Các nhà thầu cần lường trước những thách thức nào trong quản lý dự án khi lựa chọn vật liệu cho tường ngoại thất bằng kính?

Các bức tường kính ngoại thất thường được thực hiện thông qua hệ thống tường rèm sử dụng khung nhôm do tỷ lệ độ bền trên trọng lượng, khả năng đùn và khả năng chống ăn mòn của nhôm. Việc tích hợp đòi hỏi phải thiết kế các tấm kính sao cho phù hợp với các cấu hình thanh dọc/thanh ngang tiêu chuẩn hoặc kích thước hốc mô-đun lắp ghép, chỉ định gioăng hoặc keo silicon kết cấu tương thích, và đảm bảo các chi tiết cách nhiệt để giảm thiểu sự dẫn nhiệt. Các khu vực vách ngăn (các phần mờ đục) được phối hợp với các tấm cách nhiệt, kính sơn mặt sau hoặc tấm ốp kim loại để che giấu sàn nhà và lớp cách nhiệt. Các chi tiết giao diện—tại các cạnh sàn, cột và đường mái—phải cho phép chuyển động và duy trì tính liên tục của các lớp chắn không khí và nước. Việc lắp đặt tấm chắn, kiểm soát hơi nước và chuyển tiếp sang các hạng mục khác (tường rèm sang mặt tiền cửa hàng, cửa ra vào và lam chắn) đòi hỏi bản vẽ thi công phối hợp và trình tự thi công rõ ràng. Khung nhôm có thể chấp nhận nhiều kiểu xử lý cạnh kính khác nhau (vát cạnh, đánh bóng) và phù hợp với hệ thống cố định điểm hoặc kẹp. Đối với tường rèm lắp ghép, kính được lắp đặt tại nhà máy thành các mô-đun được cẩu vào vị trí, giúp đơn giản hóa công việc tại công trường. Tính tương thích của vật liệu, dung sai giãn nở nhiệt và các chiến lược bịt kín là rất quan trọng để tích hợp bền vững.

Kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt bao gồm kiểm tra sản xuất tại nhà máy, xác minh bản vẽ thi công, xem xét chứng nhận vật liệu và mô hình thử nghiệm. Mô hình thử nghiệm cần mô phỏng việc lắp ráp tấm kính, các giao diện và neo giữ điển hình, và được kiểm tra khả năng chống thấm nước (ASTM E1105/CWCT), chống rò rỉ khí (ASTM E283), hiệu suất kết cấu (ASTM E330) và hiệu suất nhiệt khi cần thiết. Các tấm kính cách nhiệt cần được lấy mẫu và kiểm tra theo ASTM E2190 hoặc EN 1279 về lượng khí, độ bền của lớp niêm phong và điểm sương. Các tấm kính nhiều lớp cần được xác minh độ bám dính giữa các lớp và chất lượng quang học. Khảo sát kích thước tại công trường trước khi chế tạo giúp giảm thiểu các vấn đề về lắp đặt. Trong quá trình lắp đặt, các thanh tra mặt tiền bên thứ ba cần chứng kiến ​​việc siết chặt neo, thi công chất bịt kín và lắp đặt hệ thống thoát nước; kiểm tra nhiệt ảnh và kiểm tra không khí/nước tại công trường trong quá trình hoàn thiện sẽ xác minh hiệu suất. Hồ sơ tài liệu—khả năng truy xuất nguồn gốc lô kính, chứng chỉ tôi kính và báo cáo thử nghiệm của nhà sản xuất—hỗ trợ bảo hành dài hạn. Sau khi lắp đặt, các thử nghiệm vận hành và kiểm tra lỗi đảm bảo tuân thủ hiệu suất thiết kế trước khi bàn giao.

Kính nhìn chung không bắt lửa, nhưng các mặt tiền có diện tích kính lớn cần phải phối hợp chiến lược phòng cháy chữa cháy cẩn thận. Các yếu tố an toàn cháy nổ cần xem xét bao gồm sự đóng góp của mặt tiền vào sự lan truyền lửa theo chiều dọc và chiều ngang, tính toàn vẹn của việc phân vùng và hiệu suất khi tiếp xúc với nhiệt bức xạ. Kính và khung kết cấu chống cháy (với các tiêu chuẩn về độ bền và khả năng cách nhiệt) có sẵn cho các khu vực cần phân tách chống cháy; các hệ thống này thường sử dụng các sản phẩm kính chống cháy chuyên dụng và khung thép hoặc khung chống cháy. Đối với các mặt tiền không được xếp hạng chống cháy, các nhà thiết kế phải đảm bảo rằng mặt tiền không cho phép lửa lan truyền giữa các tầng hoặc các tòa nhà liền kề; điều này có thể bao gồm các rào chắn lửa, thiết kế vách ngăn và hạn chế các vật liệu dễ cháy trong khoang mặt tiền. Chiến lược thoát hiểm và sơ tán phải xem xét sự di chuyển của khói bị ảnh hưởng bởi các giếng trời lớn có kính và cung cấp các hệ thống kiểm soát khói, điều áp và các tuyến đường được bảo vệ. Nhiệt bức xạ bên ngoài trong đám cháy có thể gây vỡ kính; do đó, các chiến lược dự phòng - chẳng hạn như kính nhiều lớp để giữ các tấm kính và hạn chế nguy cơ rơi vỡ - được khuyến nghị trong một số trường hợp. Tuân thủ các quy định về phòng cháy chữa cháy địa phương (IBC, NFPA hoặc các quy định tương đương quốc gia) và tham khảo ý kiến ​​của các kỹ sư phòng cháy chữa cháy ngay từ giai đoạn thiết kế là điều cần thiết.

