Nghiên cứu đề xuất giải pháp phát triển tòa nhà tiết kiệm năng lượng cho khu vực nội thành Hà Nội
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.64 MB, 117 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
NGUYỄN THỊ NGỌC BÍCH
NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHÁT
TRIỂN TÒA NHÀ TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG
CHO KHU VỰC NỘI THÀNH HÀ NỘI
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội – Năm 2017
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
NGUYỄN THỊ NGỌC BÍCH
NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHÁT
TRIỂN TÒA NHÀ TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG
CHO KHU VỰC NỘI THÀNH HÀ NỘI
Chuyên ngành: Khoa học Môi trƣờng
Mã số:
60440103
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TS. Nguyễn Thị Hoàng Liên
Hà Nội – Năm 2017
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết
quả trình bày trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa từng được công bố
trong bất kỳ công trình nào trước đây.
Học viên
Nguyễn Thị Ngọc Bích
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Thị Hoàng Liên –
Giảng viên Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, người đã
hướng dẫn tôi tận tình và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành luận văn.
Tôi xin cảm ơn các thầy, cô giáo công tác tại Khoa Môi trường, Trường Đại
học Khoa học Tự nhiên đã giúp đỡ, đóng góp ý kiến giúp tôi có thêm kiến thức và kỹ
năng nghiên cứu.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các cán bộ thuộc Trung tâm
khuyến công và tư vấn phát triển công nghiệp Hà Nội, Sở Công Thương đã hỗ trợ
tôi trong quá trình thực hiện luận văn.
Cuối cùng tôi xin dành lời cảm ơn chân thành tới ba và mẹ tôi, tới bạn bè,
đồng nghiệp, những người đã luôn quan tâm, động viên và chia sẻ khó khăn với tôi
trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn.
Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2017
Người thực hiện
Nguyễn Thị Ngọc Bích
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài luận văn .................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................... 3
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ......................................................................... 3
4. Cấu trúc của luận văn ...................................................................................... 3
Chƣơng 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................................... 4
1.1. Tổng quan nghiên cứu về tòa nhà tiết kiệm năng lượng ................................ 4
1.1.1. Các nghiên cứu liên quan đến sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả4
1.1.2. Các nghiên cứu liên quan đến sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả
trong các tòa nhà ..................................................................................................... 6
1.2. Tổng quan lý thuyết về phát triển các tòa nhà tiết kiệm năng lượng ............ 10
1.2.1. Khái quát về tòa nhà tiết kiệm năng lượng ........................................ 10
1.2.2. Nội dung phát triển các tòa nhà TKNL ............................................... 18
1.2.3. Tiêu chí đánh giá tòa nhà tiết kiệm năng lượng................................... 19
1.2.4. Kinh nghiệm quốc tế về phát triển các tòa nhà tiết kiệm năng lượng... 21
Chƣơng 2. ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27
2.1. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................. 27
2.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................... 27
2.3. Nội dung nghiên cứu .................................................................................. 27
2.4. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................ 28
2.4.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận......................................................... 28
2.4.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn ...................................................... 28
2.4.3. Phương pháp phỏng vấn sâu ............................................................... 28
2.4.4. Phương pháp điều tra, khảo sát ........................................................... 29
2.4.5. Phương pháp phân tích, so sánh và đánh giá số liệu ............................ 30
Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 31
3.1. Thực trạng về số lượng các tòa nhà TKNL trên địa bàn Hà Nội hiện nay.... 31
3.2. Thực trạng tình hình tiêu thụ năng lượng tòa nhà TKNL khu vực nội thành34
3.2.1. Về cơ cấu sử dụng năng lượng trong các tòa nhà TKNL tại khu vực nội
thành Hà Nội 34
3.2.2. Thực trạng thiết bị sử dụng năng lượng tại các tòa nhà ....................... 36
3.2.3. Thực trạng về lớp vỏ bọc công trình ................................................... 43
3.2.4. Thực trạng về quản lý sử dụng năng lượng tại các tòa nhà .................. 44
3.3.Thực trạng tiêu thụ năng lượng tòa nhà TKNL khu vực nội thành Hà Nội . ..48
3.3.1. Nhóm tòa nhà văn phòng .................................................................... 49
3.3.2. Nhóm tòa nhà khách sạn ..................................................................... 53
3.3.2. Nhóm tòa nhà Trung tâm thương mại ................................................. 58
3.3.4. Đánh giá tình hình sử dụng năng lượng tại các tòa nhà được khảo sát. 60
3.4. Đánh giá thực trạng phát triển các tòa nhà tiết kiệm năng lượng tại Hà nội . 67
3.4.1. Các kết quả đã đạt được...................................................................... 67
3.4.2. Hạn chế .............................................................................................. 70
3.4.3. Nguyên nhân của những hạn chế ........................................................ 72
3.5. Giải pháp phát triển các tòa nhà TKNL cho khu vực nội thành Hà nội........ 73
3.5.1. Các giải pháp về quản lý nhà nước ..................................................... 73
3.5.2. Các giải pháp kỹ thuật ........................................................................ 77
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .............................................................................. 87
Kết luận .............................................................................................................................. 87
Khuyến nghị .....................................................................................…………89
Đối với Ban quản lý tòa nhà .............................................................................. 89
Đối với UBND Thành phố Hà Nội .................................................................... 90
Tài liệu tham khảo................................................................. Error! Bookmark not defined.
