Những bức tường được biết đến sớm nhất có niên đại từ thiên niên kỷ thứ 10 trước Công nguyên ở Jericho, được xây dựng bằng đá và gạch bùn (Kuijt và Goring-Morris 2002). Theo thời gian, các bức tường đã phát triển về vật liệu, kỹ thuật xây dựng và chức năng, phản ánh những tiến bộ về kiến ​​thức và công nghệ của con người. Ngày nay, các bức tường không chỉ giới hạn ở vai trò truyền thống mà còn góp phần tạo nên sự hấp dẫn về mặt thẩm mỹ, hiệu quả sử dụng năng lượng và tính bền vững của các tòa nhà. Khi ngành xây dựng toàn cầu tiếp tục phát triển, với quy mô thị trường dự kiến ​​là 10.5 nghìn tỷ USD vào năm 2023 (Quan điểm Xây dựng Toàn cầu và Kinh tế Oxford 2018), tầm quan trọng của những bức tường trong kiến ​​trúc và thiết kế hiện đại là không thể phủ nhận. Bài đăng trên blog này sẽ khám phá lịch sử phát triển, loại hình, chức năng và kỹ thuật xây dựng tường cũng như tác động môi trường và xu hướng tương lai của công nghệ tường.

Lịch sử phát triển của bức tường

Sự phát triển lịch sử của các bức tường có thể bắt nguồn từ các nền văn minh cổ đại, nơi chúng đóng vai trò là thành phần thiết yếu cho các khu định cư của con người. Những bức tường ban đầu được xây dựng chủ yếu bằng vật liệu tự nhiên như bùn, đá và gỗ, nhằm bảo vệ cơ bản khỏi thời tiết và những kẻ xâm nhập (Ching, 2014). Khi xã hội phát triển, sự phức tạp và phức tạp của kỹ thuật xây tường cũng tăng theo. Ví dụ, người La Mã đã giới thiệu việc sử dụng bê tông và gạch, cho phép tạo ra các công trình kiến ​​trúc bền vững và hoành tráng hơn (Lancaster, 2015).

Trong thời trung cổ, các bức tường đóng một vai trò quan trọng trong việc củng cố và phòng thủ, với việc xây dựng các lâu đài và tường thành trở thành biểu tượng của quyền lực và uy quyền (Toy, 1985). Cuộc cách mạng công nghiệp đã mang lại những tiến bộ đáng kể trong công nghệ tường, với sự ra đời của thép và bê tông cốt thép, cho phép xây dựng các công trình cao hơn và chắc chắn hơn (Friedman, 2012). Ngày nay, các bức tường tiếp tục phát triển, tập trung vào hiệu quả sử dụng năng lượng, tính bền vững và các vật liệu cải tiến nhằm đáp ứng nhu cầu đa dạng của xã hội hiện đại (Kibert, 2016).

Các loại tường dựa trên vật liệu

Tường, là thành phần thiết yếu của các tòa nhà, có thể được phân thành nhiều loại khác nhau dựa trên vật liệu được sử dụng trong xây dựng. Các vật liệu truyền thống bao gồm đá, gạch và gỗ, đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ do độ bền, tính sẵn có và tính thẩm mỹ của chúng (Ching, 2014). Trong thời gian gần đây, bê tông đã trở thành lựa chọn phổ biến để xây tường, mang lại độ bền và tính linh hoạt cao hơn. Ngoài ra, thép và kính thường được sử dụng trong kiến ​​trúc hiện đại, mang lại tính thẩm mỹ kiểu dáng đẹp và hiện đại đồng thời đảm bảo tính toàn vẹn về cấu trúc (Knaack và cộng sự, 2007).

Hơn nữa, vật liệu composite, chẳng hạn như bê tông khí chưng áp (AAC) và ván khuôn bê tông cách nhiệt (ICF), đã thu hút được sự chú ý trong ngành xây dựng nhờ hiệu quả sử dụng năng lượng và dễ lắp đặt (EPA, 2021). Những vật liệu này kết hợp những lợi ích của vật liệu truyền thống và hiện đại, mang lại hiệu suất nhiệt được cải thiện và giảm tác động đến môi trường. Tóm lại, việc lựa chọn vật liệu tường phụ thuộc vào các yếu tố như yêu cầu về kết cấu, sở thích về mặt thẩm mỹ và tính bền vững, với nhiều lựa chọn đa dạng có sẵn để phù hợp với nhiều nhu cầu và sở thích khác nhau.

