Những kiến trúc đầu tiên của loài người được dựng lên từ những vật liệu tự nhiên – đó là gỗ, đá. Về sau, con người biết tạo nên những cấu kiện xây dựng để có thể chủ động và dễ dàng thực hiện hơn như gạch, ngói; thì vai trò của kim loại trong công trình xây dựng cũng vẫn hoàn toàn vắng bóng. Trong ngôi nhà truyền thống của người Việt cũng vậy, các thành phần chủ đạo tạo nên là thổ – mộc. Yếu tố kim khí hầu như chỉ thuộc về các vật dụng, dụng cụ sinh hoạt và lao động chứ không gắn với kiến trúc

 Kim loại bước vào kiến trúc

Có lẽ, trong công trình kiến trúc, kim loại đã bắt đầu bằng vai trò những phụ kiện của các bộ phận kiến trúc nhằm tăng độ bền chắc và tăng tính thẩm mỹ. Ta có thể thấy điều đó trong nhiều công trình cổ ở Việt Nam và cả thế giới. Đó có thể là tay nắm cổng bằng đồng, được chạm trổ; có thể là đinh tán, nẹp sắt ở cổng, ở cửa… Trong nội thất, một số đồ kim loại vừa để sử dụng vừa để trang trí như chân đèn, chân nến, chậu nước… hay đồ binh khí. Trong một số công trình lớn, công trình cung đình có sử dụng nhiều kim loại quý như vàng bạc – nhưng cũng mang yếu tố trang trí là chủ yếu.

Thép được sử dụng làm kết cấu khung sàn kính và mái kính

Kim loại nói chung và thép nói riêng thực sự bước vào kiến trúc mạnh mẽ khi khẳng định vai trò kết cấu của nó trong công trình. Kết cấu thép là một kết cấu ưu việt do đặc thù của vật liệu. Và sự ra đời của kết cấu bê tông cốt thép tại Pháp vào giữa thế kỷ 19 đã đẩy kiến trúc và kỹ thuật xây dựng tiến một bước dài. Kết cấu bê tông cốt thép cho phép những toà nhà vươn cao, tạo dựng được những hình khối kiến trúc linh hoạt. Sự phát triển của lý thuyết kết cấu, kỹ thuật xây dựng, cùng công nghệ luyện kim, kỹ thuật chế tác kim loại đã dần dần làm cho sự có mặt của kim loại trong công trình là tất yếu. Hơn cả thế, trong thế kỷ 20, cùng với bê tông và kính, thép – một đại diện của kim loại đã làm nên nền kiến trúc hiện đại của thế giới.

Ưu và nhược điểm của kim loại

Ưu điểm

  • Kim loại nói chung có nhiều ưu điểm như khả năng chịu lực tốt; cứng – chịu được tác động cơ học, chịu nhiệt tốt so với các dạng vật liệu tre gỗ.
  • Kim loại bền trong điều kiện thời tiết thông thường, nếu được bảo quản, bảo dưỡng tốt. Kim loại dễ chế tác để tạo nên những hình dáng thẩm mỹ, những chi tiết nhỏ nhưng có đủ độ cứng mà gỗ không đáp ứng được. Kim loại cũng góp phần làm phong phú chất liệu bề mặt kiến trúc, làm công trình sinh động hơn, đa dạng hơn.
  • Các kết cấu, cấu kiện bằng kim loại có thể sản xuất tiền chế, tháo lắp vận chuyển thuận tiện. Nếu có những hư hỏng, sai sót dễ dàng xử lý (hàn, cắt, khoan…)
  • Kim loại có thể tái chế hoàn toàn, giảm thiểu tác động tiêu cực vào môi trường.

