Tính bền vững trong thiết kế Kiến trúc và Đô thị

Tính bền vững trong thiết kế Kiến trúc và Đô thị

Trong tái “định hình” Kiến trúc hiện đại – những người tiên phong của “Cách mạng xanh”

Mối quan hệ biện chứng, truyền thống và công nghệ sẽ được sử dụng như hai tham số khởi nguồn cho phân tích về đặc tính sinh thái của các dự án được lựa chọn. Nghiên cứu này nhằm mục đích xây dựng một “mạng liên kết” các mô hình kiến trúc gợi nhớ đến định nghĩa của hệ sinh thái và phát triển bền vững, được hiểu như là sự tương quan và sự cân bằng giữa thực thể sống và môi trường xung quanh.

Frank Lloyd Wright – Dự án Nhà ở bên đồng cỏ. Toàn cảnh một ngôi nhà 7.000$ (dự thảo đầu tiên)

Frank Lloyd Wright là KTS đầu tiên mà chúng ta nên đề cập tới. Trên một phương diện nào đó, Wright có thể được “định nghĩa” như một KTS truyền thống. Tuy nhiên, không lấy cảm hứng từ một mô hình kiến trúc bản địa, kiến trúc hữu cơ của Wright, trong rất nhiều dự án, cho thấy sự ảnh hưởng và sự thích nghi hóa của kiến trúc truyền thống Nhật Bản với các điều kiện khí hậu cụ thể của Hoa Kỳ – chỉ cần thoáng nhìn thiết kế House in a Prairie Town (Prairie Houses, 1900-03) là có thể hiểu được nhận định này. Từ quan điểm sinh thái và bền vững, Prairie Houses là hình mẫu cho cách đối phó với vấn đề về môi trường: mái hiên rộng không những tạo bóng mát cho “căn phòng ngoài trời” của ngôi nhà, liên kết ngoại thất với nội thất và tạo nên một dòng chảy liên tục của không gian, mà còn làm giảm thiểu sự gia tăng của nhiệt vào bên trong ngôi nhà; việc sử dụng nhiều chất liệu gỗ – vật liệu có độ dẫn nhiệt thấp – thể hiện một kiến thức sâu sắc về bản chất của vật liệu; và cuối cùng, thiết kế không có tầng hầm của Wright đã làm giảm thiểu tác động lên mặt đất. Trong bài toán sắp xếp công năng nội thất, các không gian chức năng đã được Wright tối ưu phân bổ trên một mặt bằng có hình dạng hình học cơ bản nhưng rất rõ ràng trong sự phân chia giữa các không gian: một cách sử dụng thông minh các yếu tố khí hậu để làm nóng hoặc làm mát các phòng nơi mà “mọi hoạt động diễn ra trong nhà được sắp xếp như một trình tự liên tục của các hộp chức năng”9. Về sau này, trong quá trình tìm kiếm cho một phong cách và ngôn ngữ kiến trúc Mỹ đích thực và có bản sắc, Wright đã đưa ra nhiều giải pháp nổi bật cho các vấn đề về môi trường như thể hiện trong thiết kế Ngôi nhà thứ hai của gia đình H. Jacobs ở Middleton, Wisconsin (1943), quần thể Taliesin West (1938-59). Tại Nhật Bản, Wright đã thiết kế một số công trình trong đó được biết đến nhiều nhất chắc chắn là Imperial Hotel (1915-23), không may đã bị phá hủy năm 1968.

Cũng giống như Wright trong cách ứng xử với kiến trúc truyền thống, KTS người Ai Cập Hassan Fathy – một trong số các thành viên nổi bật nhất của nhóm low-tech – từ những hiểu biết thấu đáo nền văn hóa của quê hương đã xây dựng cho mình một đường lối kiến trúc rất riêng biệt. Ông đã bắt đầu với việc nghiên cứu các nguyên mẫu địa phương để tìm ra nguyên lý về hiệu quả nhiệt của công trình ngay cả khi chưa có sự hiện diện của hệ thống cơ khí. Mặc dù được biết đến bên ngoài Ai Cập với tác phẩm Architecture for the Poor (Kiến trúc cho người nghèo)10 trong đó ông “mô tả những nỗ lực đã thực hiện trong việc truyền đạt kỹ thuật xây dựng bằng bùn đất cho dân nghèo để cung cấp cho họ một công việc và để khuyến khích ngành công nghiệp xây dựng sử dụng ít nguyên liệu, vật tư và công nghệ nhập khẩu như bê tông cốt thép”11, trên thực tế, Fathy đã xây dựng hơn 50 dự án. Các tác phẩm của Fathy là một kho tàng quý báu lưu trữ các kinh nghiệm truyền thống trong việc cải thiện điều kiện khí hậu thông qua những gì ông gọi là “công nghệ phù hợp”.

