Powerhouse Brattørkaia: Khi hình khối được định hình bằng biểu đồ mặt trời

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng trầm trọng, kiến trúc bền vững không chỉ hạn chế ảnh hưởng tiêu cực mà còn phải tạo ra những tác động tích cực lên môi trường. Powerhouse Brattørkaia là một minh chứng đóng vai trò tiên phong cho xu hướng này. Công trình được xếp hạng cao nhất theo tiêu chuẩn xanh BREEAM Outstanding, nhờ vào giải pháp sử dụng năng lượng hiệu quả và có khả năng tự sản xuất năng lượng mà tiêu thụ.

Hôm nay, hãy cùng Đước Việt tìm hiểu kiến trúc thích ứng khí hậu của Powerhouse Brattørkai và giải mã lý do vì sao công trình này được coi là biểu tượng xanh dẫn dắt tương lai.

1. Tổng quan về Powerhouse Brattørkaia

• Vị trí: Trondheim, Na Uy.

• Đặc điểm: Công trình nằm ở vĩ độ 63^o Bắc so với xích đạo trái đất, nơi quỹ đạo mặt trời thay đổi liên tục giữa các mùa trong năm.

• Chức năng: Tòa nhà văn phòng.

• Diện tích: 18.200 m².

• Thời gian khánh thành: 2019.

• Đơn vị thiết kế: Snøhetta.

• Đạt chứng nhận: BREEAM Outstanding.

2. Kiến trúc

Hình khối kiến trúc

Với mặt tiền nhỏ hướng ra vịnh, hình khối công trình nương theo khu đất đa giác để mô phỏng hình dáng bờ vịnh Trondheim. Vì nằm ở vĩ độ 63^o Bắc, với lượng bức xạ mặt trời có sự thay đổi lớn theo mùa, nên công trình trình phải tìm giải pháp về hình khối, để tận dụng tối đa ánh sáng tự nhiên mà vẫn đảm bảo công năng và tính thẩm mỹ.

• Tối ưu hóa ánh sáng tự nhiên: Vát nghiêng mặt đứng hướng Tây Nam, tạo ra một góc nghiêng hoàn hảo, có thể đón nhận ánh sáng tự nhiên qua các mùa trong năm. Ngoài ra, tạo khối elip trên mặt phẳng nghiêng vừa làm điểm nhấn, vừa giúp các không gian sâu bên trong nhận được ánh sáng mặt trời. Từ đó tòa nhà hạn chế sử dụng năng lượng chiếu sáng.

• Hiệu ứng thị giác: Công trình có hình dáng đa giác vát góc và phần mái dốc mạnh, đã tạo ra hiệu ứng biến đổi hình khối tùy thuộc vào vị trí của người quan sát. Nhìn từ trên cao hoặc góc nghiêng, có cảm giác khối nhà đang lao ra biển nhờ hiệu ứng mái dốc, từ đó tạo tính chuyển động cho công trình.

• Hiệu ứng ánh sáng: Nhờ sự thay đổi của góc nghiêng mặt trời, biến tòa nhà trở thành một chiếc “đồng hồ mặt trời”, tạo hiệu ứng chuyển động liên tục nhờ vào hiệu ứng bóng đổ theo thời gian.

>>>Xem thêm: Cube Berlin: Kiệt tác kiến trúc thông minh tại Washingtonplatz

Tổ chức mặt bằng và không gian chức năng

• Mặt bằng tổng thể: Định hình dựa trên diện tích khu đất, tạo thành hình ngũ giác bất đối xứng, nghiêng về hướng Nam, để tối ưu hóa góc đón nắng cho mặt trời. Điểm nhấn trung tâm là giếng trời hình elip xuyên thấu giúp dẫn ánh sáng tự nhiên vào sâu trong lõi công trình.

• Không gian chức năng: Tầng trệt dành riêng cho không gian sinh hoạt cộng đồng, vì thế được bố trí tiệm café, không gian chung dành cho việc giáo dục cộng đồng và công viên nhỏ. Các tầng trên là không gian văn phòng và các khu vực phụ trợ. Tầng thượng bố trí 3.000m² tấm năng lượng mặt trời, có chức năng sản xuất điện năng tiêu thụ cho toàn bộ công trình.

• Công viên nội khu: Được bố trí ở trung tâm công trình nên dễ dàng tiếp cận từ nhiều hướng, và tăng sự tương tác giữa con người với thiên nhiên. Mặt bằng công viên dựa theo giếng trời hình elip, giúp không gian tối ưu hóa khả năng nhận ánh sáng tự nhiên.

