Hội thảo "An toàn và tiết kiệm năng lượng trong sử dụng kính xây dựng"
Ngày 30-5-2006, Hiệp hội Kính xây dựng Việt Nam phối hợp với Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường chất lượng và Hội Kiến trúc sư Việt Nam tổ chức hội thảo "An toàn và tiết kiệm năng lượng trong sử dụng kính xây dựng" tại khách sạn Melia - Hà Nội.
Tới dự có ông Nguyễn Hồng Quân - Bộ trưởng Bộ Xây dựng, ông Tống Văn Nga - Thứ trưởng Bộ Xây dựng, ông Trần Văn Ngọc - Trưởng ban Đo lường chất lượng - Tổng cục TC - ĐL - CL, ông Nguyễn Trần Nam - Tổng Giám đốc Tổng Công ty Thuỷ tinh và Gốm sứ Xây dựng Việt Nam, ông Phạm Sĩ Liêm - Phó Chủ tịch Tổng hội Xây dựng Việt Nam, ông Đinh Quang Huy - Chủ tịch Hiệp hội Gốm sứ Việt Nam, ông Trần Quốc Thái - Chủ tịch Hiệp hội Kính XD Việt Nam, lãnh đạo các Vụ, Viện và các doanh nghiệp sản xuất kính trong nước và nước ngoài, các kiến trúc sư, nhà tư vấn xây dựng....
Trong những năm gần đây, xu hướng sử dụng kính vào các công trình xây dựng, đặc biệt công trình công cộng và nhà cao tầng ở Việt Nam gia tăng rõ rệt. Sự ra đời của vật liệu kính đã đem lại những bước chuyển quan trọng trong quá trình phát triển của nền kiến trúc xây dựng trên thế giới. Kính là một trong những vật liệu quan trọng nhất trong những sáng tạo của con người. Kính luôn là chất liệu được các kiến trúc sư lựa chọn trong công trình kiến trúc ngày nay, từ chi tiết nhỏ nhất đến những mảng kính lớn cho toàn bộ ngôi nhà. Nhiệm vụ của kính là lấy ánh sáng cho công trình, giúp con người khai thác, sử dụng ánh sáng tự nhiên và hạn chế những yếu tố bất lợi của điều kiện thiên nhiên đối với cuộc sống con người ngăn gió, bụi, chống rêu mốc, cách âm, cách nhiệt... đồng thời đáp ứng được các yêu cầu cao trong việc tổ hợp không gian hình khối kiến trúc, có khả năng tạo hình thẩm mỹ đa dạng, phong phú bởi đặc tính trong suốt nhẹ nhàng của nó. Kính với nhiều màu sắc khác nhau có thể tạo ra tâm lý thị giác thực cho con người, làm cho con người cảm nhận được những không gian huyền ảo, lộng lẫy mà kiến trúc sư tạo ra cho các công trình kiến trúc ấn tượng tương phản đặc rỗng, ấn tượng xa gần, nông sâu. Có kính người kiến trúc sư luôn được thoả mãn với những sáng tạo của mình, bởi sự hiện diện của chất liệu kính là cơ bản tạo nên bộ mặt thẩm mỹ của các đô thị hiện đại, nó có ưu thế riêng, có kính khả năng ứng dụng đa dạng hơn và biểu cảm phong phú, hiệu quả hơn rất nhiều trong các công trình kiến trúc.
Gần đây với xu hướng mở cửa, tiếp cận đến nền kinh tế thị trường, đã tạo cho Việt Nam hội tụ và khá đầy đủ các loại kính với chất lượng của công nghệ cao và cũng đã có những cơ sở sản xuất kính lớn, đủ để phục vụ thị trường xây dựng trong nước và xuất khẩu.
Dưới góc nhìn của kiến trúc nhiệt đới thì kính là loại chất liệu dùng trong các công trình kiến trúc của nước ta là rất thích hợp, với những đặc tính ưu việt đã được phân tích ở trên, rõ ràng kính thể hiện được khá đầy đủ về các ưu thế phù hợp với môi trường khí hậu nhiệt đới nóng ẩm và gió mùa. Nhưng bên cạnh những tính năng ưu việt về kỹ thuật cũng như thẩm mỹ của kính, chúng ta cần biết đến tác dụng ngược lại của kính nếu kiến trúc sư không hiểu biết thấu đáo về nó và nếu có những chỉ định sai trong thiết kế sẽ gây những hậu quả khôn lường.
