Cấu tạo và sản xuất kính · Kính cường lực, kính dán · Kính chống nóng
Các số liệu trong bài là giá trị tiêu chuẩn hoặc giá trị điển hình của ngành, dùng để tham khảo. Thông số của từng sản phẩm cụ thể theo catalog, datasheet và chứng chỉ của nhà cung cấp.
Phần 1. Kính: cấu tạo, cách sản xuất và các loại kính cơ bản
1.1. Cấu tạo của kính
Kính xây dựng là kính soda-vôi-silicat, một vật liệu vô định hình (không có cấu trúc tinh thể) được tạo ra khi nung chảy hỗn hợp khoáng rồi làm nguội nhanh. Thành phần điển hình:
| Thành phần | Tỷ lệ (%) | Nguồn nguyên liệu | Vai trò |
|---|---|---|---|
| SiO₂ (silic đioxit) | 71–73 | Cát thạch anh | Tạo khung mạng thủy tinh – thành phần chính |
| Na₂O (natri oxit) | 13–15 | Soda (Na₂CO₃) | Chất trợ dung: hạ nhiệt độ nóng chảy |
| CaO (canxi oxit) | 8–10 | Đá vôi | Ổn định, tăng độ bền hóa học |
| MgO (magie oxit) | 3–5 | Dolomite | Tăng độ bền, chống kết tinh |
| Al₂O₃ (nhôm oxit) | 0,5–1,5 | Tràng thạch | Tăng độ bền cơ và hóa |
| Fe₂O₃ (sắt oxit) | ≈ 0,1 (kính thường) ≤ 0,02 (siêu trong) |
Tạp chất | Tạo màu xanh lá nhạt ở cạnh kính |
Bảng 1.1 – Thành phần điển hình của kính nổi soda-vôi-silicat.
Do tạp chất sắt oxit. Kính siêu trong (low-iron) giảm sắt xuống rất thấp nên gần như không màu, truyền sáng khoảng 91% so với khoảng 88–89% của kính thường cùng độ dày 6 mm.
1.2. Cách sản xuất kính: công nghệ kính nổi (float)
Hơn 90% kính phẳng hiện nay được sản xuất bằng công nghệ kính nổi, do hãng Pilkington (Anh) phát triển vào thập niên 1950. Tên "kính nổi" xuất phát từ việc dải kính nóng chảy được cho nổi trên bể thiếc lỏng để tạo hai bề mặt phẳng và song song tuyệt đối.
- Phối liệu: cát, soda, đá vôi, dolomite và 10–30% kính vụn tái chế được cân, trộn chính xác.
- Nấu chảy: hỗn hợp nấu ở khoảng 1.500–1.600 °C, khử bọt khí, đồng nhất.
- Tạo hình trên bể thiếc: kính lỏng chảy lên bề mặt thiếc nóng chảy, tự dàn phẳng. Tốc độ kéo và con lăn đỉnh quyết định độ dày (thường 2–19 mm). Nhiệt độ giảm dần từ khoảng 1.100 °C xuống 600 °C.
- Ủ (lò ủ): làm nguội từ từ có kiểm soát để khử ứng suất bên trong, giúp kính cắt được.
- Kiểm tra và cắt: máy quét phát hiện bọt, sạn, cắt thành tấm khổ lớn (ví dụ 3.300 × 2.140 mm, 3.660 × 2.440 mm).
