BIỆN PHÁP CHỐNG NÓNG, GIẢM ÂM CÁCH NHIỆT CHO CÔNG TRÌNH

BIỆN PHÁP CHỐNG NÓNG, GIẢM ÂM CÁCH NHIỆT CHO CÔNG TRÌNH

I – Đặt vấn đề

Chúng ta đang sống trong thời đại mà sự phát triển đã thực sự ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống, các khu xây dựng đã mọc lên với tốc độ chóng mặt, diện tích cây xanh ngày một suy giảm nghiêm trọng làm mất cân bằng sinh thái gây hiệu ứng nhà kính dẫn đến khí hậu ngày càng nóng lên cùng các biểu hiện cực đoan khó lường của biến đổi khí hậu gây ra.

Nhằm hạn chế đến mức thấp nhất những yếu tố gây mất cân bằng sinh thái, loài người đã và đang nghiên cứu ứng dụng nhiều giải pháp khoa học trong nhiều lĩnh vực xây dựng và phát triển xã hội. Trong khuôn khổ bài viết này, chúng tôi chỉ đề cập đến công nghệ vật liệu cơ bản phục vụ cho mục tiêu chống nóng, giảm âm cách nhiệt theo tiêu chí mà thuật ngữ quốc tế gọi là “Ngôi nhà xanh ” (Green House ), ngày nay, thuật ngữ này được tiêu chuẩn hóa trong ngành xây dựng đương đại.

II – Lợi ích cơ bản của việc chống nóng, giảm âm cách nhiệt cho căn nhà

1. Chống nóng, cách nhiệt:

- Giảm lượng điện tiêu cho máy điều hòa từ 25 đến 35%, nếu kết hợp đồng bộ với thiết kế tốt có thể giảm đến 45% lượng điện tiêu thụ hàng năm. Đây là con số cực kỳ ấn tượng, ta hãy hình dung một quốc gia như Việt Nam mà giảm được 30% tiêu thụ điện thì lợi ích rất to lớn, bởi ta sẽ không phải đốt hàng triệu tấn than đá, giảm hàng trăm ngàn khối khí thải, hàng ngàn tấn bụi phát tán, hay giảm được hàng chục nhà máy thủy điện, trả lại dòng chảy giàu phù sa tự nhiên cho hàng chục con sông…v/v. Trong khi các nguồn năng lượng sạch chưa đáp ứng được yêu cầu thì đây là bước đi cơ bản của công nghệ xanh hướng đến tương lai

- Lợi ích kinh tế cho mỗi gia đình khi giảm 30% lượng tiêu thụ điện là rất rõ ràng, khi ta giảm được chi phí tới 30%. Ở Mỹ người ta tính toán số tiền điện giảm hàng năm cho những căn nhà cách nhiệt đạt chuẩn trung bình vào khoảng 2500 USD/1 năm.

-Lợi ích cho sức khỏe con người khi sống trong môi trường có nhiệt độ phù hợp là rõ ràng, đặc biệt như ở Việt Nam thì càng rõ hơn, bởi khoa học đã chứng minh với môi trường quá nóng sẽ gây ra những bệnh như: cảm nắng, mất nước, bệnh hô hấp, tiêu hóa, cá bệnh truyền nhiễm như Sởi, Đậu mùa…v/v. Đối với trẻ nhỏ ở trong môi trường nóng bức sẽ quấy khóc nhiều, mệt mỏi dễ bị các bệnh trên nhanh hơn người lớn.

2. Giảm âm

Do một số loại vật liệu có tỷ lệ bọt rỗng cao nên không chỉ có tác dụng cách nhiệt mà còn có khả năng cách âm tốt, đây là chức năng kép của hệ vật liệu, một số dạng vật liệu còn chuẩn cách âm theo tiêu chuẩn Châu Âu khi bên ngoài có độ ồn đo được là 80dB thì bên trong còn 30 đến 40dB. Việc ô nhiễm tiếng ồn ảnh hưởng trực tiếp đến tâm sinh lý con người, làm thay đổi hành vi do căng thẳng thần kinh vì mất ngủ trong thời gian dài, dễ mắc các bệnh rối loạn giấc ngủ, giảm tính lực, mất thị lực, ảnh hưởng tim mạch, cơ quan nội tiết, tiêu hóa, từ đó khiến suy giảm khả năng, chất lượng lao động và học tập…v/v.

Ảnh tư liệu nước ngoài Scan nhiệt cho thấy sự khác biệt của căn nhà có phun FoamClosedCell cách nhiệt và căn nhà không cách nhiệt tốt.

