Luận chứng cơ sở khoa học lựa chọn vật liệu xây dựng thân thiện môi trường, ví dụ cho dự án xây dựng đại học quốc gia Hà nội tại Hòa Lạc

ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 27 
LUẬN CHỨNG CƠ SỞ KHOA HỌC LỰA CHỌN VẬT LIỆU 
XÂY DỰNG THÂN THIỆN MÔI TRƯỜNG. VÍ DỤ CHO DỰ ÁN 
XÂY DỰNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TẠI HÒA LẠC 
HOÀNG MINH ĐỨC*, 
TRẦN MẠNH LIỂU**, 
NGUYỄN NGỌC TRỰC, NGUYỄN QUANG HUY, 
TRƢƠNG VĂN THỊNH, HOÀNG ĐÌNH THIỆN, 
NGUYỄN VĂN THƢƠNG 
Scientific-Based Demonstration for the Choice of Environmentlly-
Friendly Construction Materials: An Example of Project of Vietnam 
National University, Hanoi, in Hoa Lac 
Abstracts: Environmentally-friendly construction materials has exceptional 
features to those of traditional construction materials in insulation stability, 
reduces heat radiation, low-carbon and efficiency in economy, technology. 
The paper has scientific-based demonstration for the Choice of 
environmentally-friendly construction materials, such as materials for load-
bearing structures, materials for cover, separating, finishing materials, 
waterproof materials and applying recommendations to construction project 
of Vietnam National University, Hanoi in Hoa Lac. 
1. GIỚI THIỆU * 
Khái niệm “vật liệu thân thiện với môi 
trường” ngày nay không còn xa lạ. Sử dụng 
vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường 
đang trở thành xu hướng của ngành công 
nghiệp xây dựng trên thế giới. Thị trường vật 
liệu xây dựng ngày càng xuất hiện nhiều loại 
vật liệu thân thiện với môi trường. Chúng có 
những tính năng vượt trội so với những loại 
vật liệu xây dựng truyền thống. Việc luận 
chứng cơ sở khoa học và thực tiễn trong lựa 
chọn các vật liệu xây dựng phù hợp với điều 
kiện khí hậu, môi trường, kinh tế và xã hội là 
điều cần thiết và là trọng tâm nghiên cứu của 
bài báo. Bên cạnh những lợi ích về mặt môi 
*
 Viện KHCN Xây dựng, Bộ Xây dựng 
 81 Trần Cung, Cầu Giấy, Hà Nội 
 Email: hmduc@yahoo.com 
**
 Đại học Quốc gia Hà Nội 
 Email: heutm@vnn.edu.vn 
trường, yếu tố kinh tế - kỹ thuật đóng vai trò 
to lớn quyết định khả năng sử dụng và phổ 
biến loại vật liệu này. Nhiều chính sách đã 
được Chính phủ ban hành nhằm đẩy mạnh sử 
dụng vật liệu xây dựng thân thiện với môi 
trường ở nước ta. 
2. NGUYÊN TẮC SỬ DỤNG VẬT LIỆU 
TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 
Tiết kiệm sử dụng VLXD, sử dụng vật liệu 
tái chế, vật liệu dễ chế tạo, vật liệu được tạo 
thành tiêu tốn ít năng lượng, vật liệu có nguồn 
gốc tự nhiên. Tỷ lệ mặt tiền công trình sử dụng 
cửa kính phải được tính toán hợp lý phục vụ 
việc lấy ánh sáng, thông thoáng tự nhiên. Không 
lạm dụng kính nhiều vì sẽ gây hiệu ứng nhà 
kính làm không khí nóng lên dưới ánh nắng mặt 
trời và sẽ tốn rất nhiều năng lượng điện để làm 
mát. Cấu tạo lớp vỏ bọc công trình phải được 
tính toán thiết kế nhằm mục đích tiết kiệm năng 
lượng điện trong điều hòa, thông thoáng, chiếu 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 28 
sáng, tăng cường sử dụng hiệu quả thông 
thoáng, chiếu sáng tự nhiên. Các mảng tường 
bao chắn cần được xây dựng bằng vật liệu cách 
nhiệt như gạch rỗng, bê thông xốp, tường 2 lớp 
cách nhiệt. 
Trong nghiên cứu này, VLXD được xem xét 
theo các nhóm: vật liệu cho kết cấu chịu lực, vật 
liệu bao che và ngăn cách, vật liệu hoàn thiện và 
các vật liệu khác. 
3. ĐỊNH HƢỚNG SỬ DỤNG CÁC LOẠI 
VẬT LIỆU THÂN THIỆN MÔI TRƢỜNG 
TRONG CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG XANH 
3.1. Yêu cầu chung 
Yêu cầu đối với vật liệu sử dụng trong công 
nghệ xây dựng xanh bên cạnh các yêu cầu về 
chức năng như VLXD thông thường còn là thân 
thiện với môi trường, đáp ứng các yêu cầu đặc 
biệt về ổn định và cách nhiệt, giảm bức xạ nhiệt 
và có hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cao. 
3.2 Vật liệu cho kết cấu chịu lực 
Vật liệu cho kết cấu chịu lực bao gồm bê tông 
nặng, bê tông nhẹ kết cấu, thép cốt và kết cấu 
kim loại. Ngày nay, việc nâng cao hiệu quả của 
bê tông gắn liền với việc phát triển các loại bê 
tông đặc biệt (bê tông chất lượng cao, bê tông 
cường độ cao, bê tông tự đầm, ...) và nâng cao 
mức độ thân thiện môi trường của bê tông như sử 
dụng phế thải hoặc sử dụng vật liệu địa phương. 
