BMKTCN - ĐHXD - Sử dụng tường bao che bằng vật liệu kính

Từ cuối thế kỷ 19, kính đã được sử dụng trong thiết kế kiến trúc như là yếu tố đột phá và được đánh giá góp phần tạo nên những phương án kiến trúc hiện đại trên thế giới. Rất nhiều công trình nổi tiếng trên thế giới, kính được sử dụng phần lớn để tạo hình kiến trúc như Lâu đài pha lê, gian trưng bày máy của 2 kỹ sư Duter và Contamin tại Paris. Kính cũng được sử dụng trong những ngôi nhà chọc trời như Reliance Building hoặc giả kính đựơc sử dụng làm kết cấu bao che cho toàn bộ công trình như toà nhà báo sự thật ở Leningrat, v.v...

Trung tâm Nghệ thuật Phương Đông, TP Thượng Hải (Trung Quốc)

Vật liệu kính được sử dụng làm kết cấu bao che toàn bộ công trình trong hầu hết các trường phái kiến trúc hiện hữu trên thế giới như là chủ nghĩa công năng, chủ nghĩa cấu tạo Nga, phong cách quốc tế, chủ nghĩa giải toả kết cấu, chủ nghĩa hội hoạ, trường phái chủ nghĩa thô mộc, trong kiến trúc điêu khắc, v.v...

Đến nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghệ hiện đại, tất cả các nhược điểm của kính truyền thống đã được giải quyết gần như triệt để. Rất nhiều ưu điểm khi sử dụng kính như là vật liệu kết cấu bao che: Thời gian thi công nhanh, tiết kiệm năng lượng, đón nguồn năng lượng tự nhiên, giảm tải trọng cho công trình, ngăn bụi, ngăn che gió, cách âm cách nhiệt, giữ nhiệt bên trong ngăn không cho nhiệt độ bên ngoài tác động vào công trình, dễ làm sạch bề mặt, không làm ô nhiễm môi trường.

Northern Lights, Kazakhstan - Nguồn: Yuanda

Vật liệu kính hiện đại đã góp phần thay đổi bộ mặt kiến trúc, hỗ trợ rất lớn cho kiến trúc sư trong sáng tạo không gian, hình khối kiến trúc đa dạng, tạo cảm giác nhẹ nhàng bay bổng. Hiệu quả mang lại của việc sử dụng kính trong thiết kế là rất lớn, làm tăng ấn tượng trong suốt, tạo cảm giác như đang ở ngoàii thiên nhiên nhưng con người vẫn được bảo vệ khỏi những bất lợi của thiên nhiên, thể hiện sự chân thực không che giấu.

Điểm qua các công trình được thiết kế và xây dựng cuối thế kỷ 20 đầu thế kỷ 21 trên thế giới. Trên khắp thế giới đã mọc lên các công trình sử dụng kết cấu bao che bằng vật liệu kính. Từ những công trình công cộng thấp tầng đến công trình cao chọc trời. Từ nơi có khi hậu rất lạnh như ở Nga, đó là công trình Tháp Liên bang Nga được xây dựng ở thành phố Moscow cao 431m; công trình Mirax Plaza. Đến những nơi có khí hậu nóng như Dubai đó là công trình Bay Gate office Tower hay Trump International Hotel and Tower (ảnh dưới).

Nhật Bản là nước luôn ưu tiên việc tiết kiệm năng lượng và tài nguyên cũng như áp dụng các tiêu chí rất khắt khe bảo vệ môi trường khi đầu tư xây dựng công trình, ở đó vật liệu kính cũng được sử dụng để làm kết cấu bao che cho công trình là không hiếm tiêu biểu là công trình Japan Cocoon xây dựng ở Tokyo. Ở Anh vật liệu kính được sử dụng làm kết cấu bao che cho công trình hiện diện qua một số tác phẩm kiến trúc đó là công trình 22 Marsh Wall (ảnh dưới) hay công trình Pioneer Point.

