Vách bay thủy lực – Giải pháp mới cho mặt đứng kiến trúc hiện đại

Trong khoảng 20 năm đầu của thế kỷ 21, ngành Kiến trúc Việt Nam đã có những sự đón nhận và giao thoa đối với vật liệu thế giới trong việc sử dụng đa dạng hóa các vật liệu cho mặt đứng công trình. Khi đi trên những tuyến phố mới, với các tòa nhà mới, ta dễ dàng nhận ra các công trình kiến trúc với những vật liệu chủ đạo như kính, kim loại, gỗ, tấm ốp sợi thuỷ tinh, tấm xi măng, tấm gạch nung… Sự đa dạng trong các vật liệu mặt đứng cũng tạo ra những công trình kiến trúc có dấu ấn riêng.

Tuy nhiên, hình thức bề mặt và các ứng dụng vật liệu mới chỉ áp dụng cho phần “cứng” của công trình là những vách cố định, có chức năng bao che như vách tường bê tông, vách tường xây, kết cấu treo cố định… Việc áp dụng vật liệu mới lên hệ thống cửa, các vách di động ngoài nhà còn nhiều hạn chế do thiếu giải pháp tại Việt Nam, hoặc nếu nhập khẩu thì chi phí cao dẫn đến sự dè dặt của cả nhà thiết kế lẫn chủ đầu tư. Hệ quả là hệ thống cửa, vách di động ngoài nhà đơn điệu – chủ yếu là kính, nhôm, thiếu các vật liệu có chất cảm nhưng trọng lượng nặng như đá, gạch, tấm xi măng… Điều đó khiến cho những tham vọng trong thiết kế mặt đứng bị hạn chế bởi sự phân định giữa tường và cửa. Vậy làm thế nào?

Giải pháp Vách bay thủy lực

Đối với các hệ thống cửa, vách di động, khi ta gắn các vật liệu kiến trúc lên bề mặt để có thể tạo ra sự đồng nhất trong mặt đứng, thì vấn đề lớn đầu tiên chính là trọng lượng của hệ thống cửa gây ra tải trọng lên hệ thống bản lề. Đối với các bản lề siêu trường siêu trọng với giá cao, thường phải nhập khẩu từ nước ngoài với thông số kỹ thuật đặc biệt.

Tiếp theo là giới hạn về kích thước, do với cách mở quay cánh, khi tập trung lực xoay vào bản lề, kích thước cửa càng rộng, thì trọng tâm càng xa và bản lề càng phải chịu lực lệch 1 phía. Dẫn đến các hãng sản xuất thường phải giới hạn kích thước cửa đối với bản lề.

Trước đòi hỏi về nhu cầu mở rộng không gian, về trọng lượng, về giới hạn kích thước cửa hệ thống cửa, vách di động ngoài nhà, các hãng cửa dân dụng trên thế giới từ năm 1980 đã phát triển một sản phẩm gọi là “Vách bay thủy lực” – sử dụng sức mạnh của thủy lực để nâng, mở các cửa, vách có kích thước và trọng lượng quá khổ trong xây dựng – kiến trúc dân dụng, với những ứng dụng như: mở cửa gara máy bay dân dụng ( kích thước cửa rộng đến 18m), nâng mở những vách tường xây, ốp gạch đá dân dụng có trọng lượng đến 6 tấn, mở những cánh cửa phòng xạ trị trong y tế có trọng lượng đến 12 tấn. Tuy nhiên việc áp dụng trong các ngành công nghiệp đặc thù như tàu thủy, tàu ngầm, đóng mở cửa van nông nghiệp, cửa chống lũ… mang đặc trưng chức năng cơ khí, không có tính thẩm mỹ kiến trúc.

Hệ thống Vách bay thủy lực gồm 1 số chi tiết chính sau: cụm xi lanh thủy lực để nâng hạ phần khung vách, các chi tiết bản lề và cơ cấu quay, trạm nguồn thủy lực và hệ thống điều khiển. Thời điểm mới bắt đầu, hệ thống điều khiển rất đơn giản chỉ là cấu trúc bơm tay và được nâng cấp dần như điều khiển bằng nút bấm, điều khiển từ xa và hiện nay là điều khiển qua app điện thoại.

Khi khởi động, hệ thống bơm dầu hoạt động, bơm dầu vào các xi lanh thủy lực. Các cần xi lanh chuyển động và đẩy cánh cửa/vách nâng lên theo chiều quay của trục cố định xi lanh.

Hình ảnh minh họa quá trình đóng và mở của vách bay thủy lực

Tổng quan hệ thống vách bay thủy lực

Ứng dụng trong lĩnh vực kiến trúc

Nhờ sức nâng mạnh mẽ lên đến hàng chục tấn của hệ thống thủy lực, các bức vách, tường có thể chuyển động để nâng lên thành cửa và ngược lại. Điều đó tạo ra nhiều thuận lợi trong tổ chức không gian – dành cho các KTS ưa khám phá những điều mới mẻ và áp dụng công nghệ trong xây dựng.

Giải pháp vách bay thủy lực dựa vào sức nâng của hệ thống thủy lực, không bị giới hạn bởi kích thước hay trọng tâm điểm đặt nên hệ thống vách, tường, cửa có thể chế tạo tùy biến kích thước, biến đổi theo ý đồ thiết kế và tích hợp các công nghệ.

