Ứng dụng kinh tế tuần hoàn cho hạng mục tạm trong xây dựng: Nghiên cứu trường hợp hệ hàng rào công trường mô-đun tái sử dụng
Trong bối cảnh ngành xây dựng chịu áp lực ngày càng lớn về giảm phát thải và tiết kiệm tài nguyên, nghiên cứu đề xuất mô hình hàng rào công trường mô-đun tái sử dụng tại Tổng thầu Coteccons. Kết quả cho thấy, hệ hàng rào có thể sử dụng trung bình cho 4 dự án, tỷ lệ thu hồi khoảng 85%, giúp tiết kiệm khoảng 63,75% chi phí vật tư so với phương án truyền thống.
Kinh tế tuần hoàn từ những hạng mục tạm trong xây dựng
Ngành xây dựng là một trong những lĩnh vực tiêu thụ nhiều tài nguyên, vật liệu và năng lượng, đồng thời phát sinh lượng lớn chất thải trong suốt vòng đời công trình. Trong bối cảnh yêu cầu giảm phát thải, tiết kiệm tài nguyên và nâng cao hiệu quả sử dụng vật liệu ngày càng cấp thiết, việc chuyển đổi từ mô hình kinh tế tuyến tính sang kinh tế tuần hoàn trong xây dựng có ý nghĩa quan trọng cả về khoa học, kinh tế và thực tiễn quản lý công trường.
Tại Việt Nam, kinh tế tuần hoàn đã được ghi nhận trong Luật Bảo vệ môi trường năm 2020 và Nghị định số 08/2022/NĐ-CP cũng cụ thể hóa tiêu chí kinh tế tuần hoàn, trong đó nhấn mạnh việc tăng hiệu quả sử dụng tài nguyên, vật liệu, tiết kiệm năng lượng và kéo dài thời gian sử dụng vật liệu, thiết bị, sản phẩm, linh kiện, cấu kiện [1].
Tuy nhiên, trong thực tiễn xây dựng, các nghiên cứu và giải pháp về kinh tế tuần hoàn thường tập trung nhiều vào vật liệu chính của công trình hoặc chất thải xây dựng và phá dỡ. Trong khi đó, các hạng mục tạm phục vụ thi công (hàng rào công trường, văn phòng tạm, kho tạm, lối đi tạm…) chưa được xem xét đầy đủ như những đối tượng có thể thiết kế và quản lý theo vòng đời tuần hoàn. Đây là khoảng trống đáng chú ý, bởi các hạng mục này xuất hiện ở hầu hết các công trường, có tính lặp lại cao và thường sử dụng nhiều vật tư thép có khả năng thu hồi, bảo trì và tái sử dụng.
Phương pháp thực hiện truyền thống thường mang tính tuyến tính: vật tư được mua mới hoặc gia công riêng cho từng dự án, lắp dựng bằng liên kết hàn hoặc các chi tiết khó tháo rời, sử dụng trong thời gian thi công, sau đó tháo bỏ, cắt phá, thanh lý hoặc lưu kho rời rạc. Cách làm này làm giảm khả năng tái sử dụng, tăng chi phí mua sắm vật tư cho các dự án sau và chưa phù hợp với định hướng kinh tế tuần hoàn.
Xuất phát từ thực tiễn quản lý công trường của Tổng thầu Coteccons, nghiên cứu này đề xuất chuyển hóa nguồn vật tư giàn giáo (ống thép, xà gồ và phụ kiện) đang lưu kho, nhàn rỗi giữa các dự án thành hệ hàng rào công trường mô-đun có khả năng tháo lắp và tái sử dụng. Nghiên cứu hướng đến xây dựng mô hình hàng rào tạm mô-đun, quy trình quản lý vòng đời theo nguyên lý 3R và đánh giá hiệu quả ứng dụng tại Coteccons.
Thiết kế mô hình hàng rào mô-đun và quy trình quản lý vòng đời
Nghiên cứu được thực hiện theo hướng nghiên cứu trường hợp ứng dụng, kết hợp với phương pháp phát triển giải pháp thiết kế và xây dựng quy trình quản lý. Đối tượng nghiên cứu là hệ hàng rào tạm sử dụng tại các công trường của Tổng thầu Coteccons, tập trung vào nhóm hàng rào sử dụng vật tư giàn giáo có khả năng tháo lắp và tái sử dụng.
