Bài báo trình bày việc sử dụng hiệu quả nguồn nước mưa theo Tiêu chuẩn thiết kế “công trình xanh’’, cho – một xu thế thiết kế và xây dựng nhằm tiết giảm ảnh hưởng tiêu cực của chuyển đổi khí hậu toàn thế giới. Giải pháp sử dụng hiệu quả nguồn nước mưa nhắm tới việc sử dụng nguồn tài nguyên nước, tiết kiệm nước sạch, bảo vệ và duy trì nguồn nước mặt, nước ngầm; giảm ngập lụt cho những đô thị trong mùa mưa, góp thêm phần xây dựng đô thị tăng trưởng xanh.
Nhằm thúc đẩy việc phát triển nền kiến trúc Việt Nam thân thiết với hệ sinh thái, thích hợp xu hướng phát triển vững chắc, triển khai tuyên ngôn “Kiến trúc Xanh Việt Nam” được đưa ra ngày 27/4/2011, Hội KTS Việt Nam đã phát hành 5 tiêu chuẩn Kiến trúc xanh gồm: Vị trí vững chắc; Sử dụng tài nguyên, năng lượng hiệu quả; Chất lượng hệ sinh thái trong nhà; Kiến trúc tiên tiến, bản sắc; Tính xã hội, nhân văn vững chắc.
1 trong 10 nhóm định mức của hệ thống nhận định công trình xanh (hệ thống LOTUS) do Hội đồng Công trình Xanh Việt Nam (Vietnam Green Building Council-VGBC) đề nghị là: “Tiết kiệm sử dụng nước, tận dụng nước mưa và tái sử dụng nước thải.” [1]
Theo QCVN 01:2019/BXD Tiêu chuẩn kỹ thuật Đất nước về Quy hoạch xây dựng thì Nhà chung cư là “Nhà ở có từ hai tầng trở lên, có khá nhiều căn hộ, có lối đi, cầu thang chung, có phần sở hữu riêng, phần sở hữu chung và hệ thống hạ tầng sử dụng chung cho những hộ gia đình, cá nhân, tổ chức”. S diện tích và số lượng nhà chung cư trong những đô thị, nhất là TP Hà Nội và TP.HCM là rất to lớn (Theo Sở Xây dựng TP Hà Nội và TPHCM, tính đến năm 2019, tại TP Hà Nội có 13,5% dân số TP Hà Nội sinh sống ở chung cư, TP có gần 2.600 nhà chung cư, chiếm 58% chung cư của cả đất nước; tại TP.HCM có một.440 nhà chung cư chiếm 8,4% tổng cộng nhà phía trên toàn TP), do đó việc nghiên cứu đề nghị phương pháp sử dụng nước mưa hiệu quả theo tiêu chuẩn “Công trình xanh’’ cho nhà chung cư là 1 vấn đề rất cấp thiết, góp thêm phần xây dựng đô thị tăng trưởng xanh. [4]
Khái quát chung lượng mưa trong năm ở Việt Nam
Theo QCVN 02:2009/BXD Tiêu chuẩn kỹ thuật Đất nước [3]- Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng: Trên toàn lãnh thổ lượng mưa và thời gian mưa hàng năm kha khá lớn, trung bình 1.100 – 4.800 mm và 67 – 223 ngày. Mưa phân bố không đều và tập trung vào các tháng mưa từ thời điểm tháng 4-5 đến tháng 10, riêng vùng duyên hải Trung Bộ thì mùa mưa bắt đầu và chấm dứt chậm hơn vài ba tháng. Nhiều trận mưa có cường độ lớn, nhiều đợt mưa liên tiếp, nối dài, gây lũ lụt; vào những tháng mùa khô lượng mưa ít, ở nhiều nơi xảy ra hạn hán, nhất là các tỉnh thuộc khu vực Tây Nguyên, lượng mưa không nhiều từ thời điểm tháng 11 đến tháng 4 gây ra thực trạng khô hạn nối dài.