Hassan Fathy - Nhà thờ Hồi giáo của làng New Gourna (1945-48)

Hassan Fathy – Nhà thờ Hồi giáo của làng New Gourna (1945-48)

Việc diễn giải và áp dụng thành công truyền thống xây dựng và kỹ thuật làm mát thụ động của các ngôi nhà xây bằng gạch bùn đã đưa tên tuổi Fathy trở thành một trong số các chuyên gia đầu tiên của phát triển bền vững. Dự án nổi tiếng nhất của ông, ngôi làng New Gourna ở Luxor (Thượng Ai Cập), chỉ được xây dựng một phần trong khoảng thời gian từ 1945 đến 1948, có thể được ví như một phiên bản toàn vẹn nhất của khái niệm phát triển bền vững: các giải pháp kỹ thuật, từ việc lựa chọn vật liệu đến các biện pháp sử dụng năng lượng hiệu quả, đã được cân nhắc và tích hợp với những điều kiện kinh tế – xã hội của khu vực nhờ sự hợp tác chặt chẽ giữa các thợ thủ công địa phương và kiến trúc sư. Việc sử dụng gạch bùn không những đã giảm thiểu năng lượng tiêu thụ và tạo điều kiện thuận lợi cho việc làm mát thụ động của các ngôi nhà, mà còn góp phần làm giảm đáng kể chi phí xây dựng.

Với những thành tựu nổi bật trong việc gìn giữ các giá trị truyền thống và trong việc truyền bá một nhận thức mới về xã hội và sinh thái môi trường cũng như tại các quốc gia Hồi giáo, Hassan Fathy đã được vinh danh đạt giải thưởng Aga Khan dành cho kiến trúc. Sau sự ra đi của ông năm 1989, đã có nhiều câu hỏi và những lo lắng về sự tồn tại của các nguyên tắc thiết kế Fathy về khả năng sẽ có hay không một người kế nhiệm để duy trì chúng. Khi đó, người ta đã tìm ra tên tuổi của hai KTS: Abdel Wahed El Wakil và Rasem Badran, hai trong số các thành viên đại diện nhất của kiến trúc Hồi giáo tại thời điểm này.

El Wakil đã có kinh nghiệm 5 năm làm việc trong xưởng thiết kế của Fathy và đây chính là nền tảng cơ bản cho sự phát triển sự nghiệp của ông sau này. El Wakil đã áp dụng rất nhiều các thực hành của Fathy, chẳng hạn như việc cộng tác với nghệ nhân địa phương hoặc sử dụng các kỹ thuật truyền thống. Tuy nhiên, El Wakil đã thành công hơn Fathy trong việc truyền bá nguyên tắc thiết kế Fathy vượt ra ngoài biên giới Ai Cập để tiếp cận với Saudi Arabia và Kuwait và chính hai quốc gia này đã đem đến cho El Wakil nhiều cơ hội sáng tác. Trong số các tác phẩm nổi tiếng nhất của El Wakil, chúng ta phải kể đến: Nhà Halawa (1975) ở Agamy (Ai Cập) – công trình đã giúp ông giành được Aga Khan Giải thưởng Award đầu tiên năm 1980; các nhà thờ Hồi giáo nhỏ, bao gồm Mosque Island (1986) và Ruwais Mosque (1989) nằm dọc theo Corniche gần Biển Đỏ – một phần của kế hoạch làm đẹp và biến đổi Jeddah từ một “pháo đài trung cổ” bao quanh bởi một bức tường phòng thủ trở thành một mô hình đô thị mới cho tất cả Ả-rập Xê-út; và Nhà ở Ả Rập đương đại có sân trong của Farouk Sultan – được trường Đại học Durham ở Anh ví như một ví dụ tiêu biểu về thiết kế môi trường.

