Mặt dựng tường kính nhà cao tầng: Tổng quan và nghiên cứu

I. Giới thiệu

Trong những năm gần đây, mặt dựng tường kính ngày càng trở nên phổ biến trong các công trình nhà cao tầng tại Việt Nam. Với thiết kế hiện đại, tăng khả năng lấy sáng tự nhiên và tối ưu hóa tính thẩm mỹ, mặt dựng tường kính giúp các công trình trở nên sang trọng và chuyên nghiệp.

Tuy nhiên, chi phí đầu tư cho hệ thống mặt dựng này có thể lên đến 20% tổng chi phí xây dựng, do đó cần có quy trình thiết kế và kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt.

II. Các hệ mặt dựng tường kính

Mặt dựng tường kính được chia thành nhiều hệ khác nhau, mỗi hệ có đặc điểm, ưu điểm và nhược điểm riêng. Việc lựa chọn hệ mặt dựng phù hợp sẽ giúp tối ưu chi phí, thời gian thi công và đảm bảo chất lượng công trình.

Mặt dựng tường kính hệ stick

Hệ mặt dựng Stick là phương pháp thi công tại công trường, trong đó các thanh nhôm, kính và phụ kiện được gia công trước tại nhà máy, sau đó lắp ráp từng phần tại công trình. Đây là hệ thống phổ biến, thích hợp với các công trình có kiến trúc phức tạp.

Đặc điểm:

• Lắp đặt từng chi tiết cấu thành nên mặt dựng ở ngay tại công trình.
• Các thanh đố đứng được lắp đặt trước, sau đó mới lắp đố ngang.
• Công đoạn cuối cùng là lắp kính và bơm keo hoàn thiện.
• Thi công theo tiến độ phần thô của công trình.

Ưu điểm:

• Linh hoạt trong thi công: Phù hợp với các công trình có mặt bằng phức tạp như bề mặt góc cạnh, không đồng nhất.
• Linh hoạt trong quá trình vận chuyển, thi công và lắp đặt.
• Dễ dàng thay thế, sửa chữa khi có hỏng hóc.
• Chi phí thấp hơn so với hệ Unitized.

Nhược điểm:

• Kiểm soát chất lượng tại công trình khó khăn hơn: Đòi hỏi trình độ tay nghề của công nhân thi công phải cao và sự có mặt của nhiều kỹ sư chuyên môn ngay tại công trình.
• Thời gian thi công kéo dài, đòi hỏi nhiều công đoạn thi công ngay tại công trường. Phụ thuộc vào thời tiết.
• Do thi công đa phần là từ bên ngoài tòa nhà nên cần nhiều thiết bị bảo hộ cho công nhân.
• Yêu cầu mặt bằng thi công rộng để lưu trữ vật tư.

Mặt dựng tường kính hệ unitized

Hệ mặt dựng Unitized là hệ thống được gia công hoàn chỉnh thành từng tấm panel lớn tại nhà máy. Sau đó vận chuyển đến công trình để lắp đặt bằng thiết bị cẩu chuyên dụng.

Đặc điểm:

• Các modul, tấm panel đã hoàn thiện được lắp đặt nhanh chóng tại công trình.
• Phù hợp với công trình có mặt ngoài đồng nhất.

Ưu điểm:

• Kiểm soát chất lượng chặt chẽ tại nhà máy.
• Đảm bảo đồng nhất các tiêu chí về mặt mỹ thuật.
• Tiến độ thi công nhanh, giảm thiểu thời gian tại công trường.
• Hệ thống vững chắc, khả năng cách âm, cách nhiệt tốt.
• Thích nghi được với những tác động dịch chuyển của tòa nhà.
• Không chiếm nhiều không gian và diện tích thi công.

Nhược điểm:

• Giá thành cao hơn so với hệ Stick.
• Vận chuyển các modul, tấm panel cồng kềnh, đòi hỏi thiết bị chuyên dụng.
• Yêu cầu công nhân lắp đặt có tay nghề cao.

Mặt dựng tường kính hệ spider

Hệ Spider là hệ mặt dựng kính không khung, sử dụng các chốt giữ kính để tạo liên kết giữa các tấm kính với nhau. Đây là phương án phù hợp với các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao như trung tâm thương mại, sảnh tòa nhà.

Đặc điểm:

• Không sử dụng khung nhôm, tạo cảm giác trong suốt, hiện đại.
• Sử dụng các chốt liên kết giúp kính cố định chắc chắn.

Ưu điểm:

• Tạo không gian mở, tầm nhìn không bị cản trở.
• Tính thẩm mỹ cao, thích hợp cho công trình cao cấp.

Nhược điểm:

• Khả năng cách âm, cách nhiệt kém hơn so với các hệ khác.
• Khả năng chống thấm nước thấp, yêu cầu kỹ thuật thi công cao.

