Tác động của vật liệu và công nghệ xây dựng mới đến kiến trúc

Như đã nói, để có một công trình có chất lượng, đảm bảo tiện nghi tốt cho người sử dụng, bên cạnh thiết kế không gian, giải pháp kết cấu, giải pháp kỹ thuật tòa nhà là việc lựa chọn vật liệu xây dựng và công nghệ xây dựng phù hợp.

Vật liệu xây dựng với chất lượng tốt là rất cần thiết để xây dựng các công trình có độ bền, khả năng sử dụng, tính thẩm mỹ,... bên cạnh việc thiết kế và xây dựng công trình. Hầu hết các tác phẩm kiến trúc thường xác định một loại vật liệu chủ đạo, để tạo nên cấu trúc không gian và sự biểu cảm của công trình. Sự phát triển mạnh mẽ của các loại vật liệu xây dựng đã thúc đẩy kiến trúc sáng tạo nên những cấu trúc, không gian và sự biểu đạt mới.

Thông thường, việc lựa chọn vật liệu cho công trình sẽ do kiến trúc sư đảm nhiệm, tuy nhiên có rất nhiều loại vật liệu xây dựng trên thị trường với rất nhiều các thông số kỹ thuật phức tạp đối với các kiến trúc sư, do đó rất khó có thể chọn được phương án tốt nhất đáp ứng các yêu cầu khác nhau của tòa nhà. Độ bền, cường độ, sự sẵn có của vật liệu tại địa phương, chi phí, xử lý và lưu trữ là một số yếu tố cần thiết cần được xem xét để lựa chọn vật liệu xây dựng phù hợp cho dự án nhất định.

Việc lựa chọn đúng vật liệu xây dựng cho công trình là một nhiệm vụ đặc biệt quan trọng không chỉ trong quá trình xây dựng mà còn trong quá trình vận hành sau này. Bên cạnh đó, khả năng sử dụng các công nghệ xây dựng khác nhau để tạo công trình có chất lượng với môi trường sống thoải mái và an toàn phù hợp với các yêu cầu về môi trường ngày càng tăng cũng phụ thuộc vào sự lựa chọn sáng suốt của vật liệu, mục đích chức năng, điều kiện vận hành và các chỉ số công nghệ.

1.Các tiêu chí chính lựa chọn vật liệu xây dựng để tạo ra một ngôi nhà tiện nghi

Sự thoải mái, tiện nghi của một ngôi nhà được tạo ra bởi cả phương diện quy hoạch và kiến trúc, cũng như việc sử dụng vật liệu xây dựng phù hợp. Bản chất của môi trường sống là sự thống nhất đặc biệt giữa chủ thể và không gian, một đối tượng chỉnh thể của nghiên cứu và thiết kế tích hợp.

Nhận thức về môi trường như một hiện tượng đặc biệt là điều kiện không thể thiếu để phát triển hiệu quả bất kỳ bộ phận cấu thành nào của nó.

Đồng thời, cần tính đến các tiêu chí và thông số kỹ thuật của vật liệu, sự đồng bộ giữa các tính chất cơ học và các đặc tính riêng, chất lượng thẩm mỹ, độ bền và khả năng sản xuất, cũng như một số yếu tố khác.

Điều kiện địa kỹ thuật và điều kiện tự nhiên - khí hậu của khu vực đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng công trình. Ví dụ khu vực Hà Nội có mùa đông lạnh, mùa hè nắng nóng, độ ẩm cao, trong khi khu vực TP.HCM có mùa mưa và mùa khô riêng biệt, do đó, cần có một cách tiếp cận hợp lý trong việc lựa chọn vật liệu xây dựng có tính đến các yếu tố ảnh hưởng như điều kiện địa chất và khí hậu tự nhiên đối với việc kiến tạo công trình, bao gồm cấu trúc không gian phù hợp với chức năng, kết cấu, kỹ thuật tòa nhà và vật liệu xây dựng.

Đối với các công trình có chức năng khác nhau cũng cần có tiêu chí lựa chọn vật liệu khác nhau, kết hợp với những ý tưởng về nghệ thuật, về không gian của tác giả để xá định các yêu cầu đối với vật liệu xây dựng và hoàn thiện công trình.

