CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT: KIẾN TRÚC VÀ MÔI TRƯỜNG

Trường Đại học Kiến trúc TP Hồ Chí Minh | Khoa kiến trúc | Bộ Môn Kiến trúc & Môi trườngNL sử dụng các ngành Lượng khí thải CO2 các ngành Phát thải & ô nhiễm môi trường Trang này được so

Trang 1

Chuyên đề Kỹ thuật II:

Kiến trúc & Môi trường

TS.KTS Trương Nguyễn Hoàng Long

Chuyên đề: Kiến trúc & Môi trường

• Thời gian: 30 tiết (6 tuần x 5 tiết)

• Đánh giá: Thang điểm 10,00 điểm (100%)– Chuyên cần: 1,00 điểm (10%)

 Vắng 1 buổi trừ 0,25 điểm (2,5%)

 Vắng 2 buổi trừ 0,5 điểm (5%)

 Vắng 3 buổi trở lên trừ 1,00 điểm (10%)

 Mỗi lần phát biểu cộng 0,05 điểm (0,5%)– Thuyết trình & thảo luận nhóm: 3,00 điểm (30%)– Bài thu hoạch cá nhân: 6,00 điểm (60%)

Trang 2

• Tài liệu tham khảo chính:

– Lê Văn Khoa Giáo trình Con người và Môi trường 2010 – Nguyễn Đình Hoè Môi trường và Phát triển Bền vững 2007 – Kibert, Charles J Sustainable Construction: Green Building Design and Delivery 4 th Edition 2016

• Thông tin & Liên hệ:

– TS.KTS Trương Nguyễn Hoàng Long– Bộ môn Môi trường và Thiết kế Bền vững, Khoa Kiếntrúc

–  long.truongnguyenhoang@uah.edu.vn

–  Trang thông tin và tài liệu lớp học:

tnhoanglong.com  Dạy & Học  Kiến trúc và Môi trường

Trang 3

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ MÔI TRƯỜNG VÀ KIẾN TRÚC

TS.KTS Trương Nguyễn Hoàng Long

Cách Mạng Công Nghiệp

Hartmann Maschinenhalle 1868, S: Wiki

Trang 4

Cách Mạng Công Nghiệp

Thành tựu khoa học kỹ thuật

Đô thị hóa, tăng dân số

Tăng sử dụng nguồn tài nguyên

BASF Factory (Germany - 1881) S: https://searchinginhistory.blogspot.com/2015/04/the-industrial-revolution-of-germany.html

Mặt trái của Cách mạng Công Nghiệp?

• Ô nhiễm, bãi chôn lấp chất thải đạt ngưỡng, chất thảiđộc hại, sự nóng lên toàn cầu, nguồn tài nguyên và sựsuy giảm ozone, và phá rừng

 Tất cả đang đi đến ngưỡng “khả năng chịu đựng” củaTrái đất - khả năng cung cấp các nguồn tài nguyên cầnthiết để duy trì cuộc sống đồng thời duy trì khả năng phụchồi để duy trì sự tồn tại

S:https://www.123rf.com/stock-photo/water_pollution.html?sti=mf399hwauxki9inndg|

Trang 5

- Tác phẩm này có ảnh hưởng sâu sắc đến

tư duy môi trường phi tuyến tính (non-linear thinking) mà sau này đã trở thành thước đo cho kiến trúc xanh.

Howard Odum, Fundamentals of Ecology (1953)

Trang 6

Rachel Carson, Silent Spring (1962)

- Không giống như hầu hết thuốc trừ sâu, có hiệu quả là hạn chế việc tiêu diệt một hoặc hai loài côn trùng, DDT, phát triển năm 1939, có khả năng giết chết hàng trăm loại khác nhau cùng một lúc.

