Dự kiến đến năm 2050, nguồn nguyên liệu thô sẽ rơi vào tình trạng cạn kiệt, dẫn tới việc thế giới không có đủ cát và thép để làm bê tông. Mặt khác, chúng ta cũng đang phải đối mặt với vấn đề leo thang chi phí và tác động tiêu cực của xây dựng đối với môi trường. Ngành xây dựng chiếm tới 23% nguồn ô nhiễm không khí, 50% biến đổi khí hậu, 40% ô nhiễm nguồn nước uống và 50% chất thải chôn lấp. Rõ ràng, môi trường là một thách thức lớn trong tương lai ngành xây dựng.

how are new construction materials prioritizing human safety and wellbeing 7
Dự án One Green Mile / MVRDV

Để đối phó với những thách thức toàn cầu như biến đổi khí hậu, phân biệt đối xử và sự tổn thương về mặt thể chất, các nhà thiết kế và kỹ sư trên khắp thế giới đã và đang nghiên cứu, thử nghiệm, phát triển các vật liệu xây dựng sáng tạo đặt lợi ích con người lên hàng đầu trong các dự án đô thị, kiến trúc và nội thất.

Từ thuở sơ khai đến nay, vật liệu đã góp phần tạo nên lịch sử loài người, mang lại những công cụ giúp cải tiến xã hội, kinh tế và dân sự. Ngày nay, khi nhu cầu ngày càng phát triển, các thiết kế sáng tạo, cùng với vật liệu và công nghệ tiên tiến đang định hình các ngành công nghiệp, nền kinh tế và cuối cùng là tương lai. Tuy nhiên, trong cả thập kỷ vừa qua, người ta đã thấy được sự tập trung chưa từng có vào đời sống con người, bất kể về mặt thể chất, tình cảm hay tinh thần, tất cả đều đang dần trở thành điểm khởi đầu cho sự phát triển của các vật liệu mới. 

how are new construction materials prioritizing human safety and wellbeing 6
Dự án Second Home Hollywood Office / Selgascano.

Xi măng/ bê tông xuyên sáng là một trong những vật liệu xây dựng có thể nói là toàn diện nhất trong thập kỷ qua. Vật liệu sáng tạo này có khả năng chiếu sáng đường cao tốc và làn đường dành cho xe đạp vào ban đêm mà không cần sử dụng điện, giúp đảm bảo an toàn cho người đi bộ đồng thời có thể bù đắp cho hiệu suất môi trường kém của vật liệu. Gần đây, các học viên và kỹ sư tại Đại học Mỹ ở Cairo đã phát triển một loại bê tông hấp thụ ánh sáng mặt trời giống như phát quang sinh học, chúng phát ra năng lượng vào ban đêm dưới dạng tia sáng nhằm làm giảm lượng năng lượng khổng lồ được sử dụng trong việc chiếu sáng đường cao tốc và biển báo đường phố cho mục đích an toàn. Bê tông phát sáng từ lâu đã được coi là một giải pháp quan trọng, có tác động lớn tới ngành xây dựng đặc biệt là trong bối cảnh khủng hoảng khí hậu. Dự án ban đầu được phát triển bởi Tiến sĩ Jose Carlos Rubio ở Đại học Michoacan, Saint Nicholas of Hidalgo tại Mexico. Phiên bản cải tiến đã điều chỉnh cấu trúc vi mô của xi măng nhằm loại bỏ các tinh thể để một khi kết hợp với nước, nó sẽ chuyển thành dạng gel, hấp thụ năng lượng mặt trời và giải phóng nó dưới dạng ánh sáng.

Mặc dù mỗi vật liệu đều có mức tuổi thọ riêng, nhưng hầu hết các vật liệu xây dựng mà đặc biệt là vật liệu tổng hợp thường sẽ bị giảm chất lượng sau vài năm chịu lực và tiếp xúc với các yếu tố bên ngoài. Thường thì những vấn đề này có thể thấy được qua những vết nứt trên bề mặt theo cách này hay cách khác. Tuy nhiên, sẽ luôn có những trường hợp mà các vấn đề đó không được phát hiện, tạo ra nhiều rủi ro cho người dùng. Để giải quyết tình huống này, các nhà nghiên cứu từ Đại học Fribourg và ETH Zurich đã phát triển một loại nhựa tổng hợp (laminate) mới có thể thay đổi màu sắc ngay khi vật liệu bị biến dạng. Tấm ghép nhựa tổng hợp bao gồm các lớp xen kẽ giữa nhựa polyme và xà cừ (mother-of-pearl) nhân tạo. Xà cừ được phát triển độc quyền bởi Phòng thí nghiệm Vật liệu phức hợp và được mô phỏng theo vỏ trai, cùng với một số tiểu cầu thuỷ tinh được nén chặt và sắp xếp song song, giúp cho nó trở nên cực kỳ cứng cáp và có khả năng chống vỡ. Lớp thứ hai bao gồm polymer với một phân tử bổ sung. Phân tử này được kích hoạt bằng cách thay đổi lớp huỳnh quang (fluorescence) ngay sau khi polymer chịu lực và bị kéo giãn. Vật liệu càng giãn ra, càng nhiều phân tử được kích hoạt và từ từ dẫn đến việc phát huỳnh quang – cũng có nghĩa là phát sáng mạnh hơn.