Sinh ra và lớn lên ở Jordan và mặc dù chưa bao giờ làm việc cho Fathy, Rasem Badran đã phát triển triết lý sáng tác của Fathy lên một tầm cao mới nhờ việc bổ sung vào đó các chiến lược thiết kế hiện đại mà ông đã tiếp thu trong thời gian học nghề kiến trúc ở Đức. Và quả thực, Badran có một cách tiếp cận logic và “hệ thống” hơn các KTS trong khu vực, nhất là trong các nghiên cứu về sự phù hợp và tính thời đại của mô hình kiến trúc cổ xưa. Phương pháp nghiên cứu so sánh đồng hóa các mô hình kiến trúc của khu vực nơi Badran làm việc đã đem đến cho các sáng tác của ông một tinh thần tự chủ cao – hoàn toàn khác với những người chỉ đơn thuần sao chép hình dáng kiến trúc cổ mà không khám phá hệ thống phân cấp chức năng và những ý nghĩa ẩn mình trong quan niệm về hình thức.

Nghiên cứu của ông được bắt đầu với việc phân tích quá trình chuyển đổi hình thái của đô thị, quan sát kỹ lưỡng đặc điểm của cấu trúc hiện tại để có thể giải thích nó tốt hơn cho bản thân và cho những người khác. Bằng cách này, ông rất gần với cách tiếp cận của Fathy nơi mà truyền thống được coi như “phép loại suy xã hội của thói quen cá nhân” và nó đã bị phai mờ khi không còn khả thi và hữu ích. Badran mô tả cách tiếp cận này như là một “phương pháp điều tra biện chứng”, bởi ông nhìn ra một sự liên quan chặt chẽ của các yếu tố cấu thành nên một đô thị, bao gồm cả các vấn đề xã hội, văn hóa và môi trường. Nhưng Badran không dừng lại ở việc nghiên cứu quá trình đô thị hóa của thành phố nơi ông làm việc, ông còn so sánh nó với sự phát triển đô thị của các thành phố khác trong khu vực để tìm ra điểm tương đồng và sự khác biệt. Kết quả là, thiết kế của ông luôn mang màu sắc đương đại trong hình thức và thấm nhuần yếu tố lịch sử, văn hóa cũng như rất nhạy cảm và phù hợp với môi trường sinh thái. Các dự án như Nhà ở Sana’a ở Yemen (1983) và Cung điện Tư pháp ở Riyadh (1992) là những minh chứng rõ ràng nhất cho quan điểm kiến trúc của Badran.

Không giống như các KTS thuộc nhóm truyền thống – những người “nâng cấp” các loại hình kiến trúc bản địa – và khác với các nguyên tắc kiến trúc hữu cơ của Wright trong việc cố gắng tổ chức không gian và hình dáng ngôi nhà sao cho nó có khả năng thích nghi nhất với điều kiện khí hậu, các KTS của phong trào hiện đại (và của những phong trào kiến trúc có nguồn gốc hoặc lấy cảm hứng từ kiến trúc hiện đại) bên cạnh việc theo đuổi một cách tiếp cận xa rời với yếu tố lịch sử và ngữ cảnh thiết kế đã luôn chú ý đến một số khía cạnh của phát triển bền vững. Trong nhóm này, “vấn đề của sức khỏe và chất lượng môi trường tổng thể”12 luôn là một mối quan tâm lớn: các KTS đã hoàn thiện nghiên cứu về hình học năng lượng mặt trời, xác định khoảng cách tối ưu và hướng của các tòa nhà để đảm bảo các mặt tiền khác nhau của tòa nhà có thể nhận được nhiều nhất ánh sáng tự nhiên. Chúng ta có thể nhắc đến Gropius với các nghiên cứu về hướng nhà, chiều cao và khoảng cách giữa các tòa nhà theo quy luật của ánh sáng; lý thuyết của Rey, Barde và Pidoux (1906-20) xác định hướng của các tòa nhà trên nguyên tắc của năng lượng nhiệt mặt trời; nghiên cứu của Alexander Klein (1936) về mối quan hệ giữa nhà ở hình học năng lượng mặt trời; nghiên cứu thực hiện trong những năm bốn mươi của Hilbeseimer và Irenio Diotallevi hợp tác với Franco Marescotti về hướng và loại hình công trình, mật độ xây dựng và cấu trúc đô thị; và nghiên cứu về equivalent solar orientation (tạm dịch hướng tương đồng năng lượng mặt trời) theo các nguyên tắc vệ sinh của KTS Ý Gaetano Vinaccia (1946-52)13.

