Nhìn chung, xây dựng nhà cao tầng bằng vật liệu nhẹ được coi là thuận lợi do tiết kiệm vật liệu xây dựng. Ít vật liệu hơn sẽ giúp tiết kiệm chi phí hơn. Đôi khi là tiết kiệm năng lượng nhiều hơn so với những loại vật liệu nặng.
Thực tế có phần nhiều sắc thái hơn so với lý thuyết. Đôi khi xây dựng nhẹ thực sự tiết kiệm năng lượng hơn so với xây dựng hạng nặng. Hiệu quả năng lượng của một tòa nhà trong giai đoạn sử dụng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, khí hậu, môi trường xung quanh, vị trí và định hướng, chức năng của tòa nhà và việc sử dụng công suất để chỉ nêu một vài thông số.
Hơn nữa, tổng năng lượng hoạt động của một tòa nhà chỉ bao gồm 30% năng lượng được sử dụng để sưởi ấm và làm mát. Chỉ phần này bị ảnh hưởng bởi khối lượng (nhiệt) của tòa nhà. Do đó tiết kiệm năng lượng do các cấu trúc nặng hơn có thể không bao giờ lên tới hơn 30% này.
Vật liệu nhẹ không có nghĩa là nó không cứng. Hiện trên thế giới đã xuất hiện nhiều vật liệu nhẹ nhưng vẫn đảm bảo được chất lượng cho các công trình.
Tổng quan về vật liệu nhẹ
Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm các vật liệu nhẹ bao gồm cát, xi măng và thậm chí cả chất thải từ dừa non và sầu riêng để có độ bền và mật độ lớn. Các nghiên cứu của họ đã chỉ ra rằng những vật liệu này tốt cho việc xây dựng các bức tường và mái nhà, do đó tiết kiệm năng lượng và giảm chất thải từ ngành công nghiệp trái cây.
Công nghệ 3D cung cấp cho các kỹ sư một số tùy chọn mới cho các vật liệu nhẹ. Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Karlsruhe ở Đức đã sử dụng kỹ thuật in khắc laser và tia laser 3D để làm cứng các cấu trúc vi mô trong máy quang học. Vật liệu được thiết kế theo cách này cho thấy hứa hẹn trong việc tạo ra vật liệu cách nhiệt cho xây dựng công trình.
Nguồn cảm hứng
Các kỹ sư thường được truyền cảm hứng từ thiên nhiên, y học và cuộc sống hàng ngày khi phát triển những ý tưởng và sáng tạo mới cho ngành xây dựng. Các nhà nghiên cứu của Viện Công nghệ Karlsruhe, chẳng hạn, đã phát triển những vật liệu nhẹ này sau khi được lấy cảm hứng từ xương và ong. Xương người có cấu trúc khung và tổ ong của ong có cấu trúc vỏ bền, nhưng đủ nhẹ để thuận tiện cho việc di chuyển.
Những vật liệu xây dựng nhẹ này có mật độ thấp hơn nước; tuy nhiên, tỷ lệ cường độ trên trọng lượng của chúng cao hơn nhôm hoặc thép. Các cấu trúc với lỗ chân lông mở đã được chứng minh hiệu quả trong việc mang tải không lớn.
- Giải pháp xây nhà cao tầng cho thuê
Những thách thức
Tuy nhiên, vật liệu xây dựng nhẹ không xuất hiện mà không có sự chia sẻ công bằng của các nhà phê bình và những người hoài nghi. Một trong những thách thức lớn nhất mà các kỹ sư phải đối mặt khi sử dụng các vật liệu này là chống cháy.
Những lo ngại này gần đây đã được đưa ra ánh sáng ở phía bắc New Jersey khi một đám cháy đã phá hủy một khu chung cư lớn được xây dựng bằng gỗ nhẹ. Các quan chức tại hiện trường nói rằng đám cháy đã trở nên tồi tệ hơn vì mái nhà kiểu giàn mở và gỗ được thiết kế để có trọng lượng nhẹ.
