Nước về thì mình ở chung

Doanh nghiệp: CTA | Creative Architects

Lĩnh vực Sáng kiến xanh

Lượt bình chọn:

Doanh nghiệp:

CTA | Creative Architects - Công ty thiết kế Kiến trúc (TP. HCM)

Giới thiệu sản phẩm:

Tóm tắt ý tưởng: Đây là mô hình nhà lắp ghép nổi ứng dụng giải pháp xây dựng 5G, giúp công trình có thể "lưỡng cư" và đạt được 03 giá trị cốt lõi:
- Tính cấp thiết trong bối cảnh: Đáp ứng thực tế mùa bão lũ liên tục phá kỷ lục tại Việt Nam.
- Hiệu quả sử dụng: giải pháp xóa bỏ việc "bỏ hoang" không gian của các nhà chống lũ truyền thống bằng cách vận hành như một bungalow vào mùa khô và tự động nổi lên khi lũ về.
- Vật liệu và Chi phí: Sử dụng Vật liệu 5G tự gia công với trọng lượng siêu nhẹ (8kg/m²), giúp tối ưu hóa tải trọng, giảm số lượng phao và đưa tổng mức đầu tư xuống mức tối ưu (200-250 triệu VNĐ).

Tính sáng tạo và đổi mới:

1. Các tính năng/thành phần hoàn toàn do tác giả phát triển:
1.1 Giải pháp xây dựng 5G siêu nhẹ
- Tác giả nghiên cứu và phát triển Giải pháp bề mặt hoàn thiện để tích hợp lên tấm Panel kỹ thuật sẵn có, với trọng lượng siêu nhẹ (8kg/m²) giúp giảm tối đa lực nâng, tạo nên giải pháp xây dựng độc quyền. Đây là thành quả 8 năm nghiên cứu độc lập (từ năm 2018) giúp giảm tối đa tải trọng.
- Phát triển nhiều mẫu vật liệu mới dựa trên đặc tính của tấm laminate (chống trầy xước, chịu nhiệt và chống mối mọt) tối ưu cho môi trường nước.

1.2 Cấu trúc hình học Tam giác cân tối ưu
Tam giác là hình học cơ bản, nhưng việc ứng dụng cụ thể vào "Nhà lắp ghép nổi" là một sự phát triển mới vì:
- Khả năng chống gió bão: Thiết kế triệt tiêu hoàn toàn mái đua và các góc cạnh đón gió để tránh hiện tượng tốc mái.
- Trọng tâm thấp: Giúp công trình cân bằng, chống lật khi nổi trên mặt nước hoặc khi có gió lớn.
- Tối ưu chi phí: Hình tam giác có diện tích vỏ bao che ít nhất, giúp giảm tổng mức đầu tư xuống mức 200 – 250 triệu VNĐ

1.3 Concept "Kiến trúc thích ứng theo mùa" (Lưỡng cư)
Giải pháp vận hành hai trạng thái:
- Mùa Khô: Nằm trên nền móng vững chắc, sử dụng như một bungalow.
- Mùa Lũ: tự động tách nền để nổi lên theo mực nước khi có lũ và trở về đúng vị trí móng cũ khi nước rút.
- Kỹ thuật chuyển đổi và neo giữ: công trình luôn tự động trở về đúng vị trí cũ sau khi nước rút
- Giá trị cốt lõi: Giải pháp này giúp công trình có giá trị sử dụng quanh năm như một bungalow, khắc phục nhược điểm "bỏ hoang mùa khô" của các nhà tránh lũ truyền thống.

1.4 Mô hình "5 yếu tố sinh tồn" tích hợp
Thiết kế hạ tầng kỹ thuật đảm bảo khả năng tự cung tự cấp hoàn toàn cho một gia đình bị cô lập từ 7-10 ngày:
- Ăn: Kho Dự Trữ Khô & Bếp Dự Phòng. Khoang lưu trữ chống ẩm đủ 7-10 ngày; Bếp gas mini độc lập để nấu nướng không dùng điện.
- Ngủ: Giường ngủ thoải mái cho 2 người, có thể ngủ 4 người khi cấp bách, trường hợp đông người có thể trải chiếu dưới nền nhà có thể ngủ tới 8 người, có ngăn chứa đồ để chăn mền dự phòng.
- Vệ sinh: Bể tự hoại nổi theo công trình, trong suốt thời gian ngập lụt không ảnh hưởng tới vấn đề vệ sinh cũng như môi trường.
- Điện: 2 tấm pin năng lượng mặt trời, cấp điện cho thiết bị điện cơ bản.
- Nước: Thùng nước dự trữ 200L sạch.