Để tạo ra môi trường vi khí hậu sinh thái thoải mái cho công trình, các vật liệu tự nhiên có nguồn gốc tự nhiên và hỗn hợp tự nhiên - nhân tạo được sử dụng rộng rãi, đặc biệt là vật liệu gỗ và đá do quá trình xử lý tương đối đơn giản trong khi vẫn giữ được các đặc tính cơ lý và công nghệ của chúng. Tuy nhiên, cũng cần lưu ý đến việc khai thác các vật liệu này nhằm đảm bảo sự bền vững về môi trường [7].

Sử dụng tài nguyên thứ cấp là một trong những khía cạnh của hoạt động kinh tế và môi trường, bao gồm tái sử dụng bất kỳ chất thải sản xuất nào, cho phép không chỉ tăng hiệu quả kinh tế mà còn giảm mức độ ô nhiễm môi trường và tác động của nó đối với các quá trình xã hội.

Tính chất quan trọng nhất của vật liệu xây dựng là khả năng khác nhau của chúng trong việc giảm bức xạ bên ngoài và hấp thụ các chất ô nhiễm từ môi trường, có nghĩa là vật liệu xây dựng công trình bảo vệ con người khỏi những tác động có hại [7].

Hình 1. Các nhóm chỉ số lựa chọn vật liệu.

Như vậy, việc lựa chọn vật liệu xây dựng để tạo ra một ngôi nhà tiện nghi cần có một số chỉ tiêu cụ thể liên quan đến 4 nhóm chỉ số là 1) chỉ số kỹ thuật; 2) chỉ số kinh tế; 3) chỉ số môi trường và 4) chỉ số văn hóa, xã hội (Hình 1). Dưới đây là một số yếu tố cơ bản [6] trong 4 nhóm chỉ số mà người ta nên xem xét khi quyết định vật liệu xây dựng:

1.1. Chi phí

Trong hầu hết các trường hợp, yếu tố chi phí vật liệu xây dựng sẽ dẫn đến quyết định cuối cùng liên quan đến việc lựa chọn vật liệu. Chi phí vật liệu xây dựng chiếm một phần lớn trong tổng chi phí, đó là lý do tại sao nó đóng một vai trò quan trọng.

Đây không phải là tiêu chí then chốt trong việc quyết định chất lượng công trình nhưng là tiêu chí quan trọng nhất cần được xem xét. Đối với các công trình cao cấp, có suất đầu tư lớn thì yếu tố này không quá quá quan trọng, tuy nhiên đối với các công trình có chi phí thấp, yếu tố này mang tính quyết định. Sử dụng vật liệu xây dựng chi phí thấp để xây dựng nhà ở chi phí thấp làm tăng khả năng tiếp cận các tòa nhà của những người có thu nhập thấp. 

Khi tìm kiếm các vật liệu xây dựng khác nhau dù ở mức chi phí cao hay thấp cũng cần tính đến tuổi thọ hoặc tiện ích của sản phẩm, nếu mua vật liệu kém chất lượng, chắc chắn sẽ phải thay thế sớm trong quá trình sử dụng và điều này dẫn đến tốn kém. Ưu tiên vật liệu xây dựng sẽ phục vụ tốt trong một thời gian dài sẽ tiết kiệm chi phí. 

1.2. Khí hậu

Một khía cạnh quan trọng khác của việc lựa chọn vật liệu là khí hậu. Các yếu tố quyết định như mức độ nóng hoặc lạnh trung bình trong năm, lượng mưa, nhiệt và bức xạ mặt trời, hệ thống thông gió cần thiết là một số điểm cần xem xét. Khí hậu và tính chất của vật liệu xây dựng có liên quan đến nhau. Vì vậy, các vật liệu được lựa chọn phải phù hợp với khí hậu của khu vực nơi công trình sẽ được xây dựng.

