Top 10 lưu ý thiết kế cho những vùng miền khắc nghiệt

Thiết kế xây dựng là ngành mà mỗi kiến trúc sư hay kỹ sư phải dành ít nhất 5 năm để học hỏi, thêm trên 3 năm kinh nghiệm trau dồi kiến thức để thành nghề và đi làm. Ấy thế mà rồi cả đời cũng chỉ gặp được độ hơn chục dạng nhà điển hình là cùng, mà mỗi vùng miền, mỗi địa phương lại có những yếu tố ngoại cảnh khác nhau thậm chí có những vùng được coi là khắc nghiệt để thử thách trình độ của người đi làm xây dựng. Trong bài viết này, ta cùng điểm qua những lưu ý thiết kế công trình để đương đầu bão gió như vậy.

• Thiết kế nhà vùng lũ
• Thiết kế nhà vùng biển
• Thiết kế nhà lưng núi, sườn núi
• Thiết kế nhà vùng rẻo cao
• Thiết kế nhà vùng nhiều bão
• Thiết kế nhà vùng đất yếu
• Thiết kế nhà vùng thường xuyên động đất
• Thiết kế nhà vùng có bão tuyết
• Thiết kế nhà vùng thung lũng lòng chảo
• Thiết kế nhà cho người nghèo

Thiết kế nhà vùng lũ

Việt Nam từ cổ chí kim vốn là vùng đất chịu rất nhiều thiên tai. Lũ lụt miền trung xảy ra nhiều và chưa biết bao giờ cho hết, cứ mỗi mùa lũ đến là tài sản công sức mồ hôi nước mắt trôi theo dòng nước đi hết cả. Thiết kế nhà cho vùng lũ không thể hướng tới sự chắc chắn, cũng không thể cố gắng cho cao sang, đẹp hay tinh tế được mà nhà cho vùng lũ đơn giản nhất là phải giữ được an toàn cho tính mạng của gia chủ và tài sản tích cóp được.

Lũ ở đây cũng chỉ là lũ miền trung, những nơi lũ dâng lên theo cơn mưa nặng hạt vài ngày chứ không thể chống chịu được các cơn lũ ống lũ quét của miền núi. Vậy nên nguyên tắc đơn giản nhất của một căn nhà vùng lũ made in Việt Nam là nhà phải nổi được, nước dâng thì nhà nổi theo. Kèm theo đó là rau được trồng trên mái, mái cũng có một hệ thống pin năng lượng mặt trời để sử dụng mục đích cơ bản.

Tất nhiên, phát kiến của Việt Nam là phát kiến nhà vùng lũ cơ bản nhất còn trên thế giới vốn đã có rất nhiều mô hình như vậy. Vẫn là sử dụng vật liệu lắp ghép, vật liệu nhẹ tùy vào điều kiện khoa học kỹ thuật của mỗi nước kết hợp với phương án neo giữ riêng mà ra các mẫu khác nhau. Ví dụ như ở Anh thì người ta làm sẵn cái ray, để nhà chỉ nổi lên và hạ xuống theo 1 trục dọc cố định

Thiết kế nhà vùng biển

Đặc sản của nhà vùng biển là gió có hàm lượng ion cl trong không khí, tác động cho thấy ở vùng biển miền bắc vào sâu 20-30km còn miền trung miền nam vào sâu đến 40-50km, Càng vào sâu càng giảm dần. Hàm lượng muối cao, sương đọng trong không khí bám lại tích tụ trên các bề mặt gây ăn mòn kim loại. Do đó ưu tiên hàng đầu là thiết kế đảm bảo khả năng chống chịu ảnh hưởng, xâm thực, chống ăn mòn. Do đó, khi làm nhà vùng biển ta thường chú ý thêm mấy nội dung:

