Một tòa nhà mọc lên trước bình minh
Trong những giờ trước bình minh của một buổi sáng yên ả ở Trường Sa, thủ phủ tỉnh Hồ Nam, miền trung Trung Quốc, một công trường rộn ràng hoạt động với nhịp độ mà chỉ vài thập niên trước còn là điều khó tin. Khi mặt trời nhô lên khỏi đường chân trời, những cư dân còn ngái ngủ chứng kiến một công trình hiện ra với tốc độ thách thức mọi hình dung thông thường về tiến độ kiến trúc và xây dựng. Tập đoàn Broad của Trung Quốc, còn được biết đến với tên Broad Sustainable Building, đã tổ chức lắp dựng một khách sạn 10 tầng chỉ trong 28 giờ 45 phút, với lực lượng lao động phối hợp gồm 3.000 người và hàng loạt cần cẩu cao chót vót.
Nội dung
Kỳ tích này được ghi lại trong một video tua nhanh thời gian lan truyền khắp thế giới, cho thấy các khối mô-đun bằng thép không gỉ xếp chồng lên nhau như những khối xây dựng khổng lồ. Mỗi mô-đun được chuyển đến từ nhà máy trong tình trạng hoàn thiện, có sẵn hệ thống điện, nội thất, cửa sổ và cả đồ đạc. Công nhân cố định các mô-đun bằng bu lông công nghiệp, đấu nối hệ thống tiện ích và mở các ban công vốn được vận chuyển ép phẳng sát vách mô-đun. Thành quả là “Tòa nhà Sống”, công trình mà công ty tuyên bố có thể chịu được các trận động đất lớn, tồn tại 1.000 năm và có thể tháo dỡ để di dời nếu nhu cầu trong tương lai đòi hỏi.
Kỳ quan xây dựng này là thành quả của khoản đầu tư mạnh mẽ mà Trung Quốc dành cho công nghệ xây dựng tiền chế. Bằng cách sản xuất cấu kiện ngoài công trường trong môi trường nhà máy được kiểm soát rồi lắp ráp tại chỗ, các công ty xây dựng Trung Quốc đã mở ra một mô hình mới cho phát triển với tốc độ cực cao. Phương thức này giải quyết những thách thức cấp bách của đất nước, trong đó có tình trạng thiếu nhà ở đô thị, năng lực ứng phó thiên tai và mục tiêu phát triển bền vững môi trường, đồng thời thu hút sự chú ý quốc tế như một giải pháp tiềm năng cho những điểm kém hiệu quả trong ngành xây dựng toàn cầu.
Khoa học đằng sau tốc độ
Xây dựng tiền chế, phương pháp đứng sau quá trình lắp ráp nhanh chóng này, đánh dấu sự thay đổi căn bản so với cách xây dựng truyền thống, vốn đưa vật liệu thô đến một khu đất trống để cắt, trộn và lắp ráp từ đầu. Broad Group sản xuất các mô-đun tiêu chuẩn cỡ container trong điều kiện nhà máy. Mỗi khối dài 12,19 mét, rộng 2,44 mét và cao 3 mét, gần bằng kích thước một container vận chuyển nhưng được chế tạo chuyên biệt để làm nơi ở lâu dài bằng thép không gỉ chất lượng cao.
Công nghệ này xoay quanh cấu kiện mà công ty gọi là “tấm sàn B-core”, gồm hai tấm thép không gỉ được ngăn cách bởi hàng trăm ống thép không gỉ. Theo Broad Group, các tấm này nhẹ hơn 10 lần và bền hơn 100 lần so với sàn bê tông thông thường. Trọng lượng giảm giúp vận chuyển dễ dàng và lắp ráp nhanh hơn, đồng thời vẫn đảm bảo độ vững chắc mà công ty tuyên bố vượt các phương pháp xây dựng truyền thống. Cách tiếp cận mô-đun cho phép triển khai các luồng công việc song song, với sản xuất, vận chuyển và thi công móng diễn ra đồng thời thay vì lần lượt.