Giải pháp kiến trúc xanh

• Chiếu sáng tự nhiên

Công trình được bao phủ bởi lớp vỏ bao che bằng kính hộp 3 lớp (Triple – glazed glass), lấy sáng tối đa cho công trình. Kính hộp 3 lớp giảm thiểu quá trình truyền nhiệt, giúp ấm áp vào mùa đông và mát mẻ vào mùa hè. Chúng còn có chức năng cách âm tốt, giảm thiểu ảnh hưởng tiếng ồn từ hệ thống đường sắt kế và bến tàu kế bên. Giếng trời hình elip tạo mặt phẳng lỏm vào trong sâu, giúp khuếch tán ánh sáng, giúp hệ thống cửa sổ xung quanh giếng trời lấy được ánh sáng tự nhiên.

>>>Xem thêm: Chiếu sáng văn phòng: Giải pháp khơi nguồn cảm hứng và hiệu suất làm việc

• Thông gió tự nhiên

Mặt tiền chính của công trình hướng ra biển, do đó tận dụng luồng gió mạnh từ biển thổi vào để đối lưu không khí bên trong. Công trình sử dụng nhiều lớp vỏ bao che để cách nhiệt và cách âm nhưng vẫn cho phép gió tự nhiên đi vào. Thông qua các tấm nhôm ở mặt tiền được liên kết bằng hệ thống khung với tường bao che, giữa các tấm nhôm và tường đã tạo nên khoảng trống, cho phép gió đi vào. Khi gió đã đi qua lớp vỏ thứ nhất, chúng sẽ tiếp tục đi qua hệ thống thông gió, và gió tự nhiên đã được đưa vào bên trong tòa nhà.

Ngoài ra, gió mang theo không khí lạnh di chuyển từ nơi có áp suất cao đến vùng áp suất thấp (nơi có không khí nóng). Luồng khí lạnh này tràn vào và đẩy không khí nóng ra ngoài qua khoảng trống giữa tấm nhôm và tường, tạo ra “hiệu ứng ống khói” (Stack Effect) giúp đối lưu không khí liên tục.

Sử dụng vật liệu thân thiện môi trường

Vật liệu từ nội thất đến ngoại thất của công trình được lựa chọn từ vật liệu tái chế, tái sử dụng, địa phương và thân thiên với môi trường.

• Bê tông phát thải thấp: Được thiết kế lộ ra trên trần nhà, giúp hấp thụ và giữ lại nhiệt. Vào ban ngày, bê tông phát thải thấp sẽ hấp thụ lượng nhiệt mà con người thải ra, chúng sẽ giữ lại nhiệt, ban đêm khi nhiệt độ giảm lượng nhiệt này sẽ được thải ra từ từ giúp sưởi ấm công trình và chuẩn bị cho chu kỳ làm mát của ngày hôm sau. Nhờ hiện tượng “trì hoãn nhiệt” đã giúp công trình trở nên mát mẻ và hạn chế sử dụng thiết bị làm mát.

• Kính hộp 3 lớp (Triple – glazed glass): Có 3 lớp kính, ở giữa mỗi lớp kính là khí argon, giúp cản bức xạ mặt trời đi vào bên trong, và vào mùa đông ngăn hiện tượng thoát nhiệt từ hệ thống sưởi ra bên ngoài.

• Hệ khung cửa sổ triệt tiêu nhiệt (thermal bridge): Ngăn chặn sự truyền nhiệt qua kim loại, góp phần duy trì nhiệt độ ổn định bên trong.

• Tấm nhôm tái chế: Làm hoàn toàn từ nhôm tái chế (recycled aluminum) thu gom từ các nguồn phế liệu công nghiệp.

• Thảm trải sàn: Được dệt hoàn toàn từ lưới đánh cá tái chế (recycled fishing nets) thu gom dưới đại dương.

3. Công nghệ năng lượng tiên tiến

• Chiến lược "Kính biến thiên" theo phương vị (Orientation – dependent Glazing)

Vì có sự thay đổi lớn từ góc chiếu sáng, nên mỗi hướng của công trình sẽ nhận lượng bức xạ nhiệt khác nhau theo từng mùa. Do đó không sử dụng một loại cửa kính cho toàn bộ công trình, mà thay đổi diện tích cửa và đặc tính kính tùy vào hướng nắng. Sự đa dạng từ các loại kính mang lại hiệu quả năng lượng rất lớn, mang đến không gian thoải mái cho người sử dụng, và sử dụng tối đa năng năng lượng từ bức xạ mặt trời theo mùa.

