Tạp chí Kiến Trúc

Những kiến trúc đầu tiên của loài người được dựng lên từ những vật liệu tự nhiên – đó là gỗ, đá. Về sau, con người biết tạo nên những cấu kiện xây dựng để có thể chủ động và dễ dàng thực hiện hơn như gạch, ngói; thì vai trò của kim loại trong công trình xây dựng cũng vẫn hoàn toàn vắng bóng. Trong ngôi nhà truyền thống của người Việt cũng vậy, các thành phần chủ đạo tạo nên là thổ – mộc. Yếu tố kim khí hầu như chỉ thuộc về các vật dụng, dụng cụ sinh hoạt và lao động chứ không gắn với kiến trúc

 Kim loại bước vào kiến trúc

Có lẽ, trong khu công trình kiến trúc, kim loại đã mở màn bằng vai trò những phụ kiện của những bộ phận kiến trúc nhằm mục đích tăng độ bền chắc và tăng tính thẩm mỹ và nghệ thuật. Ta hoàn toàn có thể thấy điều đó trong nhiều khu công trình cổ ở Nước Ta và cả quốc tế. Đó hoàn toàn có thể là tay nắm cổng bằng đồng, được chạm trổ ; hoàn toàn có thể là đinh tán, nẹp sắt ở cổng, ở cửa … Trong nội thất, một số ít đồ kim loại vừa để sử dụng vừa để trang trí như chân đèn, chân nến, chậu nước … hay đồ binh khí. Trong 1 số ít khu công trình lớn, khu công trình cung đình có sử dụng nhiều kim loại quý như vàng bạc – nhưng cũng mang yếu tố trang trí là đa phần .

Kim loại nói chung và thép nói riêng thực sự bước vào kiến trúc mạnh mẽ khi khẳng định vai trò kết cấu của nó trong công trình. Kết cấu thép là một kết cấu ưu việt do đặc thù của vật liệu. Và sự ra đời của kết cấu bê tông cốt thép tại Pháp vào giữa thế kỷ 19 đã đẩy kiến trúc và kỹ thuật xây dựng tiến một bước dài. Kết cấu bê tông cốt thép cho phép những toà nhà vươn cao, tạo dựng được những hình khối kiến trúc linh hoạt. Sự phát triển của lý thuyết kết cấu, kỹ thuật xây dựng, cùng công nghệ luyện kim, kỹ thuật chế tác kim loại đã dần dần làm cho sự có mặt của kim loại trong công trình là tất yếu. Hơn cả thế, trong thế kỷ 20, cùng với bê tông và kính, thép – một đại diện của kim loại đã làm nên nền kiến trúc hiện đại của thế giới.

Ưu và nhược điểm của kim loại

Ưu điểm

• Kim loại nói chung có nhiều ưu điểm như khả năng chịu lực tốt; cứng – chịu được tác động cơ học, chịu nhiệt tốt so với các dạng vật liệu tre gỗ.
• Kim loại bền trong điều kiện thời tiết thông thường, nếu được bảo quản, bảo dưỡng tốt. Kim loại dễ chế tác để tạo nên những hình dáng thẩm mỹ, những chi tiết nhỏ nhưng có đủ độ cứng mà gỗ không đáp ứng được. Kim loại cũng góp phần làm phong phú chất liệu bề mặt kiến trúc, làm công trình sinh động hơn, đa dạng hơn.
• Các kết cấu, cấu kiện bằng kim loại có thể sản xuất tiền chế, tháo lắp vận chuyển thuận tiện. Nếu có những hư hỏng, sai sót dễ dàng xử lý (hàn, cắt, khoan…)
• Kim loại có thể tái chế hoàn toàn, giảm thiểu tác động tiêu cực vào môi trường.

