Ứng dụng mô hình công trình quy mô nhỏ lắp ghép trong một số không gian đô thị

MTXD - Trong điều kiện quy hoạch không gian kiến trúc cảnh quan của các đô thị đều có gắn với yếu tố nước và do sự biến đổi môi trường khí hậu tạo nên các vùng ngập nước trong các đô thị trong tương lai.

1. Đặt vấn đề

1.1. Tổng quan chung về nhu cầu và sử dụng nhà lắp ghép có quy mô nhỏ

1.1.1 Thực trạng ứng dụng công trình nhà lắp ghép có quy mô nhỏ trong đô thị trường hợp nhà vệ sinh (NVS) công cộng kết hợp kiosk bán hàng

- Ở Nhật Bản hoặc các nước tiên tiến, những ứng dụng thông minh trong khoa học công nghệ mà chính là những nhà “vệ sinh công cộng”, được coi là một chuẩn mực về văn minh và cũng là một “phẩm chất” văn hóa của quốc gia này.

Hầu hết mọi người đến Nhật Bản cũng đều ấn tượng bởi hệ thống nhà vệ sinh công cộng được bố trí từ nhà ga sân bay đến các công viên, siêu thị, hay những địa danh thắng cảnh, di sản… và cả trên đường phố.

Ngoài việc giữ cho NVS luôn sạch sẽ, tại đây còn phát ra tiếng nhạc du dương, thậm chí bên cạnh bồn cầu còn có cả một bàn phím cho người dùng chọn theo dòng nhạc mà mình yêu thích, làm cho khách sử dụng nhà vệ sinh thư giãn trong thời gian ngắn.

- Ở Thái Lan, NVS công cộng cũng là một “sản phẩm” văn hóa du lịch. Khi du khách đến nhà ga sân bay đã có thể “check in”, chụp hình vì nơi này giống như một khu vườn lộng lẫy đến những bức tranh tường đầy ấn tượng như trong một Gallery mỹ thuật… Đặc biệt, du khách quốc tế rất ấn tượng và say mê chụp hình bên ngoài khu vực NVS có thiết kế đẹp trong khuôn viên ngôi chùa ở Chiang Rai.

Toàn bộ NVS công cộng được thiết kế như một cung điện nhỏ, giống như được dát vàng với tất cả chi tiết cùng tông màu, mặt bên ngoài được trang trí bằng những bụi cây hoa cắt tỉa gọn gàng, không gian thoảng hương thơm hoa lá tự nhiên… Và vì thế chẳng có gì lạ khi sự tăng trưởng kinh tế từ ngành du lịch, bởi Thái Lan có thể “kinh doanh” từ nhà “vệ sinh công cộng”.

- Tại Việt Nam, vấn đề xây mới, lắp đặt và cải thiện chất lượng NVS công cộng cũng được các cấp, các ngành chức năng thuộc các tỉnh, thành phố quan tâm, đầu tư. Tuy nhiên, việc đầu tư này chưa được đúng mức độ của yêu cầu thực tế. Theo đánh giá tổng quát thực trạng nhà vệ sinh công cộng trên địa bàn hai đô thị lớn nhất cả nước như sau:

+ Trên địa bàn TP Hà Nội, có tổng số khoảng hơn 371 NVS (không bao gồm các nhà vệ sinh do công ty Vinasing mới lắp đặt). Trong đó có 113 NVS bằng vật liệu kết cấu thép, hầu hết được xây dựng từ năm 2003 - 2010. Còn lại 258 NVS bằng gạch, hầu hết được xây dựng từ trước năm 1990 nhằm phục vụ nhu cầu vệ sinh tại khu vực công cộng ở các khu dân cư và được phân bố trong các khu nhà chung cư, nhà tập thể, nằm sâu trong ngõ ngách.

+ Trên địa bàn TP.HCM có khoảng hơn 208 NVS công cộng có thu phí, trong đó 155 nhà vệ sinh công cộng tập trung ở các tuyến đường - phố, bến xe, chợ và khu du lịch. Về cơ bản chưa đạt chuẩn, số lượng chưa đủ và bố trí không phù hợp. Chỉ có 11 NVS công cộng do Sở Giao thông vận tải phối hợp với ngân hàng xây dựng (chủ yếu ở các công viên tại quận Nhất) là đạt yêu cầu. [6]

Tóm lại: Thực trạng nhà vệ sinh công cộng thiếu trầm trọng và bị xuống cấp, mất vệ sinh, mất mỹ quan đã tồn tại nhiều năm ở Hà Nội và TP.HCM. Trong các dịp nghỉ lễ, vấn đề nơi "giải quyết nỗi buồn" với du khách trở nên cấp bách, trong khi những vướng mắc từ thiếu quỹ đất, kêu gọi đầu tư xã hội hóa không hiệu quả, duy trì, cải tạo lại chưa được quan tâm đúng mức. Đã đến lúc vấn đề nhà vệ sinh công cộng ở các đô thị lớn phải được quan tâm, đầu tư nhiều hơn nữa và thực hiện với quyết tâm cao.