Sản phẩm bê tông đòi hỏi nâng cao một hoặc 
một vài tính chất của bê tông phục vụ cho các 
ứng dụng cụ thể. Đối với các kết cấu bê tông cốt 
thép chịu lực, đó là sử dụng bê tông cường độ 
cao kết hợp với các loại thép cường độ cao, thép 
dự ứng lực thiết kế các kết cấu bê tông cốt thép 
vượt nhịp, giảm thiết diện kết cấu. Bê tông cường 
độ cao nên được cân nhắc sử dụng cho các kết 
cấu chịu lực như cột hoặc dầm, trong các công 
trình nhà cao tầng, nhà thi đấu, sân vận động. 
Đối với kết cấu bao che, đó là giảm khối 
lượng thể tích, giảm hệ số dẫn nhiệt nhằm tiết 
kiệm năng lượng, nâng cao khả năng chống 
thấm. Bê tông nhẹ kết cấu nên được sử dụng 
cho các kết cấu mái, kết cấu vượt nhịp trong 
công trình nhà cao tầng, nhà thi đấu. Bê tông 
nhẹ cách nhiệt nên sử dụng cho các kết cấu 
tường bao che và tường ngăn cho cả nhà cao 
tầng và các công trình thấp tầng. 
Đối với các kết cấu có mật độ cốt thép cao, 
hình dạng phức tạp đó là việc sử dụng bê tông 
tự đầm nhằm đảm bảo chất lượng và tiết kiệm 
chi phí nhân công, máy. Bê tông tự đầm phù 
hợp cho các kết cấu có hàm lượng thép cao như 
các cột, dầm nhà cao tầng, các kết cấu có yêu 
cầu về chống thấm như tường, sàn tầng hầm các 
công trình. 
Việc tối ưu hóa các tính chất của bê tông được 
thực hiện thông qua việc lựa chọn vật liệu đầu 
vào và tối ưu hóa cấp phối bê tông. Trong các vật 
liệu thành phần của bê tông thì xi măng có chỉ số 
phát thải cacbon lớn nhất. Do đó, giảm lượng 
dùng xi măng là hướng ưu tiên hàng đầu trong 
mục tiêu pháp triển xanh, bền vững của bê tông. 
Giảm lượng dùng xi măng trong khi vẫn giữ 
nguyên và cải thiện các tính chất của bê tông có 
thể được thực hiện bằng các biện pháp sau: (1) sử 
dụng phụ gia giảm nước để giảm lượng dùng xi 
măng trong khi vẫn giữ nguyên được tỷ lệ nước 
trên xi măng, hay giữ nguyên được cường độ bê 
tông; (2) sử dụng phụ gia khoáng hoạt tính thay 
thế một phần xi măng; (3) chỉ định tuổi thiết kế 
sau 28 ngày. Việc chỉ định tuổi thiết kế hợp lý sẽ 
giúp tiết kiệm được xi măng trong khi vẫn đảm 
bảo được chất lượng công trình. 
Bên cạnh đó, để nâng cao hiệu quả bê tông 
cần ưu tiên sử dụng nguồn vật liệu địa phương. 
Giảm nhu cầu vận chuyển vật liệu giúp giảm chi 
phí và năng lượng tiêu hao cho công tác này. 
Nhờ đó, lượng phát thải cacbon cũng sẽ được 
giảm thiểu. 
Các dạng vật liệu như phế thải phá dỡ công 
trình xây dựng, phế thải của các nhà máy nhiệt 
điện, nhà máy luyện kim, ... sau khi sơ chế hợp 
lý đều có thể sử dụng có hiệu quả trong bê tông. 
Đây biện pháp có tác dụng tích cực, chủ động 
giải quyết vấn đề môi trường không những của 
ngành xây dựng mà còn của toàn xã hội. Chỉ số 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 29 
phát thải cacbon của bê tông khi áp dụng kết 
hợp nhiều biện pháp công nghệ vật liệu có thể 
giảm xuống dưới 0,15 kg CO2/kg. 
3.3 Vật liệu cho kết cấu bao che và ngăn cách 
Vật liệu cho kết cấu bao che và ngăn cách 
bao gồm khối xây, vách ngăn, kính - kết cấu 
kính và mái che. Nâng cao hiệu quả của kết cấu 
bao che trên góc độ sử dụng năng lượng hiệu 
quả gắn liền với việc giảm tổng giá trị truyền 
nhiệt qua kết cấu bao che. Truyền nhiệt qua kết 
cấu bao che liên quan đến tác động gia tăng 
nhiệt độ của bức xạ mặt trời và truyền nhiệt của 
bản thân vật liệu. 
Để hạn chế tác động của bức xạ mặt trời, cần 
bố trí các kết cấu che nắng, giảm bớt tỷ lệ kính 
trên tổng diện tích bao che, sử dụng vật liệu có 
hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời thấp. Để giảm 
truyền nhiệt qua kết cấu tường đăc cần ưu tiên 
sử dụng các vật liệu nhẹ. Cần tiến hành thẩm 
định hiệu quả của kết cấu bao che trên góc độ sử 
dụng năng lượng hiệu quả. Kết quả thẩm định là 
căn cứ để chấp thuận phương án thiết kế và vật 
liệu sử dụng. 
