Tán cây trong kiến ​​trúc là gì?

một là gì tán trong Kiến trúc? Câu trả lời trực tiếp

Trong kiến trúc, tán cây là một cấu trúc giống như mái nhà kéo dài từ một tòa nhà hoặc đứng độc lập để cung cấp nơi trú ẩn, bóng mát và bảo vệ thời tiết trên cao cho những người di chuyển qua hoặc chiếm một không gian bên dưới nó. Nó thường được bố trí trên các lối vào, lối đi, khu vực tải hàng, quảng trường ngoài trời hoặc mặt tiền tòa nhà và nó có chức năng như một yếu tố chuyển tiếp giữa bên trong tòa nhà và môi trường mở bên ngoài.

Mái vòm kiến ​​trúc không chỉ đơn giản là một tính năng trang trí - nó là một yếu tố xây dựng chức năng giúp quản lý đồng thời nắng, mưa, gió và sự thoải mái cho người đi bộ. Nó có thể được xây dựng từ thép, nhôm, thủy tinh, polycarbonate, gỗ, vải căng hoặc bê tông cốt thép và thiết kế của nó bị chi phối bởi các yêu cầu kỹ thuật kết cấu, quy chuẩn xây dựng địa phương, thông số kỹ thuật về hiệu suất vật liệu và mục đích thẩm mỹ. Trong thực tiễn kiến ​​trúc đương đại, mái che ngày càng được thiết kế như những yếu tố đặc trưng xác định bản sắc và trải nghiệm lối vào của tòa nhà.

Thuật ngữ này bắt nguồn từ tiếng Latin conopeum và tiếng Hy Lạp konopion , ban đầu có nghĩa là một tấm phủ hoặc lưới. Trong bối cảnh kiến ​​trúc, nó lần đầu tiên được sử dụng rộng rãi trong các tòa nhà theo phong cách Gothic và Phục hưng, nơi có những chiếc mũ trùm bằng đá che chắn cho các bức tượng, cửa ra vào và cửa sổ. Ngày nay, tán cây đã phát triển vượt xa nguồn gốc lịch sử của nó để trở thành một trong những yếu tố linh hoạt và biểu cảm nhất trong bộ công cụ kiến ​​trúc.

Các chức năng chính của tán cây kiến trúc

Một tán kiến trúc được thiết kế tốt sẽ thực hiện đồng thời nhiều vai trò. Hiểu được các chức năng này giúp giải thích tại sao mái che xuất hiện ở hầu hết mọi hạng mục công trình - từ bệnh viện, sân bay đến các cửa hàng bán lẻ và nhà ở tư nhân.

Bảo vệ thời tiết và kiểm soát môi trường

Chức năng cơ bản nhất của mái vòm kiến trúc là bảo vệ khỏi thời tiết. Nó ngăn mưa, tuyết, mưa đá và ánh nắng trực tiếp khỏi người và các bề mặt ngay bên dưới nó. Phía trên lối vào tòa nhà, điều này có nghĩa là du khách đi bộ hoặc đi xe được che chắn khi họ mở cửa, tìm chìa khóa, thanh toán dịch vụ hoặc chờ phương tiện di chuyển. Trên bến tải, nó bảo vệ hàng hóa và công nhân trong quá trình vận chuyển. Trên lối đi dành cho người đi bộ, nó mở rộng khả năng lưu thông an toàn trong mọi điều kiện thời tiết.

Một tán cây cao 2,5 đến 3 mét tính từ mặt tòa nhà giúp chống mưa hiệu quả khi có sức gió lên tới khoảng 30–40 km/h , bao gồm phần lớn các đợt mưa không có bão. Ở những vùng có khí hậu nóng hơn, các mái che làm giảm lượng nhiệt hấp thụ từ mặt trời lên mặt tiền tòa nhà bên dưới chúng, cắt giảm tải làm mát cho các lối vào và hành lang lắp kính. Các nghiên cứu ở các thành phố có khí hậu ấm áp đã đo được mức giảm nhiệt độ bề mặt từ 10–20°C trên mặt đường có bóng râm so với mặt đường lộ thiên liền kề.

Xác định lối vào và phân cấp không gian

Trong thiết kế kiến trúc, lối vào của một tòa nhà là một trong những khoảnh khắc quan trọng nhất trong trải nghiệm của du khách. Một tán cây đánh dấu và khuếch đại lối vào, tạo ra một ngưỡng dễ đọc giữa bên ngoài và bên trong. Nó thông báo cho du khách đang tiếp cận nơi họ nên đến và báo hiệu tầm quan trọng hoặc đặc điểm của tòa nhà trước khi họ bước qua cửa.

