Flexiiform

Bạt căng Cách Nhiệt – Những Đặc Tính Nổi Bật Ứng Dụng Trong Kiến Trúc

Share on facebook
Share on linkedin
Công trình này là chủ đề của một bài thuyết trình kỹ thuật về sự phát triển của vật liệu PTFE cách âm và màu kép. Mái màng căng của khu ẩm thực The Chatham mang đến một sự phát triển vô cùng quan trọng trong mái màng cách nhiệt.

MỤC LỤC

Để đáp ứng các quy tắc ngày càng nghiêm ngặt chi phối hiệu suất bảo tồn năng lượng của các tòa nhà, nhà sản xuất đã phát triển một hệ thống mái kéo có khả năng đáp ứng các giá trị nhiệt tiêu chuẩn cao so với một mái nhà thông thường, mà vẫn giữ được hình dáng và nhịp cấu trúc rõ ràng. Công ty đã phát triển một hệ thống đệm và công nghệ để tạo mẫu ghép thành những lớp tiếp cận linh hoạt cho lớp bạt căng cách nhiệt.

Giới thiệu bạt căng cách nhiệt:

Hệ thống bạt căng cách nhiệt này đã được ứng dụng tại xưởng đóng tàu hải quân ở Chatham, Vương quốc Anh. Các tòa nhà đóng tàu ban đầu đã được khôi phục để hình thành một trung tâm bán lẻ, được bổ sung thêm bởi một khu vực bán thức ăn mới có vòm mái dài 200 ft được hỗ trợ bởi bạt căng kiến trúc.

Sự phát triển của hệ thống bạt căng cách nhiệt đã tạo ra một sự khuấy động trong giới xây dựng của Vương quốc Anh bởi vì nó có khả năng mở rộng đáng kể kích thước của bạt căng làm mái che. Mọi người đã quen với việc sử dụng bạt căng cho các không gian công cộng ít chịu nhiệt, nhưng bây giờ ứng dụng của bạt căng cách nhiệt đã được mở rộng đáng kể, ngay cả việc ứng dụng làm vỏ bao bọc bên ngoài cho cả tòa nhà.

  • Mái che cố định
  • Mái che di động
  • Mái che tạm thời (có thể tháo lắp và di chuyển đi nơi khác)
Ngày nay, màng căng kiến trúc có thể tạo ra được nhiều hình dạng mái nhà độc đáo, hoàn toàn có khả năng cạnh tranh với các vật liệu khác, mang lại giá trị U tuyệt vời.
Bạt căng kiến trúc tạo ra được nhiều hình dạng mái độc đáo, có khả năng cạnh tranh với các vật liệu khác.

Lịch Sử Hình Thành Bạt Căng Cách Nhiệt

Trung tâm thương mại Chatham Outlet đã được cải tạo từ một tòa nhà mang tính lịch sử ban đầu được xây dựng tại Woolwich Dockyard, London, vào năm 1847. Nó đã được tháo dỡ và dựng lại tại vị trí xưởng đóng tàu hải quân ở Chatham vào khoảng năm 1876. Nó bao gồm một gian giữa trung tâm với lối đi thấp hơn chạy dọc theo thang máy Bắc Nam. 

Tòa nhà có ý nghĩa lịch sử quan trọng như là một ví dụ tiêu biểu về việc sử dụng vật liệu gang và sắt rèn. Tòa nhà này là tiền thân của một số tòa nhà có nhịp lớn nhất trong thế kỷ XIX.

Sau khi hoàn thành Cửa hàng Boiler Shop tại Chatham, nhà thầu tiếp tục xây dựng Cung điện Pha lê Sir Joseph, Nhà ga Waterloo và Paddington ở London Paxtons để chuẩn bị cho sự kiện triển lãm lớn năm 1851.