• Hệ thống tấm năng lượng mặt trời

Lắp đặt 3.000m² tấm năng lượng mặt trời trên mái, nghiêng về hướng mặt trời. Nhờ hệ thống tấm năng lượng mặt trời đã giúp công trình tự sản xuất điện năng (lên đến 500.000 kWh) gấp đôi năng lượng điện mà tòa nhà tiêu thụ trong một ngày. Lượng điện dư thừa được dùng cho các trạm sạc dành cho xe buýt điện, ô tô và tàu thuyền, các công trình xung quanh cũng sử dụng một phần điện năng được Powerhouse Brattørkaia cung cấp.

• Hệ thống chiếu sáng thông minh tự động

Ngoài sử dụng tối đa ánh sáng mặt trời, tòa nhà vẫn phải sử dụng đèn chiếu sáng, và được vận hành theo triết lý “ánh sáng lỏng” (liquid light), cho phép ánh sáng nhân tạo tự động điều chỉnh cường độ nương theo mật độ hoạt động và nhịp điệu chuyển động thực tế bên trong không gian. Hệ thống đèn thông mình này giúp Powerhouse Brattørkaia tiết kiệm tới 50% năng lượng chiếu sáng so với một tòa nhà văn phòng thương mại thông thường cùng quy mô.

• Hệ thống thu gom nước

Thiết kế mái dốc của Powerhouse Brattørkaia còn tạo ra một bề mặt thu nước mưa (Catchment Area) lý tưởng. Nước mưa và tuyết tan chảy trên mái sẽ nhanh chóng được thu gom thông qua hệ thống máng thu được bố trí ở rìa mái, giúp công trình giảm nguy cơ thấm dột và tối đa hóa lượng nước tái sử dụng. Ngoài thu gom nước từ tuyết và nước mưa, hệ thống còn thu nước đã qua sử dụng (trừ nhà vệ sinh), nước được thu vào bể trữ nước ở tầng hầm, được lọc sạch và dùng để tưới cây, vận hành hệ thống sưởi cho tòa nhà.

4. Ảnh hưởng đến kiến trúc và du lịch

Powerhouse Brattørkaia đại diện cho sự lên ngôi của kỷ nguyên thiết kế kỹ thuật số và mô phỏng sinh khí hậu trong lĩnh vực kiến trúc, nơi hình khối được tính toán để sử dụng tối đa năng lượng tự nhiên thay vì năng lượng cưỡng bức. Công trình tiên phong định hình lại nền kiến trúc bền vững thế giới bằng cách tự sản xuất ra năng lượng tiêu thụ, đưa tư duy thiết kế “hình thức tuân theo môi trường” trở thành hiện thực.

>>>Xem thêm: Sluishuis Amsterdam: Kỳ quan kiến trúc nổi tiếng và đỉnh cao kỹ thuật thi công thế hệ mới

5. Kết luận

Powerhouse Brattørkaia là hình mẫu cho công trình Net Zero, có khả năng tự tái tạo năng lượng, giảm phụ thuộc vào lưới điện quốc gia và ít phát thải khí CO₂ ra môi trường. Vận dụng hiệu quả công nghệ mới, vật liệu xây dựng hiện đại vào thiết kế, làm tăng khả năng thích nghi với môi trường và hiệu suất sử dụng cao.

Nếu bạn muốn sở hữu một ngôi nhà đẹp, tiện nghi và bền vững theo thời gian, thì đừng quên liên hệ Đước Việt qua fanpage hoặc zalo: 0909.846.159 để được tư vấn chi tiết các dịch vụ thiết kế thi công trọn gói cho không gian sống. 

Những dịch vụ Đước Việt Architecture & Construction cung cấp bao gồm:

- Tư vấn, thiết kế kiến trúc công trình:

- Xây dựng trọn gói công trình: nhà phố, biệt thự, văn phòng,...

- Thiết kế - thi công trọn gói Nội Thất: nhà phố, biệt thự, văn phòng...

- Thiết kế ý tưởng thiết kế kiến trúc, lên hồ sơ mặt bằng công năng và triển khai concept các dự án.

CÔNG TY TNHH TƯ VẤN THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG ĐƯỚC VIỆT

🌐Website: Duocviet-ac.com

☎️ Điện thoại tư vấn, khảo sát: 0909.846.159 hoặc 0943.578.019

📮 Email: ctyduocviet@gmail.com

🧰 Địa chỉ: Tầng 2 - Toà nhà The Root, số 29A Cao Thắng, Phường Bàn Cờ, HCM (Quận 3 cũ)