Thông tin chung: 
Công trình: Cung thủy tinh (Crystal Palace) 
Địa điểm: London, Anh (51.4226 ° N 0.0756 ° W) 
Thiết kế kiến trúc: Joseph Paxton 
Quy mô: Diện tích sàn 92000m2 
Năm hoàn thành: 1851 

Cung triển lãm hay còn gọi là Cung Thuỷ tinh (Crystal Palace) là một tòa nhà bằng kính và sắt, được xây dựng tại Công viên Hyde (Hyde Park), London cho Triển lãm Thế giới năm 1851. 
Triển lãm Thế giới hay còn gọi là Hội chợ Thế giới (Exposition Universelle Internationale/ World’s Fair gọi ngắn gọn là Expo) được lập ra để các quốc gia khác nhau trình bày các thành tựu công nghệ và công nghiệp của mình, chứng tỏ sự tiến bộ trong các cuộc Cách mạng công nghiệp. 
Triển lãm thế giới lần đầu tiên được tổ chức vào năm 1851 tại Anh. 
Công trình có diện tích sàn khoảng 92000m2, nhằm bố trí không gian cho 14000 tổ chức từ khắp nơi trên thế giới tham gia triển lãm. Trong cuộc họp vào ngày 15/3/1850, Ủy ban tổ chức Triển lãm thế giới đã đặt yêu cầu cho việc xây dựng tòa nhà: Tạm thời; Đơn giản, rẻ nhất có thể; Xây dựng xong trước khai mạc Triễn lãm, dự kiến vào ngày 1/5/1851.
Trong vòng ba tuần, Ủy ban đã nhận được 245 bài dự thi thiết kế, trong đó có 38 bài từ nước ngoài. Một vài phương án đã được chọn, song phải hủy bỏ vì trước hết là giá thành xây dựng quá đắt. 

Vào thời điểm này, nhà làm vườn nổi tiếng Joseph Paxton (đồng thời là nhà sáng chế người Anh; 3/8/1803-8/6/1865) đã quan tâm đến dự án.  
Joseph Paxton là một doanh nhân ưu tú trong lĩnh vực trồng trọt và đạt được nhiều thành công trong việc thiết kế vườn, công viên. Ông đã xây dựng nhiều nhà kính nhờ phát triển kỹ thuật xây dựng theo mô đun, sử dụng các tấm kính có kích thước chuẩn, gỗ nhân tạo nhiều lớp, kết cấu bằng gang đúc sẵn…
Nhà vườn bằng kính tại Chatsworth (Great Conservatory at Chatsworth), được xây dựng vào năm 1836, là một trong ứng dụng chính đầu tiên của Joseph Paxton về việc sử dụng mái vòm kính. Đây là tòa nhà bằng kính lớn nhất thế giới thời bấy giờ với diện tích khoảng 2553m2 (69m x 53m).
Vào ngày 11/6/1850, Joseph Paxton đã vẽ sơ phác ý tưởng thiết kế ban đầu của mình (trên một tờ giấy ăn màu hồng). Sau đó hai tuần, ông nộp toàn bộ thiết kế cho Ủy ban tổ chức Triển lãm thế giới.
Theo thiết kế của Joseph Paxton, giá thành xây dựng chỉ bằng khoảng 30% giá thành của các phương án dự kiến lựa chọn trước đó. Cuối cùng, Ủy ban tổ chức Triển lãm thế giớiđã lựa chọn phương án của Joseph Paxton vào tháng 7/1850 và ông chỉ còn 8 tháng để thực hiện kế hoạch xây dựng. 


KTS. Joseph Paxton (3/8/1803-8/6/1865)


Bản phác thảo đầu tiên của Joseph Paxton về Toà nhà Triển lãm thế giới, năm 1850 (Bảo tàng Victoria & Albert ) 


