Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển đô thị nhanh chóng và nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng tăng, các tòa nhà cao tầng tại Thành phố Hồ Chí Minh tiêu thụ một phần lớn năng lượng quốc gia, chiếm khoảng 35-40% tổng năng lượng tiêu thụ của cả nước. Theo báo cáo của EVN năm 2022, điện năng tiêu thụ tại TP. HCM đạt mức kỷ lục với trung bình 85,91 triệu kWh/ngày vào tháng 4/2023, vượt xa các năm trước. Việc áp dụng công nghệ tòa nhà thông minh (Smart Building) được xem là giải pháp then chốt nhằm tối ưu hóa sử dụng năng lượng, giảm chi phí vận hành và nâng cao chất lượng sống cho cư dân. Tuy nhiên, việc triển khai công nghệ này tại các dự án nhà cao tầng còn gặp nhiều rào cản về chi phí, kỹ thuật, nhận thức và chính sách.

Luận văn thạc sĩ này tập trung phân tích công nghệ tòa nhà thông minh và các rào cản áp dụng vào các dự án nhà cao tầng tại TP. HCM trong giai đoạn từ năm 2022 đến 2023. Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá thực trạng áp dụng công nghệ, xác định các yếu tố thúc đẩy và rào cản, từ đó đề xuất giải pháp phù hợp nhằm thúc đẩy ứng dụng công nghệ thông minh trong xây dựng và quản lý tòa nhà cao tầng. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp cơ sở dữ liệu thực tiễn cho các chủ đầu tư, đơn vị phát triển dự án, nhà thầu và các cơ quan quản lý nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và phát triển bền vững đô thị thông minh tại TP. HCM.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai khung lý thuyết chính: lý thuyết về công nghệ tòa nhà thông minh và mô hình phân tích các rào cản áp dụng công nghệ. Khái niệm tòa nhà thông minh được định nghĩa là tòa nhà tích hợp các công nghệ tiên tiến như cảm biến, hệ thống quản lý tòa nhà (BMS), công nghệ sinh trắc học và hệ thống quản lý năng lượng thông minh nhằm tối ưu hóa hiệu suất sử dụng năng lượng, nâng cao tiện ích và đảm bảo an ninh. Các thành phần công nghệ chính bao gồm:

  • Công nghệ cảm biến và điều khiển: thu thập dữ liệu môi trường và tự động điều chỉnh hệ thống chiếu sáng, HVAC, an ninh.
  • Hệ thống mạng và giao tiếp: kết nối các thiết bị và hệ thống qua các giao thức như BACnet, MQTT, IP.
  • Thiết bị điều khiển thông minh: bao gồm smart thermostat, smart lighting, smart locks, cho phép điều khiển từ xa và tự động hóa.
  • Công nghệ sinh trắc học: nhận diện khuôn mặt, vân tay để quản lý truy cập và an ninh.
  • Hệ thống quản lý năng lượng thông minh: tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo, giám sát và tối ưu hóa tiêu thụ năng lượng.

Mô hình phân tích rào cản tập trung vào 17 yếu tố thuộc 4 nhóm chính: Chi phí, Thông tin và hiểu biết về công nghệ, Công nghệ, và Yếu tố xã hội. Phân tích nhân tố khám phá (EFA) và phân tích nhân tố khẳng định (CFA) được sử dụng để xác định mức độ tương quan và ảnh hưởng của các nhóm yếu tố này đến việc áp dụng công nghệ tòa nhà thông minh.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp định tính và định lượng. Dữ liệu định tính được thu thập qua 15 cuộc phỏng vấn sâu với các chuyên gia, nhà quản lý và kỹ sư có kinh nghiệm trong lĩnh vực công nghệ tòa nhà thông minh tại TP. HCM. Dữ liệu định lượng được thu thập từ 102 bảng khảo sát với các đối tượng là chủ đầu tư, đơn vị phát triển dự án, nhà thầu, đơn vị quản lý vận hành và người sử dụng tòa nhà cao tầng.

Cỡ mẫu khảo sát được lựa chọn dựa trên tiêu chuẩn nghiên cứu khoa học nhằm đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy. Phân tích dữ liệu sử dụng phần mềm SPSS và AMOS với các kỹ thuật kiểm định độ tin cậy Cronbach’s Alpha, phân tích nhân tố khám phá EFA để xác định cấu trúc ẩn, và phân tích nhân tố khẳng định CFA để kiểm tra tính phù hợp của mô hình. Thời gian nghiên cứu kéo dài từ tháng 2 đến tháng 6 năm 2023, bao gồm các giai đoạn thu thập dữ liệu, xử lý và phân tích kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Mức độ áp dụng công nghệ tòa nhà thông minh còn hạn chế: Chỉ khoảng 30% các dự án nhà cao tầng tại TP. HCM đã áp dụng một số công nghệ thông minh như hệ thống BMS, cảm biến tự động và công nghệ sinh trắc học. Các công nghệ phổ biến nhất là hệ thống quản lý năng lượng và điều khiển chiếu sáng thông minh.