1.3. Độ bền

Một số vật liệu phục vụ lâu hơn và chống lại sự ăn mòn, độ ẩm và các điều kiện môi trường khác. Độ bền của vật liệu rất quan trọng để xây dựng một cấu trúc có tuổi thọ cao mà không tốn chi phí bảo trì đáng kể. Vì vậy, một số vật liệu nhất định có thể đắt hơn những vật liệu khác, nhưng chi phí bảo trì thấp trong tương lai sẽ bù đắp cho chi phí cao đó.

Việc tham khảo ý kiến chuyên gia là cần thiết khi lựa chọn vật liệu xây dựng đáp ứng các điều kiện khí hậu, họ sẽ giúp đỡ các kiến trúc sư, các nhà đầu tư, nhà quản lý dự án xác định các vật liệu phù hợp nhất. Vật liệu được chọn phải có độ bền và cường độ cần thiết cho từng khu vực và điều kiện sử dụng cụ thể. Do đó, mong muốn có được những vật liệu yêu cầu bảo trì và thay thế hạn chế nhất có thể để chúng có thể tồn tại trong suốt thời gian sử dụng thực tế của tòa nhà và mang lại lợi nhuận cho người sử dụng.

1.4. Sự sẵn có

Sự sẵn có của vật liệu địa phương ảnh hưởng đến cả chi phí và tiến độ xây dựng. Nếu vật liệu ở xa địa điểm xây dựng, chi phí vận chuyển sẽ cao và cũng có thể làm chậm trễ công việc nếu không được đặt hàng trước. Tuy nhiên, nếu vật liệu sẵn có tại địa phương, chi phí vận chuyển sẽ thấp và quá trình xây dựng sẽ tiếp tục suôn sẻ.

1.5. Tính bền vững

Tính bền vững của vật liệu xây dựng sẽ được đánh giá dựa trên tổng lượng năng lượng tiêu tốn và tổng lượng phát thải, không tạo ra chất độc hại trong quá trình sản xuất, sử dụng, vận chuyển. Vật liệu được sản xuất từ những nguồn nguyên liệu thân thiện môi trường hay vật liệu địa phương sẽ có ưu điểm vượt trội do giảm việc vận chuyển và do đó làm giảm lượng khí thải.

Một khía cạnh khác của tính bền vững là khả năng tái sử dụng vật liệu, đảm bảo khả năng chuyển đổi trong tương lai đáp ứng yêu cầu kinh tế tuần hoàn.

1.6. Bảo trì 

Các vật liệu phù hợp nhất là những vật liệu dễ dàng hoặc dễ bảo trì và quản lý. Việc bảo trì sẽ giúp giữ cho tòa nhà trông đẹp và mới trong một thời gian dài. Vật liệu xây dựng chất lượng tốt thường yêu cầu bảo trì ít hơn so với vật liệu tiêu chuẩn và giá rẻ. Bảo trì là một cơ sở lựa chọn quan trọng đối với vật liệu xây dựng vì vật liệu tốt là những vật liệu dễ bảo trì và không tốn kém, chúng thêm giá trị cho tòa nhà.

1.7. Tính thẩm mỹ

Bản thân các kiến trúc sư cũng như những người sử dụng đều có sở thích và nhu cầu khác nhau. Do đó, nếu một người cho rằng điều gì đó quyến rũ và hấp dẫn thì người kia có thể không hứng thú. Chỉ có người sử dụng mới biết loại chất lượng của ngôi nhà/xây dựng/tòa nhà mà bạn muốn sống. Ví dụ, khi lựa chọn vật liệu lát sàn, kiến trúc sư và người sử dụng sẽ không chỉ phù hợp với sở thích mà còn phù hợp với túi tiền của mình để hoàn thiện vẻ ngoài của công trình, ví dụ như đá granit tự nhiên, nhân tạo hay gỗ, hoặc gạch ceramic...

Một số kiến trúc sư chung thành với một số vật liệu cơ bản là bê tông mộc như Le Corbusier, Tadao Ando, Maria Botta song vẫn tạo dựng được kiệt tác nhờ nghệ thuật tạo dựng không gian và ánh sáng (Hình 3). Bên cạnh đó là một số kiến trúc sư như Zaha Hadid đã tạo dựng nên các đường cong không giới hạn nhờ vào các vật liệu hiện đại như kính, thép, composit,... (Hình 4).