Kính nổi ra khỏi dây chuyền gọi là kính nổi thường (kính ủ, annealed). Đây là "kính gốc" để gia công tiếp thành kính cường lực, kính dán, kính hộp, kính phủ…
1.3. Các loại kính cơ bản
| Loại kính | Cách tạo ra | Đặc điểm chính | Ứng dụng |
|---|---|---|---|
| Kính nổi thường | Kính float sau lò ủ | Rẻ, cắt được; vỡ thành mảnh sắc nhọn | Vách trong nhà, kính gốc để gia công |
| Kính siêu trong | Kính float ít sắt | Trong suốt, không ám xanh | Showroom, lan can, cửa cao cấp |
| Kính màu (hấp thụ nhiệt) | Thêm oxit kim loại vào phối liệu | Có màu cả khối, giảm chói và giảm nhiệt | Mặt tiền, cửa sổ hướng nắng |
| Kính phản quang | Phủ lớp oxit kim loại lên bề mặt | Phản xạ nắng, soi gương từ ngoài | Tòa nhà văn phòng |
| Kính Low-E | Phủ lớp bạc/oxit bức xạ thấp | Cản nhiệt hồng ngoại, vẫn trong | Nhà ở, văn phòng tiết kiệm năng lượng |
| Kính cường lực | Nung ~620–650 °C rồi làm nguội nhanh | Bền gấp 4–5 lần; vỡ thành hạt nhỏ | Cửa đi, cửa sổ, vách tắm, lan can |
| Kính bán cường lực | Nung rồi làm nguội chậm hơn | Bền gấp khoảng 2 lần; vỡ mảnh lớn, ít rơi | Kính dán mặt dựng, mái kính |
| Kính dán an toàn | 2+ lớp kính ép với phim PVB/SGP | Vỡ không rơi, cách âm, cản 99% UV | Lan can, mái kính, cửa an ninh |
| Kính hộp | 2–3 lớp kính cách nhau bởi lớp khí | Cách nhiệt, cách âm, chống đọng sương | Cửa nhà ở, văn phòng |
| Kính hoa văn, mờ, phun cát | Cán vân hoặc xử lý bề mặt | Che tầm nhìn, vẫn lấy sáng | Nhà vệ sinh, vách ngăn |
| Kính lưới thép | Lưới thép bên trong tấm kính | Vỡ vẫn giữ tại chỗ | Cửa kỹ thuật, khu chống cháy |
| Kính chống cháy | Kính nhiều lớp với lớp gel/chất trương nở | Ngăn lửa, khói trong thời gian quy định | Cửa, vách ngăn cháy |
Bảng 1.2 – Các loại kính xây dựng cơ bản.
Kính hộp và kính dán – hai cấu hình quan trọng nhất
Kính hộp giữ một lớp không khí khô hoặc khí argon kín giữa hai tấm kính. Chất khí dẫn nhiệt kém nên truyền nhiệt giảm khoảng một nửa so với kính một lớp. Thanh đệm chứa hạt hút ẩm để lớp khí luôn khô, không đọng sương bên trong.
Kính dán an toàn ép hai hay nhiều tấm kính với lớp phim PVB (phổ biến 0,38 mm, 0,76 mm, 1,52 mm) hoặc SGP (cứng hơn, dùng cho lan can, sàn kính). Khi vỡ, mảnh kính bám vào phim, không rơi xuống người.
1.4. Quy chuẩn kính dán và kính hộp
A. Kính dán: lớp phim (lớp keo dán) giữa các tấm kính
Lớp liên kết giữa các tấm kính dán là phim polymer được ép dưới nhiệt độ và áp suất trong nồi hấp (autoclave). Độ dày phim được sản xuất theo bội số của 0,38 mm. Phim càng dày, kính càng giữ mảnh vỡ tốt và cách âm tốt hơn.
| Loại phim | Độ dày tiêu chuẩn | Đặc điểm | Ứng dụng khuyến nghị |
|---|---|---|---|
| PVB (polyvinyl butyral) | 0,38 mm (1 lớp) | Phổ biến, giá hợp lý; cản ~99% tia UV | Cửa sổ, vách kính trong nhà, kính hộp dán |
| PVB | 0,76 mm (2 lớp) | Giữ mảnh tốt hơn, cách âm tốt hơn | Cửa đi, vách tầng cao, mái kính nhỏ; mức tối thiểu nên dùng cho kính trên đầu người |
| PVB | 1,14 – 1,52 mm (3–4 lớp) | Chịu va đập, chống xuyên thủng tốt | Lan can có tay vịn, mái kính, cửa an ninh |
| PVB cách âm | 0,76 mm trở lên | Lõi phim mềm giảm rung, giảm ồn | Nhà mặt đường, gần sân bay, phòng họp |
| SGP (ionoplast) | 0,89 / 1,52 / 2,28 mm | Cứng và bền hơn PVB nhiều lần; sau khi vỡ vẫn giữ hình dạng tấm kính; ít bị tách lớp ở mép hở | Lan can kính không tay vịn, sàn kính, cầu thang kính, mái kính khẩu độ lớn |
| EVA | 0,38 – 0,76 mm | Chịu ẩm tốt, dán được vải, lưới trang trí | Kính trang trí, vách tắm, nội thất |
Bảng 1.3 – Các loại phim kính dán và độ dày tiêu chuẩn.