Trong phạm vi này, nghiên cứu về Le Corbusier đem đến cho chúng ta những bài học rất thú vị. Liên quan đến nghiên cứu xác định hướng của các tòa nhà, vào những năm ba mươi, Le Corbusier đã đề xuất hủy bỏ hình thái đô thị rue corridor và thay thế nó bằng mô hình thành phố vườn theo phương đứng Ville Radieuse: nếu như trong các đô thị truyền thống, hướng của các tòa nhà bị áp đặt và bị phụ thuộc vào hệ thống giao thông đường bộ thì trong đề xuất của Le Corbusier, hướng các tòa nhà được bố trí trong mối liên quan đến bức xạ mặt trời nhằm đảm bảo cho tất cả các cư dân đô thị nhận được số lượng tương đương nhau về giờ nắng; Ngoài ra, hệ thống không gian công cộng của Ville Radieuse cũng được tách khỏi mạng lưới giao thông và trở thành những không gian xanh và lành mạnh. Tuy nhiên, không dừng lại ở việc tinh chỉnh hướng của các tòa nhà theo nhu cầu tiếp nhận ánh nắng mặt trời, Le Corbusier đã có thể diễn tả các yếu tố của tự nhiên như mặt trời, cây xanh, bóng mát… bằng hình thức và ngôn ngữ kiến trúc: các pilotis giảm thiểu tác động của công trình trên mặt đất và nhờ đó được biến đổi thành một công viên cây xanh độc đáo; việc sử dụng curtain-wall đã “cung cấp cho con người niềm vui được tiếp cận với ánh nắng mặt trời, với không khí và màu xanh của lá cây”14; khu vườn phủ kín toàn bộ tầng mái của các tòa nhà a redents; và đặc biệt là phát minh brise-soleil – một yếu tố kiến trúc kiểm soát môi trường và khai thác năng lượng mặt trời thụ động. Trong phạm vi bài viết này, tác giả muốn giới thiệu một công trình rất ít được biết đến của Le Corbusier là Tour des Ombres (1960-65) vì những giải pháp nổi bật trong việc kiểm soát môi trường mà ông đã áp dụng. Là một công trình nhỏ trong quần thể Chandigarh, Tour des Ombres được tổ hợp từ một khối lăng trụ 3 tầng cao và tầng thứ tư được xoay 45 độ. Công trình hoàn toàn mở ở phía bắc, trong khi mặt khác được bảo vệ từ các tấm che nắng bê tông (đặt theo phương ngang ở mặt đứng phía Nam và phương thẳng đứng ở phía Đông và Tây) – rõ ràng, ẩn sau những lựa chọn kiến trúc nói trên là một nghiên cứu kỹ lưỡng về chuyển động của mặt trời nhằm tạo ra một trò chơi của ánh sáng và bóng tối trong một môi trường khí hậu được kiểm soát. Và kết quả là công trình mang tính chất một lobby mở, cao ráo và thoáng mát, một bầu không khí vừa tĩnh lặng vừa đầy chất thơ”, nơi mà “ánh sáng và bóng tối tạo ra một nhịp điệu âm nhạc ý nghĩa cho không gian”. Trên thực tế, Tour des Ombres không có một công năng đích thực, mục đích duy nhất của nó là để tạo ra một tương tác giữa con người với ánh sáng, không gian và khí hậu15.

