Vây quanh là đất nông nghiệp với dân số chỉ hơn 10,000 người, thị trấn Brumunddal của đất nước Bắc Âu Na Uy không có vẻ gì đã phá được một kỷ lục về xây dựng nhà cao tầng cách nay vài tháng. Nhưng vươn cao trên mặt hồ, thị trấn Mjosa cách thủ đô Oslo 100 km về phía Bắc đã trở thành nơi có tòa nhà gỗ Mjøstårnet cao nhất thế giới: 84 mét! Một chiều cao quả là “không tưởng” đối với một tòa nhà 18 tầng làm hoàn toàn bằng gỗ, nếu chúng ta nhìn trở lại cách nay hơn chục năm.
Đột phá mới từ Na Uy
Tòa nhà kỷ lục vừa khánh thành vào năm 2020 gồm phức hợp những căn hộ, không gian văn phòng và một khách sạn gỗ có cái tên rất…gỗ Wood Hotel.
Ngoài việc đặt thị trấn nhỏ này trên bản đồ, Mjostarnet còn là bằng chứng sống cho niềm tin là gỗ có thể thay thế an toàn cho bê tông và thép như vật liệu xây dựng “khả thi”, vừa bền vững vừa đáp ứng được những yêu cầu về kỹ thuật vật liệu, bất kể chiều cao.
“Muốn chứng minh được lý thuyết này, chúng ta phải xây thành công một tòa nhà cao tầng hoàn toàn bằng gỗ. Khi những trở ngại chủ yếu được khắc phục, chiều cao sẽ tăng dần đến giới hạn của gỗ trong kiến trúc – Oystein Elgsaas thuộc công ty Voll Arkitekter thiết kế và xây dựng tòa nhà Mjostarnet nói – Khi công trình hoàn thành, nhiều người trầm trồ và thốt lên: Tại sao Na Uy làm được mà chúng ta không làm được? Sự quan tâm đến triển vọng của các công trình cao tầng bằng gỗ cũng tăng thêm cùng với niềm tin vào sức mạnh của gỗ, một vật liệu dồi dào ở nhiều nước và thân thiện với môi trường”.
Thành công của ngôi nhà phá kỷ lục là nhờ phần lớn vào sự xuất hiện của một loại gỗ được “gia cường” có tên kỹ thuật “cross-laminated timber-CLT”. Thuộc nhóm gỗ nguyên liệu lớn hơn được gọi chung là “mass timber”, loại gỗ này được sản xuất bằng cách dán nhiều lớp gỗ dài lại với nhau theo các góc 90 độ trước khi ép chúng thành một thanh gỗ khổng lồ dưới áp lực cực lớn để nó đạt được tính năng gần như bê tông.
Kết quả, chúng ta có những toà nhà cao tầng bằng gỗ (có người gọi là “plyscraper”-nhà cao tầng gỗ dán) vốn chỉ được xem là “ý tưởng chịu nhiều thử thách của các nhà thiết kế mơ mộng”. Muốn phát triển nhà cao tầng bằng gỗ còn phải dựa vào việc điều chỉnh luật xây dựng và thay đổi thái độ của người dân đối với các vật liệu không phải sắt thép dùng xây dựng nhà cao tầng. Tất cả sẽ góp biến ý tưởng nhà gỗ thành thực tế.
Tuy nhiên, không chỉ tại Na Uy mà một số nơi khác trên thế giới dạo gần đây cũng xuất hiện những tòa nhà gỗ cao tầng mới, dù chiều cao khiêm tốn hơn. Ví dụ tòa nhà phức hợp dành cho doanh nghiệp có tên HoHo Vienna ở thủ đô nước Áo chỉ thua Mjostarnet có 1.5 mét chiều cao.
Trong khi châu Âu luôn có truyền thống đi tiên phong dùng gỗ trong “cuộc cách mạng xây dựng” và các cách tân khác thì Mỹ và Canada cũng đang bám đuổi. Tại thành phố Vancouver thuộc tỉnh BC ở Canada có cư xá sinh viên Brock Commons Tallwood House cao 52.2 mét khánh thành năm 2020 do kiến trúc sư Shigeru Ban từng đoạt giải Pritzker của công ty kiến trúc Acton Ostry Architects thuộc Đại học BC thiết kế.
