Thiết kế nhà cao tầng cần tuân theo nhiều tiêu chí và giải pháp để đạt được yêu cầu về an toàn và đảm bảo chất lượng và phù hợp với các yêu cầu sử dụng. Kính dùng trong xây dựng nói chung và dùng trong nhà ở cao tầng nói riêng hiện đang được các nhà thiết kế và xây dựng sử dụng rộng rãi làm cửa sổ, cửa đi, bao che bên ngoài, các vách ngăn trong nhà do các tính năng truyền sáng độc đáo. Tuy nhiên trong thiết kế nhà cao tầng hiện nay, nhiều tính năng kỹ thuật của kính chưa được nghiên cứu tính toán khi đưa vào các công trình nhà ở cao tầng để có thể sử dụng một cách phù hợp đảm bảo yêu cầu về an toàn và sử dụng có hiệu quả loại vật liệu này. Dưới đây là một số yêu cầu kỹ thuật khi sử dụng kính xây dựng cần quan tâm trong thiết kế nhà cao tầng.
1. Yêu cầu về an toàn cho người sử dụng
Trong thiết kế nhà ở cao tầng cần chú ý đến khả năng chịu tải, độ bền uốn, cường độ gió, khả năng chịu va đập của vật liệu trước các tác động của địa chất cũng như của thiên nhiên nhằm đảm bảo an toàn cho người sử dụng. Trong công nghệ sản xuất kính xây dựng hiện nay có nhiều sản phẩm đáp ứng được yêu cầu trên: Kính an toàn, kính dán, kính cốt thép. Các loại sản phẩm này có chung một ưu điểm là khi xẩy ra các chấn động, va đập lớn dẫn đến bể, vỡ các phần của vật liệu vẫn được liên kết liền khối với nhau hạn chế tối đa gây thương tích cho người sử dụng hoặc cư dân đi lại dưới lưu không của công trình. Hiện nay nhiều chung cư cao tầng vẫn được sử dụng kính trắng xây dựng thông thường sử dụng cho bao che, cửa sổ, cửa đi, do vậy cần đưa vào tiêu chuẩn thiết kế nhà ở cao tầng các tiêu chí sử dụng kính xây dựng đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
2. Yêu cầu về tiết kiệm năng lượng
Tiết kiệm năng lượng đang là một trong những vấn đề đang được nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm. Nhiều biện pháp tiết kiệm, nhiều công trình nghiên cứu các sản phẩm mới đang được tiến hành nhằm sử dụng năng lượng ngày càng hiệu quả hơn nhằm tránh nguy cơ khủng hoảng năng lượng và ô nhiễm môi trường sống trong tương lai. Ở Việt Nam, tiết kiệm năng lượng đang là một vấn đề đang được quan tâm sâu sắc. Theo kết quả khảo sát của Ban xây dựng Quy chuẩn về hiệu quả năng lượng trong công trình xây dựng thương mại cho thấy nhiều công trình xây dựng cao tầng Việt Nam hiện nay không phù hợp với Quy chuẩn chuẩn bị ban hành về yêu cầu tiết kiệm năng lượng gấp 1,5 - 2 lần so với công trình tương tự ở các nước khác. Do vậy một trong những tiêu chí cần quan tâm trong thiết kế nhà ở cao tầng là yêu cầu về tiết kiệm năng lượng.
Trong thiết kế nhà ở cao tầng, kính xây dựng được sử dụng cho các mục đích làm cửa đi, cửa sổ, vách ngăn phòng hay bao che bên ngoài,... có thể giảm được trọng tải trong công trình, tận dụng được ánh sáng tự nhiên, giữ nhiệt bên trong và ngăn nhiệt độ bên ngoài tác động vào công trình. Việc tính toán kích thước, số lượng chủng loại cửa sổ, cửa đi, bao che bằng kính cần phải quan tâm đến hiệu quả việc sử dụng ánh sáng tự nhiên với việc điều hoà nhiệt độ trong phòng một cách hợp lý để tiết kiệm chi phí năng lượng duy trì nhiệt độ ổn định trong nhà mà vẫn đảm bảo được độ thông thoáng. Do tính chất đặc thù của vật liệu kính, ánh sáng mặt trời có thể truyền qua kính một cách dễ dàng thông thường độ thấu quang của kính trắng từ 85 - 89% do vậy một lượng nhiệt của ánh sáng mặt trời sẽ được truyền qua và làm tăng nhiệt độ trong nhà khi toàn bộ bao che kín. Như vậy để duy trì nhiệt độ trong phòng ổn định và mát mẻ vào mùa hè cũng như ấm vào mùa đông, chúng ta phải sử dụng các thiết bị khác để điều hoà nhiệt độ trong nhà như điều hoà nhiệt độ, quạt thông gió. Như vậy chúng ta lại phải sử dụng một năng lượng nhân tạo khác như điện, khí ga để điều hoà năng lượng lấy từ thiên nhiên.
