Ứng dụng công nghệ 4.0 trong kiến trúc và quy hoạch đô thị

(Tạp chí KTVN 223) – Thời gian qua, công nghệ luôn đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của ngành Xây dựng, bao gồm cả lĩnh vực kiến trúc và quy hoạch đô thị. Xu thế mới, các công nghệ mới trên nền tảng cách mạng công nghiệp 4.0 mang đến nhiều lợi thế và tiềm năng về hiệu quả và chất lượng, bước ngoặt đổi mới trong lĩnh vực kiến trúc và quy hoạch đô thị. Tuy nhiên, cũng tiềm ẩn các nguy cơ, rủi ro. Chính vì vậy, nhận thấy rõ các lợi thế tích cực cũng như những rủi ro trong ứng dụng công nghệ 4.0 trong kiến trúc quy hoạch đô thị, có một định hướng và lộ trình phù hợp là điều cần thiết lúc này.

Tháp cao ốc cao nhất Việt Nam Landmark 81 TPHCM là công trình cao tầng “toàn cầu”, ứng dụng nhiều loại công nghệ thiết kế và thi công tiên tiến lần đàu tiên triển khai tại Việt Nam

Công nghệ đồng bộ – Một bước tiến cách mạng trong kiến trúc và quy hoạch đô thị

Các công trình phức tạp sử dụng công cụ thiết kế và quản lý đồng bộ BIM đã dần trở thành thông dụng, thậm chí là bắt buộc để xây dựng công trình quy mô lớn, để đảm bảo tính chính xác, sự chặt chẽ về kỹ thuật, kinh tế của dự án.

Các công cụ đồ họa, tính toán đa chiều (Parametric) cũng cho phép mở rộng các giới hạn của trí tưởng tượng và tính sáng tạo. Các giải pháp công nghệ cũng hỗ trợ tối đa việc thể hiện, tái tạo hình ảnh, thực tế ảo càng khiến các hiệu ứng thị giác trở nên dễ dàng, thậm chí đánh lừa được cảm giác, hay tạo ra ảo giác.

Việc làm chủ, vận dụng được linh hoạt, hợp lý các công cụ, công nghệ sẽ cho phép xử lý rất nhiều vấn đề phức tạp của dự án, từ bước thiết kế cho đến khâu triển khai, xây dựng và quản lý, vận hành sử dụng một cách hiệu quả, tối ưu. Không cần phải liệt kê các công trình, dự án được thực hiện, triển khai với các ứng dụng công nghệ mới, chỉ cần điểm qua các sản phẩm xuất hiện trên thị trường bất động sản, với tốc độ phát triển, xây dựng đến chóng mặt, với độ phức tạp, quy mô ngày càng vượt trội so với các công trình cách đây một hai thập kỷ để thấy sự tác động, hiệu quả, và sức mạnh của các công nghệ mới này.

Điều này chắc chắn cho phép môi trường xây dựng, thị trường bất động sản ở Việt Nam nhanh chóng bắt kịp trào lưu và nhịp điệu của khu vực, của thế giới. Hình ảnh các công trình điểm nhấn, các tòa tháp chọc trời bắt đầu mọc lên ở Việt Nam, mang dáng dấp của các đô thị ‘’toàn cầu’’ là minh chứng rõ rệt nhất của quá trình hòa nhập này. Điển hình như tòa nhà Landmark 81 tại TPHCM hoàn toàn có thể sánh vai cạnh tòa tháp … cao nhất thế giới tại Dubai.

Ở một khía cạnh khác, công nghệ mới của thời đại toàn cầu hóa, (hay của thời đại mà ngày nay ở Việt Nam được gọi một cách hơi lạm dụng là 4.0) cũng dễ dàng khiến các sản phẩm sau cùng trở nên ‘’đồng bộ hóa’’, trong cả quy trình, tùy đơn đặt hàng, hay đầu bài, qua các bước thiết kế, với các tham khảo so sánh mang tính quốc tế, thậm chí là được định hình từ các tư vấn quốc tế với tư duy, quan điểm và kinh nghiệm đã được đồng bộ hóa, cho đến các sản phẩm thành hình phục vụ cho các thị trường đang tiến đến các tiêu chuẩn đồng bộ.