Quy trình xây dựng được thực hiện theo một trình tự phối hợp chính xác. Các mô-đun được xe tải chở đến công trường đúng lịch để giảm tình trạng lộn xộn và nhu cầu lưu kho. Cần cẩu nâng từng khối vào vị trí, nơi các đội chuyên trách siết bu lông và đấu nối đường nước, điện. Một vách của mỗi mô-đun có thể gập xuống thành tấm sàn, tạo nên không gian bên trong không có cột, rộng 12 mét và dài 4,8 mét. Cửa sổ và ban công được mở ra từ các mô-đun để khép kín không gian sinh hoạt, hoàn thiện lớp vỏ bên ngoài khi công trình vươn cao.
Lịch sử xây dựng siêu tốc
Khách sạn ở Trường Sa không phải dự án lập kỷ lục đầu tiên của Broad Group. Công ty đã dành hơn một thập niên để hoàn thiện kỹ thuật mô-đun, thực hiện những dự án ngày càng tham vọng nhằm thách thức tiến độ xây dựng truyền thống. Năm 2021, công ty dựng một tòa chung cư 11 tầng tại cùng thành phố bằng phương pháp tương tự trong 28 giờ, cho thấy quy trình này có thể lặp lại và đáng tin cậy.
Những ví dụ trước đó gồm khách sạn Ark 15 tầng, hoàn thành tại Trường Sa trong chưa đầy sáu ngày vào đầu thập niên 2010. Với 200 công nhân, đội ngũ dựng khung kết cấu trong 46,5 giờ; công đoạn ốp mặt ngoài và hoàn thiện nội thất mất thêm 90 giờ. Công trình sử dụng lượng vật liệu bằng một phần sáu công trình tương đương xây theo phương pháp thông thường, đồng thời được cho là có thể chịu động đất mạnh 9,0 độ Richter và tiết kiệm năng lượng gấp năm lần các công trình tương tự nhờ cửa kính ba lớp, vật liệu cách nhiệt và hệ thống đèn LED.
Gần đây hơn, vào tháng 1 năm 2024, Broad Group Holon xây dựng một chung cư 26 tầng tại huyện Tương Âm, tỉnh Hồ Nam, chỉ trong năm ngày. Công trình rộng 14.000 mét vuông này là nơi ở của những nhân tài được tuyển dụng thông qua một chương trình đặc biệt của chính phủ, với ưu đãi miễn tiền thuê nhà trong hai năm. Công ty cũng tuyên bố tòa nhà có thể tồn tại hơn 1.000 năm và có thể được tháo dỡ, dựng lại ở nơi khác nếu cần.
Tuy nhiên, tham vọng của công ty không phải lúc nào cũng thành hiện thực. Năm 2012, Broad Group công bố kế hoạch xây dựng một tòa nhà chọc trời 220 tầng, dự kiến cao nhất thế giới, chỉ trong bảy tháng bằng các cấu kiện mô-đun. Dự án đình trệ không lâu sau khi khởi công do lo ngại về an toàn và chưa được chính phủ phê duyệt; phần móng sau đó được chuyển đổi thành trang trại nuôi cá.
Yếu tố con người
Công nghệ tạo nên tốc độ, nhưng sự phối hợp của con người mới biến tốc độ ấy thành hiện thực. Dự án ở Trường Sa cần đến 3.000 công nhân làm việc theo các ca được tổ chức chặt chẽ. Mỗi người có kỹ năng chuyên biệt về kỹ thuật chính xác, giải quyết vấn đề và khả năng làm việc hiệu quả dưới áp lực thời gian cao. Công trường vận hành như một quy trình được dàn dựng, trong đó sai sót về thời gian có thể kéo theo những trì hoãn tốn kém hoặc sự cố an toàn. Mỗi công nhân phải luôn nhận biết tình hình xung quanh khi thực hiện các thao tác lặp lại với độ chính xác đến từng milimét.
