Công trình xanh

Giảm tác động môi trường

Trên toàn cầu, các công trình chịu trách nhiệm phần lớn sự tiêu thụ năng lượng, điện, nước và vật liệu. Ngành xây dựng có tiềm năng mạnh nhất cho việc cung cấp một lượng giảm khí thải đáng kể với chi phí rất ít hoặc không. Các công trình chiếm 18%  lượng khí thải toàn cầu hiện nay, tương đương với 9 tỷ tấn CO2 hằng năm. Nếu các công nghệ mới trong xây dựng không được áp dụng trong thời gian tăng trưởng nhanh này, lượng khí thải có thể sẽ tăng gấp đôi vào năm 2050, theo Chương trình Môi trường Liên hợp quốc. Các hoạt động công trình xanh nhằm giảm tác động môi trường từ việc xây dựng. Vì việc xây dựng hầu như luôn luôn làm suy thoái một công trường xây dựng, không phải xây dựng tất cả là thích hợp hơn để có các công trình xanh, trong việc giảm tác động của môi trường. Nguyên tắc thứ hai là mỗi công trình nên càng nhỏ càng tốt. Quy tắc thứ ba không phải là để đóng góp cho việc trải dài, ngay cả khi các năng lượng hiệu quả nhất, phương pháp âm thanh môi trường được sử dụng trong thiết kế và xây dựng.
Các tòa nhà chiếm một lượng lớn đất đai. Theo số liệu thống kê tài nguyên quốc gia, khoảng 107 triệu mẫu Anh (430.000 km²) 107 triệu mẫu Anh (430.000 km2) đất tại Hoa Kỳ được phát triển. Cơ quan Năng lượng Quốc tế đã phát hành một ấn phẩm ước tính rằng các công trình hiện tại chịu trách nhiệm cho hơn 40% tổng tiêu thụ năng lượng thiết yếu trên thế giới và 24% lượng khí thải carbon dioxic toàn cầu.

Mục tiêu của tòa nhà xanh

Khái niệm sự phát triển bền vững có thể được truy ra từ cuộc khủng hoảng năng lượng (đặc biệt là dầu mỏ hóa thạch) và mối quan tâm về ô nhiễm môi trường của những năm 1960 và 1970. Quyển sách Rachel Carson, “Mùa xuân lặng im”, xuất bản năm 1962, được coi là một trong những nỗ lực ban đầu mô tả sự phát triển bền vững liên quan đến công trình xanh. Bước chuyển của công trình xanh ở Mỹ có nguồn gốc từ nhu cầu và sự mong muốn tiết kiệm hiệu quả năng lượng hơn và thực tiễn xây dựng thân thiện với môi trường. Có một số động cơ cho các công trình xanh, bao gồm những lợi ích môi trường, kinh tế và xã hội. Tuy nhiên, các sáng kiến phát triển bền vững hiện đại đòi hỏi một thiết kế tích hợp và hiệp đồng thiết kế cho cả xây dựng mới và trong trang bị thêm của các cấu trúc hiện nay. Còn được gọi là thiết kế bền vững, cách tiếp cận này tích hợp vòng tuần hoàn xây dựng với mỗi thực tế xanh được sử dụng với mục đích thiết kế để tạo ra sức mạnh tổng hợp giữa các thực tiễn được sử dụng.
Công trình xanh đem đến hàng loạt các thực tiễn, kỹ thuật và kỹ năng để giảm thiểu và cuối cùng là loại bỏ những tác động của các công trình đối với môi trường và sức khỏe con người. Nó thường nổi bậc việc lợi dụng nguồn tài nguyên tái tạo, ví dụ như, sử dụng ánh sáng mặt trời thông qua năng lượng mặt trời thụ động, năng lượng mặt trời chủ động và thiết bị quang điện, và sử dụng cây và cây thông qua tấm lợp lấy sáng, những vườn mưa và giảm dòng chảy nước mưa. Nhiều kỹ thuật khác được sử dụng, chẳng hạn như sử dụng vật liệu xây dựng có tác động thấp hoặc sử dụng sỏi nhồi hoặc bê tông thấm thay vì bê tông hoặc nhựa đường thông thường để tăng cường bổ sung nước ngầm.
Trong khi những thực tại hoặc công nghệ được sử dụng trong công trình xanh liên tục phát triển không ngừng và có thể khác nhau giữa các vùng, các nguyên tắc thiết yếu tồn tại bền bỉ từ phương pháp bắt nguồn: định vị và hiệu quả thiết kế cấu trúc, hiệu quả năng lượng, hiệu quả, hiệu quả vật liệu, trong nhà nâng cao chất lượng môi trường, vận hành và tối ưu hóa bảo trì và giảm thiểu chất thải và độc tố. Bản chất công trình xanh là sự tối ưu hóa một hay nhiều hơn những nguyên tắc này. Ngoài ra, với thiết kế hiệp đồng thích hợp, những công nghệ của công trình xanh cá nhân có thể làm việc cùng nhau để tạo ra hiệu ứng tích lũy lớn hơn.
Về mặt thẩm mỹ của công trình xanh hay thiết kế bền vững là triết lý của việc thiết kế một công trình hài hòa với các đặc tính tự nhiên và nguồn lợi xung quanh khu vực. Có một số bước quan trọng trong việc thiết kế các công trình bền vững: xác định những vật liệu công trình 'xanh' từ các nguồn lợi địa phương, giảm tải, những hệ thống tối ưu hóa và tạo ra năng lượng tái tạo tại chỗ.
There are several key steps in designing sustainable buildings: specify 'green' building materials from local sources, reduce loads, optimize systems, and generate on-site renewable energy.

