CHƯƠNG 1: CƠ SỞ KHOA HỌC 1. VẬT LIỆU “XANH” VÀ BỀN VỮNG - XU HƯỚNG ĐỂ PHÁT TRIỂN XÂY DỰNG - TS. ĐÀO VĂN ĐÔNG Viện KH & CNXD Giao thông - Đại học Giao thông vận tải http://ibst.vn/DATA/admin/Tapchi2011/Dao%20Van%20Dong1.pdf? fbclid=IwAR2IMCfPFM4R3gEpRQig2idGpBARJecEwot97Vgovfvhpw3i_Ye8Xp5S UmU Vật liệu “xanh” và hướng lựa chọn, sử dụng Vật liệu xây dựng “xanh” có thể được định nghĩa là các vật liệu được sử dụng theo các phương pháp thân thiện với môi trường. Tiêu chí đánh giá có thể là: tổng năng lượng tiêu tốn trong quá trình khai thác, vận chuyển, xây dựng, sử dụng và phá dỡ; và tổng lượng chất thải và các chất gây ô nhiễm phát ra trong các quá trình trên.
Như vậy một vật liệu được coi là vật liệu xanh khi tiêu tốn năng lượng thấp và ít gây ô nhiễm cho môi trường. Nói cách khác, việc sử dụng vật liệu xây dựng xanh là cách để hướng tới các giải pháp xây dựng bền vững. Khối lượng các vật liệu sử dụng cho ngành xây dựng là khổng lồ. Lấy một ví dụ đối với bê tông xi măng – một trong những vật liệu được sử dụng phổ biến nhất trong xây dựng hiện nay.
Hàng năm khối lượng bê tông xi măng sử dụng trên toàn cầu vượt quá con số 13 tỷ tấn. Tương ứng cần phải sử dụng gần 1.9 tỷ tấn xi măng [1]. Trong khi đó, sản xuất xi măng là một trong những ngành công nghiệp tiêu thụ năng lượng nhiều nhất. Đồng thời nó cũng là một trong số những ngành thải ra lượng chất thải nhiều nhất.
Tính riêng ngành này thải ra khoảng 5% lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính trên toàn cầu [2], và một lượng đáng kể khí NOx và các khí gây ô nhiễm khác như SO2. Trung bình để sản xuất ra 1 tấn xi măng cần xấp xỉ 1.7 tấn các nguyên liệu thô và thải ra khoảng 1 tấn khí CO2 [1]. Năng lượng tiêu thụ để sản xuất một số vật liệu xây dựng phổ biến Năng lượng tiêu thụ để sản xuất một số vật liệu xây dựng phổ biến [3] Theo hình 1.2, năng lượng tiêu tốn để sản xuất vật liệu bê tông xi măng trong hầu hết các công trình xây dựng là nhiều nhất trong số các vật liệu xây dựng truyền thống hiện nay. Việt Nam đang và sẽ tiếp tục sản xuất, sử dụng nhiều hơn nữa xi măng và bê tông trong một vài thập niên tiếp theo nhằm mục tiêu đô thị hóa, công nghiệp hóa do sức ép tăng dân số và phát triển kinh tế.
Điều đó đồng nghĩa với nhu cầu sử dụng năng lượng lớn. Để giảm thiểu năng lượng tiêu tốn và ô nhiễm môi trường, loại xi măng “xanh” đã ra đời ở một số nước phát triển với sự phối hợp hợp lý giữa các thành phần của xi măng truyền thống với các loại vật liệu khác như oxít magiê hay các loại thải phẩm công nghiệp (tro bay nhiệt điện, tro trấu, mêta cao lanh, muội silíc, xỉ lò cao …). Bên cạnh đó, các chất kết dính không truyền thống cũng được quan tâm nghiên cứu như các chất kết dính polymer hay thải phấm gốc hữu cơ. Lượng khí CO2 (tấn) phát ra cho 1 tấn chất kết dính [4] Hợp chất Lượng khí CO2 phát ra cho 1 tấn sản phẩm Lượng khí CO2 vật liệu có thể hấp thụ lại Tổng lượng khí CO2 phát ra Loại chất kết dính MgO CaO C3S C2S 1.256 CKD magiê Vôi Ximăng Alít Ximăng Belít Số liệu ở bảng 1 cho thấy sử dụng chất kết dính magiê, vôi hay xi măng belít sẽ giảm thiểu được đáng kể P a g e | 13 lượng khí CO2 so với việc sử dụng các loại xi măng poóclăng truyền thống hiện nay (xi măng alít).