Vấn đề này không phải là không có yếu tố tiêu cực tiềm ẩn, bởi thị trường khi đó có thể tạo ra các cảnh quan đô thị ảo.

Ứng dụng công nghệ mô phỏng 3D dự án Diamond-Lotus (Q8, TPHCM)

Hình ảnh thực tế ảo đã trở nên thông dụng hơn thực tế, đẹp hơn, cuốn hút hơn thực tế … càng khiến các dự án trở nên bắt mắt và ‘’ tiếp thị’’ hơn, song cũng chính vì thế mà thực tế có thể trở thành ‘’phũ phàng’’ hơn, và người tiêu dùng, đầu ra sau cùng của chuỗi cung ứng thị trường, càng trở nên dè dặt hơn với các hình ảnh quảng cáo, siêu dự án thương mại.

Thực tế triển khai dự án Diamond-Lotus (Q8, TPHCM) trên cơ sở ứng dụng công nghệ mô phỏng 3D

Các công nghệ hiện đại khiến việc kiến tạo các hình ảnh trở nên quá đơn giản, dễ dàng, và từ đó kéo theo việc đánh lừa cảm nhận của chính nhà thiết kế. Ảo giác công nghệ bắt đầu có tác dụng ngay từ khi đó.

Điều này đặc biệt càng rõ rệt hơn khi hiệu quả thị giác được đặt lên cao hơn các yếu tố công năng, khí hậu trong kiến trúc.

Khí hậu là một trong các tiêu chí hàng đầu của kiến trúc, nó quyết định các lựa chọn về giải pháp không gian, ánh sáng, về lựa chọn vật liệu, về cả giải pháp kết cấu, để tạo ra các hiệu quả về nhiệt độ, về thông thoáng, về ánh sáng, bầu không khí và cảm nhận, dẫn đến cảm giác, đến hơi thở và cuộc sống của chúng ta trong mỗi không gian.

Nhưng dường như trong thời đại công nghệ, chúng ta cũng có thể nhanh chóng và quá dễ đánh lừa cảm giác, cảm nhận của chính chúng ta từ các hình ảnh quảng cáo, các diễn hoạ thực tế ảo hoặc các tiện nghi công nghệ mới để rồi đánh mất dần các yếu tố đặc thù từ khí hậu, dẫn tới việc bản sắc cũng dần phai mờ, thay vào đó là các giải pháp, công nghệ, và hình ảnh thiết kế ngày càng mang tính ‘’4.0’’ bởi đồng bộ, và đồng điệu với nhịp sống mới, luôn ‘’ kết nối’’ với các môi trường thực tế ảo, song lại rất tách biệt, thiếu kết nối với môi trường thực, đến mức trở nên đơn điệu, chai lỳ với các điều kiện nhiệt độ và ánh sáng, độ ẩm của bầu không khí môi trường, làm cho cảm giác và cảm nhận từ các hình ảnh, phim quảng cáo của các dự án, công trình kiến trúc giống như khi xem một bộ phim giả tưởng trong căn phòng hạn hẹp của rạp chiếu phim, để rồi khi quay ra khỏi phòng chiếu thì cuộc sống thật lại hoàn toàn khác biệt.

Từ kiến trúc đến đô thị 4.0?

Mở rộng xa hơn nữa, cả một quy hoạch đô thị mới cũng có thể được vẽ ra một cách nhanh chóng với các công trình đơn lẻ hoặc ‘’đồng bộ hóa’’, là các sản phẩm từ các giải pháp công nghệ đồng bộ, đã được thử nghiệm và kiểm định ở nhiều cấp độ.

Việc quản lý đô thị, lãnh thổ cũng tận hưởng, và chịu các thay đổi sâu sắc của quá trình công nghệ hoá.