Với công trình nhà cao tầng, nhà thi đấu có 
sử dụng tỷ lệ lớn kết cấu mặt dựng bằng kính, 
cửa sổ kính cần chú ý các biện pháp che nắng 
bằng các kết cấu đua ra. Ngoài ra cần lựa chọn 
sử dụng các loại kính tiết kiệm năng lượng, có 
hệ số truyền nhiệt thấp, kính nhiều lớp, phản 
quang, ...kết hợp với hệ thanh định hình có hệ 
số dẫn nhiệt thấp. Với công trình thấp tầng, biện 
pháp hiệu quả là sử dụng các kết cấu che nắng, 
mái hiên, mái đua. Đối với cửa sổ nên bố trí hệ 
cửa chớp bên ngoài của kính để vừa đảm bảo 
lấy sáng vừa hạn chế bức xạ nhiệt lên cửa kính. 
Kết cấu bao che cho nhà cao tầng nên sử 
dụng khối xây gạch bê tông nhẹ vừa giúp cách 
nhiệt cho công trình, vừa giảm tải trọng lên kết 
cấu móng. Còn đối với các công trình thấp tầng, 
có thể cân nhắc sử dụng các sản phẩm gạch bê 
tông đá mạt, nhất là các loại gạch bê tông có sử 
dụng phế thải công nghiệp. Kết cấu tường xây 
trong công trình chiếm tỷ trọng khá lớn, sử dụng 
hợp lý vật liệu xây sẽ giúp cắt giảm đáng kể 
lượng phát thải cacbon. 
3.4 Vật liệu hoàn thiện 
Vật liệu hoàn thiện gồm vật liệu ốp lát và 
sơn. Công tác hoàn thiện có vai trò quan trọng 
có tính quyết định đến công năng sử dụng và vẻ 
đẹp thẩm mỹ của công trình và chiếm tỷ trọng 
lớn trong các công trình xây dựng. Các phương 
án hoàn thiện rất đa dạng hơn và được đánh giá, 
lựa chọn theo nhiều tiêu chí, góc độ, trong đó 
yếu tố thẩm mỹ và các ý kiến chủ quan có ảnh 
hưởng đáng kể. 
3.5 Vật liệu chống thấm 
Một số vật liệu chống thấm chính được sử 
dụng trong xây dựng bao gồm bê tông chống 
thấm, vữa chống thấm, sơn chống thấm, tấm 
chống thấm, băng cản nước và các loại vật 
liệu khác. 
Chống thấm là một công tác có tính đặc thù 
cao, trong đó, bên cạnh việc lựa chọn vật liệu, 
việc xác định chính xác các nguy cơ thấm, lựa 
chọn các giải pháp hợp lý, thiết kế các chi tiết 
chống thấm phù hợp và đảm bảo chất lượng 
trong thi công có vai trò quyết định đến chất 
lượng chống thấm. 
4. ĐỀ XUẤT SỬ DỤNG MỘT SỐ LOẠI 
VẬT THÂN THIỆN MÔI TRƢỜNG CHO 
ĐÔ THỊ ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI 
TẠI HÒA LẠC 
4.1. Tổng quan dự án Đại học Quốc gia Hà 
Nội tại Hòa Lạc 
Hình1. Vị trí xây dựng Đại học Quốc gia 
Hà Nội tại Hòa Lạc [1] 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 30 
Khu vực quy hoạch xây dựng đô thị Đại học 
quốc gia Hà Nội (ĐHGQHN) tại Hòa lạc, huyện 
Thạch Thất, thành phố Hà Nội, được giới hạn ở 
phía Đông là quốc lộ 21, phía Bắc cách đường 
băng sân bay Hòa Lạc khoảng 1000m, phía Nam 
giáp đường Láng Hòa Lạc, phía Tây giáp núi Thằn 
Lằn. Tổng diện tích quy hoạch là 1000 ha, thiết kế 
cho quy mô đào tạo 60 000 sinh viên (2020) và 
100 000 sinh viên (năm 2050), thời gian thực hiện 
2003 - 2020, bao gồm 21 dự án thành phần: 01: Dự 
án đền bù GPMB; 02: Dự án hệ thống hạ tầng kỹ 
thuật; 03: Dự án khu trung tâm ĐHQGHN; 04: Dự 
án Trung tâm Quốc phòng an ninh; 05: Dự án ký 
túc xá sinh viên; 06: Dự án khu công vụ; 07: Dự án 
Trường ĐH Khoa học tự nhiên; 08: Dự án Trường 
ĐH công nghệ; 09: Dự án Trường ĐH Khoa học xã 
hội và nhân văn; 0 10: Dự án Trường ĐH Ngoại 
ngữ; 11: Dự án Trường ĐH Kinh tế; 12: Dự án các 
viện, trung tâm nghiên cứu khoa học; 13: Dự án 
Trường ĐH Quốc tế; 14: Dự ÁN Trương ĐH Giáo 
dục; 15: Dự án Trường ĐH Luật; 16: Dự án Khoa 
sau đại học liên ngành; 17: Dự án Trung tâm thể 
dục thể thao; 18: Dự án Khoa Y - Dược và Bệnh 
viện ĐHQGHN; 19: Dự án Khoa văn hóa nghệ 
thuật; 20: Dự án Khoa Đô thị học; 21: Dự án Khoa 
chính Sách công. Năm 2014 bổ sung thêm dự án 
Trường ĐH Việt - Nhật. 
