Tường kính hai lớp – giải pháp tiết kiệm năng lượng cho các tòa nhà cao tầng

Đặc tính cách nhiệt, cách âm, không ngăn cản ánh sáng tự nhiên hay hạn chế tầm nhìn khiến tường kính hai lớp ngày càng được nhiều kiến trúc sư ứng dụng cho công trình mà họ đảm nhiệm.

Đúng như tên gọi, hệ thống tường kính hai lớp gồm hai lớp kính cường lực đặt song song nhau tạo nên khoang trung gian (vùng đệm) ở giữa có tác dụng ngăn cản tiếng ồn và hấp thụ nhiệt. Vùng đệm này có thể rộng từ 20cm cho tới vài mét, hoạt động như một lớp ngăn cách nắng nóng, gió và tiếng ồn bên ngoài, từ đó điều hòa nhiệt độ bên trong công trình. Một trong những ví dụ kinh điển nhất về ứng dụng tường bao hai lớp là tòa nhà 30 St Mary Axe (hay "The Gherkin" - quả dưa chuột) của kiến trúc sư đại tài Norman Foster cùng các cộng sự.

30 St Mary Axe
Tòa nhà 41 tầng hình quả dưa chuột sử dụng ít năng lượng hơn các công trình tương tự nhờ tường kính 2 lớp.

Luồng không khí đi qua khoang trung gian một cách tự nhiên hoặc được điều khiển bằng cơ học; trong khi đó, hai lớp tường kính có thể được tích hợp thêm các thiết bị chống nắng.

Dù ý tưởng về tường kính hai lớp không phải là quá mới mẻ nhưng ngày càng có nhiều các kiến trúc sư, kỹ sư ứng dụng tường kính hai lớp cho những công trình mà họ đảm nhiệm. Đặc biệt trong thiết kế nhà chọc trời, tường kính hai lớp càng được ưa chuộng bởi đặc tính trong suốt, khả năng cách nhiệt, cách âm tuyệt vời, từ đó làm giảm chi phí điện cho điều hòa không khí và loại bỏ nhu cầu về công nghệ dành riêng cho cửa sổ.

tường kính trong suốt
Đặc tính trong suốt của tường kính cho phép con người cảm nhận rõ nét quang cảnh xung quanh.

Thêm vào đó, cấu trúc tường kính hai lớp còn rất linh hoạt, dễ dàng thích ứng với mọi điều kiện thời tiết dù lạnh giá hay nắng nóng. Chính sự linh hoạt này khiến tường kính hai lớp trở nên hấp dẫn các kiến trúc sư. Dưới đây là những ưu điểm và nhược điểm của tường kính hai lớp:

Lợi ích:

  • Giảm nhu cầu sử dụng năng lượng để làm mát và sưởi ấm;
  • Không che chắn tầm nhìn và ánh sáng tự nhiên;
  • Tăng cường cách nhiệt, cách âm;
  • Cho phép thông gió tự nhiên diễn ra và làm mới không khí, tạo ra một môi trường sống lành mạnh hơn.

Nhược điểm:

  • Chi phí xây dựng ban đầu cao hơn nhiều so với phương thức truyền thống
  • Tốn nhiều không gian hơn;
  • Yêu cầu bảo trì thường xuyên;
  • Có thể hoạt động không đúng thiết kế khi bối cảnh xung quanh thay đổi đáng kể.

Bằng cách thay đổi các chi tiết nho nhỏ, chẳng hạn như đóng, mở các lỗ thông gió ở hai đầu tường kính hoặc kích hoạt thiết bị luân chuyển không khí, cơ chế hoạt động của tường kính hai lớp sẽ thay đổi theo.

Ở những vùng khí hậu lạnh, các lỗ thông gió sẽ được đóng kín. Lúc này, vùng đệm không khí ở giữa hoạt động như một hàng rào ngăn cản quá trình thất thoát nhiệt ra bên ngoài. Lượng nhiệt mặt trời chứa trong khoang trung gian có thể sưởi ấm vùng không khí lân cận, từ đó làm giảm nhu cầu sử dụng điện cho hệ thống sưởi ấm trong nhà.

tường kính hai lớp
Cơ chế hoạt động của tường kính hai lớp tại vùng khí hậu lạnh.