Hay những vùng có khí hậu nóng ẩm mưa nhiều tương tự khí hậu Việt Nam là một số vùng ở Trung Quốc. Nếu các bạn đi thăm các thành phố ở Trung Quốc thì việc sử dụng vật liệu kính làm kết cấu bao che cho những toà nhà cao tầng là phổ biến, đặc biệt là ở thành phố Thượng Hải đã cấm xây dựng kết cấu bao che cho các toà nhà cao tầng bằng vật liệu gạch nung ô nhiễm môi trường. Các công trình có thể nói tới là công trình Wenzhou Shimao International Center hay toà nhà Aurora (ảnh dưới), Citigroup ở Thượng Hải.

Trong những năm gần đây, ở Việt Nam xuất hiện rất nhiều công trình được thiết kế xây dựng sử dụng vật kính làm kết cấu bao che. Các công trình chủ yếu do các KTS hay công ty thiết kế nước ngoài đảm trách. Cũng có một số ít công trình do các KTS hay công ty thiết kế trong nước thực hiện thiết kế như Toà nhà FPT 89 Láng Hạ, hay tháp BIDV Đà Nẵng, Cụm công trình Trung tâm thương mại dịch vụ khách sạn văn phòng căn hộ cao cấp và bãi đỗ xe ngầm Vincom tại Thành phố Hồ Chí Minh. Trong quá trình thiết kế các KTS và Công ty thiết kế gặp không ít những khó khăn trong việc thiết kế kỹ thuật từ công nghệ lựa chọn, loại sản phẩm, giá thành cũng như pháp lý để sử dụng vật liệu này trong thiết kế công trình.

Để có thể thiết kế xây dựng hay sử dụng vật liệu kính trong sáng tác, các KTS cần nắm bắt được các công nghệ sản xuất kính, các chủng loại sản phẩm và thông số kỹ thuật chủ yếu. Hiện trên thế giới có 3 dòng sản phẩm chính tiết kiệm năng lượng và không ô nhiễm môi trường để sử dụng làm tường bao che cho công trình cao tầng:

Unitize : là dòng sản phẩm kính hộp 2 lớp, bề mặt của kính được tráng bạc, lớp giữa hút chân không được gia công tại nhà máy. Khi mang ra công trường chỉ vịêc lắp ghép các tấm này lại với nhau. Dòng sản phẩm này, ngoài các ưu điểm như đã nêu ở trên, việc thi công lắp dựng rất đơn giản và thời gian thi công rất nhanh. Công trình thi công phần thân tới đâu có thể hoàn thiện bề mặt công trình luôn.
Click : Là dòng sản phẩm được ra đời trước Unitize, nó cũng được chế tạo thành hộp 2 lớp giống như Unitize, sự khác biệt lớn nhất là dùng keo để kín mạch liên kết giữa hai cấu kiện. Với dòng sản phẩm này việc thi công sẽ kéo dài thời gian, nó được thi công sau khi công trình đã hoàn thành phần xây dựng. Dòng sản phẩm này đã được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới cách đây 10 năm với giá thành hạ hơn Unitize tới 30%.
Photoelectricity : đây là dòng sản tiên tiến nhất hiện nay. Giống như dòng sản phẩm Unitize về cấu tạo, Photolectricity tích hợp hệ thống thu năng lượng mặt trời chuyển hoá thành điện năng để sử dụng cho toà nhà.

Toà nhà FPT 89 Láng Hạ - Thiết kế: HTT Architect & Associates

Một vấn đề ngoài kỹ thuật và công nghệ khi thiết kế hệ thống tường kính mà các nhà thiết kế gặp phải là không có cơ sở và cũng chẳng thể biết được giá thành của các dòng sản phẩm nêu trên. Cơ sở lập dự toán chỉ có thể dựa vào nhà sản xuất hay nhà thầu thi công kính chuyên nghiệp. Giá của các dòng sản phẩm kể trên bao gồm cả nhân công lắp dựng dao động từ 200usd/m2 đến 1500usd/m2 tuỳ thuộc vào cấu tạo, xuất xứ , phụ kiện v.v...

Vì các loại kính 2 lớp tráng bạc được hút chân không là công nghệ hiện đại, để đầu tư dây truyền công nghệ này là rất đắt tiền. Ở châu Á, số nhà máy sản xuất loại sản phẩm này cũng chỉ đếm trên đầu ngón tay. Ở Việt Nam, Tổng công ty Viglacera đã đi đầu trong công nghiệp kính xây dựng cũng chưa có dây chuyền này.

