Thiết kế thi công chống thấm sân vườn trên mái

I – Khái quát lịch sử công nghệ tạo sân vườn trên cao:

        Thật ra con người đã trồng cây trên đỉnh cấu trúc từ thời Lưỡng Hà cổ đại (4 thiên niên kỷ TCN600 BC) có trồng cây và bụi cây trên sân thượng trên mặt đất. Một ví dụ trong sách cổ có đề cập về những Villa biệt lập ở Pompei , trong đó có sân thượng cao, nơi cây được trồng cây. Một vườn trên mái cũng đã được phát hiện xung quanh một hội trường khán giả trong Roman-Byzantine Caesarea . Ở Ai Cập thời trung cổ thành phố Fustat có một số tòa nhà cao tầng Nasir Khusraw trong thế kỷ thứ 11 được mô tả như là tăng lên đến 14 tầng, với khu vườn trên mái, câu chuyện trên hoàn toàn là thật với sự phát minh trên nguyên lý trục xoắn vô hạn (trục vít) được đặt kín trong ống và được chia ra từng đoạn theo bậc thang, phía bên trên người ta tạo một cái càng và con bò kéo cái càng đó theo vòng tròn để nước theo rãnh xoắn đi lên, cứ như vậy nước được đưa lên tưới cho những khu vườn đó. Ở Việt Nam ta trước đây cũng dùng trâu bò quay trục để nghiền mía làm đường bát. (Ảnh mô phỏng vườn Neo Babylon bên dưới)

Hình ảnh mô phỏng vườn treo Babilon

          Nổi bật trong việc tạo sân vườn trên cao là vườn Neo Babylon là một trong bảy kỳ quan của thế giới cổ đại , và chỉ có một trong những kỳ quan mà có thể đã trở thành huyền thoại. Nó được cho là xây dựng lên tên tuổi cho thành phố cổ Babylon, ở gần Al Hillah , tỉnh Babil , Iraq ngày nay . Không phải chỉ có vườn treo có tên trong những kỳ quan của thế giới ở Babylon, mà các bức tường của thành phố và đài tưởng niệm do Nữ hoàng Semiramis cũng có trong danh sách kỳ quan cổ đại. Khu vườn được do NeoBabylon vua Nebuchadnezzar II , người cai trị giữa 605 và 562 trước Công nguyên. Tương truyền ông cho xây dựng các khu vườn để làm nguôi ngoai nỗi nhớ vợ của mình tên là Amytis, ông khát vọng tạo lên dấu ấn tráng lệ ở quê hương mình. Những khu vườn đó được cho là đã bị phá hủy bởi trận động đất sau nhiều thế kỷ (khoảng thế kỷ thứ 2 trước Công nguyên).

II – Đặt vấn đề:

Ngày nay với sự phát triển bùng nổ của khoa học – công nghệ con người đã được hưởng lợi rất nhiều từ những thành tựu đó. Song loài người cũng phải trả giá đắt cho sự phát triển bùng nổ này với một loạt các vấn đề về ô nhiễm môi trường, thiên tai ...dịch bệnh... do khí hậu cực đoan bởi sự nóng lên trên toàn cầu...v/v. Vì vậy, con người đang cố quay lại với sự phát triển thân thiện và bền vững, và họ trở lại với thiên nhiên bằng cách tạo sân vườn trên cao mà tiền nhân của họ đã làm từ hàng ngàn năm trước với cái thuật ngữ mới “Green roof”.

Hình ảnh sân vườn trên mái

           Ta có thể thấy rằng: với bất kỳ khu vườn trên mái của một tòa nhà nào . Bên cạnh lợi ích trang trí, trồng cây mái nhà có thể cung cấp thực phẩm, kiểm soát nhiệt độ, lợi ích thủy văn, nâng cao kiến trúc, môi trường sống có hành lang cho loài chim hoang dã, và cơ hội giải trí. Việc thực hành nuôi trồng rau mầu trên tầng thượng của tòa nhà đôi khi được gọi là mái nhà nuôi trồng. Mái nhà này thường được thực hiện bằng cách sử dụng công nghệ có tên là “mái nhà xanh”. Bên cạnh việc sử dụng không gian đã có mặt tại mái nhà riêng của mình, nền tảng bổ sung có thể được tạo ra giữa các tòa nhà cao tầng được gọi là "cầu xanh". Vậy lợi ích cụ thể của việc tạo sân vườn trên cao này đối với môi trường và con người như thế nào, mời các bạn xem tiếp phần sau.