Cách đọc ký hiệu kính dán: độ dày tổng = kính + phim + kính. Ví dụ:
| Ký hiệu | Cấu tạo | Ứng dụng thường gặp |
|---|---|---|
| 6,38 mm | 3 mm + PVB 0,38 + 3 mm | Vách ngăn, cửa sổ nhỏ trong nhà |
| 8,38 mm | 4 mm + PVB 0,38 + 4 mm | Cửa sổ, vách kính |
| 10,38 mm | 5 mm + PVB 0,38 + 5 mm | Cửa đi, vách kính, kính Slim |
| 12,38 mm | 6 mm + PVB 0,38 + 6 mm | Vách kính lớn, cửa đi |
| 12,76 mm | 6 mm + PVB 0,76 + 6 mm | Lan can có tay vịn, mái kính nhỏ |
| 17,52 mm | 8 mm + PVB/SGP 1,52 + 8 mm | Lan can, mái kính, sàn kính (theo tính toán) |
| 21,52 mm | 10 mm + PVB/SGP 1,52 + 10 mm | Lan can không tay vịn, sàn kính, kính chịu lực |
Bảng 1.4 – Các cấu hình kính dán thông dụng. Kính dùng cho lan can, mái, sàn phải là cường lực hoặc bán cường lực và được tính toán theo tải trọng.
B. Kính hộp: khoảng rỗng và hệ keo gắn kín
Kính hộp được ký hiệu theo dạng kính ngoài + khoảng rỗng + loại khí + kính trong, ví dụ 6 + 12A + 6 (khoảng rỗng 12 mm khí trời khô) hoặc 6 Low-E + 16Ar + 6 (khoảng rỗng 16 mm khí argon). Kính hộp dán: 6,38 + 12A + 6.
| Thành phần | Quy cách phổ biến | Vai trò / lưu ý |
|---|---|---|
| Khoảng rỗng (khe hở giữa 2 kính) | 6 – 9 – 12 – 14 – 16 – 20 mm | Hiệu quả cách nhiệt tốt nhất khoảng 12–16 mm (khí trời) và khoảng 14–16 mm (argon). Rộng hơn nữa, khí bắt đầu đối lưu nên cách nhiệt gần như không tăng thêm |
| Khí trong hộp | Không khí khô · Argon (Ar) · Krypton (Kr) | Argon dẫn nhiệt kém hơn không khí, giảm U-value thêm khoảng 0,2–0,3 W/m²K; nồng độ argon ban đầu thường ≥ 85–90%, thất thoát ≤ 1%/năm (EN 1279-3) |
| Thanh đệm (spacer) | Nhôm rỗng; hoặc "warm edge" (composite, thép không gỉ) | Giữ khoảng cách 2 kính, chứa hạt hút ẩm. Warm edge giảm cầu nhiệt ở mép, hạn chế đọng sương mép kính |
| Hạt hút ẩm | Rây phân tử (molecular sieve) 3A | Hút hơi ẩm còn sót trong hộp, chống đọng sương bên trong |
| Keo lớp kín thứ 1 | Butyl (polyisobutylene) | Chặn hơi nước và giữ khí; dán thanh đệm vào hai tấm kính |
| Keo lớp kín thứ 2 | Silicone · polysulfide · polyurethane | Liên kết cơ học, bảo vệ lớp butyl. Kính hộp lắp kiểu mặt dựng kết cấu (structural glazing) hoặc lộ nắng mép bắt buộc dùng silicone; chiều sâu keo tính theo tải trọng gió |
| Vị trí lớp Low-E | Mặt #2 (khí hậu nóng như Việt Nam) | Chặn nhiệt mặt trời ngay từ lớp kính ngoài. Mặt #3 dùng cho khí hậu lạnh để giữ nhiệt trong nhà |
Bảng 1.5 – Cấu tạo và quy cách kính hộp (tham chiếu TCVN 8260, EN 1279).
