Tại sao cần dùng bông cách nhiệt trong nhà thép tiền chế?

Trong những ngày nắng nóng, nhiệt độ bên trong nhà xưởng thép tiền chế có thể đạt mức 45-50°C nếu không áp dụng các biện pháp cách nhiệt hiệu quả. Tình trạng này không chỉ làm giảm năng suất lao động mà còn gây ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ của thiết bị, hàng hóa cũng như kết cấu của công trình. Vì vậy, bông cách nhiệt đã trở thành một giải pháp quan trọng và không thể thiếu trong các công trình nhà thép hiện đại.

Giới thiệu về kết cấu nhà thép tiền chế và vấn đề nhiệt

Nhà thép tiền chế ngày càng trở thành sự lựa chọn phổ biến cho các công trình như nhà xưởng, kho bãi và các cơ sở công nghiệp nhờ vào ưu điểm thi công nhanh chóng, chi phí hợp lý và tính linh hoạt cao. Với kết cấu khung thép chắc chắn, loại nhà này cho phép tạo ra không gian rộng lớn mà không cần cột chống giữa, giúp tối ưu hóa việc bố trí máy móc và dây chuyền sản xuất.

Tuy nhiên, một nhược điểm đáng chú ý của kết cấu thép và mái tôn là khả năng dẫn nhiệt cao. Thép có hệ số dẫn nhiệt nhanh hơn gỗ từ 300-400 lần và nhanh hơn bê tông từ 5-6 lần. Khi mái tôn tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời, nhiệt độ bề mặt có thể đạt tới 65-70°C, và lượng nhiệt này nhanh chóng truyền vào bên trong không gian nhà xưởng dẫn đến một số ảnh hưởng sau.

• • Nhiệt độ trong nhà xưởng tăng cao, ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động
  • Chi phí điện năng cho hệ thống làm mát tăng đột biến
  • Hiệu suất thiết bị giảm, đặc biệt với các máy móc nhạy cảm với nhiệt độ
  • Tình trạng co giãn nhiệt làm giảm tuổi thọ kết cấu và gây tiếng ồn khó chịu

Vì vậy, việc tích hợp bông cách nhiệt vào thiết kế nhà thép tiền chế ngay từ giai đoạn đầu là vô cùng cần thiết.

Bông cách nhiệt là gì và tại sao phù hợp với nhà thép tiền chế?

Bông cách nhiệt là vật liệu được tạo thành từ các sợi khoáng như đá, thủy tinh hoặc ceramic, được đan xen với nhau tạo nên cấu trúc xốp chứa hàng triệu khoảng trống nhỏ. Chính nhờ những khoảng trống này mà bông cách nhiệt có khả năng ngăn chặn hiệu quả sự truyền nhiệt và hấp thụ âm thanh tốt.

Đặc tính nổi bật của bông cách nhiệt:

• Hệ số dẫn nhiệt thấp (λ = 0.035 – 0.045 W/mK)
• Khối lượng riêng nhẹ (60 – 120 kg/m³)
• Khả năng chống cháy cao (nhiệt độ nóng chảy >1000°C với bông khoáng)
• Hệ số hấp thụ âm thanh tốt (NRC 0.85 – 0.95)
• Không thấm nước khi có lớp phủ bạc hoặc nhôm
• Dễ thi công, cắt ghép theo kích thước yêu cầu

Bông cách nhiệt đặc biệt phù hợp với các công trình nhà thép tiền chế, bởi nó có thể được lắp đặt trực tiếp dưới mái tôn, giữa các lớp vách panel hoặc bọc quanh hệ thống ống dẫn. Với cấu trúc mềm dẻo, bông cách nhiệt dễ dàng ôm sát các bề mặt không đồng đều, tạo nên lớp cách nhiệt liên tục và giảm thiểu tối đa hiện tượng cầu nhiệt.

Các loại bông cách nhiệt phổ biến cho nhà thép

Sử dụng bông khoáng Rockwool cho nhà thép

Bông khoáng (Rockwool) được sản xuất từ đá bazan nóng chảy, tạo thành các sợi mảnh với cấu trúc đan xen phức tạp. Đây là lựa chọn phổ biến nhất cho các công trình nhà thép tiền chế nhờ khả năng chống cháy vượt trội.