Chức năng không gian này đặc biệt quan trọng trong các tòa nhà công cộng lớn. Chẳng hạn, mái che ấn tượng trên lối vào chính của Nhà ga số 5 tại Sân bay Heathrow đã mở rộng mặt tiền bằng kính của nhà ga thành một mặt phẳng trên cao rộng rãi, đồng thời bao phủ các làn đường thả phương tiện và hướng hành khách đến về phía sảnh làm thủ tục. Tán cây ở đây không chỉ là nơi trú ẩn - nó là hướng không gian, quy mô và bản sắc kiến ​​trúc được nén lại thành một yếu tố duy nhất.

Hiệu suất bảo vệ mặt tiền và phong bì tòa nhà

Tán cũng bảo vệ lớp vỏ tòa nhà ngay bên dưới chúng. Mái che trên sảnh vào bằng kính giúp giảm lượng năng lượng mặt trời hấp thụ trên kính, giảm nhiệt độ bên trong và cắt giảm chi phí điều hòa không khí. Nó cũng làm giảm lượng nước mưa chảy xuống mặt tiền gần lối vào, điều này rất quan trọng đối với tuổi thọ của vật liệu ốp, chất bịt kín và phần cứng cửa. Trong các tòa nhà di sản, mái che đôi khi được trang bị thêm đặc biệt để bảo vệ các công trình bằng đá hoặc gạch có ý nghĩa lịch sử khỏi tiếp xúc với nước.

Xây dựng thương hiệu và biểu hiện kiến trúc

Đối với kiến trúc thương mại và bán lẻ, mái che lối vào là bề mặt xây dựng thương hiệu chính. Quy mô, chất liệu, màu sắc, ánh sáng và hình thức của nó đóng góp trực tiếp vào cách nhìn nhận tòa nhà - và tổ chức chiếm giữ nó - từ đường phố. Các khách sạn cao cấp, cửa hàng bán lẻ hàng đầu và trụ sở công ty thường xuyên đặt hàng các thiết kế mái che riêng biệt được xem xét cẩn thận như bất kỳ yếu tố hữu hình nào khác của ngoại thất tòa nhà. Mái che bằng kính và thép chiếu sáng của lối vào khách sạn sang trọng truyền tải những giá trị rất khác so với mái che bằng vải căng của một cơ sở thể thao cộng đồng, ngay cả khi cả hai đều có chức năng bảo vệ cơ bản giống nhau.

Các loại mái kiến trúc theo kết cấu và hình thức

Các tán kiến trúc được phân loại theo cách chúng được hỗ trợ, cách chúng được gắn vào và hình học của chúng. Mỗi loại kết cấu có ý nghĩa kỹ thuật cụ thể, hồ sơ chi phí và chất lượng thẩm mỹ.

Mái vòm đúc hẫng

Một mái vòm đúc hẫng chiếu theo chiều ngang từ bức tường tòa nhà mà không có cột đỡ ở mép ngoài của nó. Cấu trúc được cố định vào khung của tòa nhà và dựa trên nguyên lý đúc hẫng - phần gắn tường truyền mô men uốn vào hệ thống kết cấu của tòa nhà. Loại này cực kỳ phổ biến ở lối vào tòa nhà vì nó giữ cho khu vực có mái che không có cột, cải thiện luồng người đi bộ và khoảng trống cho xe cộ.

Mái vòm đúc hẫng thường kéo dài từ 1,5 đến 4 mét tính từ mặt tòa nhà , mặc dù các ví dụ được thiết kế theo cấu trúc bằng thép và kính có thể kéo dài 6–8 mét trở lên. Ngoài khoảng 3 mét, độ sâu kết cấu của khung tán tăng lên đáng kể và tải trọng cố định truyền vào tường tòa nhà trở nên đáng kể - cần được kỹ sư kết cấu đánh giá. Những mái che bằng kính đúc hẫng được treo từ trên cao bằng các thanh thép hoặc hệ thống cáp cho phép các cấu hình rất mảnh dường như lơ lửng mà không nhìn thấy được cấu trúc.

tán độc lập

Một tán cây độc lập được hỗ trợ hoàn toàn bởi các cột hoặc cột riêng của nó và không được gắn kết về mặt cấu trúc với một tòa nhà. Nó có thể được đặt liền kề với một tòa nhà, trong bãi đậu xe, trên lối đi dành cho người đi bộ hoặc ở quảng trường công cộng. Bởi vì tải trọng của nó được truyền hoàn toàn xuống đất thông qua cấu trúc của chính nó nên nó không tác động tải trọng lên khung của tòa nhà. Điều này làm cho các mái che độc ​​lập thích hợp để trang bị thêm ở những vị trí mà cấu trúc tòa nhà hiện tại không thể chịu được tải trọng bổ sung.

