EN
Liên kết nhanh
Màn hình LED linh hoạt đang thay đổi cách các tòa nhà trông bên ngoài, biến những bức tường tẻ nhạt thành thứ có thể thay đổi và thích ứng. Những màn hình này không bị cố định một hình dạng như TV thông thường. Thay vào đó, chúng uốn cong và bao quanh mọi loại hình dạng và đường cong, phù hợp hoàn hảo với những bức tường kính uốn lượn hoặc các công trình kiến trúc có hình dáng kỳ lạ mà ta thỉnh thoảng thấy. Một số kiến trúc sư nổi tiếng đã bắt đầu thử nghiệm công nghệ này, làm cho các tòa nhà của họ trông hoàn toàn khác biệt vào ban ngày khi ánh sáng mặt trời phản chiếu trên bề mặt, so với ban đêm khi chúng phát sáng với những màn hình đầy màu sắc. Các con số cũng chứng minh điều này. Một báo cáo gần đây từ Viện Thiết Kế Đô Thị cho thấy gần 8 trong số 10 nhà quy hoạch đô thị cho rằng các bề mặt LED thích ứng này sẽ trở thành yếu tố thiết yếu trong các thành phố trong tương lai.
Các hệ thống đèn LED linh hoạt ngày nay có thể đọc dữ liệu môi trường theo thời gian thực, điều chỉnh độ sáng trong suốt cả ngày và phản ứng với các điều kiện thời tiết thay đổi. Điều thực sự thú vị là những tấm panel này còn giảm lượng nhiệt hấp thụ từ ánh nắng mặt trời khoảng 32%, đồng thời kiêm luôn vai trò là bề mặt hiển thị các tác phẩm văn hóa khi trời tối. Khi các kiến trúc sư lắp đặt những tấm LED uốn dẻo này trên bề mặt ngoài của tòa nhà, họ về cơ bản đang tạo ra những bề mặt thông minh có khả năng tương tác ngược lại với thành phố xung quanh. Trong giờ cao điểm buổi sáng và buổi tối, các tấm panel này hiển thị lịch trình giao thông công cộng và cảnh báo tắc đường ngay trên tường tòa nhà. Về đêm, chúng chuyển sang chế độ chiếu sáng dịu nhẹ hơn, tạo không khí dễ chịu mà không làm chói mắt người đi đường. Sự kết hợp giữa chức năng thực tiễn và tính thẩm mỹ này khiến các tòa nhà trở nên nhiều hơn hẳn một cấu trúc tĩnh trong các cảnh quan đô thị hiện đại.
The Curve tại Dubai là một ví dụ điển hình cho sự thay đổi này, với khoảng 18 nghìn tấm LED linh hoạt bao phủ bề mặt cong khổng lồ dài 210 mét. Điều làm nên điểm thú vị thực sự là lớp vỏ tòa nhà có thể phản ứng với những người đi ngang qua, chuyển từ các biển chỉ dẫn đơn giản thành các màn hình thương hiệu đầy đủ khi lượng khách bộ hành đông hơn. Các hệ thống điều khiển chiếu sáng thông minh giúp giảm thiểu độ chói không cần thiết vào ban đêm nhưng vẫn duy trì phần lớn màn hình hiển thị có thể nhìn thấy ngay cả khi ánh nắng chiếu thẳng mạnh. Cách tiếp cận này đặt ra tiêu chuẩn mới cho các công trình công nghệ xanh tại những nơi có nhiệt độ cực kỳ cao vào ban ngày.
Kiến trúc hiện nay đang hướng tới những thiết kế linh hoạt và hữu cơ hơn, và đây chính là điểm mà màn hình LED linh hoạt thực sự nổi bật so với các tấm panel cứng truyền thống vốn đã không còn phù hợp nữa. Các tấm panel truyền thống bắt đầu bị nứt hoặc xuất hiện những biến dạng kỳ lạ khi uốn cong vượt quá bán kính khoảng 3 mét. Còn các màn hình linh hoạt được làm từ công nghệ màng mỏng? Chúng có thể uốn cong theo bất kỳ hình dạng nào cần lắp đặt mà không gặp vấn đề gì. Các kỹ sư đã nghiên cứu phát triển sản phẩm này trong nhiều năm, tạo ra các nền tảng LED mỏng chỉ 0,25mm, có thể bao quanh các cột hoặc thậm chí bám theo các cấu trúc xoắn ốc như mặt tiền hình torus tuyệt đẹp tại Guangzhou Circle. Và điều đáng kinh ngạc là những màn hình này vẫn có thể hiển thị hình ảnh 4K sắc nét với độ sáng đạt mức khoảng 150 nit.
Khi sản xuất kỹ thuật số kết hợp với mô hình hóa tham số, các kiến trúc sư có được sự tự do sáng tạo để thiết kế các mảng đèn LED tạo thành những họa tiết khảm đẹp mắt theo các đường cong geodesic. Những thiết kế này về cơ bản loại bỏ các đường lưới khó chịu thường thấy trên các bức tường video thông thường. Một số nghiên cứu về phân tích đẳng hình học chỉ ra rằng các kỹ thuật này giúp giảm khoảng 75-80% các mối nối nhìn thấy được trong các hệ thống lắp đặt có độ cong kép. Kết quả? Các cấu trúc vẫn duy trì độ bền vững đồng thời đảm bảo hình ảnh liền mạch, ngay cả khi áp dụng lên những hình dạng bề mặt cực kỳ phức tạp.
