Thành phố thông minh phát triển từ lưới điện thông minh
Cùng với sự chuyển động trong quá trình xây dựng Đô thị thông minh tại TP.HCM. TS.KTS Nguyễn Lâm (Sở Quy hoạch – Kiến Trúc TP.HCM) đã gửi đến báo Nhà Báo & Công Luận một góc nhìn dưới góc độ kiến trúc, với mong muốn các giải pháp kiến trúc luôn là một điều kiện quan trọng để phát triển đô thị thông minh.
Bộ mặt đô thị thông minh
Trong những năm gần đây, cụm từ “Đô thị thông minh” được sử dụng rộng rãi trên các phương tiện thông tin đại chúng. Và tại TP.HCM, đề án xây dựng đô thị thông minh được triển khai liên quan đến nhiều lĩnh vực: Chính quyền số, giao thông, môi trường, chống ngập, an ninh trật tự, giáo dục, y tế và sức khỏe cộng đồng… Tuy nhiên, trong đề án lại không quan tâm và không được nhắc đến nhiều đến lĩnh vực thiết kế kiến trúc.
Như chúng ta biết, công trình kiến trúc là bộ mặt đại diện cho hình ảnh đô thị, không những phục vụ cho lợi ích cộng đồng dân cư tại chỗ mà còn để lại những ấn tượng khó phai nhòa trong lòng du khách. Giá trị của công trình kiến trúc còn mang hơi thở của thời đại, đáp ứng được một cách toàn diện tinh thần thẩm mỹ và những khả năng vật chất của thời đại đó và được xã hội nhìn nhận đánh giá.
Trong thế giới ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ, vược bật của khoa học kỹ thuật, trí tuệ nhân tạo (AI), điện thoại thông minh (smartphone), kết nối vạn vật (IoT), dữ liệu lớn (big data)… với những sự thay đổi lớn đó có tác động, ảnh hưởng đến cuộc sống hàng ngày và làm cho thói quen sinh hoạt của cộng đồng dân cư có nhiều thay đổi. Khi nếp sống, phong cách lối sống thay đổi thì tư duy thiết kế kiến trúc nhà ở phải thay đổi theo để đáp ứng, phục vụ nhu cầu cộng đồng dân cư của xã hội đó.
Vì vậy, để có những giải pháp mới, tư duy thiết kế kiến trúc nhà ở mới để có thể đáp ứng được sự thay đổi của thời đại công nghệ số như ngày nay và nhằm góp phần xây dựng đô thị thông minh tại TP.HCM là thách thức khó khăn nhưng cũng khá nhiều điều thú vị cho tương lai.
Năng lượng và đô thị thông minh
Trước hết, Đô thị thông minh cần được hiểu theo nghĩa là mô hình thành phố ứng dụng công nghệ thông tin, trí tuệ nhân tạo để quản lý, nâng cao tiêu chuẩn cuộc sống đô thị, cải thiện chất lượng phục vụ của chính quyền thành phố và sử dụng hiệu quả các nguồn năng lượng, tài nguyên thiên nhiên.
Nhà năng lượng bằng không ở Đan Mạch
Quá trình hình thành phát triển thành phố thông minh không thể tách rời với việc xây dựng đô thị, để hình thành nên một đô thị có thể kéo dài cả hàng ngàn năm. Như từ thời kỳ cổ đại, đô thị bắt nguồn từ thời kỳ Lưỡng Hà cổ đại, khoảng năm 3.000 trước Công nguyên. Sự khác biệt giữa một thành phố và một ngôi làng là nơi đó có tầng lớp giai cấp thống trị chiếm đóng hay không. Có các căn cứ quân sự, pháo đài chứa quân đội cần thiết phục vụ cho chiến tranh, xây dựng các cung điện và cơ sở tôn giáo nhằm thực hiện các nghi lễ... Ngoài ra, đô thị như một biểu tượng phản ánh văn hóa và có thể nói rằng đô thị là một nơi tập trung các khoa học công nghệ, nghệ thuật mới nhất và văn hóa tốt nhất.