C. Khe lắp kính vào khung nhôm
Tấm kính không được chạm trực tiếp vào khung nhôm. Cần chừa khe hở để kính co giãn, khung biến dạng mà kính không bị ép vỡ, đồng thời đủ ngàm để giữ kính.
| Hạng mục | Giá trị tham khảo | Ý nghĩa |
|---|---|---|
| Khe mặt (giữa mặt kính và khung/nẹp) | ≥ 3 mm mỗi bên | Chỗ cho gioăng EPDM hoặc keo, tránh kính chạm nhôm |
| Khe mép (giữa cạnh kính và đáy rãnh) | ≈ 5 – 6 mm | Cho kính và khung co giãn nhiệt; kính hộp, kính lớn cần khe lớn hơn |
| Ngàm kính (phần kính nằm trong rãnh) | ≈ 10 – 15 mm (kính hộp: theo độ dày và kích thước) | Đủ giữ kính khi chịu gió; ngàm quá nông kính dễ bật |
| Cao su kê kính (setting block) | Đặt ở 1/4 chiều rộng tính từ mỗi góc đáy; EPDM/silicone độ cứng ≈ 80–90 Shore A | Đỡ trọng lượng kính, giữ khe mép, không để kính ngồi trên nhôm |
Bảng 1.6 – Khe lắp kính (giá trị tham khảo thông dụng; ưu tiên theo hướng dẫn của hệ nhôm và nhà sản xuất kính).
- Dùng silicone trung tính tương thích với PVB và butyl. Silicone gốc axit (mùi giấm) làm tách lớp kính dán, phá lớp keo kính hộp.
- Không để mép kính ngâm nước: rãnh kính phải có lỗ thoát nước. Mép kính dán PVB ngâm ẩm lâu ngày bị đục, tách lớp.
- Kính hộp bị đọng hơi nước hoặc mờ giữa hai lớp = hệ keo đã hỏng, không lau được, phải thay tấm kính.
- Không khoan, cắt kính hộp tại công trình. Đo đúng kích thước và đặt hàng theo shop drawing.
- Ghi rõ cấu hình kính trong báo giá, ví dụ: "Kính hộp 6 Low-E cường lực + 12A + 6 cường lực".
1.5. Quy trình gia công kính dán và kính hộp
Kính dán và kính hộp được sản xuất tại nhà máy gia công kính trên dây chuyền chuyên dụng. Nắm quy trình giúp chọn đúng cấu hình, biết thời gian sản xuất và kiểm tra chất lượng khi nhận kính.
A. Quy trình sản xuất kính dán
- Cắt và mài cạnh: cắt kính theo kích thước bằng máy CNC, mài mép. Nếu dùng kính cường lực hoặc bán cường lực thì khoan, khoét, tôi trước rồi mới dán.
- Rửa và sấy: rửa bằng nước khử ion, sấy khô để bề mặt thật sạch – bụi, vân tay làm phim bám kém, sinh bọt.
- Ghép phim trong phòng sạch: đặt phim PVB/SGP giữa các tấm kính trong phòng kiểm soát nhiệt độ (khoảng 18–25 °C) và độ ẩm thấp, vì PVB hút ẩm làm giảm độ bám dính. Cắt phim dư ở mép.
- Ép sơ bộ: cho kính qua lò gia nhiệt và cặp con lăn (hoặc túi/vòng hút chân không) để đuổi khí và dính tạm. Lúc này kính còn hơi mờ đục.
- Nồi hấp (autoclave): gia nhiệt khoảng 135–140 °C dưới áp suất khoảng 12–13 bar trong vài giờ. Phim chảy mềm, liên kết hoàn toàn với kính và trở nên trong suốt.
- Kiểm tra: bọt khí, tách lớp, dị vật, lệch mép, kích thước; thử mẫu định kỳ (thử va đập, thử đun sôi/nung để kiểm tra tách lớp).
Lưu ý: kính cường lực có độ gợn sóng bề mặt nên khó dán phẳng; nhà máy thường dùng phim dày hơn hoặc ưu tiên kính bán cường lực. Kính dán phim EVA được ép bằng lò chân không, không cần nồi hấp.
B. Quy trình sản xuất kính hộp
- Cắt, mài, tôi: gia công kính ngoài và kính trong (thường cường lực).
- Mài bỏ lớp Low-E ở mép (với Low-E phủ mềm): loại bỏ khoảng 10 mm lớp phủ quanh mép để keo bám trực tiếp vào kính và lớp phủ không bị oxy hóa từ mép vào.
- Rửa và sấy: kính phải sạch, khô tuyệt đối trước khi đóng hộp.
- Chế tạo khung thanh đệm: cắt hoặc uốn thanh đệm theo kích thước, nạp hạt hút ẩm (rây phân tử 3A), nối góc.
