Báo cáo: Ưu và Nhược điểm của Xây nhà Công nghệ châu Âu Gubeam. Giới thiệu về Công nghệ Xây dựng Gubeam. Công nghệ xây dựng Gubeam đại diện cho một bước tiến đáng kể trong ngành xây dựng hiện đại, đặc biệt trong bối cảnh các yêu cầu về hiệu suất, tốc độ và tính bền vững ngày càng tăng. Được giới thiệu là một “công nghệ châu Âu” và được Công ty Cổ phần Đầu tư Phát triển Công nghệ GEC nghiên cứu và ứng dụng tại Việt Nam, Gubeam mang đến một phương pháp tiếp cận mới cho việc xây dựng các công trình dân dụng và công nghiệp.
Ưu và Nhược điểm của Xây nhà Công nghệ châu Âu Gubeam
A. Định nghĩa và Nguyên lý hoạt động của Gubeam
Gubeam là một hệ thống kết cấu liên hợp thép bê tông, được thiết kế để tận dụng tối đa ưu điểm của cả hai loại vật liệu này. Về bản chất, công nghệ này kết hợp hệ khung với tấm sàn và tường rỗng nhẹ, mang lại khả năng chịu lực tốt và đặc biệt phù hợp cho các công trình cao tầng cũng như các công trình có nhịp lớn.
Cơ chế hoạt động của Gubeam dựa trên nguyên lý liên hợp chặt chẽ giữa thép và bê tông. Cụ thể, dầm Gubeam có tiết diện thép rỗng được tạo hình từ bản thép mỏng, sau đó được nhồi đặc bê tông cốt thép bằng phương pháp thi công toàn khối tại chỗ sau khi hoàn thành giải pháp liên kết với sàn và cột khung. Quá trình làm việc của kết cấu dầm được chia thành hai giai đoạn rõ rệt. Giai đoạn đầu, khi bê tông bắt đầu được thi công, dầm hoạt động như một kết cấu thép thuần túy. Sau khi bê tông đạt cường độ thiết kế, hệ thống chuyển sang giai đoạn làm việc liên hợp, nơi thép và bê tông cùng nhau chịu lực.
Thiết kế của dầm Gubeam bao gồm cánh trên, cánh dưới và sườn bụng. Một điểm đặc trưng là việc bố trí các lỗ mở lớn tại trục trung hòa của sườn dầm. Vị trí này được lựa chọn chiến lược vì đây là nơi lực cắt trong dầm là tối thiểu. Việc tạo các lỗ mở tại đây cho phép giảm đáng kể khối lượng thép cần thiết, từ đó giảm tải trọng tĩnh của bản thân kết cấu và tối ưu hóa chi phí vật liệu mà không làm ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của kết cấu. Đồng thời, giải pháp này còn tăng cường tính linh hoạt trong việc cấu tạo liên kết với nhiều dạng kết cấu sàn khác nhau, bao gồm sàn phẳng toàn khối hoặc sàn lắp ghép.
Sự kết hợp vật liệu thông minh và tối ưu hóa thiết kế thông qua việc sử dụng tiết diện thép rỗng nhồi bê tông và các lỗ mở chiến lược này cho thấy một cách tiếp cận kỹ thuật tinh vi. Nó tận dụng hiệu quả cường độ chịu nén vượt trội của bê tông để ngăn chặn sự mất ổn định của các cấu kiện thép mỏng, trong khi thép cung cấp khả năng chịu kéo và cho phép các nhịp lớn hơn. Việc giảm khối lượng thép, tải trọng tĩnh và chi phí thông qua thiết kế hiệp đồng này không chỉ cải thiện hiệu suất kết cấu mà còn mang lại lợi ích kinh tế và môi trường đáng kể.
B. Bối cảnh công nghệ xây dựng châu Âu và sự phát triển của Gubeam
Công nghệ Gubeam được định danh là “công nghệ châu Âu” , điều này phản ánh sự kế thừa và chịu ảnh hưởng từ các nguyên tắc và xu hướng phát triển tiên tiến trong ngành xây dựng tại châu Âu. Khu vực này nổi bật với sự tập trung mạnh mẽ vào tính bền vững và hiệu quả năng lượng trong xây dựng. Các quy định như Chỉ thị Hiệu suất Năng lượng của Tòa nhà (EPBD) của Liên minh Châu Âu yêu cầu tất cả các tòa nhà mới phải đạt mức phát thải bằng 0 từ năm 2030, và mục tiêu này sẽ dần mở rộng sang các tòa nhà hiện có vào năm 2050. Những quy định chặt chẽ này đã thúc đẩy mạnh mẽ sự đổi mới trong vật liệu và phương pháp xây dựng trên toàn châu lục.
Châu Âu tự hào có một nền tảng kỹ thuật xuất sắc, với các trường đại học và viện nghiên cứu hàng đầu liên tục tạo ra các công nghệ xây dựng tiên tiến. Các giải pháp công nghệ thường được thử nghiệm và tinh chỉnh kỹ lưỡng trước khi đưa ra thị trường, được hỗ trợ bởi các khoản tài trợ của chính phủ và các chương trình đổi mới giai đoạn đầu. Các phương pháp xây dựng tiên tiến như đúc sẵn (prefabrication) và mô-đun (modular construction) đã phát triển mạnh mẽ tại châu Âu. Những phương pháp này giúp giảm thời gian thi công, tăng cường kiểm soát chất lượng do sản xuất trong môi trường nhà máy, và giảm thiểu đáng kể lượng chất thải xây dựng.
