Tre - Vật liệu bền vững cho ngành Xây dựng

Ưu điểm của vật liệu tre

Có nguồn gốc từ các vùng khí hậu nhiệt đới, tre hiện có diện tích khoảng 37 triệu ha trên toàn thế giới. Cây thuộc họ cỏ Poaceae và bao gồm nhiều chi khác nhau. Không giống như gỗ, có thể mất từ hai mươi đến sáu mươi năm để trưởng thành đến giai đoạn có thể thu hoạch, so sánh, tre mất một khoảng thời gian rất ngắn để tái sinh. Hầu hết các loài tre được sử dụng trong kiến trúc có thể được thu hoạch sau 3 đến 6 năm sinh trưởng. Loài tre phát triển nhanh nhất có thể cao tới 01 mét mỗi ngày và đạt mức tăng trưởng tối đa trong vòng hai tháng. Điều này làm cho tre trở thành nguồn tài nguyên tái tạo hiệu quả nhất, đặc biệt là trong thế giới ngày nay, nơi gỗ ngày càng khan hiếm.

Tre là loại vật liệu có độ bền cao, rất cứng nhưng lại dễ uốn, sở hữu nhiều đặc tính cơ học phù hợp cho xây dựng, kiến trúc hơn nhiều loại gỗ. Theo nhiều chuyên gia, cường độ chịu nén của tre ngang bằng với bê tông, trong khi cường độ chịu kéo của tre đạt tới con số của thép. Do đó, tre đủ mạnh để chịu tải trọng kết cấu của một tòa nhà và đủ linh hoạt để uốn cong và tạo ra các hình dạng độc đáo. Với những đặc tính trên tre có thể được sử dụng làm thành phần kết cấu của mái, dầm, cột, giàn và các thành phần kiến trúc khác.

Không chỉ là vật liệu có độ bền tốt, tre còn được biết đến như một loại vật liệu xanh, thân thiện môi trường, đảm bảo thẩm mỹ và làm tăng giá trị công trình, đặc biệt có ưu thế trong việc chống nóng cho công trình do đặc tính không tỏa nhiệt như bê tông. Tre giúp giảm đáng kể nhiệt độ cho công trình và đặc biệt phù hợp với khí hậu nóng ẩm của Việt Nam.

Với nhiều hệ thống khớp nối khác nhau hoặc từ những đường cong được tạo ra, vật liệu này mang đến vô số khả năng biến đổi để tạo ra một thiết kế độc đáo từ cấu trúc. Theo đó, chất liệu tre có thể được sử dụng linh hoạt từ những ngôi nhà bình thường cho đến những công trình sang trọng. Đặc biệt, tre không giới hạn ở bất kỳ phong cách kiến trúc nào, dù dùng để kết cấu hay trang trí, tre cũng thể hiện vẻ đẹp sẵn có của mình, góp phần tạo nên vẻ đẹp cho tổng thể công trình. Với nhiều công dụng đáng kinh ngạc, tre trở thành lựa chọn hấp dẫn cho những ai muốn có một giải pháp thay thế bền vững và thân thiện với môi trường cho các vật liệu truyền thống.

Mạnh hơn thép, chắc chắn hơn bê tông và linh hoạt hơn gỗ - tre có thể trở thành vật liệu kỳ diệu mới của ngành xây dựng. Ở Châu Á, Châu Phi và Nam Mỹ, nguồn tài nguyên bền vững này đã được sử dụng phổ biến để xây nhà trong nhiều thế kỷ. Trong đó, Enter Penda - một công ty kiến trúc có trụ sở tại Bắc Kinh và Vienna đã hoàn thiện các bản thiết kế cho cấu trúc tre mô-đun trong vài năm. Công ty được thành lập vào năm 2013, lần đầu tiên tiết lộ kế hoạch sử dụng tre cho dự án mang tên One with Birds, trong đó có một khách sạn bao gồm các lều và tháp bằng tre, một phần lấy cảm hứng từ những chiếc tepee do người Mỹ bản địa xây dựng. Bộ lều cơ bản, được chế tạo bằng khớp tre hình chữ X được buộc chặt bằng dây thừng, có thể khớp nối theo chiều ngang và chiều dọc.

