Trong những năm gần đây, tốc độ đô thị hóa ở Trung Quốc diễn ra mạnh mẽ, với sự gia tăng dân số đô thị qua từng năm, mức độ tiêu thụ năng lượng của các đô thị cũng ngày càng lớn, đặc biệt là vấn đề phát thải carbon. Trong bối cảnh ý thức bảo vệ môi trường của người dân ngày càng cao, khái niệm “thấp carbon” đã được hình thành và gần như ăn sâu vào tư duy của công tác đô thị. Có thể nói, việc lồng ghép khái niệm thấp carbon vào thiết kế kiến trúc đô thị đã trở thành xu hướng trong phát triển ngành xây dựng hiện nay, mang lại hiệu quả về khả năng tối ưu hóa thiết kế đô thị truyền thống và cải thiện ô nhiễm môi trường.
Vấn đề quản lý xây dựng đô thị đang ngày càng cần được quan tâm hơn, quy hoạch đô thị đang đứng trước nhiều xu hướng biến đổi của thời đại mới, đô thị thông minh chính là ví dụ cụ thể. Do vậy, phát triển bền vững được xem như mục tiêu quan trọng nhất trong thiết kế đô thị.
Tổng quát về đô thị thông minh, công trình thông minh
Đô thị thông minh là một tổng thể bao gồm các công trình thông minh và các phương pháp quy hoạch đô thị dựa trên công nghệ thông tin và dữ liệu kỹ thuật số. Khoa học và công nghệ thông tin là nền tảng để xây dựng và vận hành đô thị thông minh, còn các công trình kiến trúc thông minh là cơ sở vật chất thực tế của đô thị thông minh. Trong quá trình xây dựng – phát triển đô thị thông minh, các công trình thông minh đóng vai trò quyết định, mục tiêu thiết kế đô thị thông minh thực chất là sự tối đa hóa hiệu quả thiết kế các công trình thông minh.
Trung tâm quản lý dữ liệu thông minh
Các công trình thông minh là sự kết hợp giữa kiến trúc và công nghệ, là sự thăng hoa của các hình thức kiến trúc truyền thống. So với các công trình truyền thống, việc thiết kế công trình thông minh phức tạp hơn, vì quá trình bao hàm việc ứng dụng nhiều yếu tố công nghệ và hệ thống thiết bị điện, mức đầu tư cũng lớn hơn rất nhiều. Điều này đòi hỏi việc phân bổ nguồn lực một cách hợp lý trong khâu thiết kế để tối ưu hóa kiến trúc và thúc đẩy sử dụng hiệu quả sự tiến bộ của khoa học công nghệ.
Trong những năm gần đây, công nghệ dữ liệu phát triển như vũ bão, việc ứng dụng công nghệ dữ liệu đã thâm nhập vào mọi mặt trong đời sống. Do vậy, yêu cầu đối với xây dựng, kiến trúc không chỉ giới hạn trong nhu cầu sinh hoạt, mà còn hướng đến tính thẩm mỹ, hưởng thụ, nhân văn và bền vững. Sự phát triển đô thị thông minh, công trình thông minh của Trung Quốc hiện nay vẫn đang trong giai đoạn sơ khai, thử nghiệm nhiều phương pháp và hình thức phát triển, còn tồn tại nhiều hạn chế, cần không ngừng hoàn thiện để trở thành xu hướng quan trọng của ngành xây dựng Trung Quốc nói riêng và toàn thế giới nói chung trong tương lai.
Những tồn tại trong sự phát triển đô thị thông minh
Thứ nhất, việc quy hoạch và phát triển đô thị thông minh chưa có kế hoạch đầy đủ, hoàn chỉnh. Vấn đề đặt ra mục tiêu xây dựng đô thị thông minh sẽ do Nhà nước đề xuất và đưa ra các hướng dẫn liên quan; nhưng hiện nay, các quy định pháp lý để quản lý xây dựng đô thị thông minh còn nhiều thiếu sót. Nguyên nhân chủ yếu bởi quá trình tiến hành xây dựng, phát triển đô thị thông minh tại Trung Quốc mới trải qua 1 giai đoạn khá ngắn, đang trong quá trình tìm tòi đường hướng phát triển nên vấp phải nhiều trở ngại. Việc quy hoạch thiếu tính khoa học, tổ chức đã tác động rất lớn và kìm hãm sự phát triển các đô thị thông minh. Bên cạnh đó, trong quá trình tiến hành xây dựng, nhiều công ty, doanh nghiệp theo đuổi mục tiêu lợi ích một cách thái quá, đã dẫn đến tình trạng không đảm bảo về mặt chất lượng công trình, gây những bất cập cho việc phát triển xây dựng đô thị thông minh. Do vậy, các sở, ban, ngành liên quan cần làm tốt công tác lập kế hoạch và giám sát quá trình xây dựng các đô thị thông minh để giải quyết các vấn đề trên và đảm bảo tiến độ thực hiện.