1.8. Hiệu suất

Chọn vật liệu có tiềm năng cấu trúc để duy trì và chịu tải trọng tòa nhà. Những vật liệu được chọn này cũng phải giúp người sử dụng có thể sống thoải mái mà không có bất kỳ tác động bất lợi nào như tác động do phát thải hóa chất độc hại của một số vật liệu. 

Hình 5. Ví dụ về lập mô hình lựa chọn vật liệu bằng phần mềm Super Decision (^[1]).

Việc lựa chọn vật liệu là một sự sắp xếp lớn trong xây dựng và nó nên được thực hiện một cách thận trọng vì nó có ảnh hưởng trực tiếp đến người sử dụng. Một mối quan tâm quan trọng chi phối việc lựa chọn vật liệu là bản chất hoặc chức năng của dự án. Bản chất của dự án có nghĩa là nó sẽ được sử dụng như thế nào - khu dân cư, thương mại, không gian tụ tậ... Vật liệu được sử dụng xác định không gian được xây dựng.

Việc tổng hợp các tiêu chí lựa chọn có thể được làm thủ công, tuy nhiên để tối ưu được rất nhiều các thông số thì cần đến sự hỗ trợ của các phần mềm để thiết lập mô hình phân tích và đưa ra kết quả lựa chọn tối ưu nhất (Hình 5).

2. Công nghệ mới được sử dụng trong xây dựng và vận hành công trình hiện đại

Trong quá trình xây dựng và vận hành sau đó của một ngôi nhà hiện đại, cần phải tính đến thực tế là quá trình tạo dựng không gian kiến trúc mà trong đó con người sinh sống và hoạt động một cách an toàn và tiện nghi nhất.

Việc sử dụng các công nghệ và vật liệu tiên tiến trong kiến ​​trúc và xây dựng là một định hướng chiến lược của nhà nước. Đồng thời, cần nâng cao chất lượng thiết kế và xây dựng, các chỉ số cơ bản là sự phù hợp về chức năng, hiệu suất, tính bền vững, thân thiện với môi trường, độ tin cậy và an toàn của công trình xây dựng.

Công nghệ xây dựng truyền thống đôi khi gọi là phương pháp xây dựng “gạch vữa”, hay là “từng bước một”. Thuật ngữ này đề cập đến thực tế là các phương pháp xây dựng truyền thống được áp dụng từ thiết kế ban đầu đến quá trình xây dựng. Ưu điểm của kỹ thuật xây dựng truyền thống, đặc biệt là trong xây dựng nhà ở cũng như trong xây dựng công nghiệp, là mức độ độc đáo đạt được [4].

 Khi làm việc với kiến ​​trúc sư, người tiêu dùng có quyền lựa chọn và tự do sửa đổi; kiến trúc sư có quyền lựa chọn sáng tạo. Nhược điểm của xây dựng truyền thống bao gồm lãng phí vật liệu cao, thời gian xây dựng dài hơn và tính linh hoạt trong thiết kế hạn chế. Các phương pháp này cũng phụ thuộc vào lao động thủ công, có thể dẫn đến sai sót và sự không nhất quán trong sản phẩm cuối cùng.

Các công nghệ xây dựng mới nhất bao gồm: Mô hình thông tin xây dựng (BIM), quản lý dự án dựa trên đám mây, robot, máy bay không người lái, vật liệu cải tiến như bê tông tự phục hồi và khối xây mỏng, in 3D (hình 6), thực tế tăng cường (AR), xây dựng mô-đun và công nghệ di động [3].

Các loại công trình xây dựng hiện đại khác nhau bao gồm các phương pháp truyền thống được cải tiến nhờ tiến bộ công nghệ như tòa nhà xanh sử dụng các biện pháp bền vững, cấu trúc đúc sẵn hoặc mô-đun được xây dựng ngoài công trường, nhà thông minh tích hợp với thiết bị IoT, công trình tinh gọn giúp giảm chất thải và nhà siêu nhỏ tối đa hóa không gian nhỏ.