• Lớp bê tông bảo vệ cần dày hơn. Thông thường với cấu kiện ở các vùng miền bình thường thì lớp bê tông bảo vệ dày khoảng 2,5cm để bảo vệ đến lớp cốt thép phía trong. Tuy nhiên ở vùng biển thì phải dày hơn, còn dày hơn bao nhiêu bạn đọc xem trong ảnh đính kèm bài viết.
• Chiều dày tối thiểu sàn bê tông: Nếu sàn thông thường dày từ 8-10cm cho nhà dân dụng thì ở vùng biển, khuyến cáo chiều dày tối thiểu là 12cm. Như thế vừa chống ăn mòn tốt hơn, giảm nứt bề mặt cấu kiện và lộ sắt tốt hơn.
• Cường độ vật liệu sử dụng: Mác bê tông tối thiểu là M300 ( B22.5) còn thép là CB400 cao hơn nhiều so với thông thường có thể chỉ là M200 và thép là CB240T
• Tiêu chuẩn thiết kế: Phải chú trọng đến trạng thái nứt khi làm việc của cấu kiện. Dành cho bạn nào chưa biết thì thiết kế trạng thái giới hạn thứ nhất: là thiết kế kiểm soát không bị đổ sập và trạng thái giới hạn thứ hai: là thiết kế kiểm soát trạng thái võng, nứt của kết cấu. Thông thường ở các vùng miền khác chỉ cần thiết kế để nhà an toàn đứng vững theo tiêu chuẩn mà ít kể đến trạng thái giới hạn thứ hai do tốn kém chi phí hơn nhiều. Tuy vậy ở vùng biển thì phải giảm thiểu việc nứt nên sẽ phải chấp nhận mất thêm tiền để đảm bảo cấu kiện hạn chế tối đa nứt trong quá trình sử dụng.

Thiết kế nhà lưng núi, sườn núi

Cần phải xác định luôn khu vực lưng núi và sườn núi là nơi không tốt cho việc xây nhà kể từ phong thủy cho đến việc địa hình, địa chất ổn định để cư trú. Hơn thế nữa thì lại còn trăm cái bất cập như: Khó vận chuyển nguyên vật liệu, thiên lai lũ ống lũ quét nhiều, đường cấp cứu tiếp tế khó khăn nên nếu không phải bắt buộc để an cư, hay ko phải là công trình kiểu phá cách độc đáo nghỉ dưỡng thì không nên làm. Thiết kế lúc này cần lưu ý:

• Chọn vị trí xây nhà: không như nhà trong phố, xây trên lưng sườn núi như hiện tại bạn không quá quan trọng ranh giới đất với sổ đỏ, quan trọng nhất là chọn nơi có nền cứng vững chắc không bị đẩy trôi dạt. Nếu thấy nền đất yếu phải có biện pháp gia cố móng, đáy móng đặt ở vị trí ổn định 
• Quanh công trình nên làm hào, rãnh thu nước bao quanh bảo vệ để dẫn nước chảy quanh không để xối thẳng vào công trình.
• Vật liệu địa phương: Nên sử dụng vật liệu có sẵn tại địa phương hoặc vật liệu tiền chế. Nên làm nhà nhỏ, xây thấp ít cửa, tường dày, mái đua rộng để chống lạnh và sương muối mùa đông nắng nóng mùa hè.

Thiết kế nhà vùng rẻo cao

Ở những vùng cao trên 600m so với mực nước biển thì được coi là vùng rẻo cao. Thường thì đây là vùng sâu, xa nhất khó khăn nhất, vận chuyển tiếp tế cứu tế mọi thứ đều rất khó khăn, còn nếu bạn làm homestay hoặc du lịch trải nghiệm thì cũng rất vất vả mới có thể hoàn thành được do điều kiện thi công khắc nghiệt. Thời tiết khu vực này mùa đông rất lạnh thậm chí có thể đóng băng, thời tiết cực đoan như dông, tố lốc, có cả sương muối và mưa đá.

Chủ yếu nguyên tắc thiết kế là phải chống lại được sự thay đổi khí hậu thất thường khi ban ngày thì nắng cháy da cháy thịt, ban đêm thì có thể rét thấu đến tận xương. Do đó nguyên tắc ít cửa, tường dầy, mái đua rộng cũng được áp dụng. Nếu làm đơn giản thì phải tận dụng vật liệu địa phương, nhưng nếu bạn xác định ăn chơi và là đầu tư để sinh lời thì hoàn toàn có thể đổ tiền vào sử dụng những vật liệu hiện đại như cửa kính, gạch bê tông khí để tạo ra sự ngăn cách nhiệt độ trong với ngoài, điện mặt trời để đáp ứng nhu cầu sử dụng điều hòa.v.v.. sao cho vẫn có thể thấy được cái đẹp hoang sơ vùng rẻo cao nhưng vẫn đảm bảo một phần tiện nghi cơ bản nhất để có những trải nghiệm hoàn hảo nhất.