- Phủ keo butyl: máy đùn keo butyl nóng (khoảng 120–140 °C) lên hai mặt thanh đệm – lớp kín thứ nhất.
- Ghép và ép tấm: đặt khung thanh đệm giữa hai tấm kính, ép phẳng trên máy ép tấm. Kính hộp argon được bơm khí argon trong công đoạn này.
- Bơm keo lớp thứ hai và kiểm tra: bơm silicone hoặc polysulfide kín quanh mép (máy tự động hoặc súng keo 2 thành phần), chờ keo đóng rắn trước khi vận chuyển; kiểm tra kích thước, độ lệch mép, chiều sâu keo, bọt khí.
C. Kiểm tra khi nhận kính tại nhà máy
| Hạng mục | Cách kiểm tra | Yêu cầu |
|---|---|---|
| Giấy tờ, nhãn | Đối chiếu tem, nhãn, CO/CQ với đơn hàng | Đúng loại kính, độ dày, cấu hình |
| Kích thước, độ vuông | Thước dây đo hai cạnh và hai đường chéo | Trong dung sai đặt hàng |
| Vị trí lớp Low-E | Máy/bút dò lớp phủ Low-E | Lớp phủ đúng mặt #2 |
| Kính dán | Soi dưới ánh sáng | Không bọt khí, không tách lớp, không vệt mờ ở mép |
| Kính hộp | Quan sát giữa hai lớp kính và mép keo | Không đọng sương, keo lớp 2 kín đều, thanh đệm thẳng, không rơi hạt hút ẩm |
| Kính cường lực | Kiểm tra logo, cạnh kính | Có logo cường lực, cạnh không sứt mẻ |
Bảng 1.7 – Danh mục kiểm tra kính đầu vào.
- Xếp đứng, nghiêng khoảng 5–7° trên giá chữ A có đệm cao su; không xếp nằm chồng.
- Che mưa, không để mép kính đứng trong nước; phủ bạt tránh nắng chiếu trực tiếp lên kiện kính (dễ nứt do sốc nhiệt, nhất là kính màu, kính hộp).
- Kính hộp vận chuyển lên vùng cao (đèo, cao nguyên) có thể phồng hoặc lõm do chênh áp – cần báo nhà máy khi đặt hàng.
Phần 2. Kính cường lực, bán cường lực và kính thường khác nhau thế nào?
Cả ba loại có thể cùng được làm từ một tấm kính nổi. Khác biệt nằm ở quá trình xử lý nhiệt, tạo ra mức ứng suất nén bề mặt khác nhau. Kính luôn vỡ từ vết xước trên bề mặt bị kéo căng; khi bề mặt bị "nén" sẵn, cần lực lớn hơn nhiều mới làm kính nứt.
| Tiêu chí | Kính thường (ủ) | Kính bán cường lực (HS) | Kính cường lực (FT) |
|---|---|---|---|
| Xử lý nhiệt | Làm nguội chậm trong lò ủ | Nung ~620–650 °C, làm nguội bằng khí với tốc độ vừa | Nung ~620–650 °C, làm nguội nhanh bằng khí nén |
| Ứng suất nén bề mặt | Gần như bằng 0 | 24–52 MPa | ≥ 69 MPa (thường 90–150 MPa) |
| Độ bền uốn so với kính thường | 1 lần | ≈ 2 lần | ≈ 4–5 lần |
| Chịu chênh lệch nhiệt (sốc nhiệt) | ≈ 40 °C | ≈ 100 °C | ≈ 200 °C |
| Kiểu vỡ | Mảnh lớn, sắc nhọn | Mảnh lớn tỏa từ điểm vỡ, thường nằm lại trong khung | Vỡ vụn thành hạt nhỏ, cạnh tù |
| Là kính an toàn? | Không | Không (trừ khi dán) | Có |
| Cắt, khoan sau xử lý | Được | Không | Không – phải gia công trước khi tôi |
| Nguy cơ tự vỡ (tạp chất NiS) | Không | Rất thấp | Có – giảm bằng thử ngâm nhiệt (heat soak) |
| Độ phẳng quang học | Tốt nhất | Tốt | Có thể gợn sóng nhẹ (roller wave) |
| Ứng dụng | Vách trong nhà, tranh, gương | Kính dán mặt dựng, mái kính, kính chịu nhiệt | Cửa, vách tắm, lan can, kính hộp |
Bảng 2.1 – So sánh ba loại kính theo xử lý nhiệt (tham chiếu ASTM C1048, EN 12150, EN 1863, TCVN 7455).