Để lắp đặt thêm một bạt căng vào vị trí nhạy cảm như vậy có vẻ là một động thái dũng cảm nhưng trên thực tế đây được xác định là cách tiếp cận tòa nhà mang tính lịch sử một cách phù hợp nhất. Cửa hàng The Boiler Shop là một trong những ví dụ đầu tiên của một tòa nhà khung sắt quy mô lớn ở Anh và ban thẩm quyền sở quy hoạch địa phương đã kiên quyết rằng bất kỳ phần mở rộng nào cũng sẽ được so sánh với kỹ thuật sáng tạo của thế kỷ XIX.

Trong suốt quá trình thiết kế ban đầu của khu ẩm thực, với bạt căng cách nhiệt lớn, có độ cong gấp đôi, khác biệt rõ rệt với các đường góc của cấu trúc sắt tại cửa hàng Boiler Shop. Cơ quan quy hoạch đặc biệt ấn tượng với việc kết hợp một vòm thép 200ft và phủ vải lên, làm vang vọng các nhịp lớn của cấu trúc Victoria lân cận.

Ứng dụng của màng căng kiến trúc ngày nay được mở rộng đáng kể, cả về bên trong lẫn bên ngoài của tòa nhà.
 
Ứng dụng của bạt căng kiến trúc ngày nay được mở rộng đáng kể, cả về bên trong lẫn bên ngoài của tòa nhà.

Độ cong của mái nhà mới đã giải quyết nhu cầu về một tòa nhà cột mốc, đó là việc phản ánh lịch sử của bến cảng và hình dạng giống như cánh buồm nhằm gợi nhắc cho du khách về những tòa nhà hình cánh buồm trong quá khứ. Mái che bạt căng cao 70ft và được hỗ trợ bởi vòm thép giúp truyền tải trọng nén xuống mặt đất bằng hai trụ bê tông. Mái che bạt căng được cố định vào một cấu trúc vành thép được hỗ trợ bởi 7 cột thép mang tải trọng kéo căng đến nền móng.

bạt căng cách nhiệt của khu vực ẩm thực Chatham.
Thiết kế mái che bạt căng của khu vực ẩm thực Chatham.

Dự án về bạt căng cách nhiệt

Những thay đổi trong luật điều chỉnh việc xây dựng mới ở Vương quốc Anh đã khiến cho việc kết hợp các yếu tố vải có độ bền kéo lớn trở thành một thách thức đáng kể cho các nhà thiết kế. Vốn dĩ là một vật liệu có trọng lượng nhẹ, các loại vải có thể đáp ứng nghiêm ngặt các hiệu suất nhiệt nên rất hạn chế các ứng dụng mà chúng có thể lắp đặt. Chiến lược áp dụng một số khu vực có kết cấu siêu cách nhiệt bù cho một số khu vực có hiệu suất cách nhiệt kém ở những năm trước giờ khó thực hiện hơn.

Các giới hạn trong quy trình đánh đổi này có nghĩa là các kiến trúc sư muốn sử dụng cấu trúc kéo căng phải đối mặt với việc giới hạn sử dụng nó chủ yếu cho các khu vực được bảo vệ bên ngoài hoặc giữ ở các khu vực tối thiểu. Mặc dù có thể được sử dụng đa dạng các phương pháp đo lường hiệu suất tòa nhà khác nhau, bao gồm định lượng lượng khí thải Carbon và vòng đời tác động, vì vậy nhu cầu cách nhiệt của các tòa nhà theo tiêu chuẩn cao là điều khó tránh khỏi.

Các quy định về bạt căng cách nhiệt mới yêu cầu Giá trị U là 0,25W / m2 C (Đơn vị SI) hoặc 0,044BTU / giờ / ft2, giá trị F dùng trong xây dựng mái nhà, thường sẽ sử dụng vải chần bông sợi thủy tinh 6 inch cho việc cách nhiệt. Chi tiết xây dựng cũng phải làm giảm sự xâm nhập của khối khí lạnh và giảm đáng kể về rò rỉ không khí không mong muốn, điều này được đưa vào thực tiễn trong việc xây dựng mái nhà để tạo ra một hàng rào nhằm cản không khí và hơi trên lớp bạt căng cách nhiệt.