Đến thế kỷ 20, biểu tượng lớn nhất của sự phát triển đô thị là xây dựng những tòa nhà chọc trời và tàu điện ngầm. Tại các nước phát triển, dầu hỏa và khí gas được cung cấp nhanh chóng và mở rộng đến các ngôi nhà, hệ thống sưởi ấm và nước nóng trở nên phổ biến, lượng điện được ký hợp đồng tại nhà và tiếp tục tăng gấp đôi, các ngôi nhà nhanh chóng chứa đầy các thiết bị gia dụng tiện lợi.
Việc đưa ra ý tưởng đột phá mà dần trở nên bình thường chính là nhờ vào việc sử dụng năng lượng để giải quyết các vấn đề của xây dựng kiến trúc là thúc đẩy công nghệ phát triển. Các công nghệ mới, chẳng hạn như sưởi ấm, làm mát, chiếu sáng và thang máy, đã làm thay đổi đáng kể kỹ thuật xây dựng và thiết kế kiến trúc.
Chính công nghệ kỹ thuật đã giúp cho xây dựng công trình kiến trúc không bị giới hạn ở vị trí khu vực và phụ thuộc vào khí hậu. Một ví dụ điển hình là xây dựng tòa nhà, cao ốc chọc trời nhưng vẫn giải quyết được vấn đề năng lượng, sưởi ấm, kết cấu công trình… Đây là một bước đột phá trong lịch sử kiến trúc, giúp cho bộ mặt thành phố và công trình kiến trúc có nhiều thay đổi đáng kể giúp cho không gian ở, cư trú của con người ngày càng mở rộng mà còn chinh phục cả độ cao và không gian ngầm.
Ngoài những việc tích cực xây dựng công trình tòa nhà cao tầng, thì vấn đề tiêu cực là làm cho đô thị phải đối mặt với những vấn đề như dân cư tập trung đông đúc, giao thông tắc nghẽn và ô nhiễm không khí… dẫn đến môi trường sống trở nên bức bí và căng thẳng cho người dân. Từ những vấn đề trên, yêu cầu đặt ra phải thay đổi tư duy quy hoạch là xây dựng một thành phố thân thiện với môi trường hơn, và điều này chính là nền tảng ra đời của ý tướng phát triển xây dựng đô thị thông minh.
Mục tiêu của các đô thị thông minh là cải thiện hiệu quả của cơ sở hạ tầng đô thị và tạo ra cộng đồng thân thiện với cư dân. Các giải pháp cần thiết cho việc này bao gồm: Cung cấp năng lượng hiệu quả và tiết kiệm, nâng cao hiệu quả của mạng lưới giao thông và hiện thực hóa một xã hội không có ô tô, xử lý chất thải hiệu quả và giảm lượng khí thải carbon dioxide, ổn định cơ sở hạ tầng nước và nước thải, phát triển môi trường xanh để loại bỏ hiện tượng đảo nhiệt và môi trường căng thẳng. Và trì tuệ nhân tạo rất cần thiết cho hiệu quả phục vụ của các cơ sở hạ tầng đô thị này.
Các sáng kiến xây dựng thành phố thông minh đang được thực hiện trên toàn thế giới, đặc biệt, được quảng bá tích cực ở Bắc Mỹ, châu Âu và Trung Quốc... Tại Việt Nam, ngày 26/11/2017, UBND TPHCM đã tổ chức Hội nghị công bố Đề án “Xây dựng TP.HCM trở thành đô thị thông minh giai đoạn 2017 - 2020, tầm nhìn đến năm 2025”.
Kiến trúc nhà ở đáp ứng đô thị thông minh
Tại TP.HCM, đề án xây dựng đô thị thông minh gồm 5 cấu phần: Xây dựng cơ sở dữ liệu dùng chung, hệ thống dự báo và mô phỏng phát triển của Thành phố, trung tâm điều hành. hệ thống trung tâm an toàn thông tin mạng, chính quyền số.