Công nghệ xây dựng hiện đại có các công cụ kỹ thuật số giúp hợp lý hóa các quy trình, giảm lãng phí và cải thiện việc ra quyết định. Nó bao gồm truy cập dữ liệu theo thời gian thực, sự phối hợp được cải thiện thông qua nền tảng đám mây, phân tích dự đoán với tích hợp dữ liệu lớn và sử dụng máy móc hoặc robot tự động.

Hình 6. In 3D và công trình TECLA do WASP và Mario Cucinella Architects thiết kế (nguồn. https://parametric-architecture.com).

Dưới ảnh hưởng của tiến bộ khoa học và công nghệ, có những thay đổi đáng kể trong công nghệ xây dựng công trình hiện đại. Nhờ những công nghệ mới, những khám phá hiện đại, tạo điều kiện thuận lợi đáng kể cho quá trình xây dựng và cải thiện sự thoải mái khi sử dụng công trình.

2.1. Module hóa và sản xuất tiền chế

Chế tạo sẵn, còn được gọi là xây dựng mô-đun, về cơ bản có nghĩa là tạo ra các tòa nhà hoặc các bộ phận của tòa nhà tại một địa điểm khác ngoài địa điểm làm việc. Phương pháp này đã trở nên phổ biến trong ngành Xây dựng nhờ khả năng giảm thời gian xây dựng, giảm thiểu lãng phí và tăng cường kiểm soát chất lượng. Nhà tiền chế có thể được sử dụng trong nhiều dự án xây dựng khác nhau như nhà ở, văn phòng, trường học và bệnh viện. Các bộ phận của tòa nhà có thể được đúc sẵn ngoài công trường và sau đó được lắp ráp nhanh chóng tại chỗ, giảm thiểu sự gián đoạn cho khu vực xung quanh. Cách tiếp cận này cũng cho phép đưa ra mốc thời gian chính xác hơn để hoàn thành dự án vì thời gian ở hiện trường giảm đáng kể. 

Hình 7. Module hóa và xây dựng lắp ghép (ảnh công trình @Eduardo Souza).

Tại Việt Nam, sản xuất lắp ghép được áp dụng vào những năm 1960 đối với các khu nhà tập thể. Với kỹ thuật tại thời điểm đó, cùng với thời gian, các khối nhà này đã xuống cấp nghiêm trọng, đồng thời không gian sinh hoạt rất hạn chế của khác khối nhà mang đến sự nhìn nhận không mấy thiện cảm của người dân đối với công trình lắp ghép. Tuy nhiên cho đến nay, công nghệ lắp ghép đã đi được những bước vượt trội đáp ứng nhu cầu về thẩm mỹ và không gian.

Bên cạnh nhược điểm kém linh hoạt về mặt không gian hay công trường lắp đặt cần diện tích lớn, thì công nghệ module hóa và sản xuất tiền chế hiện đại có nhiều ưu điểm vượt trội:

- Kiểm soát chất lượng, thời gian: được sản xuất trong nhà máy, chất lượng của các cấu kiện và module đúc sẵn được đảm bảo do các nhà thầu phải tuân thủ nghiêm quy trình sản xuất, đồng thời không chịu ảnh hưởng của điều kiện thời tiết.

Quá trình tiền chế tạo cho phép công việc tiếp tục bất kể điều kiện thời tiết, điều này thường làm trì hoãn việc xây dựng thông thường, do đó bằng cách xây dựng đồng thời các bộ phận tại chỗ và ngoài công trường, các dự án có thể được hoàn thành nhanh hơn tới 50% so với các phương pháp truyền thống cho phép.

Hàng năm, Việt Nam chịu nhiều rất nhiều thiên tai, đặc biệt là bão lụt, phá hủy nơi cư trú của người dân một cách tàn khốc, việc xây dựng lại nhà ở sau thảm họa đã trở thành một chủ đề quan trọng. Do tính hiệu quả về thời gian, vốn là đặc điểm cố hữu của cấu trúc mô-đun, nó có thể là một chiến lược đáng mong đợi để tái thiết nhà ở sau thảm họa.
 