Các kiến trúc sư đã tiếp cận đơn vị sản xuất để tìm kiếm các thiết kế và được tư vấn về các chất liệu bạt căng phù hợp với yêu cầu cho loại bặt căng cách nhiệt mới nhưng chỉ với ngân sách eo hẹp. Công ty đã từng nghiên cứu thành công một loại vật liệu cách âm có lực kéo căng nhẹ cho các cấu trúc vải và đã phát triển thành một hệ thống được lắp đặt trong một nhà hát 1000.000 ft vuông tại khu triển lãm thiên niên kỷ ở Luân Đôn.

Concept màng căng thiết kế của dự án.
Concept mái che bạt căng thiết kế của dự án.

Công trình này là chủ đề của một bài thuyết trình kỹ thuật về sự phát triển chất liệu của bạt căng cách nhiệt – vật liệu PTFE cách âm và màu kép cho các cấu trúc kéo căng tại Triển lãm IFAI 2000. Công ty đã sử dụng những bài học kinh nghiệm tại thời điểm đó để phát triển phương pháp, đồng thời kết hợp mức độ cách nhiệt cao với dạng mái cong.

 Phương pháp đòi hỏi hệ thống bạt căng cách nhiệt phải có 3 lớp; một lớp ngoài giống hệt với mái kéo căng bình thường; một lớp cách điện lơ lửng bên dưới lớp ngoài; và một lớp lót bên trong có trọng lượng nhẹ hơn để tạo nên được một diện mạo mượt mà cho mặt dưới cùng của hệ thống bạt căng cách nhiệt.

Để đảm bảo rằng hiệu suất nhiệt của các quy định đã đạt độ chuẩn, bạt căng cách nhiệt được làm từ một đệm cách nhiệt Isowool (iv) được bao quanh bởi lá nhôm và các lớp không khí được bao bên trong. Để cung cấp thêm sức mạnh cấu trúc, đệm cách nhiệt có thêm một lớp vải dệt thô liên kết với lớp cách nhiệt cho phép bạt căng có thể kéo dài khoảng cách lên đến 100 feet.

Thách thức lớn nhất đối với công ty là tạo ra một hệ thống nối các dải bạt căng cách nhiệt riêng lẻ, giữ một rào chắn nhiệt liên tục, mang lực ứng suất trước tạo một tải trọng tạm thời và tạo thành một rào chắn hơi dài hạn

Do thể tích lớn của hệ thống bạt căng cách nhiệt, hình dạng bạt căng phải được lắp ráp tại chỗ. Công ty đã phát triển  một thiết kế khóa bằng cơ khí, cho phép chúng được định hình riêng lẻ và chuẩn bị tại nhà máy nhưng được vận chuyển đến nơi theo một thứ tự có kiểm soát và được lắp ráp tại chỗ trước khi đưa lên lắp đặt mái cùng các bộ phận khác của cấu trúc bạt căng. Sau đó, chúng được kéo căng và cố định vào vị trí bằng cách sử dụng các dải nhôm và bộ đai vải căng.

Những vị trí mối nối và sự kết nối của lớp bạt căng cách nhiệt với khung vòm thép và vành đai tòa nhà đã tạo ra một chuỗi hàng rào hơi để ngưng tụ, luôn là vấn đề tiềm ẩn trong không gian mái cách nhiệt. Hình thức ngưng tụ trên bề mặt trong của lớp ngoài bạt căng và nhỏ giọt xuống bề mặt bên ngoài của vật liệu cách nhiệt. Các máng xối ở vành mái tập trung lượng nước và cho phép nước thoát ra bên ngoài một cách an toàn.

Phác thảo phần đệm cách nhiệt cho mái màng căng của dự án.
Phác thảo phần đệm cách nhiệt cho mái che bạt căng của dự án.