- Ngành công nghiệp hoá chất đã lan truyền thông tin sai lạc về những tác động tiêu cực của thuốc trừ sâu

1972

- Khái niệm khả năng chịu đựng (carrying capacity)

- Sự tăng dân số thế giới đã đạt đến giới hạn về khả năng cung cấp nguồn tài nguyên hữu hạn của hành tinh chúng ta

The Club of Rome, Limits to Growth (1972)

Trang 7

• Ô nhiễm không khí, đất và nguồn nước

• Biến đổi khí hậu (Climate change)

• Trái đất nóng dần lên (Global warming)

• Tan băng (Melting snow and ice)

• Mực nước biển tăng (Global sea level rise)

• Suy thoái đa dạng sinh học (Loss of biodiversity)

• Suy giảm tầng ô-zôn (ozone depletion)

• Cạn kiệt nguồn tài nguyên và tăng phát thải

http://www.pipr.co.uk/all/climate-change-challenges-support-the-environment-or-the-u-s-military/

Trang 8

Biến đổi khí hậu

NHIỆT ĐỘ TB TRÊN TG

MỰC NƯỚC BIỂN TB

BĂNG PHỦ Ở BẮC BÁN CẦU

Lượng khí thải CO2 các ngành

Trang này được soạn bởi Bộ môn MT&TKBV

HẠN HÁN GIA TĂNG

GIA TĂNG NHIỆT ĐỘ

Trang 9

Perspective

Nguồn: Millennium Ecosystem Assessment, 2005, Living Beyond Our Means - Natural Assets and Human Well-Being - Statement from

the Board

Trang 10

Mối quan tâm về môi trường

World Commission on Environment and Development

(WCED)

Titanic 1912

Trang 11

“Take – Make – Waste”

“Cradle to grave”

S: http://epea-hamburg.org/sites/default/files/images/100415_take-make-waste_eng-grey_01.jpg

S: http://gizmodo.com/5794806/the-story-of-e-waste-what-happens-to-tech-once-its-trash

Trang 12

 CÔNG NGHIỆP

 ĐÔ THỊ HOÁ

 GIAO THÔNG

Yếu tố con người

Môi trường đô thị TPHCM – Kịch bản ngập lụt vào năm 2050

Môi trường đô thị

Trang 13

“the only home we’ve ever known”

The astronomer Carl Sagan describes Earth when viewing from space

(S: NASA)

Energy

S: https://www.dentons.com/en/find-your-dentons-team/industry-sectors/energy

Trang 15

Trường Đại học Kiến trúc TP Hồ Chí Minh | Khoa kiến trúc | Bộ Môn Kiến trúc & Môi trường

NL sử dụng các ngành Lượng khí thải CO2 các ngành

Phát thải & ô nhiễm môi trường

Resource consumption in buildings

Nguồn: Bergman, David, 2012, Sustainable Design - A Critical Guide - Architecture Briefs

Trang 16

50 40

40 35 30 25 16

Timber Harvest Fresh Water Withdrawals

Environmental and Economic Impacts of

Buildings

Compiled from:Worldwatch Paper #124 S: http://www.eng.utoledo.edu/aprg/ppis/P2%20-%20SB.ppt

Sự cấp thiết phải phát triển bền vững

“What is the use of a house if you haven’t got

a tolerable planet to put it on?”

Henry David Thoreau, Philosopher, ~ 1854

Trang 17

Định nghĩa Phát triển Bền vững

"Sustainable development is development that meets the needs of the present without

compromising the ability of future generations

to meet their own needs"

“Our Common Future” - Brundtland Report (1987)

Các mục tiêu của phát triển bền vững

• Theo Chương trình Nghị sự thế kỷ 21 tại Hội nghị Thượng đỉnh Trái Đất họp tại Rio de Janeiro, Brazin, 1992

Trang 18

Phát triển Bền vững

Phát triển không bền vững

Trang 19

Môi trường là gì?

– “Môi trường là tổng thể các thành tố sinh thái tự nhiên, xã hội - nhân văn và các điều kiện tác động trực tiếp hay gián tiếp lên phát triển, lên đời sống và hoạt động của con người trong thời gian bất kỳ” Bách khoa toàn thư về môi trường (1994)

– “Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và vật chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng đến đời sống, sản xuất, sự tồn tại phát triển của con người và sinh vật” Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam sửa đổi (2006)

– Môi trường của một vật thể hoặc một sự kiện là tổng hợp các điều kiện bên ngoài có liên quan đến vật thể & sự kiện

đó Bất cứ một vật thể hay một sự kiện nào cũng đều tồn tại

và diễn biến trong một môi trường nhất định.