Hình minh họa những vị trí thất thoát nhiệt của căn nhà (hình tư liệu nước ngoài)

Như vậy, qua hình minh họa sự thất thoát nhiệt trong căn nhà đã cho chúng ta thấy rằng: việc cách nhiệt cho ngôi nhà của mình chỉ có thể có hiệu quả cao nhất khi có giải pháp cách nhiệt đồng bộ, không chỉ có mái và tường, mà còn cửa và nền nữa.

 Ảnh minh họa kết cấu cơ bản của cửa cách nhiệt 

III- Các loại vật liệu cách nhiệt cơ bản:

3.1– Chống Nóng

1 – Sơn cách nhiệt

2 – Tấm sợi thủy tinh

3 – Màng túi khí, màng nước

4 – Tấm lợp

5 - Tấm bông khoáng .. v/v

6 – Phim chống nóng

3.2 – Cách nhiệt có cách âm:

1 – Tấm xốp PE – OPP

2 – Tấm xốp XPS, EPS

3 – Bê tông Foam (gạch xốp)

3.3 – Cách nhiệt – Cách âm:

1 – Pu  foam Phun

2 – Pu Foam bơm

Do không thể đề cập hết các dòng công nghệ chống nóng cách âm nêu ở mục A và B. Vì vậy, trong khuôn khổ giới hạn, chúng tôi chỉ đề cập sâu về dòng vật liệu PU Foam phun và sơn chống nóng, đây là 2 dạng công nghệ đang có đà phát triển tốt nhất hiện nay trên thế giới.

3.4 – Cách đọc và hiểu về hệ số cách nhiệt của các loại vật liệu cách nhiệt:

Trước khi chúng ta lựa chọn một loại vật liệu cách nhiệt nào đó, điều cần thiết là phải hiểu các thông số về khả năng cách nhiệt công bố cơ bản được ghi trong catologue của vật liệu đó như sau:

Nhiệt lượng truyền qua phương thức dẫn nhiệt từ bề mặt nóng sang bề mặt lạnh của một vật liệu được tính theo công thức Fourier:

Q = k·A·(Thot-Tcold)·t/d

Trong đó:

Q = nhiệt lượng

k = hệ số dẫn nhiệt

A = diện tích bề mặt

Thot = nhiệt độ bề mặt nóng

Tcold = nhiệt độ bề mặt lạnh

t = thời gian dẫn nhiệt

d = khoảng cách giữa hai bề mặt

Hệ số dẫn nhiệt k là đại lượng đặc trưng cho khả năng dẫn nhiệt của các vật liệu.

Đơn vị tính Btu.in/ft2·hr·oF. Ngoài ra, chỉ số k còn có đơn vị tính theo hệ SI là: W/(m.K). Công thức quy đổi:

1 W/(mK)=0.1442Btu.in/ft2·hr·oF

1 Btu.in/ft2·hr·oF =6.9352W/(mK)

Hệ số cách nhiệt R perinch là nghịch đảo của hệ số dẫn nhiệt k.

Một vật liệu có chỉ số k càng nhỏ (R perinch càng lớn) cách nhiệt càng tốt.

R per inch là đại lượng đặc trưng cho khả năng chống dẫn nhiệt của một vật liệu, ứng với độ dày 1 inch.

Vídụ:

Lớp sợi thủy tinh (12kg/m3) dày 6 inch (~15cm) có chỉ sốR = 6X3.2 = 19.2 Vì thế, người ta thường gọi là “cách nhiệt sợi thủy tinh R-19 “.

Bảng dưới đây liệt kê chỉ số dẫn nhiệt và chỉ số cách nhiệt của một số vật liệu thông dụng. (Nguồn: Geogia State University).

Nhìn qua công thức và ví dụ nêu trên các bạn hoàn toàn có thể đọc hiểu khả năng cách nhiệt của vật liệu mà mình có thể chọn cho căn nhà của mình

IV - Đánh giá lợi ích cơ bản của công nghệ vật liệu PU Foam phun

4.1 – Lợi ích công nghệ phun FoamClosed Cell

1 - Foam phun có cường độ bắn hạt tốt, tỷ lệ độ chặn hợp lý, kết hợp với công nghệ vật liệu PUFoam “Closed Cell ” (tạo bọt khí kín) điều này làm tăng khả năng chống nước, hơi ẩm, giảm phát tán mùi trong không khí.