III – Đánh giá cơ bản tác động của sân vườn trên cao đến môi trường :

Hình ảnh cây xanh trồng trên mái và hai bên tòa nhà

         Ta có thể thấy khu vườn mái trong môi trường đô thị có những sự tác động tích cực như: Thực vật có khả năng làm giảm sự hấp thụ nhiệt tổng thể của tòa nhà từ đó làm giảm tiêu thụ năng lượng, tạo thêm ô xy chuyển đổi khí các bon giảm hiệu ứng nhà kính... "Nguyên nhân chính của nhiệt độ cao ở các thành phố là ánh nắng , sự hấp thụ bức xạ mặt trời trên các con đường giao thông và các tòa nhà trong thành phố và lưu trữ nhiệt trong vật liệu xây dựng ...sau đó tái bức xạ. Qua kiểm tra và đánh giá giữa mái nhà có sân vườn và không có sân vườn, kết quả là bề mặt sân vườn có thảm thực vật che nắng, độ ẩm cao, điều này đã làm nhiệt độ bề mặt giảm 4-5 ° C, đôi khi “mát lạnh " so với bề mặt không có sân vườn. Đây là lý do làm mát môi trường xung quanh và nhiệt độ giảm được tính toán vào khoảng giữa 3,6 và 11,3 độ C (6.5 và 20,3 ° F), tùy thuộc vào khu vực trên trái đất (tại các khu vực nóng hơn, nhiệt độ môi trường sẽ mát hơn). Nghiên cứu được thực hiện bởi Đại học Cardiff.

         Một nghiên cứu tại Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia của Canada cho thấy sự khác biệt giữa các mái nhà với khu vườn và mái nhà mà không có khu vườn chống lại nhiệt độ. Nghiên cứu cho thấy các tác động nhiệt vào các lớp khác nhau của mỗi mái nhà tại những thời điểm khác nhau trong ngày. Khu vườn mái rõ ràng là rất có lợi trong việc giảm những tác động của nhiệt độ so với mái nhà mà không có vườn. "Nếu áp dụng rộng rãi, khu vườn trên sân thượng có thể làm giảm hòn đảo nhiệt đô thị, sẽ làm giảm lớp sương mù, các vấn đề liên quan đến stress, nhiệt và tiêu thụ năng lượng tiếp tục thấp hơn".

       Ngoài việc khu vườn trên sân thượng chống bức xạ nhiệt, khu vườn trên mái nhà cũng có lợi trong việc giảm thất thoát lượng nước. Một vườn trên mái có thể trì hoãn sự thoát nước, giảm tỷ lệ và khối lượng nước trôi đi. "Khi thành phố phát triển, các chất nền thấm được thay thế bởi các cấu trúc không thấm nước như các tòa nhà và các con đường bê tông, lát đá. Nước mưa chảy đi và các sự kiện xử lý nước thải tràn kết hợp.. đây là vấn đề lớn cho nhiều thành phố ở Bắc Mỹ. Một giải pháp quan trọng là để giảm lưu lượng đỉnh bằng cách trì hoãn (ví dụ, kiểm soát dòng chảy ở các ống thoát nước mái) hoặc giữ lại runoff (ví dụ, lưu nước mưa vào khu vực lưu trữ).

Ta xem biểu đồ so sánh giữa mái sân vườn và mái để trần:

Hình ảnh so sánh mái  sân vườn và mái để trần

IV – Thiết kế tham khảo cơ bản :

Việc tạo sân vườn trên cao phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: khu vực khí hậu, trình độ thi công, điều kiện thực tế ở mỗi quốc gia, hay yêu cầu cụ thể của mỗi chủ đầu tư khi tạo sân vườn. Vì vậy, sẽ là máy móc khi dập khuôn thiết kế ở nước khác khi áp dụng vào Việt Nam. Song để có một phương án thiết kế thi công phù hợp ở Việt Nam ta nên tham khảo một số thiết kế của nước ngoài như sau: 

