Trang trại chong chóng

Nghiên cứu mới đây của Ngân hàng Phát triển Châu Á (ADB) đưa ra nhận định, trong vài chục năm tới, biến đổi khí hậu sẽ tác động lớn tới nước ta, đặc biệt là tại khu vực TP. Hồ Chí Minh; thiệt hại kinh tế ước tính hàng chục tỉ USD. Giữa thời điểm các nhà khoa học loay hoay tìm giải pháp ứng phó thì KTS trẻ Lê Vũ Cường - Khoa Kiến trúc (Đại học Kinh doanh và Công nghệ Hà Nội) đã tìm ra một lời giải với ý tưởng "trang trại chong chóng" vô cùng táo bạo.

TỪ CẢNH BÁO ĐÁNG LO NGẠI

Chúng tôi gặp KTS Lê Vũ Cường (SN 1979) tại Hà Nội khi anh vừa hoàn thành tiết giảng cho các bạn sinh viên Trường ĐH Kinh doanh và Công nghệ. Vóc dáng thư sinh cùng cặp kính cận dày "như đít chai", trông Cường có vẻ bề ngoài hao hao giống giáo sư toán học Ngô Bảo Châu.

Có lẽ dư âm giải ba vừa đạt được trong cuộc thi Thiết kế Công trình xanh Châu Á  - Thái Bình Dương FuturArc 2011 tại Singapore vẫn còn nên Cường hồ hởi vào câu chuyện ngay. Cường cho biết, anh từng tham dự buổi hội thảo “Nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu và sự thích ứng tại TP.HCM” do ADB tổ chức cuối năm 2009 và bị ám ảnh bởi nhận định của các chuyên gia người nước ngoài rằng: Với vị trí trung tâm của vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, nếu biến đổi khí hậu xảy ra đúng dự báo, mực nước biển tăng thêm 26cm, sẽ gây tác động vô cùng to lớn về mọi mặt tới khu vực TP. Hồ Chí Minh và các vùng lân cận. 

Mô hình trang trại chong chóng của KTS Lê Vũ Cường

Theo dự báo, đến năm 2050, hầu hết các quận huyện, phường xã của thành phố sẽ bị ngập lụt, kể cả những nơi trước đó chưa từng bị ngập. Nạn xâm nhập mặn dự báo sẽ lan sâu và trầm trọng hơn. Hậu quả là khả năng sử dụng nước sông, kênh rạch và nước ngầm ở phía nam thành phố phục vụ sinh hoạt, tưới tiêu cho nông nghiệp sẽ bị hạn chế. Chưa kể, khi đó nhiệt độ ở biển Đông ấm lên sẽ làm những cơn bão nhiệt đới đổ bộ vào các tỉnh phía Nam thường xuyên hơn, ảnh hưởng trực tiếp đến TP. Hồ Chí Minh.

Hơn 60% diện tích đất liền của TP. Hồ Chí Minh sẽ không thể làm gì do bị ngập trong nước hoặc quá thấp so với mực nước biển. Không đành lòng bỏ phí diện tích đất đai lớn như vậy, trong khi dân số ngày một tăng cao, quỹ đất dành cho nông nghiệp ngoại vi thành phố ngày càng thu hẹp, KTS Lê Vũ Cường đã bắt tay vào tìm giải pháp cứu thành phố hơn 300 năm này.

Vốn là người ham mê sáng tạo, ngày nhỏ cậu bé Lê Vũ Cường luôn thiết kế, lắp ráp các đồ dùng vật dụng trong nhà theo ý thích của mình. Có lần, Cường còn cho cả nhiệt kế vào... nồi cơm đo thử xem nhiệt độ bao nhiêu khiến hôm đó cả nhà phải đi ăn nhà hàng. Với máu đam mê thiết kế đó, trở về từ hội thảo “Nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu và sự thích ứng tại TP.HCM”, KTS Lê Vũ Cường lập tức vùi đầu vào nghiên cứu quên ăn quên ngủ. Mẹ Cường bảo: "Ngược với tuổi đời, tính cách “cả thèm chóng chán” của giới trẻ, Cường đã làm gì thì say sưa như người lên đồng. Hôm Cường nhận được giấy báo đạt giải 3 cuộc thi Thiết kế công trình xanh với đề tài “Trang trại chong chóng” mà nó bị sút tới 3 cân".