- Thân thiện với môi trường: Đối với công nghệ xây dựng truyền thống, công trường xây dựng thường gây ô nhiễm môi trường với bụi, rác thải, vật liệu thừa… Còn đối với công trình lắp ghép sẽ giảm thiểu được các vấn đề về ô nhiễm, đồng thời các vật liệu thừa sẽ được tái chế.

- An toàn: Ít công nhân hơn tại chỗ làm giảm các mối nguy tiềm ẩn, dẫn đến điều kiện làm việc an toàn hơn nói chung.

- Dễ dàng mở rộng và di chuyển.

- Chất lượng thẩm mỹ cao: Các cấu kiện được đúc sẵn trong nhà máy có bề mặt mịn, phẳng, sắc nét hơn so với xây dựng thông thường, do đó việc hoàn thiện trở nên dễ dàng hơn với chất lượng cao hơn..

Ở các nước phát triển, phương pháp này đã trở nên phổ biến trong ngành xây dựng nhờ khả năng giảm thời gian xây dựng, giảm thiểu lãng phí và tăng cường kiểm soát chất lượng. Nhà tiền chế có thể được sử dụng trong nhiều dự án xây dựng khác nhau như nhà ở, văn phòng, trường học và bệnh viện. 

Các bộ phận của tòa nhà có thể được đúc sẵn ngoài công trường và sau đó được lắp ráp nhanh chóng tại chỗ, giảm thiểu sự gián đoạn cho khu vực xung quanh. Cách tiếp cận này cũng cho phép đưa ra mốc thời gian chính xác hơn để hoàn thành dự án vì thời gian ở hiện trường giảm đáng kể. 

2.2. Lợi ích do công nghệ xây dựng hiện đại mang lại

Ngày nay nhờ có công nghệ xây dựng tiên tiến, các nhà thiết kế tự do sáng tạo hơn, dễ dàng tạo dựng những hình khối và không gian đa dạng và phức tạp đáp ứng nhu cầu thời đại. Việc sử dụng các công nghệ tiên tiến trong xây dựng và vận hành công trình hiện đại giúp công trình được xây dựng nhanh chóng hơn, dễ dàng chuyển đổi hơn trong một nền kinh tế tuần hoàn [4].

2.2.1. Cho phép cấu trúc không gian linh hoạt hơn

Với công nghệ xây dựng truyền thống, kiến trúc có thể xây dựng các công trình cao tầng, vượt khẩu độ không gian lớn, song để tạo dựng những hình khối phức tạp hơn, linh hoạt hơn thì cần phải nhờ đến công nghệ xây dựng hiện đại. Công nghệ xây dựng hiện đại dường như giải quyết được không giới hạn các yêu cầu của thiết kế, do đó giúp cho kiến trúc sư được tự do sáng tạo hơn, mang lại sự biểu cảm và giá trị không gian tốt hơn cho người sử dụng.

Hình 9. Phoenix International Media Center (nguồn. archdaily.com).

Dự án Trung tâm thông tin quốc tế Phượng Hoàng - Phoenix International Media Center tại Bắc Kinh (TQ) với cấu trúc phức tạp. Công nghệ kỹ thuật số được áp dụng để điều chỉnh không gian vật lý của lớp vỏ bên ngoài và khối bên trong một cách chính xác nhằm đảm bảo sự khớp chính xác giữa các đường nối. Không gian chung hình nón cao 30m tạo ra hiệu ứng ống khói, giúp thông gió tự nhiên để tiết kiệm năng lượng trong thời gian chuyển mùa.

Kiến trúc thế kỷ 21 thường được gọi là kiến ​​trúc đương đại mặc dù nó không được phân loại theo bất kỳ phong cách nào. Tiền đề của kiến ​​trúc thế kỷ 21 là nó nhằm mục đích sử dụng vật liệu và công nghệ tốt hơn cho những tòa nhà tốt hơn về cơ bản là bền vững.

 Do đó, những tiến bộ trong công nghệ nên và đã mang lại những tiến bộ trong kiến trúc: Hình học phức tạp, độ cao đáng kinh ngạc, những cấu trúc thách thức vật lý; trong khi vẫn duy trì hiệu quả, tính bền vững cao và bền bỉ.

