'Ông lớn' thế giới tiết lộ bí kíp đặc biệt tạo nên ballroom không cột lớn nhất thế giới của Việt Nam

Làm thế nào để xây dựng một đại sảnh quy mô 11.050 m² sở hữu kết cấu mái thép vượt nhịp 81 m hoàn toàn không cột chống giữa, đồng thời mô phỏng trọn vẹn những đường cong mềm mại như sóng biển; hay đưa hình tượng vảy rồng trong thần thoại Việt vào hệ mái kiến trúc phức hợp ven biển?

Đó chuỗi bài toán kỹ thuật hóc búa được đặt lên bàn làm việc của Skidmore, Owings & Merrill (SOM) khi hãng thiết kế danh tiếng của Mỹ hợp tác cùng Tập đoàn Sun Group phát triển tổ hợp Trung tâm Hội nghị và Triển lãm APEC cùng Nhà biểu diễn đa năng tại Phú Quốc.

Được thành lập từ năm 1936, SOM là tên tuổi đứng sau hàng loạt công trình biểu tượng định hình diện mạo kiến trúc thế giới như Burj Khalifa (Dubai), One World Trade Center (New York) hay Willis Tower (Chicago). Đặt chân đến đảo Ngọc, hãng đã vận dụng kinh nghiệm thiết kế toàn cầu cùng các công cụ tính toán tiên tiến để chuyển hóa truyền thuyết Con Rồng Cháu Tiên thành kiến trúc đương đại, đáp ứng yêu cầu đặc biệt của APEC 2027.

Tối ưu hóa cấu trúc vượt nhịp 81 m bằng thuật toán

Định hình không gian Trung tâm Hội nghị APEC là hệ giàn thép uốn lượn uyển chuyển mang tinh thần của những đợt sóng biển khơi. Thách thức lớn nhất đối với các kỹ sư kết cấu là tạo lập khoảng vượt nhịp lên đến 81 m không cần bất kỳ cột đỡ trung gian nào, song vẫn phải bảo đảm khả năng chịu lực, tối ưu vật liệu và giữ nguyên ngôn ngữ kiến trúc.

Ông Nicolas Medrano, Giám đốc Thiết kế phụ trách khu vực châu Á – Thái Bình Dương của SOM, tin rằng công nghệ sẽ là mấu chốt để giải các bài toán kỹ thuật tại cụm dự án trung tâm hội nghị APEC. "Trong kỷ nguyên AI và công nghệ phát triển bứt phá, chúng tôi sở hữu các công cụ tính toán mạnh mẽ để kiến tạo những hình khối công trình bền vững, hiệu năng vượt trội và hướng tới tương lai", ông Medrano chia sẻ.

Để giải bài toán, SOM đã ứng dụng phương pháp tối ưu hóa cấu trúc (Topology Optimization), sử dụng thuật toán tính toán sự phân bố lực trong kết cấu để xác định vị trí vật liệu thực sự cần thiết. Thay vì tăng khối lượng thép để bảo đảm khả năng chịu lực, công nghệ cho phép các kỹ sư nghiên cứu phương án phân bổ vật liệu hiệu quả, loại bỏ những phần không cần thiết trong giới hạn an toàn thiết kế, qua đó tối ưu trọng lượng, chi phí và khả năng thi công.

Song hành với đó, việc kết hợp mô hình hóa hình học bằng máy tính giúp các chuyên gia tinh chỉnh độ cong, kích thước và cấu tạo từng nhịp giàn. Những cấu kiện có hình học được chuẩn hóa giúp thuận lợi hơn cho quá trình chế tạo sẵn, vận chuyển và lắp dựng tại công trường.

Bài toán không dừng lại ở khả năng chịu lực. Với khí hậu nhiệt đới ven biển Phú Quốc, SOM sử dụng các mô hình mô phỏng gió, nhiệt độ, bức xạ mặt trời và điều kiện vi khí hậu để điều chỉnh thiết kế. Đặc biệt, công nghệ mô phỏng dòng không khí bằng máy tính (Computational Fluid Dynamics – CFD) giúp dự báo cách gió di chuyển quanh công trình, từ đó tối ưu lớp vỏ kiến trúc và khả năng thông gió tự nhiên tại sảnh, hiên đón, hành lang mở.

Trên mái, hệ cửa lấy sáng bố trí ở vị trí cao giúp ánh sáng tự nhiên đi sâu vào không gian bên trong, đồng thời được tính toán nhằm hạn chế hấp thụ nhiệt, hướng tới giảm nhu cầu chiếu sáng nhân tạo và năng lượng làm mát. Nhờ vậy, những đường cong của mái không đơn thuần mang giá trị thẩm mỹ mà còn gắn với hiệu quả kết cấu, sử dụng vật liệu và vận hành công trình.