VẬT LIỆU XANH - BỘ TÀI NGUYÊN CALIFORNIA TÁI CHẾ VÀ PHỤC HỒI (CALRECYCLE) https://www.gov/greenbuilding/materials/ 1. Sản phẩm hoặc vật liệu xây dựng xanh là gì? Vật liệu xây dựng xanh bao gồm các nguồn tài nguyên có thể tái tạo thay vì không thể tái sinh. Vật liệu xanh có trách nhiệm với môi trường vì các tác động được xem xét trong suốt thời gian sử dụng của sản phẩm (Spiegel và Meadows, 1999). Tùy thuộc vào các mục tiêu cụ thể của dự án, việc đánh giá vật liệu xanh có thể bao gồm việc đánh giá một hoặc nhiều tiêu chí được liệt kê dưới đây.
Những lợi ích của việc sử dụng vật liệu xanh Vật liệu xây dựng xanh mang lại những lợi ích cụ thể cho chủ sở hữu công trình và những người sử dụng công trình: ● Giảm chi phí bảo trì / thay thế trong suốt thời gian sử dụng của tòa nhà. ● Bảo tồn năng lượng. ● Cải thiện sức khỏe và năng suất của người lao động. ● Giảm chi phí liên quan đến việc thay đổi cấu hình không gian.
● Tính linh hoạt trong thiết kế cao hơn. Các hoạt động xây dựng và xây dựng trên toàn thế giới tiêu thụ 3 tỷ tấn nguyên liệu mỗi năm hoặc 40% tổng lượng sử dụng toàn cầu (Roodman và Lenssen, 1995). Sử dụng các sản phẩm và vật liệu xây dựng xanh thúc đẩy việc bảo tồn các nguồn tài nguyên không thể tái sinh đang ngày càng cạn kiệt trên toàn thế giới. Ngoài ra, việc tích hợp vật liệu xây dựng xanh vào các dự án xây dựng có thể giúp giảm thiểu các tác động môi trường liên quan đến việc khai thác, vận chuyển, xử lý, chế tạo, lắp đặt, tái sử dụng, tái chế và thải bỏ các vật liệu nguồn của ngành xây dựng này.
Tiêu chí lựa chọn sản phẩm / vật liệu xây dựng xanh P a g e | 14 Thông tin này được dựa trên bài báo của Lynn Froeschle, "Đánh giá môi trường và đặc điểm kỹ thuật của vật liệu xây dựng xanh", trên tạp chí The Construction Specifier số tháng 10 năm 1999 , một ấn phẩm dành cho các thành viên của Viện thông số kỹ thuật xây dựng (CSI). Các tiêu chí lựa chọn tương tự như những gì được trình bày dưới đây cũng được sử dụng cho Dự án East End như được xác định trong Đánh giá các Dự án Xây dựng Sử dụng Vật liệu Bền vững. Tiêu chí lựa chọn vật liệu / sản phẩm tổng thể: ● Hiệu quả tài nguyên ● Chất lượng không khí ở bên trong ● Hiệu suất năng lượng ● Bảo tồn nước ● Khả năng chi trả Hiệu quả nguồn lực có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các vật liệu đáp ứng các tiêu chí sau: ● Nội dung tái chế : Các sản phẩm có nội dung tái chế có thể nhận dạng được, bao gồm cả nội dung công nghiệp được ưu tiên cho nội dung của người tiêu dùng sau. ● Tự nhiên, dồi dào hoặc tái tạo : Nguyên liệu được thu hoạch từ các nguồn được quản lý bền vững và tốt nhất là có chứng nhận độc lập (ví dụ: gỗ được chứng nhận) và được chứng nhận bởi bên thứ ba độc lập.