Nhược điểm

  • Trong một số điều kiện, hoàn cảnh nhất định, kim loại không có sẵn như các vật liệu tự nhiên khác như đất đá, cây cối. Việc thi công, gia công cấu kiện kim loại đòi hỏi thiết bị và năng lượng. Vì vậy, kim loại chỉ thực sự phát huy vai trò ở những nơi có khoa học kỹ thuật, kinh tế phát triển.
  • Một số kim loại dễ bị ôxi hoá bề mặt nếu không được bảo quản bề mặt tốt (sơn), hoặc sử dụng ở những vùng khí hậu khắc nghiệt (biển).
  • Kim loại truyền điện, trong một số trường hợp có thể gây nguy hiểm.
  • Trong kết cấu, so với bê tông, thép (kim loại) chịu lửa kém hơn

Các vật liệu hành kim dùng trong xây dựng

Nếu như trong kiến trúc xưa, vật liệu chủ yếu thuộc hành mộc và hành thổ thì trong kiến trúc hiện đại, hành kim ngày càng xuất hiện nhiều với số lượng, mức độ đa dạng và vai trò quan trọng hơn nữa. Có nhiều kim loại được sử dụng trong kiến trúc, xây dựng; nhưng có thể liệt kê những loại chủ yếu sau đây:

Sắt/thép (gọi chung là thép): Đây là kim loại được sử dụng phổ nhiều nhất trong nhiều loại hình nhất – đặc biệt là kết cấu xây dựng. Thép là hợp kim của sắt với một tỷ lệ rất nhỏ carbon cùng 1 số nguyên tố hoá học khác. Thép có tính ổn định cao, chịu nén, chịu kéo đều tốt. Bên cạnh các loại thép chịu lực dùng cho kết cấu bê tông cốt thép, các loại thép định hình được sản xuất rất đa dạng, hỗ trợ tối đa cho các nhà thiết kế ứng dụng trong các bộ phận, chi tiết kiến trúc khác.

Tôn: Là một dạng tấm kim loại cán mỏng. Tôn có thể được mạ bằng một lớp kim loại khác hay được sơn. Tôn được sử dụng làm mái, tường bao che, cửa… Ưu điểm của tôn là nhẹ, dễ lắp dựng.

Nhôm/hợp kim nhôm (gọi chung là nhôm): Nhôm là kim loại đặc tính là nhẹ và mềm. Vì vậy nhôm được ứng dụng trong công trình xây dựng ở những nơi không cần yêu cầu chịu lực, ít chịu va đập cơ học, đòi hỏi tải trọng nhẹ. Trong điều kiện thông thường, nhôm phản ứng với oxy trong không khí tạo thành oxit nhôm. Chính lớp oxit nhôm này trở thành một vỏ bọc bền vững, nên nó có khả năng chống ăn mòn. Nhôm được sử dụng làm mành chắn nắng, khung cửa, ốp trần và các bề mặt kiến trúc…

Inox (hay còn gọi là thép không gỉ, thép trắng): Inox là một hợp chất của sắt chứa thêm nhiều nguyên tố, trong đó có tối thiểu 10,5% crôm. Inox rất khó bị biến màu, ôxy hoá hay bị ăn mòn như các loại thép khác ở điều kiện thông thường. Inox được sử dụng nhiều ở những cấu kiện dễ va chạm gây trầy, xước; những nơi dễ bị môi trường xâm thực hay những bộ phận kiến trúc đòi hỏi mức độ vệ sinh cao như lan can, thiết bị vệ sinh, thiết bị bếp…

Đồng: Đồng là kim loại được sử dụng rất sớm trong lịch sử loài người, hàng ngàn năm trước công nguyên và đã tạo nên cả nền văn minh kim loại. Đồng có đặc tính là mềm và dẫn điện, dẫn nhiệt tốt. Tuy nhiên, trong kiến trúc hiện đại, đồng không còn được sử dụng nhiều nữa. Vai trò lớn nhất mà đồng đang giữ là được sử dụng làm lõi dây điện và được sử dụng trong các thiết bị điện với vai trò tương tự. Ngoài ra, đồng được sử dụng trong một số chi tiết kiến trúc, nội thất khác như tay nắm cửa, khoá, biển hiệu, nẹp sàn… hay một số vật dụng sinh hoạt khác.

Các thiệt bị, vật dụng trong nhà bếp được làm từ kim loại

Kim loại làm cho chất liệu kiến trúc phong phú hơn

Với nhiều tính năng ưu việt, kim loại có mặt trong công trình kiến trúc với nhiều vai trò và làm cho diện mạo kiến trúc ngày càng phong phú hơn. Càng ngày kim loại càng được ứng dụng phổ biến và mạnh mẽ trong kiến trúc hiện đại. Bên cạnh việc là các thành phần không thể thiếu trong các máy móc cơ điện, điện tử trong công trình; kim loại đang dần thay thế một số bộ phận, cấu tạo kiến trúc truyền thống mà trước kia được làm bằng các vật liệu khác theo quy trình thi công khác.