Đánh giá vòng đời

Đánh giá vòng đời (LCA) có thể giúp tránh được những quan ngại triển vọng áp tắt về môi trường, xã hội và kinh tế  bằng cách đánh giá đầy đủ các tác động liên quan đến tất cả các giai đoạn từ khởi phát đến sau kết thúc của một quá trình: từ chiết xuất nguyên liệu qua vật liệu chế biến, sản xuất, phân phối, sử dụng, sửa chữa và bảo trì, và xử lý hoặc tái chế. Tác động đưa vào tính toán bao gồm (trong số những người khác) năng lượng thể hiện, tiềm năng nóng lên toàn cầu, sử dụng tài nguyên, ô nhiễm không khí, ô nhiễm nguồn nước, và chất thải.
Về khía cạnh công trình xanh, vài năm gần đây đã cho thấy một sự thay đổi so với phương pháp “căn cứ thời hiệu”, nghĩa là giả định rằng các thực tiễn được quy định nhất định thì tốt hơn cho môi trường, đối với đánh giá khoa học về hiệu suất thực tế thông qua LCA.
Mặc dù LCA được công nhận một cách rộng rãi như là một cách tốt nhất để đánh giá tác động môi trường của các công trình (ISO 14040 cung cấp một phương pháp LCA đã được công nhận), nó vẫn chưa phải là yêu cầu thích hợp về hệ thống và mã đánh giá của công trình xanh, mặc dù thực tế rằng năng lượng thể hiện và sự tác động với các vòng đời cuộc sống khác là rất quan trọng đối với việc thiết kế các công trình chịu trách nhiệm với môi trường.
Tại Bắc Mỹ, LCA được thưởng một phần nào đó trong hệ thống xếp hạng của Green Globes®, và cũng là một phần của Tiêu chuẩn quốc gia mới của Mỹ dựa trên giải Địa cầu xanh, “ANSI / GBI 01-2010: Nghị định thư xây dựng xanh cho các tòa nhà thương mại”. LCA cũng được đưa vào như một tín dụng thí điểm trong hệ thống của LEED, dù quyết định chưa được đưa ra rằng liệu nó sẽ được kết hợp hoàn toàn vào bản sửa đổi lớn tiếp theo hay không. Tiểu bang California cũng được đưa vào LCA như là một biện pháp tự nguyện trong “Dự thảo Quy chuẩn Công trình Xanh” của mình năm 2010.
Mặc dù LCA thường được các chuyên gia thiết kế lĩnh hội một cách thường xuyên và khá phức tạp, các tổ chức nghiên cứu như là BRE ở Anh và Viện Vật liệu Bền vững Athena ở Bắc Mỹ đang nỗ lực giúp nó tiếp cận dễ dàng hơn.
Tại Vương quốc Anh, “Hướng dẫn các thông số kỹ thuật xanh” của BRE cung cấp những xếp hạng cho 1.500 vật liệu xây dựng dựa trên LCA.
Tại Bắc Mỹ, ATHENA® “EcoCalculator for Assemblies” cung cấp kết quả LCA cho hàng trăm công trình phổ biến dựa trên dữ liệu được tạo ra bởi phần mềm cha mẹ một cách phức tạp hơn, ATHENA® “Impact Estimator for Buildings”. (Các EcoCalculator khả dụng miễn phí tại www.athenasmi.org.). Công cụ phần mềm Athena đặc biệt hữu ích sớm trong quá trình thiết kế khi lựa chọn vật liệu có ý nghĩa sâu rộng cho tác động tổng quát với môi trường. Chúng cho phép các nhà thiết kế thử nghiệm với các hỗn hợp vật liệu khác nhau để đạt được sự kết hợp hiệu quả nhất.