Không còn là khái niệm xa vời, Net Zero Energy đang tái định nghĩa hoàn toàn cách chúng ta xây dựng và sống. Những công trình này không chỉ cắt giảm phát thải mà còn sở hữu khả năng tự sản xuất năng lượng, đôi khi vượt xa nhu cầu sử dụng. Hãy cùng chiêm ngưỡng 5 công trình Net Zero Energy đang dẫn đầu làn sóng thay đổi toàn cầu dưới đây.
Xu hướng mới trong thiết kế: Kiến trúc Net Zero Energy
Công trình Net Zero không còn là khái niệm xa lạ mà đang dần trở thành chuẩn mực trong kiến trúc bền vững. Những công trình tiêu biểu như trụ sở Quỹ Năng lượng Bền vững tại Pennsylvania hay ngôi nhà điện khí hóa hoàn toàn ở Massachusetts minh chứng rằng cân bằng năng lượng không chỉ khả thi mà còn mang lại nhiều lợi ích dài hạn.
Trung tâm Đối tác & Đổi mới Joyce tận dụng sưởi địa nhiệt cùng hệ tường kính ba lớp, cho thấy cách tối ưu hiệu suất nhiệt và chiếu sáng tự nhiên để giảm thiểu tiêu thụ năng lượng. Trong khi đó, nhiều quốc gia phát triển như Đức, Pháp, Canada hay Ireland đã thiết lập mục tiêu loại bỏ phát thải carbon trong ngành xây dựng vào năm 2050.
Thực tế, không có lộ trình duy nhất để đạt đến kiến trúc tiết kiệm năng lượng. Các yếu tố như hệ thống thông gió, định hướng tòa nhà, thiết kế mặt đứng và vật liệu cách nhiệt đều đóng vai trò quyết định. Dưới đây là 5 công trình Net Zero Energy tiêu biểu, định hình lại tư duy thiết kế công trình trong thế kỷ 21.
Tòa nhà văn phòng Quỹ Năng lượng Bền vững
Tòa nhà văn phòng Quỹ Năng lượng Bền vững (SEF) tọa lạc tại Schnecksville, Pennsylvania, là một ví dụ điển hình của công trình Net Zero Energy. Được thiết kế bởi Ashley McGraw Architects và TN Ward, tòa nhà tận dụng tối đa nguồn năng lượng tự nhiên, bao gồm việc tối ưu hóa hướng ánh sáng và bóng râm qua cửa sổ, từ đó giảm thiểu nhu cầu sử dụng năng lượng. Phong cách thiết kế của SEF lấy cảm hứng từ các dự án nhà thụ động, với mục tiêu tạo ra một không gian làm việc hiện đại, nhưng vẫn giữ nguyên cam kết bảo vệ môi trường.
Đặc biệt, tòa nhà được trang bị một hệ thống năng lượng mặt trời quang điện trên mái, sản sinh đủ năng lượng để đáp ứng toàn bộ nhu cầu sử dụng. Kết quả là, công trình này đã vượt xa kỳ vọng, tạo ra hơn 130% năng lượng cần thiết. Với 3.657,6 m² không gian văn phòng thoáng đãng, thiết kế sử dụng màu sắc sáng và gỗ tự nhiên, mang lại không khí mở và dễ chịu, đồng thời hướng tới mục tiêu giảm thiểu 75% mức tiêu thụ năng lượng so với các công trình truyền thống.
Nhà ở và xưởng Schwaikheim
Nằm giữa vùng nông thôn nước Đức, công trình Schwaikheim bao gồm sáu căn hộ và một xưởng, được xây dựng với nguyên liệu tái sử dụng, phản ánh một xu hướng mạnh mẽ hướng tới các công trình Net Zero. Với đội ngũ thợ mộc tài ba, công trình này tận dụng tối đa các vật liệu có thể tái chế, đồng thời chú trọng đến từng chi tiết nhỏ từ cửa sổ đến hệ thống sưởi.
Các kiến trúc sư Prof. Markus Binder và nhóm schleicher.ragaller đã thiết kế một hệ thống năng lượng tự cung tự cấp, với các tấm quang điện trên mái nhà và máy bơm nhiệt đạt tiêu chuẩn hiệu quả năng lượng KfW. Công trình này không chỉ tiêu thụ không năng lượng từ lưới điện mà còn sản xuất năng lượng dư thừa, làm gương mẫu cho những công trình tương lai trong việc giảm thiểu dấu chân carbon và tiết kiệm năng lượng.