Tường kết cấu và không kết cấu

Tường kết cấu và không kết cấu khác nhau về mục đích, kết cấu và khả năng chịu tải. Tường kết cấu, còn được gọi là tường chịu lực, là một phần không thể thiếu đối với sự ổn định của tòa nhà vì chúng hỗ trợ trọng lượng của kết cấu phía trên chúng, bao gồm mái, sàn và các bức tường khác. Những bức tường này thường được xây dựng bằng vật liệu chắc chắn như bê tông, gạch hoặc đá và được thiết kế để chịu được tải trọng và ứng suất đáng kể (Ching, 2014). Ngược lại, tường phi cấu trúc, thường được gọi là tường ngăn hoặc tường rèm, không chịu bất kỳ tải trọng nào và chủ yếu dùng để phân chia các không gian trong tòa nhà. Chúng thường được làm bằng vật liệu nhẹ như tấm thạch cao, kính hoặc gỗ và có thể dễ dàng loại bỏ hoặc thay đổi mà không ảnh hưởng đến tính toàn vẹn cấu trúc của tòa nhà (Allen & Iano, 2009). Ngoài ra, tường phi cấu trúc có thể cung cấp khả năng cách nhiệt, cách âm hoặc chống cháy, nhưng chức năng chính của chúng là tạo ra sự phân chia chức năng và thẩm mỹ trong một không gian (Chudley & Greeno, 2013).

Chức năng và mục đích của bức tường

Tường phục vụ vô số chức năng và mục đích trong xây dựng và kiến ​​trúc, góp phần đáng kể vào hiệu suất tổng thể và tính thẩm mỹ của một tòa nhà. Một chức năng chính của các bức tường là cung cấp sự hỗ trợ về mặt kết cấu, chịu tải trọng của tòa nhà và chuyển nó xuống nền móng (Ching, 2014). Ngoài ra, các bức tường còn đóng vai trò như một rào chắn, bảo vệ không gian bên trong khỏi các yếu tố bên ngoài như thời tiết, tiếng ồn và sự xâm nhập, từ đó đảm bảo sự an toàn và thoải mái cho người ở (Kibert, 2016).

Một mục đích thiết yếu khác của tường là tạo điều kiện cách nhiệt và tiết kiệm năng lượng. Bằng cách kết hợp các vật liệu cách nhiệt và sử dụng kỹ thuật xây dựng tiên tiến, các bức tường có thể điều chỉnh nhiệt độ trong nhà một cách hiệu quả và giảm mức tiêu thụ năng lượng (Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, 2017). Hơn nữa, các bức tường đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định không gian, ngăn cách các khu vực chức năng khác nhau trong tòa nhà và mang lại sự riêng tư cho người ở (Ching, 2014). Về mặt thẩm mỹ, các bức tường cung cấp một bức tranh cho nhiều cách hoàn thiện và xử lý khác nhau, cho phép các kiến ​​trúc sư và nhà thiết kế tạo ra những môi trường độc đáo và hấp dẫn về mặt thị giác (Kibert, 2016). Khi lĩnh vực xây dựng và kiến ​​trúc tiếp tục phát triển, các bức tường dự kiến ​​sẽ kết hợp các vật liệu và công nghệ tiên tiến, nâng cao chức năng và tính bền vững của chúng.

Kỹ thuật thi công tường

Kỹ thuật xây dựng tường trong ngành xây dựng đã phát triển đáng kể theo thời gian, với nhiều phương pháp khác nhau được sử dụng để đáp ứng các yêu cầu đa dạng về chức năng và thẩm mỹ. Các kỹ thuật truyền thống bao gồm xây, bao gồm việc sử dụng gạch, đá hoặc khối bê tông và khung gỗ, trong đó các thành phần kết cấu bằng gỗ được kết nối với nhau để tạo thành một khung cứng. Trong những năm gần đây, các phương pháp hiện đại như tấm đúc sẵn và ván khuôn bê tông cách nhiệt (ICF) đã trở nên phổ biến do hiệu quả sử dụng năng lượng và dễ lắp đặt (Chen và cộng sự, 2017).