Mặc dù đã luôn cổ vũ cho các nguyên tắc của kiến trúc hiện đại bao gồm cả việc từ chối bối cảnh và lịch sử, Le Corbusier trong nhiều công trình đã cho thấy một sự nhạy cảm tinh tế với yếu tố địa điểm bao gồm văn hóa và xã hội. Không giống như các biệt thự theo phong cách thô mộc của những năm hai mươi không mấy hiệu quả về mặt năng lượng, những thiết kế sau này của Le Corbusier như Maison de weekend (1935), “RoQ” et “Rob” à Cap Martin (1949), Mill Owners’ Association Building (1954), Nhà ở gia đình bà Manorama Sarabhai (Villa Sarabhai, 1955), Maisons Jaoul (1952-54), Villa Shodhan (1951-56) và các công trình trong khu vực thủ đô của Chandigarh (Cung Tư pháp, Tòa nhà Quốc hội, Văn phòng tổng trưởng) được xây dựng giữa năm 1952 và 1961… khá nhạy cảm với môi trường. Nổi tiếng nhất vẫn là Đơn vị ở tại Marseille, xây dựng từ năm 1947 và 1952. Hình mẫu kinh điển cho loại hình nhà ở xã hội này bảo tồn toàn bộ tầng trệt cho không gian xanh, bao gồm một khu vườn trên mái và đã được thiết kế để cung cấp ánh sáng và thông gió cho từng đơn vị trên cả hai mặt của công trình16. (LTS: Tạp chí Kiến trúc sẽ có bài giới thiệu phân tích cụ thể hơn các công trình của Le Corbusier từ quan điểm bền vững)

Cũng giống như trường hợp của Le Corbusier, khía cạnh sinh thái gần như chưa bao giờ được nghiên cứu trong các tác phẩm của Louis Kahn với mối quan tâm tương xứng với tầm quan trọng của nó mặc dù trong thực tế, thiết kế môi trường là vấn đề nhiều lần được Kahn đề cập đến. Trong bài viết giới thiệu dự án City Tower Project (1952-57), rất tiếc là chưa bao giờ được xây dựng, Kahn có nhận định: “mặt tiền của một tòa tháp thường coi như là một vấn đề độc lập với hệ thống cấu trúc. Nhưng vì mặt đứng công trình cũng có nhiệm vụ bảo vệ công trình khỏi mưa, nắng, gió, nên sẽ là hợp lý hơn khi quan niệm chúng như là các yếu tố cấu trúc công trình, vừa có thể mở để chấp nhận hoặc từ chối tia sáng mặt trời, vừa có sức mạnh để chống chịu các tác động của các cơn bão”17.

Kahn cũng rất ý thức về yếu tố môi trường và khí hậu của khu vực thiết kế: nhìn vào tác phẩm của ông trong các điều kiện khí hậu khác nhau, chẳng hạn như Viện Nghiên cứu Sinh học Salk (1959-65), dự án Synagogue Mikveh (Mikveh Israel Synagogue, 1961-72), và Indian Institute of Management (1962 -74), người ta có thể tìm thấy một loạt các chiến lược về môi trường và ẩn đằng sau các kiến tạo phức tạp của Kahn là khái niệm luận duy lý và môi trường xã hội. Dự án khu phức hợp văn phòng của Đại sứ quán Hoa Kỳ ở Luanda, Angola (1952-62) là thành tựu tuyệt vời nhất của Kahn trong vấn đề thiết kế môi trường: ở công trình này, Kahn đã sử dụng nhiều phát minh và thủ thuật của Le Corbusier đã áp dụng thành công tại một số công trình ở Ấn Độ như parasol và brise-soleil để làm mức độ hấp thụ nhiệt cho công trình.