● Quy trình sản xuất hiệu quả về tài nguyên : Các sản phẩm được sản xuất với quy trình tiết kiệm tài nguyên bao gồm giảm tiêu thụ năng lượng, giảm thiểu chất thải (tái chế, tái chế và hoặc giảm nguồn đóng gói sản phẩm) và giảm khí nhà kính. ● Có sẵn tại địa phương : Vật liệu xây dựng, cấu kiện và hệ thống tiết kiệm năng lượng và tài nguyên tại địa phương hoặc khu vực trong quá trình vận chuyển đến địa điểm dự án. ● Tận dụng, tân trang hoặc tái sản xuất : Bao gồm tiết kiệm vật liệu khỏi việc thải bỏ và cải tạo, sửa chữa, phục hồi hoặc nói chung là cải thiện hình thức, hiệu suất, chất lượng, chức năng hoặc giá trị của sản phẩm. P a g e | 15 ● Có thể tái sử dụng hoặc tái chế : Chọn vật liệu có thể dễ dàng tháo dỡ và tái sử dụng hoặc tái chế khi hết thời gian sử dụng.
● Bao bì sản phẩm tái chế hoặc tái chế : Các sản phẩm được bao gồm trong nội dung tái chế hoặc bao bì có thể tái chế. ● Bền : Vật liệu có tuổi thọ cao hơn hoặc có thể so sánh với các sản phẩm thông thường với tuổi thọ cao. Chất lượng không khí trong nhà (IAQ) được nâng cao bằng cách sử dụng các vật liệu đáp ứng các tiêu chí sau: ● Thấp hoặc không độc hại : Vật liệu thải ra ít hoặc không có chất gây ung thư, chất độc hại cho sinh sản hoặc chất kích thích đã được nhà sản xuất chứng minh thông qua thử nghiệm thích hợp. ● Phát thải hóa chất tối thiểu : Các sản phẩm có lượng phát thải các Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) tối thiểu.
Các sản phẩm cũng tối đa hóa hiệu quả tài nguyên và năng lượng đồng thời giảm lượng khí thải hóa học. ● Lắp ráp VOC thấp : Vật liệu được lắp đặt bằng các hợp chất tạo VOC tối thiểu hoặc các phương pháp gắn kết cơ học không có VOC và các nguy cơ tối thiểu. ● Chống ẩm : Các sản phẩm và hệ thống chống ẩm hoặc ức chế sự phát triển của các chất gây ô nhiễm sinh học trong các tòa nhà. ● Được duy trì lành mạnh : Các vật liệu, thành phần và hệ thống chỉ yêu cầu các phương pháp làm sạch đơn giản, không độc hại hoặc ít VOC.
● Hệ thống hoặc thiết bị: Các sản phẩm thúc đẩy IAQ lành mạnh bằng cách xác định các chất gây ô nhiễm không khí trong nhà hoặc nâng cao chất lượng không khí. Hiệu quả năng lượng có thể được tối đa hóa bằng cách sử dụng các vật liệu và hệ thống đáp ứng các tiêu chí sau: ● Vật liệu, thành phần và hệ thống giúp giảm tiêu thụ năng lượng trong các tòa nhà và cơ sở. (Xem Kiến thức Cơ bản về Công trình Xanh để biết thêm thông tin.) P a g e | 16 Bảo tồn nước có thể đạt được bằng cách sử dụng các vật liệu và hệ thống đáp ứng các tiêu chí sau: ● Các sản phẩm và hệ thống giúp giảm tiêu thụ nước trong các tòa nhà và tiết kiệm nước trong các khu vực cảnh quan. (Xem Kiến thức Cơ bản về Công trình Xanh để biết thêm thông tin.) Khả năng chi trả có thể được xem xét khi chi phí vòng đời sản phẩm xây dựng có thể so sánh với các vật liệu thông thường hoặc nói chung, nằm trong một tỷ lệ phần trăm do dự án xác định của ngân sách tổng thể.
(Xem Công cụ Đánh giá Môi trường và Kinh tế để biết các liên kết đến các nguồn tài nguyên.) * Ba bước cơ bản của việc lựa chọn sản phẩm Việc lựa chọn sản phẩm có thể bắt đầu sau khi thiết lập các mục tiêu môi trường cụ thể của dự án. Quá trình đánh giá môi trường để xây dựng sản phẩm bao gồm ba bước cơ bản .