Trang chủ . Tin chuyên nghành

MẶT DỰNG KÍNH GIẢI PHÁP CHO KIẾN TRÚC HIỆN ĐẠI MỘT VÀI KINH NGHIỆM ÁP DỤNG TẠI VIỆT NAM



Kiến trúc hiện đại đã đem lại cho nền kiến trúc thế giới những công trình tráng lệ, to lớn và có thẩm mỹ, thì kính và mặt dựng kính là loại vật liệu hoàn thiện được xem là tối ưu cho không gian đẹp, bề mặt nhẵn bóng và đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật xây dựng. Bài viết giới thiệu một số công trình được xem như những viên ngọc kiến trúc với những không gian luôn làm chúng ta cảm giác như đang chiêm ngưỡng những bức tranh nghệ thuật hoàn hảo.

 

 

Công trình văn phòng hiện đại với mặt dựng kính lớn như một tác phẩm nghệ thuật thu hút sự chú ý từ xa.

 

 

Sử dụng mặt dựng kính lớn nhưng toà nhà viện khoa học công nghệ Istanbul Thổ Nhĩ Kỳ vẫn được xem như một toà nhà xanh,
bởi công nghệ mang lại những giải pháp xanh về năng lượng xử lý nhiệt

 

Trên thế giới sản xuất kính có rất nhiều màu. Mặt dựng kính màu một tuyệt tác của nghệ thuật. Ngôi trường này là bức tranh
chuyển màu cầu vồng, nó thật sự là một không gian kiến trúc khó quên cho những học sinh ở Texas, Mỹ.

 

Một bảo tàng với kết cấu phủ kính dạng tam giác uốn cong, tạo nên bề mặt độc đáo, bảo tàng được xây dựng tại  Florida, Mỹ

 

Ngôi nhà với 40.000m2 này có màu sắc thay đổi liên tục qua hệ thống đèn led thông qua các vách kính lớn với các ống nhựa
thông từ trong ra ngoài, nó được xem là giấc mơ của người Trung quốc

 

Đây là một bệnh viện mắt tại London, Anh Quốc. Nhìn vẻ bên ngoài với các chân nhọn nhưng toà nhà thật sự quyến rũ, một
bức tranh đầy màu sắc.

 

Đêm đến toà nhà như một viên kim cương rực sáng với những góc màu khác nhau. Bốn mặt của toà nhà bằng kính được xây
dựng tại Australia làm thay đổi một không gian cho đô thị nơi đây

 

Ngắm nhìn những công trình được giới thiệu ở trên càng khẳng định được rằng trên thế giới, mặt dựng kính đã được ứng dụng rất phát triển, tạo nên một xu thế cho kiến trúc hiện đại. Trong vòng hai mươi năm trở lại đây, hệ thống thi công mặt dựng kính trong các dự án nhà cao tầng trở nên phổ biến tại Việt Nam. Giá thành của hệ thống mặt dựng kính có thể lên tới 20% tổng giá thành xây dựng của một công trình cao tầng. Mặt dựng kính xuất hiện làm thay đổi bộ mặt kiến trúc công trình và trở thành trào lưu. Sử dụng nhiều nhưng có lẽ để áp dụng sao cho phù hợp với điều kiện Việt Nam thì vẫn là trăn trở của các nhà thiết kế. Bài viết cũng tổng hợp một số kinh nghiệm để các kiến trúc sư lưu ý trong những công trình của mình.

 

Hệ thống mặt dựng kính thường là kết cấu bao che của công trình. Hệ thống mặt dựng kính là một trong những bộ phận quan trọng của nhà cao tầng và ngày càng quan trọng hơn xét trên các yếu tố: công năng, thẩm mỹ, giá thành. Ngoài ra, mặt dựng kính là hệ chịu tải trọng gió đầu tiên của nhà cao tầng và từ đó truyền đến hệ thống chịu tải trọng ngang của nhà (cột, vách, lõi...) do đó việc tính toán thiết kế hệ thống mặt dựng kính chịu tải trọng gió, cũng như việc kiểm tra chất lượng và biện pháp thi công lắp dựng là một yêu cầu cần thiết.

 

  • Biện pháp thi công mặt dựng kính

Hệ thống mặt dựng kính tuỳ vào cấu tạo và biện pháp thi công có thể chia thành những hệ cơ bản như sau: hệ Stick, hệ Unitized, hệ Spider.