  2. Chi phí đầu tư ban đầu là rào cản lớn nhất: Trung bình, chi phí đầu tư cho công nghệ tòa nhà thông minh chiếm khoảng 11% tổng chi phí xây dựng, trong khi chi phí vận hành chiếm 70-75%. 65% người tham gia khảo sát cho rằng chi phí đầu tư ban đầu cao là yếu tố cản trở chính.

  3. Thiếu thông tin và hiểu biết về công nghệ: 58% người khảo sát cho biết thiếu kiến thức và kinh nghiệm về công nghệ tòa nhà thông minh là rào cản lớn, ảnh hưởng đến quyết định áp dụng công nghệ.

  4. Yếu tố xã hội và nhận thức: Tâm lý bảo thủ, thiếu nhận thức về lợi ích và tầm quan trọng của công nghệ thông minh chiếm tỷ lệ 45%, đồng thời lo ngại về quyền riêng tư và bảo mật thông tin cũng là vấn đề được đề cập.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy chi phí đầu tư ban đầu và thiếu hiểu biết về công nghệ là hai rào cản chủ yếu cản trở việc áp dụng công nghệ tòa nhà thông minh tại TP. HCM. Điều này phù hợp với các nghiên cứu quốc tế và trong nước, trong đó chi phí và kiến thức được xem là yếu tố quyết định thành công của các dự án Smart Building. Việc thiếu chính sách hỗ trợ và khuyến khích từ phía nhà nước cũng làm giảm động lực đầu tư.

Ngoài ra, các yếu tố xã hội như tâm lý bảo thủ và lo ngại về bảo mật thông tin cũng ảnh hưởng đáng kể đến việc chấp nhận công nghệ mới. Các biểu đồ phân tích nhân tố cho thấy nhóm yếu tố chi phí có mức độ ảnh hưởng cao nhất, tiếp theo là nhóm thông tin và hiểu biết, trong khi yếu tố công nghệ và xã hội có mức độ ảnh hưởng thấp hơn nhưng vẫn quan trọng.

Việc áp dụng các công nghệ như hệ thống BMS, cảm biến tự động và công nghệ sinh trắc học đã chứng minh hiệu quả trong việc tiết kiệm năng lượng và nâng cao tiện ích cho người sử dụng. Ví dụ, dự án Sunshine Diamond River tại TP. HCM đã áp dụng công nghệ Smart Parking giúp giảm thời gian tìm kiếm chỗ đỗ xe và tăng cường an ninh. Các hệ thống HVAC thông minh và quản lý năng lượng cũng góp phần giảm tiêu thụ điện năng từ 20-30% so với các tòa nhà truyền thống.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ cột thể hiện tỷ lệ áp dụng công nghệ, biểu đồ tròn phân bổ các rào cản theo nhóm yếu tố, và bảng so sánh chi phí đầu tư và lợi ích thu được từ các công nghệ khác nhau.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường đào tạo và nâng cao nhận thức: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về công nghệ tòa nhà thông minh cho các chủ đầu tư, nhà thầu và đơn vị quản lý vận hành nhằm nâng cao kiến thức và kỹ năng. Mục tiêu tăng tỷ lệ hiểu biết về công nghệ lên ít nhất 70% trong vòng 2 năm.

  2. Xây dựng chính sách hỗ trợ tài chính: Các cơ quan quản lý nhà nước cần thiết lập các chính sách ưu đãi, hỗ trợ tài chính như giảm thuế, vay vốn ưu đãi cho các dự án áp dụng công nghệ thông minh. Mục tiêu giảm chi phí đầu tư ban đầu xuống dưới 8% tổng chi phí xây dựng trong 3 năm tới.

  3. Phát triển tiêu chuẩn và quy trình áp dụng công nghệ: Xây dựng bộ tiêu chuẩn kỹ thuật và quy trình triển khai công nghệ tòa nhà thông minh phù hợp với điều kiện Việt Nam, giúp các bên liên quan dễ dàng áp dụng và kiểm soát chất lượng. Thời gian hoàn thiện trong vòng 1 năm.

  4. Tăng cường hợp tác giữa các bên liên quan: Khuyến khích sự phối hợp giữa chủ đầu tư, nhà thầu, đơn vị cung cấp công nghệ và người sử dụng để đảm bảo tính đồng bộ và hiệu quả trong triển khai công nghệ. Thiết lập các diễn đàn, hội thảo chuyên ngành định kỳ hàng năm.

