Rừng thẳng đứng: Tích hợp thiên nhiên vào nhà cao tầng ở đô thị

Theo thống kê, có khoảng 4,4 tỷ người hiện đang sống ở các thành phố và xu hướng này dự báo sẽ tiếp tục tăng và có khả năng tăng gấp đôi vào năm 2050. Cùng với đó, nhiều mô hình nhà ở trong đó sự phát triển của nhà ở cao tầng kết hợp không gian cây xanh thiên nhiên (rừng thẳng đứng) sẽ ngày càng được ưa chuộng.

Các thành phố đang đối mặt với những thách thức ngày càng tăng để thích ứng với mật độ dân số đông đúc, quá tải, mất cân bằng sinh thái, không gian mở hạn chế, ô nhiễm không khí và nhiệt độ tăng cao do hiệu ứng đảo nhiệt đô thị.

Để ứng phó, các nhà quy hoạch đô thị và kiến trúc sư ngày càng nhận thấy nhu cầu phát triển đô thị bền vững có thể giải quyết được những bất cập mà đô thị đang gặp phải. Một giải pháp nổi bật là xu hướng Rừng thẳng đứng – các tòa nhà được thiết kế để kết hợp cây xanh, thực vật vào mặt tiền và kết cấu tòa nhà.

Rừng thẳng đứng là gì?

Năm 2007, kiến ​​trúc sư người Ý Stefano Boeri đã chứng kiến ​​quá trình xây dựng điên cuồng một thành phố trong sa mạc Dubai với những tòa nhà chọc trời lãng phí năng lượng được bao phủ bằng kính, gốm và kim loại. Tất cả những vật liệu này, ông nói với BBC, “phản chiếu ánh sáng mặt trời, tạo ra nhiệt trong không khí và đặc biệt là trên mặt đất đô thị, nơi người đi bộ đi bộ”. Cách đó ba nghìn dặm, ông vừa bắt đầu thiết kế riêng cho hai tòa nhà rất cao ở một khu vực bị bỏ quên ở phía bắc Milan. “Đột nhiên, tôi nảy ra ý tưởng tạo ra hai tòa tháp sinh học… không được bao phủ bằng kính, mà bằng lá cây”, ông nói. Thiết kế này sẽ mời động vật và thực vật vào vùng đất hoang công nghiệp này và làm mát không khí bên trong và bên ngoài, tạo ra một nguyên mẫu kiến ​​trúc mới mang tính đột phá mà ông giải thích là “tích hợp thiên nhiên sống như một phần cấu thành của nó”. Kết quả đáng kinh ngạc là “khu rừng thẳng đứng” đầu tiên trên thế giới.

“Rừng thẳng đứng là thế hệ mới của các tòa nhà đô thị cao tầng được bao phủ hoàn toàn bởi thảm thực vật. Đây là thiết bị kiến trúc thúc đẩy sự song hành cùng tồn tại của kiến trúc và thiên nhiên trong khu vực đô thị và tạo ra các hệ sinh thái đô thị phức hợp”, theo khái niệm của Stefano Boeri

Một trong những công trình tiêu biểu và đầu tiên của khái niệm Rừng thẳng đứng là tòa Bosco Verticale, tọa lạc tại Milan, Ý, được xây dựng trong giai đoạn 2007 – 2014. Công trình được thiết kế bởi “cha đẻ” của khái niệm Rừng thẳng đứng, Stefano Boeri và đã trở thành biểu tượng quốc tế về phát triển đô thị bền vững.

Cấu trúc bao gồm hai tòa tháp chung cư, cao lần lượt 27 và 18 tầng với hơn 900 cây xanh và 20.000 cây thực vật trải dài trên các mặt tiền. Mảng xanh tương tốt không chỉ tăng sức hấp dẫn về thị giác cho các toà nhà mà còn mang lại nhiều lợi ích cho môi trường như hấp thụ khí CO2, giảm ô nhiễm tiếng ồn và hỗ trợ đa dạng sinh học ngay trong thành phố.

Tất cả thực vật đều được đặt một cách chiến lược trong các thùng chứa dọc theo các cạnh ngoài của mỗi sân thượng nhô ra. Cây xanh không chỉ đóng vai trò là phần mở rộng của mặt tiền toà tháo mà còn là “máy lọc không khí”, bộ lọc riêng tư được tăng cường giữa nội thất và môi trường đô thị xung quanh. Hơn nữa, chúng mang đến cho cư dân trải nghiệm thú vị về sân thượng, cả về thị giác và chức năng.

