Quy chuẩn xây dựng Việt Nam 2025: Một kỷ nguyên mới cho mô phỏng hiệu năng công trình

Khi Việt Nam tiếp tục đà tăng trưởng kinh tế đáng kinh ngạc và tốc độ đô thị hóa nhanh chóng, năng lượng tiêu thụ bởi các tòa nhà ngày càng trở thành một mối quan tâm cấp bách. Việc đảm bảo các tòa nhà mới và hiện hữu có hiệu quả năng lượng là tối quan trọng không chỉ để giảm lượng khí thải carbon và giảm thiểu biến đổi khí hậu, mà còn để tăng cường an ninh năng lượng và cải thiện sự tiện nghi, năng suất của người sử dụng. Các quy chuẩn xây dựng đóng vai trò then chốt trong việc thúc đẩy hiệu quả này, thiết lập các tiêu chuẩn tối thiểu mà công trình phải đáp ứng. Với những cập nhật tiềm năng và trọng tâm mới vào khoảng năm 2025, các quy chuẩn xây dựng của Việt Nam dường như đang chuẩn bị đặt ra những yêu cầu mới quan trọng về cách thiết kế và kiểm định công trình, đặc biệt là thông qua lăng kính của mô phỏng hiệu năng công trình.

Sự phát triển của các quy chuẩn năng lượng công trình tại Việt Nam

Việt Nam đã có những bước tiến trong việc thiết lập các tiêu chuẩn hiệu quả năng lượng công trình. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về các công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả (QCVN 09:xxxx/BXD) là nền tảng của những nỗ lực này, cung cấp các yêu cầu bắt buộc cho các loại công trình khác nhau ¹. Ban đầu được ban hành để giải quyết vấn đề tiêu thụ năng lượng gia tăng, quy chuẩn này đã được sửa đổi theo thời gian, phản ánh sự phát triển của công nghệ và mục tiêu chính sách. Trọng tâm trong quá khứ thường là các biện pháp quy định cụ thể (ví dụ: mức cách nhiệt tối thiểu, tỷ lệ cửa sổ trên tường) và các tính toán hiệu năng đơn giản.

Tuy nhiên, khi thiết kế công trình trở nên phức tạp hơn và nhu cầu về mức hiệu năng cao hơn tăng lên, các phương pháp quy định cụ thể có thể trở nên hạn chế. Chúng không thể nắm bắt đầy đủ các hiệu ứng tổng hợp của các chiến lược thiết kế tích hợp hoặc cho phép các giải pháp sáng tạo có thể đạt được hiệu năng tương đương hoặc tốt hơn bằng các phương tiện thay thế. Đây là lúc mô phỏng hiệu năng công trình (BPS) trở nên không thể thiếu.

Mặc dù các phiên bản trước đây của QCVN 09 đã khuyến khích hoặc yêu cầu một mức độ tính toán nhất định, nhưng sự dịch chuyển tiềm năng sang các yêu cầu chặt chẽ hơn, có thể vào khoảng năm 2025, được dự đoán sẽ đòi hỏi các phương pháp mô phỏng phức tạp hơn để chứng minh sự tuân thủ và tối ưu hóa thiết kế. Thị trường ngày càng tăng cho phần mềm và chuyên môn mô phỏng tại Việt Nam trên nhiều lĩnh vực khác nhau ², ³ cho thấy một xu hướng rộng lớn hơn về việc dựa vào các công cụ kỹ thuật số để phân tích phức tạp, và lĩnh vực xây dựng là một sự phù hợp tự nhiên cho sự phát triển này.

Các yêu cầu dự kiến đối với mô phỏng hiệu năng

Dựa trên xu hướng chung của các quy chuẩn năng lượng toàn cầu và cam kết của Việt Nam đối với phát triển bền vững ¹, ⁴, khung pháp lý sắp tới vào khoảng năm 2025 có khả năng sẽ tăng cường sự phụ thuộc vào và độ phức tạp của phân tích hiệu năng công trình. Các lĩnh vực chính mà yêu cầu mô phỏng dự kiến sẽ tăng lên bao gồm:

Mô hình năng lượng toàn công trình

Các quy chuẩn trong tương lai có khả năng sẽ dựa nhiều hơn vào mô hình năng lượng toàn công trình (WBEM) như một con đường tuân thủ chính. Thay vì chỉ kiểm tra từng thành phần riêng lẻ, các nhà thiết kế có thể cần phải chứng minh rằng toàn bộ công trình, như một hệ thống, đáp ứng một mục tiêu hiệu năng năng lượng cụ thể (ví dụ: kWh/m²/năm). Điều này đòi hỏi mô phỏng các tương tác phức tạp giữa hình dạng công trình, đặc tính bao che, hệ thống HVAC, chiếu sáng, mô hình sử dụng của người sử dụng và điều kiện khí hậu trong suốt một năm đầy đủ.