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Các văn bản pháp luật liên quan trong lĩnh vực tòa nhà
Phụ lục 2: Mẫu phiếu phỏng vấn sâu các chuyên gia, nhà quản lý hành chính
Phụ lục 3. Mẫu phiếu phỏng vấn sâu các cán bộ quản lý năng lượng tòa nhà
Phụ lục 4: Mẫu phiếu khảo sát tình hình sử dụng năng lượng tòa nhà
Phụ lục 5. Danh sách 50 đơn vị khảo sát bởi Trung tâm ECC Hà Nội
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Danh sách những người được phỏng vấn ............................................... 29
Bảng 2.2. Danh sách các tòa nhà được khảo sát ..................................................... 30
Bảng 3.1. Cơ cấu các dạng năng lượng sử dụng tại 50 tòa nhà được khảo sát ........ 36
Bảng 3.2. So sánh một số tính năng giữa hệ thống điều hòa trung tâm VRV Chiller38
Bảng 3.3. Giới hạn cho phép của chỉ số OTTV đối với các công trình cao tầng ..... 43
Bảng 3.4. Phân nhóm các tòa nhà dựa trên định mức suất tiêu hao năng lượng ..... 46
Bảng 3.5. Cơ cấu sử dụng năng lượng của từng loại hình tòa nhà được khảo sát.... 60
Bảng 3.6. So sánh mức độ đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật của các thiết bị ĐHKK cho
các tòa nhà được khảo sát ...................................................................................... 63
Bảng 3.7. So sánh mức độ đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật của các thiết bị chiếu sáng
cho các tòa nhà được khảo sát................................................................................ 65
DANH MỤC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 3.1. Tỷ lệ các loại công trình trên 2.500m2 sàn tại Hà Nội năm 2016 ........ 32
Biểu đồ 3.2. Cơ cấu tiêu thụ năng năng lượng theo các loại hình tòa nhà năm 201633
Biểu đồ 3.3. Phân bố sử dụng điện năng của các hệ thống thiết bị ......................... 35
Biểu đồ 3.4. Tỷ lệ tiêu thụ các dạng năng lượng của Tòa nhà BIDV Tower .......... 50
Biểu đồ 3.5. Tiêu thụ điện năng tại BIDV Tower (theo tháng) năm 2016 ............... 51
Biểu đồ 3.6. Tiêu thụ điện năng tại Tòa nhà Vietcombank (theo tháng) năm 2016 . 53
Biểu đồ 3.7. Tiêu thụ điện năng tại Khách sạn Metropole (theo tháng) năm 2016 .. 55
Biểu đồ 3.8 Tiêu thụ điện năng tại Khách sạn Movenpick (theo tháng) năm 2016 . 57
Biểu đồ 3.9. Tiêu thụ điện năng tại TTTM 10B Tràng Thi (theo tháng) năm 2016 . 58
Biểu đồ 3.10. Tiêu thụ điện năng tại Metro Mega Hoàng Mai (theo tháng) năm 201659
Biểu đồ 3.11. Mối tương quan giữa điện năng tiêu thụ và tổng diện tích sàn .......... 62
Biểu đồ 3.12. Suất tiêu hao năng lượng cho 6 tòa nhà được khảo sát ..................... 62
DANH MỤC HÌNH
Hình 3.1. Điều hòa không khí Chiller và VRV tại một số công trình tòa nhà TKNL37
Hình 3.2. Hệ thống chiếu sáng tại văn phòng Viettinbank ..................................... 41
Hình 3.3. Tòa nhà BIDV Tower ............................................................................ 50
Hình 3.4. Tòa nhà Vietcombank .......................................................................... 52
Hình 3.5. Khách sạn Metropole ............................................................................. 54
Hình 3.6. Khách sạn Movenpick ............................................................................ 56
Hình 3.7. Siêu thị Metro Mega Hoàng Mai ............................................................ 59
Hình 3.8. Đèn PAR 120W ..................................................................................... 85
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BMS Hệ thống quản lý tòa nhà thông minh
BRFC Hội đồng đánh giá cách bố trí cửa sổ Anh Quốc
BXD Bộ Xây dựng
ĐHKK Điều hòa không khí
GEA Hiệp hội đánh giá năng lượng toàn cầu
LEED Tiêu chuẩn công trình xanh Châu Ân
NFRC Hội đồng đánh giá cách bố trí cửa sổ Mỹ
OTTV Hệ số truyền nhiệt tổng
QCVN Quy chuẩn Việt Nam
QLNL Quản lý năng lượng
RCEE Trung tâm nghiên cứu Năng lượng và môi trường
SDGs Những mục tiêu mới để phát triển bền vững của Liên Hợp Quốc
TKNL Tiết kiệm năng lượng
TNHH Trách nhiệm hữu hạn
TTTM Trung tâm thương mại
UBND Ủy ban nhân dân
UNFCCC Công ước khung Liên Hợp Quốc về Biến đổi khí hậu
USAID Hiệp hội phát triển quốc tế Mỹ
VRV Hệ thống điều hòa trung tâm kiểu phân tán
WBCSD Hội đồng doanh nghiệp thế giới về phát triển bền vững
WB Ngân hàng thế giới
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài luận văn
Năng lượng đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế, xã hội và phục vụ
dân sinh. Con người sử dụng năng lượng như một yếu tố đầu vào trong mọi hoạt
động sống, nhờ đó có thể vận hành hiệu quả các hoạt động kinh tế đáp ứng các yêu
cầu của sự phát triển. Tuy nhiên, hiện nay trữ lượng các nguồn năng lượng không
tái tạo đang dần bị cạn kiệt, do nhu cầu sử dụng năng lượng của con người ngày
càng cao, là hệ lụy từ sự gia tăng tốc độ đô thị hóa. Trong khi đó, các nguồn năng
lượng thay thế hiện vẫn chưa được khai thác hiệu quả tiềm năng để đáp ứng sự gia
tăng của nhu cầu tiêu thụ năng lượng. Chính vì vậy, các giải pháp sử dụng tiết kiệm
năng lượng đang được thế giới khuyến khích thực hiện để đảm bảo mục tiêu phát
triển bền vững.
Với mật độ dân cư đông và tập trung các hoạt động kinh tế, nhu cầu sử dụng
năng lượng cho khu vực đô thị chiếm tỷ lệ lớn. Năng lượng được sử dụng tại các đô
thị thông qua hình thức tiêu thụ điện, nhiên liệu động cơ,... Một trong những hình
thức tiết kiệm năng lượng hiệu quả được đề cao hiện nay là sử dụng các sản phẩm
tiết kiệm năng lượng. Về bản chất, các sản phẩm tiết kiệm năng lượng là các sản
phẩm sử dụng nguồn năng lượng tái tạo, hoặc sản phẩm ít tiêu hao năng lượng trong
quá trình sử dụng. Tại khu vực đô thị, các tòa nhà tiết kiệm năng lượng (tòa nhà
TKNL) là giải pháp tiết kiệm năng lượng tiêu thụ đáng kể. Các tòa nhà cao ốc
thường được coi là “diện mạo” của đô thị, là một yếu tố thể hiện trình độ phát triển
đô thị, và cũng là thước đo cho sự phát triển kinh tế - xã hội của mỗi nước.
Theo Báo cáo của Hội đồng doanh nghiệp thế giới về phát triển bền vững
(WBCSD) [31], năng lượng sử dụng trong các toà nhà chiếm khoảng 40% năng
lượng sử dụng của thế giới và tạo ra lượng CO2 chiếm khoảng 30% tổng lượng phát
thải trên thế giới. Tại nước ta, con số ước tính mức độ tiêu thụ năng lượng lại các
tòa nhà cao tầng chiếm trên 20% tổng năng lượng quốc gia và dự báo sẽ tiếp tục
tăng mạnh cùng với quá trình gia tăng đô thị hóa [14]. Để đảm bảo việc đáp ứng
nhu cầu năng lượng tại các đô thị, xây dựng và phát triển các tòa nhà TKNL là
hướng đi phù hợp cho bài toán tiết kiệm năng lượng khu vực này.