Thông số kỹ thuật:

• Nhiệt độ làm việc: -50°C đến 650°C
• Hệ số dẫn nhiệt: 0.035 – 0.040 W/mK
• Khối lượng riêng: 80 – 120 kg/m³
• Độ hấp thụ âm: NRC 0.90 – 0.95
• Khả năng chống cháy: A1 (không cháy)

Ưu điểm của bông khoáng Rockwool trong cách nhiệt nhà xưởng:

• Duy trì hiệu suất cách nhiệt ổn định trong thời gian dài
• Không thu hút côn trùng, không mốc
• Không bị co ngót theo thời gian
• Khả năng chống cháy lan tốt, bảo vệ kết cấu thép khi có hỏa hoạn

Sử dụng Bông thủy tinh Glasswool cho nhà thép

Bông thủy tinh được sản xuất từ cát silic nóng chảy, tạo thành các sợi mảnh hơn so với bông khoáng. Đặc điểm nổi bật là trọng lượng nhẹ và giá thành kinh tế.

Thông số kỹ thuật:

• Nhiệt độ làm việc: -50°C đến 230°C
• Hệ số dẫn nhiệt: 0.030 – 0.038 W/mK
• Khối lượng riêng: 12 – 48 kg/m³
• Độ hấp thụ âm: NRC 0.85 – 0.95
• Khả năng chống cháy: A2 (khó cháy)

Ứng dụng phù hợp:

• Trần nhà văn phòng trong khu nhà xưởng
• Vách ngăn giữa khu sản xuất và khu hành chính
• Khu vực có yêu cầu cách âm cao như phòng họp, phòng điều khiển

Lưu ý khi thi công bông thủy tinh cách nhiệt:

• Cần sử dụng găng tay, khẩu trang và kính bảo hộ
• Nên có lớp phủ bạc hoặc nhôm để tránh bay sợi
• Không nên sử dụng ở khu vực có độ ẩm cao nếu không có lớp chống ẩm

Sử dụng Bông ceramic chịu nhiệt cao cho nhà thép

Đây là giải pháp chuyên biệt cho các khu vực có nhiệt độ cực cao trong nhà xưởng như gần lò nung, lò hơi hoặc thiết bị phát nhiệt mạnh.

Thông số kỹ thuật:

• Nhiệt độ làm việc: lên đến 1200°C – 1600°C
• Hệ số dẫn nhiệt: 0.040 – 0.060 W/mK
• Khối lượng riêng: 64 – 160 kg/m³
• Khả năng chống cháy: A1+ (chịu lửa cực cao)

Bông ceramic thường được sử dụng trong các ứng dụng đặc biệt:

• Vách ngăn gần khu vực lò nung, lò hơi
• Bọc đường ống dẫn nhiệt độ cao
• Khu vực có nguy cơ cháy nổ cao

Chi phí của bông ceramic cao hơn đáng kể so với hai loại còn lại, nhưng hiệu quả bảo vệ nhiệt vượt trội trong môi trường khắc nghiệt.