Tuy nhiên với các tiến bộ khoa học kỹ thuật trong công nghệ sản xuất kính xây dựng và các sản phẩm sau kính, nhiều sản phẩm đã đáp ứng được yêu cầu tiết kiệm năng lượng như: Kính xây dựng 2 lớp, kính phản quang, kính tiết kiệm năng lượng. Như vậy, trong thiết kế nhà ở cao tầng cần phải quan tâm tính toán tới hiệu quả khi sử dụng các chủng loại kính trong xây dựng với yêu cầu tiết kiệm năng lượng và tác dụng tốt tới môi trường. Đây là yêu cầu rất quan trọng liên quan đến hiệu quả kinh tế khi tính toán, lựa chọn vật tư sử dụng cho nhà ở cao tầng nhằm tiết kiệm chi phí đầu tư xây dựng và sử dụng công trình xây dựng. Tiết kiệm năng lượng là một mục tiêu rất quan trọng trong thiết kế nhà cao tầng.
Tiết kiệm năng lượng khi sử dụng kính cách nhiệt hai lớp
Sử dụng kính 2 lớp là một trong những giải pháp hiệu quả để tiết kiệm năng lượng, hạn chế độ ồn tác động từ bên ngoài trong thiết kế nhà cao tầng. So sánh một số chỉ tiêu kỹ thuật của kính trắng xây dựng 1 lớp và kính trắng xây dựng 2 lớp:
|
STT
|
Chiều dày tấm kính
|
Ánh sáng truyền qua %
|
Độ cách âm DB
|
Hệ số truyền nhiệt U W/m2K
|
|
1
|
Kính trắng xây dựng 1 lớp dày 6mm
|
85 - 89
|
22 - 25
|
5,8
|
|
2
|
Kính trắng cách nhiệt 2 lớp dày 6 - 12 - 6mm
|
79 - 81
|
36 - 40
|
2,7
|
Qua bảng trên cho thấy khi sử dụng kính 2 lớp lượng ánh sáng tự nhiên vào trong nhà giảm đi không nhiều nhưng độ cách âm và lượng nhiệt truyền qua kính giảm đi một nửa, do vậy có thể tiết kiệm được năng lượng cung cấp cho ngôi nhà giữ ở nhiệt độ trong nhà ấm về mùa đông và mát về mùa hè. Đây là một loại vật liệu cần được các nhà thiết kế sử dụng cho nhà ở cao tầng.
Tiết kiệm năng lượng khi sử dụng kính phản quang
Khi sử dụng kính phản quang hay còn gọi là kính tiết kiệm năng lượng cho bao che bên ngoài nhà ở, phần lớn ánh sáng mặt trời và nhiệt lượng của nó bị phản xạ ra ngoài mà không khúc xạ vào trong nhà, do vậy ảnh hưởng của nhiệt độ ngoài trời đối với trong nhà đã bị hạn chế.
Dưới đây là một số đặc tính kỹ thuật của một số chủng loại kính phản quang thông dụng đang có sẵn trên thị trường Việt Nam có thể sử dụng trong các công trình nhà cao tầng tiết kiệm năng lượng.
|
Chủng loại sản phẩm
|
Ánh sáng
|
Năng lượng
|
|
Truyền qua %
|
Phản xạ %
|
Truyền qua trực tiếp %
|
Phản xạ %
|
Hấp thụ %
|
Tổng năng lượng truyền qua %
|
|
Kính trắng 6mm
|
89
|
8
|
79
|
7
|
14
|
82
|
|
Kính phản quang màu bạc 6mm
|
20
|
24
|
16
|
21
|
63
|
29
|
|
Kính phản quang màu xanh 6mm
|
30
|
16
|
22
|
17
|
61
|
36
|
|
Kính phản quang màu nâu 6mm
|
30
|
12
|
28
|
11
|
61
|
42
|
Tiết kiệm năng lượng khi sử dụng kính dán an toàn
Kính dán cũng là một giải pháp tiết kiệm năng lượng, hạn chế độ ồn tác động từ bên ngoài trong các công trình xây dựng. Giữa hai lớp kính được dán một lớp màng PVB trong suốt hoặc màu tuỳ theo mục đích sử dụng. Ngoài tác dụng để liên kết hai hay nhiều lớp kính với nhau tăng cường độ chịu lực khi có va đập đảm bảo an toàn cho người sử dụng, lớp keo này còn có tác dụng ngăn các tia hồng ngoại đi qua để giảm nhiệt lượng của mặt trời truyền qua đảm bảo nhiệt độ trong phòng và giảm bớt tiếng ồn bên ngoài tác động vào.
Với những tính năng ưu việt trên, trong tương lai kính dán an toàn sẽ được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp. Trong các công trình xây dựng, kính dán sẽ được sử dụng cho các mục đích:
- Cửa đi bằng kính
- Cửa bao che bên ngoài của các cửa hàng, siêu thị
- Các vách ngăn, lan can bên trong công trình thường xuyên có tiếp xúc với các va chạm của con người
- Cửa sổ của các khu nhà cao tầng.
Hy vọng với sự phát triển của kỹ thuật công nghệ trong lĩnh vực sản xuất và gia công kính xây dựng, các chủng loại sản phẩm sau kính như kính dán an toàn sẽ được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng và trong các lĩnh vực khác trong đời sống sinh hoạt của người Việt Nam.
Nguồn: Hội thảo quốc tế "Sử dụng kính an toàn, tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường", tháng 10-2008.