Ngôi nhà đương đại ở Lexington, Massachusetts
Ngôi nhà đương đại ở Lexington, Massachusetts, là một ví dụ điển hình của kiến trúc Net Zero, kết hợp hoàn hảo giữa hiện đại và bền vững. Với diện tích hơn 1.280 m², công trình này được thiết kế bởi A3 Architects nhằm tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng. Một điểm nổi bật là hệ thống năng lượng mặt trời 40 tấm được lắp đặt trên mái ga-ra, cung cấp đủ điện năng cho toàn bộ ngôi nhà trong suốt một năm.
Cấu trúc của ngôi nhà bao gồm tường đôi và cửa sổ kính ba lớp, đảm bảo khả năng cách nhiệt tối ưu và giảm thiểu thất thoát nhiệt. Kết quả là, ngôi nhà này tiết kiệm được đến 58% năng lượng so với các công trình truyền thống. Đây còn là minh chứng cho khả năng tích hợp công nghệ và thiết kế để tạo ra không gian sống lý tưởng, giảm thiểu chi phí vận hành và bảo vệ môi trường.
Tòa nhà Khoa học và Sức khỏe John J. Sbrega
Tòa nhà Khoa học và Sức khỏe John J. Sbrega, nằm trong khuôn viên Trường Cao đẳng Cộng đồng Bristol, Massachusetts, là một trong những công trình Net Zero Energy tiêu biểu, hướng đến mục tiêu đạt trung hòa carbon vào năm 2050. Được thiết kế bởi công ty Sasaki, công trình này tập trung vào việc tối ưu hóa năng lượng thông qua các chiến lược tiết kiệm năng lượng và sử dụng năng lượng tái tạo.
Một trong những thách thức lớn nhất mà tòa nhà đối mặt là đạt được sự cân bằng giữa lượng năng lượng tiêu thụ và năng lượng tự tạo ra hàng năm. Các giải pháp tiên tiến như giảm tải năng lượng từ hệ thống chiếu sáng và thiết bị điện tử, thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch bằng các hệ thống sưởi ấm và làm mát bằng năng lượng tái tạo, đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì hiệu suất năng lượng của công trình.
Bên cạnh đó, việc sử dụng ánh sáng tự nhiên và tận dụng năng lượng mặt trời thông qua cửa sổ và cửa ra vào kín gió giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào năng lượng bên ngoài, đồng thời đảm bảo không gian học tập và nghiên cứu luôn thoải mái. Các thiết bị như tủ hút lọc khói hóa học trong các phòng thí nghiệm cũng được thiết kế để không ảnh hưởng đến hiệu quả tiết kiệm năng lượng.
Trung tâm Đổi mới Joyce
Trung tâm Đối tác và Đổi mới Joyce tại Cơ sở Fennell, Đại học Mohawk là một minh chứng rõ ràng cho tầm quan trọng của kiến trúc bền vững trong giáo dục và nghiên cứu. Đây là một trong những tòa nhà cân bằng năng lượng lớn nhất tại Nam Ontario, mang lại một mô hình điển hình cho các công trình Net Zero, nơi không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn sản xuất năng lượng tái tạo.
Được thiết kế bởi B+H Architects và mcCallumSather, công trình này tập trung vào các chiến lược năng lượng thông minh và hiệu quả. Các giải pháp Net Zero bao gồm việc lắp đặt các tấm năng lượng mặt trời trên mái nhà, sử dụng nhiệt địa nhiệt để cung cấp năng lượng ổn định, và tường kính ba lớp giúp tối ưu hóa hiệu quả cách nhiệt, đồng thời giảm thiểu sự mất mát năng lượng.
Tòa nhà không chỉ đạt được mục tiêu về năng lượng mà còn trở thành một công cụ giảng dạy sống động, minh họa cách các công trình Net Zero có thể áp dụng vào thực tế. Với các tính năng thông minh và những chiến thuật bền vững, Joyce Center thực sự là hình mẫu cho các tòa nhà trong tương lai.
Các công trình Net Zero Energy không chỉ giải quyết bài toán năng lượng, mà còn khơi gợi những khả năng sáng tạo vô tận trong thiết kế kiến trúc. Đây là bằng chứng sống động cho thấy sự tiến hóa trong tư duy xây dựng – từ tiêu hao sang chủ động, từ thụ động sang tích cực. Khi môi trường đang đòi hỏi những bước chuyển mạnh mẽ, kiến trúc Net Zero chính là một trong những câu trả lời cấp tiến và đầy cảm hứng.