CHẾ NGỰ THIÊN NHIÊN

KTS Lê Vũ Cường cho biết, trang trại chong chóng là một trong những giải pháp bền vững giải quyết được phần lớn những vấn đề liên quan đến biến đổi khí hậu cho TP. Hồ Chí Minh trong tương lai. Công trình dự kiến được xây dựng thử nghiệm trong Khu bảo tồn Cần Giờ dựa trên cơ chế hoạt động hữu cơ bền vững độc lập, tận dụng tối đa năng lượng của tự nhiên như nắng, gió… Ngoài ra, công trình còn tập trung giải quyết vấn đề thiếu hụt rau sạch, giảm thiểu chất thải cho thành phố, giảm thiểu năng lượng tiêu tốn do công vận chuyển thực phẩm từ các vùng khác đến, tạo mối liên hệ trực tiếp giữa người nông dân và người tiêu dùng trong đô thị.  

KTS Lê Vũ Cường say mê thuyết trình công trình trang trại chong chóng

Theo KTS Lê Vũ Cường, ưu điểm lớn nhất của trang trại chong chóng là sự kết hợp hài hòa giữa rừng sinh thái và khu đô thị. Trang trại được xây dựng trên địa điểm dự báo sẽ bị ngập lụt do biến đổi khí hậu. Do đó, việc xây dựng trang trại sẽ tiết kiệm được qũy đất vốn ngày càng ít ỏi của thành phố. Nguồn nước tưới cây tại trang trại ngoài việc lấy từ nguồn nước mưa thì hệ thống công nghệ chuyển đổi nước lợ thành nước ngọt là giải pháp chính nên không cần phải có hệ thống thiết bị cồng kềnh tốn kém kèm theo.

 Đây cũng là hệ sinh thái khép kín do các chất thải nông nghiệp và nước thải trong trang trại được sử dụng làm nguyên liệu thô cho hệ thống biogas được chôn sâu dưới lòng đất. Chất thải cuối cùng từ hệ thống biogas được sử dụng làm phân bón sạch cho trang trại.

Để chúng tôi hiểu rõ hơn, KTS Lê Vũ Cường thuyết trình một mạch hai tiếng đồng hồ trên bản thiết kế đồ họa 3D công trình Trang trại chong chóng. Theo đó, mỗi trang trại có diện tích 8000 m² được sắp xếp có hệ thống tại các khu vực ven biển dự báo bị ngập nước do biến đổi khí hậu. Hệ thống trang trại được thiết kế theo hình sân vận động Tổ Chim ở Bắc Kinh, Trung Quốc. Ở giữa trang trại là hệ thống hồ chứa nước với một bên nước lợ, một bên nước ngọt. Xung quanh trang trại được xây dựng bằng hệ thống khung thép với các giá đỡ là chai, lọ nhựa, thủy tinh phế thải ghép lại với nhau tạo thành từng ô chịu lực.

Hệ thống sàn này được thiết kế cao hơn mực nước dự đoán để khi xảy ra lũ lụt hoặc triều cường người dân có thể trú ẩn. Bề ngoài trang trại sẽ được lắp đặt hệ thống chong chóng tuốc - bin gió cỡ nhỏ. Mỗi chong chóng được lắp đặt một mô - tơ có khả năng chuyển đổi năng lượng gió thành điện năng. Toàn bộ mô - tơ cuối cùng được nối với một thiết bị lưu điện tổng. Điện thu được từ gió sẽ được cung cấp cho nhu cầu chiếu sáng, kho lạnh, hệ thống bơm nước tưới cây trong công trình.

Đặc biệt, giải pháp thiết kế thụ động tận dụng tối đa những lợi ích của nắng và gió tự nhiên, dựa trên phân tích hướng gió, sơ đồ đường chuyển động của mặt trời và nguyên tắc đơn giản. Phần lớn, mặt ngoài công trình được bao phủ bởi hệ thống chong chóng “trong suốt”. Khi gió đủ mạnh làm quay chong chóng với tốc độ cao, ánh nắng có thể xuyên qua. Ngược lại, ở một số vị trí khác sẽ không “trong suốt” khi gió chỉ đủ mạnh làm quay chong chóng với tốc độ thấp. Do đó, phần công trình cần nhiều ánh sáng sẽ được bố trí về phía gió mạnh hơn và ngược lại.

Vị trí từng loại cây trồng trong trang trại cũng được bố trí phụ thuộc vào khả năng chịu đựng với từng mức độ khắc nghiệt của khí hậu. Rau tại trang trại chong chóng chủ yếu là rau sạch công nghệ cao trồng trên các khay đặt trên bộ khung thép. Rau sau khi thu hoạch sẽ được mang trực tiếp đến các cửa hàng, siêu thị trong nội thị mà không phải qua bất kỳ khâu trung gian nào nên giá thành giảm đi đáng kể. Như vậy, một mũi tên trúng tới ba đích, người sản xuất bán được thực phẩm với giá cao hơn, người tiêu dùng mua được với giá rẻ hơn và thành phố bớt được một quỹ đất khổng lồ dành cho vành đai xanh.