Tuy nhiên, đây là công trình lai (hybrid) gồm cả lõi thép, bê tông và gỗ kết hợp. Tại thành phố Milwaukee, tiểu bang Wisconsin (Mỹ) có toà nhà căn hộ apartment Ascent cao 71.4 mét sẽ khởi công vào Tháng Sáu với hy vọng sẽ sớm phá kỷ lục của Na Uy.
Ưu và khuyết điểm của nhà cao tầng bằng gỗ
Những người ủng hộ nhà cao tầng bằng gỗ cho biết nếu so sánh trong điều kiện hiện nay, xây nhà bằng gỗ gia cường (CLT) nhanh hơn, bền hơn và ngạc nhiên nhất là…an toàn khi có cháy! “Cuộc cách mạng môi trường” được nói đến nhiều cũng là cú huých nữa cho các công trình cao tầng bằng gỗ.
Theo tính toán, hoạt động xây dựng và vận hành nhà cửa tiêu thụ bình quân 40% năng lượng của thế giới. Lượng khí thải nhà kính CO2 cũng chiếm gần 1/3. Nhưng trong khi bê tông thải ra một lượng CO2 khổng lồ, cây cối lại hấp thụ nó trong suốt vòng đời của chúng. Nếu cây cối biến thành gỗ gia cường, carbon sẽ bị “nhốt” lại thay vì trả vào không khí lúc cây già đi, mục nát và cháy.
Nghiên cứu cho thấy một mét khối gỗ gia cường đã hấp thụ và nhốt hơn một tấn CO2. Các nhà phát triển toà nhà gỗ tại Milwaukee cho biết lượng carbon họ “nhốt” lại được trong gỗ sau khi làm xong toà nhà tương đương với lượng carbon thải ra của 2,100 chiếc xe hơi nhỏ lưu thông trong vòng đời của nó.
Cây giữ carbon, vì vậy nếu chặt nó đúng lúc, khi chúng không còn lớn thêm và hấp thu carbon được nữa, để dùng làm nguyên liệu xây dựng sẽ có lợi cho môi trường hơn là có hại. Cây lúc đó không còn khả năng lọc không khí mà chờ trả lại carbon vào môi trường – Elgsaas nói – Nếu các tòa nhà được thiết kế để tồn tại lâu dài chúng sẽ nhốt carbon trong nhiều thế hệ. Như vậy, tuổi thọ của cây cộng dồn lại có thể lên đến 100-200 năm”.
Vậy thì tại sao gỗ gia cường từng được dùng xây dựng tại một số quốc gia châu Âu như Đức và Pháp từ thập niên 1990 với những lợi ích môi trường thấy rõ nay mới được quan tâm trở lại?
Theo kiến trúc sư Michael Green, một nhà vận động xây nhà cao tầng bằng gỗ nổi tiếng, có một số yếu tố đóng góp vào sự hồi sinh mạnh liệt này sau một thời gian bị xa lánh. Ông cho biết, từ sau cuộc nói chuyện tại diễn đàn Ted của ông vào năm 2013 về nhà gỗ, trở ngại lớn nhất vẫn là chi phí.
Nhưng “rào cản” này đã bị xô ngã từng bước một. Cũng giống như đột phá về chi phí của tách dầu đá phiến. Khi nhà gỗ được xây dựng nhiều hơn, các xưởng máy sản xuất gỗ gia cường CLT cũng mọc lên nhiều, giúp kéo giảm đáng kể giá thành. “Có cung, có thị trường là có cạnh tranh. Cạnh tranh làm giảm chi phí. Tình hình bây giờ rất khác với khi tôi nói chuyện tại Ted” – Green nhận định.