Broad Group cho biết quy trình lắp đặt rất đơn giản, chỉ cần công nhân siết bu lông và đấu nối các hệ thống tiện ích. Tuy nhiên, yêu cầu thể chất và tinh thần đặt ra với người lao động cũng làm dấy lên những vấn đề đáng lưu tâm. Duy trì sự tập trung trong quá trình lắp ráp nhanh giúp ngăn ngừa tai nạn và bảo đảm chất lượng. Công nhân phải di chuyển quanh máy móc hạng nặng, căn chỉnh chính xác và chịu áp lực bị công chúng theo dõi, trong khi làm việc trên cao với các mô-đun thép nặng. Các chuyên gia trong ngành lưu ý những dự án như vậy cần có quy trình an toàn nghiêm ngặt, theo dõi tình trạng mệt mỏi và luân phiên nhân sự để bảo vệ lực lượng lao động khỏi kiệt sức.
Tony Frost, chuyên gia xây dựng mô-đun người New Zealand, đã ở một tuần trong một tòa nhà Holon của Broad Group tại Trường Sa. Ông mô tả công trình “rất vững chắc, sạch sẽ và tích hợp nhiều công nghệ cao, trong đó có hệ thống lọc nước đẳng cấp thế giới”. Frost nhận xét tòa nhà tạo cảm giác chắc chắn, tương tự công trình bê tông, dù cho rằng một số cải tiến nhỏ về kết cấu bề mặt nội thất có thể nâng cao trải nghiệm sinh hoạt của cư dân.
Bóng đen an toàn ở Trường Sa
Niềm tự hào về tốc độ xây dựng ở Trường Sa tương phản rõ rệt với những thảm kịch gần đây tại chính thành phố này. Tháng 4 năm 2022, một công trình tự xây tám tầng đổ sập ở ngõ Back Street One, gần Đại học Y Trường Sa, khiến 53 người thiệt mạng và nhiều người bị thương. Tòa nhà có nhà hàng, khách sạn và rạp chiếu phim này đã bị cải tạo trái phép, xây thêm hai tầng mà không có giấy phép phù hợp hay đánh giá kết cấu.
Cuộc điều tra phát hiện nhiều sai phạm trong công tác giám sát an toàn. Chủ tòa nhà, Ngô Chí Dũng, đã xây thêm tầng mà không có chuyên môn hay thẩm định kỹ thuật phù hợp. Công ty kiểm định địa phương Xiangda Inspection Co. Ltd. cung cấp hồ sơ an toàn giả, đánh giá công trình “về cơ bản vẫn chắc chắn” chỉ vài tuần trước khi sập. Tháng 10 năm sau, tòa án Trung Quốc tuyên án 15 người vì liên quan đến thảm họa, trong đó Ngô lĩnh án 11 năm tù và một cựu quan chức công ty cấp nước đô thị bị kết án 12 năm tù về tội thiếu trách nhiệm và nhận hối lộ.
Sự tương phản giữa các mô-đun được thiết kế kỹ thuật của Broad Group và công trình tự xây bị sập cho thấy sự phân hóa trong ngành xây dựng Trung Quốc. Hệ thống tiền chế sản xuất trong điều kiện nhà máy cho phép kiểm soát chất lượng đồng đều, trong khi các công trình tự xây không chính thức của cư dân nông thôn thường thiếu giám sát kỹ thuật phù hợp. Sau vụ sập năm 2022, Chủ tịch Tập Cận Bình kêu gọi kiểm tra an toàn trên toàn quốc đối với các công trình tự xây, tập trung vào những tòa nhà gần trường học và bệnh viện có từ ba tầng trở lên.
Tòa nhà bị sập đã bị người thuê cải tạo kết cấu; một thang máy được lắp thêm sau đó được cho là đã ảnh hưởng đến độ vững chắc của công trình. Thảm họa xảy ra khi tải trọng theo chiều dọc vượt quá khả năng chịu tải thiết kế, khiến khối xây phình ra và làm các bức tường đổ sập. Những sự cố như vậy nhắc nhở rằng tốc độ không bao giờ được đánh đổi bằng an toàn, và việc thực thi quy định vẫn thiết yếu ngay cả khi công nghệ xây dựng tiến bộ.
Tác động toàn cầu và triển vọng môi trường
Ngoài màn trình diễn tốc độ ấn tượng, xây dựng mô-đun còn mang đến giải pháp cho những thách thức cấp bách trên toàn cầu. Phương pháp này tạo ra lượng chất thải xây dựng ít hơn tới 90% so với cách xây dựng truyền thống. Thiết kế tiết kiệm năng lượng của các mô-đun Broad Group cũng được cho là giúp giảm tới 90% chi phí điều hòa không khí nhờ cửa kính bốn lớp, vật liệu cách nhiệt và hệ thống thông gió thu hồi nhiệt.