1
Tại Việt Nam, các tòa nhà TKNL đã được hình thành tại một số đô thị lớn
như Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh, Bình Dương,… và đi vào sử dụng trong thời gian
khoảng 5 năm gần đây. Trong thời gian qua, Nhà nước đã quan tâm đến việc thúc
đẩy các hoạt động tiết kiệm năng lượng đối với các tòa nhà tại các thành phố lớn
thông qua việc đề ra quy chuẩn tiết kiệm và sử dụng năng lượng trong thiết kế, xây
dựng các công trình, bên cạnh đó, xây dựng các chương trình, kế hoạch tiết kiệm
năng lượng tại các tòa nhà nói riêng và trên địa bàn các đô thị nói chung.
Tuy nhiên, việc phát triển các tòa nhà TKNL tại các đô thị lớn hiện nay vẫn
đang gặp nhiều khó khăn do những nguyên nhân đến từ nhiều phía. Về phía các nhà
đầu tư, các công trình tòa nhà TKNL đòi hỏi nguồn đầu tư ban đầu và vận hành khá
lớn cho các sản phẩm, thiết bị TKNL. Đối với các cơ quan quản lý và kiểm toán,
công tác kiểm toán sử dụng năng lượng khá phức tạp và nước ta còn thiếu chuyên
gia trong lĩnh vực này. Kiểm toán chi phí sử dụng năng lượng là công tác quan
trọng trong thực hiện tiết kiệm năng lượng đối với công trình dịch vụ và thương
mại, bởi hoạt động này nhằm kiểm định hiệu quả sử dụng năng lượng và hỗ trợ tiết
kiệm tối đa chi phí trong khai thác và tiêu thụ năng lượng. Do đó, việc mở rộng xây
dựng và phát triển các tòa nhà TKNL hiện đang gặp không ít thách thức trong bối
cảnh đô thị hóa hiện nay.
Thành phố Hà Nội là thủ đô của cả nước, việc đẩy mạnh tiến trình công
nghiệp hóa, hiện đại hóa, buộc thành phố phải tích cực triển khai xây dựng các tòa
nhà, cao ốc. Mặc dù trong quá trình xây dựng, Ủy ban nhân dân (UBND) thành phố
đã có nhiều dự án, công trình nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu quả tiết kiệm năng
lượng trong các công trình tòa nhà. Tuy vậy, các nghiên cứu còn tản mạn, chưa có
đề tài nào nghiên cứu đề xuất các giải pháp một cách toàn diện nhằm phát triển các
tòa nhà TKNL trên địa bàn thành phố.
Xuất phát vấn đề thực tiễn trên đây, đề tài luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu đề xuất
giải pháp phát triển tòa nhà tiết kiệm năng lƣợng cho khu vực nội thành Hà Nội”
được thực hiện nhằm đánh giá thực trạng và đề xuất một số giải pháp nhằm phát triển
các toà nhà TKNL tại Hà Nội là có ý nghĩa cả về mặt khoa học lẫn thực tiễn.
2
2. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu tổng quát
Nghiên cứu lý thuyết và thực tế về phát triển tòa nhà tiết kiệm năng lượng, từ
đó đề xuất các giải pháp nhằm phát triển các tòa nhà tiết kiệm năng lượng cho địa
bàn nội thành Hà Nội.
Mục tiêu cụ thể
- Nghiên cứu tổng quan những vấn đề cơ bản về tòa nhà tiết kiệm năng lượng
và phát triển tòa nhà tiết kiệm năng lượng.
- Phân tích, đánh giá thực trạng phát triển các tòa nhà tiết kiệm năng lượng
khu vực nội thành Hà Nội thời gian qua.
- Đề xuất các giải pháp nhằm phát triển các tòa nhà tiết kiệm năng lượng cho
nội thành thủ đô Hà Nội trong thời gian tới.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ là tài liệu tham khảo phục vụ cho công tác
nghiên cứu và quản lý nhằm định hướng phát triển các tòa nhà tiết kiệm năng lượng
tại thành phố Hà Nội nói riêng và của Việt Nam nói chung.
4. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục tài liệu tham khảo và phụ lục, luận
văn bao gồm các chương sau:
Chƣơng 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu
Chƣơng 2: Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu
Chƣơng 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
3
Chƣơng 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan nghiên cứu về tòa nhà tiết kiệm năng lƣợng
1.1.1. Các nghiên cứu liên quan đến sử dụng năng lượng tiết kiệm và
hiệu quả
Báo cáo của Ngân hàng Thế giới (WB) “Tương lai năng lượng bền vững của
Đông Á” [32], đã nhận diện các thách thức của Đông Á về vấn đề năng lượng. Báo
cáo vạch ra định hướng chiến lược của ngành năng lượng tại Đông Á (Trung Quốc,
Indonesia, Malaysia, Thái Lan, Philippines và Việt Nam) để đáp ứng nhu cầu năng
lượng ngày càng tăng của khu vực này theo cách bền vững và thân thiện với môi
trường trong vòng hai thập kỷ tới, và đưa ra một lộ trình xây dựng khung chính sách
và cơ chế tài chính để đạt được mục tiêu đó.
Đối với Việt Nam, nếu tiếp tục phát triển ngành năng lượng theo hướng hiện
tại, thì đến năm 2030 Việt Nam sẽ chuyển từ một nước xuất khẩu năng lượng sang
nước nhập khẩu năng lượng. Báo cáo cho rằng trong thập kỷ tới, Việt Nam cần ưu
tiên tập trung đầu tư vào công nghệ sử dụng hiệu quả năng lượng tại các nhà máy
công nghiệp mới, chỉ riêng công suất của các nhà máy công nghiệp mới này sẽ tạo
ra công suất lớn hơn công suất hiện tại của toàn ngành công nghiệp của Việt Nam
hiện nay.
Tổng cục Năng lượng (2015), trong “Báo cáo tổng kết 05 năm thi hành Luật
sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả” [10] đã đánh giá chung về tình hình
năng lượng của Việt Nam, theo đó:
- Theo báo cáo, Luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đã có tác động
sâu rộng trong toàn xã hội. Ở cấp độ quốc gia, Chương trình mục tiêu quốc gia về
sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đã được phê chuẩn, triển khai thực hiện
mạnh mẽ. Ở cấp độ các ngành, các địa phương, các tổ chức, doanh nghiệp cũng đã
có nhiều hoạt động phong phú được tổ chức nhằm cụ thể hóa các nội dung được
phát động trong Chương trình mục tiêu quốc gia.
- Hoạt động truyền thông, giáo dục, nâng cao nhận thức của cộng đồng đã huy
động được sự tham gia đông đảo và toàn diện của các cơ quan, ban ngành, từ các cơ
4
quan của Chính phủ, các Bộ ngành, địa phương, các cơ quan doanh nghiệp, đặc biệt
là sự tham gia tích cực của các cơ quan truyền thông, góp phần đắc lực đưa thông
tin lan tỏa sâu rộng vào cộng đồng xã hội. Theo điều tra ban đầu của Tổng cục năng
lượng, đến nay đã có hơn 85% dân số Việt Nam được tiếp cận, biết và hiểu về tiết
kiệm năng lượng. Các kiến thức về tiết kiệm năng lượng cũng đã được đưa vào các
chương trình đào tạo, các giờ sinh hoạt ngoại khóa tại các trường học - hoạt động
này được tin tưởng sẽ mang lại những hiệu quả lâu dài và bền vững.