4.2. Vật liệu cho kết cấu chịu lực dự án 
ĐHQGHN tại Hòa Lạc 
a) Bê tông nặng 
Bê tông tính năng cao là bê tông có một hoặc 
một vài tính năng được cải thiện đáp ứng các 
yêu cầu cụ thể của công trình. Các tính chất đó 
có thể là cường độ chịu nén, cường độ chịu nén 
ở tuổi sớm, tính công tác (bê tông tự đầm), hạn 
chế co ngót, bền vững, thân thiện môi trường, ... 
Mặc dù chưa được đề cập đến trong các tiêu 
chuẩn Việt Nam nhưng hiện nay bê tông tính 
năng cao đang dần được sử dụng trong nhiều 
công trình xây dựng. Chúng không những góp 
phần nâng cao chất lượng công trình mà còn 
đem lại hiệu quả cao về cả kinh tế - kỹ thuật lẫn 
xã hội - môi trường. 
Kết cấu bê tông cốt thép chịu lực của công 
trình có thể được thi công tại chỗ hoặc được đúc 
sẵn tại nhà máy. Trong đó, thi công tại chỗ cho 
phép chế tạo các kết cấu với khả năng tùy biến 
cao, với các hình dạng, kích thước và tính chất 
bất kỳ theo yêu cầu của thiết kế. Ngược lại, việc 
sử dụng các kết cấu đúc sẵn, mặc dù đặt ra yêu 
cầu thiết bị cẩu lắp và xử lý các mối nối ghép 
nhưng việc chế tạo kết cấu trong nhà máy cho 
phép quản lý chất lượng tốt hơn, tiết kiệm chi 
phí, hạn chế ảnh hưởng tới môi trường và rút 
ngắn thời gian thi công. 
Chỉ số phát thải cacbon của bê tông được 
tính toán bao gồm phát thải cacbon từ các vật 
liệu thành phần, phát thải cacbon trong quá trình 
sản xuất, vận chuyển, phá dỡ,... Trong đó, chỉ số 
phát thải cacbon từ vật liệu thành phần phụ 
thuộc rất nhiều vào cấp phối bê tông. Chỉ số 
phát thải cacbon của bê tông có thể biến động từ 
0,12 - 0,25 kgCO2/kg. Công trình xây dựng 
ĐHQGHN được đề nghị giảm chỉ số này xuống 
dưới 0,15 kg CO2/kg. 
b) Bê tông nhẹ kết cấu 
Theo TCVN 5574:2012 bê tông cốt liệu nhẹ 
được phân thành các mác theo khối lượng thể 
tích từ D800 đến D2000 với cấp theo cường độ 
chịu nén từ B2,5 đến B40. Trong đó, các loại bê 
tông nhẹ có cường độ từ cấp B15 trở lên có thể 
sử dụng cho các kết cấu chịu lực. Bê tông nhẹ 
chịu lực ở Việt Nam hiện nay chủ yếu được sản 
xuất với cốt liệu nhẹ keramzit (đất sét phồng nở). 
Sử dụng bê tông nhẹ kết cấu cho phép giảm 
đáng kể tải trọng của bản thân kết cấu, làm giảm 
tải trọng toàn bộ công trình, nhờ đó giúp giảm 
chi phí cho các kết cấu móng, cọc. Bê tông nhẹ 
có hệ số dẫn nhiệt nhiệt thấp hơn bê tông nặng 
thông thường do đó khi sử dụng trong các kết 
cấu bao che sẽ giúp nâng cao khả năng cách 
nhiệt, nhờ đó giúp giảm năng lượng dùng trong 
điều hòa môi trường bên trong. Hệ số dẫn nhiệt 
của bê tông nhẹ phụ thuộc vào khối lượng thể 
tích của vật liệu và bản chất của cốt liệu nhẹ sử 
dụng chế tạo bê tông (bảng 1, 2). 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 31 
Bảng 1. Tƣơng quan hệ số dẫn nhiệt của bê tông xỉ với khối lƣợng thể tích 
Khối lƣợng thể tích, kg/m3 1000 1200 1500 1800 
Hệ số dẫn nhiệt, W/m.°K 0,41 0,52 0,70 0,87 
Bảng 2. Tƣơng quan hệ số dẫn nhiệt của bê tông keramzit với khối lƣợng thể tích 
Khối lƣợng thể tích, kg/m3 1400 1600 1800 
Hệ số dẫn nhiệt, W/m.°K 
Sử dụng cát nặng 0,49 0,62 0,73 
Sử dụng cát nhẹ 0,47 0,58 0,66 
Về khía cạnh thân thiện môi trường, hệ số phát 
thải cacbon của bê tông nhẹ tính trên khối lượng 
vật liệu có thể cao hơn so với bê tông nặng thông 
thường có cùng cường độ. Nhưng nhờ vào khối 
lượng thể tích nhỏ hơn nên tổng lượng phát thải 
khi sử dụng bê tông nhẹ có thể lại thấp hơn. 
c) Thép cốt và kết cấu kim loại 
Thép xây dựng có khối lượng riêng 7850 
kg/m
3
 , hệ số dẫn nhiệt: 58 W/m.°K, và chỉ số 
phát thải cacbon khoảng 3,0 - 4,1 kgCO2/kg. Thép 
cốt là thành phần không thể thiếu của kết cấu bê 
tông cốt thép. Cốt thép dùng trong kết cấu BTCT 
bao gồm cốt thép chịu lực được xác định theo tính 
toán và cốt t ...  mục đích sử dụng có thể chỉ định các 
dạng vách ngăn khác nhau. Vách ngăn bằng 
khối xây được dùng cho các khu vực phân chia 
tương đối lâu dài, tường ngăn giữa các căn hộ, 
ngăn khu kỹ thuật, khu vực cầu thang, ... Trong 
khi đó, các loại vách ngăn tường nhẹ, panel và 
hệ vách ngăn có khung được dùng ngăn chia các 
khu vực trong phạm vi căn hộ, phòng làm việc. 