 

- Mặt dựng kính hệ Stick: được sản xuất và gia công các thanh nhôm, kính và một số chi tiết khác tại nhà máy, toàn bộ công việc liên kết, lắp dựng và hoàn thiện được thực hiện tại công trường. Mặt dựng kính hệ Stick có thể sử dụng cho mọi loại bề mặt bên ngoài của toà nhà, đặc biệt phù hợp với bề mặt toà nhà có kiến trúc phức tạp hoặc có nhiều điểm nối.

 

Hình ảnh thi công mặt dựng kính hệ Stick 

 

- Mặt dựng kính hệ Unitized: là hệ thống vách kính lớn được sản xuất, gia công và hoàn thiện thành các tấm panel ngay từ trong nhà máy, sau đó được chuyển đến công trình để lắp dựng và hoàn thiện tổng thể.

 

Hình ảnh bản vẽ thi công mặt dựng kính hệ Unitized

 

Mặt dựng kính hệ Unitized sử dụng tốt nhất cho công trình có mặt ngoài đồng nhất và các tầng có chiều cao như nhau.

 

- Mặt dựng kính hệ Spider: là một trong những phương pháp hệ thống tường kính không khung, chủ yếu chỉ dùng các chốt giữ kính để tạo thành các điểm liên kết và kết nối các tấm kính lại với nhau.

 

Hình ảnh mặt dựng kính hệ Spider

 

Với mỗi hệ có một đặc điểm thi công khác nhau nhưng có một số yêu cầu kỹ thuật chung khi thi công mặt dựng kính cần được đảm bảo: Khả năng chịu lực; an toàn sử dụng (biến dạng) và độ ổn định; các yêu cầu về độ kín khít (độ lọt khí, độ lọt nước); chịu va đập, an toàn khi kính bị vỡ; khả năng cách âm, cách nhiệt và khả năng truyền ánh sáng tự nhiên.

 

Ngoài đảm bảo các yêu cầu về kĩ thuật, hệ thống mặt dựng kính phải được thiết kế sao cho thuận tiện cho thi công, tiết kiệm, đảm bảo mỹ thuật, hiện đại, hài hòa với kiến trúc. Mặt dựng kính ngoài việc đảm bảo an toàn, vững chắc còn tăng tính thẩm mỹ cho tòa nhà, tạo sự thông thoáng bên trong, tiết kiệm các thiết bị điện.

 

  • Tác nhân gây hư hỏng mặt dựng kính
  • - Hư hỏng do tác động của gió:

Đây là hư hỏng phổ biến nhất và phá hủy nặng nề nhất mặt dựng kính. Thiết kế thi công mặt dựng kính chịu tải trọng ngang (tải trọng gió) là mối quan tâm chính của các kĩ sư thiết kế. Tuy nhiên không có phương pháp tính toán chuẩn cho thiết kế của mọi mặt dựng tường kính với kích thước và hình dáng khác nhau. Mặc dù tất cả các tiêu chuẩn tải trọng và tác động trên thế giới đã thể hiện các vùng có áp lực gió cao tại các góc của công trình. Đặc biệt là các công trình hiện đại có xu hướng không đều đặn và có hình dáng phức tạp và được xây dựng trong vùng có ảnh hưởng mạnh của địa hình và các công trình xung quanh trung tâm các đô thị lớn.

 

Mặt dựng kính bị hư hỏng do tác động của gió

 

Các thiệt hại do gió gây ra cho mặt dựng kính không gây sụp đổ công trình nhưng nó gây mất mỹ quan, nguy hiểm cho người sinh sống bên trong và người đi lại bên dưới tòa nhà. Ngoài ra, việc sửa chữa các hư hỏng đó rất khó khăn, lâu dài và tốn kém

- Hư hỏng do nước:

Đây là hư hỏng thường gặp của mặt dựng kính. Hư hỏng do nước được chia làm hai phần: một là do sự lọt nước, hai là sự ngưng tụ. Hư hỏng này làm suy giảm kết cấu mặt dựng, gây ra nấm mốc, ảnh hưởng tới chất lượng không khí bên trong nhà. Chất kết dính (keo Silicone) và gioăng cao su là vật liệu chính để ngăn chặn sự lọt nước, tuy nhiên hai vật liệu này có thể bị phá hủy do hệ số giãn nở nhiệt của nhôm gấp 2,5 lần của kính, ngoài ra chúng có khả năng chịu nhiệt kém và dễ bị giòn hóa. Cách tốt nhất để bảo vệ mặt dựng kính trước tác động của nước là phải thiết kế một hệ thống thoát nước trong tường kính, sử dụng loại keo và gioăng cao su có chất lượng tốt. Việc sửa chữa hư hỏng này rất khó khăn và tốn kém, nhưng lại có thể dễ dàng ngăn chặn trong thiết kế và lắp đặt.