Những mái che lớn độc lập thường thấy ở các khu vực trước trạm xăng, các cơ sở dành cho người lái xe qua, các nút giao xe buýt và các khu chợ ngoài trời. Mái vòm trạm xăng thường có diện tích 500–1500 mét vuông và phải có độ cao ít nhất 5,5 mét để xe chở dầu tiếp cận. Những mái vòm tự do có nhịp lớn này sử dụng khung cổng hoặc kết cấu giàn bằng thép để đạt được các nhịp rộng không có cột.

Tán vải kéo

Mái vòm kéo sử dụng vải kiến trúc có độ bền cao được giữ căng giữa các cột buồm, dây cáp và các điểm neo để tạo ra các bề mặt trên cao mang tính điêu khắc, cong. Không giống như các mái che cứng, các cấu trúc kéo đạt được sự ổn định thông qua hình học - dạng chống trượt cong đôi (hình yên ngựa) phổ biến ở các mái che kéo vốn đã cứng khi vải bị căng. Bản thân loại vải này thường được dệt bằng sợi thủy tinh phủ PTFE hoặc polyester phủ PVC, cả hai loại vải này đều có tuổi thọ từ 20–30 năm trong điều kiện ngoài trời.

Mái che bằng vải chịu kéo rất phổ biến ở các sân vận động thể thao, sân bay, trung tâm mua sắm và quảng trường công cộng, nơi cần diện tích có mái che lớn mà không cần cột kết cấu nặng. Mái nhà của Sân bay Quốc tế Denver là một trong những ví dụ dễ nhận biết nhất - mái che bằng vải PTFE màu trắng, trải dài trên 33.000 mét vuông, tạo ra những đỉnh núi hùng vĩ gợi nhớ đến dãy núi Rocky có thể nhìn thấy ở phía tây. Mái che bằng vải chịu kéo có thể kéo dài khoảng cách không có cột từ 20–60 mét trở lên , làm cho chúng trở nên hiệu quả khi các hệ thống kết cấu khác yêu cầu hỗ trợ trung gian làm gián đoạn tầm nhìn hoặc chuyển động của người đi bộ.

Mái che kính

Mái che kính sử dụng các tấm kính an toàn nhiều lớp được hỗ trợ bởi khung kết cấu bằng thép hoặc nhôm hoặc được treo từ trên cao bằng các phụ kiện và dây cáp bằng thép không gỉ. Chúng được đánh giá cao vì tính trong suốt - mái che bằng kính đón ánh sáng tự nhiên vào không gian bên dưới trong khi vẫn bảo vệ khỏi thời tiết, điều này đặc biệt quan trọng đối với các lối vào và hành lang bằng kính, nơi duy trì cảm giác cởi mở là ưu tiên thiết kế.

Kính được sử dụng trong các mái che kết cấu luôn được ép nhiều lớp, với lớp xen kẽ polyvinyl butyral (PVB) hoặc ionoplast để giữ các mảnh thủy tinh lại với nhau nếu tấm bị vỡ. Kính trên cao trong các tán kiến trúc được quy định xây dựng ở hầu hết các khu vực pháp lý yêu cầu phải là kính nhiều lớp có tối thiểu hai lớp , chính xác là do mảnh thủy tinh rơi xuống gây nguy hiểm nghiêm trọng cho những người ở bên dưới. Thủy tinh được tráng men hoặc tráng men thường được sử dụng để giảm sự hấp thụ nhiệt và độ chói của mặt trời trong khi vẫn duy trì độ trong suốt nhìn từ bên dưới.

Tán Polycarbonate

Tấm Polycarbonate là một giải pháp thay thế phổ biến cho kính trong các mái vòm kiến trúc nơi chi phí, trọng lượng và khả năng chống va đập được ưu tiên hơn so với vẻ ngoài cao cấp. Tấm polycarbonate hai lớp hoặc nhiều lớp mang lại hiệu suất cách nhiệt tốt hơn đáng kể so với kính và có khả năng chống va đập — một đặc tính quan trọng ở những vùng dễ bị mưa đá. Chúng có khả năng chống va đập cao hơn khoảng 50 lần so với kính ở độ dày tương đương và nặng khoảng 1/6. Tuy nhiên, polycarbonate dễ trầy xước hơn, ố vàng theo thời gian nếu không có lớp phủ ổn định tia cực tím và thường được coi là lớp hoàn thiện có thông số kỹ thuật thấp hơn kính trong các ứng dụng thương mại.