Lấy dẫn chứng tòa nhà gỗ 10 tầng SHoP Architects được chính quyền chọn xây dựng tại quận Chelsea của thành phố New York nhưng phải ngưng do lo là giá bán quá cao sẽ không có người mua. Hoặc ngôi nhà gỗ Framework cao 54,4 mét tại thành phố Portland, tiểu bang Oregon (Mỹ) với tham vọng trở thành “tòa nhà gỗ cao nhất nước Mỹ” cũng phải huỷ bỏ vào năm ngoái vì chi phí xây dựng.
“May mắn, trong vài năm trở lại đây, giá thành sản xuất gỗ gia cường CLT đã giảm mạnh và gần như ngang ngửa với các vật liệu truyền thống nếu làm cùng một cỡ nhà” – Green nói. “Giá thành toà nhà Mjostarnet ở Na Uy đã chứng minh cho thay đổi này” – Elgsaas bổ sung.
Tuy nhiên, mới đây, các nhà nghiên cứu tại Đại học New South Wales (UNSW) của nước Úc đã công bố nghiên cứu dài 18 tháng so sánh nhà cao tầng bằng gỗ và bằng bê tông thép, trong đó cho thấy nhà bằng gỗ vẫn đắt hơn chút ít. Nhưng Philip Oldfield, giảng sư khoa môi trường có chân trong nhóm nghiên cứu khẳng định nhà gỗ có những ưu thế khác, ví dụ các thành phần được chế tác và hoàn thiện ngay tại nhà máy thay vì tại hiện trường nên chi phí xây dựng giảm đáng kể.
“Xây dựng nhanh cũng có nghĩa là tiền vay ngân hàng được quyết toán sớm hơn, đỡ tiền lãi phát sinh và thu hồi vốn cũng nhanh hơn – Oldfield, cũng là tác giả cuốn sách “The Sustainable Tall Building: A Design Primer” phát hành năm 2010 nhận định – Nói chung, cả nhà đầu tư và khách hàng đều có lợi. Chi phí bảo trì cũng thấp”.
Green tin rằng xu hướng nhà gỗ chỉ phát triển mạnh khi giá gỗ gia cường thấp hơn nữa, và đây là yếu tố quyết định. Ông nói: “Bạn không thể hô hào thay đổi nơi sinh sống nhân danh phong trào chống thay đổi khí hậu nếu giá nhà gỗ vẫn chưa thực sự rẻ!”.
Những kỳ vọng và trở ngại
Bất chấp lực cản, các nhà thiết kế ủng hộ nhà gỗ như Green vẫn nuôi “giấc mơ lớn”. Hợp tác với công ty Sidewalk Labs do Alphabet (công ty mẹ của Google) làm chủ, kiến trúc sư người Canada này đang lên kế hoạch chuyển một khu dân cư ven sông ở thành phố Toronto thành cụm nhà gỗ cao từ 10 đến 35 tầng.
Mới đây công ty Michael Green Architecture and Sidewalk Labs của ông đã giới thiệu “mô hình ảo” ngôi nhà gỗ cao 35 tầng. Tại Anh, công ty kiến trúc PLP Architecture cũng có các dự án nhà cao tầng bằng gỗ mà đáng chú ý là toà nhà cao 295.2 mét nằm ngay tại trái tim thủ đô Luân Đôn. Công ty lâm nghiệp Nhật Bản Sumitomo Forestry, thì có dự án $5.6 tỷ xây dựng ngôi nhà gỗ chọc trời 344.4 mét sẽ hoàn thành vào năm 2041 để kỷ niệm 350 năm thành lập công ty!
Tuy nhiên, các dự án tham vọng có thể không trở thành hiện thực hay bị chậm lại nếu các quy định kỹ thuật, an toàn và pháp lý liên quan đến nhà gỗ cao tầng không được điều chỉnh cho phù hợp với tình hình mới.
Cập nhật mới nhất của Luật Xây dựng Quốc tế (International Building Code -IBC) (mà nhiều quốc gia và nhiều tiểu bang ở Mỹ vẫn dùng nó như khuôn mẫu cơ bản cho các luật xây dựng địa phương) chỉ mới cho phép nhà gỗ cao đến 18 tầng. Luật sửa đổi có hiệu lực vào năm 2021.