Chất lượng nước mưa tại các đô thị của Việt Nam
Việt Nam là nước thuộc vùng nhiệt đới với lượng mưa khá dồi dào, mặc dù vậy do ảnh hưởng của BĐKH, lượng mưa mùa khô giảm và lượng mưa mùa mưa tăng, gây thực trạng mùa khô thì hạn hán, mùa mưa thì lũ lụt. Độc hại hệ sinh thái của Việt Nam đang có xu thế tăng do hoạt động của những khu công nghiệp, do vấn đề xử lý rác thải, chất thải không triệt để nên đã tác động đến chất lượng nguồn nước mưa. Nước mưa được tạo nên bởi hơi nước ngưng tụ từ hơi nước bốc lên ở các ao, hồ, sông…Trong lúc các vùng nước dưới mặt đất bị ô nhiễm và độc hại thì nước mưa được tạo thành cũng “cuốn” trong nó nhiều loại chất độc hại có hại, có cả những loại sinh vật không thực sự an toàn. Chính vì như vậy, nếu như không biết cách xử lý nước mưa, nguồn nước này còn có thể gây hại trực sau đó sức khỏe người sử dụng, đặc biệt ở những vùng có khá nhiều nhà máy, khu công nghiệp…Phân tích rõ về những ảnh hưởng này, các chuyên gia y tế cho hay, nội địa mưa có chứa đựng nhiều axít do hòa tan các khí S02, NO2… nên rất độc, đặc biết đối với da người. Nếu luôn luôn sử dụng nước mưa để tắm, giặt… sẽ gây viêm da, mẩn ngứa, nấm… Bởi thế việc tích trữ nước mưa chưa qua xử lý tại các đô thị có thể bảo đảm cho mục tiêu không cần chất lượng nước cao như: Tưới nước cho cây trồng, rửa đường, lau rửa mặt nền nhà, xí tiểu của khu vệ sinh…
Một vài định mức quy hoạch về nhà chung cư và cây cối trong Group nhà ở
Trong những TP lớn ở Việt Nam hiện tại, nhà chung cư được xây dựng trong những đơn vị ở (ĐVƠ); theo QCVN 01:2019/BXD, ĐVƠ là “Khu công năng căn bản của đô thị chủ yếu phục vụ nhu cầu ở gồm có: Các nhóm nhà ở; các công trình dịch vụ – công cộng; cây cối công cộng phục vụ cho nhu cầu luôn luôn, hằng ngày của quần chúng; đường giao thông (đường từ cấp phân khu vực đến nhóm nhà ở) và bãi đỗ xe cho đơn vị ở”. Bài báo nghiên cứu phương pháp thu nước mưa cho nhà chung cư trong Group nhà ở (NNO); NNO là tổ hợp các công trình nhà ở có không gian công cộng sử dụng chung (vườn hoa, sân chơi, bãi đỗ xe phục vụ NNO và đường nội bộ chưa bao gồm đường phân khu vực…)[5].
1 trong những định mức quy hoạch quan trọng của nhà chung cư là tỷ lệ xây dựng thuần (MĐXD). MĐXD thuần là mật độ S diện tích chiếm đất của những công trình trên S diện tích mảnh đất (chưa bao gồm S diện tích chiếm đất của những công trình ngoài trời như tiểu cảnh trang trí, bể bơi, bãi (sân) đỗ xe, sân Sport thể thao, công trình hạ tầng kỹ thuật). MĐXD thuần tối đa của tập thể nhóm nhà chung cư theo S diện tích mảnh đất và chiều cao công trình được định rõ theo Bảng 2.9 (QCVN 01:2019/BXD): Miếng đất có S diện tích ≤3.000 m² có MĐXD thuần tối đa đến 75%; mảnh đất có S diện tích ≥ 10.000 m² có MĐXD thuần từ 35% đến 65% phụ thuộc vào S diện tích mảnh đất và chiều cao công trình.
Cây cối là 1 thành phần quan trọng trong NNO, theo Điều 2.6.5 [5]: Mật độ đất trồng cây cối trong những mảnh đất xây dựng công trình, phải bảo đảm luật lệ về mật độ tối thiểu đất trồng cây cối nêu trong Bảng 2.11. Theo Bảng 2.11. mật độ đất trồng cây cối tối thiểu trong Group nhà chung cư phải đạt 20% S diện tích mảnh đất xây dựng công trình. Quy chuẩn tưới nước cho cây cối được định rõ theo Điều 2.10.2. Nhu cầu sử dụng nước [5]: Định mức cấp nước phải bảo đảm tối thiểu như sau: Tưới vườn hoa, công viên 3l lít/m²/ngày đêm; rửa đường 0,4 lít/m²/ngày đêm. Cho phép sử dụng nước tái sử dụng (nước mưa, nước thải đã qua xử lý…) cho mục tiêu tưới cây, rửa đường.
