Vật lý kiến trúc: Tổng quan môn học, ứng dụng phát triển 2024

Dựa vào các bài đăng trên tạp chí kiến trúc của TS. KTS Đỗ Thị Kim Thành và Khuất Tân Hưng, SGL Vietnam đã tổng hợp một số thông tin về môn khoa học cũng như ứng dụng của vật lý kiến trúc năm 2024 đến các bạn một cách dễ hiểu và đầy đủ nhất, xem chi tiết bên dưới nhé!

Tổng quan về môn học vật lý kiến trúc

Môn học vật lý kiến trúc (VLKT) nghiên cứu các yếu tố liên quan đến môi trường âm thanh, môi trường nhiệt ẩm và ánh sáng của những thành phần kiến trúc của các công trình từ không gian ngoài nhà vào trong nhà, từ các công trình riêng lẻ đến nhóm kiến trúc công trình. Những nghiên cứu liên quan đến VLKT đã có từ rất sớm ở việt nam nhưng về phương pháp và cách tiếp cận của các nghiên cứu chưa thực tế và khả thi khiến cho kết quả đạt được còn nhiều hạn chế. Do đó, việc kết hợp giữa lý thuyết và bài tập thực hành của môn học vào đồ án chuyên ngành là việc làm vô cùng cần thiết.

Ô nhiễm môi trường, sự biến đổi khí hậu, sử dụng năng lượng hiệu quả và tiết kiệm đặt ra nhiều thách thức đối với việc đào tạo cùng hành nghề kiến trúc trong tương lai của sinh viên. Đào tạo các kiến trúc sư tại các trường đại học kiến trúc đã đặt ra nhiều thách thức cũng như cơ hội trong đổi mới nội dung và chương trình đào tạo trong bối cảnh hội nhập quốc tế. Phương pháp dạy và học tập môn vật lý kiến trúc của các cơ sở đào tạo kiến trúc ở việt nam nói chung đều sẽ gặp nhiều cơ hội và thách thức.

Nội dung cơ bản trong môn vật lý kiến trúc tại các cơ sở đào tạo chuyên ngành kiến trúc gồm 3 phần chính: phần môi trường nhiệt ẩm; phần môi trường âm thanh và phần môi trường ánh sáng.

Môn học VLKT dành cho các sinh viên theo học chuyên ngành kiến trúc đều sẽ có các mối quan hệ chặt chẽ với các môn học khác trong suốt chương trình đào tạo, đồng thời bổ sung các kiến thức của học phần cho những môn học khác nhau và đồ án chuyên ngành.

Sự chuyển biến vô cùng mạnh mẽ của công tác đào tạo tại nước ta trong những năm gần đây, cùng với sự hội nhập quốc tế đặt ra nhiều cơ hội cùng thách thức đối với việc đào tạo chuyên ngành kiến trúc. Quy định mới của nhà nước và hệ thống pháp luật đối với lĩnh vực các công trình kiến trúc ngày một đổi mới và có nhiều đòi hỏi với yêu cầu cao hơn, chú trọng nhiều hơn đến vấn đề tiết kiệm năng lượng, biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trường.

Đây là một môn học có cơ sở là tổng hợp kiến thức cùng kỹ năng về giải pháp thiết kế công trình nhằm đảm bảo tiện nghi đối với môi trường vi khí hậu, bao gồm những vấn đề về: thông gió, chống ẩm, cách nhiệt, che nắng, chiếu sáng tự nhiên và nhân tạo, thiết kế âm học phòng nên việc đổi mới trong học tập và đào tạo môn học VLKT là một đòi hỏi vô cùng chính đáng.