Trước đó, năm 2018, Oregon là tiểu bang đầu tiên và duy nhất tại Mỹ cho phép xây nhà gỗ cao đến 18 tầng. Các tiểu bang khác chỉ cho tối đa 6 tầng. Một số quốc gia như Na Uy cũng nới lỏng hạn chế số tầng.
Hiện chưa có nhiều số liệu nghiên cứu về khả năng chống chọi của nhà cao tầng làm bằng gỗ gia cường trước những thay đổi thời tiết và địa chất cực đoan trong dài hạn cùng với xâm hại của mối mọt và ẩm mốc.
Nhưng câu hỏi lớn nhất vẫn là hoả hoạn. Hiệp hội Quốc gia Các nhân viên cứu hoả (NASFM) chống lại việc IBC cho nâng thêm chiều cao nhà gỗ, nêu lý do chưa có đánh giá đầy đủ về nguy cơ cháy. “Thay đổi dựa vào thẩm định nghề nghiệp hơn là khoa học. Còn quá sớm để đánh giá đúng về khả năng chống cháy của các toà nhà gỗ cao tầng” – thông báo của hiệp hội nhấn mạnh.
Kỹ nghệ bê tông cũng lên tiếng. Build With Strength thuộc Hiệp hội Bê tông Quốc gia National Ready Mixed Concrete Association cảnh báo: “Gỗ gia cường chưa chứng minh được khả năng chống cháy ở tầng cao. Vòi phun hầu như vô hiệu trước ngọn lửa lan nhanh từ gỗ. Ngoài ra, ván ép CLT không cản được lửa”.
Tuy nhiên, phía phản bác khẳng định sàn gỗ gia cường dày 17cm đủ sức chịu lửa trong hai tiếng mới bắt đầu “sụm” dần. “Nó không bắt lửa ngay, cháy nhanh mà cháy từ từ. trong khi cột và sàn bê tông thường sụp bất ngờ khi cháy. Chính vì vậy mà lính cứu hoả không sợ xâm nhập vào những công trình gỗ cao vừa cháy so với công trình bê tông cốt thép” – Elgsaas nói.
Cục Lâm nghiệp thuộc Bộ nông nghiệp Mỹ cũng đồng ý như thế và đang tính toán cho phép nâng thêm chiều cao các công trình gỗ. “Luật lệ thường đi sau công nghệ một bước vì sự thận trọng nên chúng ta phải chờ. Nhưng tôi tin là cứ mỗi toà nhà gỗ phá kỷ lục, luật lệ sẽ phải thay đổi” – Elgsaas nói.
Nhà gỗ được xem là thay đổi cơ bản nhất trong lĩnh vực xây nhà cao tầng vào đầu thế kỷ 20 nhưng nó phải nhường chỗ cho bê tông cốt thép.
Nếu phát triển lại, nhà gỗ cao tầng sẽ không tạo ra cuộc cách mạng mới trong xây dựng mà chỉ phục hưng một cuộc cách mạng cũ. Green giải thích: “Thập niên 1840, khi bê tông cốt thép được phát minh, các tòa nhà 3, 4 tầng làm bằng gỗ ở New York, Pittsburgh, St. Louis và Toronto đua nhau cháy hàng loạt! Nhà gỗ bị mất chỗ đứng”.
Tại các thành phố siêu hiện đại như Shenzhen hay Dubai, vốn không có truyền thống nhà gỗ như châu Âu và Bắc Mỹ, nhà gỗ càng ít hấp dẫn hơn vì tâm lý sợ cháy. Thay đổi tâm lý này không thể “một sớm một chiều” dù nghiên cứu cho thấy nhà gỗ có lợi cho sức khỏe khi những người sống bên trong ngủ ngon hơn và thảo mái hơn so với nhà bê tông.
(Theo Atlantic Unbound và The Guardian 2021)