- Hư hỏng do tác động của nhiệt:

 Tải trọng nhiệt cần được tính toán cẩn thận khi thiết kế mặt dựng kính. Sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa bên trong và bên ngoài mặt dựng gây ra các vết nứt nhiệt. Vết nứt nhiệt thường vuông góc với khung và mở rộng ra toàn bộ mặt kính. Khi kính bị hư hỏng do nhiệt thì cần phát hiện sớm để thay thế khi vết nứt phát triển rộng, khó có thể sửa chữa được, do đó việc thử nghiệm nhiệt đối với mặt dựng kính là cần thiết, để phát hiện ra sai sót và xử lý trước khi lắp đặt.

 

Mặt dựng nhôm kính hư hỏng do tác động của nhiệt

 

  • Kiểm tra chất lượng mặt dựng kính

Khi đã lắp đặt, việc sửa chữa các hư hỏng trên mặt dựng kính thường rất khó khăn và tốn kém nhưng có thể dễ dàng ngăn chặn trong thiết kế và lắp đặt. Công tác thử nghiệm trước khi thi công mặt dựng kính dưới mô hình thực (Mock-up Test) được tiến hành để kiểm tra chất lượng trước khi lắp đặt vào công trình. Phòng Nghiên cứu Thí nghiệm Gió -Viện Chuyên nghành Kết cấu CTXD đã tiến hành đầu tư hệ thống thiết bị và tiến hành thử nghiệm để kiểm tra chất lượng của nhiều hệ thống mặt dựng kính tại Việt Nam.

  • Xu hướng sử dụng kính cho mặt dựng công trình

Hiện nay, hầu hết các công trình lớn trên thế giới đều đang sử dụng kính tiết kiệm năng lượng và các nhà đầu tư lớn của Việt Nam cũng bắt đầu lựa chọn sử dụng. Trên thực tế, loại kính này không chỉ mang lại tiện ích tối ưu và nâng cao giá trị cho tòa nhà mà còn mang lại những hiệu quả lớn, hiệu quả lâu dài cho chủ đầu tư. Thậm chí, ở nhiều quốc gia phát triển đã đưa bộ Luật bắt buộc sử dụng các loại vật liệu thân thiện với môi trường trong đó có kính tiết kiệm năng lượng cho các công trình xây dựng. Theo đánh giá của các chuyên gia đầu ngành Xây dựng, việc sử dụng kính tiết kiệm năng lượng sẽ mang đến giải pháp tiết kiệm năng lượng hiệu quả cho các công trình xây dựng.

Kính tiết kiệm năng lượng là sản phẩm có công năng cao, được sản xuất bằng cách phủ các lớp vật liệu vô cơ với kích thước nano lên bề mặt phôi kính trắng nhằm kiểm soát năng lượng mặt trời truyền qua kính. Các lớp phủ có khả năng ngăn chặn một cách chọn lọc các tia bức xạ nhiệt từ mặt trời và tạo nên màu sắc kính. Sản phẩm kính tiết kiệm năng lượng có hệ số phát xạ thấp, giúp giảm thiểu sự truyền nhiệt giữa môi trường bên trong và ngoài công trình. Ngoài ra, với hệ số hấp thụ nhiệt (SHGC) nhỏ sẽ giúp ngăn cản phần lớn năng lượng nhiệt truyền từ mặt trời thông qua vách kính. Qua đó, giúp tiết kiệm chi phí điện năng cho hệ thống điều hòa không khí, hệ thống sưởi ấm, mà vẫn đảm bảo duy trì hiệu quả.