Do làm việc trong không gian bên trong nhà nên 
yêu cầu về chống thấm, cách nhiệt đặt ra đối với 
vách ngăn không khắt khe như đối với kết cấu bao 
che. Tuy nhiên, việc giảm nhẹ khối lượng của vách 
ngăn giúp giảm tổng tải trong công trình sẽ cho 
phép tiết kiệm chi phí xây dựng. Sử dụng vách 
ngăn nhẹ dạng panel, tấm 3D hay vách thạch cao 
giúp thiết kế bố trí linh hoạt không gian bên trong 
với khả năng cải tạo thay đổi một cách dễ dàng. 
Để nâng cao khả năng cách âm, cách nhiệt của 
vách, có thể bố trí các vật liệu nhẹ trong phần 
khung của vách, sử dụng kết hợp nhiều lớp các 
tấm thạch cao. Để nâng cao khả năng cách ẩm, 
chịu nước có thể sử dụng các tấm thạch cao có 
lớp phủ mặt bằng polimer. Ngoài ra, các hãng 
sản xuất cũng khuyến cáo các chi tiết cấu tạo các 
dạng vách với giới hạn chịu lửa khác nhau. 
Một số các sản phẩm dạng tấm khác cũng có 
thể được sử dụng thay thế cho tấm thạch cao. 
Đó là các dạng ván ép gỗ, composit, ván ép xi 
măng và phế thải sản xuất gỗ, ... Mặc dù các sản 
phẩm này chưa được phổ cập trên thị trường 
nhưng việc sử dụng các vật liệu trên cơ sở phế 
thải sẽ góp phần bảo vệ môi trường, hạn chế 
được chỉ số phát thải cacbon. 
c) Kính và kết cấu kính 
Kính xây dựng có một số chỉ tiêu khối lượng 
riêng 2500 kg/m
3
, hệ số dẫn nhiệt 0,78 W/m.°K, 
chỉ số phát thải cacbon 1,23 - 2,57 kgCO2/kg. 
Đặc điểm cơ bản của kính là khả năng cho phép 
ánh sáng đi qua, nhờ đó, kính được sử dụng trong 
các kết cấu bao che và ngăn cách có yêu cầu lấy 
sáng hoặc có yêu cầu mỹ thuật. Kính được sử 
dụng trong cửa sổ, cửa đi, vách bao che, vách 
ngăn, mái và các kết cấu khác. Do các giới hạn 
về khả năng chịu lực nên trong các kết cấu trên, 
kính không được dùng một cách độc lập mà 
thường được gắn vào hệ kết cấu chịu lực. Kết cấu 
chịu lực này có thể là gỗ, bê tông cốt thép, kim 
loại, nhựa, composit. Việc gắn kết giữa kính và 
khung có thể được thực hiện bằng các dạng nẹp, 
gioăng hoặc keo. Do đó, khi đánh giá các kết cấu 
này cần đánh giá một cách tổng hợp giải pháp sử 
dụng bao gồm tất cả các thành phần trên. Tuy 
nhiên, hệ thống tiêu chuẩn của ta hiện nay mới 
chỉ chủ yếu tập trung vào bản thân tấm kính chứ 
chưa chưa đề cập được đầy đủ đến hệ khung. 
Trong khi đó, chính hệ khung làm nên sự khác 
biệt giữa các hệ sản phẩm khác nhau. 
Việc sử dụng kính trong công trình xây dựng ở 
nước ta với khí hậu nhiệt đới, nóng ẩm, bức xạ mặt 
trời cao, cần được cân nhắc để đảm bảo tiện nghi 
cho người dùng và hiệu quả trong việc sử dụng 
năng lượng. Một mặt, sử dụng tỷ lệ cửa sổ, vách 
kính lớp trên kết cấu bao che cho phép tận dụng 
ánh sáng tự nhiên giúp tiết kiệm năng lượng chiếu 
sáng cho tòa nhà. Ở đây cũng cần chú ý rằng ánh 
nắng mặt trời gay gắt điều kiện khí hậu nhiệt đới 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 34 
nếu không được khống chế tốt lại làm tăng quá 
mức độ rọi, ảnh hưởng đến tiện nghi của người 
dùng. Mặt khác, bề mặt kính lớn làm tăng tác động 
của bức xạ mặt trời tới không gian bên trong, làm 
tăng nhiệt độ không gian bên trong, gia tăng chi phí 
năng lượng cho điều hòa không khí. 
