Những năm gần đây, nhiều loại vật liệu mới thân thiện với môi trường đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi nhằm thay thế dần các vật liệu truyền thống. Trong tương lai, cùng với sự phát triển của công nghệ sản xuất và nhận thức ngày càng cao về biến đổi khí hậu, vật liệu phát thải thấp được dự báo sẽ trở thành lựa chọn phổ biến trong mọi phân khúc xây dựng, từ nhà ở dân dụng đến các công trình hạ tầng quy mô lớn.
Trong bối cảnh biến đổi khí hậu và yêu cầu phát triển bền vững ngày càng trở nên cấp thiết, ngành kiến trúc – xây dựng đang chứng kiến sự chuyển dịch mạnh mẽ sang các vật liệu thân thiện môi trường, có khả năng tái tạo, tái chế hoặc hấp thụ carbon. Theo nhiều chuyên gia và xu hướng được các nền tảng kiến trúc quốc tế như ArchDaily đề cập, các vật liệu phát thải thấp không chỉ giúp giảm tác động môi trường mà còn mở ra những hướng tiếp cận mới về thiết kế, công nghệ thi công và chất lượng không gian sống.
Dưới đây là một số vật liệu được dự báo sẽ ngày càng phổ biến trong xây dựng tương lai.
Xơ mướp khô
Xơ mướp là vật liệu hữu cơ có cấu trúc sợi tự nhiên bền chắc, nhẹ và có khả năng phân hủy sinh học. Nhờ đặc tính xốp và thông thoáng, loại vật liệu này có thể được xử lý để tạo thành các tấm vách ngăn, lớp cách âm hoặc lớp lọc không khí trong công trình. Một ưu điểm lớn của xơ mướp là chi phí thấp, dễ trồng và phổ biến tại nhiều quốc gia nhiệt đới và cận nhiệt đới, trong đó có Việt Nam. Ngoài ra, vật liệu này còn là môi trường thuận lợi cho các hệ vi sinh vật phát triển, góp phần tạo nên hệ sinh thái vật liệu tự nhiên thân thiện với con người. Trong tương lai, xơ mướp có thể trở thành giải pháp thay thế cho một số vật liệu tổng hợp sử dụng nhựa hoặc hóa chất khó phân hủy.
Sợi nấm
Sợi nấm (mycelium) là một trong những vật liệu sinh học được nghiên cứu nhiều nhất hiện nay. Đây là phần rễ của nấm, có khả năng phát triển và liên kết các vật liệu hữu cơ khác thành một khối bền vững. Sau khi được xử lý nhiệt, vật liệu này có thể trở nên cứng, nhẹ và có khả năng cách nhiệt tốt. Các công trình làm từ sợi nấm thường mang màu sắc và kết cấu tự nhiên độc đáo. Nhiều dự án thử nghiệm tại châu Âu đã sử dụng sợi nấm để tạo ra gạch, tấm ốp tường, nội thất và thậm chí là các gian triển lãm kiến trúc quy mô lớn. Một dự án nổi bật từng xuất hiện tại Dutch Design Week đã sử dụng vật liệu chủ đạo là sợi nấm hữu cơ kết hợp với khung gỗ, cho thấy tiềm năng ứng dụng thực tế của loại vật liệu này trong xây dựng bền vững.
Nhựa dẻo tái chế
Nhựa tái chế đang được xem là nguồn nguyên liệu quan trọng cho nền kinh tế tuần hoàn. Một số loại nhựa dẻo có thể nóng chảy ở khoảng 120°C mà không làm thay đổi đáng kể tính chất ban đầu, cho phép tái sử dụng nhiều lần. Từ nguồn rác thải nhựa đô thị, các nhà nghiên cứu đã phát triển nhiều loại vật liệu xây dựng như gạch lát, tấm panel, mái che hoặc cấu kiện nội thất. Việc tái chế nhựa không chỉ giúp giảm lượng rác thải ra môi trường mà còn hạn chế nhu cầu sản xuất nhựa nguyên sinh – vốn là ngành công nghiệp tiêu thụ nhiều dầu mỏ và năng lượng. Bên cạnh đó, vật liệu nhựa tái chế có ưu điểm chống nước, trọng lượng nhẹ và dễ thi công, phù hợp với các công trình lắp ghép hoặc nhà ở giá rẻ.