Quy trình nghiên cứu được triển khai qua năm (05) bước: Khảo sát hiện trạng hàng rào tạm theo phương án truyền thống; Kiểm kê nguồn vật tư giàn giáo có khả năng tái sử dụng; Xây dựng mô hình thiết kế hàng rào mô-đun; Xây dựng quy trình quản lý vòng đời; So sánh hiệu quả kinh tế giữa phương án truyền thống và phương án mô-đun tái sử dụng.
Hiệu quả ứng dụng mô hình hàng rào mô-đun tái sử dụng
Mô hình thiết kế hệ hàng rào tạm mô-đun và danh mục các chi tiết cấu thành [2]
Kết quả đầu tiên của nghiên cứu là mô hình thiết kế hệ hàng rào tạm công trường theo hướng mô-đun hóa, sử dụng vật tư có khả năng tháo lắp và tái sử dụng nhiều lần. Khác với phương pháp truyền thống, trong đó hàng rào tạm thường được gia công riêng lẻ cho từng công trường và sau khi kết thúc dự án dễ bị cắt phá, hư hỏng hoặc thanh lý (Hình 1a), mô hình đề xuất xem hàng rào tạm như một hệ cấu kiện có thể lắp dựng, tháo dỡ, vận chuyển, lưu kho và tái sử dụng cho các công trường tiếp theo (Hình 1b, 1c).
Về cấu tạo tổng thể, hệ hàng rào tạm mô-đun gồm các bộ phận chính: trụ đứng, thanh giằng ngang, cây chống xiên, tấm che, cọc neo đứng và phụ kiện liên kết (Hình 1b, Bảng 1). Các chi tiết được tổ hợp thành từng mô-đun với chiều dài 3 mét, có quy cách thống nhất để thuận tiện cho việc bố trí theo chiều dài tuyến hàng rào của từng công trường.
Bảng 1. Danh mục các chi tiết cấu thành hệ hàng rào tạm mô-đun tái sử dụng [2]
Kết quả thứ hai và cũng là sản phẩm quản trị quan trọng của nghiên cứu là Quy trình quản lý vòng đời hàng rào tạm áp dụng tại Tổng thầu Coteccons. Quy trình quản lý vòng đời hàng rào tạm được xây dựng trên nguyên lý 3R, trong đó giảm mua mới vật tư bằng cách ưu tiên sử dụng nguồn giàn giáo sẵn có; tăng khả năng tái sử dụng thông qua thiết kế, tháo dỡ, kiểm tra, bảo trì và tái phân bổ; chỉ tái chế khi cấu kiện không còn đáp ứng yêu cầu kỹ thuật. (Hình 2).
Quy trình này có ý nghĩa chuyển đổi cách quản lý hàng rào tạm từ mô hình tuyến tính sang mô hình tuần hoàn: vật tư được đưa vào một vòng lưu chuyển khép kín, nhờ đó, giá trị sử dụng của vật tư được kéo dài và chi phí đầu tư ban đầu được phân bổ cho nhiều vòng sử dụng.
Kết quả so sánh mô hình tuyến tính và mô hình tuần hoàn thông qua trường hợp hệ hàng rào tạm công trường xây dựng [2]
Để làm rõ sự khác biệt của giải pháp đề xuất, nghiên cứu tiến hành so sánh giữa mô hình thực hiện hàng rào tạm theo tư duy tuyến tính và mô hình hàng rào tạm theo tư duy kinh tế tuần hoàn. Kết quả so sánh cho thấy sự thay đổi không chỉ nằm ở vật liệu hoặc cách thi công, mà còn ở toàn bộ logic quản lý vòng đời của hạng mục tạm (Bảng 2). Kết quả so sánh cho thấy mô hình tuần hoàn không chỉ thay đổi phương thức thi công mà còn thay đổi cách quản lý vòng đời vật tư tạm trong xây dựng.
Bảng 2. Kết quả so sánh mô hình tuyến tính và mô hình tuần hoàn đối với hàng rào tạm công trường xây dựng [6]
Điều đáng chú ý là hiệu quả của mô hình tuần hoàn không chỉ phụ thuộc vào thiết kế hàng rào, mà còn phụ thuộc vào kỷ luật vận hành quy trình quản lý vòng đời. Nếu hàng rào được thiết kế mô-đun nhưng không có quy trình thu hồi, phân loại và bảo trì, khả năng tái sử dụng sẽ bị suy giảm.
Ngược lại, nếu chỉ có quy trình quản lý nhưng thiết kế vẫn sử dụng liên kết hàn hoặc cấu kiện không tiêu chuẩn, quy trình cũng khó đạt hiệu quả. Vì vậy, hai sản phẩm của nghiên cứu - mô hình thiết kế và quy trình quản lý vòng đời - cần được xem là một hệ giải pháp thống nhất.