Nhược điểm

• Trong một số điều kiện, hoàn cảnh nhất định, kim loại không có sẵn như các vật liệu tự nhiên khác như đất đá, cây cối. Việc thi công, gia công cấu kiện kim loại đòi hỏi thiết bị và năng lượng. Vì vậy, kim loại chỉ thực sự phát huy vai trò ở những nơi có khoa học kỹ thuật, kinh tế phát triển.
• Một số kim loại dễ bị ôxi hoá bề mặt nếu không được bảo quản bề mặt tốt (sơn), hoặc sử dụng ở những vùng khí hậu khắc nghiệt (biển).
• Kim loại truyền điện, trong một số trường hợp có thể gây nguy hiểm.
• Trong kết cấu, so với bê tông, thép (kim loại) chịu lửa kém hơn

Các vật liệu hành kim dùng trong xây dựng

Nếu như trong kiến trúc xưa, vật tư hầu hết thuộc hành mộc và hành thổ thì trong kiến trúc văn minh, hành kim ngày càng Open nhiều với số lượng, mức độ phong phú và vai trò quan trọng hơn nữa. Có nhiều kim loại được sử dụng trong kiến trúc, kiến thiết xây dựng ; nhưng hoàn toàn có thể liệt kê những loại hầu hết sau đây :

Sắt/thép (gọi chung là thép): Đây là kim loại được sử dụng phổ nhiều nhất trong nhiều loại hình nhất – đặc biệt là kết cấu xây dựng. Thép là hợp kim của sắt với một tỷ lệ rất nhỏ carbon cùng 1 số nguyên tố hoá học khác. Thép có tính ổn định cao, chịu nén, chịu kéo đều tốt. Bên cạnh các loại thép chịu lực dùng cho kết cấu bê tông cốt thép, các loại thép định hình được sản xuất rất đa dạng, hỗ trợ tối đa cho các nhà thiết kế ứng dụng trong các bộ phận, chi tiết kiến trúc khác.

Tôn: Là một dạng tấm kim loại cán mỏng. Tôn có thể được mạ bằng một lớp kim loại khác hay được sơn. Tôn được sử dụng làm mái, tường bao che, cửa… Ưu điểm của tôn là nhẹ, dễ lắp dựng.

Nhôm/hợp kim nhôm (gọi chung là nhôm): Nhôm là kim loại đặc tính là nhẹ và mềm. Vì vậy nhôm được ứng dụng trong công trình xây dựng ở những nơi không cần yêu cầu chịu lực, ít chịu va đập cơ học, đòi hỏi tải trọng nhẹ. Trong điều kiện thông thường, nhôm phản ứng với oxy trong không khí tạo thành oxit nhôm. Chính lớp oxit nhôm này trở thành một vỏ bọc bền vững, nên nó có khả năng chống ăn mòn. Nhôm được sử dụng làm mành chắn nắng, khung cửa, ốp trần và các bề mặt kiến trúc…

Inox (hay còn gọi là thép không gỉ, thép trắng): Inox là một hợp chất của sắt chứa thêm nhiều nguyên tố, trong đó có tối thiểu 10,5% crôm. Inox rất khó bị biến màu, ôxy hoá hay bị ăn mòn như các loại thép khác ở điều kiện thông thường. Inox được sử dụng nhiều ở những cấu kiện dễ va chạm gây trầy, xước; những nơi dễ bị môi trường xâm thực hay những bộ phận kiến trúc đòi hỏi mức độ vệ sinh cao như lan can, thiết bị vệ sinh, thiết bị bếp…

Đồng: Đồng là kim loại được sử dụng rất sớm trong lịch sử loài người, hàng ngàn năm trước công nguyên và đã tạo nên cả nền văn minh kim loại. Đồng có đặc tính là mềm và dẫn điện, dẫn nhiệt tốt. Tuy nhiên, trong kiến trúc hiện đại, đồng không còn được sử dụng nhiều nữa. Vai trò lớn nhất mà đồng đang giữ là được sử dụng làm lõi dây điện và được sử dụng trong các thiết bị điện với vai trò tương tự. Ngoài ra, đồng được sử dụng trong một số chi tiết kiến trúc, nội thất khác như tay nắm cửa, khoá, biển hiệu, nẹp sàn… hay một số vật dụng sinh hoạt khác.