Các yếu tố ảnh hưởng đến tổng chi phí bao gồm loại kính (kính nhiều lớp, kính Low-E, kính ba lớp cách nhiệt), vật liệu khung và hiệu suất nhiệt (khung nhôm cách nhiệt, mô-đun lắp ghép), mức độ tiền chế (lắp ghép so với lắp ráp từng phần), độ phức tạp của mặt tiền (tấm cong, điểm cố định) và hậu cần dự án (tiếp cận công trường, yêu cầu cần cẩu, kho lưu trữ). Các yêu cầu về hiệu suất—xếp hạng cách âm cao, khả năng chống nổ hoặc đạn đạo, kính động hoặc hệ thống quang điện tích hợp—làm tăng chi phí đầu tư ban đầu. Mô hình thử nghiệm, kiểm tra và nhân công lắp đặt chuyên nghiệp (chuyên gia mặt tiền) làm tăng ngân sách. Thời gian thực hiện ảnh hưởng đến rủi ro về tiến độ và chi phí vận chuyển nhanh. Chi phí dài hạn bao gồm bảo trì, chi phí thay thế kính và tác động đến hiệu suất năng lượng; đầu tư ban đầu cao hơn vào kính hiệu suất cao có thể làm giảm chi phí vận hành. Mô hình hợp đồng (thiết kế-hỗ trợ, thiết kế-xây dựng hoặc thiết kế-đấu thầu-xây dựng truyền thống) ảnh hưởng đến rủi ro thay đổi đơn đặt hàng và chi phí dự phòng. Cuối cùng, chiết khấu theo số lượng, mối quan hệ với nhà cung cấp và kích thước mô-đun tiêu chuẩn có thể làm giảm chi phí đơn vị cho các dự án lớn, trong khi các tấm đặt làm riêng và hình dạng phức tạp làm tăng chi phí. Phân tích giá trị sớm và phân tích chi phí vòng đời giúp chủ đầu tư tối ưu hóa chi tiêu.

Hiệu suất cách âm ảnh hưởng trực tiếp đến sự thoải mái, riêng tư và năng suất của người sử dụng trong môi trường đô thị. Kính nguyên khối tiêu chuẩn cung cấp khả năng cách âm hạn chế; các đơn vị kính cách nhiệt với độ sâu khoang tăng lên và các tấm kính dày hơn giúp cải thiện khả năng giảm truyền âm. Kính nhiều lớp với các lớp xen kẽ đàn hồi nhớt giúp giảm đáng kể tiếng ồn truyền qua không khí bằng cách làm giảm rung động truyền đi, hữu ích cho các mặt tiền hướng ra đường cao tốc, đường sắt hoặc sân bay. Việc kết hợp các tấm kính không đối xứng (độ dày khác nhau) trong các đơn vị kính cách nhiệt giúp giảm truyền tần số đồng thời và cải thiện giá trị STC/Rw tổng thể. Các yêu cầu về cách âm cần được xác định sớm – đối với không gian văn phòng hoặc nhà ở hướng ra các nguồn tiếng ồn lớn, các chỉ số mặt tiền mục tiêu (ví dụ: giá trị Rw hoặc STC) sẽ quyết định việc lựa chọn kính, chiều rộng thanh đệm và chiến lược bịt kín khung. Chi tiết lắp đặt rất quan trọng: các lớp bịt kín chu vi kín khí, vật liệu cách nhiệt trong các vùng vách ngăn và các thanh dọc được xếp hạng cách âm ngăn chặn các đường truyền âm phụ làm suy yếu hiệu suất của kính. Cách ly rung động của các lỗ xuyên cơ khí và thiết kế HVAC phù hợp cũng góp phần vào hiệu suất cách âm cảm nhận được. Mô hình hóa âm thanh và thử nghiệm mẫu (tại chỗ hoặc trong phòng thí nghiệm) xác nhận rằng các hệ thống mặt tiền đáp ứng các mục tiêu hiệu suất.

Các mặt tiền có nhịp lớn đòi hỏi hệ thống chịu lực được thiết kế kỹ thuật: hệ thống khung dọc và ngang cho nhịp vừa phải; tường rèm khung dọc dày với biên dạng sâu hơn cho nhịp lớn hơn; hệ thống lắp ghép sẵn để truyền tải trọng được kiểm soát tại nhà máy trên các mô-đun lớn hơn; và hệ thống kính kết cấu (liên kết silicon) cho tính thẩm mỹ không khung, trong đó bản thân kính đóng vai trò như lớp phủ được hỗ trợ bởi khung ẩn. Các phụ kiện mạng nhện cố định điểm và lưới cáp truyền tải trọng thông qua các điểm riêng biệt phù hợp với tầm nhìn tối thiểu và các tấm phẳng lớn; các hệ thống này yêu cầu phân tích phần tử hữu hạn chính xác để đảm bảo ứng suất tập trung vẫn nằm trong giới hạn cho phép của kính. Đối với nhịp rất lớn, khung phụ bằng thép hoặc giàn thép kết cấu có thể được sử dụng để phân phối tải trọng cho kết cấu chính trong khi vẫn duy trì mặt tiền trong suốt. Hệ thống thanh căng và dây giằng có thể cung cấp sự ổn định trong một số hình dạng nhất định. Trong mọi hệ thống, các mối quan tâm chính bao gồm việc đáp ứng các giới hạn độ võng, đảm bảo đường truyền tải trọng cho lực gió và động đất, và chi tiết các cơ chế an toàn dự phòng (giá đỡ phụ, kính nhiều lớp). Việc lựa chọn cân bằng giữa ý đồ thẩm mỹ, tính khả thi về kết cấu, khả năng thi công và chi phí.