Mái vòm vững chắc bằng bê tông, thép hoặc gỗ

Một số mái vòm kiến trúc được xây dựng như phần mở rộng của cấu trúc chính của tòa nhà, với mái chắc chắn bằng bê tông cốt thép, sàn thép hoặc gỗ kỹ thuật. Đây là lựa chọn lâu dài và chắc chắn nhất về mặt cấu trúc, được thiết kế như một phần không thể thiếu của tòa nhà chứ không phải là phần đính kèm hoặc phần bổ sung. Những mái che bằng bê tông cốt thép rất phổ biến trong kiến ​​trúc theo chủ nghĩa tàn bạo và hiện đại, nơi tán cây thường giống như một mặt phẳng ngang khổng lồ lơ lửng phía trên lối vào. Mái che bằng gỗ ngày càng được sử dụng nhiều trong kiến ​​trúc bền vững đương đại, với dầm gỗ ghép nhiều lớp (CLT) hoặc dầm glulam tạo ra các cấu trúc trên cao trông tự nhiên, ấm áp, góp phần xây dựng các mục tiêu chứng nhận như LEED hoặc Green Star.

So sánh vật liệu mái vòm kiến trúc

Lựa chọn vật liệu là một trong những quyết định quan trọng nhất trong thiết kế tán cây. Nó ảnh hưởng đến hiệu suất kết cấu, yêu cầu bảo trì, tuổi thọ, chi phí và đặc điểm hình ảnh tổng thể của mái che trong kiến ​​trúc tòa nhà.

Lịch sử phát triển của tán kiến trúc

Mái vòm là một đặc điểm của kiến trúc được xây dựng trong hàng nghìn năm và việc truy tìm lịch sử của nó cho thấy nó gắn bó sâu sắc như thế nào trong cách con người nghĩ về ngưỡng cửa, nơi trú ẩn và sự kết nối của các không gian quan trọng.

Nguồn gốc cổ xưa và cổ điển

Trong kiến trúc Ai Cập, Hy Lạp và La Mã cổ đại, các gờ nhô ra và mái cổng đền thờ thực hiện các chức năng giống như tán cây - che chắn cho các ô cửa và không gian chuyển tiếp, đồng thời báo hiệu địa vị và tầm quan trọng thiêng liêng. Mái cổng của ngôi đền Hy Lạp, với hàng cột và mái che nhô ra, về mặt cấu trúc là một tán cây tự do: một ngưỡng cửa có mái che giữa nội thất thiêng liêng của tế bào và khu vực mở bên ngoài. Người La Mã đã mở rộng nguyên tắc này vào kiến ​​trúc dân dụng với những chiếc mũ trùm đầu được trang trí cầu kỳ phía trên lối vào diễn đàn và cửa nhà tắm.

Mái vòm Gothic và Phục hưng

Trong kiến trúc nhà thờ kiểu Gothic, mái vòm trở thành một yếu tố trang trí và bảo vệ rất tinh tế. Những tán đá - được gọi là Baldachins hoặc Ciborium khi đặt trên bàn thờ, và khuôn mui xe hoặc khuôn nhỏ giọt khi đặt trên cửa ra vào và cửa sổ - là một phần không thể thiếu trong từ vựng kiến ​​​​trúc Gothic. Sự sắp xếp ba cổng của mặt tiền nhà thờ theo phong cách Gothic, với những ô cửa lõm sâu được bảo vệ bằng những tán đá nhô ra được chạm khắc bằng sành, hình vây và các chương trình điêu khắc, thể hiện tán cây ở mức tham vọng nhất về mặt kiến ​​trúc. Những chiếc mũ trùm bằng đá này bảo vệ các hình chạm khắc ở khung cửa và khung cửa khỏi xói mòn do mưa đồng thời tăng thêm sức nặng thị giác và hệ thống phân cấp cho bố cục lối vào.

Kiến trúc thời Phục hưng đã diễn giải lại mái vòm thông qua các hình thức cổ điển - khung che cổ điển nhô ra, cửa có trán tường và porte-cochère có cột đều thực hiện các chức năng của mái vòm trong khi tham khảo tiền lệ La Mã. Porte-cochère, nghĩa đen là "cổng xe ngựa", đã trở thành đặc điểm tiêu chuẩn của các ngôi nhà quý tộc và sau này là các khách sạn lớn cũng như các tòa nhà dân sự trong suốt thế kỷ 18 và 19.

Chủ nghĩa hiện đại và cấu trúc tán

Phong trào Hiện đại của thế kỷ 20 đã biến mái vòm từ một tính năng trang trí thành biểu hiện cấu trúc của vật liệu và công nghệ xây dựng mới. Việc Le Corbusier triển khai các tấm bê tông mỏng làm bệ ngang và mái che lối vào tại các tòa nhà như Unité d'Habitation đã coi mái che như một yếu tố kiến ​​​​tạo thuần túy - không trang trí, không tham chiếu lịch sử, chỉ là sự thể hiện trung thực về khả năng chiếu theo chiều ngang của bê tông cốt thép mà không cần hỗ trợ. Barcelona Pavilion của Mies van der Rohe đã sử dụng một mặt phẳng mái lơ lửng, mỏng đến mức không tưởng, có chức năng như một mái che trên toàn bộ bố cục, xác định lại yếu tố che chắn trên cao có thể là gì về mặt tiết kiệm vật chất và kịch tính không gian.