Kim loại làm cho chất liệu kiến trúc phong phú hơn

Với nhiều tính năng ưu việt, kim loại xuất hiện trong khu công trình kiến trúc với nhiều vai trò và làm cho diện mạo kiến trúc ngày càng nhiều mẫu mã hơn. Càng ngày kim loại càng được ứng dụng phổ cập và can đảm và mạnh mẽ trong kiến trúc tân tiến. Bên cạnh việc là những thành phần không hề thiếu trong những máy móc cơ điện, điện tử trong khu công trình ; kim loại đang dần sửa chữa thay thế một số ít bộ phận, cấu trúc kiến trúc truyền thống lịch sử mà trước kia được làm bằng những vật tư khác theo quy trình tiến độ kiến thiết khác .
Việc sử dụng vật tư kim loại hoàn toàn có thể là một sự lựa chọn nhưng cũng hoàn toàn có thể là một điều tất yếu có tính bắt buộc khi mà 1 số ít vật tư khác không hề có ưu điểm bằng hay vật tư đang có rủi ro tiềm ẩn hết sạch toàn thế giới ( gỗ )

Những nơi kim loại có mặt

– Kết cấu chịu lực:

Các dạng cấu trúc gạch đá, khung gỗ … đang lùi dần vào quá khứ do điểm yếu kém của chính cấu trúc và vật tư làm cấu trúc mang lại. Với những dạng cấu trúc phổ cập lúc bấy giờ là cấu trúc thép, cấu trúc bê tông cốt thép, những biến thể như cấu trúc vỏ mỏng mảnh, dây treo … đều sử dụng kim loại ( thép ) ở một tỷ suất nhất định cho tới hàng loạt và đóng vai trò rất là quan trọng .
Thép hoàn toàn có thể tham gia ở tất những những cấu kiện của hệ cấu trúc như móng, cột, dầm, sàn, mái và hoàn toàn có thể phối hợp linh động với nhiều dạng cấu trúc, vật tư khác .

– Hàng rào, hoa sắt

Hàng rào là nơi kim loại xuất hiện sớm cùng với cấu trúc. Hàng rào bằng thép có ưu điểm bền chắc, thoáng, không hạn chế tầm nhìn. Ở một góc khác, hàng rào và cổng thép dễ tạo hình để tạo nên hiệu suất cao thẩm mỹ và nghệ thuật kiến trúc cho mặt đứng khu công trình. Đa phần những khu công trình công cộng và biệt thự nghỉ dưỡng người Pháp kiến thiết xây dựng ở Nước Ta đều sử dụng hàng rào thép. Hoa sắt là tên gọi chung để chỉ cấu trúc kim loại ở cửa hay ô thoáng nhằm mục đích tăng cường bảo mật an ninh. Cũng như hàng rào, hoa sắt dễ tạo hình tích hợp với cửa để tăng tính thẩm mỹ và nghệ thuật

– Mái:

Kim loại được sử dụng làm mái ngày càng nhiều do ưu điểm nhẹ, sản xuất lắp dựng và cả tháo dỡ đều thuận tiện. Cả khung cấu trúc và vật tư bao trùm mái đều hoàn toàn có thể làm bằng kim loại. Hệ cấu trúc giàn thép khoảng trống hoàn toàn có thể được cho phép vượt được những nhịp lớn. Kết cấu mái bằng thép hoàn toàn có thể sửa chữa thay thế tương tự cấu trúc truyền thống cuội nguồn bằng gỗ, và hoàn toàn có thể phối hợp với nhiều loại vật tư như ngói, tấm lợp kim loại hay kính .

– Cửa, cổng

Trước kia, cửa được làm bằng gỗ với phương pháp thủ công bằng tay. Nhưng trong thực tiễn lúc bấy giờ, với nhu yếu sản xuất công nghiệp số lượng lớn, cùng với việc tài nguyên rừng đang hết sạch thì cửa kim loại là sửa chữa thay thế tất yếu. Hiện nay có nhiều dạng cửa kim loại như cửa thép, cửa nhựa lõi thép, cửa nhôm … Các loại cửa này hay được phối hợp với vật tư kính .