Môi trường của con người

• Môi trường của con người là toàn bộ các hệ thống tự nhiên và các hệ thống nhân tạo, những cái hữu hình dưới dạng vật thể hoặc phi vật thể (tập quán, niềm tin, …), trong đó con người sống và lao động, họ khai thác các tài nguyên thiên nhiên và nhân tạo nhằm thoả mãn những nhu cầu của mình

Trang 20

Chức năng của hệ thống môi trường

MÔI TRƯỜNG

KHÔNG GIAN SỐNG CỦA CON NGƯỜI

& CÁC LOÀI SINH VẬT

CUNG CẤP NGUYÊN LIỆU &

NĂNG LƯỢNG

CHỨA ĐỰNG

VÀ TỰ LÀM SẠCH CHẤT THẢI

LƯU TRỮ &

CUNG CẤP CÁC NGUỒN THÔNG TIN

Những vấn đề môi trường cấp bách

tại Việt Nam

• Biến đổi khí hậu

• Suy thoái đất

• Tài nguyên và môi trường nước

• Môi trường biển

• Tài nguyên rừng

• Đa dạng sinh học

• Môi trường đô thị và công nghiệp

• Môi trường nông thôn và nông nghiệp

Trang 21

Môi trường & tài nguyên sinh học

Hệ sinh thái (HST)

• HST là đồng tổ hợp của một quần xã sinh vật với môi trường vật lý xung quanh nơi mà quần xã đó tồn tại, trong đó các sinh vật, môi trường tương tác với nhau để tạo nên chu trình vật chất và sự chuyển hoá của năng lượng.

• HST: sinh vật sống & các điều kiện tự nhiên

• Trong HST: Các thành phần hữu sinh và vô sinh tác động tương hỗ với nhau: trao đổi năng lượng, vật chất và thông tin

• Con người là một phần trong hệ sinh thái

• Nghiên cứu những mối liên hệ về không gian giữa sinh vật với môi trường trong HST là mô hình lý tưởng cho thiết kế bền vững

Quần

xã sinh vật

Môi trường xung quanh

Năng lượng mặt trời

Hệ Sinh Thái

Trang 22

Cấu trúc & đặc trưng của hệ sinh thái

Các thành phần:

- Sinh vật sản xuất / sinh vật tiêu thụ / sinh vật phân huỷ

- Các chất hữu cơ / các chất vô cơ

- Cân bằng sinh thái

Trang 23

đa dạng sinh học là “cái van bảo hiểm” cho mức độ an toàn của hst

• Là trạng thái mà ở đó số lượng tương đối của các cá thể của các quần thể sinh vật trong hst môi trường vẫn giữ được mức ổn định tương đối

• Hst tự nhiên có khả năng tự lập cân bằng (cb động)

Khả năng tự làm sạch

Khả năng thích nghi

Khả năng cung cấp & tự tái tạo

• Hst càng đa dạng, nhiều thành phần thì trạng thái cân bằng của hệ càng ổn định.

Sự chuyển hóa vật chất trong HST

• Sự chuyển hóa: sự trao đổi vật chất và năng lượng

Trang 24

Sự chuyển hóa vật chất trong HST

• Cân bằng sinh thái: trạng thái mà ở đó số lượng các quần thể ở trạng thái ổn định hướng tới sự thích nghi cao nhất với điều kiện môi trường

– Trạng thái cân bằng: xu hướng được điều chỉnh, hoặc tự điều chỉnh ở trạng thái số lượng cá thể ổn định, phù hợp nhất với các yếu tố môi trường.