2.1. Vì sao chỉ kính cường lực và kính dán là kính an toàn?
"Kính an toàn" được xác định theo cách kính vỡ, không theo độ cứng hay độ bền. Kính an toàn là kính khi vỡ không tạo ra mảnh sắc lớn gây thương tích nghiêm trọng. Để được công nhận, kính phải qua thử va đập con lắc: một túi nặng khoảng 45–50 kg (tương đương thân người) được thả đập vào tấm kính, sau đó đánh giá cách kính vỡ (EN 12600, ANSI Z97.1). Tiêu chuẩn Việt Nam cũng gọi tên hai loại này: TCVN 7455 – kính tôi nhiệt an toàn và TCVN 7364 – kính dán an toàn nhiều lớp.
| Loại kính an toàn | Cơ chế | Vì sao an toàn |
|---|---|---|
| Kính cường lực | Ứng suất nén bề mặt rất lớn (≥ 69 MPa) được "nạp" sẵn trong kính | Khi vỡ, năng lượng giải phóng cùng lúc, cả tấm vụn thành hạt nhỏ cạnh tù – có thể trầy xước nhưng hiếm khi gây vết cắt sâu |
| Kính dán | Các tấm kính liên kết bằng phim PVB/SGP | Kính vẫn nứt thành mảnh sắc nhưng mảnh bám vào phim, tấm kính giữ nguyên tại chỗ, không văng mảnh, không thủng lỗ cho người ngã xuyên qua |
Bảng 2.2 – Hai cơ chế giúp kính đạt tiêu chuẩn an toàn.
| Loại kính | Vì sao KHÔNG phải kính an toàn |
|---|---|
| Kính thường (kính nổi) | Vỡ thành mảnh lớn, sắc như dao, rơi xuống – nguyên nhân chính gây tai nạn do kính |
| Kính bán cường lực | Bền gấp khoảng 2 lần nhưng vẫn vỡ thành mảnh lớn, sắc. Bền hơn không có nghĩa là an toàn hơn khi đã vỡ |
| Kính lưới thép | Lưới giữ mảnh lại nhưng mảnh vẫn sắc, lưới thép có thể gây thương tích; kính yếu hơn kính thường. Theo quy chuẩn hiện hành ở nhiều nước, loại thường không đạt thử va đập an toàn |
| Kính hộp | Chỉ an toàn khi các tấm kính bên trong là cường lực hoặc kính dán; kính hộp làm từ kính thường không phải kính an toàn |
Bảng 2.3 – Các loại kính không được xếp là kính an toàn.
"An toàn" cũng có giới hạn – chọn đúng vị trí
- Kính cường lực vỡ thì cả tấm sụp khỏi khung và có rủi ro tự vỡ (xem mục 2.2) → phù hợp với vị trí người có thể va vào: cửa đi, cửa sổ, vách tắm, vách ngăn.
- Kính trên đầu người (mái kính, giếng trời, lan can, sàn kính, kính mặt dựng cao tầng) → bắt buộc kính dán, vì kính vỡ vẫn phải nằm lại tại chỗ. Tốt nhất là kính dán từ 2 lớp cường lực hoặc bán cường lực.
- Cường lực an toàn vì vỡ thành hạt.
- Kính dán an toàn vì vỡ không rơi.
- Bán cường lực bền hơn nhưng không an toàn nếu không được dán.
2.2. Hiện tượng tự vỡ của kính cường lực
Trong kính có thể lẫn các hạt niken sunfua (NiS) cực nhỏ. Sau khi tôi, hạt NiS có thể giãn nở dần theo thời gian và làm kính cường lực tự vỡ dù không có tác động. Biện pháp giảm rủi ro là thử ngâm nhiệt (heat soak test) theo EN 14179: nung kính đã tôi ở khoảng 290 °C trong 2 giờ để các tấm có NiS vỡ ngay trong nhà máy thay vì vỡ tại công trình.
2.3. Cách nhận biết kính cường lực
- Logo/tem cường lực in hoặc khắc ở góc kính (nhà sản xuất, tiêu chuẩn).