Việc Gubeam được gọi là “công nghệ châu Âu” cho thấy nó được phát triển dựa trên hoặc tích hợp các tiêu chuẩn cao về chất lượng, đổi mới và tính bền vững đặc trưng của khu vực này. Điều này bao gồm sự chú trọng vào hiệu quả kết cấu, tính linh hoạt trong thiết kế và tối ưu hóa vật liệu. Tuy nhiên, định danh “châu Âu” cũng có thể là một yếu tố hai mặt. Mặc dù nó báo hiệu chất lượng và sự đổi mới, các thị trường châu Âu cũng được biết đến với sự thận trọng trong việc chấp nhận rủi ro và sự phân mảnh do đa dạng về ngôn ngữ, quy định và tiêu chuẩn xây dựng. Điều này ngụ ý rằng, mặc dù công nghệ Gubeam có thể rất tinh vi và hiệu quả, việc triển khai thành công tại một thị trường mới như Việt Nam đòi hỏi phải điều hướng cẩn thận các quy định địa phương, nguồn cung vật liệu và khả năng của lực lượng lao động, những yếu tố này có thể khác biệt đáng kể so với bối cảnh châu Âu. Do đó, việc chuyển giao công nghệ này sang một môi trường pháp lý và vận hành khác có thể tiềm ẩn những điểm ma sát liên quan đến cấu trúc chi phí và thực tiễn lao động.
II. Ưu điểm nổi bật của Công nghệ Gubeam
Công nghệ Gubeam mang lại nhiều ưu điểm vượt trội, đặc biệt trong bối cảnh ngành xây dựng đang tìm kiếm các giải pháp hiệu quả hơn về chi phí, thời gian và môi trường.
B. Hiệu quả về thời gian và chi phí thi công
1. Tốc độ lắp dựng nhanh chóng và rút ngắn tiến độ dự án
Gubeam nổi bật với khả năng rút ngắn đáng kể thời gian thi công, có thể lên đến 50-70% so với các phương pháp xây dựng truyền thống. Yếu tố then chốt tạo nên tốc độ này là việc sản xuất trước một phần lớn các cấu kiện (như tường, mái, và các bộ phận khung) trong nhà xưởng theo phương pháp tiền chế (prefabrication). Các cấu kiện này sau đó được vận chuyển đến công trường và lắp ráp nhanh chóng, giảm thiểu đáng kể thời gian cần thiết cho các công đoạn xây dựng tại chỗ.
Hơn nữa, công nghệ Gubeam còn tối ưu hóa quy trình bằng cách giảm tới 80% hệ thống chống cốp pha đối với sàn nhẹ, chỉ yêu cầu bố trí điểm chống tại một số vị trí nhất định giữa dầm và sàn. Việc này không chỉ đẩy nhanh tiến độ mà còn giảm thiểu công việc thủ công phức tạp tại công trường. Tốc độ hoàn thành dự án nhanh hơn trực tiếp dẫn đến năng suất cao hơn và giảm thiểu các thách thức phổ biến trong xây dựng như chậm tiến độ. Trong bối cảnh thị trường Việt Nam, nơi tình trạng thiếu hụt lao động và logistics phức tạp có thể gây ra chậm trễ , việc sản xuất ngoài công trường và lắp ráp nhanh chóng của Gubeam mang lại lợi thế đáng kể bằng cách giảm sự phụ thuộc vào lao động tại chỗ và giảm thiểu gián đoạn do thời tiết. Ngoài tốc độ, hiệu quả này còn góp phần quản lý dự án tốt hơn, giảm rủi ro tài chính do chu kỳ dự án ngắn hơn và thu hồi vốn đầu tư nhanh hơn cho các nhà phát triển.
2. Tiết kiệm chi phí nhân công và tổng thể dự án
Mặc dù sử dụng vật liệu chất lượng cao, Gubeam được quảng cáo là có giá thành xây dựng “như nhà truyền thống nhưng chất lượng vượt trội” , thậm chí có tiềm năng tiết kiệm 10-15% tổng chi phí thi công. Quy trình sản xuất tối ưu hóa và giảm lao động tại chỗ là những yếu tố chính giúp giảm chi phí nhân công. Việc tiền chế các cấu kiện trong nhà máy giúp loại bỏ nhu cầu về nhiều loại thợ thủ công tại công trường như thợ nề, thợ ống nước, thợ sơn, từ đó giảm chi phí tổng thể.
Hiệu quả về chi phí này, đặc biệt là “chi phí lao động thấp hơn” của xây dựng tiền chế/mô-đun mà Gubeam tận dụng, bắt nguồn từ việc chuyển các hoạt động thâm dụng lao động từ các công trường không thể đoán trước sang môi trường nhà máy được kiểm soát. Điều này cho phép đạt được quy mô kinh tế, giảm lãng phí và sử dụng hiệu quả hơn lao động lành nghề. Mặc dù tổng chi phí có thể tương tự hoặc thấp hơn so với xây dựng truyền thống, nhưng cấu trúc chi phí thay đổi, với tỷ lệ lớn hơn được phân bổ cho sản xuất tại nhà máy và logistics, và ít hơn cho lao động thủ công tại chỗ và các rủi ro liên quan. Sự thay đổi này đặc biệt có lợi ở các khu vực đang đối mặt với tình trạng thiếu hụt lao động lành nghề , vì nó tập trung công việc chuyên môn và giảm nhu cầu về một lực lượng lao động lớn, đa dạng tại chỗ, có khả năng giảm thiểu lạm phát tiền lương và các vấn đề kiểm soát chất lượng.
3. Giảm chi phí móng và tối ưu hóa vật liệu
Kết cấu Gubeam được thiết kế đặc biệt để nhẹ hơn đáng kể so với các cấu kiện truyền thống, giúp giảm tổng trọng lượng của công trình và kéo theo là giảm chi phí móng. Các hệ thống liên hợp có thể nhẹ hơn tới 25% so vi xây dựng bê tông thuần túy. Nguyên lý liên hợp thép bê tông cũng giúp tối ưu hóa việc sử dụng vật liệu, đạt được khả năng chịu lực cao trong khi giảm lượng thép kết cấu cần thiết.
