Vật liệu ít carbon và cách nhiệt cao là xu hướng trong tương lai

Cỏ lau.

Vật liệu xây dựng đang thay đổi và đang tích cực tham gia vào sự cân bằng nhiệt của ngôi nhà. Và khi sử dụng, chúng lại có những tính năng không thể thay thế. Do đó việc đưa ra lựa chọn đúng đắn vật liệu cho thiết kế của ngôi nhà là vô cùng quan trọng.

Vậy cần dựa trên những yếu tố gì ? Theo Olivier Dupont, giám đốc bộ phận sản phẩm & công trình tại Trung tâm kỹ thuật VLXD tự nhiên, “về mức cách nhiệt, chúng cần đạt tới mức tối ưu và đáp ứng  các quy định về nhiệt. Hiện nay, một vấn đề ưu tiên hàng đầu đó là môi trường. Các nhà sản xuất đã nỗ lực rất nhiều trên khía cạnh này bằng cách giảm đáng kể lượng khí thải trong quá trình sản xuất.  Đây thực sự là thách thức trong những năm tới”.

Để đáp ứng các yêu cầu hiện tại và tương lai của Quy chuẩn nhiệt cho tòa nhà, một số vật liệu thế hệ mới kết hợp với vật liệu cách nhiệt hiệu suất cao, một số khác không sử dụng sỏi cát trong vữa và bê tông truyền thống để tạo nên những chất liệu thân thiện với môi trường. Bên cạnh đó, một số người luôn lo lắng về vấn đề sức khỏe cộng đồng và bảo vệ những người nhạy cảm với tần số sóng vô tuyến. Đây là những mục tiêu hoàn toàn giống nhau đều hướng tới cải thiện hiệu suất nhiệt và khiến cuộc sống thường nhật thỏa mái hơn bằng cách giảm lượng khí thải carbon của ngôi nhà. Mục tiêu này giờ đã đạt được bằng cách sử dụng các vật liệu mới.

Gạch block bê tông

Vật liệu Airium^® là một loại bọt khoáng có khả năng cách nhiệt vượt trội.

Thường được coi là thô sơ, ngày nay các gạch block bê tông đã trở thành vật liệu công nghệ cao. Bê tông tiên tiến nhất không chỉ được cải tiến với sử dụng mạch vữa chỉ dày hơn một milimét mà còn chứa vật cách nhiệt hiệu suất rất cao như Airium^® được phát triển bởi Lafarge. Hiện nay, Lafarge đang sản xuất hai loại gạch bloc bê tông với hình dạng khác nhau có giá trị cách nhiệt R từ 1,12m2.K/W đến 1,77m2.K/W. Lượng dùng của gạch dao động từ 10 – 8 viên block/m2.

Vật liệu Airium^® là bọt khoáng mang tới tất cả những tính năng nhiệt cho gạch bloc bê tông này. Nó đặc biệt tăng cường khả năng cách nhiệt. Một trong những đặc điểm chính của sự đổi mới này là mật độ xi măng thấp, ít hơn 6 lần so với bê tông thông thường, làm cho một lượng lớn không khí ở trạng thái khô và cung cấp tính chất cách nhiệt tương đương với các vật liệu cách nhiệt truyền thống. Đây là điều chưa từng thấy từ trước tới nay. Bọt này là hoàn toàn trơ, không phát thải VOC và do đó không có bất kỳ mối nguy hiểm nào cho người ở.

Gạch đất nung

Gạch đất nung nhồi bông khoáng.

Gạch đất nung là một trong những VLXD lâu đời nhất. Nó đã phát triển qua nhiều thế kỷ để ngày nay trở thành một trong những vật liệu hiệu quả nhất trên thị trường. Ông Olivier Dupont nhấn mạnh: “Chúng tôi nỗ lực phát triển và tăng độ bền của gạch đất sét lên gấp ba trong suốt 20 năm qua. Những yêu cầu của Quy định nhiệt (RT) sẽ không mấy thay đổi nữa kể từ Quy định nhiệt RT 2012, và gạch đất nung là sản phẩm đáp ứng tốt nhất những yêu cầu này. Đó cũng là lý do tại sao cứ 2 ngôi nhà thì có 1 ngôi nhà được xây dựng bằng gạch đất nung. Hiện nay, để đáp ứng những vấn đề về môi trường, các nhà công nghiệp đã nỗ lực rất nhiều trong khía cạnh này bằng cách giảm đáng kể lượng tiêu thụ năng lượng (giảm gần 40%) và lượng khí thải nhà kính (giảm 35%)” trong hai mươi năm. Gạch Monomur^® truyền thống có độ dày là 37,5cm và hệ số cách nhiệt R là 3,5m².K/W. Đây vẫn còn là một thị trường ngách. Phần lớn doanh số bán hàng đến từ loại gạch có độ dày 20cm và hệ số cách nhiệt R 1,5m².K/W. Loại gạch này mỏng 20cm cho phép tăng diện tích không gian sống lên đến 3% do chiếm dụng diện tích cách nhiệt ít hơn, chỉ gần 4m² cho một căn nhà có diện tích 121m².