Từ năm 2008, Vật lý kiến ​​trúc được giảng dạy tại trường đại học kiến trúc Hà Nội với 2 tín chỉ (tương đương 30 tiết giảng dạy trong một năm học). Thực ra VLKT không phải là một môn học riêng lẻ mà là tên ghép của 3 môn (sở dĩ gọi là 3 môn là vì chúng khác nhau từ khái niệm cơ bản đến giải pháp kỹ thuật). Môn học vật lý xây dựng chủ yếu bao gồm 3 phần, mỗi phần bao gồm các khái niệm chung toàn diện, các đại lượng vật lý cụ thể và các giải pháp chung (lý thuyết nhiều hơn thực hành).

Đồng thời, chương trình đào tạo kiến ​​trúc sư của nhiều trường đại học trên thế giới và Việt Nam đã có những chuyển biến tích cực trong việc giảng dạy bộ môn này, lồng ghép các bài tập của môn học vào đồ án chuyên ngành, thậm chí liệt chúng thành nội dung bắt buộc trong đồ án tốt nghiệp của sinh viên.

Hiện trạng về ứng dụng vật lý kiến trúc năm 2024

VLKT là một ngành khoa học ứng dụng nghiên cứu các đặc tính liên quan đến nhiệt, độ ẩm, âm thanh và ánh sáng của các công trình xây dựng (mặt tiền, mái, cửa sổ, vách ngăn…) không gian của các phòng, các công trình và nhóm các công trình kiến trúc. Trọng tâm chính của nó là đáp ứng nhu cầu của mỗi người dùng về nhiệt, âm thanh và ánh sáng tự nhiên. VLKT bị hạn chế bởi nhu cầu các công trình phải tạo ra một môi trường trong nhà thoải mái có thể bảo vệ con người khỏi những tác động bất lợi của điều kiện khí hậu đồng thời tận dụng những lợi thế mà những điều kiện này mang lại. Do đó, thiết kế kiến ​​trúc dựa trên nghiên cứu về VLKT là tìm ra các giải pháp liên quan đến nhiệt, âm thanh và ánh sáng cho phép các tòa nhà thích ứng với điều kiện khí hậu ở mức cao nhất và tạo môi trường thoải mái cho các hoạt động của con người.

Trên thế giới, đặc biệt là ở các nước phát triển, việc nghiên cứu về vật lý kiến ​​trúc có từ rất sớm và nhận được sự quan tâm nghiên cứu cũng rất lớn. Các nước tiên tiến như Hoa Kỳ, Anh, Úc, Nhật Bản và cả các nước Đông Nam Á như Singapore, Malaysia, Thái Lan và Indonesia đã áp dụng các phương pháp hiện đại và đạt được những bước tiến lớn trong việc xây dựng các tiêu chuẩn trong VLKT. Nghiên cứu về VLKT của Việt Nam cũng bắt đầu khá sớm, bắt đầu từ những năm 1960. Tuy nhiên, kết quả là không khả quan do các phương pháp và cách tiếp cận khá lỗi thời và hạn chế. Sự thiếu quan tâm nghiên cứu trong lĩnh vực VLKT ở Việt Nam trong thời gian qua đã khiến chúng ta ngày càng tụt hậu so với các nước trong khu vực, phải tốn rất nhiều công sức và thời gian mới có thể đuổi kịp những nước phát triển đó.

Những thành tựu của VLKT ở các nước tiên tiến trên thế giới tạo tiền đề cho việc đề xuất các giải pháp xây dựng bền vững thích ứng với điều kiện khí hậu, giúp cho ngày càng nhiều nhà ở, công trình kiến trúc được chứng nhận là “Công trình xanh”. Tham vọng hơn nữa, mục tiêu là xây dựng dựa trên các giải pháp, sự kết hợp giữa các phương pháp thiết kế thụ động và chủ động, để tạo ra các tòa nhà không thải ra khí thải carbon - loại khí được cho là một trong những nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính góp phần làm trái đất nóng lên.