Là một quốc gia thường xuyên xảy ra động đất, Nhật Bản gần đây đã bắt đầu sử dụng thanh sợi CABKOMA ở mặt ngoài của các toà nhà. Ví dụ như Trụ sở chính Komatsu Seiren do Kengo Kuma thiết kế. Vật liệu tổng hợp sợi carbon nhiệt dẻo này được sử dụng đặc biệt bởi khả năng đàn hồi nhằm bảo vệ các công trình khỏi tác động của những cơn động đất. Đi cùng với tính năng về mặt thẩm mỹ thì có thể nói đây là hình thức gia cố nhẹ nhất thế giới cho các công trình ở vùng địa chấn với độ bền cao.  

how are new construction materials prioritizing human safety 2
Kengo Kuma sử dụng sợi carbon để bảo vệ tòa nhà khỏi động đất
how are new construction materials prioritizing human safety 2 1
Kengo Kuma sử dụng sợi carbon để bảo vệ tòa nhà khỏi động đất

Để phát hiện việc lái xe trên vỉa hè, công ty Lime đã xây dựng công nghệ cảnh báo dựa trên camera. Tuỳ vào điều kiện từng thành phố mà dự án sẽ đưa ra phương án phù hợp sau khi phát hiện có người lái xe trên vỉa hè: cảnh báo cho người lái; làm họ đi chậm lại hoặc sử dụng cả hai hình thức trên. Các thành phố lâu nay vẫn luôn đổ lỗi cho các công ty sản xuất/ phát triển phương tiện nhỏ nhẹ và những người đi xe máy vì đi lại trên vỉa hè nhưng chính các thành phố lại hiếm khi chủ động đầu tư, làm ra những làn đường đủ an toàn và chỉ dành cho xe đạp. Điều này đã kích thích nhiều bên triển khai một số hình thức hệ thống tiên tiến nhằm hỗ trợ người lái xe máy (ARAS) trong vài năm vừa qua.

how are new construction materials prioritizing human safety and wellbeing 5
Một số loại phương tiện nhỏ nhẹ nhưng không khuyến khích đi trên vỉa hè

Để đối phó với cuộc khủng hoảng khí hậu hiện nay mà trong đó, ngành xây dựng đóng góp khoảng 23% lượng ô nhiễm không khí, các kiến trúc sư và nhà thiết kế đã thực hiện nhiều biện pháp nhằm làm giảm lượng khí thải carbon trong và sau khi xây dựng. “Gạch thở”, hay gạch hấp thụ ô nhiễm, là một giải pháp thay thế hiệu quả cho gạch thông thường, được phát triển bởi Ar. Carmen Trudell, một trợ lý giáo sư tại Trường Kiến trúc Cal Poly San Luis Obispo. Lấy cảm hứng từ tính năng ‘lọc lốc xoáy’ trong máy hút bụi, những viên gạch này tuân theo nguyên tắc lọc bằng cách lọc không khí bên ngoài, tách các chất ô nhiễm và bụi, sau đó chuyển vào bên trong cấu trúc. Những viên gạch này có hình dạng như một khối bê tông xốp với các trục bên trong và thiết kế nhiều mặt để hướng luồng không khí vào bên trong nó.

how are new construction materials prioritizing human safety 3
Nguyên mẫu của hai mô-đun Gạch Thở được tạo bởi Natacha Schnider & Kate Hajash
how are new construction materials prioritizing human safety 3 1
Những viên gạch này có hình dạng như một khối bê tông xốp với các trục bên trong và thiết kế nhiều mặt để hướng luồng không khí vào bên trong nó.

Sau đại dịch, hầu hết mọi ngành công nghiệp đều tung ra sản phẩm “kháng khuẩn” của riêng mình, và ngành thiết kế nội thất cũng không ngoại lệ. Một số công ty sơn đã phát triển các loại sơn nội thất cho các bề mặt tường và đồ nội thất với công nghệ khử trùng đã được cấp bằng sáng chế được cho là có thể tiêu diệt 99% vi khuẩn nhất định (tụ cầu khuẩn, E. coli, MRSA, VRE, …) bám trên bề mặt sản phẩm trong một vài giờ tiếp xúc. Trên thực tế, quy mô thị trường sơn và chất phủ chống vi khuẩn dự kiến sẽ tăng từ 3,7 tỷ USD vào năm 2020 lên 9,54 tỷ USD vào năm 2029, cho thấy tác động tích cực của nó đối với người dùng.

Biên dịch: Hiếu Nghĩa | Nguồn: Archdaily

XEM THÊM: 

Bình luận từ Facebook
BÀI VIẾT LIÊN QUAN
carlabbott copy
Các phong trào quy hoạch – P1: Truyền thống cảnh quan

Học thuyết đầu tiên của Mỹ về quy hoạch đô thị ra đời từ việc quy hoạch cảnh quan và Read more

old new york
Các phong trào quy hoạch- P2: Kỹ thuật hạ tầng đô thị

Phần này đề cập tới kỹ thuật hạ tầng đô thị bao gồm các vấn đề vệ sinh, cấp thoát Read more

gardencityheader
Các phong trào quy hoạch – P3: Thành phố vườn

Howard đã khích lệ nhiều người đi sau và đầu thế kỉ 20 những ý tưởng của ông đã hai Read more

20congtirnhtieubieu
Tuổi trẻ online: 20 công trình kiến trúc thời Đổi mới: Nhiều dấu hỏi…

Một vài ý kiến nhân đề cử 20 công trình kiến trúc thời kỳ đổi mới trên báo Tuổi trẻ Read more

GS TS KTSNguyenDucThiem1
Vị giáo sư và 11 giáo trình được Giải thưởng Kiến trúc Quốc gia

GS.TS.KTS NGUYỄN ĐỨC THIỀM sinh năm 1938, mất ngày 8/12 2008. Lễ viếng từ 7 đến 9 h ngày hôm Read more

squordos 100 by multiplicities holguin west web
ORDOS 100 – Nhà (X)

Nguyên tắc tổ chức của ngôi nhà bắt đầu từ việc hiểu hệ thống gạch xây, tính chất vật liệu Read more