- Bên cạnh các kết quả đã đạt được, báo cáo cũng nhìn nhận một số hạn chế,
khó khăn trong hoạt động thi hành Luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả,
như nguồn kinh phí từ ngân sách Nhà nước hỗ trợ hoạt động này còn hạn chế, lộ
trình dán nhãn tiết kiệm năng lượng còn khó khăn, nhận thức của cộng đồng còn
hạn chế, ảnh hưởng của suy thoái kinh tế khiến các doanh nghiệp khó khăn về
nguồn vốn trong việc chuyển đổi công nghệ, cơ chế hỗ trợ các doanh nghiệp cũng
chưa có tính khuyến khích cao ...
Theo tác giả Bùi Huy Phùng (2013), trong “Phát triển năng lượng và chiến
lược tăng trưởng xanh ở Việt Nam” [9] đã chỉ ra những đóng góp và những hạn chế
của những quy hoạch phân ngành năng lượng, chiến lược của Việt Nam đã xây
dựng như: Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia; Quy hoạch phát triển ngành
than; Quy hoạch phát triển dầu khí. Trên cơ sở đó, tác giả kiến nghị một số giải
pháp về tổ chức nghiên cứu xây dựng quy hoạch năng lượng tái tạo tổng thể.
Theo tác giả Lê Văn Doanh (2009), trong “Sử dụng năng lượng hiệu quả và
tiết kiệm nhìn từ mọi phía” [4] đã đề xuất quan điểm và chính sách năng lượng của
Việt Nam cần phải dựa trên trên sự hài hòa giữa hiệu quả kinh tế, an ninh năng
lượng và bảo vệ môi trường. Cụ thể là:
- Phát triển các tiêu chuẩn và dán nhãn chứng nhận sản phẩm tiết kiệm năng
lượng được lựa chọn. Hỗ trợ kỹ thuật đối với các nhà sản xuất trong nước tuân thủ
tiêu chuẩn hiệu suất năng lượng (thiết bị đun nước nóng bằng năng lượng mặt trời,
quảng bá đèn compact, chiếu sáng tiết kiệm điện, dán nhãn sản phẩm).
- Sử dụng TKNL và hiệu quả trong các tòa nhà. Nhóm nội dung này gồm có 2
5
đề án là; Nâng cao năng lực và triển khai hoạt động sử dụng năng lượng tiết kiệm
và hiệu quả trong thiết kế xây dựng và quản lý các tòa nhà. Xây dựng mô hình và
dựa vào hoạt động công tác quản lý sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong
các tòa nhà.
Theo Trần Anh Tuấn (2010), “Sử dụng năng lượng hiệu quả ở Nhật Bản và
một số bài học kinh nghiệm cho Việt Nam” [13] đã hệ thống lại các giải pháp sử
dụng hiệu quả năng lượng, đó là:
- Trong giai đoạn đầu của công tác bảo tồn năng lượng, với nhiều nỗ lực hợp
tác giữa chính phủ và các thành phần kinh tế tư nhân, hàng loạt các giải pháp tiết
kiệm và sử dụng hiệu quả năng lượng đã được ưu tiên áp dụng cho các ngành công
nghiệp vì đây là lĩnh vực tiêu thụ nhiều năng lượng.
- Đối với việc nâng cao mức độ sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả
trong các tòa nhà cần tiến hành các giải pháp như: áp dụng hệ thống quản lý năng
lượng trong nhà và trong các tòa nhà. Đẩy mạnh hoạt động kiểm toán năng lượng
trong các tòa nhà.
- Tác giả đã đưa ra một số bài học cho Việt Nam như: Cần hình thành một cơ
sở pháp lý vững chắc và các chính sách bảo tồn năng lượng linh hoạt; Quyết tâm
mạnh mẽ của chính phủ và nỗ lực hợp tác tích cực của công chúng; Tăng cường
phát triển công nghệ cao, coi trọng quảng bá giáo dục về tiết kiệm năng lượng….
1.1.2. Các nghiên cứu liên quan đến sử dụng năng lƣợng tiết kiệm và
hiệu quả trong các tòa nhà
Kỷ yếu Hội thảo “Thúc đẩy việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả
trong các công trình xây dựng và phát triển công trình xanh của Bộ Xây dựng” [1]
do Bộ Xây dựng tổ chức năm 2014 đã tổng quan các nghiên cứu về lĩnh vực TKNL
trong các tòa nhà. Trong đó đã trình bày các văn bản pháp luật liên quan trong lĩnh
vực toà nhà; Hiện trạng sử dụng năng lượng, giải pháp và tiềm năng TKNL trong
các loại hình tòa nhà. Giới thiệu hệ thống Quản lý năng lượng (QLNL), nêu một số
trường hợp điển hình thực hiện các giải pháp TKNL và mô hình hệ thống QLNL
hiệu quả.
6
Các kết quả nghiên cứu trình bày tại Hội thảo cũng đã đề xuất một số giải
pháp nhằm sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đối với các công sở, khách
sạn, trung tâm thương mại như: Tiến hành các biện pháp nhằm giảm xâm nhập nhiệt
(điều chỉnh lưu lượng gió tươi, đóng kín cửa, cải thiện vỏ bọc công trình); Nâng cao
ý thức người sử dụng, thiết lập quản lý năng lượng; Sử dụng máy điều hòa không
khí (ĐHKK) hiệu suất cao; Cải tạo hệ thống chiếu sáng, bảo dưỡng thiết bị ĐHKK,
đèn; Ứng dụng các công nghệ mới như hệ thống bồn trữ lạnh, hệ thống nước nóng
mặt trời/ bơm nhiệt…
Năm 2016, Bộ Xây dựng tổ chức Hô ̣i thảo “Từ Công trình Tiết kiệm năng
lượng đến công trình Xanh – Kinh nghiệm Đan Mạch" [2]. Theo đánh giá của các
chuyên gia, việc sử dụng năng lượng ở các tòa nhà xây dựng hiện nay còn nhiều bất
cập, gây thất thoát, lãng phí, hiệu quả sử dụng năng lượng thấp. Nguyên nhân dẫn
đến tình trạng này là do hệ thống các văn bản chính sách về TKNL chưa đồng bộ.
Một số quy định, quy chuẩn, tiêu chuẩn hướng dẫn kỹ thuật về tiết kiệm năng lượng
nói chung và các công trình xây dựng nói riêng còn thiếu. Ngoài ra, hiểu biết và các
hành động tiế t kiê ̣m năng lươ ̣ ng của người sử dụng còn hết sức hạn chế. Để giải
quyết vấn đề này , Viê ̣t Nam cầ n xác đinh
̣ tiêu chuẩ n
cacbon và năng lượng quốc
gia, thực thi quy đinh
̣ năng lươ ̣ng hiê ̣u quả mô ̣t c ách nghiêm ngă ̣t . Đồng thời, nâng
cao nhâ ̣n thức và tâ ̣p huấ n v ề quy chuẩn cho các Sở Xây dựng , trường, học viện .