Các dự án và công trình xây dựng của hai bậc thầy của phong trào hiện đại ở Ấn Độ dẫn chúng ta đến câu chuyện về Balkrishna Vithaldas Doshi – một trong những KTS Ấn Độ đầu tiên làm việc trong xưởng thiết kế của Le Corbusier ở Paris. Cùng với những kinh nghiệm tích cực tích lũy trong thời gian làm việc cho Le Corbusier, năm 1956, Doshi đã quay trở về Ấn Độ và bắt đầu hành nghề kiến trúc độc lập tại thành phố Ahmadabad nơi ông sinh ra. Với nền tảng văn hóa phong phú của mình, Doshi đã cố gắng thích ứng các nguyên tắc thiết kế hiện đại với sự chuyển đổi nhanh chóng và sự khác biệt lớn về điều kiện khí hậu của các vùng khác nhau của đất nước. Ông cũng đặc biệt quan tâm đến việc nâng cao chất lượng nhà ở cho các gia đình có thu nhập thấp, như đã thể hiện dự án Aranya Low-Cost Housing ở Madhya Pradesh (1983-86), và không ngừng tìm kiếm những giải pháp mới chống lại khí hậu ngột ngạt của Ấn Độ.

Trong những năm sáu mươi, ông là yếu tố quyết định trong việc thành lập Khoa Kiến trúc tại Đại học Ahmadabad. Tòa nhà chính mà Doshi thiết kế để làm trụ sở của Khoa Kiến trúc (1963) được đặc trưng bởi sự tích hợp biện chứng giữa vật liệu hiện đại và hàng loạt các giải pháp xuất phát từ các điều kiện thực tế trong khu vực. Doshi đã đạt được điểm tuyệt đối trong việc bố trí các tòa nhà theo hướng tối ưu về năng lượng và thiết kế mở trên cạnh dài của tòa nhà để tối đa hóa thông gió tự nhiên và đảm bảo một dòng chảy liên tục của không khí trong lành cho các xưởng thiết kế, các không gian công cộng và cơ quan hành chính. Khoa Kiến trúc của Đại học Ahmadabad cho đến nay vẫn là một trong những công trình tiêu biểu nhất của kiến trúc Ấn Độ đương đại.

Nỗ lực của Doshi trong con đường tìm đến một sự trung hòa giữa kiến trúc hiện đại và phương pháp xây dựng thô sơ của một quốc gia đang phát triển có lẽ đã được giải quyết trong Sangath (1979-81, trong tiếng Phạn, Sangath có nghĩa là “đến với nhau”) – xưởng thiết kế của chính ông và trụ sở của Shilpa Vastu Foundation. Tại công trình này, ông đã có một cách diễn giải thông minh của “phương pháp Le Corbusier” và “chuyển hóa” chúng thành một ngôn ngữ địa phương theo một cách thức hết sức thuyết phục. Sangath được xây dựng trên một diện tích hơn 2000m2 và được phát triển từ nguyên mẫu Modunol đầu tiên của Le Corbusier. Bên cạnh các chiến lược môi trường đã được giới thiệu trong Sarabhai Villa của Le Corbusier, Doshi còn đưa thêm nước vào trong máng giữa các mái vòm hình bán nguyệt (thiết kế dựa trên các nguyên tắc của tỷ lệ vàng) và bản thân các mái vòm này cũng được bố trí sao cho ánh sáng tự nhiên có thể lọt vào mỗi không gian. Tại khu vực trung tâm của tổ hợp công trình, Doshi đặt nhiều vại chứa nước và các vại nước này được trang trí bằng các mảnh sành vỡ. Lọ và tác phẩm điêu khắc được rải rác khắp khuôn viên công trình gợi nhớ đến truyền thống lâu đời về thủ công mỹ nghệ của Ấn Độ. Louis Kahn trong một số bài viết có mô tả Sangath như một sự tổng hợp logic của chủ nghĩa hiện đại, một cầu nối hoàn hảo giữa Đông và Tây, giữa truyền thống và công nghệ, và có thể sau khi đã tham quan Sangath, Kahn quyết định sử dụng cấu trúc vòm bán nguyệt của Doshi trong thiết kế Bảo tàng Nghệ thuật Kimbell (1966-72)18. (còn tiếp)

TS. KTS. Nguyễn Quang Đạt

AD Architetti / Đại học Bách khoa Milan (Italy) – [email protected] / [email protected]

Dịch từ bản tiếng Anh (có điều chỉnh bổ sung) diễn thuyết của tác giả tại Hội nghị KTS châu Á lần thứ 15 tại Bali, Indonesia