Nhà vườn bằng kính tại Chatsworth Joseph Paxton xây dựng năm 1836  

Về cấu trúc chung, tòa nhà triển lãm có mặt bằng hình chữ nhật, dài 563m, rộng 139m, phần trên nhô lên tạo thành hình chữ T.
Không gian trưng bày chính chạy vuông góc với trục dọc nhà, tạo thành một khối có mái vòm, cao thông tầng. Mái vòm có chiều cao từ nền nhà đến đỉnh vòm 51,2m, rộng 22m.
Hai bên cánh của khối trưng bày chính là 3 dải không gian, dải giữa cao thông tầng, hai bên cao 2 và 1 tầng. 
Bên trong nội thất, ngoài không gian trưng bày, còn có vườn cây trong nhà, với các cây cọ và đài phun nước cao 8m (Crystal Fountain). 
Công trinh được thiết kế và xây dựng theo mô đun. Vào thời bấy giờ, đây là sáng tạo đột phá, mang đến những lợi ích thiết thực mà công nghệ xây dựng đương thời không thể mang lại và trên hết thể hiện tinh thần đổi mới về công nghệ, đúng với vị thế của quốc gia được lựa chọn đăng cai tổ chức Triển lãm thế giới lần đầu tiên. 
Mặt bằng công trình được tổ hợp từ lưới cột hay mô đun 7,31m  x7,31m, theo chiều dài gồm 77 mô đun và chiều rộng 19 mô đun.
Trong một số khu vực để chứa các vật trưng bày lớn, Joseph Paxton sử dụng các không gian lớn với bội số của mô đun gốc. Ví dụ như gian giữa, vượt nhịp 3 mô đun tạo thành không gian rộng 22m.
Tường của công trình hoàn toàn bằng kính chèn trong các khung thép. Đây là các mảng tường kính có kích cỡ lớn nhất vào thời điểm bấy giờ, được hình thành từ các mảnh kính kích thước chuẩn rộng khoảng 25,4cm và dài 124,46cm. 
Mái của công trình được phủ hoàn toàn bằng kính, cũng được hình thành từ các mảnh kinh mô đun tường. Do thủy tinh thời bấy giờ rất giòn, có nguy cơ bị vỡ khi phải chứa lượng nước mưa trên đó, nên mái kính của công trình chia thành các dải mái tam giác nhỏ, mỗi bên mái rộng bằng khoảng chiều dài tấm kính chuẩn (khoảng 1,2m). Nước mưa thoát nhanh xuống hai ống sắt hình chữ U hai bên. Kết cấu - Máng xối này là một thiết kế đã được cấp bằng sáng chế, được gọi là "Máng xối Paxton". Nước mưa theo máng xối dẫn tới các ống thu nước nằm bên trong cột, xuống đất. Ngoài chức năng đỡ mái kính và thu nước, trong quá trình thi công, kết cấu máng xối này còn có vai trò như dầm đỡ đường ray cho xe đẩy bên trên, phục vụ cho công tác lắp đặt mái với năng suất một người có thể lắp 108 tấm kính/ngày. 
Khe hở giữa các mảnh kinh được lấp đầy bằng các vật liệu trám kín.
Tấm sàn của công trình là các tấm ván gỗ ép cũng được chế tạo thành mô đun theo kích thước lưới cột 7,31m  x7,31m,  được đỡ bằng hệ thống các dàn thép (dạng mắt cáo) và các cột thép tròn.
Một thách thức không nhỏ tại công trình là giải quyết các vấn đề tích tụ nhiệt mặt trời và nhiệt thừa từ việc tập trung hàng ngàn con người, trong điều kiện không có hệ thống điều hòa không khí cơ giới.
Joseph Paxton đã giải quyết vấn đề này bằng hai cách:
- Sử dụng các tấm vải che bên ngoài tại phần mái: Vừa có vai trò giảm được sự truyền nhiệt, điều chỉnh và làm dịu ánh sáng đi vào tòa nhà, vừa có thể hoạt động như một hệ thống làm mát khi phun nước vào các tấm vải cho bốc hơi, làm giảm nhiệt độ.
- Tổ chức thông gió: Mỗi mô đun tạo thành các bức tường bên ngoài nhà có thể đóng mở một phần bằng các tấm chớp. Các tấm chớp có thể chuyển động nhờ sử dụng cơ chế bánh xe. Ván sàn gồm các tấm ván gỗ ép mô đun rộng 22cm, đặt cách nhau 1cm, kết hợp với các tấm ván lót, tạo thành hệ thống thông gió đối lưu hiệu quả giữa các tầng bên trong nhà. 

Công trình được thiết kế theo nguyên tắc mô đun, nên việc sản xuất và lắp ráp các bộ phận của nhà cực kỳ nhanh và rẻ. Do trọng lượng của tường bao che và mái thấp; bên trong công trình không có bức tường đặc nào, nên chi phí xây dựng móng và tường móng giảm. 
Công trình không cần ánh sáng nhân tạo vào ban ngày, qua đó góp phần giảm chi phí vận hành.
Cung thủy tinh huy động khoảng 5000 lao động trong suốt quá trình xây dựng. Vào cao điểm có tới 2000 lao động trên công trường.
Công trình có hơn 1000 cột, 2224 hệ giàn mắt cáo, 48,2km chiều dài máng xối và tổng cộng có tới 4000 tấn thép được sử dụng cho công trình; Diện tích kính khoảng 84000m2; diện tích phần gỗ 5.600 m2.
Toàn bộ thời gian xây dựng Cung thủy tinh với tổng diện tích sàn 92000m2 trong vòng 5 tháng.