Mức độ phân tích này cung cấp một dự đoán chính xác hơn nhiều về mức tiêu thụ năng lượng thực tế của công trình so với các phương pháp đơn giản hóa.

Hiệu năng hệ thống HVAC

Các hệ thống HVAC tiên tiến và hiệu quả cao là rất quan trọng trong khí hậu nóng ẩm của Việt Nam. Các quy chuẩn có thể sẽ yêu cầu phân tích chi tiết hơn về hiệu năng hệ thống HVAC, đòi hỏi các công cụ mô phỏng có thể mô hình hóa chính xác các loại hệ thống khác nhau, chiến lược điều khiển và mức tiêu thụ năng lượng của chúng dưới các tải khác nhau. Điều này vượt ra ngoài các tính toán công suất đơn giản để đánh giá tỷ số hiệu quả năng lượng theo mùa (SEER) hoặc giá trị tải bộ phận tích hợp (IPLV) trong bối cảnh công trình và khí hậu cụ thể.

Thông gió tự nhiên và thiết kế thụ động

Với khí hậu của Việt Nam, việc tận dụng các chiến lược thiết kế thụ động như thông gió tự nhiên, che nắng và hướng công trình là rất quan trọng để giảm tải nhiệt làm mát. Các quy chuẩn hướng tới hiệu quả cao hơn có khả năng sẽ yêu cầu các nhà thiết kế định lượng lợi ích của các kỹ thuật thụ động này. Mô phỏng hiệu năng công trình là cần thiết để phân tích các luồng không khí, dự đoán nhiệt độ trong nhà khi thông gió tự nhiên và đánh giá hiệu quả của các thiết bị che nắng trong suốt cả năm ¹. Điều này giúp chứng minh rằng các chiến lược thụ động đóng góp đáng kể vào việc đạt được các mục tiêu hiệu năng.

Tích hợp năng lượng tái tạo

Khi Việt Nam thúc đẩy năng lượng tái tạo, đặc biệt là điện mặt trời, các quy chuẩn có thể yêu cầu các tòa nhà tích hợp phát điện tại chỗ hoặc được thiết kế thành các “công trình hiệu quả tương tác lưới điện”. Mô phỏng có thể giúp tối ưu hóa kích thước và vị trí của các tấm pin mặt trời và mô hình hóa sự tương tác giữa nguồn phát tại chỗ và nhu cầu năng lượng của công trình.

Kiểm định và tuân thủ

Việc tăng cường sự phụ thuộc vào mô phỏng đòi hỏi các hướng dẫn rõ ràng cho việc sử dụng nó trong tuân thủ quy định. Điều này bao gồm việc chỉ định phần mềm mô phỏng được chấp nhận, yêu cầu về độ chính xác dữ liệu đầu vào và định dạng báo cáo kết quả. Sự dịch chuyển ngụ ý nhu cầu các cơ quan quản lý phát triển chuyên môn trong việc xem xét các báo cáo mô phỏng và các chuyên gia thực hành tuân thủ các tiêu chuẩn mô hình hóa nghiêm ngặt.

Bối cảnh Việt Nam: Thách thức và Cơ hội

Việc triển khai các quy chuẩn chặt chẽ hơn, dựa trên mô phỏng tại Việt Nam đặt ra những thách thức và cơ hội độc đáo.

• Khí hậu: Khí hậu nhiệt đới của Việt Nam với nhiệt độ và độ ẩm cao đặt ra tải nhiệt làm mát đáng kể, khiến hiệu quả năng lượng trong công trình trở nên đặc biệt thách thức và đáng giá. Mô phỏng là rất quan trọng để hiểu cách công trình hoạt động trong các điều kiện cụ thể này ¹.
• Phát triển nhanh chóng: Tốc độ xây dựng nhanh có nghĩa là có một cơ hội lớn để đưa hiệu quả năng lượng vào ngay từ giai đoạn thiết kế ban đầu cho một phần đáng kể của tổng số công trình. Tuy nhiên, điều này cũng có nghĩa là có một khối lượng lớn các dự án cần phân tích, đòi hỏi một lực lượng lao động lành nghề.
• Xây dựng năng lực: Một thách thức lớn là năng lực hiện tại trong lĩnh vực xây dựng Việt Nam về chuyên môn BPS. Mặc dù đang tăng lên ², ³, số lượng kiến trúc sư và kỹ sư thành thạo mô phỏng nâng cao tương đối nhỏ so với nhu cầu mà việc bắt buộc mô phỏng rộng rãi sẽ tạo ra. Các sáng kiến đào tạo và giáo dục là rất quan trọng.
• Chi phí: Việc triển khai mô phỏng sớm trong quá trình thiết kế đòi hỏi đầu tư vào phần mềm và chuyên môn. Đối với một nền kinh tế đang phát triển, việc cân bằng chi phí ban đầu với lợi ích tiết kiệm năng lượng lâu dài là một cân nhắc chính sách. Tuy nhiên, các nghiên cứu trên toàn cầu luôn chỉ ra rằng đầu tư sớm vào tối ưu hóa thiết kế thông qua mô phỏng mang lại lợi ích đáng kể trong suốt vòng đời công trình.