Gạch men tái chế
Gạch men và gốm sứ thải bỏ đang trở thành vấn đề môi trường đáng lo ngại tại nhiều quốc gia có ngành xây dựng phát triển nhanh. Để giải quyết tình trạng này, các nhà sản xuất đã nghiên cứu công nghệ thu gom gạch men cũ, nghiền thành bột, phối trộn với chất kết dính rồi tái tạo thành vật liệu mới phục vụ xây dựng. Sự ra đời của vật liệu này xuất phát từ thực tế mỗi năm tại Trung Quốc có hơn 10 triệu tấn gốm sứ bị thải bỏ. Những chất thải rắn này không chỉ tiêu tốn tài nguyên thiên nhiên mà còn tạo ra lượng khí carbon lớn trong quá trình xử lý. Gạch men tái chế giúp giảm áp lực lên các bãi chôn lấp, đồng thời tiết kiệm đáng kể năng lượng và nguyên liệu đầu vào cho ngành sản xuất vật liệu xây dựng.
Tre gỗ kỹ thuật
Tre từ lâu đã được xem là vật liệu truyền thống tại nhiều quốc gia châu Á. Tuy nhiên, với công nghệ ép và gia cố hiện đại, tre hiện nay có thể được xử lý thành các vật liệu kỹ thuật có độ bền rất cao. Tre kỹ thuật có khả năng chịu lực tốt, trọng lượng nhẹ và tốc độ tái sinh nhanh hơn nhiều so với gỗ tự nhiên. Một số nghiên cứu cho thấy độ bền kéo của tre gia cố có thể vượt thép nếu so sánh trên cùng trọng lượng. Ngoài ra, tre còn hấp thụ lượng lớn CO₂ trong quá trình sinh trưởng, góp phần giảm phát thải carbon cho toàn bộ vòng đời công trình. Với tuổi thọ có thể lên đến hàng chục năm và chi phí sản xuất hợp lý, tre kỹ thuật được kỳ vọng sẽ trở thành vật liệu chủ đạo trong kiến trúc xanh.
Sợi dệt lưới
Các loại sợi carbon, sợi thủy tinh, aramid, bazan hay sợi polymer hiệu suất cao đang được dệt thành những kết cấu dạng lưới có độ bền vượt trội. Vật liệu này có thể thay thế một phần thép gia cường trong bê tông hoặc ứng dụng trong các kết cấu nhẹ. Ưu điểm của sợi dệt lưới là khả năng chịu kéo lớn, chống ăn mòn và giảm đáng kể trọng lượng công trình. Nhờ đó, các công trình sử dụng loại vật liệu này có thể giảm lượng bê tông cần thiết, qua đó cắt giảm phát thải carbon trong xây dựng. Ngoài ứng dụng trong kết cấu, sợi dệt lưới còn được sử dụng cho mặt dựng kiến trúc, mái che, công trình ngoài trời và các thiết kế có hình dạng phức tạp.
Bê tông hấp thụ carbon
Bên cạnh các vật liệu sinh học và tái chế, nhiều công ty công nghệ vật liệu đang phát triển các loại bê tông có khả năng hấp thụ hoặc lưu giữ CO₂ trong quá trình sản xuất. Một số công nghệ cho phép bơm khí carbon trực tiếp vào hỗn hợp bê tông, giúp giảm lượng xi măng cần sử dụng mà vẫn đảm bảo cường độ chịu lực. Đây được xem là bước tiến quan trọng bởi xi măng hiện đóng góp khoảng 7–8% tổng lượng phát thải CO₂ toàn cầu. Những cải tiến trong ngành bê tông có thể tạo ra tác động lớn đối với mục tiêu trung hòa carbon của ngành xây dựng.
Gỗ ghép khối CLT
Gỗ ghép chéo CLT (Cross-Laminated Timber) là loại vật liệu được tạo thành từ nhiều lớp gỗ ghép vuông góc với nhau để tăng khả năng chịu lực. CLT đang được sử dụng ngày càng nhiều trong các công trình cao tầng nhờ đặc tính nhẹ, thi công nhanh và lưu trữ carbon tự nhiên. So với bê tông và thép, công trình sử dụng CLT có thể giảm đáng kể lượng phát thải trong suốt vòng đời xây dựng. Ngoài ra, vật liệu này còn tạo cảm giác gần gũi thiên nhiên và cải thiện chất lượng không gian sống.
Buildata
