Nhôm trong xây dựng

 
Cầu đi bộ ở thị trấn Bor, vùng Nizhny Novgorod

Ở Nga, các giải pháp về nhôm được sử dụng cả trong việc xây dựng các tòa nhà và cơ sở hạ tầng hiện đại cũng như trong các dự án nhằm bảo tồn các kiến trúc mang tính di tích và di sản lịch sử. Nhôm là sản phẩm được quan tâm đến do có những tính chất đặc biệt. Trong đó có thể kể đến một số đặc tính như trọng lượng riêng thấp, khả năng chống ăn mòn và độ bền cao.

Gần đây, với sự quan tầm không ngừng tăng lên đối với sự phát triển bền vững về sinh thái và bảo vệ khí hậu, đặc biệt là với việc đưa ra các nguyên tắc xây dựng “xanh” thì khả năng có thể tái chế nhôm có ý nghĩa quan trọng. Hiện nay, khoảng trên thế giới khoảng 75% nhôm đã được sản xuất vào một thời điểm nào đó tiếp tục được sử dụng sau khi được tái chế. Cùng với việc trên thế giới hoạt động đánh giá tính sinh thái của các tòa nhà ngày càng phổ biến trong suốt cả vòng đời của chúng thì phương pháp sản xuất và lượng khí thải carbon của các vật liệu được sử dụng trong tòa nhà ngày càng được chú trọng. Nhôm ở Nga được công ty RUSAL sản xuất bằng cách sử dụng năng lượng sạch tái tạo do các nhà máy thủy điện của Nga cung cấp, đảm bảo lượng khí thải carbon thấp của vật liệu xây dựng được sản xuất từ nguyên liệu này. RUSAL là nhà sản xuất nhôm "xanh" lớn nhất thế giới với lượng khí thải carbon thấp.

Như vậy, việc bảo vệ khí hậu ở Nga không chỉ được đảm bảo bởi tính nhẹ nhàng trong việc xử lý vật liệu xây dựng bằng nhôm mà còn bởi tác động tối thiểu đến khí hậu trong quá trình sản xuất nhôm nguyên sinh để tạo ra các vật liệu.

Đây là sự lựa chọn có ý thức của các kiến ​​trúc sư, chủ đầu tư và các công ty xây dựng thiên về vật liệu thân thiện với môi trường.

Đặc tính của các cấu trúc từ hợp kim nhôm:

ü    Hiệu quả về mặt năng lượng

ü    Không có tạp chất độc hại trong thành phần của các vật liệu

ü    Sạch vi khuẩn trên bề mặt

ü    Có thể hoàn toàn tái chế và sử dụng lại vật liệu

ü    Sử dụng các công nghệ loại bỏ lượng khí thải carbon dioxide vào khí quyển để sản xuất vật liệu kết cấu

Các giải pháp từ nhôm không chỉ được sử dụng trong việc xây dựng các tòa nhà mới mà còn được sử dụng để tái thiết các tòa nhà lịch sử mang tính biểu tượng. Một trong những ví dụ nổi bật nhất là việc xây dựng lại Bảo tàng Bách khoa ở Mátxcơva, một trong những bảo tàng khoa học và kỹ thuật lâu đời nhất trên thế giới (được xây dựng từ năm 1872 đến năm 1907). Lần đầu tiên ở Nga, trong quá trình xây dựng lại cấu trúc mái trong suốt cho một tổ hợp công trình công cộng lớn như vậy với diện tích trên 3,5 nghìn mét vuông đã sử dụng kết cấu từ nhôm chứ không phải là thép! Tấm lợp nhôm mờ trông hiện đại và đẹp mắt, ngoài ra nó còn có tính năng tốt.

Ảnh mái nhà Bảo tàng

Giải pháp nhôm còn được sử dụng việc trong xây dựng các công trình xã hội - bệnh viện, các khung nhà trẻ, trường học lắp ghép dễ di chuyển. 