Các phương án sân vườn trên cao ở Việt Nam

         Qua xem xét 4 phương án cơ bản nêu trên, ta thấy rằng có sự khác nhau về các lớp vật liệu, điều này ta thấy rõ các phương án thiết kế cho những vị trí và mục tiêu khác nhau. Điểm giống nhau của các phương án này là lớp vải địa và lớp nhựa giữ nước bề mặt. như vậy rõ ràng chỉ về mặt thiết kế phương án cũng rất nhiều, điều này cũng gây khó cho chúng ta vì điều kiện Việt Nam không có đủ các lớp vật liệu mà các thiết kế trên yêu cầu. Mặt khác cũng khó có thiết kế nào phù hợp cho điều kiện thời tiết, thổ nhưỡng Việt nam nói chung, cũng như điều kiện thi công hiện trường nói riêng. Vì vậy, đơn vị Quoc Thang Co xin đưa ra 2 phương án cơ bản cho việc thiết kế và thi công sân vườn ở Việt Nam như sau:

V – Thiết kế chi tiết của QuocThangCo:

Các phương án sân vườn trên cao của Quốc Thắng Co

Ta phân tích tính năng của từng lớp để có thể chọn cho mình một phương phù hợp.

5.1: Lớp chống nóng: Sẽ tốt hơn cho sân vườn trên cao có được lớp chống nóng này, đặc biệt là các thiết kế sân vườn theo mô hình công viên mini. Ta xem qua hình sau:

Lớp chống nóng sân vườn trên cao

Ta thấy rằng phần diện tích phủ cỏ cây không kín bề mặt, điều này này cho thấy sự hấp thụ nhiệt của bề mặt không đồng đều, nếu không có lớp chống nóng bên dưới thì ngôi nhà vẫn bị nóng. Mặt khác có lớp chống nóng thì chủ đầu tư có thời gian cho việc tạo sân vườn trong tương lai nếu chưa có điều kiện làm ngay trong quá trình xây dựng mà vẫn tiết kiệm được năng lượng cho máy lạnh, và cũng có thể coi là “mái xanh” khi có lớp chống nóng này. Ngoại trừ trường hợp mục tiêu làm sân vườn để nuôi trồng thực sự ta xem qua hình ảnh sau:

Hình ảnh trồng cây phủ kín mái

          Qua ảnh trên chúng ta thấy rằng, khi vườn trên mái thật sự là đất canh tác thì thiết kế có thể khác đôi chút và không cần lớp chống nóng trong trường hợp này ở Việt Nam, bởi toàn bộ diện tích mái đã được phủ đất, mô hình này được người Nhật áp dụng từ những năm 1970. Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ như trồng thủy canh, công nghệ tưới có kiểm soát của Isarael, ngày nay ở Nhật những vườn thế này thực sự trở thành những khu đất canh tác góp phần rất lớn vào việc gìn giữ môi trường, có thêm nhiều lương thực cho xã hội. Ta quay về lại với thiết kế lớp chống nóng Về cơ bản ta chỉ nói đến 2 dạng vật liệu cho hạng mục này như : PU Foam các loại và bê tông nhẹ, và đề xuất của QuocThang Co là dùng bê tông nhẹ, loại 450 kg /m3 , so với PU tấm cách nhiệt, hay phun PU Foam thì bê tông nhẹ dễ thi công, liền mặt không mối nối, làm phẳng bề mặt dễ dàng, thuận lợi cho việc lấy cost sàn tốt hơn, vật liệu này hiện đang có sẵn tại Việt Nam với công nghệ ngày càng mới, sẽ đáp ứng tốt yêu cầu của các bạn. Ta xem qua hình ảnh bên dưới:

Bê tông nhẹ phủ lên mái

5.2 – Lớp chống thấm: Đây là lớp quan trọng nhất trong quá trình thi công sân vườn trên cao, bởi nếu có sự cố gì thì việc sửa chữa sẽ là tổn thất rất lớn vì phải tháo dỡ lại toàn bộ các lớp bên trên, do đó ta phải chọn những vật liệu tốt nhất có thể, phải đảm bảo sự an toàn cho sàn mái cho việc sử dụng lâu dài của vườn sau này. Vì vậy, QuocThangCo đề xuất hai vật liệu cơ bản: Polyurea và polyurethane