Một kỹ thuật cải tiến khác là sử dụng tấm cách nhiệt cấu trúc (SIP), bao gồm lõi xốp cách nhiệt được kẹp giữa hai mặt kết cấu, thường được làm bằng ván dăm định hướng (OSB) hoặc ván ép (Rajendran và cộng sự, 2019). Phương pháp này mang lại hiệu suất nhiệt được cải thiện và giảm thời gian thi công so với các phương pháp truyền thống. Ngoài ra, xây dựng bằng đất nện, bao gồm việc nén hỗn hợp đất, nước và các chất ổn định trong ván khuôn, đã nhận được sự quan tâm trở lại do tính bền vững và tác động môi trường thấp (Jaquin và cộng sự, 2009). Tóm lại, ngành xây dựng tiếp tục phát triển và áp dụng các kỹ thuật xây dựng tường đa dạng để đáp ứng nhu cầu luôn thay đổi của các dự án xây dựng hiện đại.

Cách nhiệt và hiệu quả năng lượng trong tường

Cách nhiệt và tiết kiệm năng lượng trong xây dựng tường ngày càng trở nên quan trọng trong những năm gần đây do mối lo ngại ngày càng tăng về biến đổi khí hậu và nhu cầu giảm tiêu thụ năng lượng. Nhiều phương pháp và vật liệu khác nhau được sử dụng để nâng cao hiệu suất cách nhiệt của tường, cuối cùng góp phần tạo nên một môi trường xây dựng bền vững hơn. Một cách tiếp cận phổ biến là sử dụng vật liệu cách nhiệt, chẳng hạn như bông khoáng, polystyrene giãn nở (EPS) và bọt polyurethane, có thể được tích hợp vào cấu trúc tường hoặc được sử dụng làm lớp cách nhiệt bên ngoài hoặc bên trong (1).

Một kỹ thuật khác liên quan đến việc xây tường bằng vật liệu có khối lượng nhiệt cao, chẳng hạn như bê tông hoặc gạch, có thể lưu trữ và giải phóng nhiệt, từ đó ổn định nhiệt độ trong nhà và giảm nhu cầu năng lượng để sưởi ấm và làm mát (2). Ngoài ra, các hệ thống tường tiên tiến, chẳng hạn như ván khuôn bê tông cách nhiệt (ICF) và tấm cách nhiệt kết cấu (SIP), kết hợp các thành phần kết cấu và cách nhiệt để tạo ra vỏ bọc tòa nhà tiết kiệm năng lượng (3). Hơn nữa, các công nghệ tiên tiến, chẳng hạn như vật liệu thay đổi pha (PCM) và tấm cách nhiệt chân không (VIP), đang được khám phá để nâng cao hiệu suất nhiệt của tường hơn nữa (4). Những phương pháp và vật liệu này góp phần vào sự phát triển không ngừng của các phương pháp xây dựng tường bền vững và tiết kiệm năng lượng hơn.

Hoàn thiện và xử lý tường

Việc hoàn thiện và xử lý tường đóng một vai trò quan trọng trong việc nâng cao tính thẩm mỹ, độ bền và chức năng của các công trình xây dựng. Có nhiều loại hoàn thiện tường khác nhau trong xây dựng và kiến ​​trúc, đáp ứng các yêu cầu và sở thích đa dạng. Một loại phổ biến là sơn, cung cấp nhiều màu sắc, kết cấu và hoàn thiện khác nhau, chẳng hạn như mờ, sa tanh và bóng. Lớp hoàn thiện thạch cao, bao gồm đúc mịn, đúc thô và phủ cát, mang lại bề mặt linh hoạt và bền bỉ, phù hợp cho cả tường nội thất và ngoại thất.

Giấy dán tường, có nhiều mẫu và vật liệu, là một lựa chọn phổ biến khác cho các bức tường nội thất, giúp dễ dàng lắp đặt và tùy chỉnh. Ngoài ra, tấm gỗ và veneer mang lại vẻ ngoài ấm áp, tự nhiên và có thể được sử dụng cho cả mục đích kết cấu và trang trí. Trong những năm gần đây, các vật liệu cải tiến như kính, kim loại và tấm composite đã trở nên nổi bật, mang đến những khả năng thiết kế độc đáo và cải thiện đặc tính hiệu suất. Hơn nữa, các phương pháp xử lý tường bền vững, chẳng hạn như tường xanh và vật liệu thân thiện với môi trường, đang ngày càng được áp dụng để giảm thiểu tác động môi trường của việc xây dựng và thúc đẩy hiệu quả sử dụng năng lượng.