Hiện nay, một số nhà sản xuất đang tiếp tục cải thiện tính năng cách nhiệt của vật liệu bằng cách lấp đầy các cấu trúc lỗ rỗng bằng bông khoáng tính năng cao. Loại gạch này không chỉ đáp ứng các yêu cầu hiện tại mà còn vượt xa hơn thế. Đối với độ dày 30 cm, những viên gạch này có R = 4,05 m².K/W, độ dày 36 cm cho R = 4,88m².K/W và độ dày 42cm R = 5,71m².K/W. Những viên gạch này, giống như tất cả các viên gạch thuộc loại khác trong nhà máy, sẽ được thi công với vữa xây dày gần 1mm để cải thiện độ kín khí. Loại gạch này sẽ đủ điều kiện để dán nhãn sử dụng năng lượng hiệu quả Bepos Effinergie+.

Ngoài ra, ngành công nghiệp gạch đất sét nung luôn đi đầu trong sự đổi mới. Chính ngành công nghiệp này đã phát minh ra các khối sửa chữa với lớp vữa kết dính mỏng và  phát triển phương pháp xây khô. Phương pháp này sử dụng một dây keo dán tính năng cao và thi công bằng súng, thay vì sử dụng vữa truyền thống hoặc vữa lớp mỏng. Kết quả là, việc xây dựng ngôi nhà không đòi hỏi nhiều nước, có ít chất thải trên công trường và thời gian xây dựng giảm nhờ việc dễ dàng sử dụng. Theo các thợ thủ công sử dụng kỹ thuật này, việc đặt gạch dán như thế có thể  tiết kiệm thời gian của đơn đặt hàng 30 – 50% trong giai đoạn chuẩn bị và làm sạch công trường xây dựng”.

Gạch block bê tông cốt liệu thực vật (miscanthus)

Gạch block bê tông cốt liệu thực vật.

Sỏi cát là một nguyên liệu thô không tái tạo đang trở nên khan hiếm và phải được bảo tồn. Mặt khác, bê tông nói chung và gạch bloc bê tông nói riêng lại cần một lượng  tiêu thụ lớn sỏi cát. Liệu có giải pháp nào để tiếp tục sản xuất gạch block bê tông có chất lượng? Giải pháp là chế tạo chúng từ nguyên liệu tái tạo nguồn gốc thực vật như sự thành công của gạch block bê tông cốt liệu thực vật miscanthus.

Miscanthus (Cỏ lau) là một loại thực vật có nguồn gốc Châu Á sản xuất tại Pháp, chiếm 60% trong thành phần bê tông thay thế sỏi cát. Gạch bloc bê tông cốt liệu thực vật miscanthus có khả năng cách nhiệt tốt R = 0,7m².K/W (so với 0,2 của gạch bloc bê tông truyền thống) hoàn toàn đáp ứng các quy định nhiệt hiện tại và tương lai (E+ C- và RBR 2020 trong tương lai). Nó có thể cách nhiệt khoảng gấp ba lần so với gạch block bê tông thông thường. Bên cạnh đó, tính năng cơ học của nó là không thể thay thế. Nó có hình dáng, kích thước và trọng lượng như một khối bê tông cổ điển nhưng lại hoàn toàn thân thiện với môi trường.

Gạch block bê tông cốt liệu thực vật miscanthus cũng đáp ứng các yêu cầu về âm học với độ giảm tiếng ồn 54 dB. Ngoài hiệu năng nhiệt và cơ học, việc sản xuất tại chỗ, vận chuyển ngắn, cũng làm giảm các tác động đến môi trường của các tòa nhà được thi công, một trong những mục tiêu quan trọng của RBR 2020 (Quy định sự phát triển bền vững của công trình). Việc sử dụng gạch block bê tông cốt liệu thực vật miscanthus là đơn giản: áp dụng kỹ thuật thi công truyền thống và các phương pháp làm việc của thợ xây dựng thủ công.

Gạch block dăm gỗ ép.