Thứ hai, còn gặp nhiều khó khăn khi chia sẻ thông tin – dữ liệu. Trong suốt quá trình xây dựng và phát triển đô thị thông minh Trung Quốc cho đến nay, hiện tượng đảo chiều dữ liệu được xem là vấn đề lớn nhất thường xuyên xảy ra, khiến cho các nguồn thông tin phục vụ công tác xây dựng bị phân tán, thiếu đi tính liên kết, thống nhất, làm giảm chất lượng thậm chí xuất hiện mâu thuẫn giữa các nguồn dữ liệu khác nhau, gây khó khăn cho việc tổng hợp thông tin và đề ra các phương án quản lý xây dựng. Đây là nguy cơ tiềm ẩn gây mất an toàn thông tin, phân mảnh dữ liệu, lãng phí tài nguyên, mang đến nhiều bất lợi cho quá trình xây dựng và phát triển đô thị thông minh ở Trung Quốc.
Thứ ba, quá trình xây dựng và phát triển đô thị thông minh còn lệ thuộc khá nhiều vào công nghệ, kỹ thuật. Không phủ nhận rằng, bản chất - nền tảng của đô thị thông minh là thông tin, dữ liệu và cơ sở hạ tầng. Tuy nhiên, điểm khác biệt căn bản giữa đô thị thông minh với đô thị số - đô thị thông tin ở chỗ: mục tiêu gốc rễ của đô thị thông minh là hướng đến con người, sự phát triển của con người và tính ứng dụng của các công nghệ thông minh với đời sống con người. Do mới trong giai đoạn đầu xây dựng và tìm hướng phát triển đô thị thông minh, nên phương pháp phát triển của Trung Quốc còn lệ thuộc nhiều vào công nghệ, kỹ thuật. Việc xây dựng và phát triển đô thị thông minh cần có sự hỗ trợ của Dữ liệu lớn để quản lý hệ thống thông tin và cơ sở hạ tầng, nhưng Trung Quốc đang còn áp dụng chồng chéo hình thức này, máy móc, rập khuôn và thiếu tính ứng dụng, hiệu quả trong quản lý xã hội và các dịch vụ công.
Thứ 4, hệ thống đánh giá dự án không hoàn hảo. Quá trình xây dựng và phát triển đô thị thông minh cần được tổng hợp từ nhiều hệ thống tiêu chí khác nhau. Ở Trung Quốc hiện tại, hệ thống đánh giá các dự án đô thị thông minh chủ yếu dựa vào các chỉ số mà chính phủ thiết lập, trong quá trình thiết lập các chỉ số đó, yếu tố chuyên môn học thuật thường chiếm ưu thế. Vỉ vậy, những điểm hạn chế về sự thiếu thống nhất trong chất lượng, tiêu chuẩn dần xuất hiện, đòi hỏi phải đặt ra yêu cầu xem xét cụ thể thực tế của các công ty, doanh nghiệp xây dựng để có thể đưa ra cơ chế đánh giá hoàn hảo hơn.
Một số đề xuất nhằm cải thiện quá trình xây dựng và phát triển đô thị thông minh
Từ những điểm hạn chế trên, Viện Nghiên cứu Quy hoạch và thiết kế đô thị công nghiệp Trung Quốc đã có một số đề xuất về giải pháp nhằm cải thiện và thúc đẩy quá trình xây dựng và phát triển đô thị thông minh trong nước.