Tính ứng dụng:

5.1. Thảo luận về sự An toàn và tính Tự chủ:
Giá trị cốt lõi đầu tiên của dự án là chuyển đổi vị thế của người dân từ đối
tượng "thụ động chờ cứu trợ" sang chủ thể "chủ động tự bảo vệ". Thay vì chỉ tìm
cách sống sót qua cơn lũ, mô hình nhà ở lưỡng cư thiết lập một "tổ ấm an toàn"
giúp duy trì chất lượng sống ổn định ngay trong tâm lũ.
- Đảm bảo 5 yếu tố sinh tồn: Công trình được thiết kế để gia đình tự chủ hoàn
toàn trong 7–10 ngày bị cô lập nhờ tích hợp sẵn hệ thống dự trữ lương thực,
không gian ngủ nghỉ cho tối đa 8 người, bể tự hoại nổi, điện mặt trời và
nguồn nước sạch dự phòng.
- Bảo vệ tài sản và tính mạng: Cơ chế tự nổi theo mực nước giúp loại bỏ rủi
ro về ngập lụt tài sản cốt lõi và đảm bảo an toàn sinh mạng tuyệt đối cho các
thành viên, đặc biệt là người già và trẻ em, mà không cần di dời khỏi khuôn
viên nhà mình.
5.2. Thảo luận về tính khả thi kỹ thuật và khả năng nhân rộng:
- Về sức nổi và ổn định:
+ Kết quả tính toán cho thấy hệ số an toàn sức nổi thực tế cao hơn hệ số yêu
cầu 20%. Mức dự phòng này cần thiết để bù tải trọng phát sinh khi sử dụng,
như thêm đồ đạc, cải tạo nhỏ hoặc sai số thi công hệ phao.
+ Công trình hình tam giác cân, không có mái đón gió nên giảm thiểu tác động
gió giật. Trọng tâm thấp do phần thân trên dùng vật liệu nhẹ, phần dưới bố
trí khung thép, bể phốt, bình dự trữ nước. Những bố trí như vậy giúp trọng
tâm công trình luôn ở vị trí rất thấp giúp tăng ổn định, tránh lật khi gió bão.
- Về ảnh hưởng của tải trọng động:
+ Kết quả tại Mục 4.3 cho thấy tải trọng gió chiếm 72% tổng hợp lực ngang
tác dụng lên hệ neo, lớn hơn nhiều so với 28% từ tải trọng dòng chảy. Điều
này khẳng định nhận định ở Chương 3: với nhà lưỡng cư, tải trọng gió nguy
hiểm hơn tải trọng dòng chảy do diện tích chắn gió của công trình lớn hơn
diện tích chắn nước. Do đó, việc áp dụng hệ số giật theo TCVN 2737:2023
là bắt buộc khi thiết kế hệ neo.
20
- Tính mô-đun hóa cao: Nhờ việc dùng chung hệ khung kết cấu và hệ phao
cho cả 3 phân khúc, dự án có khả năng sản xuất hàng loạt, giúp tối ưu hóa
chi phí và rút ngắn tiến độ thi công.
5.3. Thảo luận về tác động kinh tế - xã hội:
Dự án hướng tới việc giải quyết bài toán an sinh cho 80% dân số vùng lũ
vốn đang chịu rủi ro cao. Mô hình nhà ở lưỡng cư ba phân khúc có tính khả thi cao
về kinh tế và xã hội bởi mức đầu tư được thiết kế phù hợp với khả năng chi trả của
từng nhóm thu nhập trong khi vẫn đảm bảo an toàn trước các đợt lũ lớn với mực
nước ngập từ 2-5m. Người thu nhập thấp vẫn có được căn nhà có khả năng nổi như
phân khúc cao cấp.
- Giảm tải áp lực cho Nhà nước: Khi nhóm thu nhập trung bình (chiếm 60%)
có thể tự trang bị giải pháp an toàn, số lượng người cần cứu trợ sẽ giảm
mạnh. Điều này giúp các nguồn lực của Chính phủ và mạnh thường quân
được tập trung chính xác vào nhóm 20% hộ nghèo nhất.
- Ngăn ngừa tái nghèo: Bằng cách bảo vệ hạ tầng nhà ở và tư liệu sản xuất,
dự án giúp các hộ dân tránh được kịch bản kiệt quệ tài chính sau mỗi trận lũ,
góp phần vào sự phát triển bền vững của đất nước.