Kết quả đánh giá ứng dụng giải pháp tại Tổng thầu Coteccons [2]
Về mặt kinh tế, kết quả thí điểm cho thấy hệ hàng rào tạm mô-đun tái sử dụng có khả năng áp dụng trong điều kiện thi công thực tế và mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt so với phương án truyền thống. Khảo sát thực tế cho thấy hàng rào thiết kế theo mô-đun có thể được sử dụng trung bình cho 4 dự án, tỉ lệ thu hồi sau mỗi dự án là khoảng 85% (15% vật tư thép hư hỏng được bán phế liệu), sau 4 dự án thì xem như vật tư hư hỏng hoàn toàn và bán phế liệu để tái chế.
Trong khi đó, hàng rào chế tạo theo phương án truyền thống thì chỉ sử dụng 1 lần, sau khi dự án kết thúc được tháo bỏ và thanh lý phế liệu với giá 20% giá trị ban đầu. Theo tính toán, trong chu kỳ 4 dự án, phương án truyền thống phát sinh chi phí khoảng 3.200.000 đồng/m, trong khi phương án mô-đun khoảng 1.160.000 đồng/m, giúp tiết kiệm khoảng 63,75% chi phí vật tư.
Ngoài hiệu quả kinh tế, mô hình còn giúp chuẩn hóa kế hoạch vật tư, giảm hư hỏng sau tháo dỡ, tăng hiệu quả phối hợp giữa kho và công trường trong xuất, nhập, bảo trì, tái phân bổ vật tư.
Nhìn chung, kết quả đánh giá tại Tổng thầu Coteccons cho thấy giải pháp có tính khả thi trong thực tiễn, đặc biệt đối với các doanh nghiệp tổng thầu có nhiều công trường, có hệ thống kho vật tư tập trung và có nguồn vật tư giàn giáo (ống thép, xà gồ, cùm) nhàn rỗi giữa các dự án. Mô hình càng phát huy hiệu quả khi được áp dụng lặp lại qua nhiều công trường, bởi chi phí đầu tư và tổ chức ban đầu được phân bổ cho nhiều vòng sử dụng.
Ý nghĩa thực tiễn và khả năng mở rộng mô hình tuần hoàn trong xây dựng
Kết quả nghiên cứu cho thấy kinh tế tuần hoàn trong xây dựng không chỉ giới hạn ở vật liệu chính hoặc chất thải sau phá dỡ, mà có thể bắt đầu từ các hạng mục tạm có tính lặp lại cao. Hàng rào công trường là trường hợp điển hình vì xuất hiện ở hầu hết các dự án, sử dụng nhiều vật tư thép và có khả năng chuẩn hóa để thu hồi, bảo trì, tái sử dụng.
Mô hình phù hợp với các tổng thầu có nhiều công trường, có kho vật tư tập trung và có khả năng điều phối vật tư giữa các dự án. Tuy nhiên, hiệu quả kinh tế có thể khác nhau tùy quy mô doanh nghiệp, số lượng công trường, hệ thống kho và nguồn vật tư sẵn có. Nghiên cứu cũng chưa lượng hóa đầy đủ hiệu quả môi trường như mức giảm phát thải CO₂ tương đương.
Nghiên cứu đã đề xuất mô hình ứng dụng kinh tế tuần hoàn cho hàng rào tạm công trường tại Tổng thầu Coteccons trên cơ sở nguyên lý 3R, thiết kế mô-đun và quản lý vòng đời vật tư. Kết quả ứng dụng thực tiễn cho thấy mô hình có hiệu quả kinh tế rõ rệt, giúp tiết kiệm khoảng 2.040.000 đồng/m2, tương đương 63,75% so với phương án truyền thống. Đây là cơ sở để mở rộng cách tiếp cận tuần hoàn sang các hạng mục tạm khác như văn phòng tạm, kho tạm, lối đi tạm, góp phần hình thành hệ thống quản lý vật tư tạm bền vững hơn trong doanh nghiệp xây dựng.
Tài liệu tham khảo
[1] Vietnam Government (2022), Decree No. 08/2022/ND-CP Detailing a Number of Articles of the Law on Environmental Protection (in Vietnamese).
[2] M.C. Dang (2025), “Modular temporary construction site fencing: technical solutions and management processes based on the circular economy model applied at Coteccons”, Coteccons Internal Scientific Research Report (in Vietnamese).