Để giải quyết vất đề trên, có thể hạn chế bố 
trí các cửa sổ, mặt kính, sử dụng các loại kính 
có hệ số hấp thụ nhiệt (SHGC) hoặc hệ số che 
nắng (SC) nhỏ, sử dụng các kết cấu che nắng 
cho kính. Một điều cần chú ý rằng, tuy không 
được đề cập đến trong QCVN 09:2013/BXD, 
nhưng nhiều nghiên cứu cho thấy ảnh hưởng 
của hệ khung của kết cấu cửa sổ, vách kính có 
ảnh hưởng đáng kể tổng nhiệt trở của kết cấu. 
Do đó, việc sử dụng các loại kính có hiệu quả 
cao cần đi kèm với các loại thanh, đố phù hợp. 
d) Mái 
Mái là kết cấu bao che bên trên công trình. 
Kết cấu mái rất đa dạng và thực hiện đồng thời 
nhiều chức năng bao gồm chịu lực, bao che, 
cách nhiệt, chống thấm. Trong đó một dạng kết 
cấu hoặc vật liệu có thể đảm nhiệm một hoặc 
nhiều chức năng. Sơ bộ có thể phân loại kết cấu 
mái làm ba nhóm bao gồm: mái dốc, mái bằng 
và mái giàn không gian. 
Mái dốc hình thành một góc nghiêng với 
phương nằm ngang nên mặt trên của mái chỉ thực 
hiện nhiệm vụ bao che mà không được dùng cho 
các mục đích sử dụng khác. Về cấu tạo mái dốc 
gồm các vật liệu lợp được định vị trên hệ kết cấu 
đỡ mái. Kết cấu chịu lực của mái dốc có thể là hệ 
dầm, xà gồ, lanh tô bằng tre, gỗ, kim loại, ... Vật 
liệu lợp cho mái dốc là các loại ngói hoặc tấm lợp 
như ngói đất sét nung (TCVN 1452:2004), ngói xi 
măng cát (TCVN 1453:1986), ngói tráng men 
(TCVN 7195:2002), ngói gốm tráng men (TCVN 
9133:2011), tấm sóng amiăng (TCVN 4434:2000), 
tấm lợp bitum dạng sóng (TCVN 8052-1:2009), 
tấm tôn hoặc các dạng tấm lợp khác. Ngói và tấm 
lợp được cài hoặc bắt vít vào hệ vì kèo. 
Khả năng cách nhiệt của mái dốc phụ thuộc chủ 
yếu vào vật liệu lợp. Các loại ngói, tấm sóng amiăng, 
tấm tôn thông thường nhìn chung không đáp ứng 
được yêu cầu. Để cách nhiệt cho mái dốc cần sử dụng 
các vật liệu cách nhiệt hiệu quả cao (tôn lạnh, ...), bổ 
sung các lớp cách nhiệt chuyên biệt hoặc bố trí sàn 
phụ hoặc trần treo. Mái dốc là kết cấu mái truyền 
thống phù hợp cho các công trình thấp tầng. 
Mái bằng có cấu tạo gồm kết cấu bản bê tông 
cốt thép vừa thực hiện đồng thời nhiều chức năng 
(chịu lực, bao che, cách nhiệt, chống thấm, ... ) và 
các lớp bổ sung bên trên nhằm nâng cao tính năng 
của mái. Các lớp bổ sung có thể là lớp chống 
thấm, lớp cách nhiệt, lớp hoàn thiện bề mặt, ... 
Khả năng cách nhiệt của mái phụ thuộc vào bản 
chất của vật liệu sử dụng. Theo các tính toán về 
truyền nhiệt, chỉ kết cấu bê tông cốt thép mái 
không thể đáp ứng được yêu cầu về nhiệt trở tối 
thiểu. Do đó, cần bổ sung các lớp vật liệu cách 
nhiệt như bê tông nhẹ, gạch rỗng, tấm polystyrol, 
... Chi tiết về bố trí cấu tạo và tính toán cách nhiệt 
cho mái bằng có thể tham khảo theo tài liệu. 
Một phương án cấu tạo mái bằng được đánh 
giá có độ thân thiện cao với môi trường là mái 
vườn. Trong đó, bên trên kết cấu bê tông cốt 
thép bố trí lớp vật liệu thoát nước, lớp màng 
ngăn, lớp đất và trên cùng là lớp thực vật, cây 
trồng. Kết cấu mái dạng này có khả năng cách 
nhiệt cao, tạo điều kiện cảnh quan môi trường 
tốt nhưng đòi hỏi chăm sóc thường xuyên. 
Mái giàn không gian mái sử dụng các phần 
tử thanh giàn liên kết tại đầu mút với nhau hình 
thành hệ kết cấu không gian. Sử dụng giàn 
không gian cho phép chế tạo các kết cấu mái có 
chiều dài vượt nhịp lớn, cấu tạo phức tạp. Phụ 
thuộc vào phương pháp liên kết các thanh giàn 
ta có giàn không gian liên kết bằng nút cầu, liên 
kết bằng nút trụ hoặc hàn. Mái giàn không gian 
sử dụng các tấm lợp kích thước lớn. Các tấm 
lợp có thể bằng kim loại, chất dẻo hoặc thủy 
tinh mang lại khả năng tùy biến cao trong thiết 
kế kiến trúc đáp ứng yêu cầu thẩm mỹ của công 
trình. Mái giàn không gian thường được áp 
dụng trong các công trình có khẩu độ lớn như 
sân vận động, bể bơi, nhà thi đấu, ... 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 35 
4.4. Vật liệu hoàn thiện cho dự án ĐHQGHN 
tại Hòa Lạc 
a) Vật liệu ốp lát 
Vật liệu ốp và lát đều là vật liệu hoàn thiện 
dạng tấm và có yêu cầu cao về thẩm mỹ, chất 
lượng bề mặt. Nhưng các tiêu chí cụ thể đối với 
vật liệu ốp và lát cũng có những điểm khác biệt. 