Tại Việt Nam, giá thành các loại sản phẩm có giá từ rất cao. Giá thành sản phẩm này bị chi phối bởi một số các nhà sản xuất, chưa có cạnh tranh, chỉ có 1 số nhà thầu thiết kế và gia công lắp dựng. Theo khảo sát của người viết bài này, dòng sản phẩm vật liệu kính sử dụng cho nhà cao tầng ở Việt Nam có giá "trên trời". Như đã phân tích, do phải nhập khẩu nên giá thành hoàn toàn phụ thuộc vào một số nhà sản xuất cung cấp. Thêm nữa thuế nhập khẩu theo biểu thuế là 40% chưa kể vận chuyển và gia công lắp dựng. Hơn thế nữa, các nhà thiết kế thi công lắp dựng “chuyên nghịệp” ở Việt Nam chỉ có thể đếm trên đầu ngón tay mà lại là tư nhân chứ không phải những "con chim đầu đàn" ngành kính xây dựng của Việt Nam! Họ tha hồ tung hoành trên thị trường mà không chịu sự cạnh tranh hay quản lý Nhà nước về giá cả cũng như chất lượng sản phẩm của họ.

Hiện nay tiêu chuẩn kính xây dựng do Bộ Xây dựng ban hành là chưa đầy đủ, chưa đáp ứng được thực tiễn. Việc thiết kế xây dựng sử dụng dòng sản phẩm trên gặp khó khăn trong quá trình tính toán thiết kế và thẩm định hồ sơ thiết kế. Tương tự việc kiểm định công trình đưa vào sử dụng tại Việt nam cũng không có cơ sở thực hiện. Quá trình này vẫn phải dựa trên tiêu chuẩn của các nhà sản xuất nước ngoài mà mỗi thị trường có tiêu chuẩn khác nhau ví dụ tiêu chuẩn Trung Quốc khác tiêu chuẩn của Châu Âu.

Đoàn KTS Việt Nam thị sát một nhà máy sản xuất gia công lắp dựng tường nhôm kính lớn nhất ở Trung Quốc để quyết định dòng sản phẩm nào đưa vào sử dụng (tác giả - KTS Lê Việt Sơn - ngoài cùng bên phải)

Để giải quyết được những vấn đề đang vướng mắc, tạo điều kiện và cơ hội cho các nhà thiết kế khi sử dụng các dòng sản phẩm tường kính cần có những giải pháp cấp bách tức thời.

Thứ nhất về pháp lý, Bộ xây dựng cần ban hành và hoàn thiện ngay tiêu chuẩn và qui chuẩn cho vật liệu kính xây dựng nói chung và với các dòng sản phẩm kính hiện đại đã có trên thế giới nói riêng theo hướng khuyến khích sử dụng kính không ô nhiễm và tiết kiệm năng lượng làm cơ sở cho thiết kế xây dựng.
Thứ hai, cần đầu tư dây chuyền công nghệ hiện đại sản xuất nhằm giảm thiểu nhập khẩu và giảm giá thành. Việc này cũng cần sư hỗ trợ của Chính phủ.
Thứ ba, Hiệp hội kính và thuỷ tinh Việt nam cần có trách nhiệm nghiên cứu phổ biến rộng rãi chuyên môn ngành cho các nhà tư vấn thiết nắm bắt.
Thứ tư, các nhà tư vấn thiết kế cũng như nhà đầu tư cần xem xét giá thành trên cả tuổi đời dự án và những lợi ích lâu dài cho chủ đầu tư và cả nền kinh tế chứ không chỉ xét giá thành với đầu tư ban đầu.

Trong giai đoạn trước mắt khi tiêu chuẩn cũng như tiêu chuẩn chưa được ban hành áp dụng, các nhà tư thiết kế cần chia sẻ kinh nghiệm và thông tin với nhau, tự nghiên cứu tham khảo nhiều nhà sản xuất khác nhau trên thế giới, làm chủ thiết kế. Với những gì thế giới đã làm chứng minh một điều không còn những rào cản nghi ngờ việc sử dụng kính trong xây dựng công trình.

KTS Lê Việt Sơn