Bên cạnh sự đột phá về hình thức kiến trúc, công nghệ xây dựng mới cho phép kiến trúc sư tích hợp các hệ thống thông minh như hệ thống chiếu sáng, điều hòa không khí và an ninh vào thiết kế. Điều này giúp tạo ra các không gian đa dạng và linh hoạt, có khả năng thay đổi theo nhu cầu và điều kiện thời tiết.

Công nghệ xây dựng cũng cho phép kiến trúc sư dễ dàng phân tích hiệu năng năng lượng và tương tác với môi trường, có thể điều chỉnh thiết kế để tối ưu hóa sử dụng năng lượng và tương tác với ánh sáng tự nhiên, giúp tạo ra các không gian linh hoạt và thân thiện với môi trường. Mô hình thông tin xây dựng (BIM) không chỉ là một công cụ thiết kế mà còn liên quan đến quản lý dự án và tương tác với các bộ phận khác trong quá trình xây dựng. BIM cung cấp cho kiến trúc sư một cơ hội để theo dõi các thay đổi và điều chỉnh thiết kế dễ dàng theo tiến độ xây dựng.

2.2.2. Giảm thiểu sự không chắc chắn của dự án

Những thay đổi nhỏ nhất trong công nghệ xây dựng ảnh hưởng đến kết quả chung của dự án, do đó cần cải thiện để có thể khắc phục sự cố nhanh hơn. Công nghệ cho phép các nhóm thi công thực hiện những thay đổi giả định đối với dự án và xem tác động của chúng trong thời gian thực để đưa ra quyết định hiệu quả về mặt chi phí. 

Việc sử dụng các ứng dụng mô hình 4D và thực tế ảo (VR) tiên tiến để lập kế hoạch cho các hoạt động xây dựng nhằm đảm bảo hiệu quả và an toàn, nó giúp phát hiện bất kỳ lỗi tiềm ẩn nào có thể ảnh hưởng đến dự án, do đó có thể lập kế hoạch cho các hoạt động xây dựng tốt hơn và điều chỉnh các quy trình hiện có. 

Mô hình BIM được kết nối với phần mềm lập kế hoạch dự án để người quản lý dự án và điều phối viên BIM có thể kiểm tra các vấn đề và kịp thời điều chỉnh cho phù hợp. 

2.2.3. Góp phần nâng cao chất lượng tòa nhà

Sử dụng các công cụ và công nghệ cao đảm bảo độ chính xác cao hơn, có nghĩa là các phép đo chính xác hơn đối với nền móng, góc hoặc chu vi cũng như lập bản vẽ chi tiết hơn về các cấu trúc. Tất cả những điều này góp phần rất lớn vào việc tạo ra các tòa nhà chất lượng cao. 

Trong tương lai, khi mà các công trình xây mới sẽ ít dần, theo các nghiên cứu thì đến năm 2050 khoảng đã được xây dựng, ngành xây dựng cần tập trung vào việc trang bị thêm các tòa nhà cũ để tạo ra môi trường sống hiện đại và lành mạnh hơn cho người dân, bao gồm hệ thống chiếu sáng và HVAC được cải thiện, an toàn cháy nổ và tiêu chuẩn năng lượng. Ngoài ra, điều này cũng có nghĩa là điều chỉnh và cải tạo các công trình cũ để đáp ứng các mục tiêu về Net Zero và tuân thủ các quy định về môi trường. 

Công nghệ xây dựng góp phần nâng cao chất lượng tòa nhà, có thể tạo ra những tòa nhà thông minh hơn và bền hơn, đồng thời điều chỉnh thành công các cấu trúc hiện có để đáp ứng các mục tiêu về môi trường.

2.2.4. Giúp việc cộng tác hiệu quả hơn

Với sự phát triển của phần mềm và ứng dụng di động dựa vào cloud và công nghệ xây dựng khác có thể thấy những cải tiến trong các lĩnh vực (1) Cải thiện chất lượng thiết kế; (2) giảm lỗi và làm lại; (3) Tăng tỷ lệ dự án thành công: (4) Cải thiện kiểm soát chi phí.