Với các vật liệu cách nhiệt hiện có, dạng mái bạt căng cách nhiệt có một hạn chế; nó mờ đục. Để dẫn truyền vào được ánh sáng tự nhiên, một hệ thống ánh sáng từ mái được tích hợp vào khung vòm thép tạo thành khung sườn của tòa nhà. Sự mất độ trong mờ của mái bạt căng bên trong khu vực khu ẩm thực được cân bằng hơn bởi vòm kính chiếu sáng không gian bằng ánh sáng tự nhiên và như mở rộng thêm về thể tích không gian.

Lớp lót bên trong bạt căng cách nhiệt được sử dụng làm bề mặt để chiếu hình ảnh chuyển động; làm điểm nhấn tạo môi trường thoải mái cho khu ẩm thực và đồng thời đối trọng với sự ồn ào của các gian hàng bán lẻ ở khu vực mua sắm.

Mái che bạt căng của khu ẩm thực The Chatham mang đến một sự phát triển vô cùng quan trọng trong mái bạt căng cách nhiệt, bởi chúng đáp ứng được hết tất cả các yêu cầu nghiêm ngặt của hiệu suất nhiệt, đồng thời tạo được một diện mạo bên ngoài vô cùng hấp dẫn và chỉ bằng một ngân sách eo hẹp. 

Bằng cách khắc phục các giới hạn cách nhiệt thường liên quan đến vải, chúng trở nên khả thi như một loại vật liệu xây dựng trong các khu vực vượt quá giới hạn trước đây để thi công cấu trúc bạt căng cách nhiệt. Những lợi ích được công nhận của vải hiện có thể được ứng dụng vào các loại công trình đáng kể hơn, trong đó xây dựng nhẹ có lợi thế rất thiết thực.

Flexiiform | Tensile Fabric | Membrane Structure | Design and Build 1995 
Địa chỉ: 42 Nguyễn Hiền, P.4, Q.3, TPHCM
Email: [email protected]
Website: https://flexiiform.vn

Các đối tác

Bài viết về dự án

ứng dụng màng căng trong kiến trúc hiện đại 2

Hội Thảo Chuyên Đề Tensile Fabric đầu tiên ở Việt Nam

Buổi hội thảo với chuyên đề Tensile Fabric với chủ đề: “ỨNG DỤNG MÀNG CĂNG TRONG KIẾN TRÚC HIỆN ĐẠI” sẽ được diễn ra tại phòng 101 – Trường Đại học Kiến trúc Đà Nẵng vào lúc 14:30 pm – ngày 20/3/2021 và phát lại trên fanpage của Flexiiform, các bạn hãy cùng chờ đón buổi chia sẻ đầy hứa hẹn và thú vị này nhé.

Xem chi tiết »
mái che sân bóng bạt căng Flexiiform D1

4 Loại Mái Che Sân Bóng Bạt Căng Flexiiform Hiện Đại Và Đẳng Cấp​

Mái che sân bóng luôn là yếu tố không thể thiếu trong hạng mục thiết kế cho trường học, bởi ngoài công năng che chắn, mái che sân bóng còn góp phần tạo dựng hình ảnh khuôn viên trường. Vì vậy, để có thể lựa chọn được một dạng mái che cấu trúc nhẹ, linh hoạt, hình thức độc đáo mới lạ, nhưng vẫn đảm bảo được trọn vẹn chức năng bao che vốn có, thì hình thức mái che sân bóng bạt căng Flexiiform là một lựa chọn đúng đắn và phù hợp.

Xem chi tiết »

Xem nhiều

nhà phao chống lũ dạng bạt và dạng truyền thống

Nhà Phao Chống Lũ Dạng Bạt Flexiiform

Nhà phao chống lũ dạng bạt là loại hình kiến trúc cộng đồng, có mô hình nhỏ gọn, đáp ứng đủ chức năng sinh hoạt cần thiết, giúp người dân chống chọi với lũ lụt.

Xem chi tiết »