Ngôi nhà là môi trường nhân tạo thiết kế ra để phục vụ cho nhu cầu hoạt động của con người. Nó vừa bảo vệ con người khỏi những “trái gió trở trời” của thiên nhiên, vừa cung cấp năng lượng cần thiết để chúng ta hoạt động và nghỉ ngơi. Một môi trường nhân tạo lý tưởng.
Bản thân nó là một cỗ máy và cỗ máy thì cần năng lượng.

Bảng xếp hạng năng lượng tiêu thụ cho nhà ở

Trước kia ở Pháp, khi tôi đi thuê nhà, thường chú ý đặc biệt đến xếp hạng tiêu thụ năng lượng của mỗi căn hộ. Mỗi ngôi nhà được xếp hạng từ A đến G,  Hạng A, màu xanh – căn hộ tiết kiệm, tương đương với mức tiêu thụ năng lượng dưới 50 kW/m2/năm, cho đến bậc tốn kém nhất là bậc G – màu đỏ tương đương tiêu thụ năng lượng trên 451kW/m2/năm. Năng lượng này được xác định theo một bài toán năng lượng tiêu chuẩn. Yêu cầu bài toán là ngôi nhà hay căn hộ đó phải đảm bảo giữ một nhiệt độ luôn luôn là 19°C vào ban ngày, 16°C vào ban đêm trong điều kiện có người sinh hoạt trong nhà, trong điều kiện thời tiết tại địa phương. Bài toán có tính toán đến việc con người ở nhà 16/24h mỗi ngày trong tuần và 24/24h vào cuối tuần. Khi không có ai ở nhà thì căn hộ cũng vẫn cần duy trì một nhiệt độ 16°C để đảm bảo ngôi nhà luôn ở trạng thái sẵn sàng.

Trạng thái sẵn sàng là điều đặc biệt quan trọng đối với những khu vực có thời tiết khắc nghiệt. Ở nhiều nơi nếu bạn không bật sưởi trong nhà trước khi đi vắng, nhiệt độ trong phòng hạ xuống thấp quá sẽ làm hư hại đường ống và các hệ thống, đồ đạc khác.
Những nhà Hạng D trở xuống thường là nhà cũ, sưởi bằng điện, Hạng C là tiêu chuẩn xây dựng hiện hành với hệ thống sưởi bằng gaz và mức tiêu thụ lớn nhất thông dụng là 130kWh/m2/năm). Hạng A là những nhà rất hiện đại và được dán nhãn “Nhà siêu tiết kiệm” luôn được vỗ tay hoan hô mỗi khi có dự án xây nhà như thế.

Nhà thụ động đầu tiên ở Darmstadt – Kranichstein

Nhưng vẫn chưa bằng các thiết kế nhà “thụ động”. Mức quy định của nhà thụ động chỉ là <15kmW/m2/năm.
Để có được một ngôi nhà thiết kế thụ động thì từ khâu thiết kế đã phải hoàn chỉnh, xem xét khí hậu, chọn hướng và vị trí, thiết kế thông thoáng tự nhiên, tính toán các lớp tường nhiệt, lựa chọn vật liệu thích hợp, tính toán ánh sáng và cửa sổ, che nắng nhưng vẫn đảm bảo ánh sáng tự nhiên. Đại khái ngôi nhà như một “ổn áp tự nhiên” đông ấm hè mát.

Nhà thụ động
Thụ động vốn là cụm từ xuất phát trong cách sử dụng năng lượng mặt trời để cấp cho công trình. Nếu như “chủ động” tức là dùng các tấm thu bằng pin năng lượng mặt trời tích tụ và cung cấp cho các hệ thống, thì “thụ động” là thiết kế sao cho ánh sáng mặt trời đi vào công trình, nhiệt được giữ lại trong các kết cấu như sàn, tường, bể chứa nước… ,lượng nhiệt này có thể lưu chuyển suốt căn nhà một cách tự nhiên nhờ đối lưu và giữ ấm cho căn nhà. Muốn vậy thì vật liệu cách nhiệt trong nhà phải cách nhiệt tốt với môi trường ngoài để nhiệt tích tụ không bị mất mát.

