Mái và mặt dựng màng kiến trúc: màng PVC, PTFE và hệ ETFE

Hai nhóm hệ màng kiến trúc

Trong kiến trúc màng, “màng” có thể là vải dệt có lớp phủ hoặc là màng phim. Hai nhóm này khác nhau từ vật liệu đến cách lắp và vận hành.

Sollertia, một đơn vị thiết kế và thi công kiến trúc màng ở Canada, liệt kê các loại thường gặp: polyester dệt phủ PVC, sợi thủy tinh dệt phủ PTFE, sợi thủy tinh phủ silicone, vải ePTFE phủ PTFE và màng phim ETFE. Theo trang này, polyester phủ PVC là loại dùng phổ biến nhất trong kiến trúc màng căng, còn PTFE/thủy tinh phù hợp với mái màng quy mô lớn và chỉ dùng cho công trình cố định vì không đủ mềm để tháo lắp nhiều lần.

ETFE thì khác. Bài viết trên The Construction Specifier mô tả hai dạng cơ bản: một lớp, được tạo căng bằng cách căng cơ học, và gối hai hoặc ba lớp, được tạo căng bằng áp suất khí bên trong.

Bài này chỉ phân biệt hệ để đặt đúng câu hỏi. Phần đọc tên vật liệu chi tiết nằm ở bài vật liệu mái bạt căng.

Màng vải một lớp trên mái và mặt dựng

Màng vải một lớp là nhóm gần với mái bạt căng quen thuộc: tấm màng được cắt theo hình học, căng trên khung, cột và cáp. Khi đưa lên quy mô kiến trúc, cùng nhóm vật liệu này có thể làm mái lớn, mái sảnh hoặc lớp bao ngoài cho mặt dựng.

Về mặt dựng, Sollertia cho biết polyester phủ PVC có dạng lưới với nhiều cỡ lỗ, dùng cho che nắng và mặt dựng vải; PTFE/thủy tinh có độ xuyên sáng phù hợp với mặt dựng vải. MakMax Australia cũng giới thiệu PTFE cho mặt dựng, trần và tấm ốp nội thất, và cho rằng dạng lưới PTFE đặc biệt phù hợp với mặt dựng.

Mặt dựng màng có thể là lớp bao thứ hai, đặt trên khung riêng trước tường hoặc kính của công trình. Vì vậy, ngoài bản thân tấm màng, cần thiết kế cả khung đỡ, liên kết vào kết cấu chính và lối tiếp cận để kiểm tra, vệ sinh sau này.

ETFE một lớp và gối khí: khác nhau thế nào

ETFE là màng phim nhựa fluoropolymer, không phải vải dệt. Hướng dẫn thiết kế hệ ETFE của Architen, một đơn vị thiết kế và chế tạo, phân biệt rõ hai dạng:

• Một lớp: theo Architen, gần như chỉ là lớp ngăn với bên ngoài. Sollertia cho biết dạng này dùng cho kết cấu màng căng nhẹ, trong suốt.
• Gối khí nhiều lớp: có thể cách nhiệt ở mức tốt, và giữ ổn định nhờ áp suất khí. Hướng dẫn của Architen nêu hệ cần nguồn điện riêng, được bảo đảm, và khuyến nghị có nguồn dự phòng để duy trì gối khí.

Designing Buildings Wiki nêu ETFE có thể dùng để tạo mặt dựng cong trong suốt, và hệ gối khí cần được giữ áp suất ổn định. Trang này cũng lưu ý hệ gối khí quá phức tạp cho công trình nhà ở nhỏ.

Nói ngắn gọn: ETFE gối khí là một hệ bao che có thiết bị cơ điện đi kèm, chứ không phải một loại “bạt trong suốt”.

Khi nào cân nhắc hệ nào

Bảng dưới đây là điểm khởi đầu cho buổi trao đổi, không phải kết luận chọn vật liệu. Mỗi dòng vẫn cần đánh giá theo vị trí, khí hậu và quy định áp dụng cho công trình.

Nếu công trình chỉ cần che nắng, che mưa cho sân, lối đi hay bãi xe, mái bạt căng thông thường thường là điểm bắt đầu hợp lý hơn; các so sánh với vật liệu cứng có ở bài so sánh mái bạt căng với mái tôn và polycarbonate.