- Nhìn qua kính phân cực (kính râm phân cực, màn hình điện thoại) thấy các vệt đốm hoặc sọc mờ do ứng suất.
- Cạnh kính được mài, khoan, khoét trước khi tôi; kính cường lực không thể cắt tại công trình.
- Thử phá hủy mẫu (tại nhà máy): đếm số mảnh vỡ trong ô 50 × 50 mm theo tiêu chuẩn (EN 12150 yêu cầu tối thiểu 40 mảnh với kính 4–12 mm).
- Cửa đi, cửa sổ, vách tắm: kính cường lực hoặc kính hộp cường lực.
- Lan can, mái kính, sàn kính, kính trên đầu người: kính dán an toàn (từ 2 lớp cường lực hoặc bán cường lực).
- Mặt dựng cao tầng: kính dán bán cường lực hoặc kính cường lực đã thử ngâm nhiệt.
- Vị trí nắng gắt, kính một phần bị đổ bóng: tránh kính thường (dễ nứt do sốc nhiệt).
Phần 3. Kính chống nóng: phân loại và bảng thông số test
3.1. Nhiệt đi vào nhà qua kính như thế nào?
Năng lượng mặt trời gồm khoảng 3% tia cực tím (UV), 44% ánh sáng nhìn thấy và 53% tia hồng ngoại (nhiệt). Kính chống nóng tốt là kính cho ánh sáng đi qua nhưng chặn phần hồng ngoại. Kính giảm nhiệt theo 3 cơ chế: hấp thụ (kính nóng lên rồi tỏa một phần vào nhà), phản xạ (hắt nhiệt ra ngoài) và phản xạ chọn lọc (chỉ hắt hồng ngoại, giữ lại ánh sáng – nguyên lý của kính Low-E).
3.2. Kính chống nóng có bao nhiêu loại?
Có thể chia kính chống nóng thành 5 nhóm chính:
| Nhóm | Nguyên lý | Ưu điểm | Hạn chế |
|---|---|---|---|
| 1. Kính màu hấp thụ nhiệt (xanh lá, xanh dương, xám, trà) |
Hấp thụ bức xạ trong khối kính | Rẻ, bền màu, giảm chói | Giảm cả ánh sáng; kính nóng lên và tỏa nhiệt vào trong; nên dùng kính cường lực |
| 2. Kính phản quang | Lớp phủ oxit kim loại phản xạ nắng | Cản nhiệt khá, tạo mặt tiền soi gương | Tối, giảm tầm nhìn, gây chói cho công trình xung quanh; ban đêm bị soi ngược từ ngoài vào |
| 3. Kính Low-E (phủ cứng / phủ mềm; 1, 2, 3 lớp bạc) |
Lớp phủ bức xạ thấp phản xạ chọn lọc hồng ngoại | Cản nhiệt tốt nhất mà vẫn trong; tiết kiệm điện điều hòa | Giá cao hơn; Low-E phủ mềm phải dùng trong kính hộp hoặc kính dán |
| 4. Kính hộp (khí trời hoặc argon) |
Lớp khí cách nhiệt chặn truyền nhiệt đối lưu, dẫn nhiệt | Cách nhiệt, cách âm, chống đọng sương | Tự thân cản bức xạ mặt trời hạn chế – hiệu quả nhất khi kết hợp Low-E |
| 5. Phim cách nhiệt dán kính | Phim polyester phủ kim loại/gốm dán lên kính có sẵn | Cải tạo nhanh cửa hiện hữu, chi phí thấp | Tuổi thọ phim 5–15 năm; có thể gây nứt nhiệt kính thường nếu chọn sai phim |
Bảng 3.1 – 5 nhóm kính chống nóng.