2 - Lớp foam phun tạo thành một lớp phủ kín toàn bộ bề mặt, không mối nối, do đó nó làm tăng khả năng giữ kín  cấu trúc, tránh thất thoát nhiệt.

3 - Hệ số cách nhiệt của loại Foam Phun Closed Cell hơn gấp 10 lần so với nhiều loại foam đổ, hay bơm.

4.2 - Lưu ý chung:

4.2.1 – Ta nên hiểu rõ sự khác biệt cơ bản của công nghệ Closed Cell và Open Cell qua 2 hình dưới đây:

 Ảnh cấu trúc bề mặt của Foam Closed Cell            Ảnh cấu trúc bề mặt của Foam Open Cell

A - Foam Open Cell:

 Nhìn qua 2 hình cấu trúc trên, ta có thể nhận thấy sự khác biệt trực quan về 2 công nghệ. Trên thực tế các loại Foam Open Cell chuyên dùng cho việc cách âm hơn, bởi chúng có tỷ trọng thấp độ rỗng lớn nên không có cường độ cao, không dùng được cho các vị trí sàn mái chịu tải, cũng do có độ rỗng lớn, tỷ trọng thấp khi sóng âm thanh đi qua cấu trúc rỗng sẽ bị tiêu năng đi rất nhiều. Nhưng nếu dùng chuyên cách nhiệt thì Foam Open Cell cần thêm một lớp phủ bảo vệ tốt và hạn chế đi lại trên bề mặt, bởi nếu dùng bên trên mái tôn chúng rất dễ bị hư hại do bị ngấm nước do không kín bề mặt (như ảnh trên), nếu dùng bên trong nhà thì nó dễ bị hơi ẩm xâm nhập sâu vào bên trong, thậm chí chúng còn phát tán mùi gây ảnh hưởng đến sức khỏe.

Như đã nếu trên về đặc tính cơ bản của loại Foam này là có tỷ trọng thấp (chỉ khoảng từ 10 đến 20kg/m3) độ rỗng lớn, nên Foam Open Cell đáp ứng tốt cho những chủ đầu tư chỉ quan tâm đến giá rẻ, rất nhiều đơn vị phun foam này, họ không quan tâm đến các vấn đề khác về ảnh hưởng môi trường sống, khả năng chống cháy…v/v, có hư hỏng thì chủ đầu tư tự gánh lấy

B - Foam Closed Cell:

Như ta thấy ở ảnh trên, cấu trúc Foam Closed Cell tạo bọt kín nên có độ chặt cao, tỷ trọng từ 35 đến trên 70kg/m3.

Ngày nay một số nước phát triển đã phát triển công nghệ này tạo ra các sản phẩm lát sàn có cường độ cao thay ván gỗ và có tính năng chống chịu thời tiết tốt hơn gỗ tự nhiên.

Do đặc tính đó mà Foam Closed Cell có hệ số cách nhiệt cao chuyên dùng cho các kho lạnh, vách ngăn, cách âm cách nhiệt, các cấu khu vực chịu tải khác cả bên trong lẫn bên ngoài cấu trúc.

Ngày nay, khi chọn lựa công nghệ cách nhiệt cho căn nhà của mình, chủ đầu tư nên xem xét đến các tiêu chuẩn liên quan đến sự thân thiện của công nghệ vật liệu như: có ảnh hưởng đến môi trường sống không ?, có đạt chuẩn chống cháy không, có khả năng chống ẩm, phát tán mùi không .. v/v bởi nó ảnh hưởng trực tiếp đến con người sống trong căn nhà đó.

4.2.2 – Quy trình thi công cơ bản của công nghệ phun PU Foam nói chung

- Vật liệu phun PU Foam gồm hai thành phần A và B, hai vật liệu này được trộn với nhau theo tỷ lệ 1:1 thông qua thiết bị phun, khi 2 vật liệu này được trộn vào nhau chúng lập tức phản ứng tạo bọt xốp.

 Ảnh thiết bị chuyên dụng phun Foam              Ảnh thi công phun cách nhiệt kho lạnh ORION

Hình minh họa biện pháp thi công phun Foam

Biện pháp thi công phun Foam bên trong

Hình minh họa biện pháp thi công phun Foam Closed Cell bên ngoài

Thực tế khi phun mặt trên của mái tôn, với chiều dầy bình quân 1,5 đến 2cm, sự chênh lệch nhiệt độ bên dưới tôn giữa bên phun Foam Closed Cell và không phun chênh nhau tới 14oC. Nếu phun  dầy tiêu chuẩn 5cm thì hoàn toàn bằng nhiệt độ xung quanh, không cảm thấy vùng bức xạ bên dưới.

