Vật liệu xây dựng ngày càng phong phú hơn giúp cho các nhà thiết kế, các kiến trúc sư có nhiều sự lựa chọn cho giải pháp kiến trúc – nội thất cũng như giải pháp kỹ thuật.
Việc phát triển công nghệ trong kết cấu xây dựng bằng vật liệu và lý thuyết kết cấu, mà trong đó kết cấu bêtông cốt thép và kết cấu thép đã giải phóng các bức tường nặng nề, cùng những yêu cầu công nghiệp hoá xây dựng, đã là điều kiện cho các loại vật liệu bao che cùng phát triển, làm đa dạng cho bộ mặt của công trình kiến trúc.
Kính lên ngôi
Nếu như trước kia các bức tường (xây bằng gạch, đá) ở công trình kiến trúc vừa đóng vai trò bao che cho không gian sử dụng bên trong, vừa phải làm nhiệm vụ chịu lực; thì với kết cấu khung (bêtông cốt thép, thép), các bức tường chỉ còn mang ý nghĩa bao che, ngăn chia. Và kính đã trở thành một vật liệu mới thay thế với nhiều ưu điểm: giảm tải trọng, giảm diện tích chiếm mặt sàn, chịu được các điều kiện thời tiết, chống thấm tuyệt đối ở bề mặt, cho ánh sáng xuyên qua… Những kiến trúc hiện đại, các toà cao ốc bọc kính là hình ảnh quen thuộc ở các đô thị. Ngoài việc là vật liệu sử dụng cho kết cấu bao che bên ngoài, kính còn được dùng làm vách ngăn bên trong thay tường truyền thống, đặc biệt trong các không gian văn phòng làm việc, không gian công cộng như bảo tàng, trung tâm thương mại, nhà ga hàng không, nhà hàng… Kính đóng vai trò phân định không gian chức năng, định tuyến giao thông nhưng không hạn chế tầm nhìn, không cản ánh sáng. Sử dụng kính ngăn chia hợp lý sẽ làm rộng không gian về mặt thị giác và tạo nên những hiệu quả ánh sáng hữu dụng và thẩm mỹ.
Kính cũng được sử dụng phổ biến cho một bộ phận kiến trúc bao che khác là mái. Mái kính là giải pháp kiến trúc – kỹ thuật để khai thác ánh sáng theo phương thẳng đứng. Điều này đặc biệt có ý nghĩa với những công trình có mặt bằng lớn, không gian lớn – mà ánh sáng từ các diện tường bao bên ngoài vào phía trong (phía giữa) không đủ, do bị cản hoặc quá xa. Mái kính cũng là một yếu tố tạo nên hiệu quả kiến trúc cho cả ngoại thất và nội thất công trình.
Tuy vậy, không có nghĩa là kính không có nhược điểm. Trước hết kính tạo nên hiệu ứng lồng kính, làm tăng nhiệt ở môi trường bên trong. Hệ quả của việc này là phải dùng máy lạnh, gây tiêu tốn năng lượng và ảnh hưởng tiêu cực tới môi trường. Việc thi công, lắp đặt và sử dụng, vận hành với vật liệu kính cũng gây ra nhiều rủi ro (vỡ) với chính công trình và người sử dụng. Bên cạnh đó, việc điều chỉnh thiết kế, sửa chữa, cải tạo hay phá dỡ cũng là một vấn đề không đơn giản với loại vật liệu này. Bởi các loại kính được sử dụng làm kết cấu bao che, ngăn chia đều là kính tôi (kính tempered) không thể tái sử dụng với kích thước, quy cách khác được (không thể gia công cơ học như cắt, khoan, mài). Và việc tái chế như một loại phế thải đòi hỏi chi phí cao, việc tiêu huỷ càng khó. Kính xây dựng hiện nay cũng là một vấn nạn với môi trường.
Những vật liệu linh hoạt cho kết cấu ngăn chia
Kiến trúc đã thay đổi nhiều, và góp phần thay đổi xã hội và những thay đổi về mặt xã hội đã ảnh hưởng ngược lại đến kiến trúc. Đó là một quá trình, diễn biến song song. Những vật liệu xây dựng mới đã xuất hiện, thực hiện những vai trò và chức năng mới, trong những không gian mới. Nếu như kính là loại vật liệu có khả năng bền trong các điều kiện thời tiết, phù hợp với bên ngoài, thì bên trong nhà cũng có nhiều loại vật liệu khác đáp ứng các nhu cầu cụ thể.