Việc giảm trọng lượng kết cấu có tác động tích cực theo chuỗi. Các cấu trúc nhẹ hơn tác dụng ít tải trọng hơn lên nền móng, yêu cầu móng ít mở rộng và ít tốn kém hơn. Điều này đặc biệt có lợi ở những khu vực có điều kiện đất yếu hoặc nơi việc đóng cọc sâu sẽ rất tốn kém. Hơn nữa, việc tối ưu hóa vật liệu (sử dụng ít thép hơn cho cùng một cường độ) trực tiếp ảnh hưởng đến chi phí vật liệu, ngay cả khi chi phí đơn vị của các cấu kiện Gubeam chuyên biệt có thể cao hơn. Lợi ích này mở rộng ra ngoài việc tiết kiệm chi phí ban đầu, có khả năng cho phép xây dựng trên các địa điểm trước đây được coi là không phù hợp hoặc quá đắt đối với các cấu trúc bê tông truyền thống nặng, mở ra các cơ hội phát triển mới.
B. Hiệu suất kết cấu và độ bền vượt trội
1. Khả năng chịu lực cao, ổn định và phù hợp công trình cao tầng, nhịp lớn
Gubeam mang lại độ bền và khả năng chịu tải trọng vượt trội, giúp tòa nhà chịu đựng an toàn các tác động của tải trọng động và tĩnh. Hệ thống này được thiết kế để giảm thiểu sự biến dạng và biến dạng vật liệu trong quá trình sử dụng, đảm bảo tòa nhà duy trì hình dạng và kích thước ban đầu trong thời gian dài. Công nghệ này đặc biệt phù hợp cho các công trình cao tầng và những công trình yêu cầu nhịp kết cấu lớn (có thể vượt nhịp trên 10m, thậm chí 14m), nơi các phương pháp truyền thống gặp nhiều khó khăn trong việc cạnh tranh về hiệu quả và kinh tế.
Các xu hướng kiến trúc hiện đại thường yêu cầu không gian mở lớn không có cột trung gian và các tòa nhà cao hơn. Các cấu trúc bê tông truyền thống có thể nặng và hạn chế khả năng vượt nhịp. Bản chất liên hợp của Gubeam, kết hợp khả năng vượt nhịp của thép và cường độ chịu nén của bê tông, cùng với trọng lượng nhẹ hơn , trực tiếp đáp ứng các yêu cầu kiến trúc này, cho phép thiết kế linh hoạt hơn và thẩm mỹ hơn. Độ cứng cao của nó cũng làm giảm chuyển vị, tiếp tục cho phép các nhịp lớn hơn. Điều này định vị Gubeam là một yếu tố then chốt cho các tầm nhìn kiến trúc đương đại, mang lại cho các nhà thiết kế sự tự do lớn hơn và tạo điều kiện xây dựng các tòa nhà chức năng và hấp dẫn hơn về mặt thị giác.
2. Kháng chấn và chống chịu các tác động bên ngoài
Gubeam thể hiện khả năng kháng chấn vượt trội nhờ liên kết nút khung giữa cột và dầm được thiết kế linh hoạt. Kết cấu liên hợp thép bê tông cũng có khả năng chịu ảnh hưởng động đất tốt hơn do thép tăng tính dẻo cho kết cấu. Tính dẻo và sự linh hoạt của các liên kết dầm-cột là rất quan trọng để tiêu tán năng lượng địa chấn, giảm nguy cơ phá hoại giòn trong các sự kiện động đất.
Ngoài ra, hệ thống Gubeam còn có khả năng chống chịu tốt với môi trường khắc nghiệt và thời tiết xấu, đặc biệt ở những khu vực mưa nhiều hoặc địa hình phức tạp. Điều này đặc biệt phù hợp với Việt Nam, nơi thường xuyên chịu ảnh hưởng của các thiên tai như bão và lũ lụt. Khả năng của hệ thống liên hợp, tận dụng khối lượng của bê tông và tính toàn vẹn của thép, cung cấp một giải pháp mạnh mẽ chống lại các tác động môi trường. Khả năng phục hồi nâng cao trước thiên tai giúp giảm chi phí bảo trì và sửa chữa dài hạn, giảm thiểu gián đoạn, và quan trọng nhất là bảo vệ tính mạng con người và tài sản, phù hợp với các xu hướng toàn cầu về cơ sở hạ tầng kiên cường.
3. Tăng cường khả năng chống cháy và ăn mòn (nhờ lớp bê tông bảo vệ)
Một trong những ưu điểm quan trọng của Gubeam là khả năng khắc phục các nhược điểm cố hữu của kết cấu thép thuần túy, vốn dễ bị tổn thương bởi nhiệt độ cao (thép có thể nóng chảy hoặc biến dạng ở 600°C) và ăn mòn trong khí hậu ẩm ướt. Trong kết cấu liên hợp Gubeam, lớp bê tông bao bọc có tác dụng ngăn cản sự ăn mòn của môi trường và đóng vai trò như một lớp cách nhiệt bảo vệ kết cấu thép khi chịu nhiệt độ cao.
Bê tông có độ dẫn nhiệt thấp và nhiệt dung riêng cao, làm cho nhiệt độ của bê tông tăng chậm theo thời gian cháy, từ đó bảo vệ cốt thép bên trong. Điều này kéo dài đáng kể thời gian trước khi thép mất đi tính toàn vẹn kết cấu, cung cấp thêm thời gian để sơ tán và chữa cháy. Tương tự, lớp bê tông cách ly vật lý thép khỏi môi trường ăn mòn, giảm thiểu vấn đề rỉ sét thép phổ biến trong khí hậu ẩm ướt như Việt Nam. Tính năng này làm cho Gubeam trở thành một lựa chọn mạnh mẽ và an toàn hơn, đặc biệt ở các vùng khí hậu nhiệt đới có độ ẩm cao và đối với các tòa nhà mà an toàn cháy nổ là tối quan trọng, giảm chi phí bảo trì dài hạn liên quan đến ăn mòn và nâng cao an toàn tổng thể của tòa nhà.