Thời kỳ hậu chiến đã đưa các cấu trúc chịu kéo vào sử dụng trong kiến ​​trúc chủ đạo. Công trình của Frei Otto về thiết kế mái che kéo - nổi tiếng nhất là mái lưới cáp của Sân vận động Olympic Munich hoàn thành năm 1972 - đã chứng minh rằng hệ thống vải và cáp có thể bao phủ các khu vực rộng lớn với lượng vật liệu tối thiểu, tạo ra các cấu trúc có độ sáng đặc biệt và độ trong suốt trực quan. Công trình này đã trực tiếp cung cấp thông tin về kiến ​​trúc tán chịu kéo của những thập kỷ tiếp theo.

Thiết kế mái che kiến trúc: Những cân nhắc về thiết kế và kỹ thuật chính

Việc thiết kế một mái che có thể hoạt động ổn định trong suốt thời gian sử dụng đòi hỏi phải chú ý cẩn thận đến các yếu tố cấu trúc, môi trường và quy định. Những cân nhắc sau đây áp dụng cho hầu hết mọi dự án tán kiến ​​trúc bất kể quy mô.

Phân tích tải trọng kết cấu

Mỗi tán cây phải được thiết kế để chịu được tải trọng mà nó sẽ phải chịu khi sử dụng. Chúng bao gồm:

• Tải chết: Trọng lượng bản thân của cấu trúc tán và vật liệu che phủ của nó. Một mái che bằng thép và kính trên lối vào thương mại thông thường có thể nặng 80–150 kg trên một mét vuông diện tích mái.
• Tải trọng gió: Điển hình là tải trọng chi phối cho thiết kế tán cây. Tán cây là những cấu trúc lộ thiên chịu cả áp lực hướng xuống và lực hút hướng lên của gió. Trong vùng lốc xoáy hoặc bão, tải trọng gió có thể vượt quá 2,5 kPa trên các bề mặt tán cây lộ thiên, dẫn đến các yêu cầu quan trọng về kết cấu.
• Tải tuyết: Ở những vùng có khí hậu lạnh hơn, tuyết tích tụ có thể gây ra tải trọng đáng kể. Độ sâu tuyết 300 mm trên tán phẳng tương ứng với tải trọng bổ sung khoảng 1,0–1,5 kPa - đủ để làm sập một cấu trúc không được xác định rõ.
• Tải truy cập bảo trì: Quy chuẩn xây dựng thường yêu cầu mái che phải chịu tải trọng hoạt động bảo trì tối thiểu là 0,5–1,0 kPa để cho phép làm sạch, sửa chữa và kiểm tra.
• Tải trọng địa chấn: Ở những khu vực dễ xảy ra động đất, các kết nối mái vòm phải được thiết kế để chịu được tải trọng động được tạo ra trong quá trình xảy ra địa chấn mà không tách rời khỏi tòa nhà.

Thiết kế thoát nước

Những tán cây thu thập nước mưa và việc quản lý lượng nước đó là một yêu cầu thiết kế quan trọng. Mái che bằng phẳng không có độ dốc sẽ đọng nước, đẩy nhanh quá trình thoái hóa màng, tăng tải trọng kết cấu và cuối cùng là rò rỉ. Các quy chuẩn xây dựng và tiêu chuẩn thực hành tốt thường yêu cầu độ rơi tối thiểu là 1:60 (khoảng 1°) trên bất kỳ bề mặt mái có mái che nào , với hầu hết các nhà thiết kế chỉ định 1:40 hoặc dốc hơn để thoát nước đáng tin cậy. Nước có thể được dẫn đến máng xối và ống dẫn nước ở chu vi tán cây, đến các điểm thoát nước trung tâm hoặc để rơi tự do từ mép tán cây như một đặc điểm thiết kế (hiệu ứng thác đôi khi được cố tình kết hợp trong kiến ​​trúc đương đại).

Đối với mái che bằng kính và polycarbonate, nước mưa chảy trên bề mặt cũng là một vấn đề cần cân nhắc khi bảo trì - nó đọng lại cặn khoáng và bụi bẩn môi trường có thể làm ố mái vòm và giảm khả năng truyền ánh sáng theo thời gian. Thiết kế để dễ dàng làm sạch và chỉ định lớp phủ thủy tinh tự làm sạch (sử dụng xúc tác quang titan dioxide để phá vỡ cặn hữu cơ) giúp giảm đáng kể gánh nặng bảo trì lâu dài.