  5. Đẩy mạnh nghiên cứu và ứng dụng công nghệ mới: Khuyến khích đầu tư nghiên cứu phát triển các công nghệ phù hợp với điều kiện khí hậu và hạ tầng tại TP. HCM, như năng lượng tái tạo, IoT, AI trong quản lý tòa nhà. Mục tiêu ứng dụng thử nghiệm trong các dự án mẫu trong vòng 3 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Chủ đầu tư và đơn vị phát triển dự án: Giúp hiểu rõ các công nghệ tòa nhà thông minh, đánh giá chi phí - lợi ích và các rào cản để xây dựng kế hoạch đầu tư hiệu quả, giảm thiểu rủi ro và tối ưu hóa lợi nhuận.

  2. Nhà thầu thi công và tư vấn thiết kế: Cung cấp kiến thức về các công nghệ mới, tiêu chuẩn kỹ thuật và quy trình áp dụng, giúp nâng cao chất lượng công trình và đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững.

  3. Đơn vị quản lý và vận hành tòa nhà: Hỗ trợ trong việc lựa chọn, vận hành và bảo trì các hệ thống công nghệ thông minh, nâng cao hiệu quả quản lý năng lượng và tiện ích cho cư dân.

  4. Các nhà hoạch định chính sách và cơ quan quản lý nhà nước: Cung cấp cơ sở dữ liệu thực tiễn để xây dựng chính sách hỗ trợ, tiêu chuẩn kỹ thuật và khuyến khích phát triển công nghệ tòa nhà thông minh phù hợp với điều kiện địa phương.

Câu hỏi thường gặp

  1. Công nghệ tòa nhà thông minh là gì?
    Tòa nhà thông minh là tòa nhà tích hợp các công nghệ như cảm biến, hệ thống quản lý tòa nhà (BMS), công nghệ sinh trắc học và quản lý năng lượng thông minh nhằm tối ưu hóa hiệu suất sử dụng năng lượng, nâng cao tiện ích và đảm bảo an ninh.

  2. Những rào cản chính khi áp dụng công nghệ tòa nhà thông minh tại TP. HCM là gì?
    Chi phí đầu tư ban đầu cao, thiếu kiến thức và kinh nghiệm về công nghệ, tâm lý bảo thủ và lo ngại về bảo mật thông tin là những rào cản lớn nhất được xác định qua khảo sát.

  3. Lợi ích của việc áp dụng công nghệ tòa nhà thông minh?
    Tiết kiệm năng lượng từ 20-30%, giảm chi phí vận hành, nâng cao tiện ích và an ninh cho người sử dụng, đồng thời góp phần phát triển đô thị bền vững.

  4. Làm thế nào để giảm chi phí đầu tư công nghệ tòa nhà thông minh?
    Thông qua chính sách hỗ trợ tài chính, ưu đãi thuế, vay vốn ưu đãi và lựa chọn công nghệ phù hợp với quy mô dự án, đồng thời tăng cường đào tạo nâng cao năng lực cho các bên liên quan.

  5. Ai nên tham gia đào tạo về công nghệ tòa nhà thông minh?
    Chủ đầu tư, nhà thầu, đơn vị quản lý vận hành và các chuyên gia kỹ thuật trong ngành xây dựng nên tham gia để nâng cao kiến thức, kỹ năng và khả năng áp dụng công nghệ hiệu quả.

Kết luận

  • Luận văn đã phân tích chi tiết các công nghệ tòa nhà thông minh và thực trạng áp dụng tại các dự án nhà cao tầng TP. HCM, xác định các rào cản chính gồm chi phí, kiến thức, công nghệ và yếu tố xã hội.
  • Kết quả khảo sát với 102 mẫu và 15 phỏng vấn chuyên sâu đã xây dựng mô hình tương quan các yếu tố rào cản, cung cấp cơ sở khoa học cho việc đề xuất giải pháp.
  • Đề xuất các giải pháp cụ thể như đào tạo nâng cao nhận thức, chính sách hỗ trợ tài chính, xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật và tăng cường hợp tác giữa các bên liên quan.
  • Nghiên cứu góp phần bổ sung tài liệu học thuật và thực tiễn cho ngành quản lý xây dựng, hỗ trợ phát triển các dự án tòa nhà thông minh tại Việt Nam.
  • Các bước tiếp theo bao gồm triển khai các giải pháp đề xuất, mở rộng nghiên cứu về công nghệ mới và đánh giá hiệu quả áp dụng trong thực tế.

Quý độc giả và các bên liên quan được khuyến khích áp dụng kết quả nghiên cứu để thúc đẩy phát triển bền vững và nâng cao hiệu quả quản lý tòa nhà cao tầng tại TP. HCM và các đô thị lớn khác.