Nhà thụ động ra đời ở Đức vào cuối những năm 1980s do Wolfgang Feist nghiên cứu xây dựng. Công trình đầu tiên được xây năm 1991 tại Darmstadt – Kranichstein cho một lô 4 căn nhà liền kề với diện tích sàn khoảng 150m2/nhà. Các nguyên tắc khí hậu sinh thái cùng với các yếu tố tiên tiến như thiết kế gọn gàng, sử dụng năng lượng mặt trời thụ động, sử dụng vật liệu lợp và ốp tường sinh thái v.v.v đã giúp công trình đạt được mức tiêu thụ năng lượng 10,2 kwh/m2 theo cách đo thực nghiệm của tiêu chuẩn Đức. Kể từ đó nhà thụ động lan ra các nước châu âu và Mỹ.

Người Đức thậm chí còn tiến lên một bước, họ xây dựng cả một khu phố Vauban ở thành phố Freiburg có số dân 5000 người thành một “khu đô thị thụ động”.

Nhóm nhà baugruppe Triangel

Nằm cách trung tâm Freiburg 3km, Vauban vốn là khu doanh trại của người Pháp, sau khi họ rút đi vào năm 1991, từ năm 1998 người Đức đã bắt tay vào xây dựng một khu “đô thị sinh thái và bền vững” tại nơi này. Đến năm 2010 cả khu vực rộng 42ha có 2000 căn nhà, tất cả đều đạt mức năng lượng thấp (<65kWh/m2/năm), trong đó có 150 nhà thụ động (<15kWh/m2/năm). Năng lượng trong khu chủ yếu là tự cung tự cấp bằng các hệ thống năng lượng mặt trời, các hộ gia đình khi xây dựng thường nhóm họp lại thành các  Baugruppe để thiết kế sao cho hài hòa và sử dụng chung các hệ thống thu phát năng lượng. Cùng với những thành công khác trong quy hoạch giao thông và không gian xanh (70% dân số không dùng ô tô, thấp hơn gấp 4 lần so với trung bình nước Đức và khoảng 2 lần so với trung bình của Freiburg) khi khu phố này trở thành hình mấu lý tưởng cho các đơn vị ở sinh thái.

Những căn nhà thụ động ra đời với mục đích giảm dấu chân sinh thái và hạ mức năng lượng tiêu thụ. Nhưng đằng sau điều đó, thụ động đã trở thành một lời kêu gọi con người chỉ nên sử dụng những gì thiên nhiên cung cấp tương tự như thời tiền sử, tránh chủ động khai thác nguồn lực tự nhiên. Những bằng chứng đến giờ cho thấy việc chủ động can thiệp vào thiên nhiên gây ra nhiều tiêu cực hơn cách sống thụ động để hòa hợp. Tất nhiên chúng ta vẫn mơ ước có những công cụ tác động thẳng vào khí hậu và sản sinh ra những nguồn năng lượng mới để con ngoài có thể tồn tại bền vững lâu dài, tránh thảm họa tận thế của giống loài. Con người từ trong vòng 2 thế kỷ nay đã vươn ra ngoài vị trí là một phần thông thường của hệ sinh thái trên quả đất. Loài người đã nắm giữ vai trò làm chủ, nắm giữ quyền sinh sát của hơn 90% các loài trên trái đất và biến đổi tự nhiên. Kỷ nhân sinh hay Kỷ nguyên con người như Paul Crutzen đưa ra đã được xác lập trong lịch sử trái đất. Trong khi chờ những thành quả mới trong ngành Địa- công nghệ cung cấp các giải pháp điều chỉnh khí hậu, tự nhiên và năng lượng để con người tránh được nguy cơ tuyệt diệt, tạm thời hãy cứ sống theo phương cách thụ động.