Vật liệu lát chịu tác động của người và phương 
tiện đi lại nên cần có khả năng chống mài mòn 
tốt hơn. Vật liệu ốp, lát cần phải được liên kết 
tốt với bề mặt nền, tuy nhiên, với bề mặt ốp liên 
kết này có thể bằng các móc, chốt neo. 
Vật liệu ốp lát bao gồm vật liệu có nguồn gốc 
tự nhiên (đá, gỗ, ...) và nhân tạo (đá nhân tạo, gạch 
gốm, gạch xi măng, ..., tăng cứng sàn). Một loại 
vật liệu có thể dùng cả để ốp và lát nhưng cũng có 
thể chỉ dùng cho một mục đích. Một số loại vật 
liệu ốp lát tiêu biểu bao gồm: đá tự nhiên và nhân 
tạo, gỗ, ceramic, vật liệu gốc xi măng. 
Nhóm vật liệu ốp lát gốc ceramic bao gồm 
gốm đất sét nung, gốm sứ được sản xuất từ đất 
sét và (hoặc) các nguyên liệu vô cơ khác, được 
tạo hình bằng phương pháp dẻo, phương pháp 
bán khô hoặc các phương pháp khác, qua quá 
trình sấy, nung ở nhiệt độ thích hợp để hình 
thành vật liệu vô cơ đặc chắc có cấu trúc tinh 
thể. Với các chủng loại phong phú, kích thước, 
tính chất đa dạng, vật liệu ceramic là vật liệu ốp 
lát phổ biến nhất, được sử dụng cả trong nhà và 
ngoài trời, dùng ốp và lát. Tuy nhiên, đây là vật 
liệu nung nên xét trên khía cạnh bảo vệ môi 
trường, trong điều kiện có thể nên thay thế bằng 
các vật liệu có chỉ số phát thải cacbon thấp hơn. 
Trong giai đoạn trước, vật liệu ốp lát được thi 
công với hồ, vữa xi măng. Phương pháp thi công 
này có một số nhược điểm như liên kết kém, tỷ lệ 
bong bộp cao, nguy cơ tiết vôi làm mất tính thẩm 
mỹ của các mặt ốp, lát. Trong thời gian gần đây, 
vữa chuyên dụng dán gạch ốp lát đã dầnt hay thế 
vữa xi măng thông thường. Ngoài ra, phương pháp 
ốp khô sử dụng hệ móc neo kim loại cũng được áp 
dụng để ốp các tấm đá kích thước lớn. 
b) Sơn 
Sơn là một trong những vật liệu hoàn thiện quan 
trọng, không những mang tính chất trang trí mỹ 
thuật cho công trình, mà còn góp phần bảo vệ các 
kết cấu được sơn phủ của công trình khỏi các tác 
động trực tiếp của môi trường. Hệ sơn là lớp vật liệu 
che phủ bên ngoài của các kết cấu xây dựng. Vì vậy 
hệ sơn chịu tác động trước tiên và trực tiếp của môi 
trường xung quanh, bao gồm các tác động vật lý, cơ 
lý, các tác động xâm thực hoá học cũng như sinh 
học. Nhìn chung, tuổi thọ trung bình của hệ sơn 
thường thấp hơn nhiều so với tuổi thọ công trình. 
Định kỳ, lớp sơn bề mặt được tu bổ, thi công mới. 
Điều này không những đòi hỏi chi phí không nhỏ, 
mà còn ảnh hưởng đến quá trình sử dụng công trình. 
Là vật liệu trang trí bên ngoài chịu tác động 
của mặt trời nên màu sắc của sơn ngoại thất ảnh 
hưởng đến quá trình truyền nhiệt của tường bao 
che thông qua hệ số hấp thụ nhiệt. Theo đó, sơn 
màu hồng có hệ số hấp thụ nhiệt 0,52; xanh da 
trời - 0,64; xanh sáng - 0,58; tím - 0,83; vàng - 
0,44 và đỏ - 0,63. Lựa chọn sơn sáng màu là biện 
pháp hữu hiệu để giảm hấp thụ nhiệt của tường. 
Màu sắc của sơn còn có tác động nhất định 
đến người sử dụng. Các nghiên cứu cho thấy các 
màu như đỏ, vàng, da cam tạo cảm giác ấm áp, 
màu xanh da trời, xanh lá cây, tím tạo cảm giác 
mát, bình yên. Các khối nhà cao tầng nên được 
sơn các tông màu đậm để tạo điểm nhấn trên nền 
trời. Trong khi đó, nhà thấp tầng nên sơn màu 
sáng để không tạo cảm giác thấp bé, thưa thớt. 