Tóm lại, sự đa dạng của các phương pháp hoàn thiện và xử lý tường hiện nay cho phép các kiến ​​trúc sư và nhà xây dựng tạo ra những không gian bền vững, hữu dụng và hấp dẫn về mặt thị giác, phục vụ các nhu cầu và sở thích cụ thể của người sử dụng (Ching, 2014; Allen & Iano, 2017).

Những bức tường nổi tiếng và ý nghĩa của chúng

Trong suốt lịch sử, các bức tường đã đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành xã hội và văn hóa. Một trong những bức tường nổi tiếng nhất là Vạn Lý Trường Thành của Trung Quốc, được xây dựng để bảo vệ đế quốc Trung Quốc khỏi sự xâm lược của các nhóm du mục khác nhau. Trải dài hơn 21,000 km, nó là biểu tượng cho sức mạnh kiến ​​trúc và quân sự cổ xưa của Trung Quốc (UNESCO, nd). Một bức tường đáng chú ý khác là Bức tường Berlin, chia cắt Đông và Tây Berlin từ năm 1961 đến năm 1989. Nó đóng vai trò là rào cản vật chất và ý thức hệ giữa thế giới cộng sản và tư bản trong Chiến tranh Lạnh (BBC, 2014). Bức tường phía Tây hay còn gọi là Bức tường than khóc là địa điểm linh thiêng đối với người Do Thái. Nằm ở Jerusalem, đây là phần cuối cùng còn sót lại của Ngôi đền thứ hai, đã bị người La Mã phá hủy vào năm 70 CN (Thư viện ảo Do Thái, thứ hai). Những bức tường này không chỉ có ý nghĩa lịch sử và văn hóa mà còn đóng vai trò như lời nhắc nhở về động lực quyền lực, xung đột và niềm tin tôn giáo đã định hình nền văn minh nhân loại.

Những bức tường trong nghệ thuật, kiến ​​trúc và thiết kế

Các bức tường đã đóng một vai trò quan trọng trong nghệ thuật, kiến ​​trúc và thiết kế trong suốt lịch sử, đóng vai trò vừa là yếu tố chức năng vừa là yếu tố thẩm mỹ. Trong kiến ​​trúc, các bức tường rất cần thiết để xác định không gian, cung cấp sự hỗ trợ về mặt kết cấu, cách nhiệt và bảo vệ khỏi các yếu tố bên ngoài. Việc lựa chọn vật liệu và kỹ thuật xây dựng có thể ảnh hưởng lớn đến hiệu quả sử dụng năng lượng, độ bền và diện mạo tổng thể của tòa nhà (Kibert, 2016).

Trong lĩnh vực nghệ thuật, các bức tường được dùng làm bức vẽ cho một số kiệt tác nổi tiếng nhất thế giới, chẳng hạn như những bức bích họa trong Nhà nguyện Sistine và nghệ thuật đường phố của Banksy. Việc tích hợp các yếu tố nghệ thuật vào các bức tường có thể biến một vách ngăn đơn giản thành một đặc điểm nổi bật về mặt thị giác, nâng cao thiết kế tổng thể và bầu không khí của một không gian (Pallasmaa, 2012). Hơn nữa, các bức tường đã được sử dụng trong nhiều lĩnh vực thiết kế khác nhau, chẳng hạn như thiết kế nội thất, kiến ​​trúc cảnh quan và quy hoạch đô thị, để tạo ra môi trường năng động và hấp dẫn. Những đổi mới trong công nghệ tường, chẳng hạn như tường xanh và tường thông minh, đang mở đường cho các giải pháp thiết kế mang tính tương tác và bền vững hơn (Yeang, 2013).