– Tường, vách ngăn, trần

Trong kiến trúc tân tiến, những cấu trúc bao che, ngăn chia bằng tường xây truyền thống cuội nguồn đã được thay thế sửa chữa rất nhiều bằng vật tư khác – đặc biệt quan trọng trong những khu công trình công cộng. Thép và kính là giải pháp mặt đứng được ứng dụng thoáng rộng trong nhà cao tầng liền kề. Với những khu công trình cần sự ngăn chia linh động như văn phòng, vách thạch cao khung xương kim loại là giải pháp phổ cập. Kim loại cũng được sử dụng cho cấu trúc trần hay chính mặt phẳng trần .

– Cầu thang:

Cầu thang thép được ngày càng sử dụng nhiều hơn do tính thẩm mỹ và nghệ thuật ( so với bê tông, gạch xây ) và bền vững và kiên cố hơn so với gỗ. Các bộ phận cầu thang đều hoàn toàn có thể xuất hiện kim loại như cốn thang, bậc, lan can – tay vịn. Trong nhà ở gia dụng lúc bấy giờ, đang sống sót xu thế tích hợp “ kim-mộc song hành ”, phối hợp sắt và gỗ. Việc phối hợp này phát huy được tối đa ưu điểm của mỗi loại vật tư và cho hiệu suất cao nghệ thuật và thẩm mỹ cao. Những bộ phận không nhất thiết phải làm bằng gỗ hoàn toàn có thể thay thế sửa chữa bằng thép, góp thêm phần bảo vệ tài nguyên rừng .

– Đồ đạc nội thất:

Cũng theo xu thế “ kim-mộc song hành ”, sự Open kim loại trong nội thất cùng gỗ ngày càng nhiều. Đó cũng là một giải pháp hài hòa và hợp lý trên nhiều phương diện để tận dụng ưu điểm của kim loại ( thép, nhôm, inox ) khi tích hợp với gỗ, cùng những vật tư khác như nhựa, da … Kim loại được sử dụng làm khung cấu trúc cho đồ nội thất như bàn, ghế, giường, kệ – giá …

– Máy móc, thiết bị, phụ kiện

Trong khu công trình kiến trúc giờ đây việc sống sót máy móc, thiết bị là điều đương nhiên. Đó là thang máy, máy bơm, máy phát điện, máy lạnh … gắn với khu công trình … hay những loại máy móc rời khác ship hàng cho thao tác và hoạt động và sinh hoạt như tivi, tủ lạnh, máy giặt … Các thiết bị nhà bếp, thiết bị điện, nước cũng được cấu thành từ kim loại như nhà bếp gas, hút mùi, vòi nước, thiết bị chiếu sáng … Kim loại cũng được sử dụng làm phụ kiện cho những bộ phận, thành phần của khu công trình kiến trúc để link như bản mã, ray trượt, chốt cửa, bản lề … hay là những phụ kiện, dụng cụ hoạt động và sinh hoạt khác như suốt treo, giá treo, móc đồ, xoong nồi, dao kéo …

Vai trò không thể thiếu

Khó hoàn toàn có thể tưởng tượng ra trong một khu công trình kiến trúc giờ đây vắng bóng kim loại. Kim loại tham gia vào kiến trúc như một sự tất yếu của lịch sử vẻ vang và thôi thúc can đảm và mạnh mẽ sự tăng trưởng của kiến trúc văn minh quốc tế. Sự xuất hiện của kim loại làm đổi khác cấu trúc, hình thức, quy mô khu công trình và đưa thêm nhiều tiện ích mới. Tỷ lệ góp mặt của kim loại trong khu công trình so với những loại vật tư khác càng tăng lên và giữ những vai trò then chốt, quyết định hành động – đặc biệt quan trọng là cấu trúc và trang thiết bị khu công trình .
Có thể nói kim loại xuất hiện khắp mọi nơi trong khu công trình, từ lớn nhất đến nhỏ nhất, từ đầu đến cuối, từ A đến Z .

Bài & ảnh: KTS Nguyễn Trần Đức Anh
© Tạp chí kiến trúc

Source: https://mindovermetal.org
Category: Ứng dụng hay