Bên cạnh đó , xác định các dự án công trình xanh tự nguyện để mở đường và nhân
rô ̣ng các tòa nhà mẫu .
Theo các tác giả Tạ Xuân Hòa và Nguyễn Tuấn (2011) trong “Vấn đề tiết kiệm
năng lượng trong thiết kế sử dụng hệ thống điều hòa không khí” [5], cho biết: Hiện
nay, trong các toà nhà có lắp đặt hệ thống thông gió và ĐHKK, lượng tiêu thụ năng
lượng điện thường chiếm một tỉ trọng rất lớn. Kết quả khảo sát thực tế sử dụng năng
lượng trong một số toà nhà thuộc dự án “Đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng
trong công trình xây dựng” thực hiện cho các toà nhà cao tầng xây dựng tại Việt
Nam trước năm 2000 với bốn đối tượng chính là khách sạn, toà nhà hỗn hợp khách
sạn - văn phòng, cơ quan hành chính nhà nước và siêu thị cho thấy phần năng lượng
7
điện tiêu thụ cho hệ thống thông gió và ĐHKK chiếm tỉ lệ từ 70% đến 90% tổng
mức tiêu thụ năng lượng điện của công trình.
Như vậy, việc tiết kiệm năng lượng hiệu quả cho công trình xây dựng phụ
thuộc chủ yếu vào các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống thông gió và
ĐHKK. Tiết kiệm năng lượng trong hệ thống thông gió và ĐHKK không đơn thuần
là giảm bớt công suất máy để giảm tiêu thụ năng lượng điện mà phải đi đôi với việc
đảm bảo các điều kiện tiện nghi vi khí hậu cần thiết cho con người và công trình.
Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm nên điều kiện khí hậu bên
ngoài nhà ảnh hưởng rất lớn đến chế độ vi khí hậu bên trong công trình. Để tiết
kiệm năng lượng cho hệ thống thông gió và ĐHKK cần phải chú ý từ giai đoạn thiết
kế kiến trúc, cấu tạo lớp vỏ bao che công trình tới việc lựa chọn giải pháp thông gió
và ĐHKK phù hợp với chức năng của từng loại công trình. Bên cạnh đó là việc lựa
chọn thiết bị, vật liệu và giải pháp cách nhiệt hợp lý. Cuối cùng là tiết kiệm năng
lượng trong quá trình khai thác nhiên liệu.
Theo tác giả, chất lượng của thiết kế phụ thuộc rất nhiều vào kinh nghiệm và
sự sáng tạo. Một thiết kế hợp lý và khoa học có thể tiết kiệm được khoảng 30% tiêu
thụ năng lượng điện trong công trình. Kinh nghiệm và thực tế cho thấy một số toà
nhà hiện nay ở Việt Nam sử dụng ĐHKK loại VRV1 có công nghệ biến tần và thiết
bị thông gió thu hồi nhiệt đạt được hiệu quả tiết kiệm điện từ 20 – 30% trong quá
trình khai thác sử dụng. Ngoài ra cần giám sát, kiểm tra chặt chẽ công tác bọc cách
nhiệt cho hệ thống đường ống, có chế độ bảo trì, duy tu, sửa chữa hỏng hóc thường
xuyên để đảm bảo không bị thất thoát năng lượng trong suốt quá trình khai thác sử
dụng sẽ đem lại lợi ích về tiết kiệm năng lượng tổng thể cho toàn bộ công trình.
Tác giả Hà Văn trong “Đẩy mạnh tiết kiệm năng lượng trong các tòa nhà cao
tầng” [18] nhận định đã đến lúc cần đưa ra các quy định bắt buộc các công trình xây
dựng mới cũng như khi cải tạo cần tuân thủ các yêu cầu, giải pháp sử dụng năng
lượng hiệu quả, tiết kiệm… Hiện tại, tổng năng lượng tiêu dùng trong lĩnh vực xây
1
VRV (Variable Refrigerant Volume) là hệ thống điều hòa trung tâm dùng trong các tòa nhà, có khả năng
điều chỉnh lưu lượng môi chất tuần hoàn và qua đó có thể thay đổi công suất theo phụ tải bên ngoài. Chi tiết
thông tin tại .
8
dựng ước tính chiếm trên 20% tổng năng lượng quốc gia và sẽ tiếp tục tăng mạnh
cùng với quá trình gia tăng đô thị hóa. Việc sử dụng năng lượng trong các tòa nhà
cao tầng nước ta hiện nay còn lãng phí.
Đối với tòa nhà là trụ sở cơ quan hành chính, thiết bị sử dụng nhiều năng lượng
là điều hòa không khí chiếm trên 70% tổng năng lượng sử dụng; đèn chiếu sáng
chiếm 10%; các thiết bị khác như máy móc văn phòng, thang máy, máy bơm nước
chiếm khoảng 20%. Đối với tòa nhà là trung tâm thương mại, siêu thị, 75% năng
lượng được tiêu tốn bởi điều hòa không khí; 10% là thiết bị chiếu sáng, các thiết bị
khác chiếm 15%. Đối với khách sạn, các con số này lần lượt là 60%, 25% và 15%.
Tác giả Trần Văn Thịnh (2012) trong “Kiểm toán năng lượng tại các tòa nhà
cao tầng và đề xuất phương án sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả” [11] đã
giới thiệu chu trình xây dựng dự án kiểm toán năng lượng và các phương pháp sử
dụng năng lượng hiệu quả trong các tòa nhà nói chung nhằm xác định tiềm năng tiết
kiệm năng lượng và đề ra phương án sử dụng năng lượng một cách hiệu quả.
Theo tác giả, kiểm toán năng lượng là hoạt động nhằm đánh giá thực trạng
hoạt động của một hệ thống năng lượng để có thể xác định các phần tử sử dụng
năng lượng lãng phí, nhận diện được các cơ hội tiết kiệm và đề xuất giải pháp tiết
kiệm năng lượng, từ đó xác định được khuynh hướng tiêu thụ và tiềm năng tiết
kiệm năng lượng của các thiết bị khác nhau như: động cơ, máy bơm, hệ thống chiếu
sáng, thông gió, điều hoà…
Đối với các tòa nhà, việc tiết kiệm và sử dụng hiệu quả năng lượng phải được
tính đến ngay từ khâu thiết kế. Tận dụng các điều kiện tự nhiên hoặc các giải pháp
cấu tạo kiến trúc thích hợp nhằm giảm tiêu hao năng lượng cho chiếu sáng, thông
gió, làm mát và sưởi ấm. Sử dụng các vật liệu cách nhiệt được sản xuất theo tiêu
chuẩn tiết kiệm năng lượng để hạn chế việc truyền nhiệt qua tường, cửa ra vào và
cửa sổ. Sử dụng các thiết bị chế tạo theo tiêu chuẩn tiết kiệm năng lượng để lắp đặt
trong tòa nhà.