Vật liệu tre bền vững cho tương lai

Ở Việt Nam, có rất nhiều kiến ​​trúc sư sử dụng các vật liệu tự nhiên như tre để tạo ra những không gian tự nhiên, gần gũi và thân thiện nhất với con người. Kiến trúc truyền thống sử dụng tre là ứng dụng đơn giản và phong phú nhất của vật liệu tre. Bằng cách này, tre được biến đổi để có thể duy trì hình dạng vật lý ban đầu, ngăn chặn sự xâm nhập của côn trùng và tăng cơ tính bền vững hơn. Khi nói đến kết cấu, cách để có được một kết cấu công trình vững chắc bằng phương pháp liên kết truyền thống. 

Mới đây, Grand World Phu Quoc Welcome Center – công trình được làm từ 42.000 thân cây tre do VTN Architects thiết kế đã được vinh danh tại giải thưởng kiến trúc Architecture MasterPrize năm 2023 với hạng mục "kiến trúc khách sạn". Công trình tạo ra một cấu trúc tre có khối tích “khổng lồ” cao 14,8 mét và diện tích sàn lên tới 1460m2, đồng thời kết cấu tre hoàn toàn được phô bày ra phía ngoài để tạo thành một điểm nhấn cho khu vực.

Hoa sen và “trống đồng”, hai biểu tượng truyền thống của Việt Nam được điêu khắc âm bản trong những lớp lưới tre dày đặc, thể hiện ra nét văn hóa truyền thống của Việt Nam. Bất chấp sự phức tạp của cấu trúc, được hình thành bởi các lớp hệ thống đan xen dày đặc, bên trong vẫn mở và trong suốt. Ánh sáng được lọc qua lưới mắt cáo cùng với màu sắc tự nhiên của tre tạo nên bầu không khí ấm áp và thân mật.

Về mặt sinh thái, dự án tiết kiệm năng lượng, chỉ sử dụng các vật liệu bền vững tự nhiên và chi phí thấp mà không sử dụng bất kỳ phương pháp xử lý hóa học nào như dây thừng và ghim tre để kết nối hơn 42.000 thân tre tạo nên cấu trúc. Công trình đã góp phần lan tỏa hình ảnh đất nước ra thế giới, khẳng định vị thế của ngành kiến ​​trúc Việt Nam. 

Mặc dù có nhiều ưu điểm vượt trội, tuy nhiên, việc sử dụng tre trong xây dựng có những hạn chế nhất định do tính chất của cây. Phần bên trong chứa tinh bột rất hấp dẫn côn trùng và nếu không được xử lý có thể bị thối rữa và chứa đầy côn trùng. Ngoài ra, vì tre có lớp phủ chống thấm trơn nên không thể sơn dễ dàng nhưng có thể thực hiện được bằng loại sơn phù hợp.

Đặc biệt, không giống như vật liệu nhân tạo, tre là cây mọc tự nhiên với nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau, gây khó khăn cho việc khái quát hóa các quy chuẩn, tiêu chuẩn về biện pháp thi công. Các quy định xây dựng hạn chế và không có khả năng phân loại vật liệu cũng cản trở việc sử dụng tre. Bên cạnh đó, kỹ thuật xây dựng đòi hỏi phải có kỹ năng, đặc biệt là khi sử dụng kết hợp với thép, bê tông hoặc kính.

Kiến trúc tre đang ngày càng phổ biến, từ chỗ là vật liệu xây dựng phổ thông tại các làng quê Việt Nam trở thành sự lựa chọn hoàn hảo của các kiến trúc sư trong phát triển các công trình xanh, bền vững. Hiện nay, mặc dù thế giới vẫn chưa sẵn sàng cho những thành phố hoàn toàn làm bằng tre, nhưng chắc chắn thế giới đã sẵn sàng cho những ngôi nhà làm bằng tre và ngày càng phổ biến trong tương lai gần.