Tính hiệu quả:

Từ kết quả nghiên cứu lý thuyết và tính toán mô hình nhà ở lưỡng cư tự nổi
thích ứng với điều kiện ngập lũ tại Việt Nam, rút ra các kết luận sau:
- Về cơ sở khoa học:
+ Nghiên cứu đã hệ thống hóa khung lý thuyết gồm 4 nguyên lý cốt lõi: sức
nổi Archimedes, ổn định vật nổi, xác định tải trọng theo TCVN 2737:2023
và yêu cầu vật liệu.
+ Khung này làm nền tảng thiết kế nhà lưỡng cư cho các vùng ngập lũ khác
nhau trên cả nước.
- Về giải pháp kỹ thuật:
+ Mô hình sử dụng phao HDPE lõi xốp kết hợp neo cáp vào móng. Tuân thủ
nguyên tắc “mặt bằng phao rộng – trọng tâm thấp – neo đủ lực”, công trình
thỏa mãn hệ số an toàn sức nổi, GM và mô-men phục hồi dưới tải trọng gió
bão, dòng chảy.
+ Giải pháp thích ứng mực nước 2m đến >5m, phù hợp với lũ tại ĐBSCL,
miền Bắc, miền Trung.
- Về hiệu quả kinh tế - xã hội:
+ Mô hình chia làm ba mức đầu tư phù hợp với từng nhóm thu nhập, giúp
người thu nhập thấp tiếp cận nhà ở an toàn với chi phí hợp lý.
+ Việc dùng chung hệ khung, phao và kết cấu chịu lực cho phép sản xuất hàng
loạt, giảm giá thành và rút ngắn tiến độ, tạo điều kiện nhân rộng mô hình tại
vùng ngập lũ. Nhờ đó, giải pháp không chỉ giải quyết bài toán an cư trước lũ
lớn 2–5m mà còn thúc đẩy sinh kế, việc làm tại chỗ và thích ứng bền vững
với biến đổi khí hậu.
- Về tính mới và khả năng ứng dụng:
+ Khác với nhà phao tự phát, giải pháp được tính toán chống lật, chống trôi
dưới bão cấp 9-10. So với các nghiên cứu trước, nghiên cứu bổ sung định
lượng hệ số giật và chỉ tiêu ổn định cho vùng có biên độ lũ lớn.
22
+ Mô hình có tính mô-đun hóa, dễ điều chỉnh phao và neo để phù hợp với từng
địa phương, đồng thời tích hợp an toàn và tiện nghi khi lũ.
+ Khả năng ứng dụng ở 3 miền trên cả nước với ba giá thành khách nhau.

Tiềm năng phát triển:

- So sánh với mô hình "nhà phao tự phát":
+ Các mô hình nhà phao bằng thùng phuy tại ĐBSCL có ưu điểm chi phí thấp,
nhưng thiếu tính toán ổn định tổng thể. Về kết cấu chịu lực, hệ khung
thường có dạng khối tứ giác hoặc ngũ giác, là các hệ kém ổn định hơn hẳn
so với hệ tam giác khi chịu tải trọng gió bão.
+ Nghiên cứu này là một mô hình kinh doanh nên khả năng mở rộng của mô
hình này lớn hơn các mô hình tự phát hoặc các tổ chức từ thiện
- So sánh với nghiên cứu của Buoyant Foundation Project (BFP):
+ Mô hình BFP tại Long An, An Giang được thiết kế cho lũ lên chậm biên độ
≤1.5m.
+ Mô hình nghiên cứu tính toán cho biên độ ngập 5m, gấp 3.33 lần. Để đảm
bảo ổn định về sức nổi, nghiên cứu sử dụng hệ phao HDPE lõi xốp nguyên
khối D600 x 900mm thay cho phao rời. Kết quả mô-men kháng lật lớn hơn
đáng kể so với mô hình BFP, cho thấy giải pháp đề xuất phù hợp với điều
kiện lũ sâu và dòng chảy mạnh tại miền Trung, miền Bắc.