Con ngựa ra khỏi chuồng trên công trình nhẹ; John Wisniewski, chủ tịch Ủy ban An toàn hỏa hoạn của New Jersey cho biết, đó là tình trạng của nghệ thuật xây dựng ngày nay. Tại thời điểm này, không thể ủy thác xây dựng bằng vật liệu không nhẹ. Nhưng chúng tôi có sự gia tăng cần thiết cho việc xây dựng nhẹ, và đó là hệ thống phun nước.
Nhưng điều quan trọng là phải hiểu rằng xây dựng trọng lượng nhẹ, trực tiếp là một thuật ngữ được định nghĩa lỏng lẻo và thậm chí không được định nghĩa chính thức bởi Bộ luật xây dựng quốc tế. Có nhiều cách khác nhau để thiết kế vật liệu nhẹ, và một số rủi ro hơn những cách khác. Các nhà nghiên cứu có thể đang đi đúng hướng với thử nghiệm mô hình 3D, nhưng rõ ràng cần nhiều nghiên cứu hơn để làm cho các tòa nhà nhẹ an toàn và hiệu quả hơn so với các tòa nhà được xây dựng bằng vật liệu truyền thống.
Một số loại vật liệu nhẹ trong xây dựng nhà cao tầng
Gạch
Gạch hiếm khi được sử dụng làm vật liệu xây dựng chính trong các tòa nhà cao tầng vì khả năng chịu tải của vật liệu này khá thấp. Trong các bức tường chịu tải chung làm bằng gạch hiếm khi mở rộng 10 tầng. Gạch thường được sử dụng để tạo phân chia nội bộ hoặc dưới dạng ốp (trong trường hợp đó, nó chỉ chịu tải trọng của chính nó chứ không phải toàn bộ tòa nhà).
Quá trình sản xuất gạch liên quan đến việc chúng được nung trong lò ở nhiệt độ cao và do đó chúng ổn định hơn bê tông khi tiếp xúc với lửa và hệ thống liên kết vữa sẽ cho phép di chuyển do giãn nở nhiệt. Gạch thường được coi là một vật liệu chống cháy xây dựng tốt. Một điều mà mọi người cũng cần biết đó là tường gạch chịu lửa khá tốt.
Gạch nhựa vinyl
Bạn khó mà phát hiện ra đó là đá, gỗ hay thảm giả, nhưng nó lại được làm bằng nhựa cao cấp vinyl, sản xuất giống như thật, như là vật liệu có trong tự nhiên. Dù là nhựa nhưng sản phẩm này vẫn tạo được hoa văn, màu sắc và đặc biệt không có độ bóng của nhựa – màu bóng này vốn bị giới kiến trúc chê là thiếu thân thiện với công trình. Không những không bóng mà độ gồ ghề, lồi lõm, dợn sóng của đá, gỗ, hay thảm len đều được thể hiện rất rõ nét trên bề mặt gạch nhựa này.
Đặc điểm sản phẩm này là rất nhẹ bởi vì dày chỉ 3 mm và bằng một loại nhựa mềm riêng biệt, cho nên trọng lượng nhỏ, không đáng kể so với các loại gạch đá khác lát trên các công trình, theo ông Bùi Huy Chương, phòng kinh doanh công ty phân phối Đạt Phú Thịnh nói. Khi nói đến xây nhà bằng vật liệu siêu nhẹ thì không thể nhắc đến dòng sản phẩm này.
Ưu Điểm:
Đó là thi công nhanh và sạch bằng keo dán chuyên dụng trên các loại mặt sàn, kể cả sàn đã lát gạch ceramic, đá… Sau một thời gian dùng nếu muốn, người sử dụng dễ dàng thay đổi chất liệu, màu sắc… Loại gạch nhựa này rất thích hợp để làm mới nền nhà.