Đầu vào dự án cần chuẩn bị

Architen viết rằng hệ ETFE được thiết kế cho từng vị trí và điều kiện thời tiết tại chỗ, và kích thước gối bị giới hạn bởi tải gió, tải tuyết đưa vào thiết kế. Nguyên tắc này cũng đúng với màng vải: không có cấu hình chuẩn để chép từ công trình khác. Chủ đầu tư và kiến trúc sư nên chuẩn bị:

• Hồ sơ kiến trúc: mặt bằng, mặt đứng, mặt cắt, vị trí mái hoặc mặt dựng màng trên công trình.
• Hồ sơ kết cấu chính, để biết màng và khung đỡ sẽ liên kết vào đâu và kết cấu đó đã tính cho tải mới hay chưa.
• Công năng không gian bên dưới hoặc phía sau màng: có người thường xuyên không, có phải lối thoát nạn không.
• Mục tiêu về ánh sáng, che nắng, cách nhiệt, tầm nhìn và tiếng mưa. Với ETFE, Architen cho biết tiếng mưa cần được đánh giá trước khi quyết định lắp.
• Yêu cầu vận hành: ai bảo trì, tiếp cận bằng cách nào, có hệ quản lý tòa nhà (BMS) không.

Danh mục brief đầy đủ có ở bài khảo sát và brief mái bạt căng; phần hồ sơ thiết kế ở bài thiết kế kết cấu mái bạt căng.

Phối hợp với các chuyên môn khác

Theo The Construction Specifier, với ETFE, trách nhiệm thiết kế đầy đủ thường thuộc nhà thầu kết cấu màng, còn kiến trúc sư và kỹ sư lập yêu cầu tính năng. Dù phân vai thế nào, cần thống nhất bằng văn bản ngay từ đầu. Các đầu mối thường phải tham gia:

• Kết cấu và mặt dựng: tải truyền từ hệ màng vào kết cấu chính, giao diện với kính, tường, mái cứng, chống thấm tại mép nối.
• Phòng cháy: Taiyo Membrane Corporation xếp PTFE/thủy tinh, ETFE và PVC/polyester theo mức tính năng cháy khác nhau, nhưng ghi rõ đó chỉ là hướng dẫn chung và trong mỗi nhóm sản phẩm kết quả khác nhau; trong bối cảnh quy chuẩn Úc mà bài viết đề cập, việc chấp thuận cho một số loại công trình thường cần giải pháp tính năng do kỹ sư phòng cháy lập. The Construction Specifier cũng cho biết một số dự án cần thử nghiệm riêng để chứng minh tính năng cháy. Yêu cầu cụ thể phải do người có chuyên môn phòng cháy chữa cháy xác định theo quy định áp dụng tại Việt Nam.
• Cơ điện (với ETFE gối khí): nguồn điện riêng và dự phòng, vị trí thiết bị cấp khí, đường ống, kết nối cảnh báo với BMS. Hướng dẫn của Architen nêu khả năng kết nối trạng thái thiết bị cấp khí với BMS và khuyến nghị bảo dưỡng thiết bị này.
• Thoát nước: nước từ mái màng đi đâu, nối vào hệ thoát nước chung ở điểm nào; xem bài thoát nước mái bạt căng.

Tài liệu nên yêu cầu từ đơn vị đề xuất

Khi nhận đề xuất cho mái hoặc mặt dựng màng, nên yêu cầu bằng văn bản:

1. Tên nhà sản xuất, tên và mã sản phẩm màng; tài liệu kỹ thuật của đúng mã đó.
2. Báo cáo thử nghiệm hoặc phân loại phản ứng với lửa của đúng sản phẩm, ghi rõ tiêu chuẩn thử.
3. Thuyết minh thiết kế: các giả định tải, phạm vi trách nhiệm thiết kế của từng bên.
4. Bản vẽ chi tiết liên kết vào kết cấu chính và giao diện với mặt dựng, mái cứng.
5. Với ETFE gối khí: sơ đồ hệ cấp khí, yêu cầu nguồn điện, cách hệ phản ứng khi mất điện, yêu cầu bảo dưỡng thiết bị.
6. Hướng dẫn vận hành, kiểm tra, vệ sinh và sửa chữa nhỏ; biện pháp tiếp cận khi bảo trì.
7. Điều kiện bảo hành bằng văn bản, tách riêng cho vật liệu, thiết bị và phần thi công.

Danh mục này cũng là cơ sở khi nghiệm thu và lập kế hoạch bảo trì sau bàn giao.

Hùng Cường Auto tiếp nhận yêu cầu như thế nào

Hùng Cường Auto tiếp nhận yêu cầu về mái và mặt dựng màng kiến trúc, gồm cả hệ ETFE. Cách làm việc:

• Nhận hồ sơ kiến trúc, ảnh hiện trạng hoặc phối cảnh, và mục tiêu của chủ đầu tư.
• Trao đổi phạm vi: hệ nào đang được cân nhắc, những chuyên môn nào cần tham gia, phần việc nào thuộc đơn vị khác.
• Khảo sát hiện trường và đánh giá phạm vi trước khi đề xuất phương án, vật liệu hay báo giá.

Ảnh trên trang này là ảnh tham khảo của bên thứ ba về mái màng nói chung, không phải công trình Hùng Cường Auto và không có ảnh nào là ETFE. Đọc thêm: kỹ thuật mái bạt căng, mái bạt căng và chuyên mục Mái bạt căng.