Sự chuyển hoá vật chất trong hệ sinh thái

Các bậc dinh dưỡng trong HST

Sự tác động giữa các sinh vật trong hst thông qua các bậc dinh dưỡng (chuỗi thức

ăn và mạng lưới thức ăn)

Chuỗi thức ăn

Trang 25

Vòng tuần hoàn vật chất

Sự chuyển hóa vật chất là một chu trình và được sử dụng lặp đi lặp lại

Mạng lưới thức ăn

Sự biến đổi năng lượng mặt trời thành hoá năng trong quá trình quang hợp là điểm khởi đầu các dòng năng lượng trong hệ sinh thái

Hiệu suất sinh thái

Năng lượng mất đi trong mỗi bậc dinh dưỡng & giữa các bậc dinh dưỡng

Sự chuyển hoá năng lượng trong hệ sinh thái

Trang 26

Trong chuỗi thức ăn, sinh vật sử dụng các chất tự nhiên tạo nên sinh khối của chúng & theo chu trình khép kín chúng lại hoàn lại các chất cho tự nhiên bằng các con đường khác nhau:

bài tiết & xác chết

Vòng tuần hoàn vật chất

Tại sao chúng ta phải hiểu về hệ sinh thái?

Thảo Luận

Trang 27

Chu trình sinh địa hóa (Tuần hoàn vật chất)

• Các dưỡng chất là tất cả các nguyên tố hoặc các chất màmột cơ thể sống phải hấp thụ để tồn tại, sinh trưởng & pháttriển

• Các chất dinh dưỡng này liên tục quay vòng từ môi trườngvào các cơ thể sống và sau đó quay trở lại môi trường theocác con đường khác nhau

• Trong HST các con đường này khép kín và tuần hoàn và tạothành các chu trình sinh địa hóa của các nguyên tố Ví dụ:

– Chu trình nước – Chu trình Cacbon

Trang 28

Chu trình nước

Nguồn: Trenberth et al 2007

Chu trình nước trong đô thị

Thường quan tâm đến 5 luồng nước chủ yếu:

Trang 29

Di chuyển (Flux)

Trang 30

Khí nhà kính

• Khí nhà kính (Greenhouse gas): Khí có khả năng hấp thụ bức xạ sóng dài trong khí quyển

• Khí nhà kính chủ yếu: hơi nước, CO 2 , CH 4 , N 2 O, O 3 , các khí CFC (Chủ yếu nhất là CO 2 )

• Hiệu ứng nhà kính (greenhouse effect) là gì?

Nguồn:

Khí nhà kính & Hiệu ứng nhà kính

• Khí nhà kính (Greenhouse gas): Khí có khả năng hấp thụ bức xạ sóng dài trong khí quyển

• Khí nhà kính chủ yếu: hơi nước, CO 2 , CH 4 , N 2 O, O 3 , các khí CFC (Chủ yếu nhất là CO 2 )

• Hiệu ứng nhà kính (greenhouse effect) là gì?

Nguồn: http://nca2014.globalchange.gov/sites/report/files/images/web-large/Figure-11-hi.jpg Nguồn: http://www.realscience.org.uk/pics/greenhouse.gif

Trang 31

• Dấu chân carbon là gì?

• Phát triển tư đề xuất “dâu chân sinh thái – ecological footprint” bởi William E.Rees và Mathis Wackernagel

• Dấu chân Carbon: Tổng lượng phát thải khí nhà kính được tạo ra trực tiếp hoặc gián tiếp để hổ trợ hoạt động của con người trong một năm

• Tính bằng tấn khí CO2tương đương (CO2-equivalent)

Nguồn: https://s-media-cache-ak0.pinimg.com/736x/46/39/5b/46395b994a1eab00dbfd791728874343.jpg

• Charles David Keeling : Đường cong Keeling (“Keeling curve”) - đo lường nồng độ CO2trong không khí dài hạn

• 4/2014: nồng độ cacbon đi-ô-xít trong không khí đã ở mức cao nhất trong gần 1 triệu năm qua, đạt ngưỡng trên 400 phần triệu (400 ppm).

Nguồn: http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/full.html

Trang 32

Khí nhà kính và biến đổi khí hậu

• Phát thải khí nhà kính do con người tăng  Trái đất đang nóng dần lên

Nguồn: Millennium Ecosystem Assessment, 2005, Living Beyond Our Means - Natural Assets and Human Well-Being - Statement from

the Board

Nguồn: Foxell, Simon, 2014, A Carbon Primer for the Built Environment, trang 35

Ngành nào phát thải CO2 nhiều nhất?