Và sau gần 2 năm triển khai, TP.HCM đã có Trung tâm điều hành đô thị thông minh với sự tích hợp khoảng 2.000 camera của các cơ quan quản lý nhà nước, 1.000 camera của các tổ chức doanh nghiệp, sử dụng nền tảng ứng dụng giải pháp công nghệ để quản lý, điều hành các vấn đề: giao thông, nước, môi trường. TP.HCM cũng đã xây dựng khung kiến trúc cho CQĐT (24 quận, huyện) khi triển khai đô thị thông minh.
Tuy nhiên, lĩnh vực thiết kế kiến trúc ít được đề cập trong giải pháp xây dựng đô thị thông minh. Thế nhưng tại Việt Nam cũng như TP.HCM thì một số nỗ lực trong công tác thiết kế nhằm xây dựng đô thị thông minh. Như thiết kế công trình xanh, kiến trúc sinh thái, áp dụng và công nhận các công trình đáp ứng các tiêu chuẩn LOTUS, LEED, EDGE… nhằm khuyến khích và nâng cao ý thức xây dựng môi trường đô thị thân thiện và giảm thiểu năng lượng.
Gần đây, sự thay đổi về khoa học công nghệ, trí tuệ nhân tạo AI và IoT có tác động lớn đến cuộc sống hàng ngày và làm cho thói quen sinh hoạt của cộng đồng dân cư có nhiều thay đổi. Trong bối cảnh đó lĩnh vực thiết kế kiến trúc chịu ảnh hưởng ra sao và cần phải thay đổi như thế nào để bắt kịp xu thế và đáp ứng được nhu cầu ngày càng lớn này và giải pháp để thay đổi?
Phương án Sasaki thiết kế quy hoạch khu đô thị sáng tạo phía Đông TP.HCM
Thành phố thông minh phát triển từ lưới điện thông minh, vì vậy giải pháp về năng lượng là giải pháp hàng đầu và là nên tảng chính trong thiết kế công trình nhà ở. Ứng dụng các mô hình hóa thiết kế nhằm rút ngắn minh bạch hóa thời gian quy trình nâng cao hiệu quả thiết kế. Trái ngược với giải pháp kiểm soát năng lượng dành cho công trình thì giải pháp nhà ở cộng sinh môi trường còn chú trọng đến môi trường bên ngoài thiên nhiên mang tính tổng quát hơn. Với tốc độ làm thay đổi cả thế giới thì giải pháp về khoa học công nghệ, kỹ thuật số mô hình nhà ở kết nối vạn vât - nhà ở thông minh (IoT home - Smart home Model) ra đời.
Tiếp đến, trong tương lai, xã hội sẽ có nhiều biến động thì mô hình nhà ở cộng đồng nhiều thành phần chia sẽ tài nguyên sẵn có để giúp đỡ nhau phát triển và tăng cường hiệu quả sử dụng là ý nghĩa và vai trò của việc chia sẻ dữ liệu lớn (Big data) mang lại hiệu quả cho khoa học và xã hội hiện nay. Vì vậy cần có hệ thống các giải pháp như sau: Tiến hành thực hiện các giải pháp tối ưu hóa tổng thể về năng lượng, mô hình hóa thiết kế, nhà ở cộng sinh môi trường, mô hình nhà ở kết nối vạn vât - Nhà ở thông minh (IoT home - Smart home Model) và nhà ở cộng đồng tương lai với phong cách sống mới.
Tại TP.HCM, sự thay đổi và phát triển của xã hội, cập nhật và ứng dụng công nghệ kỹ thuật tiên tiến diễn ra nhanh chóng. Trong việc xây dựng đề án đô thị thông minh, cũng như gần đây việc quy hoạch thiết kế khu đô thị sáng tạo tương tác cao phía Đông thành phố thì lĩnh vực thiết kế công trình kiến trúc nhà ở (thiết kế, không gian, vật liệu, năng lượng…) phải đòi hỏi tính sáng tạo khoa học, thẩm mỹ cao giải quyết những vấn đề trong môi trường không gian đổi mới.
TS - KTS. Nguyễn Lâm