6 lợi ích khi dùng bông cách nhiệt trong nhà thép tiền chế

• • Giảm nhiệt độ bên trong đến 5-7°C: Theo kết quả đo đạc thực tế tại các nhà xưởng đã sử dụng bông cách nhiệt, nhiệt độ bên trong nhà xưởng giảm trung bình từ 5-7°C vào những ngày nắng nóng. Nếu kết hợp với hệ thống thông gió tự nhiên hiệu quả, mức giảm nhiệt độ có thể đạt từ 8-10°C. Nhiệt độ không gian làm việc thoải mái hơn giúp năng suất lao động tăng lên từ 15-20%, theo nghiên cứu của Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng.
  • Tiết kiệm chi phí điện năng cho hệ thống làm mát: Với mỗi 1°C giảm nhiệt độ, hệ thống điều hòa tiết kiệm khoảng 5-8% điện năng tiêu thụ. Nếu tính trung bình giảm 6°C, chi phí điện năng cho làm mát có thể giảm 30-45%. Đối với nhà xưởng diện tích 1000m², mức tiết kiệm có thể đạt 5-8 triệu đồng/tháng trong mùa nóng.
  • Hạn chế tiếng ồn trong nhà xưởng, phòng máy: Tiếng ồn từ mưa rơi trên mái tôn có thể đạt mức 70-80dB, gây cảm giác khó chịu và làm ảnh hưởng đến việc giao tiếp. Bông cách nhiệt có khả năng làm giảm tiếng ồn xuống còn khoảng 40-50dB, như âm lượng của một cuộc trò chuyện thông thường. Bên cạnh đó, khả năng hấp thụ âm thanh của bông cách nhiệt còn giúp giảm tiếng vang và tiếng dội trong không gian rộng như nhà xưởng.
  • Tăng độ bền mái tôn, giảm co giãn nhiệt: Sự chênh lệch nhiệt độ trên mái tôn không được cách nhiệt có thể đạt tới 50°C giữa ban ngày và ban đêm, dẫn đến hiện tượng co giãn liên tục và làm suy yếu các mối nối. Việc sử dụng bông cách nhiệt giúp giảm biên độ nhiệt xuống còn 15-20°C, từ đó kéo dài tuổi thọ của mái tôn thêm 5-7 năm và giảm chi phí bảo trì.
  • Giảm nguy cơ cháy lan: Trong trường hợp hỏa hoạn, bông khoáng rockwool với nhiệt độ nóng chảy trên 1000°C có thể làm chậm quá trình lan truyền lửa, tạo thêm thời gian cho việc sơ tán và cứu hỏa. Thử nghiệm cho thấy vách ngăn sử dụng bông khoáng dày 100mm có thể chống cháy trong 60-90 phút.
  • Tăng tuổi thọ công trình và bảo vệ thiết bị bên trong: Nhiệt độ ổn định giúp giảm ứng suất nhiệt lên kết cấu thép, hạn chế hiện tượng mỏi vật liệu. Thiết bị điện tử, động cơ và máy móc hoạt động trong môi trường nhiệt độ thấp hơn cũng ít hỏng hóc hơn, giảm 25-30% chi phí bảo trì và thay thế.

Lưu ý kỹ thuật khi thi công bông cách nhiệt cho nhà thép

Hiệu quả của bông cách nhiệt phụ thuộc rất lớn vào cách lựa chọn và thi công. Một số yếu tố cần cân nhắc:

Lựa chọn độ dày phù hợp:

• Khu vực nhiệt độ cao (miền Nam, mái hướng Tây): 75-100mm
• Khu vực nhiệt độ trung bình: 50-75mm
• Khu vực có điều hòa: tối thiểu 50mm để tránh đọng sương

Mật độ bông cách nhiệt:

• Mái tôn: 80-100 kg/m³ để đảm bảo độ bền cơ học
• Vách tường: 60-80 kg/m³ phù hợp với thi công đứng
• Khu vực chịu rung động: 100-120 kg/m³ để tránh lún, xô lệch

Vị trí lắp đặt:

• Mái: Lắp dưới mái tôn, trên hệ xà gồ
• Tường: Lắp giữa hai lớp tôn hoặc panel
• Trần: Lắp phía trên trần thạch cao hoặc trần nhôm

Lớp phủ bảo vệ:

• Khu vực khô ráo: Lớp phủ kraft paper đủ đáp ứng
• Khu vực ẩm ướt: Cần lớp phủ aluminum foil chống ẩm
• Khu vực nhìn thấy: Nên dùng lớp phủ PE màu trắng hoặc bạc thẩm mỹ

Lỗi thường gặp khi thi công bông cách nhiệt:

• Không bịt kín các mối nối, tạo cầu nhiệt
• Nén bông quá chặt làm giảm hiệu quả cách nhiệt
• Không xử lý chống ẩm cho bông khi lắp trong môi trường ẩm ướt
• Sử dụng độ dày không đồng đều

Kết Luận

Bông cách nhiệt là giải pháp hiệu quả giúp giảm nhiệt, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ kết cấu cho nhà thép tiền chế. Với các dòng vật liệu như Rockwool, Glasswool và Ceramic, công trình đạt được hiệu suất cách nhiệt – cách âm – chống cháy tối ưu, phù hợp cho từng khu vực sử dụng. Việc chọn đúng vật liệu, độ dày và thi công chuẩn kỹ thuật sẽ nâng cao độ bền, giảm chi phí vận hành và đảm bảo an toàn lâu dài.

Công ty TNHH Công Nghiệp Bảo Sơn cung cấp giải pháp cách nhiệt chuyên nghiệp cho nhà thép, cùng đội ngũ kỹ thuật viên giàu kinh nghiệm sẵn sàng tư vấn và thi công hiệu quả, đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật cao nhất.