Hình 1. NVS công cộng được lắp đặt tại vị trí 'đất vàng' ở Quận 1, TP.HCM (nguồn tác giả tổng hợp)

Cả hai công trình được triển khai theo hình thức xã hội hóa từ cuối tháng Ba với kinh phí gần một tỷ đồng; được trang bị hệ thống cảm biến, đồng thời sử dụng men vi sinh tự động xử lý chất thải. Đây là các kiosk di động nên dễ tháo lắp, di dời qua địa điểm khác...

1.1.2 Thực trạng các vấn đề yêu cầu trong thích ứng môi trường đô thị

Hình 2. Thực trạng ngập lụt trong đô thị ở miền Trung và vùng Tây Nam Bộ - ĐBSCL (nguồn tác giả tổng hợp)

Theo dự báo về biến đổi khí hậu (BĐKH) của Bộ TN&MT, mực nước biển sẽ dâng cao 33 cm vào năm 2050 và 1m vào năm 2100, nhiệt độ trung bình sẽ tăng thêm ít nhất 3oC vào cuối thế kỷ XXI. Thêm vào đó, hiện tượng El-Nino được dự báo sẽ ngày càng tác động thường xuyên hơn. Dự báo những năm tới, BĐKH tiếp tục diễn biến phức tạp, ngày càng rõ nét, tác động tiêu cực đến mọi mặt của đời sống xã hội và các ngành, lĩnh vực. Song song đó, dưới tác động của áp thấp nhiệt đới cùng việc xả lũ tại các hồ thuỷ điện đã gây ra lũ lụt cũng sẽ làm cho tình hình trở nên nghiêm trọng, khó lường hơn, thiệt hại sẽ lớn hơn, nếu không có cách ứng phó kịp thời, phù hợp.

- Ví dụ trường hợp tỉnh An Giang là tỉnh đầu nguồn của vùng ĐBSCL nên trong thời gian tới, tiếp tục chịu tác động của xâm nhập mặn, nắng nóng và hạn hán kéo dài, đặc biệt vào mùa khô và được xem là khu vực đặc biệt nhạy cảm, dễ tổn thương trước tác động của BĐKH, nước biển dâng. Một số biểu hiện của BĐKH trên địa bàn tỉnh, như vấn đề nhiệt độ tăng cao, số lượng và chất lượng nguồn nước suy giảm, thiếu nước vào mùa khô, mưa lớn gây ngập lụt, sạt lở, ngập úng đô thị…

- Ví dụ ở các tỉnh miền Trung vào các đợt mưa lũ hàng năm luôn chịu ảnh hưởng nặng nề đến đời sống của người dân từ lũ lụt là do các hồ thuỷ điện xả lũ.

Thực tế yêu cầu, đã có không ít thiết kế nhà chống lũ được triển khai, từ đơn giản, giá rẻ cho đến những mô hình hiện đại, sáng tạo đột phá. Những thiết kế nhà chống lũ ở Việt Nam và các nước trên thế giới được triển khai hầu như đã mang lại hiệu quả thực sự cho người dân vùng lũ. Hầu hết các hộ dân được dự án Nhà chống lũ hỗ trợ đều an toàn và có thể chủ động chuẩn bị trước tình hình có thể xảy ra lụt.

1.2 Giới thiệu chung nhà lắp ghép có quy mô nhỏ

1.2.1 Khái niệm nhà lắp ghép

- Nhà lắp ghép là loại nhà có một số hoặc toàn bộ các bộ phận của ngôi nhà được sản xuất trước tại nhà xưởng và được vận chuyển đến địa điểm xây nhà để lắp ghép.

- Nhà lắp ghép là một sản phẩm được làm bằng các vật liệu cách âm, cách nhiệt tốt như các tấm panel - nano có tính thẩm mỹ cao. Hiện nay, loại hình nhà lắp ghép là một trong những mô hình còn khá mới ở nước ta nhưng lại khá phổ biến ở các nước tiên tiến như: Mỹ, Úc, Nhật Bản,…

- Nhà lắp ghép là kiểu nhà được lắp ghép với nhau từ những bộ phận riêng lẻ. Tất cả các kết cấu, phụ kiện của ngôi nhà như cột, dầm, tường, mái, cửa sổ, cửa đi…, đều được tính toán và sản xuất chính xác tại nhà máy theo từng mô đun. Sau khi hoàn thiện sẽ được mang ra công trường và tiến hành lắp ghép. Những bộ phận tạo nên ngôi nhà hoàn chỉnh sẽ được liên kết với nhau bằng vít và bu lông.

Hình 3. Các dạng mẫu nhà lắp ghép qui mô nhỏ thông dụng áp dụng cho một số thể loại công trình (nguồn tác giả)

- Trước đây khi nhắc đến nhà lắp ghép người ta thường nghĩ ngay đến những ngôi nhà chất lượng thấp, không kiên cố, được dựng lên tạm thời để sử dụng trong một thời gian ngắn. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các ngôi nhà lắp ghép hiện đại ngày nay thường gắn liền với chất lượng và hiệu quả hơn.