Khả năng tồn tại lâu dài thực sự phụ thuộc vào việc chúng ta xử lý căng thẳng như thế nào ở những điểm uốn quan trọng. Các mạch ngày nay làm từ vật liệu polyimide thực tế có thể chịu được khoảng 200.000 lần uốn trước khi các điểm ảnh bắt đầu suy giảm. Khi các kỹ sư phối hợp độ co giãn của màn hình (mà họ đo bằng MPa giây) với chuyển động của chính các tòa nhà, họ đưa ra những thiết kế hệ thống kết hợp này. Những thiết lập này hoạt động khá hiệu quả trong việc giải quyết các vấn đề giãn nở nhiệt ở những nơi có nhiệt độ cực đoan, đồng thời cũng xử lý được chuyển động của mặt đất ở những khu vực hay xảy ra động đất. Điều này có nghĩa là sản phẩm vẫn duy trì độ bền nhưng đồng thời vẫn giữ nguyên các đặc tính linh hoạt.
Các tòa nhà đang trở thành những bức tranh tương tác nhờ vào các màn hình LED linh hoạt có thể phản ứng với chuyển động của con người xung quanh. Khi ai đó vẫy tay hoặc thực hiện một cử chỉ gần những công trình này, các cảm biến chuyển động sẽ kích hoạt những hiệu ứng hoạt hình đầy màu sắc trải dài trên bề mặt, biến các con phố trong thành phố thành nơi mà mọi người thực sự muốn tham gia tương tác. Các con số cũng chứng minh điều này – một số nghiên cứu cho thấy lượng khách đi bộ tăng khoảng 35 phần trăm tại các khu vực có những công trình như vậy, theo báo cáo của Urban Place Analytics năm ngoái. Chẳng hạn như khu phức hợp văn phòng mới ở Dubai với những tấm panel hình tam giác thay đổi vị trí tùy theo số lượng người ở gần. Điều gì bắt đầu như một tòa nhà bình thường nhanh chóng trở nên đặc biệt khi chính kiến trúc cũng phản hồi lại những người đi ngang qua.
Ngày càng nhiều thành phố bắt đầu lắp đặt những màn hình LED linh hoạt này, trông giống như những tấm rèm, hiển thị thông tin môi trường theo thời gian thực. Chất lượng không khí, mức tiêu thụ năng lượng của các tòa nhà và thậm chí cả bức xạ mặt trời đều được chuyển thành những họa tiết đầy màu sắc trên các bức tường và mặt tiền, giúp mọi người thực sự nhìn thấy những gì đang diễn ra xung quanh họ. Lấy ví dụ Dubai trong những đợt nắng nóng khắc nghiệt. Một tòa tháp cụ thể ở đó đã biến bức tường LED khổng lồ 25.000 foot vuông của mình thành màn hình màu xanh mát lạnh khi nhiệt độ tăng vọt. Điều thú vị là đây không chỉ đơn thuần là hiệu ứng thị giác — tòa nhà còn có thể giảm nhiệt độ bề mặt khoảng 14 độ F nhờ vào các hệ thống che chắn thông minh được tích hợp ngay trong thiết kế. Thật sự đây là sự kết hợp giữa tính thẩm mỹ cao và các biện pháp ứng phó thực tế với biến đổi khí hậu.
Các hệ thống chiếu sáng hiện đại hiện nay tích hợp điều chỉnh độ sáng thông minh, giảm đầu ra màn hình khoảng 60% sau nửa đêm nhưng vẫn đảm bảo văn bản dễ đọc. Những phát hiện mới nhất từ Hội đồng Thành phố Thông minh năm 2023 chỉ ra rằng các màng LED đổi mới này kết hợp với công nghệ năng lượng mặt trời thực tế có thể tự tạo ra khoảng 30% lượng điện tiêu thụ thông qua những tế bào năng lượng mặt trời nhỏ được tích hợp bên trong. Và còn một khía cạnh khác nữa, các nhà nghiên cứu đang phát triển các vật liệu có thể phân hủy sinh học cho những bộ khuếch tán màn hình sang trọng này. Điều này rất quan trọng vì chúng ta đang nói đến khoảng 2,3 triệu tấn chất thải đổ vào các bãi chôn lấp mỗi năm chỉ riêng từ các linh kiện dùng trong xây dựng màn hình.