Nhìn chung, việc sử dụng năng lượng ở các tòa nhà xây dựng hiện nay còn
nhiều bất cập, gây thất thoát, lãng phí, hiệu quả sử dụng năng lượng thấp. Nguyên
9
nhân dẫn đến tình trạng này là do hệ thống các văn bản chính sách về TKNL chưa
đồng bộ; một số quy định, quy chuẩn, tiêu chuẩn hướng dẫn kỹ thuật về TKNL nói
chung và các công trình xây dựng nói riêng còn thiếu. Tình trạng phổ biến hiện nay
là việc lắp đặt hệ thống điều hòa không khí không phù hợp; không vệ sinh, bảo
dưỡng định kỳ; lớp vỏ công trình có thiết kế và vật liệu không đảm bảo yêu cầu
TKNL; thiết bị chiếu sáng còn sử dụng nhiều bóng đèn sợi đốt…Hiện nay, hiểu biết
về TKNL của người sử dụng còn hết sức hạn chế, Bộ Xây dựng cũng đã đưa ra một
số quy chuẩn, tiêu chuẩn như “Nhà cao tầng, nhà văn phòng - hướng dẫn thiết kế sử
dụng năng lượng, tiết kiệm và hiệu quả”. Tuy nhiên, chưa có những hướng dẫn
đồng bộ cũng như những chế tài cụ thể đối với việc TKNL trong những công trình
vì thế tiềm năng TKNL trong các công trình hiện nay vẫn còn bỏ ngỏ.
Qua tổng quan những công trình nghiên cứu có liên quan trên đây cho thấy:
mặc dù đã có nhiều nghiên cứu liên quan đến đề tài luận văn, nhưng chưa có công
trình nào có nghiên cứu trực diện về giải pháp phát triển tòa nhà tiết kiệm năng
lượng tại Hà Nội. Vì vậy, đề tài luận văn là một công trình nghiên cứu độc lập,
không trùng lặp với một công trình nào đã công bố.
1.2. Tổng quan lý thuyết về phát triển các tòa nhà tiết kiệm năng lƣợng
1.2.1. Khái quát về tòa nhà tiết kiệm năng lƣợng
Tòa nhà là một công trình xây dựng có chức năng chính là bảo vệ, che chắn
cho người hoặc vật chứa bên trong; thông thường được bao che một phần hoặc toàn
bộ và được xây dựng ở một vị trí cố định. Nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng đòi hỏi
các tòa nhà phải thỏa mãn các điều kiện như độ bền vững, tính mỹ quan, tính tiện
dụng; ngoài ra các tòa nhà phải đảm bảo các điều kiện về TKNL như thông gió,
thoáng mát, cách nhiệt… Để đảm bảo các chức năng này, việc tiết kiệm và sử dụng
hiệu quả năng lượng phải được tính đến ngay từ khâu thiết kế. Tận dụng các điều
kiện tự nhiên hoặc cấu tạo kiến trúc phải thích hợp nhằm giảm tiêu hao năng lượng
cho chiếu sáng, thông gió, làm mát và sưởi ấm. Sử dụng các vật liệu cách nhiệt
được sản xuất theo tiêu chuẩn tiết kiệm năng lượng để hạn chế việc truyền nhiệt qua
tường, cửa ra vào và cửa sổ. Sử dụng các thiết bị chế tạo theo tiêu chuẩn tiết kiệm
10
năng lượng để lắp đặt trong tòa nhà.
Tòa nhà tiết kiệm năng lượng (tòa nhà hiệu quả năng lượng) là một sản phẩm
của quá trình xây dựng với biện pháp quản lý tiên tiến và áp dụng kỹ thuật cao. Nhờ
vậy so với các công trình xây dựng khác, tòa nhà tiết kiệm năng lượng giảm thiểu
mức tiêu thụ năng lượng mà vẫn bảo đảm nhu cầu, mục tiêu đặt ra đối với quá trình
sử dụng.
Trên thế giới, các nội dung liên quan đến tòa nhà tiết kiệm năng lượng xuất
hiện từ những năm đầu của thế kỉ 20, bắt nguồn từ sự xây dựng các tòa nhà tận
dụng năng lượng từ mặt trời là một trong những nỗ lực hướng đến việc giảm thiểu
tiêu dùng nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có định nghĩa cụ
thể về tòa nhà tiết kiệm năng lượng trong các nghiên cứu học thuật hay ở các cấp độ
quốc gia. Mỗi quốc gia lại có những định nghĩa và phạm vi khác nhau về tòa nhà
tiết kiệm năng lượng [30].
Nghiên cứu của Hauge và cộng sự (2010) định nghĩa tòa nhà tiết kiệm năng
lượng là những tòa nhà được xây dựng với mục đích giảm thiểu tiêu dùng năng
lượng ở các mức độ khác nhau [25]. Nghiên cứu đã phân loại tòa nhà tiết kiệm năng
lượng thành tòa nhà năng lượng thấp (Low energy buildings); tòa nhà thụ động
(passives houses2); tòa nhà đánh giá theo tiêu chuẩn LEED3 và tòa nhà xanh (green
buildings). Một nghiên cứu khác của Zhang & Leimer (2011) có tên Chứng nhận
năng lượng thấp - Khám phá về vấn đề tối ưu hóa và đánh giá vỏ bọc công trình tòa
nhà tiết kiệm năng lượng [34] đã thống nhất khái niệm tòa nhà xanh với tòa nhà tiết
kiệm năng lượng. Ngoài ra, theo Krope, J. và Goricanec (2009), nhận thức tầm quan
trọng của việc tiết kiệm năng lượng trong tòa nhà dẫn đến sự phát triển của các tòa
nhà tiết kiệm năng lượng, bên cạnh đó phân loại các tòa nhà tiết kiệm năng lượng
thành tòa nhà năng lượng thấp (low energy buildings), nhà thụ động, nhà trung hòa
năng lượng (zero – energy house), nhà tiết kiệm năng lượng chủ động (energy self2
Nhà thụ động (Passive houses – Passivhaus) - tiêu chuẩn gắt gao về tính chủ động, quy định hiệu quả năng
lượng trong các tòa nhà nhằm giảm thiểu tác động sinh thái của công trình lên môi trường.
3
Một chứng nhận cho các công trình xây dựng xanh được cấp bởi Hội đồng Xây dựng Xanh Mỹ ra đời năm
1995 tại Mỹ.