4. Tuổi thọ thiết kế và độ bền lâu dài
Thiết kế cho độ bền của các cấu trúc bê tông cốt thép mới ở châu Âu dựa trên phương pháp quy định chặt chẽ, đảm bảo mức độ an toàn và khả năng sử dụng trong suốt tuổi thọ thiết kế. Các tiêu chuẩn châu Âu như EN 206 và EN 1992 cung cấp các yêu cầu cụ thể về thành phần bê tông và độ sâu lớp phủ bê tông tối thiểu để bảo vệ cốt thép khỏi ăn mòn, đảm bảo tuổi thọ thiết kế từ 50 đến 100 năm.
Gubeam, với tư cách là một “công nghệ châu Âu” , được phát triển dựa trên những nguyên tắc này. Công nghệ này sử dụng bê tông cường độ cao và thép bọc mạ kẽm , với thép mạ kẽm có khả năng chống ăn mòn vượt trội và tuổi thọ lâu dài. Tuổi thọ thiết kế dài có nghĩa là cấu trúc được thiết kế để hoạt động an toàn và đáng tin cậy trong nhiều thập kỷ, giảm nhu cầu sửa chữa hoặc thay thế lớn. Điều này trái ngược với khái niệm “các tòa nhà rẻ tiền dùng một lần” và cung cấp một khoản đầu tư bền vững và kinh tế hơn trong suốt vòng đời của tòa nhà. Việc sử dụng thép mạ kẽm tiếp tục tăng cường khả năng chống ăn mòn, góp phần vào tuổi thọ này, đặc biệt trong các môi trường khắc nghiệt. Đối với các nhà đầu tư và chủ nhà, điều này có nghĩa là giá trị tài sản dài hạn có thể dự đoán được, chi phí vòng đời thấp hơn (bao gồm bảo trì và cải tạo) và giảm tác động môi trường do ít phải xây dựng lại thường xuyên hơn. Dễ dàng bảo trì cho các lớp vỏ thép bằng cách sơn chống gỉ lại. Lớp mạ kẽm trong điều kiện khô ráo trong nhà và có lớp trát bảo vệ là điều kiện lý tưởng để công trình bền vững lâu dài, tốn ít chi phí bảo dưỡng do bê tông bị nứt lớp bảo vệ gây hại cốt thép bên trong như thường thấy ở các nhà bê tông cốt thép truyền thống.
C. Lợi ích về môi trường và tính bền vững
1. Giảm thiểu chất thải xây dựng và ô nhiễm
Công nghệ Gubeam, thông qua việc áp dụng phương pháp tiền chế, góp phần đáng kể vào việc giảm thiểu chất thải xây dựng và ô nhiễm môi trường. Việc sản xuất trước một phần cấu kiện trong nhà xưởng và sử dụng vật liệu thân thiện với môi trường giúp giảm đáng kể lượng phế thải xây dựng, hạn chế ô nhiễm tiếng ồn và cải thiện an toàn vệ sinh môi trường tại công trường. Xây dựng mô-đun và tiền chế giúp giảm tới 90% lượng chất thải vật liệu và giảm ô nhiễm nước, bụi, tiếng ồn. Hơn nữa, các vật liệu xây dựng của nhà lắp ghép còn có thể tái sử dụng nhiều lần.
Việc giảm chất thải và kiểm soát ô nhiễm là những nguyên tắc cốt lõi của xây dựng xanh. Châu Âu đặc biệt chú trọng vào việc giảm dấu chân môi trường, với ngành xây dựng chiếm khoảng 35% tổng lượng chất thải của EU. Môi trường sản xuất được kiểm soát trong nhà máy của Gubeam giúp giảm thiểu sự gián đoạn tại công trường và cho phép quản lý vật liệu tốt hơn cũng như tái chế hiệu quả hơn. Điều này không chỉ đóng góp vào các mục tiêu xây dựng xanh và kinh tế tuần hoàn mà còn có thể giúp công trình đạt được các chứng nhận xanh quốc tế như LEED hoặc BREEAM , từ đó tăng giá trị thị trường và đáp ứng các yêu cầu quy định ngày càng cao.
2. Tối ưu hóa năng lượng và giảm phát thải carbon
Gubeam được thiết kế để tối ưu hóa hiệu quả năng lượng của tòa nhà. Các cấu kiện nhẹ như tường rỗng và tấm sàn nhẹ góp phần vào việc này. Các cấu trúc tiền chế thường sử dụng vật liệu tiết kiệm năng lượng, bao gồm bọt cách nhiệt và hỗn hợp bê tông thân thiện với môi trường, mang lại khả năng cách nhiệt cao và giảm tiêu thụ năng lượng.
Hiệu quả năng lượng là một trong những trụ cột của xây dựng bền vững, trực tiếp làm giảm chi phí vận hành và tác động môi trường. Các tòa nhà ở EU hiện chiếm 40% tổng tiêu thụ năng lượng và 36% tổng lượng phát thải khí nhà kính. Với mục tiêu của EU là đạt được các tòa nhà không phát thải vào năm 2030 , các công nghệ như Gubeam đóng vai trò quan trọng trong việc giảm nhu cầu năng lượng cho hệ thống sưởi ấm và làm mát. Hơn nữa, việc lựa chọn vật liệu ở giai đoạn thiết kế (giai đoạn A1) là rất quan trọng để giảm tiềm năng nóng lên toàn cầu (GWP) của công trình. Việc Gubeam sử dụng các vật liệu và phương pháp tối ưu hóa năng lượng góp phần vào mục tiêu giảm dấu chân carbon trong suốt vòng đời của tòa nhà, hỗ trợ các mục tiêu khí hậu quốc gia, giảm hóa đơn tiện ích cho người sử dụng và tăng khả năng tiếp thị của công trình trong một thị trường ngày càng quan tâm đến môi trường.