Tuân thủ quy chuẩn xây dựng và quy hoạch

Mái vòm kiến trúc là các yếu tố xây dựng và phải tuân theo các quy định xây dựng ở mọi khu vực pháp lý. Các lĩnh vực tuân thủ chính bao gồm:

• Chiều cao tĩnh không tối thiểu trên đường dành cho người đi bộ và đường dành cho xe cộ. Hầu hết các quy định đều yêu cầu tối thiểu cao hơn 2,4 mét so với lối đi dành cho người đi bộ và 4,2–5,5 mét so với các tuyến đường dành cho xe cộ, với khoảng trống cao hơn cho các khu vực dành cho xe tải.
• Yêu cầu an toàn về kính trên cao - các thông số kỹ thuật và tiêu chuẩn về khung kính nhiều lớp để ngăn các mảnh vỡ rơi vào người bên dưới.
• Yêu cầu về hiệu suất chữa cháy, đặc biệt ở những nơi có mái che gần ranh giới tài sản hoặc các tòa nhà liền kề.
• Tại các khu vực được xếp hạng di sản và khu bảo tồn, có thể phải có phê duyệt thiết kế từ cơ quan di sản địa phương trước khi có thể lắp đặt mái che, ngay cả trên các tòa nhà phi di sản.
• Ở nhiều khu vực pháp lý, bất kỳ tán cây nào nhô ra trên lối đi bộ hoặc đường công cộng đều cần có sự chấp thuận của hội đồng địa phương hoặc cơ quan quản lý đường bộ, kèm theo phí thuê hoặc giấy phép hàng năm để sử dụng vùng trời phía trên khu vực công cộng.

Sửa chữa kết cấu tòa nhà

Làm thế nào mái che gắn vào một tòa nhà thường là khía cạnh đòi hỏi kỹ thuật cao nhất trong thiết kế của nó. Đối với các mái vòm đúc hẫng, kết nối phải truyền mô men uốn, lực cắt và lực dọc trục vào khung kết cấu của tòa nhà - không chỉ là tấm ốp mặt tiền. Điều này thường có nghĩa là các bộ phận kết cấu chính của mái che kết nối trực tiếp với tấm bê tông, cột thép hoặc tường xây kết cấu của tòa nhà thông qua các neo đúc sẵn hoặc bu lông neo được lắp đặt sau. Việc cố định kết cấu của mái che đúc hẫng vào tòa nhà hiện có phải luôn được đánh giá bởi kỹ sư kết cấu để xác nhận rằng khung của tòa nhà có thể chịu được các tải trọng tăng thêm, đặc biệt trong các tình huống trang bị thêm mà thiết kế ban đầu có thể không dự đoán được bất kỳ tải trọng nào của mái che.

Những ví dụ về tán kiến trúc đáng chú ý trên khắp thế giới

Một số minh chứng thuyết phục nhất về những gì mà mái che kiến trúc có thể đạt được đến từ việc kiểm tra các dự án mang tính bước ngoặt trong đó mái che là trung tâm tạo nên bản sắc và hiệu suất của tòa nhà.

Tòa án lớn tại Bảo tàng Anh, London

Được thiết kế bởi Foster Partners và hoàn thành vào năm 2000, mái vòm Great Court là mái nhà bằng lưới thép và kính bao phủ sân trung tâm rộng 2 ha của Bảo tàng Anh. Cấu trúc mái bao gồm 3.312 tấm kính hình tam giác độc đáo được hỗ trợ bởi lưới thép, không có hai tấm giống hệt nhau do sự phức tạp về mặt hình học của thiết kế. Tán cây đã biến sân ngoài trời vốn khó tiếp cận thành một trong những không gian công cộng có mái che lớn nhất ở châu Âu, thu hút khoảng 6 triệu du khách mỗi năm. Mái kính nặng hơn 800 tấn được chế tạo và lắp đặt mà không làm gián đoạn hoạt động hàng ngày của Bảo tàng - một thành tựu hậu cần xây dựng đáng chú ý tại một địa điểm cực kỳ hạn chế ở trung tâm Luân Đôn.

Mái kéo sân bay quốc tế Denver, Mỹ

Nhà ga Jeppesen tại Sân bay Quốc tế Denver có một trong những mái che bằng vải chịu kéo lớn nhất thế giới. Hoàn thành vào năm 1995, mái nhà có diện tích khoảng 33.000 mét vuông và được làm từ hệ thống hai lớp vải sợi thủy tinh phủ PTFE kéo dài giữa 34 cột thép, tạo ra một loạt các đỉnh và thung lũng cao tới 27 mét ở điểm cao nhất. Lớp vải trắng phản chiếu khoảng 90% bức xạ mặt trời tới, giảm đáng kể tải trọng làm mát trong nhà ga mặc dù các bức tường cuối bằng kính rộng lớn và truyền ánh sáng tự nhiên khuếch tán, dịu nhẹ khắp bên trong. Cấu trúc được thiết kế bởi Fentress Bradburn Architects với mái kéo được thiết kế bởi Severud Associates.