Trước kia, không gian làm việc thường bị chia cắt nhỏ (do cách thức làm việc, và do chính kiến trúc không cho phép thiết lập không gian lớn bởi kết cấu); thì nay văn phòng làm việc là một không gian lớn. Tuy nhiên, vẫn phải có sự phân chia nhất định, linh hoạt cho những không gian riêng như phòng quản lý, phòng họp, phòng tiếp khách. Và không gian văn phòng làm việc chuyên nghiệp không phải là vĩnh cửu cho công ty hay đơn vị nào, nên giải pháp ngăn chia (bao che không gian nội bộ) linh hoạt là cần thiết để có thể dễ dàng thay thế, điều chỉnh hay phá dỡ. Cũng tương tự như các không gian ở các nhà hàng, siêu thị, thậm chí là cả nhà ở. Vách nhẹ là giải pháp phổ biến với nhiều loại vật liệu phù hợp.
Phổ biến nhất là vách thạch cao. Vách thạch cao (với khung xương bên trong phủ tấm thạch cao phía ngoài) có ưu điểm là rẻ tiền, dễ lắp dựng, sửa chữa. Vật liệu thạch cao có nhiều ưu điểm như: nhẹ (chỉ bằng khoảng 10 – 12% tải trọng tường xây trát), không độc hại, cách âm tốt, chống cháy tốt. Tấm thạch cao cũng đa dạng chủng loại để sử dụng cho những không gian khác nhau như có loại tấm chịu nước dùng cho khu vệ sinh, khu ẩm ướt; có loại tấm sần hay đục lỗ để hút âm, tiêu âm. Vật liệu thạch cao sau khi sơn, bả hoàn thiện có bề mặt tương đồng với bề mặt tường xây trát, tạo sự thống nhất về vật liệu cho không gian nội thất.
Ngoài vách thạch cao, thì cũng có nhiều loại vách khác, sử dụng linh hoạt cho những không gian nội thất và yêu cầu kỹ thuật cụ thể, như vách gỗ, vách nhôm – kính, thép – kính, vách bọc nỉ, vách bằng các loại vật liệu composit…. Nếu như vách thạch cao được làm giống như một bức tường để tạo sự đồng nhất với các diện tường sẵn có, thì các loại vật liệu khác – đặc biệt là vách gỗ là một sự chủ động để phân định, nhấn mạnh mảng khối trong nội thất nhằm trang trí. Có những vách có tác dụng ngăn cách kín đáo như một bức tường (vách thạch cao), có vách ngăn để cách âm và phân định không gian (vách kính), có vách chỉ đơn thuần ngăn chia tượng trưng, hạn chế tầm nhìn để không bị ảnh hưởng tới công việc (các vách lửng trong các đơn nguyên/block làm việc trong văn phòng). Một điểm chung của các loại vách này là sự linh hoạt, thuận tiện trong thiết kế, lắp dựng và sử dụng, giảm tải trọng lên công trình so với tường xây trát truyền thống.
Trần – đã trở nên cần thiết
Trần là diện phía trên của phòng hay không gian nội thất. Trần có thể chính là mặt dưới của kết cấu sàn hay mái. Trong xu hướng thiết kế xây dựng hiện nay, trần giả (gọi tắt là trần), nằm dưới và độc lập với kết cấu của sàn, mái đã trở nên cần thiết và phổ biến hơn rất nhiều. Trần được thiết kế và thi công lắp dựng nhằm tạo hiệu quả thẩm mỹ cần thiết cho không gian nội thất, có tác dụng cách âm, cách nhiệt, đồng thời cũng che đi những hệ thống kỹ thuật phía trên (ống nước, dây điện, ống bảo ôn điều hoà…)
Trần cũng là bề mặt để lắp các loại thiết bị chiếu sáng, thiết bị kỹ thuật như đèn âm, điều hoà, cửa thông gió, thiết bị báo cháy, chữa cháy. Những thiết bị này đòi hỏi có một “khoảng âm” nhất định, vì thế không thể lắp trực tiếp lên trần bêtông (kết cấu sàn trên).
Về mặt kỹ thuật, có thể chia làm hai loại: trần chìm và trần nổi. Trần chìm là loại trần mà các hệ thống khung xương nằm trên bề mặt trần không nhìn thấy, và trần nổi là trần để lộ các hệ thống khung xương, thường được tổ chức thành các module tương ứng với các loại mặt thiết bị (đèn, cửa thông gió…) Vật liệu trần cũng phong phú và đa dạng. Cũng như vách, phổ biến nhất là trần thạch cao, được sử dụng nhiều trong các công trình dân dụng như nhà ở, nhà hàng, văn phòng… Ngoài ra còn có các loại vật liệu khác được sử dụng làm trần như gỗ, nhựa, nhôm, vật liệu composit…
Hệ thống trần chìm với vật liệu thạch cao được sử dụng cho các diện trần không lớn quá, hay các yêu cầu về tạo hình, kết hợp cùng chiếu sáng.