Trang 33

Tỉ lệ tài nguyên tiêu thụ cho các tòa nhà ở Mỹ (nguồn USGBC) Nguồn: Bergman, David, 2012, Sustainable Design - A Critical Guide - Architecture Briefs

Nguồn: https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_countries_by_carbon_dioxide_emissions

Boook: 1269pp 14

• Dựa trên dữ liệu của EDGAR tạo bởi European Commission and Netherlands Environmental Assessment Agency năm 2014

• Dữ liệu được tính trên tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch và sản xuất xi măng

• Đơn vị: ngàn tấn / năm

Ai phát thải CO2 nhiều nhất?

Trang 35

• Giá trị suất phản chiếu 0-1 (0%-100%)

• Suất phản chiếu của trái đất là 0,3

• Suất phản chiếu thấp (cao) biểu hiện màu tối (sáng)

Trang 36

Suất phản chiếu (albedo)

Trang 37

• Đô thị hóa  Phát triển và thay đổi các bề mặt đất

• Sự thay đổi màu sắc và khả năng hấp thu nhiệt của bề mặt  Chênh lệch nhiệt độ giữa khu vực phát triển và khu vực chưa phát triển  Đảo nhiệt

•  Xem xét sử dụng các bề mặt ngoài nhà: vât liệu albedo cao (phản xạ cao)

Nguồn: (Heat Island Group, Lawrence Berkeley National Laboratory)

Trang 38

Những tòa nhà không “điều khiển” khí hậu

mà “điều chỉnh” để tạo điệu kiện trong nhà tốt hơn cho sự tiện nghi (Theo Paul Oliver)

10 Cuốn sách về Kiến trúc

Vitruvius

• Cuốn VI: tầm quan trọng của yếu tố khí hậu trọng việc định vị trí và thiết kế, khí hậu khác nhau yêu cầu các thiết kế khác nhau, cách lấy sáng tự nhiên và sưởi ấm mặt trời.

• Cuốn VII: cách lựa chọn và sử dụng nguồn nước cho sinh hoạt và nấu nướng; sử dụng nước mưa Hướng dẫn phát triển hệ thống sưởi từ lò lửa, dẫn khí nóng dưới sàn / tường trong các công trình nhà tắm và biệt thự.

Trang 39

Hy lạp cổ đại

http://energyblog.nationalgeographic.com/2013/09/23/seven-of-the-greatest-solar-stories-over-the-millennia/

Hầu hết các thành phố Hy Lạp cổ đại đều được thiết kế

để cho phép mỗi ngôi nhà mở về hướng Nam để sưởi ấm vào mùa đông Những đường phố chính chạy theo hướng Đông Tây cho phép tất cả các ngôi nhà đón ánh mặt trời vào mùa đông.

Thành phố Priene, Hy Lạp cổ đại ( 5000 dân, 1000 tr.CN)

Oia, Santorini, Hy Lạp

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0a/Santorini_07_02_09_0808.jpg/1200px-Santorini_07_02_09_0808.jpg

https://peripateticbone.files.wordpress.com/2015/06/oia-overlook-1.jpg?w=593&h=428

Trang 42

“Xanh” trong kiến trúc hiện đại

• Một số kiến trúc sư có cách tiếp cận môi trường trong thiết kế có tầm ảnh hưởng, với giải pháp:

 Khí hậu là nguồn cảm hứng sáng tạo.

 Tích hợp các thiết kế sinh khí hậu trong hình khối hiện đại, kỹ thuật và vật liệu.

Ứng phó / thích nghi khí hậu: lấy sáng, thông gió, che mưa nắng Các giải pháp mở cửa sổ và lấy sáng tự nhiên

Ngôn ngữ kiến trúc cá tính rõ nét

Trang 43

Tòa nhà ký túc xá Baker tại MIT (1946)

http://pratt-design301-fbiehle.blogspot.co.il/2013/09/baker-house-alvar-aalto_22.html

Định dạng
Số trang	45
Dung lượng	2,35 MB