Trong thập kỷ qua, tre đã và đang trở thành vật liệu xây dựng bền vững và hấp dẫn. Đặc biệt phổ biến ở tiểu lục địa châu Á, nơi hệ sinh thái thực vật dồi dào, trúc tre có một lịch sử lâu đời. Tuy nhiên, mã thiết kế kết cấu cho tre chỉ được công bố vào năm 2004. Và tiềm năng của nó chỉ được chú trọng một cách nghiêm túc nhờ sự tiên phong của những công ty như Vo Trong Nghia Architects.

Bamboo Wing của Vo Trong Nghia Architects , tỉnh Vĩnh Phúc. Ảnh của Hiroyuki Oki.

Mặc dù được quảng bá từ lâu như một vật liệu hoàn thiện, nhưng phải đến khi các công trình quy mô lớn như Bamboo Wing và Naman Retreat Conference Hall ở Việt Nam giới thiệu vẻ đẹp cao vút và vững chãi của tre thì giá trị cấu trúc của vật liệu này mới được mọi người quan tâm.

Bamboo Wing của Vo Trong Nghia Architects , tỉnh Vĩnh Phúc. Ảnh của Hiroyuki Oki.

Khi nói đến độ bền, tre hoạt động tốt hơn hẳn so với thép. Độ bền này có thể được so sánh với các loài gỗ cứng nhưng lõi rỗng của tre giúp vật liệu này có trọng lượng cực nhẹ và đàn hồi.

Tuy nhiên, về hiệu suất, tre vẫn đang gặp đôi phần thử thách với nguy cơ tổn hại đến từ bọ cánh cứng, mối mọt và mục nát do ẩm ướt. Nếu không được xử lý kỹ càng, tre không thể tồn tại một năm ở ngoài trời và 5 năm ở bên trong. Tuy nhiên, xử lý muối giúp tre có thể kéo dài tuổi thọ lên đến nửa thế kỷ. Phương pháp xử lý borax cũng bảo vệ tre khỏi bọ. Và ngay cả khi được xử lý thì tre cũng phải được giữ khá khô ráo.

Nhà thi đấu thể thao bằng tre tại Trường Quốc tế Panyaden của Chiangmai Life Architects , Chiang Mai, Thái Lan. Ảnh của Alberto Cosi.

Có hơn 1.000 loài tre trên khắp thế giới, mỗi loài có một đặc điểm riêng về cấu trúc và khả năng. Một số nhà thiết kế, những người đặc biệt quan tâm đến đặc trưng từng loài, chọn kết hợp các loại tre để tối đa hóa sức mạnh và tính linh hoạt trong thiết kế. Các nhà nghiên cứu tiếp tục khám phá các đặc điểm cơ học và vật lý riêng biệt của các loài, chỉ ra loài nào hữu ích nhất trong các tình huống khác nhau. Ngoài những ưu thế về cấu trúc, một số giống tre còn giữ kỷ lục là loài thực vật phát triển nhanh nhất trên trái đất, đạt chiều cao gần 1 mét trong một ngày. Điều này có nghĩa là chỉ trong vòng 5 năm kể từ khi trồng, loài tre này có thể được thu hoạch để sử dụng trong ngành xây dựng.

Tre đã và đang trở nên thu hút trong cộng đồng kiến trúc rộng lớn. Việc sử dụng vật liệu này trong các dự án quy mô đã thúc đẩy sự đổi mới. Ví dụ, vào năm 2018, Chiangmai Life Architects đã tạo ra các giàn tre được dựng sẵn tại chỗ và được nâng cao với sự trợ giúp của cần cẩu, trải rộng 17 mét mà không cần gia cố và thép. Trong khi các công trình kiến trúc có quy mô tương tự trước đây phải dựa vào việc bó và uốn tre thành các mái vòm lớn.

Swirling Cloud: Pavilion cho BJFU Garden Festival của SUP Atelier.

Cũng trong khoảng thời gian đó, SUP Atelier bắt đầu khám phá khả năng mới bằng cách sử dụng các mô phỏng kỹ thuật số để tạo ra các cấu trúc tre. Trên cơ sở thiết kế ý tưởng, họ có thể hình dung các bộ phận tre đúc sẵn, bao gồm cả việc tạo hình và uốn các đoạn dài hơn, được tạo ra trong bối cảnh có thể kiểm soát được của một nhà máy, và sau đó được đưa đến địa điểm và lắp ráp. Kết quả là một cấu trúc tre đầy mê hoặc, với các đường xoáy, đường cong không chỉ kích hoạt không gian mà còn làm cho cấu trúc trông như thể đang chuyển động.

Connect / Digital Bamboo Pavilion by CHUN-Z STUDIO, Đài Loan.

Trong khi phạm vi nghiên cứu đang được mở rộng, những phát triển thú vị cũng đang được thực hiện. Quy trình xử lý nhiệt ở nhiệt độ cao, chẳng hạn như quy trình do Cục Lâm nghiệp Đài Loan phát triển, đang cho phép những vật liệu phát huy tiềm năng mới, có thể thấy trong không gian chảy (flowing space) Connect / Digital Bamboo Pavilion của CHUN-Z studio. Bốn bộ cột dọc cung cấp cấu trúc cho những lát tre uốn khúc. Về hình thức, động lượng đi lên của cấu trúc lấy tín hiệu từ các sợi trục của ống tre, được tạo hình, gắn vào cột và dệt thành các bề mặt cong, dẫn đến hiệu ứng không gian chảy. Phương pháp tiếp cận tự do này tạo ra các kết cấu có mật độ khác nhau, mang đến trải nghiệm không gian độc đáo.

Bamboo Bamboo, Canopy and Pavilions, Impression Sanjie Liu của LLLab. Ảnh: Arch-Exist Photography.

Gần đây, các sinh viên tại ETH Zurich đã phát triển một cấu trúc siêu nhẹ nhưng phức tạp, kết hợp các khớp nối được thiết kế kỹ thuật số, công nghệ in 3D và hơn 900 cọc tre. Ngoài việc cho phép các khả năng chính thức để thể hiện các phẩm chất bẩm sinh của tre, nó còn hiệu quả về chi phí và tương đối đơn giản khi sản xuất. Trong khi đó, các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ ở Zurich đã giới thiệu BambooTECH, một hỗn hợp tre bền và linh hoạt giúp tăng cường mạch tự nhiên của tre.

So với các loài thực vật thông thường, tre thải ra lượng O2 nhiều hơn 30% so với các loại thực vật bình thường, và rừng tre có thể hoạt động như một bức tường thành chống xòi mòn. Hơn nữa, khi thu hoạch tre, gốc tre vẫn có thể sinh sản tiếp. Đó là lý do vì sao tre trở thành vật liệu xây dựng ưu việt và bền vững.

(Theo architizer)