Thiết kế nhà vùng nhiều bão

Nhà vùng bão ở đây khác với nhà vùng biển mặc dù ai cũng thấy rằng gần biển thì thường sẽ nhiều bão. Đáng nói là thiết kế nhà vùng bão thì ta lưu tâm tới cái ảnh hưởng nặng nề do bão nhiều hơn là ảnh hưởng do gió biển nhiễm muối mặn gây hư hại từ từ lâu dài, còn tác động của bão ở đây là đánh sập, cuốn mái tốc nóc căn nhà là phá hủy hoàn toàn. Do đó nhà xây vùng bão nếu lựa chọn cần chú ý mấy điểm sau:

• Tránh xây dựng ở các khu vực trống trải, các khu vực hút gió như hẻm núi sườn đồi, tránh các cây to, cây dễ bị quật gốc
• Nhà xây vuông thành sắc cạnh, vị trí đón gió tránh để gió bão thổi một cách trực diện vào trước mặt nhà và càng không nên làm nhà chữ U chữ L để biến nhà thành cánh buồm căng gió. Và nếu bạn cố tình, thì nhà sẽ bay sớm như cánh buồm thôi. Nhất là phần mái đua, diềm mái không nên chìa ra quá 50cm
• Cửa sổ, cửa lấy gió cũng không cần mở quá to quá nhiều, cần chắc chắn. Nhà phải được neo giữ chặt chẽ giữa vật liệu, cấu kiện hoàn thiện vào khung chính chịu lực của nhà. Mọi sự tập trung phải dồn vào phần lõi của ngôi nhà là phần móng, cấu kiện cột dầm sàn phải thật chắc khỏe.

Thiết kế nhà vùng đất yếu

Bản chất nền đất nào để xây dựng được cũng cần phải xử lý bằng phương pháp xử lý nền rồi sau đó sử dụng phương án móng cho phù hợp. Tuy nhiên vì điều kiện của từng nơi sẽ nảy sinh ra tần suất gặp phải nền đất yếu nhiều hơn, xử lý phức tạp hơn, tốn kém hơn. Xử lý nền là một công việc chuyên môn cần nhiều tham vấn từ những người có học vấn và kinh nghiệm cũng như bác sĩ kê đơn vậy.

Thế nên tôi chỉ tạm phân loại ra vài biện pháp thường dùng như:

• Các biện pháp cơ học: Các phương pháo làm chặt bằng đầm, đầm chấn động, phương pháp làm chặt bằng giếng cát, nén trong lòng đất…. để tăng độ cứng của đất hoặc nếu đất quá mềm có thể sẽ phải tiến hành phương pháp thay thế đất.
• Các biện pháp vật lý: Bao gồm các phương pháp phổ biến như hạ mực nước ngầm, dùng giếng cát, phương pháp bấc thấm…..
• Các biện pháp hóa học: Bao gồm các phương pháp làm tăng độ dính kết của nền đất bằng xi măng, phương pháp Silicat hóa, phương pháp điện hóa…

Thiết kế nhà vùng thường xuyên động đất

Nhà chống động đất thực chất liên quan đến phương án kết cấu là chính mà ở đó kết cấu nhà có thể chịu được tác động nhanh, đột ngột của trận động đất mà không gây ra sự nứt gãy hay hỏng hóc nghiêm trọng gì gây mất an toàn của công trình. Khi xảy ra một trận động đất xảy ra thì xung động truyền ra theo phương ngang và theo phương đứng và tác động vào công trình theo 2 phương ấy mà gây tổn hại, khử được tác động hai phương ấy thì đảm bảo được công trình an toàn. Để đạt được mục đích ấy thì thường có 2 nguyên tắc được áp dụng ( những nguyên tắc này cũng được tiêu chuẩn quy định rõ ràng):

Một là phần móng thường xử dụng là loại liên kết khớp, hoặc liên kết trượt đi là tốt nhất. Khi xung động theo phương ngang xảy ra truyền trực tiếp vào móng của công trình thì phần thân trên trượt đi giúp giảm thiểu tác động vào kết cấu phía trên và vật dụng trong nhà.

Hai là phần thân cột, dầm sàn thì lại phải liên kết với nhau vô cùng chặt chẽ và đủ để chịu được tải trọng động đất lớn nhất gây ra nội lực lớn nhất trong kết cấu. Sao cho kết cấu có thể nứt, có thể biến dạng nhưng không gây ra nguy hiểm đến khả năng làm việc của kết cấu.