Sơ đồ mặt bằng Cung thủy tinh tại Công viên Hyde


Một đoạn mặt đứng công trình, tại gian triển lãm chính Cung thủy tinh tại Công viên Hyde


Chị tiết mô đun tường, cửa và chi tiết nan thoáng có thể chuyển động được


Hình vẽ miêu tả quá trình xây dựng phần cột và dàn thép của công trình


Hình vẽ miêu tả công nhân, trên xe tự đẩy chạy trên máng xối, lắp các mảnh kính mái


Mô hình toàn bộ kết cấu chính của Cung thủy tinh 


Phối cảnh công trình Cung thủy tinh tại Công viên Hyde

Triển lãm Thế giới được Nữ hoàng Victoria khai mạc vào ngày 1/5/1851, diễn ra đến ngày 11/10/1851. 
Nước Anh sử dụng một nửa diện tích trưng bày bên trong, tiếp đó là nước Pháp. Ngoài các gian hàng trưng bày theo quốc gia, tại đây còn giới thiệu theo chủ đề với 4 loại hình chính: Nguyên liệu (Raw Materials), Máy móc (Machinery), Nhà sản xuất (Manufacturers) và Nghệ thuật (Fine Arts). Các vật trưng bày trong Triển lãm từ viên kim cương, đồ sứ, dụng cụ âm nhạc đến máy ép thủy lực khổng lồ…
Một vài số liệu về Triển lãm: Chi phí xây dựng: 150 ngàn bảng Anh (15,1 triệu bảng Anh bây giờ ) Diện tích triển lãm: khoảng 10ha; Số nước tham gia: 25.  Số lượng khách thăm quan: 6 triệu lượt người; Lợi nhuận thu được: 186 ngàn bảng Anh (18,69 triệu bảng Anh bây giờ).


Bức tranh vẽ cảnh Nữ hoàng Anh Victoria khai mạc Triển lãm thế giới tại Cung thủy tinh, vào ngày 1/5/1851


Quang cảnh bên trong Cung thủy tinh - Triển lãm thế giới năm 1851, tại không gian trưng bày chính cao thông tầng với mái vòm


Quang cảnh bên trong Cung thủy tinh - Triển lãm thế giới năm 1851, tại hai bên cánh của không gian trưng bày chính  


Gian triển lãm của Ấn Độ


Các gian triển lãm của Pháp


Gian hàng trưng bày của Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha


Gian triển lãm của Nga


Gian triển lãm của Đức


Gian hàng trưng bày nguyên liệu vải 


Gian hàng trưng bày máy móc


Gian hàng trưng bày thủ công mỹ nghệ

Sau khi triển lãm, năm 1852 công trình được di dời đến khu vực phía Nam London, tại công viên Penge (Penge Peak) cạnh Sydenham Hill, khu ngoại ô giàu có với của những biệt thự lớn.
Công trình sử dụng lại phần lớn các kết cấu xây dựng của Cung triển lãm tại Hyde Park, song lại có hình dạng khác biệt, to lớn hơn với hai tháp nước hai bên. Tòa nhà mới này tồn tại cho đến khi bị phá hủy hoàn toàn do hỏa hoạn vào ngày 30/11/1936.


Cung thủy tinh tại công viên Penge (1852-1936)

Crystal Palace được coi là mở đầu cho một vẻ đẹp mới của kiến trúc thời kì công nghiệp hóa với vật liệu mới, kết cấu mới và không gian mới; mở đầu cho việc xây dựng theo phương pháp công nghiệp và là hình mẫu xây dựng thế hệ nhà triển lãm và nhà công nghiệp tiếp sau.
Sau hỏa hoạn, Crystal Palace đã không được xây dựng lại, nhưng công trình sẽ sống mãi trong ký ức và lịch sử không chỉ của người Anh, mà còn cả thế giới.

Đặng Tú, Bộ môn KTCN, ĐHXD 
Nguồn : 
https://en.wikipedia.org/wiki/The_Crystal_Palace
https://en.wikipedia.org/wiki/Joseph_Paxton 
https://en.wikipedia.org/wiki/Hyde_Park,_London
https://en.wikipedia.org/wiki/World%27s_fair 
https://www.archdaily.com/397949/ad-classic-the-crystal-palace-joseph-paxton   

Xem video công trình tại đây  

Nguồn: Crystal Palace in Sydenham; -

http://www.youtube.com/watch?v=Yow5E_v7MgE