Ưu điểm của tòa nhà mô-đun từ nhôm:

• Có thể tái sử dụng trong thời gian 25 năm.

• Giảm công việc trên công trường tới 50%.

• Giá trị thu hồi cao khi tái chế.

Các giải pháp nhôm trong xây dựng :

• Mức che phủ khoảng rộng (che phủ cho các công trình thể thao, công trình công cộng và công nghiệp với các khoảng rộng lớn không cần trụ đỡ từ 35 đến 110 mét)

• Vỏ cấu trúc tự hỗ trợ hoặc cấu trúc trong suốt

• Tòa nhà mô-đun dạng khối

• Các hệ thống mặt tiền thông gió

• Cửa sổ, kính màu và lối vào

• Hệ thống kính mô-đun

• Các block dành cho điều hòa không khí

• Các tấm ba lớp hình sandwich

• Tấm lợp mái nhà có rãnh

• Các khung hình cấu trúc nhỏ và trụ đỡ hệ thống chiếu sáng

Ưu điểm của cấu trúc trong suốt :

• Các kết cấu có khả năng tự chịu lực và không cần khung thép đỡ, giúp giảm đáng kể lượng tiêu hao kim loại, tăng tính thẩm mỹ cho vật thể và tăng khả năng truyền ánh sáng

• Giải pháp nút độc đáo để nối các khớp nối và sử dụng hợp kim nhôm kiên cố giúp tạo ra các cấu trúc không gian trong suốt cho phép ánh sáng xuyên qua ở bất kỳ hình dạng và kích thước nào

Các cấu trúc như vậy được sử dụng trong việc xây dựng nhà ga hành khách sân bay, trung tâm mua sắm, khu công nghệ, khu vui chơi giải trí, gian hàng triển lãm, đại siêu thị và các tòa nhà văn phòng.

Một trong những xu hướng mới của việc sử dụng nhôm là xây dựng các cây cầu từ hợp kim nhôm giúp đảm bảo tiêu thụ kim loại và hiệu quả kinh tế tối ưu cho các kết cấu và có trọng lượng nhẹ hơn so với các loại thép tương tự. Dần dần, nhôm đang có chỗ đứng trong việc xây dựng các công trình nhân tạo, cũng như các lối đi nhẹ dành cho người đi bộ ở phía trên các đường ray. Các công ty thành viên của Hiệp hội Nhôm đã thành công trong việc làm chủ các công nghệ sản xuất các thành phần của cây cầu từ các hợp kim nhôm khác nhau: từ các thanh trực hướng và kết cấu chịu lực cho đến các vật liệu trang trí bên ngoài. Dữ liệu giám sát các cây cầu thu thập được trong các điều kiện thời tiết khác nhau đã xác nhận được việc sử dụng chúng thành công. Một lợi thế quan trọng là tính thân thiện với môi trường, vì các cấu trúc nhôm được tái chế hoàn toàn khi hết thời gian sử dụng hữu ích. 