- Loại hình nhà này được thiết kế xây dựng là nhằm mục đích tiết kiệm kinh phí xây dựng cho chủ đầu tư. Công trình sau khi hoàn thiện vẫn đảm bảo các yêu cầu về độ bền vững, độ an toàn cho người sử dụng.

- Mô hình này không chỉ phổ biến với nhà ở mà còn được sử dụng nhiều cho các khu biệt thự nghỉ dưỡng mang phong cách riêng, nhà điều hành, siêu thị mini, nhà hàng, quán karaoke… sự linh hoạt trong việc ứng dụng đã mang đến nhiều điểm nổi trội cho mẫu nhà này, đó cũng là lý do tại sao xu hướng xây dựng nhà lắp ghép tại việt nam đang dần phổ biến trong những năm gần đây.

- Thực tế, Công ty 95 CONSTRUCTION nay là Công ty FASTHOME là nhà cung cấp từ tư vấn, thiết kế, thi công, vật liệu cho đến dịch vụ, báo giá trọn gói… Giảm áp lực cho chủ đầu tư trong việc lựa chọn thiết kế phù hợp, tính toán chi phí thi công, chi phí vật tư, giám sát công trình… Công ty có các bước thực hiện: Thiết kế → Sản xuất → Vận chuyển → Lắp đặt.

1.2.2 Tính năng nổi bật của nhà lắp ghép

a. Tiết kiệm chi phí xây dựng

Bên cạnh thời gian thi công ngắn, có thể giảm đến 60 - 80% so với cách làm truyền thống thì ưu điểm của mẫu nhà này được nhiều chủ đầu tư ưu tiên lựa chọn đó là tiết kiệm chi phí xây dựng, nhưng vẫn đảm bảo độ bền chắc và đáp ứng đủ công năng khi sử dụng. Theo tính toán của người thiết kế, một ngôi nhà lắp ghép có thể giảm đến 30 - 50% chi phí cho mỗi mét vuông so với nhà xây dựng theo phương cách truyền thống thông thường. Chi phí tiết kiệm này xuất phát từ yếu tố nhân công ít, vật liệu xây dựng ít, thời gian thi công ngắn và ở mọi điều kiện thời tiết. Vì vậy đây cũng là phương án cho nhiều chủ đầu tư tham khảo khi cần xây nhà với mức chi phí hợp lý.

b. Tính ứng dụng cao

Đặc điểm của thể loại nhà này là nền móng đơn giản nhưng vẫn đảm bảo kết cấu vững chắc, vì vậy có thể áp dụng ở bất kỳ địa hình nào từ nền bê tông, nền đất yếu và cho đến trên mặt nước, cũng như kể cả ở những vùng địa hình phức tạp hơn.

Quy trình thực hiện nhà ở lắp ghép không quá cầu kỳ, thực hiện nhanh chóng và đơn giản, thích hợp với nhiều địa hình như đồng bằng, đồi núi hay đô thị. Với kết cấu từ các loại thép chịu lực, cường độ cao chống muối mặn.

c. Bảo vệ môi trường

Vấn đề môi trường sống đang trở thành điểm nóng hiện nay, làm thế nào dể giảm rác thải, làm thế nào để tái chế lại các vật liệu xây dựng trong quá trình sử dụng và nhà lắp ghép đã giải quyết được vấn đề này. Bởi vì, khi xây nhà theo phương pháp truyền thống, vật liệu sẽ bị lãng phí trong quá trình sử dụng, nhưng đối với nhà lắp ghép lại khác, có thể tận dụng được các vật liệu để tái chế lại, giảm thiểu rác thải cho môi trường, đây là ưu điểm nổi bật trong việc bảo vệ môi trường.

d. Dễ dàng quản lý chất lượng công trình

Trước khi tiến hành lắp ghép, người thiết kế sẽ khảo sát địa thế xây dựng, đưa ra những phương án thiết kế tối ưu nhất. Cùng với đó nhà lắp ghép sẽ được sản xuất bởi trong nhà máy được bảo đảm và kiểm tra thường xuyên trong quá trình sản xuất, do đó sẽ kiểm tra được chất lượng và kiểm soát khi có vấn đề xảy ra. Quy trình khép kín này giúp chủ đầu tư dễ dàng quản lý được chất lượng công trình và đảm bảo quyền lợi của khách hàng.

e. Tính thẩm mỹ cao

Tính thẩm mỹ của những kiến trúc nhà theo hình thức lắp ghép cũng được đánh giá cao. Chủ đầu tư có thể lựa chọn nhiều phong cách khác nhau từ hiện đại cho đến giản đơn (các mẫu nhà vuông và phẳng) sẽ dễ dàng cho việc trang trí và kết hợp màu sắc nội thất bên trong. Hay những mẫu nhà trẻ trung, năng động với vẻ đẹp mộc mạc, đáp ứng theo nhiều sở thích của chủ đầu tư.