Thiết kế nhà vùng có bão tuyết

Ở những vùng có tuyết rơi nhiều thì đặc thù về mặt chịu lực, tuyết tích tụ và đóng thành lớp dày ở trên mái tạo nên tải trọng dồn xuống mái nhà chứ không trôi đi như nước. Chính vì vậy nếu làm mái bằng, thì mái nhà sẽ như cái ao và hứng được bao nhiêu tuyết sẽ tạo thành khối lượng truyền xuống. Nó được truyền đến hầu hết tất cả các yếu tố chịu lực của tòa nhà – trước hết là đến các bức tường của tòa nhà, trên đó toàn bộ mái nhà nằm trực tiếp, và cuối cùng là nền móng. Do đó cấu trúc mái nhà thường thấy ở các vùng nhiều tuyết thường là mái chéo có độ dốc phù hợp để giảm thiểu số lượng tuyết đọng trên mái

Tính toán theo tiêu chuẩn của nước sở tại thì có sẵn và cơ bản được chia làm 2 loại là tính toán trạng thái kết cấu bị sụp đổ hoàn toàn và trạng thại bị phá vỡ cấu trúc nhưng không sụp đổ, tùy vào mức chi phí bỏ ra để lựa chọn phương án phù hợp. Ở nước ta thường tuyết chỉ rơi được trên đỉnh mẫu sơn hoặc Sapa, do đó độ phổ biến không nhiều để có được các đề tài nghiên cứu về nó. đồng thời nhà ở các khu vực này của bà con dân tộc là nhà tạm không kiên cố do đó thường không tuân theo quy chuẩn hay tiêu chuẩn thiết kế nào cả.

Thiết kế nhà vùng thung lũng lòng chảo

Đối với nhà ở trong vùng thung lũng, lòng chảo thấp thường lại là nơi tập trung đông các hộ gia đình, nhờ địa hình bằng phẳng nên các điều kiện về cơ sở hạ tầng được coi là phát triển nhất trong toàn vùng. Đặc điểm thiên tai tại khu vực này là hay bị ảnh hưởng của bão lũ, kèm theo ngập lụt dài ngày do nước từ thượng nguồn đổ về.

Do đó mà khi xây dựng nhà ở phải chú trọng đến khả năng chống lũ và gió như sau: Lựa chọn địa điểm trên cao, cách xa các con suối, sông để xây dựng nhà ở; hướng nhà bố trí xuôi theo hướng thoát nước lũ, kiến trúc nhà sàn thường để trống tầng 1, không tạo dựng các kết cấu ngăn cản dòng lũ; kết cấu theo tiêu chí 3 cứng, gia cố vững từ móng, thân đến mái. Bên cạnh đó nên bố trí gác lửng và cửa sổ thoát mái đối với những nơi có mức lũ, lụt hằng năm cao đề phòng trường hợp xấu nhất. Chuẩn bị lương thực, nước uống đầy đủ. Kho an toàn có thể thoát ra từ mái khi cần thiết.

Thiết kế nhà cho người nghèo

Nghe có vẻ vô lý vì tiêu đề bài viết là đặc thù xây dựng theo vùng miền, tác động của ngoại cảnh, vi khí hậu đến thiết kế công trình. Nhưng tôi vẫn đưa vào làm một mục bởi lẽ ở những vùng miền khí hậu địa chất nào khắc nghiệt nhất, thì thường kinh tế nơi đó là nghèo nhất, vì đến cái ăn cái ở còn không yên tâm thì chẳng thể phát triển nổi điều gì. Do đó mà vô tình nhà cho người nghèo lại là nhà khó thiết kế nhất, bởi vì tiền phải thật ít, làm phải thật nhanh, không sử dụng máy móc và thiết bị quá nhiều lại phải thích hợp và dùng được cho nhiều.

May mắn ở Việt Nam cũng có một loại nhà do Kiến trúc sư Võ Trọng Nghĩa thiết kế tên là S house, đến nay đã trải qua nhiều phiên bản nhưng cơ bản nhất vẫn là móng bê tông đúc sẵn, khung tường thép hộp mạ kẽm, tường bằng lưới thép mỏng hoặc tấm xi măng, mái dốc một bên nên toàn bộ cả công trình chỉ nặng 1200kg. Lắp đặt chỉ mất 6 người trong nửa ngày. có thể lắp vào rồi tháo ra rồi lại sang khu vực khác lắp vào rất cơ động.

Trình độ xây dựng luôn thay đổi và nâng cấp theo trình độ khoa học kỹ thuật tất cả các bộ môn liên quan từ khoa học máy móc thiết bị xây dựng công trình, cho đến thành tựu của vật liệu xây dựng, đến những môn lý thuyết cơ sở như cơ đất, địa chất công trình.v.v… Tất cả những thứ đó đều để phục vụ con người được an toàn, tiện nghi và thoải mái hơn. Hy vọng qua bài viết mang lại một vài thông tin hữu ích cho bạn đọc tham khảo.

Đăng bởi: Phương Hà Hải