Tại vùng khí hậu nóng, các lỗ thông gió ở hai đầu sẽ được mở ra. Khi đó, khoang trung gian được thông hơi với bên ngoài tòa nhà nhằm giảm thiểu hấp thụ nhiệt mặt trời và giảm tải làm mát. Lượng nhiệt dư thừa sẽ thoát ra ngoài dựa theo hiệu ứng ống khói, trong phương pháp này khí lạnh sẽ gây áp lực với khí nóng, buộc nó phải di chuyển lên trên. Khi khí nóng bay lên sẽ tạo ra áp lực kéo khí tươi (không khí lạnh mới) ở bên ngoài vào thế chỗ cho khí nóng vừa bay lên, từ đó làm mát vùng không khí xung quanh.

khoang trung gian
Ở vùng khí hậu nóng, khoang trung gian thông hơi với bên ngoài.

hiệu ứng ống khói
Thậm chí, lớp tường kính bên trong cũng được để mở nhằm thúc đẩy hiệu ứng ống khói diễn ra.

Như vậy, cơ chế hoạt động của tường kính hai lớp phụ thuộc rất nhiều vào các điều kiện bên ngoài (bức xạ mặt trời, nhiệt độ bên ngoài…), ảnh hưởng trực tiếp đến sự thoải mái và chất lượng không khí bên trong. Do đó, tùy từng trường hợp mà tường kính hai lớp sẽ được tinh chỉnh linh hoạt cho phù hợp. Điều này đòi hỏi kiến trúc sư phải có kiến thức vững chắc về hướng di chuyển của mặt trời, hoàn cảnh, bức xạ địa phương, điều kiện nhiệt độ, mật độ xây dựng và nhiều yếu tố liên quan khác. 

Minh Châu

Nguồn: https://batdongsan.com.vn/giai-phap-xay-dung/tuong-kinh-hai-lop-giai-phap-tiet-kiem-nang-luong-cho-cac-toa-nha-cao-tang-ar101437

Tin liên quan

TIN TỨC CÙNG CHỦ ĐỀ

“Sống sót” với 3 cách chống nóng hiệu quả cho nhà chung cư

Mùa hè là thời gian ám ảnh với những ai đang sinh sống trong nhà chung cư bởi nhiệt độ tăng cao, nắng chiếu gay gắt gây ra cảm giác vô cùng khó... Xem thêm »

Kiểm soát chi phí khi quyết định xây nhà mới thế nào cho hiệu quả?

Kiểm soát chi phí khi xây nhà là một bài toán khó với bất cứ ai. Bởi dễ có tới 90% trường hợp bị vỡ kế hoạch, khiến cho chi phí dự kiến... Xem thêm »

Gia chủ mất tiền oan khi sửa nhà bởi 5 sai lầm này

Không tìm hiểu kỹ về đội thợ, không giám sát thi công, trả hết tiền trước cho thợ... là những sai lầm khi sửa nhà khiến gia chủ tốn thêm chi phí, thậm... Xem thêm »

Gia chủ hoảng loạn khi thấy ngôi nhà 26 tỉ đồng đang chìm xuống đất

Ngôi nhà nằm trên sông Bure ở Horning, Norfolk, Anh của Ken Pitts và Gail đã bắt đầu nghiêng về một phía từ 3 tháng trước. Xem thêm »

Kiến trúc sư chia sẻ bí quyết “sửa lỗi” nhà quá rộng

Không chỉ riêng những căn nhà quá nhỏ, mà ngay cả những ngôi nhà có diện tích quá lớn cũng trở thành bài toán khó giải đối với các kiến trúc sư trong... Xem thêm »

10 lời khuyên “chuẩn không cần chỉnh” khi tự sơn nhà

Tự sơn nhà không chỉ giúp bạn tiết kiệm chi phí thi công mà còn là một trải nghiệm khá thú vị. Và để đảm bảo thẩm mỹ cho ngôi nhà thân yêu... Xem thêm »

Có nên làm nhà thép tiền chế để ở không?

Trước đây, loại hình nhà thép tiền chế chỉ thích hợp với những công trình mang tính chất tạm bợ, thời gian sử dụng ngắn. Ngày nay, nhờ sự phát triển của khoa... Xem thêm »

Hướng dẫn nhận biết tường chịu lực trong ngôi nhà

Có 3 hệ thống chịu lực chủ yếu trong thiết kế nhà ở dân dụng là tường chịu lực, không gian chịu lực và khung chịu lực. Hệ thống chịu lực này đóng... Xem thêm »

Tự xây bể cá, gia chủ “chật vật” suốt 3 năm

Chị Hải Yến (30 tuổi, sống ở Quảng Yên, tỉnh Quảng Ninh) cho xây bể cá ở khoảng trống phía bên trái nhà. Tuy nhiên, do không đảm bảo các thông số kỹ... Xem thêm »

7 ứng dụng của tấm kim loại đục lỗ trong thiết kế nhà ở

Vài năm trở lại đây, sự hiện diện của những tấm kim loại đục lỗ trong các thiết kế nhà, thiết kế nội thất đã tạo nên một xu hướng đầy lôi cuốn,... Xem thêm »