3. Thúc đẩy kinh tế tuần hoàn và vật liệu bền vững
Công nghệ Gubeam phù hợp với xu hướng toàn cầu về xây dựng bền vững và kinh tế tuần hoàn. Khả năng tái sử dụng các cấu kiện tiền chế của Gubeam là một lợi ích đáng kể, giúp giảm thiểu việc khai thác tài nguyên mới và lượng chất thải đưa ra bãi rác. Việc sử dụng vật liệu thân thiện với môi trường cũng là một phần không thể thiếu của công nghệ này.
Châu Âu đặc biệt nhấn mạnh vào các chiến lược kinh tế tuần hoàn và việc sử dụng các Tuyên bố Sản phẩm Môi trường (EPD) để đánh giá tác động của vật liệu. Việc vật liệu có thể tái sử dụng và giảm chất thải phù hợp với các nguyên tắc kinh tế tuần hoàn, giảm thiểu sự cạn kiệt tài nguyên và gánh nặng cho các bãi chôn lấp. Điều này không chỉ định vị Gubeam là một công nghệ tiên tiến hỗ trợ khả năng phục hồi sinh thái và kinh tế lâu dài mà còn thúc đẩy sự chuyển đổi từ mô hình tuyến tính “khai thác-sản xuất-thải bỏ” sang một hệ thống bền vững hơn.
D. Tính linh hoạt trong thiết kế và ứng dụng
1. Đa dạng hình dạng kiến trúc và công năng
Gubeam mang lại sự linh hoạt đáng kể trong thiết kế, cho phép đáp ứng các yêu cầu về thẩm mỹ và công năng cho nhiều hình dạng công trình đa dạng. Công nghệ này đặc biệt phù hợp cho các dự án quy mô lớn với nhịp kết cấu rộng, nơi các giải pháp truyền thống có thể gặp hạn chế. Kết cấu liên hợp nhẹ và có cường độ cao của Gubeam mở rộng khả năng sáng tạo kiến trúc, cho phép các thiết kế mà với bê tông nặng truyền thống sẽ rất khó hoặc không thể thực hiện được. Nó hỗ trợ các bố cục không gian mở và các hình dạng phức tạp, phù hợp với các xu hướng thiết kế hiện đại. Điều này nâng cao sức hấp dẫn về mặt thẩm mỹ và khả năng thích ứng chức năng của các tòa nhà, tăng giá trị thị trường và sự hài lòng của người sử dụng.
2. Phù hợp với nhiều loại công trình
Tính đa dụng của Gubeam là một ưu điểm đáng kể, cho phép ứng dụng rộng rãi trong nhiều loại hình công trình khác nhau. Công nghệ này có thể được sử dụng trong các tòa nhà cao tầng, các công trình có nhịp lớn, nhà xưởng, cầu, sân vận động, cũng như các công trình dân dụng, thương mại và văn phòng. Khả năng ứng dụng của Gubeam trong cả các dự án dân dụng và công nghiệp chứng minh tính thích ứng và khả năng mở rộng thị trường của công nghệ. Tính linh hoạt này giảm thiểu rủi ro đầu tư cho các nhà phát triển bằng cách cung cấp một giải pháp cho nhiều nhu cầu dự án khác nhau. Điều này địn vị Gubeam là một hệ thống đa năng với tiềm năng thị trường đáng kể, có khả năng đáp ứng các yêu cầu xây dựng đa dạng.
III. Nhược điểm và Thách thức của Công nghệ Gubeam
Mặc dù mang lại nhiều ưu điểm, công nghệ Gubeam cũng đối mặt với một số nhược điểm và thách thức cần được xem xét kỹ lưỡng, đặc biệt khi triển khai tại thị trường Việt Nam.
A. Chi phí ban đầu và đầu tư
1. Chi phí vật liệu và công nghệ chuyên biệt
Công nghệ Gubeam thường yêu cầu sử dụng thép và bê tông chất lượng cao, điều này có thể ảnh hưởng đến chi phí xây dựng ban đầu. Các gói xây dựng Gubeam được GEC cung cấp có mức giá từ 3.000.000 VNĐ/m2 đến 4.550.000 VNĐ/m2 tùy thuộc vào gói (Iron, Silver, Gold, Platinum). Khi so sánh với chi phí xây dựng phần thô truyền thống tại Hà Nội, dao động từ 2.500.000 VNĐ/m2 đến 6.000.000 VNĐ/m2 , hoặc chi phí xây nhà trọn gói từ 4.400.000 VNĐ/m2 đến 12.000.000 VNĐ/m2 , Gubeam được quảng cáo là “giá thành xây dựng như nhà truyền thống nhưng chất lượng vượt trội”.
Tuy nhiên, điều quan trọng là phải đánh giá chi phí vòng đời của công trình thay vì chỉ tập trung vào chi phí ban đầu. Mặc dù chi phí ban đầu cho vật liệu và công nghệ chuyên biệt có thể cao hơn , các nghiên cứu cho thấy xây dựng bền vững, mà Gubeam hướng tới, thường có chi phí vận hành và bảo trì thấp hơn đáng kể trong dài hạn, dẫn đến tiết kiệm tổng thể theo thời gian. Điều này hàm ý rằng một khoản đầu tư ban đầu cao hơn vào Gubeam có thể mang lại lợi nhuận tài chính lớn hơn và lợi ích môi trường vượt trội trong suốt vòng đời của tòa nhà.