- Kính và hiệu ứng nhà kính:
Ngôi nhà có sử dụng nhiều kính thường gây ra hiện tượng hiệu ứng nhiệt, vì sau khi qua kính vào nhà, bức xạ nhiệt sẽ nung nóng các bề mặt làm cho nhiệt đọ tăng lên, trên các bề mặt lại tiếp tục bức xạ ra ngoài, cứ như vậy nhiệt độ tiếp tục bị tăng dần lên gây cảm giác khó chịu và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ con người trong đó. Hiện tượng nhà kính xảy ra rất giống khi ta ngồi trong xe ô tô hoặc toa tầu đóng kín các cửa dưới trờ nắng, nhưng khi mở cửa có hiện tượng không khí đối lưu thì hiện tượng này mất đi. Như vậy nguyên nhân chính làm tăng nhiệt độ trong không gian kín có kính dưới bức xạ mặt trời hiệu ứng nhà kính là:
+ Sự truyền nhiệt bức xạ mặt trời vào trong phòng
+ Sự ngăn cản truyền nhiệt từ phòng ra ngoài bằng đối lưu.
- Bức xạ mặt trời qua kính:
Bên cạnh hiệu ứng nhà kính, bức xạ mặt trời còn nung nóng các bề mặt các thiết bị nội thất, trong khi đó các bề mặt nội thất luôn trao đổi nhiệt bằng bức xạ với con người. Kết quả của sự trao đổi nhiệt này phụ thuộc nhiệt độ của bề mặt và vị trí của con người ở gần đó phải nhận thêm một nhiệt lượng càng lớn.
Nhiệt độ của bề mặt bị nhận ánh nắng phụ thuộc vào cường độ bức xạ mặt trời, nhiệt độ không khí, đặc điểm thay đổi của chúng cũng như các tính năng nhiệt kỹ thuật của bề mặt và của chính kết cấu công trình. Tuy nhiên khi mở cửa thông thoáng để tạo ra vận tốc gió trên mặt kết cấu thì nhiệt độ bề mặt sẽ giảm dần đến nhiệt độ không khí. Khả năng làm mát các bề mặt của gió là đáng kể. Như vậy khi tạo được thông thoáng tự nhiên tốt thì ảnh hưởng của bức xạ nhiệt của các bề mặt nóng sẽ được khắc phục và giảm đi đáng kể.
- ánh sáng qua kính:
Kính có ưu điểm hơn hẳn các vật liệu khác là lấy được trực tiếp ánh sáng tự nhiên, đây là nguồn ánh sáng phù hợp với thị giác của con người. Chất lượng của ánh sáng trong nhà được đánh giá bằng các chỉ tiêu là tiện nghi nhìn và tiện nghi môi trường sáng. Tiện nghi nhìn được đánh giá qua độ rọi trên mặt phẳng làm việc, để có thể nhìn rõ được chi tiết vật làm việc. Tuỳ theo công việc, độ rọi yêu cầu thay đổi từ 50lux đến 1000lux, tuy nhiên với mỗi công việc khác nhau cần đến một lượng ánh sáng khác nhau độ rọi khác nhau vì vậy độ rọi không phải là càng nhiều càng tốt. ánh dư thừa sẽ gây ra chói dẫn đến sự căng thẳng, mệt mỏi cho con người khi làm việc, đây là ô nhiễm thừa ánh sáng.
Tiện nghi môi trường ánh sáng liên quan đến những yếu tố sau:
+ Màu sắc của ánh sáng qua kính có màu sắc khác nhau.
+ Sự đồng đều của ánh sáng trong phòng.
+ Sự tương quan độ chói các bề mặt trong phòng.
Đó là những vấn đề chính về tiện nghi ánh sáng qua kính. Như vậy có thể thấy rằng khi sử dụng kính hoặc nhiều kính mà không có các biện pháp che chắn nắng hiệu quả thì ánh sáng trong nhà, dẫn đến ảnh hưởng không tốt đến sức khoẻ con người.
- Ô nhiễm ánh sáng đường phố từ kính:
Khi sử dụng những mảng kính lớn trên bề mặt các toà nhà trên đường phố, nếu ta không tính toán về diện tích bề mặt kính, khoảng cách công trình, dải cây xanh cách ly sẽ xảy ra hiện tượng ánh sáng phản xạ qua lại từ các toà nhà trên đường phố, gây chói loá cho con người và các phương tiện tham gia giao thông.