Các chương trình quản lý toàn diện từ BIM, SIG với các số liệu chuẩn hoá và các mô hình được số hoá cũng khiến cho các đô thị được quy hoạch theo các khuôn mẫu gần như được lập trình, với các phương tiện giao thông, hạ tầng cũng đều được ‘’toàn cầu hoá’’ nên càng khiến các đô thị ngày càng giống nhau và cái yếu tố bản sắc, vốn gắn liền với khí hậu, văn hoá cũng trở nên lu mờ dần.
Với viễn cảnh đó, có thể trong tương lai chúng ta ít sử dụng các khái niệm đô thị nhiệt đới, đô thị văn hóa, đô thị công nghiệp, đô thị nông nghiệp, mà sẽ có thêm khái niệm Đô thị 4.0 hay Smart City, ngày càng trở nên thông dụng hơn?

Cân bằng trong ứng dụng công nghệ High-tech và Low-tech

Mô hình mô phỏng thiết kế công trình tòa nhà đại học FPT (Hòa Lạc)

Các giải pháp công nghệ, đặc biệt trong lĩnh vực quản lý, thiết kế đô thị có thể đem đến các giải pháp mang tính địa phương, với các chiến lược mang tính tổng quan, trong bối cảnh toàn cầu hoá thì yếu tố đô thị không thể đứng riêng rẽ, tách rời, luôn phải được hoà mạng trong một hệ thống được kiểm soát.

Công trình tòa nhà đại học FPT (Hòa Lạc) sau khi khánh thành

Xu hướng quy hoạch các đô thị thông minh, với giải pháp công nghệ mới kéo theo việc hình thành các nhu cầu mới, ngành nghề mới, và việc tổ chức không gian do đó cũng ảnh hưởng qua nhiều mặt. Việc di chuyển, lưu thông trên thực tế có thể không bị lệ thuộc vào các công năng, dịch vụ truyền thống tại các trung tâm hiện hữu mà dần dần thay đổi theo các nhu cầu mới, mở ra mạng lưới đa cực hơn và phân bổ rộng rãi hơn.
Mục tiêu khi đó là các mô hình đô thị trở nên linh hoạt hơn, môi trường tháng đáng, được cải thiện hơn, ít ô nhiễm, khói bụi từ giao thông cư giới hơn. Các giải pháp công nghệ về hạ tầng, phương tiện lưu thông cũng cho phép giảm thiểu các tác động tiêu cực và tối ưu hoá hệ thống giao thông.

Thời gian di chuyển, vốn vẫn là thước đo cho tính hiệu quả của việc quy hoạch đô thị, thì trong tương lai có thể mang một ý nghĩa khác, với tiêu chí mới về độ thoải mái, tính hữu dụng, vì khi đó là thời gian để tận hưởng, để nghỉ ngơi, khi mà xe điện tự động trở nên quá thông dụng.
Tuy nhiên kịch bản này hiện gần như trong bộ phim khoa học giả tưởng mà chúng ta đã từng được xem từ thế kỷ trước, cho đến nay vẫn chỉ là một vài thử nghiệm rất hạn chế, trong các điều kiện đặc biệt, được kiểm soát khá chặt chẽ.

Trong khi đó, phần đông, nếu không muốn nói là đại đa số cư dân thành thị vẫn trải qua cuộc sống hàng ngày với vô số bất cập của hệ thống hạ tầng : giao thông tắc nghẽn (ngay cả ở các nước tiên tiến), vấn đề của hệ thống xử lý và cấp thoát nước, vấn đề năng lượng, vấn đề xử lý chất thải và môi trường… Sự tiện nghi, thoải mái của cuộc sống đô thị, do đó chủ yếu được đánh giá qua tính hiệu quả của hệ thống giao thông và chất lượng môi trường.

Tại Việt Nam, chất lượng môi trường sống chính là môi trường phù hợp với khí hậu nhiệt đới, với các yếu tố văn hoá bản địa, với cảnh quan cây cảnh, là các yếu tố tự nhiên có phần ngẫu nhiên và ít theo một logic lý thuyết hay chặt chẽ kiểu cơ khí.