Tiêu chí về cộng đồng:

Thảo luận về tác động kinh tế - xã hội:
Dự án hướng tới việc giải quyết bài toán an sinh cho 80% dân số vùng lũ
vốn đang chịu rủi ro cao. Mô hình nhà ở lưỡng cư ba phân khúc có tính khả thi cao
về kinh tế và xã hội bởi mức đầu tư được thiết kế phù hợp với khả năng chi trả của
từng nhóm thu nhập trong khi vẫn đảm bảo an toàn trước các đợt lũ lớn với mực
nước ngập từ 2-5m. Người thu nhập thấp vẫn có được căn nhà có khả năng nổi như
phân khúc cao cấp.
- Giảm tải áp lực cho Nhà nước: Khi nhóm thu nhập trung bình (chiếm 60%)
có thể tự trang bị giải pháp an toàn, số lượng người cần cứu trợ sẽ giảm
mạnh. Điều này giúp các nguồn lực của Chính phủ và mạnh thường quân
được tập trung chính xác vào nhóm 20% hộ nghèo nhất.
- Ngăn ngừa tái nghèo: Bằng cách bảo vệ hạ tầng nhà ở và tư liệu sản xuất,
dự án giúp các hộ dân tránh được kịch bản kiệt quệ tài chính sau mỗi trận lũ,
góp phần vào sự phát triển bền vững của đất nước.

Cơ sở hạ tầng:

3.1. Khái niệm nhà ở lưỡng cư và các kịch bản sử dụng:
- Nhà ở lưỡng cư: Công trình vận hành ở hai trạng thái:
+ Trạng thái 1 - Mùa khô: Đặt trên mặt đất, dùng như một bungalow nghỉ
dưỡng cuối tuần cho con cái hoặc khách ở xa. Công trình đặt trong vườn,
tách biệt với nhà chính để đảm bảo riêng tư và trải nghiệm.
+ Trạng thái 2 - Mùa lũ: Nổi trên mặt nước nhờ lực đẩy Archimedes. Toàn bộ
quá trình không dùng điện, không cần người vận hành.
6
Điểm khác biệt là hai công năng linh hoạt: Mùa khô là không gian nghỉ
dưỡng. Mùa lũ là phao cứu sinh cho cả gia đình.
Hình 4. Hai trạng thái công trình trong mùa khô và mùa lũ
Các kịch bản khi lũ về:
- Nước bắt đầu dâng : Khi có cảnh báo lũ, gia đình chỉ mất 5–10 phút di
chuyển ra nhà lưỡng cư trong vườn, mang theo giấy tờ quan trọng.
- Nước dâng cao: Nước chạm đáy sàn, nhà tự nổi theo mực nước trong phạm
vi dây neo. Gia đình sinh hoạt an toàn bên trong. Toàn bộ hệ cửa và vách
đảm bảo kín nước.
- Nước đứng ở đỉnh lũ: Nhà nổi ổn định ở độ cao tương ứng. Công trình đáp
ứng đủ 5 yếu tố sinh tồn, đảm bảo an toàn cho gia đình từ 7–10 ngày.
- Nước rút: Nhà hạ theo mực nước. Khi mực nước còn 60–80cm, chủ nhà kéo
công trình về vị trí ban đầu và neo cố định. Nước rút hết, công trình nằm lại
đúng vị trí cũ. Gia đình quay về nhà chính, bungalow tiếp tục dùng cho nghỉ
dưỡng.
Nguyên lý này tạo giải pháp 2 trong 1 cho 60% nhóm thu nhập trung bình:
vừa là bungalow cuối tuần, vừa là nơi trú ẩn an toàn khi lũ về.