Kính thông thường rất dễ dàng bị vỡ, và khi đó, nó trở nên rất nguy hiểm, đặc biệt khi nó bị rơi từ độ cao xuống. Nếu không được xử lý đặc biệt, khả năng chịu lực của kính cũng rất kém do đặc tính liên kết hóa học của vật liệu. Trong trường hợp xảy ra cháy nổ, tính năng chịu nhiệt của kính cũng không cao. Những đặc tính đó đặt ra những thách thức liên tục cho những nhà sản xuất vật liệu kính. Tại hội thảo, chuyên gia hãng Nippon Sheet Glass Co.Ltd đã giới thiệu các loại kính có độ an toàn cao như: kính tôi để tăng cường khả năng chịu lực của kính, kính dán hai hay nhiều lớp để tăng cường khả năng an toàn, an ninh cho công trình hoặc kính bảo ôn hai lớp nhằm ngăn cản sự truyền nhiệt qua vách ngăn bằng kính nhằm tiết kiệm năng lượng...
Trong bối cảnh giá cả thị trường năng lượng trên thế giới ngày một gia tăng, việc tính toán đưa ra các giải pháp thiết kế giảm thiểu tối đa năng lượng sử dụng trong công trình kiến trúc là một xu thế tất yếu. Theo kết quả khảo sát của Hội đồng Kiến trúc xanh của Mỹ USGBC, các công trình xây dựng chiếm tới 40% tổng mức tiêu thụ năng lượng và 20% lượng nước sạch. Đặc biệt, đối với kiến trúc cao tầng ở các nước vùng nhiệt đới, một trong những chiến lược thiết kế là lựa chọn các loại vật liệu bề mặt cho công trình có trị số truyền nhiệt giá trị U thấp để hạn chế tối đa các tác động bất lợi của bức xạ và ánh sáng mặt trời tác động lên công trình. Bên cạnh đó, việc khai thác sử dụng chiếu sáng tự nhiên hợp lý cho các không gian sử dụng không chỉ nhằm làm giảm năng lượng tiêu thụ cho việc chiếu sáng mà còn góp phần quan trọng làm tăng "tính tự nhiên" cho môi trường làm việc, tạo nên sự tiện nghi thoả mái làm tăng năng suất lao động cho người sử dụng. Ngoài ra, vật liệu kính bề mặt công trình còn phải đáp ứng khả năng chịu tác động ngang của tải trọng gió tăng dần theo cấp số nhân với chiều cao công trình. Trước các yêu cầu và thách thức đó, sử dụng kính cách âm cách nhiệt là một trong những giải pháp hữu hiệu nhằm giảm thiểu tiêu thụ năng lượng đối với thiết kế công trình, hướng tới một giải pháp kiến trúc bền vững thiết thực.
Trong tương lai sẽ có rất nhiều tiến bộ công nghệ có thể dự đoán được từ nhiều góc độ như quan niệm tổng thể về sử dụng kính trong kiến trúc, xây dựng, tính năng vật liệu.... ví dụ như: quan niệm về lớp vỏ công trình, sự phát triển vật liệu kính với giá trị U thấp, khả năng cách nhiệt, thấu quang; khả năng khuếch tán; bề mặt chống bám bụi và sự phát triển tường kính đa năng có thể thay đổi theo sự điều khiển liên quan đến việc thiết kế lớp vỏ công trình như bộ máy điều khiển môi trường vi khí hậu; lớp vỏ công trình là nguồn cung cấp năng lượng; sử dụng sợ cáp quang phục vụ các mục đích chiếu sáng nghệ thuật đa dạng trong kiến trúc.
Bởi vậy, trong tương lai để phát triển vật liệu kính, dài hạn hay ngắn hạn cần có sự cân nhắc tính toán phù hợp với khả năng và điều kiện thực tế, nhưng cần quan tâm đến những mục tiêu quan trọng như:
1. Phát triển các vật liệu thông minh.
2. Cải thiện khả năng thấu quang và sự làm việc dưới ánh sáng tự nhiên.
3. Cải thiện khả năng làm việc dưới điều kiện thời tiết đặc thù của vùng miền, đặc biệt chú trọng đến đặc trưng của khí hậu đô thị nhiệt đới nóng ẩm, nhiều mưa, bụi ở nước ta.