Hiện nay, kính tiết kiệm năng lượng có 2 dòng sản phẩm được sử dụng rộng rãi, bao gồm Low-E và Solar Control. Ở thị trường Việt Nam, kính tiết kiệm năng lượng hiện chủ yếu được nhập khẩu từ các thị trường nước ngoài như Bỉ, Pháp…Kính tiết kiệm năng lượng dần trở thành giải pháp thay thế cho vật liệu kính thông thường, bởi hiệu quả kinh tế  có thể mang đến cho những công trình hiện đại. Tuy nhiên, việc ứng dụng sao cho đạt hiệu quả cao nhất với thiết kế tại Việt Nam còn là vấn đề đáng bàn. Bởi lẽ, đa số người sử dụng thực sự chưa nắm rõ tính chất kỹ thuật đặc trưng 2 dòng sản phẩm Low-E và Solar Control. Theo khảo sát, tình trạng các doanh nghiệp gia công kính xây dựng cho đến các chủ đầu tư công trình cao ốc luôn lựa chọn kính Low-E cho mục đích tiết kiệm năng lượng. Tuy nhiên, tính năng của kính Low-E lại phù hợp với khu vực có khí hậu lạnh, bởi đặc điểm kính Low-E là ngăn cản sự thất thoát nhiệt từ môi trường bên trong ra môi trường bên ngoài. Ngoài ra, với độ truyền sáng cao từ 60 - 70% sẽ mang nhiều ánh sáng và năng lượng từ mặt trời hơn vào trong phòng, giúp cho căn phòng luôn ấm áp vào mùa đông. Nếu sử dụng kính Low-E ở khu vực khí hậu nhiệt đới sẽ tạo ra cảm giác chói mắt, khó chịu vì đặc tính độ truyền sáng cao.

Trong khi đó, kính Solar Control với đặc tính phản xạ và hấp thụ bức xạ nhiệt mặt trời, ngăn không cho nhiệt từ mặt trời truyền vào trong phòng. Nhờ đặc điểm này, kính Solar Control giúp tiết kiệm đáng kể lượng điện năng trong vận hành máy điều hòa không khí làm mát trong phòng, vì các hệ thống này chỉ phải vận hành ở công suất thấp hơn. Đặc biệt, dòng kính Solar Control có độ truyền sáng thấp, ở khoảng 35 - 50%, không gây ra cảm giác chói nắng, phù hợp với những vùng có số giờ nắng cao như Việt Nam, thêm vào đó, khả năng ngăn cản tia UV xâm nhập vào bên trong hơn 80% giúp bảo vệ sức khỏe con người. Do đó, kính Solar Control sử dụng phù hợp ở vùng khí hậu nhiệt đới như các tỉnh khu vực phía Nam. Hơn nữa, dòng kính Solar Control có thể sử dụng được kết cấu đơn (kính Low-E phải dùng kết cấu kính hộp), nên khả năng ứng dụng đa dạng hơn, đồng thời giảm được chi phí cho hệ thống khung nhôm.

Theo nhiều chuyên gia trong và ngoài nước, một nguyên nhân dẫn đến tình trạng chưa tường tận trong việc lựa chọn chủng loại kính tiết kiệm năng lượng như trên là do hầu hết kính tiết kiệm năng lượng được nhập khẩu từ châu Âu. Những nước này có khí hậu ôn đới và hàn đới, thường sản xuất kính Low-E để giải bài toán tiết kiệm năng lượng vào mùa Đông. Trong khi đó, Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới, nên việc sử dụng loại kính này cần được tính toán và cân nhắc kỹ lưỡng sao cho phù hợp, tránh tác dụng ngược.

Tóm lại, vai trò mặt dựng kính trong kiến trúc hiện đại rất quan trọng và đang trở thành xu thế. Bài viết tổng hợp một vài kinh nghiệm để các kiến trúc sư lưu ý khi sử dụng mặt dựng kính trong công trình cho phù hợp với điều kiện của Việt Nam, đáp ứng yêu cầu tiết kiệm năng lượng.

Thông tin thêm: Từ năm 2016, sau khi đi vào vận hành, nhà máy Kính tiết kiệm năng lượng Viglacera tung ra thị trường 2 dòng sản phẩm kính Low-E và kính Solar Control. Các sản phẩm này có cấu trúc điển hình gồm từ 5 đến 8 lớp phủ, có thể ngăn đến 99% tia UV và 79% năng lượng mặt trời, giúp tiết kiệm 51% chi phí điện năng cho hệ thống điều hoà nhiệt độ. Là công ty trong nước đầu tiên sản xuất, kính tiết kiệm năng lượng Viglacera đang dần thay thế hàng nhập khẩu, tiên phong kiến tạo giải pháp xanh, thân thiện môi trường cho các công trình xây dựng Việt, được coi là một lựa chọn hợp lý cho các kiến trúc sư và chủ đầu tư./.

 

Ths.KTS. Bùi Thùy Dung

 

Tài liệu tham khảo:                            

- Tài liệu kỹ thuật của một số hãng sản xuất kính.

- Các tham luận tại Hội thảo tọa đàm “Kiến trúc mặt dựng kính”do Hội KTS tổ chức tháng 12/2017.

 

 



Gửi abc

Thảo luận về dự án: (0 Comments)