Các công trình xây dựng ngày nay ngày càng cao tầng và diện tích rất lớn. Để tối đa hoá không gian, đảm bảo ánh sáng mà vẫn duy trì được độ an toàn. Người ta lựa chọn giải pháp kính cường lực làm vách. Vật liệu này đã ra đời từ khá lâu nhưng vẫn chiếm được cảm tình của các kiến trúc sư, kỹ sư bởi tính ứng dụng rất cao. Bên cạnh những ưu điểm nổi bật, kính cũng tồn tại một số hạn chế không thể không nhắc đến như chi phí, yếu tố bảo trì. Hôm nay chúng tôi xin gửi đến bạn đọc bài viết ‘Tiết kiệm năng lượng với tường kính 2 lớp’.
Mục Lục
Tường kính ngày càng được ưa thích trong xây dựng
Đặc tính cách nhiệt, cách âm, không ngăn cản ánh sáng tự nhiên hay hạn chế tầm nhìn. Khiến tường kính hai lớp ngày càng được nhiều kiến trúc sư ứng dụng. Cho công trình mà họ đảm nhiệm. 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 hạn chế của tường kính
Ưu điểm
- 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.
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:
Hạn chế
- 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. 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.
Cơ chế hoạt động của tường bằng kính khá linh hoạt
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.
Ứng dụng linh hoạt vào các công trình
Tuổi thọ dự kiến của kính chân không là 25 năm. Vật liệu niêm phong đặc biệt đảm bảo môi trường chân không cao. Được chế tạo bằng kính cách nhiệt thông thường tuổi thọ 10 – 15 năm. Tuổi thọ của kính chân không có thể dài hơn 2 lần. Nó có thể được ứng dụng vào các công trình như sân bay. Các tòa nhà gần đường cao tốc và đường sắt có thể có lợi nhờ đặc tính cách âm của kính. Đặc biệt kính hộp thể hiện tính cách âm tối ưu khi. Là lựa chọn duy nhất cho cửa và vách ngăn các phòng thu phát âm của các đài phát thanh truyền hình và các trung tâm ghi âm.