Liệu gỗ một lần nữa có thể trở thành một VLXD nổi bật? Gạch bloc dăm gỗ ép xây tường đã thay thế cốt liệu cát, sỏi bằng chất thải công nghiệp gỗ (như mùn cưa, dăm gỗ). Chúng ta đang ở trong vòng tuần hoàn kinh tế nơi không có gì biến mất và mọi thứ đều được biến đổi.  Mùn cưa, dăm gỗ có thể tái chế 100%. Một ưu điểm khác, các loại gạch này phù hợp với yêu cầu của các quy định nhiệt trong tương lai. Các gạch bloc gỗ ép này chứa 28 kg gỗ mùn cưa trong một mét vuông tường xây: một cái “bẫy” thực sự đối với khí CO₂.

Stanislas Poupon, giám đốc kỹ thuật tại Maisons Extraco, một nhà xây dựng đã bắt tay vào thử nghiệm dự án nghiên cứu Maison Comepos cho biết: “Ngoài nguyên tắc tuần hoàn kinh tế của vật liệu Naturbloc Bois, khả năng có thể tái chế hoàn toàn và tính năng kỹ thuật của nó (về nhiệt, lửa, âm thanh) cũng hấp dẫn. Ngoài ra, gạch block gỗ ép thế hệ mới này được các thợ xây kiểm soát rất tốt theo thi công truyền thống. Họ cũng đặc biệt đánh giá cao sự tiến bộ rất nhanh của các công trường xây dựng đối với vật liệu Naturbloc Bois. Trong quá trình thử nghiệm này, chúng tôi có các vật liệu đổi mới đáp ứng các yêu cầu của Quy định thi công RE 2018”.

Gạch block hấp thụ sóng tần số cao

Gạch bloc hấp thụ sóng tần số cao.

Các thiết bị kết nối, hộp internet, điện thoại và các thiết bị không dây khác có thể là nguyên nhân chủ yếu gây căng thẳng tâm lý cho một số người. Khoảng 2% dân số có sự nhạy cảm với sóng điện từ phát ra từ điện thoại hoặc wi-fi. Con số này đang tiếp tục tăng. Để bảo vệ bản thân, người dân thường  phàn nàn rằng họ phải sống trong căn nhà bị bịt kín bằng các lá nhôm hấp thụ sóng tần số cao. Với việc sử dụng các gạch block bê tông cấu trúc tổ ong mới này, có thể xây dựng một ngôi nhà “trú ẩn” đối với sóng tần số cao.

Nếu như trước kia, gạch block bê tông cấu trúc tổ ong này được thiết kế cho các bức tường bao che, thì hiện nay, việc sử dụng nó làm vách ngăn phân vùng nội thất cũng là khả thi. Đổi lại, tín hiệu mạng điện thoại hoặc wi-fi sẽ kém hiệu quả hơn…

Gạch block bê tông cấu trúc tổ ong mới này có khả năng hấp thụ sóng radio ở tần số từ 0 đến 3 GHz, thuộc dải sóng mạng 3G, 4G, 5G và sóng wi-fi. Gạch block bê tông cấu trúc tổ ong này được sử dụng tương tự như khi chúng ta sử dụng các khối bê tông có cường độ cơ học và tính năng nhiệt của gạch block bê tông. Thành phần của nó vẫn là một bí mật công nghiệp, nhưng theo nhà sản xuất, nó có thể ngăn chặn được 99% sóng điện từ.

Công nghệ in nhà 3D

Trong khi công nghệ in 3D vẫn còn thử nghiệm ở nhiều lĩnh vực, thì trong lĩnh vực xây dựng, các nhà xây dựng đang bắt đầu quan tâm đến nó. Một công ty đã xây dựng thành công một tòa nhà 5 tầng trong vòng chưa đầy một ngày. Hiện tại, xây dựng và kiến trúc chỉ chiếm 3,2% thị trường công nghệ in 3D thế giới, nhưng ngày càng có nhiều người bắt đầu quan tâm đến những khả năng vô hạn được cung cấp bởi công nghệ mới này.

Công nghệ in nhà 3D đang tiến hành các bước đầu tiên dành cho việc xây dựng tư dinh tại dự án Concept Yrys phát triển bởi Maisons France Confort. Kỹ thuật này đã cho phép người xây dựng tạo ra các cấu trúc với hình học phức tạp, trong một thời gian rất nhanh, thi công không chỉ cột bên ngoài mà còn là bức tường trang trí nội thất của ngôi nhà. Trong quá trình thi công thử nghiệm các ngôi nhà này, công nghệ in 3D cho khuôn cột và tường lần đầu tiên được thực hiện bằng cách sử dụng một vữa đặc biệt. Sau đó, chúng được đổ đầy bê tông sợi tính năng siêu cao để đảm bảo chức năng kết cấu. Kỹ thuật này tiết kiệm rất nhiều thời gian và hơn hết, nó cho phép tự do sáng tạo nên kiến trúc táo bạo…