 Ảnh thực tế QuocThangCo thi công Foam Closed Cell

V - Đánh giá lợi ích cơ bản của công nghệ vật liệu sơn chống nóng, giới thiệu sơn chống nóng chống thấm Greenshield 108                      

1 - Thi công đơn giản, có thể dùng băng xô, con lăn, hoặc máy phun sơn

2 - Chỉ cần một lớp sơn chống nóng GS108 có thể thay lớp sơn chống thấm, sơn mầu trang trí cho tường ngoài.

3 - GS108 chịu được tia UV, chống rêu mốc, chịu được môi trường ăn mòn ven biển

4 - Có khả năng dính bám tốt trên nhiều loại bề mặt như thép, bê tông, amiang, tấm lợp…v/v/

5 - Khả năng cách nhiệt rất ấn tượng từ 10oC đến 5oC trên mặt tôn, và từ 8oC đến 11oC trên mặt bê tông 

5.1 – Công nghệ vật liệu của GS108 : Greenshield 108 là loại sản phẩm “xanh”, thân thiện với môi trường, an toàn cho cả người thi công và môi trường, được dùng cho cả ở ngoài trời lẫn nội thất và thích hợp cho mọi loại nhà xây dựng. Lớp màng Greenshield 108 có cấu tạo từ acrylic copolymer resin, gốc nước, và được phủ bởi vô số các hạt li ti siêu nhỏ có tác dụng như một tấm ngăn chống nóng cho toàn bộ cấu trúc được xử lý. Greenshield 108 là lớp phản xạ IR và giữ cho ngôi nhà mát lạnh hơn. Khi được ứng dụng, các tia cực tím và các tia chiếu nóng sẽ bị phản xạ và đẩy ra khỏi bề mặt, làm suy giảm tính dẫn nhiệt giữa bề mặt và lớp phủ. Chúng ta có thể kiểm chứng ngay bằng cách đo nhiệt độ trực tiếp bề mặt có GS 108 và không.

 Hình minh họa cơ chế hoạt động của lớp phủ GS108 

Ảnh tài liệu nước ngoài Test kiểm tra khả năng chống nóng của Greenshield 108

Ảnh thực tế thi công Greenshield 108

Ảnh ứng dụng Greenshield 108 chống nóng, chống thấm cho sàn mái bê tông và mái tôn

VI – Thiết kế thông thoáng, tạo không gian xanh trên mái:

Ảnh sưu tầm tường xanh chống nóng và không gian xanh trên mái

Chúng ta cần phải khẳng định rằng, biện pháp trồng cây xanh, tạo sân vườn trên mái là giải pháp ” Xanh ” thật sự, giải pháp này không những chống nóng hiệu quả cho căn nhà của bạn mà còn góp phần tạo ra một không gian “vì  môi trường xanh ” cho khu vực bạn sống, kết hợp với giải pháp thiết kế hợp lý, thông thoáng, có hệ thống thu nước mưa để tưới cho vườn cây…bạn thực sự là người trực tiếp góp phần gìn giữ, cải thiện môi trường ngày càng tốt hơn.

Tuy nhiên, việc tạo không gian  xanh cho căn nhà cần phải có một giải pháp đồng bộ từ thiết kế tính toán sức chịu tải cho kết cấu đến vị trí không gian, cảnh quan của vườn, tính toán đến loại trồng cây phù hợp với mong muốn của bạn, từ đó các đơn vị chuyên môn sẽ tính toán đến kết cấu của sân vườn như, giải pháp chống thấm, tưới tiêu, vật liệu chống rễ cây…v/v. Công nghệ ngày nay hoàn toàn có thể đáp ứng tốt các yêu cầu về không gian xanh cho căn nhà của bạn. Để tăng thêm hiểu biết về đề tài này, bạn có thể tham khảo bài viết: “ Thiết kế thi công chống thấm sân vườn trên mái ” đăng trên website quocthangco.vn.

Trên đây, chúng tôi đã trình bày cơ bản về một số biện pháp chống nóng, cách nhiệt – giảm âm cho căn nhà của bạn, nhằm mang đến cho mọi người một cách nhìn tham khảo để có thêm thông tin chọn lựa giải pháp cách nhiệt hiệu quả cho căn nhà mơ ước của mình.

Đà Nẵng 25/07/2017

Người viết

Phạm Quyết Thắng