Trong một số trường hợp, sự cải thiện đạt đến 85% chỉ nhờ triển khai công nghệ xây dựng để hợp lý hóa các quy trình xây dựng và cho phép cộng tác tốt hơn. Đồng thời, nhờ sự minh bạch và hiểu biết sâu sắc hơn tạo ra một môi trường làm việc tích cực. 

Như vậy, dưới tác động của tiến bộ khoa học công nghệ, công nghệ xây dựng hiện đại có những thay đổi đáng kể, những công nghệ mới, những khám phá hiện đại, tạo điều kiện thuận lợi đáng kể cho quá trình thiết kế, xây dựng và cải thiện sự thoải mái của người sử dụng công trình.

Kết luận

Ngành xây dựng nói chung và kiến trúc nói riêng luôn nỗ lực để tạo dựng những công trình có chất lượng hơn phục vụ nhu cầu đa dạng của con người. Vật liệu, công nghệ xây dựng mới đã thay đổi cách tiếp cận và tạo lập không gian, mở ra nhiều cơ hội sáng tạo cho người thiết kế, đồng thời thúc đẩy việc xây dựng các công trình bền vững, thông minh và tương tác hơn.

Bên cạnh các loại vật liệu xây dựng truyền thống là các loại vật liệu mới được phát triển liên tục với những tính năng vượt trội về nhiều mặt. Việc chọn vật liệu là một khía cạnh quan trọng của thiết kế kiến trúc, các vật liệu khác nhau có các đặc tính, thẩm mỹ, chi phí và tác động môi trường khác nhau, do đó người thiết kế cần phải nhận thức được sự đa dạng của sản phẩm và vật liệu có sẵn trên thị trường để có thể đề xuất các giải pháp mang tính xây dựng hài hòa chặt chẽ với các ý tưởng được đề xuất.

Công nghệ xây dựng hiện đại với nhiều tiến bộ đã mang đến sự đổi mới mang tính cách mạng trong ngành Xây dựng. Ngày nay, nhiều loại vật liệu và kỹ thuật xây dựng mới được phát triển liên tục với các đặc tính ưu việt giúp cho người thiết kế có thêm nhiều lựa chọn trong sáng tạo không gian, thúc đẩy kiến trúc trong việc tạo dựng phong phong cách, chiến thuật và tư duy thiết kế mới mang đặc điểm của thời đại.

Một số vấn đề về tác động của vật liệu và công nghệ xây dựng mới đến kiến trúc đã được đưa ra trong bối cảnh ngành xây dựng đang thay đổi nhanh chóng, các nhà đầu tư, nhà thiết kế luôn tìm kiếm các công nghệ xây dựng mới để áp dụng cho các công trình trong tương lai mang lại lợi ích như linh hoạt về không gian, tiết kiệm năng lượng, cải thiện chất lượng không khí trong nhà, giảm chi phí vòng đời, độ bền và chi phí bảo trì thấp.  

Tài liệu tham khảo:

1. Đôi điều bàn về vật liệu và kiến trúc nhìn từ góc độ sáng tác, Tạp chí Xây dựng số 7/2008

2. Thủ tướng Chính phủ, Định hướng phát triển kiến trúc Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050, Quyết định số 1246/QĐ-TTg, tháng 7/2021

3. Brett Long, 6 Types of Construction Technology You Will Use in the Future, https://www.devicemagic.com, truy cập tháng 8/2023

4. Mohammad Arif Kamal, Advances in Building Construction Technology, Publised by Eliva Press SRL, ISBN: 978-1-63648-173-9

5. Samira Mahmoudkelaye at al, Sustainable material selection for building enclosure through ANP method, Case Studies in Construction Materials, Elsevier, 2018 https://doi.org/10.1016/j.cscm.2018.e00200

6. Shraddha Erandole, 8 things to consider while choosing the materials for your project, https://www.re-thinkingthefuture.com, truy cập tháng 8/2023

7. S Subbotin, Building materials and technologies of modern housing: architectural and environmental aspects, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 698 (2019) 033044 IOP Publishing doi:10.1088/1757-899X/698/3/033044

VLXD.org (TH/ TC Xây dựng)