Big Data giúp quản trị đô thị tinh tế
Cần tăng cường thiết kế cấp cao: Hệ thống đô thị là một hệ thống phức hợp, vậy nên việc tăng cường thiết kế vận hành phối hợp giữa các yếu tố của hệ thống đô thị là điều đặc biệt quan trọng. Việc tăng cường thiết kế cấp cao nên dựa trên một khối lượng lớn dữ liệu được tổng hợp thông qua Big Data. Bên cạnh đó, thiết kế cấp cao của đô thị thông minh phải được căn cứ vào mục tiêu phát triển đô thị cụ thể. Công nghệ Big Data có thể tổ chức một lượng lớn dữ liệu và xử lý chúng với chất lượng cao nhất, cung cấp sự hỗ trợ dữ liệu cho quá trình xây dựng, vận hành và quản lý hệ thống công trình. Việc thiết kế đô thị thông minh đòi hỏi các nhà thiết kế chuyên nghiệp phải sử dụng và phối hợp hiệu quả các phương tiện khoa học công nghệ, đầu tư đủ nguồn nhân lực, kết hợp với tư duy lấy con người làm trung tâm để tạo không gian tốt hơn, tăng cường an ninh tốt hơn cho môi trường sống, sinh hoạt và làm việc của người dân, đồng thời đảm bảo việc đi lại của người dân trở nên an toàn và thuận tiện.
Thúc đẩy tốt hơn quá trình chia sẻ thông tin – dữ liệu: Cần liên tục tổ chức, sắp xếp lại các hệ thống dữ liệu thông qua các phương pháp khoa học kỹ thuật tiên tiến để giảm tình trạng đảo chiều dữ liệu và đẩy mạnh hơn nữa quá trình lưu thông, chia sẻ thông tin, cũng như cung cấp tiện ích. Để có thể hoàn thiện hơn về sự chia sẻ, lưu thông các nguồn dữ liệu và tiêu chuẩn mã hóa thông tin, việc xây dựng cơ sở dữ liệu phải được xem xét tiến hành một cách khoa học, có hệ thống thông qua từng bước cụ thể.
Hệ thống trực quan hóa dữ liệu đô thị
Cần tăng cường khái niệm công trình tòa nhà xanh thông minh: Trong quá trình xây dựng và phát triển đô thị thông minh, bên cạnh việc thiết kế xây dựng các công trình thông minh, cần tăng cường và củng cố vững chắc những hiểu biết về khái niệm công trình xanh thông minh, để có thể tuân thủ sự phát triển bền vững, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và sử dụng hiệu quả các công trình thông minh. Cần sử dụng Big Data để tăng cường giám sát môi trường đô thị trong hệ thống tính toán thời gian thực, phân tích chi tiết tỷ lệ sử dụng và mức độ ô nhiễm của tài nguyên đất – nước – năng lượng. Để nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của các công trình, cần lựa chọn thiết bị thi công khoa học, phù hợp với điều kiện cụ thể của công trường xây dựng. Đồng thời, trong từng khâu của quá trình xây dựng, vận hành các công trình, đều cần áp dụng thực hiện công nghệ xanh. Các vật liệu xây dựng xanh, thân thiện với môi trường, tiết kiệm năng lượng phải được xem là lựa chọn hàng đầu để giảm giá thành và có thể tính toán chính xác tỉ lệ vật liệu, tránh tình trạng lãng phí vật liệu và giảm phế thải xây dựng. Hơn nữa, trong quá trình xây dựng các công trình truyền thống, công suất sử dụng điện năng luôn rất cao, do khu vực xây dựng nói chung đều được trang bị hệ thống phát điện, nhiệt dày đặc, từ đó gây nhiều bất lợi cho môi trường sinh thái, và cần được thay thế bằng các công nghệ tận dụng, dự trữ năng lượng tự nhiên như phát điện bằng năng lượng mặt trời. Tiêu thụ điện trước giờ luôn chiếm tỷ trọng chi phí lớn trong quá trình xây dựng, vận hành các công trình, do đó, việc thay đổi sang phương pháp sử dụng nguồn năng lượng thiên nhiên sẽ giải quyết tốt hơn vấn đề này, giúp tiết kiệm điện và giảm chi phí xây dựng.
Viện Nghiên cứu Quy hoạch và thiết kế đô thị công nghiệp Trung Quốc, tháng 7/2022
ND: Ngọc Anh