2. Vấn đề tài chính và rủi ro đầu tư
Việc tìm kiếm nguồn tài chính cho các dự án xây dựng xanh hoặc áp dụng công nghệ mới có thể gặp khó khăn, do các tổ chức cho vay có thể coi đây là những dự án có rủi ro cao hơn. Hơn nữa, các phương pháp xây dựng mô-đun hoặc tiền chế, mà Gubeam sử dụng các yếu tố của chúng, thường yêu cầu các khoản thanh toán lớn hơn vào giai đoạn đầu của dự án, điều mà các nhà đầu tư và tổ chức cho vay truyền thống có thể chưa quen thuộc.
Ngành xây dựng, đặc biệt ở châu Âu, thường có xu hướng ngại rủi ro đối với các công nghệ mới, đòi hỏi quá trình xác nhận và kiểm chứng rộng rãi trước khi chấp nhận. Nhận thức này có thể mở rộng sang lĩnh vực tài chính. Các mô hình tài chính truyền thống thường được xây dựng dựa trên tiến độ và cấu trúc thanh toán của xây dựng thông thường, gây khó khăn cho các dự án có chi phí tập trung vào giai đoạn đầu như Gubeam. Điều này cho thấy các nhà phát triển cần chủ động giáo dục các tổ chức cho vay về giá trị dài hạn và mô hình dòng tiền khác biệt của các phương pháp xây dựng tiên tiến.
E. Yêu cầu kỹ thuật và nhân lực chuyên môn
1. Độ phức tạp trong thi công và giám sát
Việc triển khai công nghệ Gubeam có thể đòi hỏi các kỹ thuật thi công phức tạp hơn so với các phương pháp truyền thống. Các công nghệ xây dựng tiên tiến, bao gồm cả Gubeam, đòi hỏi các bản vẽ có độ chính xác cao và sự phối hợp chặt chẽ trong môi trường BIM 3D để dự đoán và giải quyết các lỗi tiềm ẩn. Điều này nhấn mạnh sự cần thiết của việc có sự đóng góp sớm từ tất cả các bộ phận liên quan và một cách tiếp cận hợp tác để tránh các sự chậm trễ không mong muốn.
Độ phức tạp này phát sinh từ việc tích hợp các cấu kiện tiền chế và quá trình lắp ráp chuyên biệt tại công trường, đòi hỏi kế hoạch và điều phối tỉ mỉ. Giao tiếp hiệu quả và trao đổi thông tin là những yếu tố cực kỳ quan trọng, đặc biệt khi ngành xây dựng châu Âu vẫn còn đối mặt với sự phân mảnh và mức độ số hóa thấp. Điều này hàm ý rằng việc triển khai Gubeam thành công đòi hỏi năng lực quản lý dự án mạnh mẽ, hiểu biết về kỹ thuật số và khả năng hợp tác đa ngành, có thể vượt quá khả năng của các công ty xây dựng truyền thống.
2. Thiếu hụt lao động lành nghề và đào tạo
Một thách thức đáng kể đối với việc áp dụng Gubeam là yêu cầu về lao động lành nghề. Xây dựng các công trình xanh và áp dụng công nghệ mới thường đòi hỏi kiến thức và kỹ năng chuyên biệt mà không phải lúc nào cũng sẵn có trên thị trường lao động địa phương. Ngành xây dựng ở cả châu Âu và Việt Nam đều đang đối mặt với tình trạng thiếu hụt lao động lành nghề. Các công nghệ mới như Gubeam yêu cầu công nhân phải thành thạo các công cụ và phương pháp hiện đại.
Sự chuyển đổi sang các phương pháp xây dựng tiên tiến như Gubeam làm trầm trọng thêm khoảng cách kỹ năng hiện có. Các phương pháp đào tạo truyền thống có thể không đủ, đòi hỏi đầu tư vào các chương trình đào tạo nghề, đào tạo lại và nâng cao kỹ năng số. Điều này cho thấy việc áp dụng Gubeam thành công phụ thuộc vào việc giải quyết các thách thức về nguồn nhân lực, bao gồm việc thu hút tài năng trẻ vào một lĩnh vực thường bị coi là “khó khăn, bẩn thỉu, phụ thuộc vào thời tiết và rủi ro cao”.
C. Thích ứng với điều kiện khí hậu Việt Nam
1. Khả năng chống ăn mòn của thép trong môi trường nóng ẩm
Khí hậu nhiệt đới gió mùa của Việt Nam có thể gây ra hiện tượng thép bị gỉ và ăn mòn, làm giảm tuổi thọ công trình. Mặc dù Gubeam sử dụng thép bọc mạ kẽm , một vật liệu có khả năng chống ăn mòn vượt trội , hiệu quả bảo vệ của lớp mạ kẽm vẫn phụ thuộc vào độ dày lớp mạ và điều kiện môi trường. Trong các khu vực đô thị hoặc ven biển, tuổi thọ của thép mạ kẽm có thể giảm xuống còn khoảng 20 năm, so với hơn 50 năm ở môi trường nông thôn.
Việc bê tông bao bọc bảo vệ thép là một ưu điểm của Gubeam trong việc chống ăn mòn. Tuy nhiên, các yếu tố thép tiếp xúc hoặc ít được bảo vệ hơn (ví dụ: các mối nối, chi tiết kết nối) vẫn có thể dễ bị tổn thương. Độ ẩm cao và khả năng xâm nhập mặn (ở các khu vực ven biển) có thể đẩy nhanh quá trình ăn mòn. Điều này đòi hỏi kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt trong quá trình mạ kẽm, thiết kế các chi tiết phù hợp để giảm thiểu thép lộ thiên và có thể cần các quy trình bảo trì tăng cường trong điều kiện khí hậu đặc thù của Việt Nam.
2. Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm cao đến vật liệu
Nhiệt độ cao có thể khiến bê tông và thép giãn nở và nứt gãy, làm giảm độ bền của công trình. Tuy nhiên, khí hậu nóng ẩm của Việt Nam về cơ bản lại rất thích hợp cho sự phát triển cường độ và chất lượng bê tông, miễn là quá trình bảo dưỡng được thực hiện đúng cách.
Việc cân bằng giữa lợi ích và thách thức của khí hậu là rất quan trọng. Mặc dù nhiệt độ cao tiềm ẩn rủi ro giãn nở nhiệt và nứt, các đặc tính vốn có của bê tông (độ dẫn nhiệt thấp) và hoạt động liên hợp của Gubeam có thể giảm thiểu những tác động này. Đồng thời, khí hậu ẩm ướt, dù là thách thức đối với thép lộ thiên, lại có lợi cho quá trình ninh kết và phát triển cường độ lâu dài của bê tông. Điều này cho thấy rằng việc thiết kế và thi công cẩn thận, bao gồm lựa chọn vật liệu phù hợp và kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt, là cần thiết để tận dụng lợi ích của khí hậu đồng thời giảm thiểu các thách thức của nó.
F. Khung pháp lý và tiêu chuẩn áp dụng
1. Tiêu chuẩn thiết kế và vật liệu liên hợp thép-bê tông tại Việt Nam
Một trong những thách thức lớn đối với việc triển khai Gubeam tại Việt Nam là khoảng trống trong các tiêu chuẩn thiết kế quốc gia. Tiêu chuẩn TCVN 5574-2018 về Thiết kế kết cấu Bê tông và Bê tông cốt thép hiện hành không áp dụng cho các kết cấu liên hợp thép – bê tông. Tương tự, TCVN 5575:2024 về Thiết kế kết cấu thép áp dụng cho kết cấu thép nhưng không có quy định cụ thể cho kết cấu liên hợp.
Trong khi đó, các tiêu chuẩn châu Âu (Eurocodes), đặc biệt là EN 1994 về Thiết kế kết cấu liên hợp thép và bê tông, được công nhận rộng rãi ở châu Âu để đảm bảo sự tuân thủ và chuyển giao công nghệ. Việt Nam đang trong quá trình chấp nhận một số Eurocodes, ví dụ TCVN XXX:20XX (EN 1990) về Cơ sở thiết kế kết cấu đã được biên soạn dựa trên EN 1990:2002 với những bổ sung và điều chỉnh phù hợp với điều kiện Việt Nam. Tuy nhiên, việc áp dụng đầy đủ các Eurocodes khác, đặc biệt cho kết cấu liên hợp, có thể vẫn đang trong quá trình hoặc chưa hoàn chỉnh. Sự thiếu vắng các tiêu chuẩn Việt Nam cụ thể cho kết cấu liên hợp thép-bê tông tạo ra một khoảng trống pháp lý và rào cản kỹ thuật. Điều này đòi hỏi việc dựa vào các tiêu chuẩn quốc tế, có thể cần thêm quá trình xác nhận, chuyên môn và tiềm ẩn chi phí thiết kế cao hơn do sự không quen thuộc hoặc thiếu tiền lệ tại địa phương. Điều này cũng có thể gây ra sự thận trọng từ các cơ quan quản lý trong việc phê duyệt các công nghệ chưa được bao phủ đầy đủ bởi các quy chuẩn quốc gia.
2. Quy trình cấp phép và sự chấp nhận công nghệ mới
Việt Nam có một khung pháp lý xây dựng tương đối đầy đủ, bao gồm Luật Xây dựng 2014 và sửa đổi 2020, các Nghị định (như 06/2021/NĐ-CP về quản lý chất lượng, 10/2021/NĐ-CP về quản lý chi phí) và Thông tư (như 12/2021/TT-BXD về định mức). Tuy nhiên, việc áp dụng các vật liệu và công nghệ mới phải tuân thủ quy chuẩn kỹ thuật quốc gia, tương thích với các tiêu chuẩn liên quan, và đảm bảo tính khả thi, bền vững, an toàn và hiệu quả. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về sản phẩm, hàng hóa vật liệu xây dựng QCVN 16:2023/BXD cũng yêu cầu chứng nhận hợp quy cho các vật liệu mới trước khi lưu thông.
Mặc dù có khung pháp lý, việc áp dụng các công nghệ xây dựng mới thường đối mặt với các rào cản hành chính do thiếu hướng dẫn cụ thể hoặc tiền lệ. Nhu cầu về chứng nhận hợp quy cho vật liệu mới và đảm bảo tính tương thích với các tiêu chuẩn hiện có có thể làm tăng thêm thời gian và chi phí cho quá trình phát triển dự án. Điều này cho thấy các công ty triển khai Gubeam cần phải điều hướng một hệ thống pháp lý phức tạp, có khả năng yêu cầu thêm thời gian cho các phê duyệt và chứng minh sự tuân thủ.
G. Hạn chế về vận chuyển và logistics
Mặc dù việc tiền chế các cấu kiện mang lại lợi ích về tốc độ thi công tại công trường, nó lại chuyển gánh nặng phức tạp sang khâu logistics. Các cấu kiện mô-đun hoặc tiền chế của Gubeam, đặc biệt là những cấu kiện có kích thước lớn, có thể đối mặt với các thách thức vận chuyển phức tạp và tốn kém. Điều này bao gồm các hạn chế về kích thước đường bộ và khả năng của cần cẩu tại công trường. Nguy cơ hư hỏng trong quá trình vận chuyển cũng có thể gây ra sự chậm trễ đáng kể và chi phí sửa chữa cao.