Metropol Parasol, Seville, Tây Ban Nha

Được thiết kế bởi Jürgen Mayer H. Architects và hoàn thành vào năm 2011, Metropol Parasol là một cấu trúc có mái che bằng gỗ độc lập ở Plaza de la Encarnación ở trung tâm Seville. Với chiều dài khoảng 150 mét và rộng 70 mét, nó thường được coi là công trình kiến ​​trúc bằng gỗ lớn nhất thế giới. Dạng dù che - về cơ bản là một tán cây khổng lồ trên sáu cột hình nấm - cung cấp bóng mát cho quảng trường công cộng bên dưới đồng thời có khu chợ ở tầng trệt, bảo tàng khảo cổ bên dưới và lối đi trên sân thượng. Cấu trúc được làm từ các tấm gỗ nhiều lớp được liên kết bằng chất kết dính polyurethane và phủ một lớp polyurethane chịu nước. Nó là một ví dụ nổi bật về cách một tán kiến ​​trúc có thể trở thành một tòa nhà theo đúng nghĩa của nó - một không gian công cộng có mái che xác định lại toàn bộ khu đô thị.

Mái che của Apple Store

Kiến trúc bán lẻ của Apple, được phát triển với Foster Partners, sử dụng các yếu tố tán làm thiết bị thiết kế trung tâm. Mái vòm kính treo phía trên lối vào khối Apple Fifth Avenue ở New York - một khối kính cao 10 mét với thang máy bằng kính hình trụ đi xuống cửa hàng dưới lòng đất - có chức năng vừa là mái che vừa là cột mốc kiến ​​trúc. Tại Trung tâm Du khách Apple Park ở Cupertino, một mái nhà bằng sợi carbon dài 80 mét mỗi bên đúc hẫng trên các bức tường kính của tòa nhà mà không nhìn thấy cột bên trong, tạo ấn tượng về một chiếc máy bay lơ lửng trên phần vỏ trong suốt. Những ví dụ này chứng minh làm thế nào một tán cây, khi được thiết kế ở mức cao nhất, sẽ trở thành nét kiến ​​trúc đặc trưng của một dự án.

Mái che trong thiết kế công trình xanh và bền vững

Trong bối cảnh chứng nhận công trình xanh và thiết kế thích ứng với khí hậu, tán kiến trúc ngày càng đóng vai trò quan trọng như một chiến lược kiểm soát môi trường thụ động.

Che nắng và hiệu suất nhiệt

Một tán cây được bố trí trên các bức tường tráng men hướng về phía Nam (ở bán cầu bắc) hoặc hướng về phía bắc (ở bán cầu nam) có thể làm giảm đáng kể mức tăng nhiệt mặt trời qua các bề mặt đó trong những tháng mùa hè khi góc mặt trời cao. Một mái che ngang cố định được thiết kế cho vĩ độ 35°N, nhô ra cách mặt tòa nhà 1,5 mét sẽ che nắng cho lớp kính bên dưới trong khoảng bốn tháng vào mùa hè, đồng thời cho phép ánh nắng mùa đông thấp xuyên qua và cung cấp hệ thống sưởi bằng năng lượng mặt trời thụ động. Mái che nắng được thiết kế phù hợp có thể giảm mức tiêu thụ năng lượng làm mát trong các tòa nhà thương mại từ 15–30% ở những địa điểm có khí hậu ấm áp, đóng góp trực tiếp vào điểm tín dụng năng lượng LEED, BREEAM hoặc Green Star.

Mái che tích hợp quang điện

Quang điện tích hợp trong tòa nhà (BIPV) trên mái vòm đại diện cho một lĩnh vực thực hành kiến trúc bền vững đang phát triển. Mái nhà có mái che với các tấm pin mặt trời phục vụ chức năng kép: cung cấp nơi trú ẩn có mái che bên dưới đồng thời tạo ra điện tái tạo ở bên trên. Mái che bãi đậu xe là những ứng dụng đặc biệt hiệu quả - các mặt tán không bị cản trở bởi các cấu trúc khác, có góc tối ưu về phía mặt trời và bao phủ các khu vực rộng lớn mà lẽ ra chỉ có tác dụng làm bãi đỗ xe. Một mái che bãi đậu xe rộng 1.000 mét vuông với các tấm PV đơn tinh thể hiệu suất cao tạo ra 200 W/m2 sẽ tạo ra khoảng 200 kWp công suất năng lượng mặt trời lắp đặt, đủ để bù đắp mức tiêu thụ điện của một tòa nhà văn phòng thương mại cỡ trung bình. Một số nhà bán lẻ và nhà phát triển bất động sản thương mại lớn ở Châu Âu và Úc hiện đã lắp đặt các mái che năng lượng mặt trời trên hàng trăm bãi đỗ xe như một phần trong chiến lược khử cacbon của họ.