Ở Việt Nam xưa nay ông cha ta không hiểu vật lý kiến ​​trúc mà chỉ dùng vật liệu địa phương nên đã xây nhà truyền thống, linh hoạt, đa năng, khí hậu nóng ẩm, mưa nhiều. Nhờ vào việc kế thừa những kinh nghiệm trong truyền thống lâu đời, các kiến trúc sư người Pháp và Việt từ đầu thế kỷ 20 đã tạo ra những công trình mang phong cách Đông Dương với tường dày, trần cao, mái vươn rộng, cửa trong kính ngoài chớp, hành lang thoáng… đến tận ngày nay công trình vẫn còn nguyên giá trị sử dụng.

Sau đó là các thế hệ kiến trúc sư thời bao cấp cũng đã để lại dấu ấn của riêng mình khi đã thực sự có sự quan tâm nhiều đến sự thông gió và chắn nắng trên mặt đứng của công trình kiến trúc nhằm hạn chế tối đa bức xạ nhiệt mặt trời và cản ánh nắng gay gắt chiếu vào các công trình nhà ở, kiến trúc.

Tuy nhiên, từ đầu những năm 1990 đến nay, với việc VLKT đang “dậm chân tại chỗ”, khi kiến ​​trúc Việt Nam “mở lòng” giao lưu với thế giới, sự “lấn át” của các thành tựu kiến ​​trúc đương đại phương Tây đã dẫn đến xu hướng sao chép và bắt chước một cách dễ dãi trước những phong cách kiến ​​trúc được coi là “thời thượng”. Kết quả là ở các đô thị xuất hiện những ngôi nhà không phù hợp với bối cảnh ở Việt Nam và lại không có tính ứng dụng với điều kiện khí hậu.

Tuy nhiên gần đây, một số kiến ​​trúc sư đã bắt đầu quay lại với các kết quả hạn chế của vật lý xây dựng ứng dụng để đưa ra các giải pháp kiến ​​trúc phù hợp với khí hậu (thông gió, chắn nắng trên mặt đứng, chiếu sáng tự nhiên, sử dụng cây xanh…).

Nhưng những kiến trúc sư này chủ yếu thực hiện tại các ngôi nhà nhỏ và đa phần chúng chỉ là những giải pháp khá đơn lẻ và chưa thể trở thành một trào lưu sáng tác. Bên cạnh đó, việc coi trọng hình thức, vẻ ngoài đã phần nào làm giảm giá trị của những công trình kiến trúc, ví dụ việc lạm dụng cây xanh một cách quá mức dẫn đến những gánh nặng khi vận hành công trình

Chúng ta đơn giản chỉ cần nhìn vào những ngôi nhà được cấp chứng chỉ “công trình xanh” là cũng đã có thể thấy được mức độ lạc hậu của nền kiến trúc Việt Nam khi so với thế giới và những nước lân cận. Trong năm 2014, nước Singapore đã có tới gần 1200 công trình kiến trúc được cấp chứng chỉ công trình xanh, của Malaysia là 125 công trình và Đài Loan là 500.

Vậy mà số lượng công trình xanh của Việt Nam cho đến nay mới chỉ đếm trên đầu ngón tay và chủ yếu những công trình này đều sẽ có chủ đầu tư là người nước ngoài.

Nhận thấy sự lạc hậu về kiến trúc, môn học VLKT của các trường đại học ngành một thay đổi, định hướng cái nhìn mới cho các kiến trúc sư. Với hy vọng, số lượng các công trình Việt Nam được cấp chứng chỉ “công trình xanh” ngày một nhiều.

Trên đây là thông tin về một kiến thức môn học và hiện trạng ứng dụng vật lý kiến trúc của Việt Nam so với các nước trên thế giới. Nếu có thắc mắc gì, hãy liên hệ đến SGL để nhận được giải đáp nhanh chóng và đầy đủ nhất.

Đọc thêm những bài viết về thiết kế nhà ở, biệt thự sân vườn có sự ứng dụng vật lý kiến trúc TẠI ĐÂY

Ban biên tập: SGL Vietnam