 Cầu đi bộ trong Sở thú Mátxcơva

 
Cầu đi bộ bằng nhôm dây văng ở Krasnoyarsk

Cho đến thời điểm hiện nay ở Nga đã xây dựng 15 cây cầu đi qua đường, 7 tổ hợp cầu đã được lắp đặt; đã cho phép thông xe trên cây cầu dành cho xe hơi đầu tiên trong cả nước ở tỉnh Nizhny Novgorod. Đã triển khai 12 dự án sử dụng rào chắn ồn bằng nhôm; 348 bến chờ phương tiện giao thông đã được lắp đặt ở các khu vực. Hơn 15 khu vực sử dụng giải pháp nhôm trong hạ tầng giao thông. Một trong những xu hướng sử dụng nhôm mới là xây dựng các cây câu thành phẩm theo mẫu định sẵn gọi là các tổ hợp cầu. Các giải pháp tiêu chuẩn do nhóm dự án của Hiệp hội Nhôm phát triển có thể giảm đáng kể thời gian cần thiết cho việc tái thiết hoặc xây dựng những cây cầu mới vượt qua các khoảng nước nhỏ. Cấu trúc hoàn thiện hoàn chỉnh được chuyển đến công trường, để nâng và lắp đặt cấu trúc này chỉ cần cần cẩu và một vài công nhân. Nguyên tắc mô-đun của các cấu trúc giúp giảm thời gian lắp đặt và trọng lượng riêng thấp cho phép tiết kiệm các nguồn lực đáng kể, bao gồm cả các nguồn lực phục vụ việc vận chuyển. Ví dụ như việc giao hàng đến các vùng xa xôi nhất của Nga và các nước trong cộng đồng các quốc gia độc lập có giá cả phải chăng và dễ thực hiện. Việc sử dụng giải pháp này còn cho phép giảm thiểu chi phí bảo trì do khả năng chống ăn mòn của hợp kim nhôm. Không bắt buộc thực hiện kiểm định nhà nước đối với tổ hợp cầu này vì công trình được xếp hạng thành phần cải tiến. Vách ngăn tiếng ồn được lắp đặt dọc theo đường cao tốc và đường sắt, tại các khu vực xung quanh công trường, cơ sở công nghiệp, khu dân cư, cơ sở giáo dục và y tế để bảo vệ chống lại tác động tiêu cực của tiếng ồn. Một trong những xu hướng hứa hẹn nhất cho việc sử dụng nhôm trong cơ sở hạ tầng đường bộ đó là năm nay chỉ riêng trên đường cao tốc M12 năm nay đã có 43 nghìn mét vuông được lắp đặt(theo thông tin từ tập đoàn Avtodor). Nhờ tính nhẹ và dẻo, các giải pháp kiến trúc phi tiêu chuẩn có thể được thực hiện trong một thiết kế hiện đại và mang tính thẩm mỹ.  Khi một vách ngăn âm thanh được đại tu, nó có thể được tái chế để sản xuất các vách ngăn mới. Chi phí sản xuất các vách ngăn trong quá trình sửa chữa đại tu giảm từ 30 đến 50%.

Một xu hướng mới khác là các sản phẩm từ nhôm để hoàn thiện các ga tàu điện ngầm. Kể từ cuối những năm 2000, công nghệ đã cho phép sản xuất các sản phẩm khổ lớn, sau đó đã các xuất hiện các cấu trúc bằng kính dự trên khung nhôm.

Ga tàu điện ngầm Moscow (Savyolovskaya)

Nhôm có một số ưu điểm chính so với các vật liệu ốp khác. Trọng lượng nhẹ của nhôm giúp đơn giản hóa việc xây dựng các công trình tàu điện ngầm và vận chuyển các kết cấu đúc sẵn đến công trường. Khả năng chống ăn mòn tăng lên của các sản phẩm nhôm giúp có thể vận hành các công trường xây dựng trong môi trường khắc nghiệt như gần nước ngầm trong môi trường bùn lầy liên tục. Nhôm có mặt ở hầu hết các bộ phận của nhà ga như cửa sổ kính màu, tấm hình tổ ong và tấm in, ô che bảo vệ, tấm chống nắng, tấm nan dọc trên trần nhà.

Giải pháp nhôm phổ biến nhất trong tàu điện ngầm hiện đại là cửa sổ với các tấm kính có màu sắc khổ lớn và tấm tổ ong, giúp tăng thêm quy mô cho toàn bộ cấu trúc. Những tấm như vậy giữ mặt phẳng tuyệt đối, đồng thời chúng cũng có thể được sử dụng để tạo ra các bề mặt uốn cong dưới dạng những chiếc ô. Trong trang trí trần nhà, các hệ thống làm bằng tấm nhôm mỏng và các sản phẩm đúc khuôn được sử dụng rất phổ biến như các tấm đục lỗ 3D và trần di động Grilyato.

 Tác giả: Mr. Asatur Artem

Phó Chủ tịch Hiệp hội Nhôm Nga RAA