Những tán cây xanh và sống động

Cấu trúc tán sống, kết hợp thảm thực vật được trồng vào lớp phủ trên cao, kết hợp các chức năng của tán cây thông thường với chức năng của mái nhà xanh hoặc khu vườn thẳng đứng. Tán cây được trồng cung cấp bóng mát xuyên qua tán lá thay vì các tấm mờ đục hoặc trong suốt, mang lại lợi ích làm mát bay hơi khi cây thoát hơi ẩm. Hiệu quả làm mát của tán cây được trồng trên không gian bên dưới nó có thể rõ rệt hơn từ 3–7°C so với tán cây rắn thông thường trong điều kiện mùa hè, tùy thuộc vào mật độ và loài cây trồng. Những cấu trúc này được tìm thấy trong các khu ẩm thực của trung tâm mua sắm, nhà ga sân bay và quảng trường công cộng, nơi các nguyên tắc thiết kế ưa sinh học đang được áp dụng để cải thiện sức khỏe của người dân và giảm hiệu ứng đảo nhiệt đô thị ở quy mô tòa nhà.

Mái vòm kiến trúc so với các yếu tố kiến trúc liên quan

Một số yếu tố kiến trúc có liên quan chặt chẽ với tán cây và đôi khi bị nhầm lẫn với nó. Hiểu được sự khác biệt sẽ làm rõ cả từ vựng thiết kế và mục đích chức năng.

Hướng dẫn thực hành để xác định mái vòm kiến trúc

Đối với các kiến trúc sư, người quản lý dự án và chủ sở hữu tòa nhà chỉ định mái che, danh sách kiểm tra sau đây bao gồm các quyết định quan trọng và thông tin cần được giải quyết trước khi thiết kế mái che có thể được tính đủ chi phí và ghi chép cho việc xây dựng.

Yêu cầu về phạm vi và hiệu suất

• Tán che phủ là gì? Lối vào dành cho người đi bộ, điểm dừng xe, bến bốc hàng, khu vực ăn uống ngoài trời hay kết nối lối đi?
• Mức độ bảo vệ thời tiết là cần thiết? Chống thấm hoàn toàn, chỉ che tia UV hay kết hợp?
• Chiều cao thông thoáng tối thiểu cần thiết phía trên khu vực bên dưới là bao nhiêu?
• Mái che có được đúc hẫng khỏi tòa nhà, đứng tự do trên cột hay treo từ trên cao không?
• Cấu trúc tòa nhà có được xác nhận là có khả năng chịu được tải trọng cố định của tán cây hay điều này cần được đánh giá?

Cân nhắc về thiết kế và thẩm mỹ

• Vật liệu nào phù hợp với ngôn ngữ kiến trúc của tòa nhà?
• Độ trong suốt có được mong muốn - kính, polycarbonate hay lưới hở? Hoặc độ mờ được ưu tiên để bảo vệ thời tiết và quyền riêng tư về hình ảnh?
• Có những ràng buộc về di sản hoặc quy hoạch nào làm hạn chế sự lựa chọn vật liệu, kích thước hình chiếu hoặc hình thức không?
• Liệu hệ thống chiếu sáng, biển báo, loa hoặc hệ thống thoát nước tích hợp có được kết hợp không?

Tiêu chuẩn chi phí cho tán kiến trúc

Chi phí tán cây rất khác nhau tùy theo loại kết cấu, vật liệu và độ phức tạp. Các phạm vi gần đúng sau đây cung cấp hướng dẫn theo mức độ lớn cho việc lập kế hoạch ngân sách, không bao gồm GST/VAT và phí chuyên môn:

• Mái che bằng nhôm và polycarbonate tiêu chuẩn trên lối vào: $800–$2.500 mỗi mét vuông được lắp đặt
• Tán thép và kính, chất lượng thương mại: $2,000–$5,000 mỗi mét vuông được lắp đặt
• Mái vòm kính kiến trúc cao cấp với các chi tiết riêng biệt: $5.000–$12.000 mỗi mét vuông được lắp đặt
• Tán vải chịu kéo nhịp lớn: $600–$1.800 mỗi mét vuông được lắp đặt, tùy thuộc vào độ phức tạp và chiều cao cột buồm
• Mái che bằng thép công nghiệp độc lập (ví dụ: bến tàu hoặc trạm xăng): $400–$900 mỗi mét vuông được lắp đặt

Những số liệu này chỉ mang tính tham khảo và thay đổi đáng kể tùy theo vị trí, khả năng tiếp cận địa điểm, điều kiện mặt bằng và điều kiện thị trường tại thời điểm xây dựng. Luôn cần có bản ước tính chi tiết của người khảo sát số lượng hoặc báo giá của nhà thầu để lập kế hoạch ngân sách đáng tin cậy.