f. Dễ dàng nâng cấp và di chuyển

Một công trình xây dựng thông thường khi cần mở rộng phải tính toán kỹ lưỡng, nhưng với nhà lắp ghép lại rất dễ dàng cho phép mở rộng, thu hẹp khi cần, đảm bảo nhu cầu sinh hoạt. Bên cạnh đó, nhà lắp ghép cũng dễ dàng di chuyển đến nơi khác vì sử dụng giải pháp lắp ghép khá đơn giản, đây là giải pháp rất phù hợp với những nơi thường xuyên bị nước lũ dâng cao và những nơi có địa hình thi công hiểm trở, khó khăn trong việc vận chuyển và thi công nhà theo phương pháp truyền thống.

g. Tính bền vững

Không còn gói gọn trong tư duy cũ là nhà tạm, những ngôi nhà lắp ghép với hệ kết cấu khung thép được thiết kế cho hệ sàn, tường. Kết cấu nhà được liên kết thêm các tấm bê tông nhẹ hay panel - nano có độ bền không thua gì kết cấu bê tông cốt thép truyền thống.

h. Nhà ở lắp ghép có thể tái sử dụng

Cấu kiện nhà ở được liên kết bằng các hệ thống bu lông và vít nên việc lắp đặt cũng như tháo dỡ là rất đơn giản. Việc tái sử dụng sẽ tối ưu cho việc áp dụng đối với nhà lắp ghép có thời gian sử dụng ngắn như nhà điều hành dự án hoặc nhà trên các khu đất tạm. Khi hết mục đích sử dụng, có thể tháo dỡ và chuyển toàn bộ nhà qua vị trí khác để tái sử dụng. Theo đó chúng ta sẽ tiết kiệm được tối đa chi phí.

Hình 4. Sơ đồ đánh giá các tác động cho loại hình nhà lắp ghép

1.2.2 Một số ứng dụng của nhà lắp ghép

a. Trong thể loại nhà ở

Áp dụng đầu tiên của nhà lắp ghép có thể thấy đó là trong thể loại nhà ở. Thời gian thi công nhanh, không mất nhiều chi phí, linh hoạt trong việc thay đổi quy mô cũng như thiết kế mà vẫn đảm bảo công năng khi sử dụng.

Mô hình resort - nghỉ dưỡng đang ngày càng phổ biến. Chủ đầu tư mong muốn mang đến không gian khác lạ, ấn tượng nhưng vẫn tiện nghi cho khách hàng khi sử dụng, vì vậy việc lựa chọn hình thức nhà lắp ghép này sẽ là thiết thực và có thể thiết kế theo nhiều ý tưởng khác nhau, không có sự trùng lặp mà vẫn đảm bảo tính độc lạ trong mô hình kinh doanh này.

b. Trong thể loại nhà điều hành

Áp dụng đối với nhà lắp ghép ở thể loại nhà điều hành tại công trường và có thể thiết kế nhà điều hành hai tầng. Những mô hình nhà sử dụng trong thời gian ngắn để giảm thiểu chi phí và dễ dàng tái sử dụng và di chuyển đến các công trường khác tiếp theo.

c. Trong thể loại phòng học

Với việc lắp ghép nhanh và tiết kiệm thì nhà lắp ghép làm lớp học được ưu tiên cho việc xây dựng lớp học cho các học sinh đồng bào dân tộc thiểu số của các nhóm thiện nguyện. Nhà lắp ghép làm lớp học đảm bảo bền và chắc chắn sẽ cho học sinh ở vùng núi được đi học với môi trường tốt hơn.

d. Trong thể loại nhà vườn khu sinh thái

Mô hình nhà vườn từ nhà lắp ghép không còn xa lạ với chúng ta hiện nay. Đặc biệt là với những mô hình nhà vườn sản xuất cây trồng, cây ăn trái, thì hình thức nhà lắp ghép sẽ rất tiện lợi cho sinh hoạt cũng như công việc trông coi vườn, tiết kiệm tối da chi phí khi xây dựng.

e. Trong thể loại quán giải khát kết hợp vệ sinh công cộng

Để tiết kiệm chi phí đầu tư, nhiều chủ đầu tư đã lựa chọn mô hình nhà lắp ghép để thiết kế quán cà phê. Loại hình nhà này vừa đảm bảo tính sáng tạo mà lại mang đến sự mới lạ, thu hút khách hàng và đảm bảo vệ sinh môi trường đô thị và tiết kiệm chi phí vận hành.

