Lựa chọn những vật liệu để ứng dụng vào công trình xây dựng là khâu rất quan trọng. Nhất là đối những những công trình cao ốc, đòi hỏi đó lại càng khắt khe hơn. Vật liệu không những phải bền chắc mà còn phải nhẹ và rẻ. Và kính chính là sự lựa chọn tối ưu cho những công trình này. Tuy nhiên vật liệu kinh lại gây ra hiệu ứng nhà kính gây cho không gian mỗi công trình nóng hơn. Vì vậy giải pháp tường kính hai lớp ra đời, giải quyết hầu như mọi khuyết điểm mà vật liệu kính có.
Ưu và nhược điểm của vật liệu kính trong xây dựng
Nhiều công dụng, đa dạng về chủng loại, giá cả phong phú,… là những đặc điểm kiến cho vật liệu kính được nhiều người lựa chọn. Tuy nhiên, nó không tuyệt đôi hoàn hảo, kính cũng có một số ưu và khuyết điểm cho riêng mình!
Ưu điểm
Một số ưu điểm khiến vật liệu kính thường được dùng trong các công trình xây dựng như:
Dễ dàng chế tạo, linh hoạt hình dạng, tiện lợi vận chuyển: Thành phần chính trong cấu tạo của kính là cát, trải qua quá trình áp dụng nhiệt cao. Nhà sản xuất có thể dễ dàng đúc kính thành bất kỳ hình dáng và kích thước nào theo yêu cầu. Các tấm kính cũng được đánh giá là nhỏ gọn, dễ di chuyển và lắp đặt hơn rất nhiều loại vật liệu xây dựng khác
Vật liệu mang tính thẩm mỹ cao, đảm bảo cường độ ánh sáng phù hợp cho không gian trong nhà nhờ vào đặc điểm trong suốt. Độ bền cao, ít chịu ảnh hưởng của các yếu tố thời tiết như mưa, gió. Khác với các loại tường sơn sau một thời gian sẽ bị nhạt màu, dễ bong tróc và rất hạn chế tẩy rửa, vật liệu kính vẫn giữ được nguyên vẹn vẻ đẹp ban đầu dù đã được sử dụng nhiều năm. Kính không dẫn điện, bảo vệ ngôi nhà khỏi nguy cơ về điện có thể xảy ra. Đảm bảo an toàn cho người và vật bên trong khi thời tiết mưa gió, sấm chớp.
Nhược điểm
Ngay từ thời điểm xuất hiện thì kính đã có một số nhược điểm vốn có, trải qua quá trình ứng dụng thực tế, nghiên cứu và cải tiến thì các khuyết điểm này đã dần được khắc phục.
Kính là vật liệu dễ vỡ khi có lực tác động mạnh. Hiện nay, các loại kính cường lực, kính bán cường lực đã giải quyết được vấn đề này. Nguy hiểm khi kính bị vỡ, dễ gây sát thương cho người lớn và trẻ nhỏ
Vận chuyển kính cần có những phương án bảo vệ bề mặt an toàn, tránh cọ xát lực mạnh là xước, tạo vết nứt gãy không đáng có. Kính thông thường có khả năng truyền nhiệt cao hơn các loại vật liệu khác. Để khắc phục được nhược điểm này, bạn có thể sử dụng các loại kính cách nhiệt chuyên dụng hoặc dán phim cách nhiệt trên bề mặt kính.
Chi phí cao đối với những loại kính có bề mặt thiết kế đẹp, sang trọng và cầu kỳ. Vật liệu kính trong suốt khiến sự riêng tư không được đảm bảo, xuất hiện nhiều tình huống nguy hiểm khi kẻ gian rình rập. Sử dụng rèm cửa, dùng giấy dán kính phản quang, dán kính mờ,… sẽ là giải pháp phù hợp.
Hệ thống tường kính hai lớp
Đúng như tên gọi, hệ thống tường kính hai lớp gồm hai lớp kính cường lực đặt song song nhau tạo nên khoang trung gian (vùng đệm) ở giữa có tác dụng ngăn cản tiếng ồn và hấp thụ nhiệt. Vùng đệm này có thể rộng từ 20cm cho tới vài mét. Hoạt động như một lớp ngăn cách nắng nóng, gió và tiếng ồn bên ngoài. Từ đó điều hòa nhiệt độ bên trong công trình. Một trong những ví dụ kinh điển nhất về ứng dụng tường bao hai lớp là tòa nhà 30 St Mary Axe (hay “The Gherkin” – quả dưa chuột) của kiến trúc sư đại tài Norman Foster cùng các cộng sự.