Các màn hình trong suốt linh hoạt đang thay đổi cách chúng ta tích hợp nội dung kỹ thuật số với kính xây dựng, cho phép truyền khoảng 78% ánh sáng tự nhiên, theo nghiên cứu mới nhất về kính thông minh năm 2024. Những màn hình này giúp các công trình duy trì kết nối với ánh sáng ban ngày trong khi hiển thị hình ảnh chuyển động ngay trên cửa sổ. Lấy ví dụ cửa hàng lớn ở Milan, họ đã bao phủ toàn bộ mặt kính bên ngoài bằng các tấm LED 360 độ này. Kết quả? Các video sản phẩm hiện lên lơ lửng ngay trên các mặt hàng thật bên trong tủ kính. Một hiệu ứng khá thú vị. Và nó thực sự hiệu quả — lượng khách đi bộ tăng gần một nửa vào buổi tối, trong khi người qua đường vẫn có thể nhìn thấy rõ những gì diễn ra bên trong cửa hàng mà không bị cản trở tầm nhìn.
Thiết kế hai lớp của các màn hình trong suốt linh hoạt — kết hợp các mảng LED với kính điều chỉnh được độ riêng tư — cho phép chuyển đổi linh hoạt giữa các trạng thái trong suốt, mờ và đục. Những màn hình này ngày càng được sử dụng trong:
Một sáng kiến gần đây từ nhà cung cấp hàng đầu cho phép các màn hình trong suốt cong vừa khít với độ uốn lồi lên tới 90°, đạt được sự tích hợp liền mạch mà trước đây không thể thực hiện được với màn hình cứng. Trên 62% kiến trúc sư hiện nay yêu cầu giải pháp LED trong suốt cho các dự án cần tối ưu hóa ánh sáng tự nhiên và tương tác kỹ thuật số (Khảo sát Công nghệ Kiến trúc Toàn cầu 2023).
Công nghệ màn hình linh hoạt mới nhất tích hợp các lớp pin mặt trời cực mỏng ngay vào chính màn hình, giúp các tòa nhà về cơ bản tự cung cấp năng lượng. Những hệ thống kết hợp này thực sự có thể sản xuất khoảng 30 đến thậm chí 40 phần trăm lượng điện cần thiết để vận hành, trong khi vẫn giữ độ mỏng siêu nhỏ chỉ 0,3 milimét. Các nhà nghiên cứu ở châu Âu đã thử nghiệm các nguyên mẫu trong đó tế bào quang điện hữu cơ hoạt động song song với đèn LED. Điều ấn tượng là những thiết bị lai mới này đạt độ sáng khoảng 8.000 nits nhưng chỉ tiêu thụ một nửa năng lượng so với các màn hình thông thường. Điều này có nghĩa các bức tường tòa nhà không còn chỉ tiêu thụ điện nữa mà còn đang tự tạo ra điện, hoàn toàn thay đổi cách chúng ta nghĩ về bề mặt kiến trúc và tiêu thụ năng lượng.
Các tòa nhà thông minh đang trở nên ngày càng tinh vi nhờ công nghệ học máy, cho phép bề mặt ngoài của chúng thay đổi nội dung hiển thị dựa trên các yếu tố xảy ra xung quanh tại thời điểm đó. Ví dụ như điều kiện thời tiết, mức độ sạch của không khí bên ngoài, hay thậm chí là số lượng người đi ngang qua vào từng thời điểm cụ thể. Theo một nghiên cứu gần đây năm ngoái về cách các thành phố tích hợp các công nghệ thông minh, những công trình lên lịch hiển thị bằng trí tuệ nhân tạo thu hút lượng chú ý từ người đi bộ cao gần gấp đôi so với các thiết lập truyền thống. Ngoài ra, cũng ghi nhận sự sụt giảm rõ rệt về các vấn đề ô nhiễm ánh sáng không mong muốn – thực tế là số lượng khiếu nại giảm khoảng 40 phần trăm. Điều gì làm nên điều này? Tính toán biên (edge computing) đóng một vai trò lớn ở đây. Thay vì chờ đợi tín hiệu từ các trung tâm dữ liệu ở xa, các hệ thống này xử lý thông tin tại chỗ, giúp phản hồi gần như tức thì khi cần thiết.
Sự phổ biến ngày càng tăng của các tòa nhà phát sáng đồng nghĩa với việc chúng ta cần suy nghĩ nhiều hơn về mức độ bền vững thực sự của những công trình này theo thời gian. Một số phương pháp tái chế mới có thể thu hồi lại khoảng 90% lượng vật liệu đất hiếm quý giá từ các tấm LED cũ, và điều thú vị là một số chương trình thử nghiệm cho thấy chi phí của những vật liệu tái chế này tương đương với vật liệu hoàn toàn mới. Các phương pháp thiết kế mô-đun mới nhất cho phép thay thế từng tấm riêng lẻ thay vì phải thay cả khu vực. Thay đổi đơn giản này kéo dài tuổi thọ của các hệ thống chiếu sáng, đôi khi tăng gấp đôi thời gian sử dụng hữu ích từ khoảng 7 năm lên tới 15 năm. Điều tốt hơn nữa là tất cả các lần thay thế này đều duy trì vẻ ngoài đồng nhất trên toàn bộ tòa nhà, do đó không ai nhận ra phần nào mới hơn phần nào. Kết quả? Các hệ thống hoạt động hiệu quả trong thời gian dài hơn mà không tạo ra quá nhiều chất thải trong quá trình đó.