2. Phương pháp nghiên cứu

a. Phương pháp tổng hợp dữ liệu

Phương pháp thu thập dữ liệu được sử dụng trong bài báo này bắt nguồn từ việc xem xét các tài liệu, bằng cách xem xét lý thuyết về cấu trúc, tiềm năng của nhà lắp ghép.

b. Phương pháp thực nghiệm

Đánh giá giải pháp thông qua các thiết kế thực nghiệm và thi công chuyển giao thực tế.

c. Phương pháp đồ họa mô hình và sơ đồ hóa

Hỗ trợ thực hiện các mô hình một cách cụ thể nhất cho các giải pháp và kết quả nghiên cứu.

d. Giới hạn nghiên cứu

Áp dụng cho nhà lắp ghép có qui mô nhỏ và có tính di chuyển được trên địa hình trên mặt đất và trên mặt nước trong đô thị

3. Kết quả và thảo luận

3.1 Phương thức thực hiện và các thành phần được lắp ghép

Hình 5. Sơ đồ cấu tạo nhà lắp ghép

3.1.1 Phần móng nhà

a. Móng nhà trên mặt đất

Nhà lắp ghép trên mặt đất được chia thành nhiều loại như móng đơn, thường được làm từ bê tông cốt thép và bê tông gạch tiếp nối với phần thân công trình cần có cột thép để tăng thêm sự kiên cố. Sau đó sẽ dùng bu lông chuyên dụng để liên kết giữa cột thép này với cột thép bên trên để bảo vệ phần liên kết giữa móng và thân công trình ổn định.

Hình 6. Cấu tạo móng BTCT đơn lẻ dành cho nhà lắp ghép hai tầng

b. Móng nhà trên mặt nước

- Công trình nổi trên mặt nước vẫn luôn phải đảm bảo điều kiện sinh hoạt như những ngôi nhà thông thường khác trên mặt đất. Nhưng loại công trình này được thiết kế theo dạng nhà lắp ghép với bao gồm cả mái, tường bao quanh, cửa ra vào, các đồ dùng và trang thiết bị tiện ích phục vụ nhu cầu sinh hoạt đời sống, văn hoá xã hội hàng ngày cho người sử dụng. Hơn nữa, hệ thống neo đậu cùng động cơ có thể giúp dịch chuyển ngôi nhà dễ dàng để phục vụ các mục đích của người sử dụng.

- Nhà nổi lắp ghép hay còn được biết đến là nhà thuyền hay nhà bè, là ngôi nhà về cơ bản sẽ giống như những căn nhà truyền thống, nhưng khác biệt ở chỗ ngôi nhà này hoàn toàn nổi trên mặt nước. Cấu tạo của ngôi nhà được chia làm hai phần, phần nổi trên mặt nước và phần chìm bên dưới nước. Phần nhà nổi trên mặt nước sẽ cần chú trọng đến việc lựa chọn vật liệu sử dụng như gỗ, sắt, vật liệu nhẹ,… Phía dưới nền nhà được thiết kế phao thùng hoặc phao hộp (Hình 15), để giảm được áp lực của căn nhà lên mặt nước.

Người ta có thể dùng neo hoặc dây thừng để buộc cố định giúp ngôi nhà không bị trôi đi xa. Hơn nữa, có thể dùng thuyền để kéo đẩy khi cần di chuyển, hoặc có thể gắn thêm động cơ và trang bị bánh lái giúp di chuyển ngôi nhà theo mong muốn.

Hình 7. Các giải pháp phao cho nhà lắp ghép nổi trên mặt nước (nguồn tác giả tổng hợp và [4])

3.1.2 Phần khung chịu lực

Đây là phần chịu tải trọng thẳng đứng và ngang nhờ hệ thống dầm và cột, được thiết kế thành hệ không gian chắc chắn. Thông thường phần khung thép của nhà lắp ghép được làm từ những trụ thép hình tròn hoặc hình chữ H và dùng xà gồ để kết nối lại với nhau.

Hình 8. Cấu tạo chi tiết liên kết sàn với móng và cột.

a. Thép hình hộp :

Sản phẩm chịu tải trọng công trình lớn. Các loại thép hộp mạ kẽm có tác dụng chống lại sự ô xi hóa từ môi trường, từ đó bảo vệ thép một cách tốt nhất. Tuổi thọ sản phẩm lâu dài, ít tốn chi phí bảo trì. Nhưng lại có nhược điểm là đối với các dạng thép hộp không mạ kẽm thì rất dễ bị gỉ sét, dẫn đến chất lượng thép bị giảm sút

b. Thép hình V

- Ứng dụng rất nhiều trong các công trình xây dựng và cũng là nguyên liệu sản xuất các sản phẩm máy móc, đồ gia dụng, bàn ghế… Thép hình chữ V được sản xuất theo tiêu chuẩn thép cường độ cao G350-450mpa, độ phủ kẽm Z120-275g/m2 theo tiêu chuẩn Châu Âu và Nhật Bản. Hiện nay một số loại thép hình chữ V thông dụng nhất là thép hình V ký hiệu (S275JR, S235JR, S355JR, ASTM A36, SS400, Q345B, Q235B, Q195 và thép hình V ký hiệu (60, 80, 100, 120, 125, 150, 175, 180, 200, 250, 300).

c. Tấm cemboard

Tên gọi thông dụng của loại vật liệu nhẹ hay còn gọi là cement board (còn quen gọi là tấm 3D xi măng, tấm bê tông nhẹ, tấm sim bo) có cấu tạo bằng xi măng dăm gỗ hoặc sợi cenlulo kết hợp với cát, chuyên dụng để làm trần, vách ngăn hay lót sàn với những ưu điểm như chống cháy, chịu nước, chịu lực tốt, tiếp kiệm thời gian thi công và chi phí so với các vật liệu truyền thống.

Hình 9. Chi tiết thanh liên kết và tấm vách, trần và lót sàn.

3.1.3 Phần liên kết vách ốp

Để tạo nên sự vững chắc cũng như tính thẩm mỹ của ngôi nhà thì không thể nào thiếu được công sức của kết cấu phụ. Thường được sử dụng như tấm panel - nano hoặc tấm nhựa ngoài trời đều mang đến tính thẩm mỹ, cách âm và cách nhiệt tốt.

Hình 10. Chi tiết liên kết tấm vách và tường (nguồn tác giả)

a. Tấm ốp - nano chống cháy

Tấm tích hợp cách nhiệt và trang trí nội ngoại thất tường bằng kim loại chủ yếu được làm bằng thép tấm mạ màu nhôm kẽm với công nghệ chống ô nhiễm nano trên bề mặt. Tấm thép chứa 55% nhôm, bề mặt sơn có độ bền cao với thời tiết về kháng và chống oxy hóa. Vật liệu cách nhiệt polyurethane tạo bọt, lớp dưới cùng là vải sợi tổng hợp lá nhôm, cũng có thể được tùy chỉnh thành tấm thép và chỉ sô chống cháy cao nhất là B1 và B2 . Quy cách độ dày tấm vách (9 mm, 15 mm) cho diện tích tấm có chiều rộng 390 mm, dài 5800 mm.

Hình 11. Cấu tạo tấm chịu nước và trang trí - panel - nano

b. Tấm ốp - nano chịu nước

- Với tính năng chịu nước và kháng khuẩn đặc biệt, tấm nhựa PVC rất thích hợp lắp đặt tại nhà bếp, phòng tắm,… Hay cả những nơi chịu ảnh hưởng khắc nghiệt của nhiệt độ, sự ăn mòn của muối axit như đồng bằng duyên hải miền Trung và các vùng ven biển thì tấm nhựa vẫn không bị phai màu và thay đổi các đặc tính vốn có.

- Tính năng chống thấm nước thích hợp lắp đặt tại những nơi có độ ẩm cao. Dễ dàng lắp đặt và chống trầy hiệu quả. Nơi có mật độ người di chuyển nhiều như quán ăn, tiệm cà phê,… dễ bị va chạm với tấm nhựa ốp tường cũng không lo bị trầy xước và dễ dàng vệ sinh.

3.1.4 Phần mái nhà

Chủ nhà có thể linh hoạt chọn nhiều vật liệu làm mái nhà như tôn chống nóng, tôn pu, tôn panel. Tùy thuộc vào nhu cầu, chi phí đầu tư của chủ nhà mà lựa chọn mái lợp phù hợp. Nhưng cần chú ý các tiêu chí như che chắn, chịu lực tốt, bảo vệ ngôi nhà khỏi các tác động của thời tiết như mưa, nắng, gió, bão, nên thông thường tấm lợp mái nhà lắp ghép sẽ có độ dày khoảng 50 - 100 mm.

Hình 12. Chi tiết liên kết tấm mái và trần nhà

3.1.5 Các chi tiết liên kết

Hầu hết các bộ phận trong căn nhà sẽ được modum hóa thành các phần để tiện cho việc di chuyển cũng như lắp đặt. Nên giải pháp để liên kết các phần này là sử dụng mối hàn và bu lông để tạo lên liên kết chặt chẽ cũng như tạo ra giải pháp thi công một cách nhanh chóng. Ngoài ra phần liên kết mái, cột và sàn sẽ giúp cho các phần liên kết được kết nối một cách liền mạch hơn.

Hình 13. Các hình thức chi tiết liên kết

3.2 Giải pháp tính toán kỹ thuật

- Phần kiến trúc phía trên cũng như bệ nổi là những bộ phận có tải trọng nhẹ. Có hai yêu cầu vật lý quan trọng ảnh hưởng đến sự ổn định của kết cấu nổi là lực nổi và trọng lượng. Ở đó lực nổi, có nghĩa là kết cấu phần trên mặt sàn không được lớn hơn lực nổi của kết cấu sàn. Độ ổn định trọng lượng là sự phân bổ trọng lượng trên bệ nổi (theo chiều ngang và chiều dọc) ảnh hưởng đến vị trí của trọng tâm (G trong Hình 16). Trọng tâm càng thấp thì toàn bộ cấu trúc càng ổn định (theo Ham, 2016). Thực tế, điều này có nghĩa là việc định vị hệ thống xử lý có trọng lượng dao động trên bệ nổi có những hạn chế. Những đặc tính vật lý này phải được tính đến khi lựa chọn các phương pháp thu gom hoặc hệ thống xử lý tiềm năng. Cả bể thu gom hoặc hệ thống xử lý đều không thể có trọng lượng quá lớn để tuân thủ giới hạn độ nổi và chúng phải được đặt trong hoặc trên các bệ theo cách tuân thủ các giới hạn về độ ổn định trọng lượng.

Hình 14. Các thông số hình học của nhà nổi (nguồn [2] & [3]).

Ghi chú: (H) - chiều cao sàn nhà; (h) - Phần sàn chìm; (F) - Phần sàn nổi; (LV, ALV) - Trọng tâm chịu lực gió thổi và diện tích chịu gió thổi; (C) - Trọng tâm của phần chìm dưới nước; (G) - Trọng tâm của phần nổi nhà phía trên; (ZWA)- Khoảng cách giữa trọng tâm chịu lực gió và mặt nước; (Zg) - Khoảng cách giữa trọng tâm phần nổi nhà phía trên và mặt đáy của sàn nhà; (Zc) - Khoảng cách giữa trọng tâm phần chìm dưới nước và mặt đáy của sàn nhà; (T) - Trọng lượng; (h0) - Chiều cao trọng lượng; θ0 - Góc nghiêng.

Hình 15. Thử nghiệm phân bố ứng suất (lực nổi tức thời) cho các yếu tố đáy của sàn nổi (nguồn [2])

- Theo tải trọng thu được ở mặt bằng nhà hai tầng (hình 17), là các tải trọng được áp dụng như sau: (1) - Trọng lượng bản thân của sàn nổi và các bộ phận chịu lực của công trình; (2) - Trọng lượng bản thân của sàn và mái; (3) - Tải trọng phục vụ trên kết cấu tầng một; (4)

- Tải trọng phục vụ trên kết cấu tầng hai; (5) - Tải trọng khi có tuyết; (6) - Tải trọng gió dọc theo trục chữ số; (7) - Tải trọng gió dọc theo trục chữ; (8) - Áp lực nước trên giàn nổi; (9) - Áp lực băng trên giàn nổi.

Theo kết quả mô hình liên quan giải pháp xây dựng của liên kết cấu trúc nhà nổi trên mặt nước, các bộ phận chịu tải lớn nhất là tấm trên cùng của sàn trong các nút neo của khung chịu lực và các vách tường bên của module phao nổi trong các liên kết nút giao. Bảng 1. Thực nghiệm thông số kỹ thuật điển hình cho nhà nổi lắp ghép hai tầng (nguồn [2])

3.3 Hiệu quả áp dụng các thể loại nhà lắp ghép

3.3.1 Hiệu quả các phương án nhà lắp ghép

a. Phương án ứng phó với biến đổi khí hậu

Việt Nam có địa hình vùng biển trải dài, đặc biệt ở các tỉnh ven biển khu vực duyên hải miền Trung, miền Nam và miền Tây Nam Bộ, nên bị ảnh hưởng về biến đổi khí hậu, môi trường. Những năm vần đây chúng ta đang phải đối mặt với những thiệt hại lớn đến từ lũ lụt, nước biển dâng đã nhấn chìm nhiều khu vực ở vùng trũng thấp. Bên cạnh đó cũng bị sạt lỡ do nước biển và do dòng chảy các dòng sông thay đổi nên đã gây nhiều tổn thương cho các vùng này trong đô thị và các khu vực xunh quanh. Vì vậy, phải cần một giải pháp nhà nổi lắp ghép để thích ứng với tình trạng này. Mô hình nhà trên mặt nước là một biện pháp phù hợp và cấp thiết để giải quyết tình trạng nước biển dâng và lũ lụt.

b. Phương án phục vụ kinh doanh và du lịch

Cùng với các đô thị gắn với sông hồ, Với nhu cầu ngày càng cao của du khách trong ngành dịch vụ, các nhà đầu tư kinh doanh cần có những ý tưởng sáng tạo và đột phá hơn cho các mô hình dịch vụ như khách sạn, nhà hàng, nhà ở nghỉ dưỡng… trên mặt bằng sàn nhà nổi sẽ là ý tưởng mới giúp thu hút lượng khách lớn. Hơn hết, sự độc đáo với không gian trên mặt nước giúp du khách được hòa mình vào không gian thiên nhiên rộng lớn cũng như chiêm ngưỡng được cảnh quan thiên nhiên, từ đó mang lại một trải nghiệm thật sự khó quên.

c. Phương án tính linh hoạt ở không gian diện tích nhỏ trong đô thị

Như đã đề cập ở phần (mục 1.1.1) về nhu cầu xây dựng nhà vệ sinh công cộng kết hợp kiosk bán hàng trong đô thị ở một số nước trên thế giới và tại Việt Nam. Vì vậy, từ những nhu cầu này nên áp dụng loại hình nhà lắp ghép qui mô nhỏ để giảm chi phí xây dựng, linh hoạt trong lắp dựng, sửa chữa và di chuyển khi có nhu cầu đối với các khu đất tạm thời hoặc do thay đổi không gian cảnh quan công cộng trong đô thị,..Ngoài ra, có thể áp dụng loại hình lắp ghép này cho các không gian nổi linh hoạt trên mặt nước trong đô thị.