Các vách tường có thể mở ra bên ngoài, đóng vai trò như một mái che và khi hạ xuống thì là vách bảo vệ an toàn đối với không gian bên trong. Việc nâng lên và hạ xuống còn đáp ứng thuận lợi các công tác như vệ sinh, bảo trì.

Áp dụng vách bay thủy lực đối với cửa hangar máy bay

Vách bay thủy lực vừa là mái hiên vừa là cửa an ninh của trung tâm thương mại

Vách bay thủy lực còn có thể sử dụng trong không gian nghỉ dưỡng

Sự thống nhất về mặt vật liệu trên mặt đứng công trình khi đóng…

… và đáp ứng chức năng cửa và mái che khi mở.

Bức tường- cửa được ốp đá thống nhất với mặt đứng ngôi nhà

Cánh cửa gara được ốp phủ vật liệu thống nhất với tường công trình

Các ưu điểm của giải pháp Vách bay thủy lực

Độ bền: Giải pháp Vách bay thủy lực là một giải pháp có sức nâng mạnh mẽ, có độ tin cậy cơ học cao. Cấu trúc thiết bị vận hành là cơ khí đơn giản, không cần bảo trì sửa chữa trong suốt vòng đời. Đặc tính của các xilanh thủy lực là luôn vận hành trong môi trường dầu thủy lực cũng là một lớp bảo vệ để sản phẩm không bị ăn mòn, gỉ sét (kể cả không sử dụng trong thời gian dài). Hệ thống điều khiển là van đóng mở, dễ dàng thay thế bảo trì sau nhiều năm sử dụng mà không ảnh hưởng đến tính chính xác vận hành thiết bị.

Tính an toàn: Vách bay thủy lực được nâng hạ bằng áp suất của dầu thủy lực trong các xi lanh. Trên xi lanh có hệ thống van an toàn chống rơi, khi mất áp suất vẫn luôn đảm bảo hệ thống không có sự cố. Bên cạnh đó, để đảm bảo an toàn sử dụng trong vòng đời thiết bị, tránh việc lão hóa, chuyển động gây ra các tác động đến mối nối, các hệ thống ống liên tục phải chuyển động được làm bằng ống thép cứng thay cho ống dầu mềm. Các cơ chế an toàn cơ học là những thứ có thể nhận biết, kiểm tra bằng quan sát, bằng phép thử kín dễ dàng, tần suất sử dụng cao hơn rất nhiều với các hệ thống theo dõi khác bằng điện, cảm biến…

Tính thẩm mỹ: Do Vách bay thủy lực bản chất chỉ là nâng cấu trúc một khung mặt phẳng. Trên khung mặt phẳng đấy, không bị giới hạn về ý tưởng kiến trúc. Các KTS dựa trên tìm tòi, ý tưởng và sáng tạo có thể đa dạng hóa bề mặt vật liệu bằng đá, kính, gỗ, thép… rất phong phú. Sản phẩm không bị giới hạn về kích thước và trọng lượng nên có thể tùy biến đa dạng theo ý tưởng kiến trúc.

Giá thành: Sản phẩm Vách bay thủy lực được nhập khẩu công nghệ từ Mỹ, sản xuất tại Việt Nam nên giá thành cạnh tranh, bằng 1/5 giá nhập khẩu. Việc làm chủ công nghệ từ thiết kế đến sản xuất giúp tối ưu về chi phí sản xuất, cải tiến để phù hợp với tình hình thực tế tại Việt Nam, phát triển mở rộng ra các sản phẩm khác dựa trên công nghệ gốc.

Kết nối: Sản phẩm có khả năng kết nối dễ dàng với hệ thống Smarthome của nhiều hãng khác nhau bằng cách bổ sung thêm các module mở rộng.

Khuyến nghị áp dụng

Sản phẩm Vách bay thủy lực có thể áp dụng với các công trình như cửa garage, cửa nhà xưởng, vách kính công trình dân dụng, vách nội thất… không hạn chế theo ý tưởng của KTS.

Trong tương lai, sản phẩm Vách bay thủy lực sẽ có những phiên bản cải tiến để có thể gắn trên mái, làm sàn che bể bơi gấp gọn, mái hiên che sân vườn gấp gọn… Đấy là những cải tiến dựa trên nguyên lý gốc nhằm đa dạng thị trường sản phẩm xây dựng.

Kết luận

Trong dòng chảy của kiến trúc nói riêng và đời sống xã hội nói chung, các sản phẩm mới khi tham gia vào thị trường cần có một thời gian nhất định để tích lũy và tiếp cận dần với khách hàng qua các công trình thực tế. Các giải pháp như Vách bay thủy lực sẽ làm tăng thêm các ý tưởng giá trị sáng tạo với đội ngũ KTS nhiều khám phá với mong muốn cao nhất – tăng giá trị kiến trúc đóng góp vào công cuộc xây dựng phát triển của đất nước.

ThS.KTS Nguyễn Đức Ngọc – Công Ty TNHH Thiết Bị Và Công Nghệ Xây Dựng Bách Điền