11
sufficient house) và nhà phụ trội năng lượng (plus energy) [28]. Theo Carassus
(2008) tòa nhà tiết kiệm năng lượng có thể được phân loại thành ba loại mô hình:
Mô hình tiêu dùng năng lượng thấp (ví dụ Passivhaus hay tòa nhà thụ động ở Đức),
mô hình kết hợp môi trường và năng lượng (ví dụ tòa nhà chứng nhận LEED) và
mô hình kết hợp sản xuất và tiết kiệm năng lượng (ví dụ như tòa nhà trung hòa năng
lượng - Zero Energy) [23].
Trong khi đó, nghiên cứu của Ahmed và công sự (2009) tập trung về phân tích
dữ liệu thực tòa nhà trong quá trình vận hành tòa nhà tiết kiệm năng lượng [21].
Nghiên cứu này đã chỉ ra các đặc điểm các thiết bị năng lượng bền vững được áp
dụng trong các tòa nhà TKNL như tấm pin năng lượng mặt trời, ống bơm địa nhiệt và
hệ thống phục hồi nhiệt. Kim và cộng sự (2010) đã phân tích thiết kế các tòa nhà tiết
kiệm năng lượng thông qua hướng tiếp cận khai thác dữ liệu [27]. Trong đó thiết kế
tòa nhà tiết kiệm năng lượng có các đặc điểm tiết kiệm năng lượng gồm vị trí tòa nhà,
vỏ bọc công trình (tường, mái, cửa sổ và cửa ra vào), máy sưởi, hệ thống điều hòa và
thông gió (HVAC), hệ thống chiếu sáng, điều khiển và các thiết bị. Kantrowirz
(1984), đã tiến hành nghiên cứu về tòa nhà tiết kiệm năng lượng, mô tả tòa nhà tiết
kiệm năng lượng là tòa nhà được thiết kế với các hệ thống thiết bị tiết kiệm năng
lượng như hệ thống thông gió HVAC và hệ thống chiếu sáng [26].
Trong thời gian gần đây khái niệm về tòa nhà tiết kiệm năng lượng được đưa
ra và được sử dụng rộng rãi ở Bắc Mỹ và một số nước Châu Âu để nhằm nhấn
mạnh vào việc giảm thiểu và tiết kiệm năng lượng, sử dụng năng lượng hiệu quả
trong tòa nhà và khu dân cư. Tòa nhà tiết kiệm năng lượng có thể được quan niệm
là một trong những sản phẩm xanh hay công trình xây dựng đáp ứng tiêu chuẩn của
phát triển bền vững, sử dụng các chiến lược thiết kế, quản lý tiết kiệm năng lượng
trong việc giảm thiểu tiêu dùng năng lượng để đạt mục tiêu tiêu dùng năng lượng ở
mức thấp. Một số khái niệm chính liên quan đến các tòa nhà bền vững và tòa nhà
tiết kiệm năng lượng được các nước nhắc đến gần đây như sau:
12
Nhóm khái niệm thiên
Nhóm khái niệm thiên
Nhóm khái niệm thiên
về phát triển bền vững
về quản lý năng lƣợng
về thiết kế TKNL
(4). Tòa nhà năng lượng
(1). Tòa nhà, công trình hiệu quả, tòa nhà năng (7). Tòa nhà thụ động –
xanh, ngôi nhà xanh – lượng
thấp
–
Energy Passive
buildings
hay
Green Building, Green efficient building, Low- Passivhaus
Housing;
energy
performance (8).
(2). Công trình bền vững, building;
Tòa
LEEDs
nhà
-
chuẩn
LEEDS
ngôi nhà bền vững – (5). Tòa nhà không phát buildings
Sustainable
building thải
– Carbon neutral
(construction),
building, Zero emission
Sustainable housing;
building;
(3). Công trình sinh thái (6). Tòa nhà (ngôi nhà)
– Eco-building;
cân bằng về năng lượng Net Zero Energy Building
(Housing),
Nearly
Net
Zero Energy Building.
Những khái niệm này bắt nguồn từ nhu cầu cấp bách bảo vệ môi trường, sinh
thái, tài nguyên nói chung và không chỉ tập trung vào tiêu chí sử dụng năng lượng.
Tuy nhiên, trong thực tế áp dụng có một điểm lưu ý là những khái niệm này nếu
không có tiêu chí đánh giá rõ ràng, thì rất dễ bị lạm dụng để lấy các chứng chỉ về
thiết kế kiến trúc.
Dựa trên các nghiên cứu này, tóm lại, tòa nhà tiết kiệm năng lượng là một
công trình xây dựng có mức độ chi phí về tiêu dùng năng lượng thấp, dựa trên các
ưu thế về kỹ thuật của tòa nhà mà người sử dụng có thể sử dụng năng lượng một
cách tiết kiệm và hiệu quả.
Định nghĩa này liên quan trực tiếp đến tiết kiệm chi phí cho mục đích sử dụng
năng lượng trong tòa nhà, nhằm thúc đẩy tiết kiệm năng lượng từ hành vi của người
13
tiêu dùng cũng như áp lực từ người tiêu dùng yêu cầu về triển khai sử dụng các hệ
thống năng lượng sạch.
Việt Nam chưa có định nghĩa riêng về tòa nhà tiết kiệm năng lượng. Tuy
nhiên, với tốc độ phát triển như hiện nay, đặc biệt là ở các thành phố lớn như Hà
Nội, TP. Hồ Chí Minh, thì vấn đề tiết kiệm năng lượng trong các tòa nhà ngày càng
trở nên quan trọng. Ngoài ý nghĩa quan trọng là bảo vệ môi trường, phát triển bền
vững, thì chi phí năng lượng ngày càng tăng cao nên vấn đề sử dụng điện tiết kiệm,
hiệu quả trở thành vấn đề cấp bách. Bên cạnh việc tiết kiệm điện trong các quá trình
sản xuất, thì việc tiết kiệm điện trong sinh hoạt, đặc biệt là trong các toà nhà văn
phòng, trung tâm thương mại, khách sạn có tác động trực tiếp đến việc giảm áp lực
cho hệ thống cung cấp điện. Vì vậy, việc phát triển các tòa nhà tiết kiệm năng lượng
được Nhà nước, các nhà xây dựng cũng như nhà đầu tư ngày càng quan tâm.