Việc sử dụng vật liệu kim loại có thể là một sự lựa chọn nhưng cũng có thể là một điều tất yếu có tính bắt buộc khi mà một số vật liệu khác không thể có ưu điểm bằng hay vật liệu đang có nguy cơ cạn kiệt toàn cầu (gỗ)

Inox – thép không gỉ được ứng dụng ở nơi có môi trường dễ xâm thực bề mặt là nhà vệ sinh

Những nơi kim loại có mặt

– Kết cấu chịu lực:

Các dạng kết cấu gạch đá, khung gỗ… đang lùi dần vào quá khứ do nhược điểm của chính kết cấu và vật liệu làm kết cấu mang lại. Với các dạng kết cấu phổ biến hiện nay là kết cấu thép, kết cấu bê tông cốt thép, các biến thể như kết cấu vỏ mỏng, dây treo… đều sử dụng kim loại (thép) ở một tỷ lệ nhất định cho tới toàn bộ và đóng vai trò hết sức quan trọng.

Thép có thể tham gia ở tất các các cấu kiện của hệ kết cấu như móng, cột, dầm, sàn, mái và có thể kết hợp linh hoạt với nhiều dạng kết cấu, vật liệu khác.

– Hàng rào, hoa sắt

Hàng rào là nơi kim loại có mặt sớm cùng với kết cấu. Hàng rào bằng thép có ưu điểm bền chắc, thoáng, không hạn chế tầm nhìn. Ở một góc khác, hàng rào và cổng thép dễ tạo hình để tạo nên hiệu quả thẩm mỹ kiến trúc cho mặt đứng công trình. Đa phần các công trình công cộng và biệt thự người Pháp xây dựng ở Việt Nam đều sử dụng hàng rào thép. Hoa sắt là tên gọi chung để chỉ kết cấu kim loại ở cửa hay ô thoáng nhằm tăng cường an ninh. Cũng như hàng rào, hoa sắt dễ tạo hình kết hợp với cửa để tăng tính thẩm mỹ

– Mái:

Kim loại được sử dụng làm mái ngày càng nhiều do ưu điểm nhẹ, sản xuất lắp dựng và cả tháo dỡ đều thuận tiện. Cả khung kết cấu và vật liệu che phủ mái đều có thể làm bằng kim loại. Hệ kết cấu giàn thép không gian có thể cho phép vượt được những nhịp lớn. Kết cấu mái bằng thép có thể thay thế tương đương kết cấu truyền thống bằng gỗ, và có thể kết hợp với nhiều loại vật liệu như ngói, tấm lợp kim loại hay kính.

– Cửa, cổng

Trước kia, cửa được làm bằng gỗ với phương thức thủ công. Nhưng thực tế hiện nay, với yêu cầu sản xuất công nghiệp số lượng lớn, cùng với việc tài nguyên rừng đang cạn kiệt thì cửa kim loại là thay thế tất yếu. Hiện nay có nhiều dạng cửa kim loại như cửa thép, cửa nhựa lõi thép, cửa nhôm… Các loại cửa này hay được kết hợp với vật liệu kính.

– Tường, vách ngăn, trần

Trong kiến trúc hiện đại, các kết cấu bao che, ngăn chia bằng tường xây truyền thống đã được thay thế rất nhiều bằng vật liệu khác – đặc biệt trong các công trình công cộng. Thép và kính là giải pháp mặt đứng được ứng dụng rộng rãi trong nhà cao tầng. Với những công trình cần sự ngăn chia linh hoạt như văn phòng, vách thạch cao khung xương kim loại là giải pháp phổ biến. Kim loại cũng được sử dụng cho kết cấu trần hay chính bề mặt trần.

– Cầu thang:

Cầu thang thép được ngày càng sử dụng nhiều hơn do tính thẩm mỹ (so với bê tông, gạch xây) và bền vững hơn so với gỗ. Các bộ phận cầu thang đều có thể có mặt kim loại như cốn thang, bậc, lan can – tay vịn. Trong nhà ở dân dụng hiện nay, đang tồn tại xu hướng kết hợp “kim-mộc song hành”, kết hợp sắt và gỗ. Việc phối hợp này phát huy được tối đa ưu điểm của mỗi loại vật liệu và cho hiệu quả thẩm mỹ cao. Những bộ phận không nhất thiết phải làm bằng gỗ có thể thay thế bằng thép, góp phần bảo vệ tài nguyên rừng.

