Khoa Học Công Trình – 10 vạn câu hỏi vì sao
Các vật liệu xây dựng tường ngoài phần lớn là bằng đá hoặc bằng gạch, hiện nay cũng thường dùng gạch bê tông hoặc các loại gạch rỗng, chúng không những có tác dụng cách ly, mà còn chịu tải trọng của mái nhà và sàn gác.
Trọng lượng của tường gạch rất lớn, một tường dày 24 cm (trong xây dựng gọi là tường một viên gạch, bởi vì chiều dài một viên gạch là 24 cm) nếu cao 3 m, rộng 1 m thì trọng lượng là 1,5 tấn, tức là rất nặng, mà tốc độ thi công cũng chậm.
Ở các kiến trúc hiện đại, đặc biệt là các kiến trúc cao tầng hoặc kiến trúc công cộng cỡ lớn, tường ngoài phần lớn không chịu tải trọng, bởi vì cường độ của gạch căn bản không đủ để chịu trọng lượng của toà nhà mấy chục tầng.
Vì vậy, các bức tường ngoài chỉ có tác dụng bảo vệ và cách ly, thường dùng vật liệu nhẹ, do đó đã giảm rất nhiều trọng lượng của toàn bộ kiến trúc. Loại tường ngoài này giống như cái màn sân khấu, vừa mỏng, vừa nhẹ, cho nên được gọi là “tường bao”, nếu vật liệu làm tường bao là kính thì gọi là “tường kính”.
Tường kính đầu tiên chỉ dùng cục bộ trong một kiến trúc. Năm 1910, nước Đức lần đầu tiên dùng tường kính với diện tích lớn ở góc quành của nhà xưởng công nghiệp, được coi là thể hiện phong cách hiện đại.
Nhưng tường kính thế hệ thứ nhất được sử dụng lúc đó là kính thông thường, tính năng cách nhiệt kém, mùa hè trong phòng rất nóng, mùa đông thì lạnh giá.
Năm 1952 toà nhà Liwoa cao 22 tầng được xây dựng ở New York nước Mỹ, lần đầu tiên dùng tường kính trên toàn bộ kiến trúc.
Kính được sử dụng lúc đó có trộn thêm vật liệu khoáng chất, không những có nhiều màu sắc, mà còn có thể ngăn chặn một phần bức xạ của ánh sáng Mặt Trời, mùa hè thì phản xạ ánh sáng Mặt Trời ở bên ngoài nhà, mùa đông thì phản xạ nhiệt lượng ở trong nhà không cho thoát ra ngoài, có hiệu quả giữ nhiệt.
Đó là tường kính thế hệ thứ hai.Năm 1962, phòng thực nghiệm điện thoại Belle của Mỹ đã xây dựng ở bên hồ một kiến trúc cao tầng rất rộng, họ đã dùng “kính mặt gương” làm tường bao, có hiệu quả cực kỳ tốt.
Toàn bộ tường ngoài của kiến trúc giống như một màn bạc rộng “siêu cấp” đứng sừng sững ở bên hồ, phản chiếu cảnh sắc lung linh đẹp đẽ của mặt hồ.
Kính mặt gương đã dùng các biện pháp nhiệt luyện trầm tích chân không và phương pháp hoá học, khiến cho bề mặt kính hình thành một màng mỏng kim loại, nó có nhiều loại màu sắc của vàng, bạc, đồng cổ, xanh lam v.v.
Hơn nữa còn phản xạ ánh sáng và bức xạ nhiệt như một tấm gương vậy, nên có tác dụng cách nhiệt rất tốt, kính mặt gương có màu sắc khác nhau, chiều dài và số lớp khác nhau thì mức độ ánh sáng xuyên qua cũng không giống nhau.
Ví dụ, kính thông thường dày 6 mm có thể cho 78% ánh sáng Mặt Trời xuyên qua, nhưng kính mặt gương có chiều dày tương tự chỉ cho khoảng 26%, kính mặt gương hai lớp thì chỉ cho 9%-20% nhiệt lượng xuyên qua.
Như vậy về mùa hè có thể phản xạ phần lớn nhiệt lượng ở bên ngoài nhà, về mùa đông có thể phản xạ nhiệt lượng ở trong phòng để duy trì nhiệt độ phòng, do đó đã tiết kiệm nguồn năng lượng rất lớn.
Bởi vậy độ dày của kính tuy chỉ bằng một phần mấy mươi của độ dày tường gạch, nhưng tính năng giữ nhiệt cách nhiệt lại hơn hẳn tường gạch.