III. Các loại tải trọng tác động lên mặt dựng tường kính

Mặt dựng tường kính chịu tác động của nhiều loại tải trọng khác nhau, trong đó quan trọng nhất là tải trọng gió (đặc biệt là tại vùng động đất yếu như Việt Nam).

Tĩnh tải (Dead Load): Bao gồm trọng lượng bản thân của hệ mặt dựng tường kính.

Tải trọng gió (Wind Load): Yếu tố chính ảnh hưởng đến độ bền và an toàn của mặt dựng.

Seismic Load – Tải trọng động đất: Quan trọng đối với công trình xây dựng tại vùng có địa chấn.

Thermal Load – Tải trọng nhiệt: Sự giãn nở của vật liệu do thay đổi nhiệt độ; ảnh hưởng đến độ bền kết cấu.

Tải trọng nổ (Blast Load): cần tính toán khả năng chịu tải của mặt dựng trước áp lực từ các vụ nổ.

IV. Thí nghiệm và kiểm định chất lượng hệ mặt dựng tường kính

Các công trình lớn thường tiến hành thí nghiệm kiểm tra khả năng chịu lực của mặt dựng tường kính nhằm đảm bảo chất lượng và an toàn. Một số phương pháp kiểm tra phổ biến:

Thí nghiệm khả năng chịu tải gió của hệ mặt dựng tường kính

• Kiểm tra khả năng chịu tải trọng gió của hệ mặt dựng tường kính.
• Sử dụng thí nghiệm ống khí động để xác định áp lực gió lên bề mặt kính.
• Giúp tối ưu thiết kế đảm bảo an toàn và độ bền của hệ thống.

Áp lực gió thí nghiệm lớn nhất cho mặt dựng tường kính của một số công trình được thể hiện trong bảng sau. Từ bảng này cho thấy áp lực gió dùng để thí nghiệm là rất lớn đạt tới áp lực gió tương đương so với thang bão Beaufort cấp 17.

Các mẫu thí nghiệm này đã được tiến hành theo các hệ thống tiêu chuẩn thí nghiệm của Mỹ (ASTM, AAMA), Úc (AS) và đảm bảo các yêu cầu của qui định kỹ thuật thiết kế.

Các thí nghiệm này đã giúp rất nhiều cho các nhà thầu thi công khắc phục các khiếm khuyết (cấu tạo các liên kết giữa mặt dựng nhôm kính và công trình, độ kín của mặt dựng…) của mặt dựng tường kính trước khi đưa vào lắp đặt tại công trình.

Thí nghiệm kiểm tra độ kín nước hệ mặt dựng tường kính

• Đánh giá khả năng chống thấm của hệ mặt dựng.
• Sử dụng hệ thống phun nước áp lực cao để kiểm tra độ kín của kính, khung và các mối nối.
• Giúp đảm bảo công trình không bị thấm dột trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.

Thí nghiệm chịu động đất

• Xác định khả năng chịu rung chấn của mặt dựng tường kính khi xảy ra động đất.
• Sử dụng mô hình dao động để mô phỏng tác động của địa chấn lên hệ thống kính.
• Đảm bảo liên kết giữa các tấm kính và khung nhôm vẫn an toàn khi công trình chịu rung chấn.

IV. Kết luận

Mặt dựng tường kính không chỉ giúp nâng cao thẩm mỹ công trình mà còn đòi hỏi kỹ thuật thiết kế và thi công chính xác để đảm bảo chất lượng, an toàn. Việc lựa chọn hệ mặt dựng phù hợp, tính toán tải trọng và tiến hành kiểm định là những yếu tố quan trọng giúp công trình đạt được hiệu suất tối ưu.

Bên cạnh đó, các sản phẩm keo silicone VCC 791 và VCC 795 của VCC đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo độ bền và an toàn cho mặt dựng tường kính.

VCC 795 là keo một thành phần có độ bám dính cao, thích hợp cho các ứng dụng liên kết và niêm phong kết cấu kính. VCC 791 là keo silicone chịu thời tiết, có độ bền cao và khả năng chống tia UV. phù hợp với các công trình ngoài trời; giúp nâng cao độ kín khít và chống chịu điều kiện môi trường khắc nghiệt.

VCC tự hào là nhà cung cấp giải pháp tổng thể. Từ các hệ thống vật liệu chống thấm đồng bộ đến các sản phẩm keo trám khe chi tiết. Hãy liên hệ ngay với chúng tôi. Đội ngũ chuyên gia của VCC sẵn sàng tư vấn giải pháp kỹ thuật tối ưu.

Bài viết này VCC dựa trên nghiên cứu của Tiến sĩ Vũ Thành Trung, Viện KHCN xây dựng. Tải về tại ĐÂY.

Xem thêm:

• Hướng dẫn cách bắn keo cho hệ vách mặt dựng đúng kỹ thuật
• Độ biến vị là gì? Chìa khóa vàng cho vách kính an toàn