• Tính sẵn có của dữ liệu: Dữ liệu khí hậu địa phương chính xác và hồ sơ sử dụng công trình điển hình là các dữ liệu đầu vào thiết yếu cho mô phỏng đáng tin cậy. Đảm bảo quyền truy cập vào dữ liệu chất lượng cao, được chuẩn hóa là cần thiết.

Khuyến nghị thực tế cho các bên liên quan

Để chuẩn bị và phát triển mạnh mẽ dưới các quy chuẩn xây dựng có khả năng nghiêm ngặt hơn, tập trung vào mô phỏng vào khoảng năm 2025, các bên liên quan tại Việt Nam nên xem xét những điều sau:

• Kiến trúc sư và Kỹ sư: Đầu tư vào phần mềm và đào tạo về BPS. Tích hợp mô phỏng sớm trong quá trình thiết kế để hỗ trợ ra quyết định thay vì chỉ sử dụng nó như một công cụ kiểm tra tuân thủ ở cuối dự án. Phát triển chuyên môn nội bộ hoặc xây dựng mối quan hệ chặt chẽ với các chuyên gia tư vấn BPS. Hiểu rõ các yêu cầu mô phỏng cụ thể có khả năng được nêu trong các quy chuẩn tương lai.
• Các nhà phát triển: Nhận thức giá trị lâu dài của các công trình hiệu năng cao. Các công trình hiệu quả năng lượng có chi phí vận hành thấp hơn, người sử dụng hài lòng hơn và có khả năng có giá trị thị trường cao hơn. Coi BPS là một khoản đầu tư vào chất lượng và hiệu năng, không chỉ là một rào cản pháp lý.
• Các nhà hoạch định chính sách và quản lý: Tiếp tục phát triển các quy chuẩn dựa trên hiệu năng rõ ràng, quy định các yêu cầu mô phỏng và tiêu chuẩn báo cáo. Đầu tư vào đào tạo cho cán bộ quản lý để xem xét và kiểm tra các báo cáo tuân thủ mô phỏng. Hỗ trợ các sáng kiến phát triển dữ liệu khí hậu chuẩn hóa và các loại hình công trình điển hình cho dữ liệu đầu vào mô phỏng. Cân nhắc các chương trình thí điểm cho các con đường tuân thủ mới.

• Các cơ sở giáo dục: Nâng cao chương trình giảng dạy để bao gồm đào tạo toàn diện về vật lý công trình, nguyên tắc hiệu quả năng lượng và ứng dụng thực tế các công cụ BPS. Hợp tác với ngành công nghiệp để đảm bảo sinh viên tốt nghiệp có các kỹ năng cần thiết trong thị trường đang phát triển.

Kết luận

Hành trình của Việt Nam hướng tới một môi trường xây dựng bền vững hơn đang tăng tốc. Mặc dù các chi tiết cụ thể của các quy định chính thức có hiệu lực vào năm 2025 vẫn cần chờ công bố chính thức, nhưng xu hướng toàn cầu và định hướng chính sách của Việt Nam cho thấy rõ ràng sự phụ thuộc ngày càng tăng vào các phương pháp dựa trên hiệu năng, và do đó, vào mô phỏng hiệu năng công trình. Sự dịch chuyển này đại diện cho cả thách thức và cơ hội đáng kể cho ngành xây dựng Việt Nam. Bằng cách đón nhận mô phỏng, các bên liên quan không chỉ có thể đáp ứng các yêu cầu quy định trong tương lai mà còn thiết kế và xây dựng các công trình thực sự hiệu năng cao, hiệu quả năng lượng và tiện nghi, góp phần vào một tương lai bền vững và thịnh vượng cho Việt Nam.

Tài liệu tham khảo