Luồng không khí đi qua khoang trung gian một cách tự nhiên hoặc được điều khiển bằng cơ học; trong khi đó, hai lớp tường kính có thể được tích hợp thêm các thiết bị chống nắng.
Dù ý tưởng về tường kính hai lớp không phải là quá mới mẻ nhưng ngày càng có nhiều các kiến trúc sư, kỹ sư ứng dụng tường kính hai lớp cho những công trình mà họ đảm nhiệm. Đặc biệt trong thiết kế nhà chọc trời, tường kính hai lớp càng được ưa chuộng bởi đặc tính trong suốt, khả năng cách nhiệt, cách âm tuyệt vời, từ đó làm giảm chi phí điện cho điều hòa không khí và loại bỏ nhu cầu về công nghệ dành riêng cho cửa sổ.
Ưu điểm và nhược điểm của tường kính hai lớp
Thêm vào đó, cấu trúc tường kính hai lớp còn rất linh hoạt. Dễ dàng thích ứng với mọi điều kiện thời tiết dù lạnh giá hay nắng nóng. Chính sự linh hoạt này khiến tường kính hai lớp trở nên hấp dẫn các kiến trúc sư. Dưới đây là những ưu điểm và nhược điểm của tường kính hai lớp:
Ưu điểm của hệ thống
Giảm nhu cầu sử dụng năng lượng để làm mát và sưởi ấm. Không che chắn tầm nhìn và ánh sáng tự nhiên. Tăng cường cách nhiệt, cách âm. Cho phép thông gió tự nhiên diễn ra và làm mới không khí. Tạo ra một môi trường sống lành mạnh hơn.
Nhược điểm của hệ thống
Chi phí xây dựng ban đầu cao hơn nhiều so với phương thức truyền thống. Tốn nhiều không gian hơn, yêu cầu bảo trì thường xuyên. Có thể hoạt động không đúng thiết kế khi bối cảnh xung quanh thay đổi đáng kể. Bằng cách thay đổi các chi tiết nho nhỏ, chẳng hạn như đóng, mở các lỗ thông gió ở hai đầu tường kính hoặc kích hoạt thiết bị luân chuyển không khí, cơ chế hoạt động của tường kính hai lớp sẽ thay đổi theo.
Đối với vùng khí hậu lạnh
Ở những vùng khí hậu lạnh, các lỗ thông gió sẽ được đóng kín. Lúc này, vùng đệm không khí ở giữa hoạt động như một hàng rào ngăn cản quá trình thất thoát nhiệt ra bên ngoài. Lượng nhiệt mặt trời chứa trong khoang trung gian có thể sưởi ấm vùng không khí lân cận. Từ đó làm giảm nhu cầu sử dụng điện cho hệ thống sưởi ấm trong nhà.
Đối với vùng khí hậu nóng
Tại vùng khí hậu nóng, các lỗ thông gió ở hai đầu sẽ được mở ra. Khi đó, khoang trung gian được thông hơi với bên ngoài tòa nhà. Nhằm giảm thiểu hấp thụ nhiệt mặt trời và giảm tải làm mát. Lượng nhiệt dư thừa sẽ thoát ra ngoài dựa theo hiệu ứng ống khói. Trong phương pháp này khí lạnh sẽ gây áp lực với khí nóng, buộc nó phải di chuyển lên trên. Khi khí nóng bay lên sẽ tạo ra áp lực kéo khí tươi (không khí lạnh mới) ở bên ngoài vào thế chỗ cho khí nóng vừa bay lên, từ đó làm mát vùng không khí xung quanh.
Như vậy, cơ chế hoạt động của tường kính hai lớp phụ thuộc rất nhiều vào các điều kiện bên ngoài (bức xạ mặt trời, nhiệt độ bên ngoài…), ảnh hưởng trực tiếp đến sự thoải mái và chất lượng không khí bên trong. Do đó, tùy từng trường hợp mà tường kính hai lớp sẽ được tinh chỉnh linh hoạt cho phù hợp. Điều này đòi hỏi kiến trúc sư phải có kiến thức vững chắc về hướng di chuyển của mặt trời, hoàn cảnh, bức xạ địa phương, điều kiện nhiệt độ, mật độ xây dựng và nhiều yếu tố liên quan khác.