5. Khả năng tập trung và phân bổ ánh sáng.
6. Cải thiện khả năng chịu lực.
7. Khả năng chịu lửa ở mức cao hơn.
8. Cải thiện công nghệ sản xuất theo hướng hệ thống mở tích hợp.
9. Gỡ bỏ hạn chế về kích thước ngang của tấm kính.
10. Chú trọng đầu tư hơn về chi tiết lắp dựng.
Trong điều kiện công nghệ của chúng ta hiện nay, để thực hiện được tất cả các điều này có thể nói là gần như không thể. Tuy nhiên, không thể vì thế mà chúng ta không có những động thái ngay từ bây giờ. Những nhu cầu và áp lực của cơ chế thị trường cùng với những quy luật cạnh tranh khắc nghiệt đòi hỏi chúng ta phải không ngừng đổi mới. Muốn vậy, cần có sự phát triển một cách có hệ thống, huy động được sự tham gia và hợp tác đa dạng giữa các bên liên quan gồm nhà sản xuất, người sử dụng và những người làm công tác nghiên cứu và phát triển R & D. Cần thiết có sự đầu tư đúng mức cho công tác nghiên cứu, hợp tác và chuyển giao công nghệ trong ngành nhằm thúc đẩy sự phát triển chung.
Cũng tại hội thảo, ông Trần Văn Ngọc - Trưởng ban Đo lường chất lượng - Tổng cục TC - ĐL - CL đã giới thiệu TCVN 7505: 2005 "Quy phạm sử dụng kính trong xây dựng - Lựa chọn và lắp đặt" do Tổng công ty Thuỷ tinh và Gốm xây dựng biên soạn trên cơ sở Tiêu chuẩn quốc gia tương ứng của Úc AS 1288 Glass in building - Selection and installation, có kết hợp với tính toán tải trọng gió thực tế ở Việt Nam. Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu cơ bản trong lựa chọn và lắp đặt kính theo chủng loại và chiều dày cho phép đối với một diện tích lớn nhất cho trước hoặc diện tích lớn nhất cho phép đối với chiều dày cho trước, trong các công trình nhà ở và công cộng, nhằm đảm bảo an toàn cho người sử dụng và công trình.
Tiêu chuẩn này gồm 9 điều khoản, quy định trong 69 trang với 16 sơ đồ và 15 bảng tra cứu gồm các yêu cầu về vật liệu, tính toán tải trọng gió, yêu cầu về kính cho từng dạng kết cấu kính và yêu cầu về kỹ thuật lắp đặt kính.
Trong lĩnh vực xây dựng, song song với hệ thống Tiêu chuẩn, ở các khu vực và các quốc gia trên thế giới đều hiện hành hệ thống văn bản mang tính pháp lý: Quy chuẩn Xây dựng Building Code. Trong mỗi Quy chuẩn có thể viện dẫn nhiều Tiêu chuẩn. Các Tiêu chuẩn khi được ban hành chỉ có ý nghĩa là một văn bản kỹ thuật để tự nguyện áp dụng. Khi Tiêu chuẩn đó được đề cập trong Quy chuẩn - văn bản mang tính pháp lý kỹ thuật, sẽ trở thành bắt buộc áp dụng. Vào thời điểm TCVN 7505: 2005 "Quy phạm sử dụng kính trong xây dựng - Lựa chọn và lắp đặt" được ban hành và đưa vào áp dụng cũng là lúc Luật Tiêu chuẩn hoá đang được trình Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam xem xét và hy vọng sẽ thông qua trong một ngày gần đây. Luật Tiêu chuẩn hoá sẽ quy định rõ, song song với hệ thống Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN, khuyến khích áp dụng là hệ thống Quy chuẩn kỹ thuật QCVN, bắt buộc áp dụng. Các Quy chuẩn này nhằm đảm bảo cho các công trình xây dựng được hình thành, khai thác, sử dụng một cách an toàn, bền vững, đáp ứng yêu cầu tiện nghi, sức khoẻ vệ sinh môi trường phục vụ lợi ích cộng đồng và xã hội.
Tại hội thảo, ông Trần Quốc Thái - Chủ tịch Hiệp hội Kính xây dựng Việt Nam đã đọc quyết định kết nạp và trao thẻ cho 3 hội viên mới của Hiệp hội là: VIB, Saigon Glass và LG Chem.
Qua hội thảo này hy vọng, mối quan hệ giữa các nhà nghiên cứu, sản xuất và cung cấp vật liệu kính xây dựng với kiến trúc sư, nhà xây dựng ngày càng chặt chẽ, giúp cho kiến trúc sư và nhà xây dựng hiểu sâu, rộng, thấu đáo hơn về kính để tạo ra những công trình mang tính nghệ thuật cao, đồng thời lại an toàn và tiết kiệm năng lượng trong sử dụng kính xây dựng trong các công trình kiến trúc hiện đại.
Minhh Tâm