Cụ thể hơn, các đô thị lớn ở Việt Nam đang đối mặt với sự bê tông hoá có tốc độ nhanh chóng, với mặt độ xây dựng lớn, không gian công cộng dành cho giao thông và mảng xanh ngày càng bị thu hẹp, kéo theo đó là nguy cơ ngập lụt ngày càng gia tăng. Công nghệ mới cần được áp dụng một cách hiệu quả để dự đoán, mô phỏng các kịch bản rủi ro này, đồng thời giảm thiểu được các nguy cơ thiệt hại tiềm tàng.

Bên cạnh đó cần có các giải pháp truyền thống đơn giản nhằm giữ được môi trường cây xanh trong lành, với bề mặt nền đất thẩm thấu hợp lý cũng sẽ hạn chế được rất nhiều tác động tiêu cực. Do đó, việc tích hợp các giải pháp công nghệ High-tech và Low-tech luôn là điều cần xem xét để tạo được sự cân bằng hợp lý và hiệu quả tối ưu.

Trong bối cảnh toàn cầu hoá, với các mô hình và giải pháp theo hướng tiêu chuẩn hoá, đồng bộ hoá các giải pháp xây dựng, quy hoạch thì chính việc đa dạng hoá các yếu tố bản địa, phát huy các yếu tố đặc trưng để tạo ra giá trị bản sắc đặc thù sẽ là một điểm mạnh, gia tăng tính cạnh tranh của các sản phẩm kiến trúc và quy hoạch.

Sự kết hợp mang tính ‘’âm-dương’’ này có thể chính là điểm cân bằng mà các giải pháp công nghệ mới có thể đạt được, mở ra các khả năng tiềm tàng mới để đáp ứng các nhu cầu phát triển tự nhiên.

Đón đầu cách mạng xanh

Đôi khi đi sau đẻ muộn lại có những thuận lợi nhất định. Việc phát triển trên nền tảng nông nghiệp (vốn phù hợp với điều kiện khí hậu, địa lý của Việt Nam) có thể tránh cho chúng ta các nguy cơ về đầu tư hạ tầng tốn kém, về ô nhiễm môi trường.

Xu hướng chung trên thế giới đang tìm ra các mô hình mới hiệu quả hơn về năng lượng, gần gũi hơn với thiên nhiên, bền vững hơn với môi trường… nhìn chung là quay lại thực tế hơn, với nhiều màu sắc ‘’diệp lục tự nhiên’’ hơn bằng việc áp dụng các giải pháp công nghệ mới, tiết kiệm hơn, hiệu quả hơn, nhân văn hơn.

Theo xu hướng đó Việt Nam càng có nhiều tiềm năng và cơ hội để đi tắt đón đầu, bắt nhịp và hoà mạng với thời đại, bởi điều kiên tự nhiên ở Việt Nam vốn đã rất thuận lợi để ươm mầm cho cuộc cách mạng xanh.

Chúng ta có thể tránh vết xe đổ của các xã hội công nghiệp hoá theo các mô hình cũ kỹ, tránh phải gánh vác các khoản nợ nần nặng nề của việc đầu tư hạ tầng cơ sở tốn kém và ô nhiễm, bằng việc áp dụng một cách linh hoạt, đúng đắn các yếu tố công nghệ mới trong các điều kiện đặc thù rất cụ thể của Việt Nam để đạt được các mục tiêu của thời đại mà ở rất nhều nơi khác trên thế giới cần phải bỏ ra rất nhiều nỗ lực và đầu tư mới có được.

Công nghệ mới có rất nhiều tiềm năng chưa được vận dụng khai thác, và bức tranh mà các hình ảnh công nghệ này đem lại cũng vô cùng hấp dẫn, như chính các hình ảnh thực tế ảo tăng cường, ngày càng lôi cuốn trí tưởng tượng và sáng tạo trên mọi lĩnh vực. Điều quan trọng hơn có lẽ là câu hỏi làm sao để cảm nhận, cảm giác không bị đánh lừa bằng ảo giác công nghệ./.

KTS  Nguyễn Khánh Duy – Tập đoàn Kiến trúc Quy hoạch Deso (CH Pháp)