Sản phẩm có những đặc tính như không cong vênh, không co nhót, dán không cần ron (joint), vệ sinh dễ dàng, chống được trầy xước, mài mòn hay va đập, chống cháy. Sản phẩm của Hàn Quốc cho nên đa dạng về kiểu dáng, được bảo hành 5 năm với màu sắc và sự biến dạng.
Vật liệu nhẹ đá ép
Bản thân đá tự nhiên đẹp, gần gũi, sang trọng, thích hợp trong trang trí và xây dựng các loại công trình nhưng nó có mỗi tội là quá nặng.
Khắc phục khuyết điểm đó thì các nhà sản xuất đã có thiết bị hiện đại để thái mỏng đá tự nhiên ra thành những tấm dày chỉ 3 – 5mm. Sau đó thì dán nó lên trên các bề mặt vật liệu khác để ứng dụng trang trí thiết kế các công trình. Vì vậy giúp công trình vừa giảm được tải trọng, vừa mang lại các hiệu ứng khác nhau còn tạo được bề mặt là đá thật.
Chẳng hạn như đá ép trên tấm nhôm, “sức nặng chỉ bằng 1/7 so với nguyên phiến đá, vào khoảng 8 – 14kg/m2”, ông Victor Nguyen- Giám đốc Công ty Resource one cho biết, nhờ tấm đá mỏng ép trên nhôm cho nên ứng dụng đa cách và linh động trên các hạng mục công trình.
Nhôm
Nhôm là một kim loại tương đối mềm và nhẹ với điểm nóng chảy là 660C. Độ nhẹ của nó có nghĩa là nó đã được sử dụng trong ngành xây dựng cho các hạng mục phi kết cấu, chẳng hạn như khung cửa và cửa sổ và lớp ốp bên ngoài.
Điểm yếu lớn nhất của Aluminium là nhiệt độ thấp mà tại đó độ ổn định cấu trúc của nó bị ảnh hưởng có thể thấp tới 100-250C và độ giãn nở nhiệt cao (hơn hai lần so với thép)
Trong đó nhôm được sử dụng làm vật liệu đóng khung, điều quan trọng cần lưu ý là tiếp xúc với nhiệt độ cao sẽ dẫn đến thất bại sớm và nếu các khung này tạo thành một phần của khả năng chống cháy của tòa nhà (cả khoang trong sảnh hoặc khi cửa sổ giữa các tầng) có thể bị ảnh hưởng.
Nhôm như một lớp bọc bên ngoài có thể tan chảy nếu tiếp xúc với lửa và nhôm nóng chảy rơi xuống có những mối nguy hiểm bổ sung.
Ứng dụng:
Có rất nhiều ứng dụng cho đá ép như dùng để ốp các bề mặt cong, vách ngăn, cửa… thậm chí làm trần phòng. Do đá ép trên nhôm bởi vậy nó có khả năng chịu được môi trường nước, sử dụng được trong phòng tắm, làm mặt quầy bếp, sàn nhà…
Đá xẻ mỏng, được ép trên kính hay nền gạch ceramic thì cũng nhẹ hơn là tấm đá nguyên chất. Đá ép kính cho hiệu ứng phản quang, chiếu sáng làm nổi lên vân và sắc của đá tự nhiên. Đá ép trên ceramic lại có tác dụng chống ẩm và cách âm tốt cho nên sản phẩm này thích hợp làm sàn nhà…
Xu hướng mới trong xây dựng hiện nay đó là ứng dụng những vật liệu nhẹ, vật liệu nhân tạo vào các công trình nhà ở cao tầng, xưởng, văn phòng… Bởi xây nhà bằng vật liệu nhẹ vừa mang lại hiệu quả kinh tế như giảm được chi phí nền móng, thi công nhanh, vừa có thể bảo vệ môi trường mà vẫn đẹp và bền vững. Tuy nhiên có một thực tế rằng công nghệ sản xuất vật liệu tại Việt Nam vẫn còn rất nhiều hạn chế chính vì lý do đó quý khách hàng cần tìm những đơn vị đủ uy tín để tư vấn hỗ trợ thêm thông tin.