BẢNG ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA 2 VẬT LIỆU

Vật liệu Polyurea	Vật liệu Polyurethane
Polyurea: Hai thành phần dạng lỏng tạo màng đàn hồi có khả năng đông kết cực nhanh và chịu được các vết nứt chuyển vị nhẹ. Sản phẩm này chỉ có thể được áp dụng thi công bằng thiết bị phun chuyên dụng.  Thời gian khô từ 4 đến 12 giây.  Sau 2 giờ có thể đi lại  Đạt cường độ sau 12 tiếng	Polyurethane: là chất chống thấm một thành phần, dạng lỏng tạo màng polyurethane đàn hồi, áp dụng thi công nguội bằng tay, hoặc bằng thiết bị phun. Polyurthane tạo ra lớp màng không mối nối, đàn hồi, chịu được các vết nứt chuyển vị nhẹ của tòa nhà  Thời gian khô: 4-6 tiếng  Sau 12 giờ có thể đi lại  Đạt cường độ sau 24 tiếng
Cường độ chịu kéo tối đa : 16,2Mpa Độ dãn dài tối đa: 324% Cường độ dính bám: 2-6 Mpa Chịu nhiệt ổn định : 80oC – chịu nhiệt tối đa 150 oC Chống tia UV Độ bền vĩnh cửu	Cường độ chịu kéo tối đa: 3,4 Mpa Độ giãn dài tối đa: 421% Cường độ dính bám: 2 Mpa Chịu nhiệt ổn định : 80oC Chống tia UV Độ bền : 10 năm đến 20 năm

         Xem qua đặc tính cơ bản nêu trên chúng ta cũng đã hiểu được nhưng ưu thế vượt trội của dạng vật liệu này, xét dưới mọi góc độ từ thi công, khả năng chịu đựng khí hậu khắc nhiệt tại Việt Nam, khả năng kháng nhiều loại hóa chất, chống thủng cho đến độ bền...v/v. Tất cả khẳng định cho sự an toàn khi áp dụng 2 dạng vật liệu này cho sàn mái sân vườn.

5.3- lớp thoát nước & lớp chống rễ đâm xuyên : Đây là lớp bắt buộc đối với tất cả các loại biện pháp từ thiết kế đến thi công sân vườn trên mái. Yêu cầu đối với lớp này là cho phép thoát nước không để rễ cây bị úng, nhưng ngược lại cũng không để cho lớp đất bên trên bị mất độ ẩm, bởi trên cao thường có gió mạnh, đặc biệt là vào mùa gió Lào (gió nồm) ở Miền Trung Việt Nam thì đất sẽ bị khô mất độ ẩm rất nhanh điều này sẽ làm cho cây trồng bị chết. Vậy chúng ta cùng xem dưới đây hình ảnh cấu tạo của lớp này thế nào ở các nước khác:

Lớp thoát nước bằng PVC bên dưới và lớp vải địa giữ đất & chống rễ cây bên trên 

Lớp thoát nước bằng PVC

        Quan sát những cấu tạo của lớp này ta thấy điểm chung của chúng là lớp nhựa PVC đóng gói theo cuộn hoặc tấm, được thiết kế để thoát nước và nhẹ cho kết cấu. Song các bạn xem kỹ thì có thể nhận thấy một số mẫu được thiết kế vừa thoát nước nhưng cũng vừa giữ một lượng nước nhất định như hình 2 và hình 3, nó cho ta thấy rất rõ lớp này phục vụ vào mục tiêu nhất định cho từng yêu cầu cây trồng cho từng loại sân vườn để rõ hơn mời các bạn xem qua 2 hình bên dưới:

Ảnh mái nhà được lắp thảm cỏ lên mái

        Như vậy, qua hình ảnh trên ta có thể thấy ngay rằng: khi chống thấm mái xong ta có thể lắp ghép thảm cỏ này, tuy đây không phải là kết cấu sân vườn trên mái, nhưng hoàn toàn có thể gọi là Green roof. Nhân đây tôi cũng xin thông báo cùng các bạn : Hiện nay đã có một số đơn vị dùng tấm PVC dạng giữ nước bề mặt (hình 3) tiếp thị và rao bán là vật liệu màng dạng cuộn PVC chống thấm đặc biệt..., dựa vào sự thiếu hiểu biết của người dân cũng như một sô người thiếu thông tin, nên ta vẫn thấy vật liệu này được bán làm chống thấm nhan nhản, đây là hành vi gian lận thương mại cần phải lên án. 

5.4 – Thiết kế của QuocThang Co thay thế lớp nhựa PVC thoát nước nêu trên:

Thiết kế của Quốc Thắng Co thay thế lớp PVC

Với thiết kế nêu trên, chúng ta hoàn toàn thay thế được lớp PVC bằng vật liệu địa phương có sẵn, vẫn đáp ứng yêu cầu giữ nước bề mặt... kể cả lớp vải địa chuyên dụng cho việc chống rễ cây cũng đã được sản suất tại Việt Nam và khẳng định rằng ngày việc tạo sân vườn trên mái ở Việt Nam không còn là vấn đề khó khăn cả.