Bàn ghế thép sơn tĩnh điện phù hợp cho môi trường ngoài trời

– Đồ đạc nội thất:

Cũng theo xu hướng “kim-mộc song hành”, sự xuất hiện kim loại trong nội thất cùng gỗ ngày càng nhiều. Đó cũng là một giải pháp hợp lý trên nhiều phương diện để tận dụng ưu điểm của kim loại (thép, nhôm, inox) khi kết hợp với gỗ, cùng các vật liệu khác như nhựa, da… Kim loại được sử dụng làm khung kết cấu cho đồ nội thất như bàn, ghế, giường, kệ – giá…

– Máy móc, thiết bị, phụ kiện

Trong công trình kiến trúc bây giờ việc tồn tại máy móc, thiết bị là điều đương nhiên. Đó là thang máy, máy bơm, máy phát điện, máy lạnh… gắn với công trình… hay các loại máy móc rời khác phục vụ cho làm việc và sinh hoạt như tivi, tủ lạnh, máy giặt… Các thiết bị bếp, thiết bị điện, nước cũng được cấu thành từ kim loại như bếp gas, hút mùi, vòi nước, thiết bị chiếu sáng… Kim loại cũng được sử dụng làm phụ kiện cho các bộ phận, thành phần của công trình kiến trúc để liên kết như bản mã, ray trượt, chốt cửa, bản lề… hay là các phụ kiện, dụng cụ sinh hoạt khác như suốt treo, giá treo, móc đồ, xoong nồi, dao kéo…

Có mặt trong cả đồ trang trí nội thất nhỏ nhất

Vai trò không thể thiếu

Khó có thể tưởng tượng ra trong một công trình kiến trúc bây giờ vắng bóng kim loại. Kim loại tham gia vào kiến trúc như một sự tất yếu của lịch sử và thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển của kiến trúc hiện đại thế giới. Sự có mặt của kim loại làm thay đổi kết cấu, hình thức, quy mô công trình và đưa thêm nhiều tiện ích mới. Tỷ lệ góp mặt của kim loại trong công trình so với các loại vật liệu khác càng tăng lên và giữ các vai trò then chốt, quyết định – đặc biệt là kết cấu và trang thiết bị công trình.

Có thể nói kim loại có mặt khắp mọi nơi trong công trình, từ lớn nhất đến nhỏ nhất, từ đầu đến cuối, từ A đến Z.

Bài & ảnh: KTS Nguyễn Trần Đức Anh
© Tạp chí kiến trúc

Tin liên quan

Ứng biến linh hoạt của gạch gỗ trong hai tông màu ấm, lạnh tạo nên thẩm mỹ độc đáo cho không gian sống

Giống như chất xúc tác trong không gian sống, màu sắc chi phối cảm xúc của mỗi thành viên trong gia đình và là phương tiện để mỗi người thể hiện phong cách cá tính khác nhau. Sự ấm áp của tông màu ấm hay sự tươi mới, lãng mạn của tông màu lạnh đều […]


Xem chi tiết: Ứng biến linh hoạt của gạch gỗ trong hai tông màu ấm, lạnh tạo nên thẩm mỹ độc đáo cho không gian sống

Lý giải nguyên nhân khóa thông minh trở thành giải pháp tương lai

Với khoá cửa thông minh, dù đã biết hoặc “nghe nói” về các tính năng của khoá, nhưng cho đến khi bạn trải nghiệm sự tiện nghi và tận hưởng những cảm xúc thoải mái, an tâm mà khoá thông minh mang lại, đó chính là lúc bạn thật sự bị chinh phục. Khoá để […]


Xem chi tiết: Lý giải nguyên nhân khóa thông minh trở thành giải pháp tương lai

Sử dụng ống nước bằng nhựa rẻ tiền và hệ lụy

Thị trường vật tư ngành nước ngày càng sôi động nhờ sự đa dạng của chủng loại sản phẩm, các đơn vị sản xuất mới gia nhập thị trường, cũng như mức giá bán chênh lệch đáng kể… Ống nhựa và phụ kiện dẫn thoát nước cũng không nằm ngoài biến động nhộn nhịp của […]