Trong điều kiện khí hậu nóng ẩm mưa nhiều, 
có cường độ bức xạ mặt trời mạnh như nước ta, hệ 
sơn ngoài nhà cần bền vững dưới tác động của 
ánh sáng mặt trời và chế độ nhiệt ẩm, có khả năng 
chống thấm nhất định. Ngoải ra, tùy theo chất liệu 
nền, nên lựa chọn loại sơn phù hợp cho thép có sự 
trao đổi hơi ẩm giữa nền và môi trường. 
c) Vật liệu chống thấm 
Một số vật liệu chống thấm chính được sử dụng 
trong xây dựng bao gồm: bê tông chống thấm, vữa 
chống thấm, sơn chống thấm, tấm chống thấm, 
băng cản nước và các loại vật liệu khác 
Kết cấu bê tông cốt thép có khả năng chống thấm 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 36 
nhất định, phụ thuộc vào tính chất của bê tông sử dụng. 
Nâng cao khả năng chống thấm cho cho kết cấu thông 
qua việc cải thiện khả năng chống thấm của bản thân 
thân bê tông là giải pháp đơn giản, không làm phát 
sinh các công tác chống thấm bổ sung. Giải pháp 
chống thấm toàn khối này là giải pháp ưu tiên cần tính 
đến đầu tiên trong thiết kế chống thấm. 
Chống thấm là một công tác có tính đặc thù cao, 
trong đó, bên cạnh việc lựa chọn vật liệu, việc xác 
định chính xác các nguy cơ thấm, lựa chọn các giải 
pháp hợp lý, thiết kế các chi tiết chống thấm phù 
hợp và đảm bảo chất lượng trong thi công có vai 
trò quyết định đến chất lượng chống thấm. 
5. KẾT LUẬN 
Bài báo đã luận chứng khả năng sử dụng các 
loại vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường 
như vật liệu cho kết cấu chịu lực (bê tông nặng, bê 
tông nhẹ kết cấu, thép cốt và kết cấu kim loại); vật 
liệu cho kết cấu bao che và ngăn cách (khối xây, 
vách ngăn, kính và kết cấu kính, mái); vật liệu 
hoàn thiện (vật liệu ốp lát, sơn, vật liệu chống 
thấm); và những nguyên tắc lựa chọn công nghệ 
xây dựng thân thiện môi trường. Việc nghiên cứu 
đề xuất lựa chọn các loại vật liệu xây dựng tiên 
tiến đáp ứng các yêu cầu của công nghệ xây dựng 
xanh đã được kiến nghị cho dự án xây dựng đô thị 
đại học Quốc gia Hà Nội tại Hòa Lạc. 
Lời cảm ơn: Bài báo được hoàn thành với sự 
hỗ trợ kinh phí của đề tài nghiên cứu khoa học 
và công nghệ cấp ĐHQGHN (đề tài nhóm A/B) 
“Nghiên cứu xác lập cơ sở khoa học cho xây 
dựng đô thị đại học phát triển bền vững, đề xuất 
áp dụng cho dự án xây dựng Đại học Quốc gia 
Hà Nội tại Hòa Lạc”, Mã số: QGTD.11.07. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Bộ trưởng Bộ Xây dựng, Quyết định phê 
duyệt quy hoạch chi tiết xây dựng tỷ lệ 1/2000 
Đại học Quốc gia Hà Nội tại Hòa Lạc, 2011, 
Bộ xây dựng. 
2. Bộ Xây dựng, Quy chuẩn xây dựng Việt 
Nam, Quy hoạch xây dựng, 2008, Bộ Xây dựng. 
3. Bộ Xây dựng, TCXDVN: Chiếu sáng nhân 
tạo bên ngoài các công trình công cộng và kỹ 
thuật hạ tầng đô thị - tiêu chuẩn thiết kế, 2005. 
4. Cơ quan phát triển Pháp (AFD), Bộ công 
thương Việt Nam, Cơ quan Môi trường và Quản 
lý Năng Lượng (ADEME). (2008). Chính sách 
sử dụng hiệu quả và tiết kiệm năng lượng ở Việt 
Nam. Báo cáo nghiên cứu. 
5. Hoàng Minh Đức, (2012). Nghiên cứu 
hoàn thiện công tác thiết kế và thi công chống 
thấm các công trình xây dựng nhà cao tầng trên 
địa bàn Hà Nội, Báo cáo tổng kết Đề tài NCKH 
mã số 01C-04/08-2010-2. Viện KHCN&KT 
Xây dựng Hà Nội. p. 119. 
6. Hoàng Minh Đức, (2008). Nghiên cứu 
ứng dụng vật liệu mái và tường ngoài nhà cao 
tầng nhằm sử dụng tiết kiệm năng lượng. Báo 
cáo tổng kết Đề tài NCKH mã số TK 05-07., 
Viện KHCN Xây dựng. p. 126. 
7. QCVN 09:2013/BXD, Quy chuẩn kỹ thuật 
quốc gia về các công trình xây dựng sử dụng 
năng lượng hiệu quả., NXB Xây dựng. p. 55. 
8. Thủ tướng chính phủ, Quyết định Phê 
duyệt Chương trình mục tiêu quốc gia về sử 
dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, 2006. 
9. СНиП 23-02-2003 Тепловая защита 
зданий. 
10. Antti Ruuska, Carbon footprint for 
buiding products. ECO2 data for materials and 
products with the focus on wooden building 
products, 2003. p. 126. 
11. Concrete industry - Greenhouse gas 
emission, 2010: Northcliff, South Africa. p. 60. 
12. John Barett, Thomas Wiedmann, A 
comparative carbon footprint analysis of on-site 
construction and an off-site manufactured 
house. Research reporrt 07-04, 2007, 
Stockholm Environment Institute. p. 16. 
Người phản biện: PGS.TS. ĐẶNG HỮU DIỆP