5.5 – Lớp đất trồng: Tùy thuộc vào yêu cầu của chủ đầu tư dùng làm sân vườn hay cách tác nông nghiệp, các nhà thiết kế sẽ chọn loại đất phù hợp đưa lên mái, và cũng từ loại đất đó mà các nhà thiết kế phải tính toán tải trọng cho kết cấu để sàn mái có sức tải phù hợp với yêu cầu đặt ra. Nhưng cho dù là loại đất nào, nặng hay nhẹ thì đất dùng cho sân vườn trên cao phải thỏa mãn tiêu chí bắt buộc : Có chỉ tiêu thoát nước tốt, phù hợp với lượng mưa thường xuyên tại khu vực. Trên thực tế đã có trường hợp đất đưa lên có tỷ lệ đất sét cao khi mưa to nước thoát không kịp đã tràn vào nhà. Như vậy trong trường hợp đất tại khu vực không phù hợp, các nhà thiết kế nên tính đến việc thiết kế cấp phối đất nhằm đảm bảo khả năng thoát nước tốt nhất cho sân vườn.

5.6 – Chọn loại cây trồng phù hợp với thiết kế: Đối với việc trồng sân vườn người ta chia ra làm hai dạng cây cơ bản:

Ảnh tư liệu QuocThang Co: Trồng cây rễ cọc tại Thụy Sĩ 

       Quan sát qua hình bên ta nhận thấy nếu yêu cầu chủ đầu tư là rễ cọc thì thiết kế phải tính toán khá kỹ về tải trọng, độ sâu cơ bản tối thiểu của sân vườn trên mái, phải đáp ứng yêu cầu tự nhiên của loại cây rễ cọc mà chủ đầu tư định trồng, trong đó đặc biệt lưu ý lớp chống rễ cây chuyên dụng, lớp này có hình bầu bên dưới nhằm hướng rễ cây mọc ngược lên không để rễ đâm xuống bê tông sàn mái. Còn đối với các loại rễ chùm thì thiết kế đơn giản như đã nêu trên.

VI – Lời kết:

       Thời gian gần đây, với sự phát triển chung của đất nước , nhu cầu chất lượng môi trường sống ngày càng cao hơn, và sân vườn trên mái cũng từ đó mà phát triển ở Việt nam. Trên tư cách là đơn vị chống thấm chuyên nghiệp, bằng những kinh nghiệm của mình và sự nghiên cứu một cách nghiêm túc, chúng tôi đã tổng hợp, đánh giá từ tư liệu nước ngoài & của QuocThang Co trong bài viết bài viết này, nhằm mang đến cho những ai quan tâm vì nghề nghiệp hay vì công việc, có thêm thông tin tránh rủi ro không đáng có. Do đó tôi sẽ rất vui khi bài viết này giúp ích được cho các bạn, chỉ mong các bạn đừng sao chép thêm “mắm muối” đưa tràn lan trên mạng gây cười trên cái sân khấu cuộc đời, bởi trước tôi chưa ai có bài viết nào trên mạng về chuyên đề này một cách nghiêm túc với các thiết kế chi tiết như trên. Tôn trọng người khác là biểu hiện của sự tôn trong mình. Xin cảm ơn các bạn.

Ngày 26 Tháng 03 Năm 2013

Người viết Phạm Quyết Thắng

Tổng hợp tư liệu nước ngoài và cty QUOCTHANGCO

  Bạn nên xem thêm

Ngoài cung cấp dịch vụ thi công xử lý chống thấm tại Hải phòng, Hạ Long công ty chúng tôi còn cung cấp dịch vụ xử lý chống thấm tại Hải Dương, Hưng yên, Thái Bình, Hà Nội, Bắc Ninh……

• Dịch vụ chống thấm sàn mái
• Dịch vụ chống thấm tầng hầm
• Dịch vụ chống thấm phòng vệ sinh
• Dịch vụ chống thấm tường
• Sửa chữa chống thấm cho công trình xây dựng
• Sửa chữa xây dựng
• Sửa chữa chống thấm
• Bảo trì xây dựng
• Bảo trì chống thấm
• Sửa chữa xây dựng tại Hà Nội
• Sửa chữa chống thấm tại Hà Nội