cho thời gian dài. Tính linh hoạt là một quan tâm chính. Masdar được quy hoạch trong năm 2008 và sẽ được hoàn thành trong năm 2018, do đó, nó sẽ có khả năng đáp ứng với công nghệ mới – sản phẩm của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba, mà chúng tôi chỉ có thể mơ về nó từ bây giờ – mà sẽ có tác động vào cách chúng ta sống trong mười năm tới và xa hơn nữa.

Quan trọng, khai thác năng lượng sáng tạo cần thiết để hình dung của Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba – và để thiết lập một tương lai bền vững – chúng ta phải tin rằng kết quả của nó sẽ là một thế giới tốt đẹp hơn. Nếu Masdar – hoặc bất kỳ sáng kiến bền vững nào – không có được kết quả về một nơi tuyệt vời, một nơi hấp dẫn hơn, trong đó để sống và làm việc, nếu nó không phải là một thành phố mà bạn thực sự muốn truy cập, nếu nó không nâng cao tinh thần, nếu nó không khả thi trên toàn cầu cũng như hấp dẫn tại địa phương, khi đó nó sẽ không đáp ứng một phần chức năng trung tâm của nó.

Tôi nhận ra rằng, tuy vậy, chỉ là kiến trúc sư, chúng tôi chỉ mạnh mẽ như tuyên truyền vận động của chúng tôi. Chúng tôi dựa vào các chính phủ, các nhà hoạch định chính sách, khách hàng, các lực lượng thị trường, ưu đãi đầu tư và công nghệ mới cho phép chúng tôi quy hoạch và thiết kế các thành phố của tương lai. Biến đổi khí hậu toàn cầu là một mối quan tâm hợp nhất trên thế giới và tác động theo cách mới mà chúng ta hình dung, và thích ứng với các cộng đồng hiện có để trở nên bền vững hơn. Đó là mục tiêu rằng chúng ta có thể và phải đạt được, không chỉ ở quy mô của các tòa nhà riêng lẻ, mà ngoài ra còn ở quy mô cộng đồng và khu vực. Đây là một vấn đề sống còn.

P/S: Bản dịch có thể một số chỗ không được tốt. Bản gốc tại đây

About these ads

Gửi phản hồi

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: