Mặt tiền hai lớp hoạt động như thế nào và có những ưu, nhược điểm gì?

Mặt tiền hai lớp hay còn gọi là mặt tiền kép là hệ thống mặt tiền bao gồm hai lớp, thường là kính trong đó không khí lưu chuyển ở khoang trung gian. Không gian đệm này đóng vai trò cách nhiệt, gió và âm thanh, cải thiện hiệu suất nhiệt của tòa nhà ở cả nhiệt độ cao và thấp. 

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mặt tiền hai lớp

Mặc dù khái niệm mặt tiền hai lớp không phải là mới nhưng xu hướng sử dụng giải pháp này ngày càng tăng, đặc biệt trong các tòa nhà chọc trời. Bởi giải pháp này có mặt tiền trong suốt, tiện nghi về nhiệt và thính giác, giảm chi phí điều hòa không khí và loại bỏ nhu cầu về công nghệ dành riêng cho cửa sổ. 

Cấu tạo của mặt tiền hai lớp gồm 2 lớp: lớp ngoài cùng thường đa dạng về chất liệu, có thể là gỗ, kim loại, gạch hoa gió… và lớp bên trong bằng kính chắc chắn. Hai lớp cấu tạo này được thiết kế cách nhau một khoảng từ 20cm đến 2m tùy ý đồ thiết kế của kiến trúc sư. Lớp bên ngoài có vai trò như một lớp che chắn, bảo vệ ngôi nhà. Lớp kính bên trong có khả năng cách nhiệt, chống ồn hiệu quả. Chất liệu và độ dày của kính cũng được tính toán hợp lý để có thể chịu lực tốt nhất. 

Ngoài ra, mặt tiền hai lớp có thể thích ứng tốt với thời tiết khí hậu thay đổi bất thường. Thông qua những sửa đổi nhỏ, chẳng hạn như mở hoặc đóng các cánh gió vào hoặc cửa ra hoặc kích hoạt bộ tuần hoàn không khí, hoạt động của mặt tiền sẽ được thay đổi. Chính tính linh hoạt này khiến giải pháp này ngày càng được ưa chuộng.

Đặc biệt là tại các nước có khí hậu nhiệt đới theo mùa thay đổi rõ rệt, độ chênh lệch nhiệt độ giữa các mùa lớn như ở Vietnam. Giải pháp mặt tiền 2 lớp tạo ra khoảng không gian đệm làm ổn định nên nhiệt độ bên trong và bên ngoài nhà hiệu quả. Một cỗ máy tự động Làm mát mùa hè – giữ ấm mùa đông.

Ở những vùng (mùa) thời tiết lạnh, đệm không khí hoạt động như một rào cản đối với sự mất nhiệt. Không khí được làm nóng bằng ánh mặt trời chứa trong khoang có thể làm nóng không gian bên ngoài kính, làm giảm nhu cầu sử dụng hệ thống sưởi trong nhà.

Ở những vùng (mùa) thời tiết nóng, khoang có thể được thông hơi ra bên ngoài tòa nhà để giảm thiểu lượng năng lượng mặt trời hấp thụ và giảm tải làm mát. Nhiệt dư thừa được thoát ra thông qua một quá trình được gọi là hiệu ứng ống khói, trong đó sự khác biệt về mật độ không khí tạo ra chuyển động tròn khiến không khí ấm hơn thoát ra ngoài. Khi nhiệt độ không khí trong khoang tăng lên, nó sẽ bị đẩy ra ngoài mang theo một làn gió nhẹ ra xung quanh đồng thời cách ly chống lại sự tăng nhiệt.
ngoài ra lớp vỏ bên ngoài đóng vai trò cản nắng chống bức xạ nhiệt rất hiệu quả.

Ưu, Nhược điểm của giải pháp mặt tiền hai lớp

Ưu điểm:

• Giảm thiểu điện năng: Mặt tiền hai lớp kính giúp giảm nhu cầu làm mát hay sưởi ấm cho không gian bên trong. Vì thế, giúp tiết kiệm năng lượng và chi phí vận hành ngôi nhà một cách đáng kể. 

• Cải thiện khả năng chống ồn: Mỗi lớp mặt tiền đóng vai trò như một lớp ‘màng chắn’ để ngăn chặn tiếng ồn từ bên ngoài tác động vào ngôi nhà. 

• Lấy sáng, thông gió cho không gian: Thay vì những bức tường gạch kín, mặt tiền hai lớp với chất liệu kính, gạch hoa gió… tạo ra những khoảng hở giúp gió và ánh sáng dễ dàng đi qua. Từ đó đem đến nguồn không khí tươi mát, trong lành cho không gian sống. Vì thế, đây cũng là một trong những giải pháp giúp nhà ống/nhà phố lấy sáng, thông gió hiệu quả.
• Cân bằng ổn định nhiệt và khí hậu nhất là những khu vực có nhiệt độ chênh lệch giữa ngày – đêm cao, vùng khí hậu gió mùa…
• Tạo hiệu ứng Kiến trúc đặc biệt: Việc bố trí mặt tiền 2 lớp có chủ định sẽ tạo ra hiệu ứng kiến trúc và thay đổi cảm nhận không gian.
  Như hiệu ứng ánh sáng, bóng đổ, hiệu ứng vật liệu chất cảm, âm thanh…

Nhược điểm:

Tuy nhiên, giải pháp này cũng có những nhược điểm nhất định: 

• Chi phí xây dựng ban đầu cao hơn nhiều: Vì có tới hai lớp mặt tiền và bằng các vật liệu khác nhau nên chi phí đầu tư ban đầu sẽ cao hơn. 

• Tiêu tốn không gian: Có những công trình chỉ giữ khoảng khoảng đệm (khoảng hở giữa hai lớp mặt tiền) ở mức 20cm nhưng có những công trình cần mở rộng và gia tăng về chiều cao khiến kích thước của ngôi nhà bị ảnh hưởng. 

• Nhu cầu bảo trì: Mặt tiền hai lớp thường sử dụng ít nhất hai loại vật liệu khác nhau. Vậy nên, sẽ cần luân phiên hoặc đồng thời bảo trì cả 2 lớp. 

• Nó có thể không hoạt động bình thường nếu bối cảnh thay đổi đáng kể (ví dụ như bị che khuất bởi các tòa nhà khác).

Nhìn chung, mặt tiền hai lớp là giải pháp ổn định khí hậu nhà ở hiệu quả, giúp căn nhà không phụ thuộc nhiều vào các điều kiện bên ngoài (bức xạ mặt trời, nhiệt độ bên ngoài) ảnh hưởng trực tiếp đến sự thoải mái bên trong và chất lượng cuộc sống của người dùng. Do đó, thiết kế này là phương án cần thiết cho từng trường hợp, đáng tham khảo. Tuy nhiên việc áp dụng thiết kế mặt tiền 2 lớp đòi hỏi kiến thức chi tiết về hướng mặt trời, bối cảnh, bức xạ cục bộ, điều kiện nhiệt độ, sức chứa của tòa nhà… để có kết quả tối ưu, tránh lãng phí.

Xem thêm: Giải pháp “rèm gạch”: Kiểm soát tác động của mặt trời và tăng tính bền vững.