Hệ thống trần nổi cũng dễ dàng che đi khiếm khuyết về độ phẳng do các tấm trần bị ngăn cách bởi các xương liên kết. Khi cần xử lý kỹ thuật chỉ cần tháo các tấm trần (module) là dễ dàng tiếp cận hệ thống kỹ thuật rồi lại lắp ráp trở lại dễ dàng. Với yêu cầu ngày càng cao cho hệ thống thiết bị của công trình, thì hệ thống trần – cũng là một loại kết cấu bao che nội thất đã trở nên cần thiết, thậm chí là không thể thiếu.
Đa dạng vật liệu mái
Mái là bộ phận bao che phía trên của công trình kiến trúc. Mái có ý nghĩa quan trọng cho việc bảo vệ công trình cũng như yếu tố thẩm mỹ công trình. Bên cạnh các vật liệu và kết cấu mái truyền thống như mái ngói, mái bêtông; hiện nay có rất nhiều loại vật liệu bao che mái – các loại tấm lợp. Mái bêtông có nhược điểm là tải trọng lớn, dễ nứt gây thấm dột, mái ngói có nhược điểm là thi công lâu, không thực hiện trên các công trình có diện mái lớn, độ dốc thấp, không phù hợp với quy trình thi công công nghiệp. Các loại tấm lợp đã khắc phục được những nhược điểm này, đáp ứng được nhu cầu của thực tế xây dựng.
Hiện vẫn tồn tại loại tấm lợp rẻ tiền là fibrô-ximăng, được sử dụng cho những công trình tạm. Tuy nhiên mái tôn gần như chiếm ưu thế tuyệt đối cho thể loại này. Mái tôn có ưu điểm là nhẹ, bền, bị nối ít, thi công nhanh gọn và nhược điểm là cách nhiệt, cách âm kém. Ưu điểm của mái tôn là nhẹ cũng là nhược điểm bởi dễ bị gió tốc từ dưới, có thể phá liên kết với hệ khung kết cấu, bay ra ngoài rất nguy hiểm. Tấm lợp tôn cũng có nhiều loại với nhiều hình thức: tôn mạ kẽm, tôn mạ màu, tôn sơn tĩnh điện, tôn chống nóng (có tích hợp một hệ thống lớp cách nhiệt ở mặt dưới)… tôn sóng tròn, tôn sóng vuông… Mái tôn hiện là vật liệu lợp phổ biến và thông dụng nhất trong cả xây dựng dân dụng và công nghiệp.
Ở mức độ cao hơn, là các tấm lợp mái được nghiên cứu và sản xuất đáp ứng được các yêu cầu thẩm mỹ cũng như kỹ thuật, mà vẫn có những ưu điểm của loại vật liệu công nghiệp. Đó là các loại tấm lợp có khả năng cách âm, cách nhiệt, bền trong điều kiện tự nhiên, chịu được tác động hoá học, cơ học. Các dạng tấm lợp này có thể có sóng như tôn, hoặc mô phỏng hình thức mái ngói, tuy nhiên màu sắc rất đa dạng. Những tấm lợp có thể được sản xuất theo khổ lớn, hay theo băng dài – khi lợp chồng lên nhau sẽ tạo đường gân như từng lớp ngói. Vật liệu của các loại tấm lợp có nhiều nguồn gốc. Tấm lợp AHI (sản xuất từ Malaysia bởi công nghệ New Zealand) được sản xuất từ hợp kim nhôm kẽm, bề mặt phủ một lớp hạt đá tự nhiên có màu; tấm lợp Onduline (công nghệ Pháp) còn được gọi là tấm lợp sinh thái có nguồn gốc hữu cơ, được chế tạo sợi hữu cơ tổng hợp và nhựa Bitum. Tấm lợp polycarbonate, vẫn được biết đến với tên gọi tấm nhựa thông minh lại là một lựa chọn thay thế cho kính với những đặc điểm tương đồng (phẳng, nhẵn, trong) và có nhiều ưu điểm riêng như nhẹ, an toàn, ít hấp thụ nhiệt, có khả năng uốn cong cơ học trong điều kiện bình thường và giá thành rẻ hơn nhiều so với kính. Nhược điểm của tấm lợp polycarbonate là gây tiếng ồn lớn khi mưa và rất khó vệ sinh khi chất bẩn chui vào trong các lỗ rỗng của tấm, gây mất thẩm mỹ.
KTS Nguyễn Trần Đức Anh