Xem chi tiết: Sử dụng ống nước bằng nhựa rẻ tiền và hệ lụy

Giải pháp không gian sống cho các dự án bất động sản nội thành

Theo số liệu của Viện Nghiên cứu phát triển Kinh tế xã hội Hà Nội, trong vòng 8 năm (giai đoạn 2008 – 2016) kể từ khi mở rộng địa giới, dân số đô thị tại các quận của Hà Nội đã tăng 21%. Vấn đề này đã gây áp lực rất lớn cho hệ […]


Xem chi tiết: Giải pháp không gian sống cho các dự án bất động sản nội thành

Mitsubishi Chemical Cleansui giới thiệu các giải pháp lọc nước hoàn hảo cho bếp tại Triển lãm Quốc tế Vietbuild 2020

Sau thành công và nhận được nhiều quan tâm tại các kỳ Vietbuild, thương hiệu lọc nước hàng đầu Nhật Bản Mitsubishi Chemical Cleansui tiếp tục hợp tác với các đối tác chiến lược trong lĩnh vực tủ bếp và nội thất tiếp tục giới thiệu các giải pháp lọc nước cho gian bếp hiện […]


Xem chi tiết: Mitsubishi Chemical Cleansui giới thiệu các giải pháp lọc nước hoàn hảo cho bếp tại Triển lãm Quốc tế Vietbuild 2020

Dòng sơn tĩnh điện mới nâng cao hiệu quả chống ăn mòn

AkzoNobel vừa giới thiệu Interpon Redox với bốn dòng sản phẩm sở hữu khả năng bảo vệ vật liệu khỏi tác nhân ăn mòn hiệu quả hơn và phù hợp với nhiều bề mặt và môi trường. Theo đó, bốn dòng sản phẩm mới bao gồm Interpon Redox Active (sơn lót bảo vệ mạnh mẽ), […]


Xem chi tiết: Dòng sơn tĩnh điện mới nâng cao hiệu quả chống ăn mòn

AkzoNobel giới thiệu dòng sơn tĩnh điện mới nâng cao hiệu quả chống ăn mòn

AkzoNobel vừa giới thiệu Interpon Redox với bốn dòng sản phẩm sở hữu khả năng bảo vệ vật liệu khỏi tác nhân ăn mòn hiệu quả hơn và phù hợp với nhiều bề mặt và môi trường. Theo đó, bốn dòng sản phẩm mới bao gồm Interpon Redox Active (sơn lót bảo vệ mạnh mẽ), […]


Xem chi tiết: AkzoNobel giới thiệu dòng sơn tĩnh điện mới nâng cao hiệu quả chống ăn mòn

Tetra Pak cam kết không phát thải khí nhà kính

Lausanne, Thụy Sĩ (ngày 18 tháng 6 năm 2020) Tháng 6 năm 2020, Tetra Pak tái khẳng định ưu tiên chiến lược của Công ty trong việc thúc đẩy phát triển bền vững với mục tiêu không phát thải khí nhà kính từ các hoạt động vận hành vào năm 2030 và hoàn thành trong […]


Xem chi tiết: Tetra Pak cam kết không phát thải khí nhà kính

Khách sạn Babylonstoren ở Nam Phi chính thức mở cửa Vườn gia vị

Supernormal thiết kế lớp học kiểu mới cho trung tâm giáo dục trẻ em ở Massachusetts

Phòng tắm sẽ trông như thế nào trong tương lai?

Ván gỗ: Sự khác nhau giữa gỗ MDF, MDP, Plywood và OSB

10 ý tưởng thông minh để trưng bày nồi và chảo trong bếp

Thiết kế cửa gỗ xoay giúp căn hộ ở São Paulo trở nên mềm mại hơn

Phân biệt Coverlet, Duvet, Quilt và Comforter

9 cách để tận dụng tối đa không gian sân hiên nhà bạn

Yusuke Seki với lột xác Bang & Olufsen Audio Kyoto

10 sắc đỏ rạng rỡ cho Powder Room (phòng tắm dành cho khách)