Mỗi cây xanh và thảm thực vật đi cùng đều được tuyển chọn cẩn thận và phù hợp, tạo nên mặt tiền năng động, thay đổi theo mùa và theo năm, tạo nên một điểm nhấn nổi bật, giúp toà nhà dễ dàng nhận biết từ xa. Để cây xanh phát triển tốt nhất, dự án có sự hợp tác kéo dài 3 năm với các nhà thực vật học và nhà nghiên cứu tập tính. Các cây trồng cho toà tháp được trồng trong vườn ươm thực vật chuyên dụng tại Trung tâm làm vườn Peverelli gần Como để chúng thích nghi với điều kiện tương tự như môi trường đô thị.

Bosco Verticale là cột mốc quan trọng trong thiết kế rừng thẳng đứng, làm tiền đề cho các dự án đô thị trong tương lai. Các tòa tháp đóng vai trò là nguyên mẫu thử nghiệm cho đa dạng sinh học đô thị, cho thấy cách các tòa nhà hoàn toàn có thể “sống chung” với thiên nhiên, thay vì thay thế chúng.

Lợi ích về môi trường và đô thị của rừng thẳng đứng
Cải thiện chất lượng không khí:

Một trong những lợi ích quan trọng nhất của Rừng thẳng đứng là cải thiện chất lượng không khí trong môi trường đô thị. Thảm thực vật được tích hợp vào cấu trúc tòa nhà giúp hấp thụ khí CO2 và các chất ô nhiễm có hại khác, vốn thường thấy ở các thành phố do hoạt động giao thông và xây dựng. Thông qua quá trình quang hợp, những loại cây này giải phóng oxy vào không khí, tạo ra không khí trong lành và sạch hơn cho cư dân đô thị.

Một ví dụ nổi tiếng cho sự cải thiện chất lượng không khí đo được ở toà Bosco Verticale ở Milan, nơi hấp thụ 30 tấn CO2 và sản xuất ra 19 tấn oxy mỗi năm với khối lượng cây tương đương gần 20.000m2 đất rừng.

Hiệu ứng làm mát đô thị:

Do hiệu ứng đảo nhiệt đô thị, nhiệt độ chung tại khu vực đô thị có xu hướng ấm hơn đáng kể khu vực nông thôn. Rừng thẳng đứng giúp làm giảm hiệu ứng đảo nhiệt đô thị bằng cách cung cấp bóng râm tự nhiên và cơ chế làm mát thông qua thoát hơi nước. Các loại cây trên mặt tiền toà nhà tạo ra vi khí hậu – hấp thụ nhiệt và giải phóng độ ẩm, giúp hạ nhiệt độ ở khu vực xung quanh. Hiệu ứng làm mát tự nhiên này có thể giúp giảm sự phụ thuộc vào các hệ thống làm mát nhân tạo, góp phần giảm mức tiêu thụ năng lượng.

Giảm tiếng ồn:

Rừng thẳng đứng hoạt động như một bộ lọc âm thanh tự nhiên. Các lớp thảm thực vật giúp hấp thụ tiếng ồn từ những con phố đông đúc bên dưới, tạo môi trường yên tĩnh và thanh bình hơn bên trong các tòa nhà. Đặc biệt ở những nơi thành phố đông dân, nơi ô nhiễm tiếng ồn luôn hiện hữu, rừng thẳng đứng cung cấp giải pháp tự nhiên để giảm mức ô nhiễm tiếng ồn. Điều này dẫn đến cải thiện chất lượng cuộc sống chung cư cho cư dân.

Hiệu quả năng lượng:

Cây xanh trên mặt tiền tòa nhà đóng vai trò như bộ điều chỉnh nhiệt độ bên trong tòa nhà. Trong những tháng mùa hè, chúng tạo bóng râm giúp giảm nhu cầu sử dụng điều hoà. Mặt khác, trong mùa đông, cây xanh giúp giữ nhiệt, giảm nhu cầu sử dụng điện trong tòa nhà. Điều này làm giảm tổng mức tiêu thụ năng lượng trong tòa nhà và giảm lượng khí phát thải carbon.