Tuy hiện nay công nghệ nhà lắp ghép còn chưa được phổ biến rộng rãi ở Việt Nam. Nhưng do các nhu cầu này, cũng như do loại hình công trình này có nhiều tính ưu việt về các mặt đã được đánh giá ở các nội dung phía trên sẽ tạo ra sự phong phú về phương án giải pháp xây dựng và thiết kế kiến trúc tại Việt Nam trong điều kiện hiện nay và trong tương lại.

Hình 16. Nhu cầu giải pháp xây dựng nhà nổi lắp ghép trong đô thị hiện nay.

3.3.2 Hiệu quả áp dụng nhà nổi lắp ghép

a. Yêu cầu giải pháp kỹ thuật về xử lý môi trường

Thường được đặt lên hàng đầu cho thể loại công trình này, việc này sẽ mang lại lợi ích kép phục vụ công đồng xã hội cho thể loại bố trí theo các nhóm công trình nhà nổi lắp ghép, như phân tích ở sơ đồ (hình 17)

Hình 17. Sơ đồ giải pháp khi xây dựng nhà trên mặt nước (nguồn tác giả tổng hợp và[1])

b. So sánh hiệu quả xử lý nước thải vệ sinh cho các công trình nổi lắp ghép

 

Hình 18. Sơ đồ so sánh hiệu quả xử lý nước thải vệ sinh cho các công trình nổi lắp ghép (nguồn: [3])

 

Hình 19. Ống khử trùng bằng năng lượng mặt trời theo hình dạng Parabol (Ống chứa 25 Lít) (nguồn: Ubomba-Jaswa và cộng sự).

4. Kết luận

- Với những đánh giá, phân tích về thực trạng các vấn đề linh hoạt ứng dụng công trình nhà lắp ghép có qui mô nhỏ trong đô thị; về các tính năng nổi bật của nhà lắp ghép. Cũng như về giải pháp cho các phương thức thực hiện và cấu tạo lắp ghép; về giải pháp tính toán, yêu cầu kỹ thuật; về hiệu quả áp dụng các thể loại nhà lắp ghép. Như vậy, có thể nói rằng, loại hình nhà lắp ghép có qui mô nhỏ đáp ứng ở mọi điều kiện không gian, phục vụ mọi nhu cầu đối tượng trong xã hội, đặc biệt là các đối tượng cần tính linh hoạt về địa hình vị trí đặt công trình và đáp ứng nhanh chóng về thời gian và có chi phí thấp trong việc đầu tư xây dựng.

- Có thể tóm tắt một số hiệu quả cần đạt được trong xây dựng nhà lắp ghép:

+ Ảnh hưởng tốt đến môi trường về giảm sử dụng các nguồn tài nguyên, giảm phát thải rác, bụi, tiếng ồn trong quá trình thi công, tiết kiệm năng lượng trong sử dụng, tái chế sử dụng rác thải sinh hoạt, nước thải sử dụng công nghệ thiết bị được thiết kế, lắp đặt đạt hiệu quả cao.

+ Do áp dụng công nghệ module hóa trong thiết kế và sản xuất; quy trình lắp ghép tại xưởng và vận chuyển, nên việc xây dựng, lắp ghép hoàn thiện công trình đưa vào sử dụng trở nên nhanh chóng hơn, giúp giảm chi phí thời gian.

+ Có quy trình thi công, xây dựng đơn giản, giảm áp lực cho chủ đầu tư

Trần Đình Hiếu*, Trần Văn Hiếu**, 
Nguyễn Quốc Trúc* 
* Khoa Kiến trúc, Trường ĐH Thủ Dầu Một
** Công ty Fasthome

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Michael Brown, Sanitation in floating communities in Cambodia. Prepared for the Ministry of Rural development - October 2010.

[2]. Svitlana Shekhorkina, 2015, Basic principles of low-rise residential floating buildings design. International youth science forum “litteris et artibus”. in Lviv, Ukraine.

[3]. Solee van Roon, 2022, Designing a sanitation system for floating communities. Master thesis. Delft University of Technology

[4]. Nguyen Thi Thu Trang, 2016, Architectural Approaches to a Sustainable Community with Floating Housing Units Adapting to Climate Change and Sea Level Rise in Vietnam. International Joumal of Architectural and Environmental Engineering, Vol.10, No.2, pp.168-179. waset.org/Publication/10003734.

[5]. TS.KTS Trần Minh Tùng, 2017, https://kienviet.net/2017/10/17/nhung-doat-giai-cuoc-thi-fat2017-thiet-ke-nha-ve-sinh-cong-cong.

[6]. Vietnamnet, 2023, https://vietnamnet.vn/can-bo-cach-dau-tu-manh-mun-nha-ve-sinh-cong-cong-o-ha-noi-TP. HCM-2126371.html#.