Trong công tác cứu trợ thiên tai, công nghệ này hứa hẹn triển khai nhà ở nhanh chóng sau động đất, lũ lụt hoặc xung đột. Các mô-đun có thể được vận chuyển đến những khu vực bị tàn phá rồi lắp thành nơi trú ẩn tạm thời hoặc lâu dài chỉ trong vài ngày, qua đó có thể cứu sống người dân trong tình huống khẩn cấp. Tại các đô thị thiếu nhà ở, xây dựng tiền chế có thể đẩy nhanh việc cung cấp nhà ở giá phải chăng mà không cần chờ nhiều năm như các dự án thông thường, góp phần giải quyết tình trạng vô gia cư và di dời dân cư ở các thành phố tăng trưởng nhanh.
Sự quan tâm quốc tế đối với kỹ thuật mô-đun của Trung Quốc tiếp tục tăng. Các dự án thử nghiệm ở Anh và Mỹ cho thấy tiềm năng; một tòa tháp tại London hoàn thành nhanh hơn 30% nhờ sử dụng mô-đun. Tuy vậy, việc điều chỉnh quy mô sản xuất tại nhà máy của Trung Quốc cho phù hợp với các môi trường pháp lý, quy chuẩn xây dựng và chuỗi cung ứng khác nhau vẫn là thách thức. Chi phí ban đầu để xây dựng nhà máy khiến các nhà phát triển nhỏ e ngại, trong khi cơ quan quản lý xây dựng tại nhiều quốc gia chưa có quy trình phê duyệt nhà cao tầng tiền chế.
Broad Group cho rằng hệ thống của họ có thể mở rộng để xây dựng những tòa nhà chọc trời 200 tầng, qua đó có khả năng cách mạng hóa đường chân trời đô thị. Công ty hình dung các khu nhà ở cao cấp, công trình công cộng và nhà ở mật độ cao đều có thể áp dụng phương pháp mô-đun. Khi thế giới đối mặt với đô thị hóa và biến đổi khí hậu, những đổi mới trong xây dựng của Trung Quốc có thể trở thành hình mẫu cho phát triển nhanh và bền vững, với điều kiện các tiêu chuẩn an toàn luôn được đặt lên hàng đầu.
Điểm chính
- Broad Group xây dựng một khách sạn mô-đun 10 tầng tại Trường Sa, Trung Quốc, trong 28 giờ 45 phút, với 3.000 công nhân và các mô-đun thép không gỉ được sản xuất sẵn ngoài công trường.
- “Tòa nhà Sống” sử dụng công nghệ tấm sàn B-core, được cho là bền hơn bê tông thông thường 100 lần và nhẹ hơn 10 lần, có tuổi thọ dự kiến 1.000 năm và khả năng chống động đất.
- Mỗi mô-đun được đưa từ nhà máy đến trong tình trạng hoàn thiện nội thất, chỉ cần bắt bu lông và đấu nối tiện ích tại công trường, giúp giảm chất thải và nhân công tại chỗ.
- Dự án tiếp nối các công trình xây dựng nhanh trước đó của cùng công ty, trong đó có tòa nhà 26 tầng hoàn thành trong năm ngày và khách sạn 15 tầng được xây trong chưa đầy sáu ngày.
- Lo ngại về an toàn vẫn tồn tại trong khu vực sau vụ sập nhà năm 2022 ở Trường Sa khiến 53 người thiệt mạng, cho thấy sự khác biệt giữa xây dựng tiền chế theo thiết kế kỹ thuật và việc tự ý cơi nới trái phép.
- Xây dựng mô-đun mang lại lợi ích môi trường, gồm giảm 90% chất thải và nâng cao đáng kể hiệu quả năng lượng, đồng thời có tiềm năng ứng dụng trong cứu trợ thiên tai và phát triển nhà ở giá phải chăng trên toàn thế giới.