Giải pháp thu nước mưa thỏa mãn nhu cầu tưới cây và rửa đường cho nhóm nhà chung cư
S diện tích mảnh đất dành riêng cho nhóm nhà chung cư theo Bảng 2.9 [5] được chia ra các mảnh đất như sau: Miếng đất có S diện tích ≤ 3.000 m²; mảnh đất có S diện tích 10.000 m²; mảnh đất có S diện tích 18.000 m²; mảnh đất có S diện tích ≥35.000 m². Theo thống kê của tác giả qua gần 200 nhà chung cư thuộc 35 dự án KĐT mới TP Hà Nội xây dựng từ thời điểm năm 2000 tới nay (nguồn: https://www.thudo.gov.vn), thì mật độ các mảnh đất có S diện tích nêu trên như sau: Miếng đất có S diện tích ≤ 3.000 m² chiếm mật độ 2%; mảnh đất có S diện tích đến 18.000 m² là 75%; mảnh đất có S diện tích đến 35.000 m² là 20%; mảnh đất có S diện tích ≥ 35.000 m² là 3%. Như thế S diện tích các mảnh đất xây dựng nhóm nhà chung cư phần đông có S diện tích trên 3.000 m² đến 35.000 m²; với các mảnh đất S diện tích kể trên, phụ thuộc vào S diện tích mảnh đất và chiều cao công trình thì MĐXD thuần tối đa của tập thể nhóm nhà chung cư sẽ từ 38% đến 65%. S diện tích đất xây dựng nhóm nhà chung cư theo thống kê của 35 dự án KĐT mới TP Hà Nội chiếm 25% S diện tích đất của ĐVƠ.
Lượng mưa trung bình trong tháng vào mùa mưa là 100mm [3]. Lượng nước mưa thu được từ mái nhà trong một tháng của tập thể nhóm nhà chung cư có thể tính theo công thức: Vnm = Sm * Lm * k. Trong đó: Vnm là lượng nước mưa thu được từ mái; Sm là S diện tích mái, có thể lấy bằng S diện tích xây dựng của nhà chung cư Sm = Sxd; Lm = 100mm = 0,1m lượng nước mưa trung bình trong một tháng; k là hiệu suất phần trăm lượng mưa thật sự thu được, bình thường k = 75-90%. Sxd = MDXD*SNNo; MĐXD = 38%÷65%, lấy trung bình MĐXD = 50%, có Sxd = 50%*SNNo = 0,5SNNO. Thay vào công thức tính lượng nước mưa thu từ mái trong một tháng ta có: Vnm = Sm * Lm * k = 0,5SNNO*0,1*90% = 0,045SNNO (m3).
S diện tích đất cây cối trong những mảnh đất xây dựng nhà chung cư lấy theo bảng 2.11: Mật độ đất trồng cây cối tối thiểu trong những mảnh đất xây dựng công trình [5], đối với nhóm nhà chung cư có mật độ là 20%. Gọi Scx là S diện tích cây cối trong mảnh đất xây dựng nhóm nhà chung cư, Scx = 20%*SNNO = 0,2SNNO.
S diện tích đường nhóm nhà chung cư, vào nhà có thể lấy bằng 10% S diện tích mảnh đất nhóm nhà chung cư. Gọi Sđ là S diện tích đường NNO, Sđ = 10%* SNNO=0,1 SNNO.
Nhu cầu dùng nước tưới cây và rửa đường lấy theo quy chuẩn [5]: Tưới vườn hoa, công viên 3 lít/m²/ngày đêm; rửa đường 0,4 lít/m²/ngày đêm. Gọi Vcx là lượng nước mưa cần tưới cho cây cối và rửa đường trong mảnh đất của tập thể nhóm nhà chung cư trong một tháng (30 ngày), có: Vcx = 30*(0,2SNNO*3 + 0,1 SNNO*0,4) = 19,2 SNNO = 0,0192 SNNO (m3).
Từ trên ta có công thức sau: Vnm = 2,34*Vcx. Công thức này cho thấy lượng nước mưa thu được từ mái nhà chung cư gấp hai,34 lần nhu cầu dùng nước để tưới nước cho cây cối và rửa đường trong khu đất xây dựng nhóm nhà chung cư.
Để làm rõ hiệu quả của việc thu nước mưa từ mái nhà chung cư, lấy chẳng hạn mảnh đất xây dựng nhà chung cư có S diện tích SNNO = 10.000 m². Lượng nước mưa thu qua mái trong nhà chung cư trong 1 tháng khi MĐXD = 50% là: Vnm = 0,045*SNN0 = 0,045*10.000 = 450m3. Nhu cầu dùng nước mưa để tưới cây và rửa đường trong khu đất của chung cư là: Vcx = 0,0192*SNNO = 0,0192*10.000 = 192 m3. Nước mưa thu được trong 1 tháng có thể bảo đảm nước tưới cho cây cối và rửa đường thuộc đất NNO trong hơn 2 tháng. Để chứa nước mưa thu được trong một tháng của những mảnh đất, đề nghị xây dựng các bể chứa nước mưa có dung tích 50 m3 hoặc 100 m3, số lượng các bể chứa nước mưa tùy theo S diện tích mảnh đất và MĐXD thuần của tập thể nhóm nhà chung cư trong mảnh đất. Bể chứa nước mưa đặt trong khu vực đất cây cối và đất sắp đặt hạ tầng kỹ thuật. Tác giả đề nghị số lượng bể chứa nước theo S diện tích các mảnh đất xây dựng nhóm nhà chung cư khi MĐXD thuần là 50% tại Bảng 1.