Đặc điểm của tòa nhà tiết kiệm năng lượng
Các tòa nhà TKNL là kết quả của một trình độ sản xuất cao với một nền công
nghệ xây dựng hiện đại và quy trình quản lý xây dựng tiên tiến. So với các sản
phẩm xây dựng khác, các tòa nhà TKNL có mức tiêu hao năng lượng thấp, hay hiệu
suất tiêu thụ năng lượng cao hơn mức cho phép. Việc tiết kiệm và sử dụng hiệu quả
năng lượng đối với các tòa nhà TKNL, được tính đến ngay từ khâu thiết kế. Việc
thiết kế phải bảo đảm tận dụng các điều kiện tự nhiên xung quanh, khí hậu, thời tiết
hoặc các giải pháp cấu tạo kiến trúc thích hợp nhằm giảm tiêu hao năng lượng cho
chiếu sáng, thông gió, làm mát và sưởi ấm. Vật liệu để tạo nên các tòa nhà TKNL là
vật liệu có độ bền cơ học, khả năng chịu đựng các tác động từ môi trường bên
ngoài, cũng như khả năng cách âm, cách nhiệt cao. Quy trình xây dựng các tòa nhà
TKNL, từ khâu thiết kế, lựa chọn vật liệu, phương pháp xây dựng hiện đại, quá
trình quản lý thi công, quá trình vận hành sử dụng… được kiểm tra giám sát chặt
chẽ. Trong khi đó công trình xây dựng khác chỉ là kết quả của một nền xây dựng
với mức độ công nghệ và trình độ quản lý trung bình.
Để tạo ra một tòa nhà TKNL, ngoài vật liệu, thiết kế xây dựng còn đòi hỏi
nhiều yếu tố khác mang tính kinh tế kỹ thuật. Theo các chuyên gia về lĩnh vực tòa
14
nhà của GEA4 các yếu tố sau đây là tối quan trọng đối với một tòa nhà tiết kiệm
năng lượng [24].
- Hiệu quả năng lượng (thiết kế tận dụng năng lượng tái tạo và các công nghệ
tiết kiệm năng lượng có thể khác);
- Tích hợp sinh - khí hậu (phối hợp kiến trúc tòa nhà với cảnh quan xung
quanh tạo hiệu quả năng lượng);
- Thích ứng (thiết kế, trang bị các thiết bị đơn giản nhằm nâng cao sự thích
ứng của công trình đối với các biến đổi về khí hậu môi trường);
- Hiệu quả chi phí (thích ứng và hiệu quả chi phí trong thời gian dài).
Trong các bối cảnh toàn cầu khác nhau được xây dựng bởi các chuyên gia
GEA (2012), hiệu quả tiêu dùng năng lượng có thể đạt tới 40 – 46% thông qua việc
áp dụng tổng hợp các nguyên tắc được đề cập ở trên trong lĩnh vực tòa nhà và sự
phát triển của những tòa nhà trình diễn năng lượng hiệu quả cao, các kĩ thuật và
công nghệ thiết kế, xây dựng và vận hành.
Chi phí đầu tư cho các tòa nhà TKNL thông thường cao hơn nhiều so với các sản
phẩm xây dựng cùng loại khác. Giá thành của tòa nhà TKNL được tính bằng chi phí
cứng (hard cost) và chi phí mềm (soft cost). Chi phí mềm bao gồm các dịch vụ và hạng
mục, đặc biệt quan trọng tuy không trực tiếp cấu thành công trình, bao gồm các chi phí
kiến trúc và thiết kế, chi phí giám sát và cấp phép, đánh giá tác động môi trường, thuế,
bảo hiểm, marketing, quản lý dự án, … Chi phí cứng liên quan tới các thiết bị, tài sản
cấu thành công trình như chi phí đất, vật liệu, cảnh quan, … Tuy nhiên chi phí thiết kế
(gồm kiến trúc, thiết kế và tư vấn) và xây dựng là hai chi phí bị ảnh hưởng lớn nhất khi
chuyển hướng sang xây dựng công trình tiết kiệm năng lượng.
Các tòa nhà TKNL là kết quả của một nền sản xuất hiện đại, chi phí để sản xuất
ra một đơn vị sản phẩm cao hơn so với các sản phẩm xây dựng cùng loại khác. Hơn
nữa đối với các nước đang phát triển, rất nhiều nguyên liệu, trang thiết bị để tạo ra
4
GEA (Global Energy Assessment - Đánh giá năng lượng toàn cầu) là chương trình nghị sự chính sách
năng lượng toàn cầu mới, hình thành năm 2012, do Viện phân tích hệ thống ứng dụng quốc tế Áo đề
xuất nhằm thay đổi nhận thức của xã hội đến tiêu dùng và sử dụng năng lượng
15
một tòa nhà TKNL, không có sẵn mà phải nhập khẩu, góp phần làm tăng giá thành
của các tòa nhà TKNL. Thực tế trái ngược với tư duy rằng các công trình tiết kiệm
năng lượng rất tốn kém, theo nghiên cứu từ các tổ chức quốc tế thì chi phí gia tăng khi
thực hiện công trình xanh so với công trình thông thường chỉ dao động từ 0.4% –
12.5% tổng chi phí đầu tư [33]. Riêng tại Việt Nam, dựa trên khảo sát chi phí gia tăng
trung bình chỉ là 1,8% – 2%.
Vai trò của tòa nhà TKNL trong thời đại hiện nay
Việc phát triển các tòa nhà TKNL mang lại nhiều lợi ích về mặt kinh tế và
đặc biệt là bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.
- Về mặt kinh tế
Lợi ích kinh tế của các tòa nhà TKNL là hiệu suất tiêu dùng năng lượng cao
hơn nhiều so với các tòa nhà khác. Tuy chi phí đầu tư và vận hành của các tòa nhà
TKNL cao hơn so với mức trung bình, nhưng các tòa nhà TKNL mang lại nhiều lợi
ích cho người sử dụng hơn hẳn so với các sản phẩm cùng loại. Nhờ có độ bền cao,
chất lượng tốt dựa trên công nghệ sản xuất tiên tiến, nên các tòa nhà TKNL có tuổi
đời cao hơn và đặc biệt là mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn nhiều, vì vậy mang lại
lợi ích kinh tế lâu dài cho người sử dụng. Theo tính toán của các chuyên gia, tiềm
năng TKNL tại các tòa nhà và khách sạn tương đối lớn, ước tính khoảng 10-40%
tổng lượng tiêu thụ điện năng trong lĩnh vực này đang bị lãng phí do các vấn đề về
thiết kế kỹ thuật và trang thiết bị lạc hậu [19].
Trung tâm nghiên cứu Năng lượng và Môi trường (RCEE) cho rằng mức năng
lượng tiêu thụ tại các tòa nhà, công sở hiện nay có xu hướng tăng dần, trong đó cơ
cấu sử dụng năng lượng của khối thương mại thì khách sạn là đơn vị tiêu thụ lượng
điện cao nhất (68%), khách sạn loại 2 sao sử dụng tới 40% năng lượng trong toàn
khối, số lượng này với khách sạn 3 sao là 31% và 4 sao chỉ có 8% [29]. Số liệu trên
cho thấy đối với những khách sạn nhỏ, vốn đầu tư ít, trình độ quản lý cũng như thiết
bị phục vụ chưa được quan tâm thỏa đáng thì nhu cầu sử dụng điện năng càng cao
và việc tiết kiệm năng lượng bị hạn chế nhiều. Trong bối cảnh giá cả tăng cao như
hiện nay, việc tiết kiệm năng lượng (điện, nước…) góp phần không nhỏ để cắt giảm
16
