Cân trọng lượng 600 triệu tòa nhà để xây dựng tương lai hiệu quả hơn
Ngày 12 tháng 9 năm 2026
Annie Nguyễn
Một nghiên cứu mới giúp chỉ ra cách các nhà xây dựng và nhà quy hoạch thành phố có thể giảm thiểu vật liệu cần thiết để đáp ứng dân số tương lai của hành tinh.
"Cách chúng ta quy hoạch thành phố ngày nay sẽ định hình nhu cầu vật liệu của chúng trong nhiều thập kỷ," Jinchao Song, tác giả chính của nghiên cứu mới và là nghiên cứu viên tại Trường Môi trường và Bền vững (SEAS) thuộc Đại học Michigan, cho biết. "Sử dụng vật liệu hiệu quả hơn có thể giúp các thành phố đáp ứng tăng trưởng dân số trong tương lai đồng thời giảm phát thải liên quan đến xây dựng. Nếu chúng ta sử dụng ít vật liệu hơn, chúng ta sẽ có ít tiêu thụ năng lượng và phát thải carbon hơn."
Trong nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Cities, Song và các đồng nghiệp đã kết hợp hình ảnh vệ tinh độ phân giải cao và dữ liệu không gian địa lý khác với thông tin vật liệu xây dựng để tính toán trọng lượng của 606 triệu tòa nhà trên khắp thế giới. Làm việc với các chuyên gia từ Trung Quốc, Đan Mạch và Hà Lan, bà đã phân tích cách các điều kiện kinh tế, mật độ dân số và đặc điểm của môi trường xây dựng, bao gồm hình thái đô thị, liên quan đến hiệu quả sử dụng vật liệu trên các thành phố.
Hình thái đô thị xem xét mức độ dày đặc của các tòa nhà, chiều cao của chúng và mức độ biến đổi về chiều cao tòa nhà trong toàn thành phố. Các nhà nghiên cứu phát hiện rằng các thành phố có mật độ tập trung các tòa nhà thấp đồng đều đã tối đa hóa diện tích sàn trên mỗi người trong khi giảm thiểu vật liệu sử dụng.
"Trọng lượng của các tòa nhà cung cấp một góc nhìn vật lý bổ sung để chúng ta hiểu các quá trình và hàm ý của đô thị hóa," Gang Liu, tác giả liên hệ của nghiên cứu và là giáo sư tại Trường Khoa học Đô thị và Môi trường thuộc Đại học Bắc Kinh, cho biết.
Góc nhìn toàn cầu về trọng lượng tòa nhà
Mặc dù các nghiên cứu trước đây đã xem xét việc sử dụng vật liệu và trọng lượng, phần lớn tập trung vào quy mô quốc gia hoặc khu vực lớn hơn, Song cho biết. Số ít nghiên cứu xem xét các yếu tố này ở quy mô tòa nhà chi tiết hơn có xu hướng tập trung vào các nước thu nhập cao, khiến Nam bán cầu ít được đại diện. Và chính ở những quốc gia thu nhập thấp hơn này, các chuyên gia dự đoán tăng trưởng dân số và đô thị hóa nhiều nhất trong tương lai, có khả năng thúc đẩy nhu cầu đáng kể về vật liệu xây dựng mới.
"Chúng tôi đã tạo ra cơ sở dữ liệu nhất quán toàn cầu ở cấp độ từng tòa nhà, cho phép chúng tôi xác định các mẫu mà ước tính thô hơn không thể nắm bắt," Song nói.
Điều này cho phép một số phát hiện ngoài hình thái đô thị hiệu quả nhất về vật liệu. Ví dụ:
Tổng khối lượng của 606 triệu tòa nhà là 835 tỷ tấn, chỉ kém trọng lượng của tất cả thực vật trên thế giới (khoảng 900 gigatấn). Trung Quốc sở hữu khoảng một phần tư tổng trọng lượng tòa nhà đó.
Các nước thu nhập cao, nơi sinh sống của khoảng 16% dân số thế giới và chiếm 46% tiêu thụ vật liệu xây dựng toàn cầu, có nhiều thành phố ở hình thái đô thị tối ưu nhất. Hơn 40% các thành phố thấp và đồng đều dày đặc nằm ở các nước thu nhập cao.
Các nước thu nhập thấp có hơn 80% các thành phố thấp và đồng đều thưa thớt, so với 5% ở các nước thu nhập cao.
Trong khi Trung Quốc và Mỹ có tổng trọng lượng tòa nhà cao nhất, Hà Lan và Na Uy có trọng lượng tòa nhà trên đầu người cao nhất.
Trong số 20 quốc gia được dự đoán có nhu cầu vật liệu cao nhất từ nay đến năm 2050, 19 quốc gia là thu nhập thấp hoặc trung bình. Mỹ là ngoại lệ duy nhất và là quốc gia thu nhập cao duy nhất được dự đoán có dân số tăng trong 25 năm tới.
Đánh đổi ngoài hiệu quả vật liệu
"Nghiên cứu này cung cấp những hiểu biết mới về thành phố bền vững trong tương lai nên trông như thế nào," đồng tác giả Benjamin Goldstein, phó giáo sư tại SEAS, cho biết. "Giờ đây thách thức là làm cho điều đó xảy ra."
Mặc dù nghiên cứu tiết lộ những cân nhắc mới quan trọng để tối ưu hóa việc sử dụng vật liệu, các nhà xây dựng và nhà quy hoạch thành phố sẽ phải cân nhắc chúng với mục tiêu có khả năng cạnh tranh là tối ưu hóa sử dụng đất, Song cho biết. Ví dụ, mặc dù các tòa nhà cao hơn sử dụng nhiều thép hơn các tòa nhà thấp hơn, chúng cũng có thể chứa nhiều người hơn trong dấu chân hiện có của thành phố, điều có thể mong muốn hoặc cần thiết hơn.
Chi tiết công bố
Jinchao Song et al, Cân trọng lượng 600 triệu tòa nhà tiết lộ bất bình đẳng vật liệu đô thị toàn cầu và các con đường hiệu quả, Nature Cities (2026). DOI: 10.1038/s44284-026-00510-3
#UrbanPlanning #SustainableCities #BuildingMaterials #CarbonEmissions #Urbanization #NatureCities