Quá trình thu nước mưa có thể chia ra các giai đoạn sau (Hình 2):
- Giai đoạn 1: Loại trừ lượng nước mưa đầu mùa. Vào đầu mùa mưa hay đầu trận mưa, mở van xả và đóng van thu nước nhằm loại trừ nước mưa ở các trận đầu mùa để chặn đứng cặn lắng hoặc lá cây nhỏ…; (Hình 3)
- Giai đoạn 2: Loại trừ lượng mưa đầu trận. Đóng van xả bỏ nước mưa trận đầu, mở van thu nước mưa vào hệ thống. Do nhân tố dòng chảy nước mưa sẽ vào bể chứa nước mưa đặt tại khu vực đất cây cối và đất sắp đặt hạ tầng kỹ thuật;
- Giai đoạn 3: Giai đoạn cấp nước. Nước mưa được bơm để tưới nước cho cây cối, thảm cỏ, bể cảnh của sân vườn, rửa đường giao thông, dự phòng nước cứu hỏa trong mảnh đất xây dựng nhà chung cư.
Trong mùa mưa bão tại các thành phố lớn, việc thu nước mưa từ mái của tập thể nhóm nhà chung cư có thể bảo đảm thu được lượng nước mưa bằng 25% lượng nước mưa trên S diện tích của đơn vị ở, do đó góp thêm phần ngăn cản được úng lụt tại khu vực đô thị. Giải pháp thu nước mưa mái còn có thể được vận dụng cho nhà công cộng, nhà liên kế…trong đơn vị ở; nước mưa được sử dụng cho nhu cầu dùng nước chất lượng không cao như: Tưới cây, rửa đường, xí tiểu khu vệ sinh, bể nước cứu hỏa…
Kết luận
Bài báo đã nghiên cứu và đề nghị phương pháp sử dụng hiệu quả nguồn nước mưa cho nhà chung cư, 1 loại hình nhà ở có số lượng khá lớn tại các đô thị, nhất là TP Hà Nội và TP.HCM, phương pháp đề nghị không yêu sách kinh phí nhiều nhưng hiệu quả về mặt kinh tế và xã hội là rất to lớn.
Tiết kiệm nước sạch đang là vấn đề khẩn cấp hiện tại đối với xã hội. Bởi thế để giảm tải áp lực cho việc khai thác nước ngầm và nước mặt tại các đô thị, nhất là các đô thị lớn, việc nghiên cứu sử dụng hiệu quả nguồn nước mưa cho nhu cầu sử dụng nước chất lượng không cao tại các đô thị là 1 yêu cầu khẩn cấp và khẩn cấp. Không chỉ có vậy, việc thu gom nước mưa tại các đô thị sẽ có 1 vai trò đáng kể trong việc giảm ngập úng tại các đô thị, khi lượng nước mưa đổ về các tuyến cống thoát nước quá lớn trong cùng 1 thời điểm-một vấn đề bức xúc cho những đô thị lớn như TP Hà Nội và TP.HCM vào thời điểm mùa mưa hàng năm.
tiến sỹ.KTS Nguyễn Ngọc Thành
(Bài đăng trên TCKT số 10-2020)
Tài liệu tham khảo
- GS.TSKH Phạm Ngọc Đăng Về hệ thống các tiêu chuẩn nhận định các công trình xanh ở Việt Nam, 2012. http://www.vusta.vn (Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam).
- PGS.tiến sỹ.Phạm Đức Nguyên. Chuyển đổi khí hậu với kiểu thiết kế kiến trúc các công trình có hiệu quả năng lượng. www.http. bmktcn.com.
- QCVN 02:2009/BXD Tiêu chuẩn kỹ thuật Đất nước- Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng.
- Thông tư số 01/2018/TT-BXD ngày 05/1/2018 Luật lệ về định mức xây dựng đô thị tăng trưởng xanh.
- QCVN 01:2019/BXD Tiêu chuẩn kỹ thuật Đất nước về Quy hoạch xây dựng.
Thêm nhiều thông tin hấp dẫn với BdsNhaDat.com.vn ☑
T.H