Hạn chế về cơ sở hạ tầng, đặc biệt là mạng lưới đường bộ và sự sẵn có của cần cẩu tại Việt Nam, có thể đặt ra giới hạn cho việc vận chuyển các cấu kiện Gubeam lớn và nặng, đặc biệt đến các địa điểm xa xôi hoặc các khu vực đô thị đông đúc. Điều này hàm ý rằng việc lập kế hoạch logistics cẩn thận, khảo sát tuyến đường và có thể chấp nhận chi phí vận chuyển cao hơn là những cân nhắc quan trọng đối với các dự án Gubeam.
IV. Kết luận và Khuyến nghị
Công nghệ xây dựng châu Âu Gubeam thể hiện một phương pháp tiếp cận hiện đại và hiệu quả cho ngành xây dựng, mang lại nhiều ưu điểm đáng kể. Công nghệ này nổi bật về tốc độ thi công nhanh chóng, khả năng tối ưu hóa chi phí (đặc biệt là chi phí móng và chi phí vòng đời), hiệu suất kết cấu vượt trội cho các công trình cao tầng và nhịp lớn, khả năng kháng chấn, chống cháy và ăn mòn được tăng cường, cùng với tuổi thọ thiết kế dài và lợi ích môi trường đáng kể thông qua việc giảm chất thải và tối ưu hóa năng lượng. Tính linh hoạt trong thiết kế và khả năng ứng dụng đa dạng của Gubeam cho nhiều loại hình công trình cũng là những điểm mạnh quan trọng, mở rộng khả năng sáng tạo kiến trúc và tiềm năng thị trường.
Tuy nhiên, việc triển khai Gubeam tại Việt Nam cũng đi kèm với những thách thức cần được quản lý cẩn thận. Các chi phí ban đầu cho vật liệu và công nghệ chuyên biệt có thể cao hơn, đòi hỏi một sự thay đổi trong cách đánh giá tài chính từ chi phí ban đầu sang tổng chi phí vòng đời. Yêu cầu kỹ thuật phức tạp và sự thiếu hụt lao động lành nghề đòi hỏi đầu tư vào đào tạo và nâng cao năng lực quản lý dự án. Sự thích ứng với điều kiện khí hậu nóng ẩm của Việt Nam, đặc biệt là khả năng chống ăn mòn của thép trong môi trường này, cần được xem xét kỹ lưỡng trong thiết kế và bảo trì. Cuối cùng, khoảng trống trong các tiêu chuẩn pháp lý quốc gia cho kết cấu liên hợp thép-bê tông và quy trình cấp phép cho công nghệ mới có thể tạo ra rào cản hành chính và kỹ thuật. Hạn chế về cơ sở hạ tầng và logistics cũng là một yếu tố cần được tính toán.
Để tối đa hóa lợi ích và giảm thiểu rủi ro khi áp dụng công nghệ Gubeam tại Việt Nam, các khuyến nghị sau đây được đưa ra:
• Đối với Chủ đầu tư và Nhà phát triển:
o Thực hiện phân tích chi phí vòng đời toàn diện để hiểu rõ lợi ích kinh tế dài hạn của Gubeam, vượt ra ngoài chi phí đầu tư ban đầu.
o Đầu tư vào năng lực quản lý dự án và giám sát kỹ thuật, đảm bảo sự phối hợp chặt chẽ giữa các bên liên quan và tận dụng các công cụ số hóa như BIM.
o Chủ động làm việc với các nhà cung cấp công nghệ để hiểu rõ các yêu cầu kỹ thuật và đảm bảo chất lượng vật liệu, đặc biệt là khả năng chống ăn mòn của thép trong điều kiện khí hậu địa phương.
o Tìm kiếm sự tư vấn chuyên sâu về pháp lý để điều hướng các quy định hiện hành và chuẩn bị cho các yêu cầu cấp phép đối với công nghệ mới.
• Đối với Cơ quan quản lý nhà nước:
o Ưu tiên phát triển và ban hành các tiêu chuẩn quốc gia cụ thể cho kết cấu liên hợp thép-bê tông, đặc biệt là TCVN cho Eurocode 4, để tạo hành lang pháp lý rõ ràng cho các công nghệ tiên tiến.
o Xây dựng các chính sách khuyến khích và hỗ trợ tài chính cho các công trình áp dụng công nghệ xây dựng xanh và hiệu quả năng lượng.
o Phát triển các chương trình đào tạo nghề và nâng cao kỹ năng cho lực lượng lao động trong ngành xây dựng, tập trung vào các công nghệ và phương pháp thi công hiện đại.
• Đối với Nhà cung cấp công nghệ (như GEC):
o Tăng cường nghiên cứu và phát triển để tối ưu hóa vật liệu và quy trình thi công phù hợp hơn với điều kiện khí hậu và thực tiễn xây dựng tại Việt Nam.
o Cung cấp các khóa đào tạo chuyên sâu và hỗ trợ kỹ thuật liên tục cho các nhà thầu và kỹ sư địa phương.
o Chủ động hợp tác với các cơ quan quản lý để đẩy nhanh quá trình chuẩn hóa và chấp nhận công nghệ trong khung pháp lý quốc gia.
Gubeam đại diện cho một hướng đi đầy hứa hẹn cho ngành xây dựng Việt Nam, hướng tới các công trình bền vững, hiệu quả và có khả năng chống chịu cao. Tuy nhiên, việc triển khai thành công sẽ phụ thuộc vào sự hiểu biết toàn diện về cả ưu điểm và thách thức, cùng với nỗ lực hợp tác từ tất cả các bên liên quan để thích ứng công nghệ này một cách hiệu quả nhất với bối cảnh địa phương.