Tác động môi trường và tính bền vững của tường

Tác động môi trường của các bức tường là mối quan tâm đáng kể trong ngành xây dựng, vì chúng góp phần làm cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, tiêu thụ năng lượng và phát thải khí nhà kính. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế, lĩnh vực xây dựng chiếm khoảng 36% mức tiêu thụ năng lượng toàn cầu và gần 40% lượng khí thải CO2 (IEA, 2020). Một cách để giảm thiểu tác động môi trường của các bức tường là kết hợp tính bền vững vào công trình xây dựng của chúng. Điều này có thể đạt được thông qua việc sử dụng các vật liệu thân thiện với môi trường, chẳng hạn như tài nguyên tái chế hoặc tái tạo và bằng cách sử dụng các kỹ thuật xây dựng tiết kiệm năng lượng. Ví dụ, việc sử dụng ván khuôn bê tông cách nhiệt (ICF) có thể giảm mức tiêu thụ năng lượng tới 70% so với xây dựng khung gỗ truyền thống (PCA, 2017). Ngoài ra, những bức tường xanh hoặc tường sống, kết hợp thảm thực vật vào thiết kế, có thể cải thiện chất lượng không khí, giảm hiệu ứng đảo nhiệt đô thị và cung cấp môi trường sống cho động vật hoang dã (Mái nhà xanh cho thành phố lành mạnh, 2018). Bằng cách xem xét tác động môi trường của các bức tường và thực hiện các hoạt động bền vững, ngành xây dựng có thể giảm đáng kể lượng khí thải carbon và đóng góp cho một tương lai bền vững hơn.

Xu hướng và đổi mới trong tương lai trong công nghệ tường

Tương lai của công nghệ tường được đánh dấu bằng những đổi mới nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, tính bền vững và khả năng thích ứng. Một tiến bộ như vậy là sự phát triển của vật liệu tự phục hồi, có thể tự sửa chữa các vết nứt và hư hỏng, từ đó kéo dài tuổi thọ của tường và giảm chi phí bảo trì (Dry, 1994). Ngoài ra, việc tích hợp công nghệ nano trong xây dựng tường dự kiến ​​sẽ cải thiện tính chất cách nhiệt và hiệu suất tổng thể (Auffan và cộng sự, 2009). Hơn nữa, việc kết hợp các công nghệ thông minh, như cảm biến và thiết bị IoT, sẽ cho phép các bức tường giám sát và ứng phó với những thay đổi của môi trường, tối ưu hóa mức tiêu thụ năng lượng và sự thoải mái trong nhà (Atzori và cộng sự, 2010).

Về tính bền vững, các vật liệu dựa trên sinh học, chẳng hạn như bê tông gai dầu và sợi nấm, đang thu hút được sự chú ý như những lựa chọn thay thế thân thiện với môi trường cho các vật liệu xây dựng truyền thống (Rhyner và cộng sự, 2016). Những vật liệu này không chỉ làm giảm tác động môi trường của việc xây tường mà còn mang lại các đặc tính cách nhiệt và cách âm được cải thiện. Cuối cùng, hệ thống tường mô-đun và đúc sẵn đang nổi lên như một xu hướng trong ngành xây dựng, cho phép quá trình xây dựng nhanh hơn và hiệu quả hơn, cũng như tăng tính linh hoạt trong thiết kế và khả năng thích ứng với nhu cầu trong tương lai (Gibb, 2001). Khi công nghệ tường tiếp tục phát triển, những đổi mới này sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc định hình môi trường xây dựng và giải quyết các thách thức toàn cầu liên quan đến tiêu thụ năng lượng, cạn kiệt tài nguyên và biến đổi khí hậu.

dự án

• Atzori, L., Iera, A., & Morabito, G. (2010). Internet vạn vật: Một cuộc khảo sát. Mạng máy tính, 54(15), 2787-2805.
• Auffan, M., Rose, J., Bottero, JY, Lowry, GV, Jolivet, JP, & Wiesner, MR (2009). Hướng tới định nghĩa về các hạt nano vô cơ từ góc độ môi trường, sức khỏe và an toàn. Công nghệ nano tự nhiên, 4(10), 634-641.
• Khô, CM (1994). Sửa chữa và lấp đầy vết nứt ma trận bằng cách sử dụng các chế độ chủ động và thụ động để giải phóng hóa chất theo thời gian thông minh từ sợi vào ma trận xi măng. Vật liệu và Cấu trúc Thông minh, 3(2), 118-123.
• Gibb, AG (2001). Tiêu chuẩn hóa và lắp ráp trước: phân biệt huyền thoại với thực tế bằng cách sử dụng nghiên cứu trường hợp. Quản lý Xây dựng & Kinh tế, 19(3), 307-315.
• Rhyner, CR, Schwartz