Mái "vảy rồng" qua thuật toán tham số

Nếu khối Trung tâm Hội nghị lấy cảm hứng từ sóng biển và hình tượng Mẹ Tiên Âu Cơ, Nhà biểu diễn đa năng với sức chứa khoảng 4.030 chỗ lại mang hình khối tròn, tượng trưng cho Cha Rồng Lạc Long Quân. Điểm nhấn nổi bật là mái nhà hát mô phỏng những lớp vảy rồng xếp chồng, được nâng đỡ bởi hệ thống 50 cột trụ gợi nhắc hình ảnh 50 người con theo cha xuống biển trong truyền thuyết dân tộc Việt.

Để hiện thực hóa hình khối phức tạp này, SOM ứng dụng công nghệ mô hình hóa tham số (Parametric Modeling), phương pháp sử dụng các thông số và quy tắc toán học để kiểm soát hình dạng công trình. Thay vì thiết kế riêng lẻ từng cấu kiện, kiến trúc sư có thể điều chỉnh những tham số như độ cong, kích thước, góc nghiêng hay khoảng cách; mô hình máy tính sẽ tự động cập nhật các bộ phận liên quan, giúp đội ngũ thiết kế nghiên cứu nhiều phương án và kiểm soát sự đồng bộ của tổng thể.

Kết hợp công nghệ gia công hiện đại, giải pháp này giúp chuyển hóa ý tưởng vảy rồng thành hệ tấm bao che nhẹ, có thể chế tạo với độ chính xác cao trước khi lắp ghép tại công trường. Thiết kế cũng tính đến điều kiện nắng, mưa và môi trường biển để lựa chọn vật liệu thích hợp, giảm lượng vật liệu không cần thiết và gia tăng độ bền vận hành lâu dài.

Theo ông Medrano, "sự kết hợp giữa tính toán kỹ thuật và công nghệ thiết kế đã giúp đội ngũ kiến trúc sư chuyển tải câu chuyện văn hóa truyền thống thành những hình khối hiện đại mà không đánh đổi yêu cầu về hiệu năng công trình".

Kiến trúc thích ứng linh hoạt: Từ hội nghị thượng đỉnh đến không gian cộng đồng

Bên cạnh kết cấu và kiến trúc, bài toán khác của SOM là thiết kế tổ hợp có thể đáp ứng yêu cầu an ninh đặc biệt của APEC 2027 nhưng vẫn khai thác hiệu quả nhiều năm sau sự kiện. Theo ông Medrano, không nhiều trung tâm hội nghị trên thế giới tích hợp trực tiếp không gian biểu diễn nghệ thuật, ẩm thực chuyên biệt với những đại sảnh hội nghị quy mô lớn như phương án tại Phú Quốc.

Bên trong Trung tâm Hội nghị APEC, đại sảnh 11.050 m² có thể phục vụ những sự kiện quốc tế đông người, trong khi hệ thống phòng họp và không gian phụ trợ cho phép tổ chức nhiều hoạt động cùng lúc. Trong thời gian diễn ra APEC, công trình được thiết kế để bố trí các khu vực an ninh nhiều lớp, phòng họp song phương, phòng chờ nguyên thủ và lối tiếp cận riêng cho các hoạt động ngoại giao cấp cao.

Sau sự kiện, nhiều không gian có thể chuyển đổi công năng, từ hội nghị doanh nghiệp, triển lãm thương mại đến biểu diễn nghệ thuật, hoạt động cộng đồng. Các sảnh lớn có thể phân chia thành khu vực nhỏ hơn. Hệ hiên, hành lang có mái che và không gian công cộng bên ngoài được tổ chức để kết nối với các sự kiện văn hóa, triển lãm ngoài trời hay chợ đêm.

Việc kết hợp công trình hội nghị với nhà biểu diễn, hệ thống ẩm thực, công viên và các tiện ích du lịch được kỳ vọng tạo sức hút thường xuyên, thay vì chỉ hoạt động vào những kỳ hội nghị lớn. Cách tổ chức này giúp hình thành một điểm đến đa chức năng, kết nối du lịch hội nghị, nghệ thuật, giải trí và đời sống đô thị, đưa tổ hợp tại Phú Quốc trở thành hạ tầng biểu tượng lâu dài của đảo Ngọc.