Kính Low-E phủ cứng và phủ mềm
| Tiêu chí | Low-E phủ cứng (pyrolytic) | Low-E phủ mềm (sputtered) |
|---|---|---|
| Công nghệ | Phủ oxit thiếc ngay trên dây chuyền float khi kính còn nóng | Phun phủ nhiều lớp bạc và oxit trong buồng chân không |
| Độ phát xạ ε (kính thường ≈ 0,84) | ≈ 0,15–0,20 | ≈ 0,02–0,10 |
| Khả năng cản nhiệt | Khá | Rất tốt, có loại 1, 2, 3 lớp bạc |
| Độ bền lớp phủ | Bền, dùng được dạng một lớp | Dễ oxy hóa, phải ở mặt trong kính hộp hoặc kính dán |
| Gia công | Dễ tôi, dễ cắt | Cần loại "tempered" nếu muốn tôi; phải mài bỏ lớp phủ ở mép khi đóng hộp |
3.3. Các chỉ số đánh giá kính chống nóng
| Chỉ số | Tên đầy đủ | Ý nghĩa | Tốt khi |
|---|---|---|---|
| VLT / Tv (%) | Visible Light Transmittance – truyền sáng | Phần trăm ánh sáng nhìn thấy đi qua kính | Cao (sáng mà không cần đèn) |
| Rout (%) | Phản xạ ánh sáng mặt ngoài | Mức "soi gương" nhìn từ ngoài | Thấp – trung bình (< 15–20%) cho nhà ở |
| SHGC / g | Solar Heat Gain Coefficient – hệ số hấp thụ nhiệt mặt trời | Tỷ lệ năng lượng mặt trời vào nhà (0–1) | Thấp (chống nóng tốt) |
| SC | Shading Coefficient – hệ số che nắng | SC = SHGC / 0,87 (so với kính trắng 3 mm) | Thấp |
| U-value (W/m²·K) | Hệ số truyền nhiệt | Nhiệt truyền qua do chênh lệch nhiệt độ trong – ngoài | Thấp (cách nhiệt tốt) |
| LSG | Light to Solar Gain – chỉ số chọn lọc | LSG = VLT / SHGC | ≥ 1,25 là kính chọn lọc phổ; càng cao càng tốt |
| UV (%) | Truyền tia cực tím | Tia UV gây bạc màu nội thất | Thấp |
Bảng 3.2 – Các chỉ số kỹ thuật của kính chống nóng.
SHGC = 0,30 nghĩa là chỉ 30% năng lượng mặt trời chiếu vào kính đi vào nhà, 70% bị chặn lại. Kính trắng 6 mm có SHGC khoảng 0,82, tức để lọt khoảng 82%.
3.4. Bảng thông số test tham khảo của kính chống nóng
Bảng dưới là khoảng giá trị điển hình của các cấu hình kính phổ biến trên thị trường, đo theo phương pháp tiêu chuẩn (ISO 9050 / EN 410 cho quang học, năng lượng; EN 673 cho U-value; tương đương TCVN 7737). Giá trị cụ thể phụ thuộc hãng, màu và mã lớp phủ.
| Cấu hình kính | VLT (%) | Rout (%) | SHGC | SC | U-value (W/m²K) | LSG | Mức chống nóng |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Kính trắng 6 mm | 88–89 | 8 | 0,80–0,82 | 0,92–0,94 | 5,7–5,8 | ≈ 1,1 | Thấp |
| Kính màu xanh lá 6 mm | 72–76 | 7 | 0,55–0,62 | 0,63–0,71 | 5,7 | 1,2–1,3 | Trung bình |
| Kính màu xám/trà 6 mm | 40–50 | 5–6 | 0,55–0,62 | 0,63–0,71 | 5,7 | 0,7–0,8 | Trung bình |
| Kính phản quang 6 mm | 20–50 | 15–35 | 0,35–0,55 | 0,40–0,63 | 5,2–5,7 | 0,6–0,9 | Khá |
| Kính Low-E phủ cứng 6 mm | 60–82 | 10–12 | 0,50–0,72 | 0,57–0,83 | 3,6–3,8 | 1,1–1,2 | Khá |
| Kính hộp trắng 6+12A+6 | 78–80 | 14–15 | 0,70–0,72 | 0,80–0,83 | 2,7–2,8 | ≈ 1,1 | Trung bình (cách nhiệt tốt) |
| Kính hộp Low-E 1 lớp bạc 6+12A+6 | 65–75 | 10–15 | 0,40–0,50 | 0,46–0,57 | 1,6–1,9 | 1,4–1,6 | Tốt |
| Kính hộp Low-E 2 lớp bạc 6+12A+6 | 60–70 | 10–15 | 0,30–0,38 | 0,34–0,44 | 1,5–1,7 | 1,8–2,0 | Rất tốt |
| Kính hộp Low-E 3 lớp bạc 6+12A+6 | 50–65 | 10–15 | 0,24–0,30 | 0,28–0,34 | 1,5–1,6 | 2,0–2,3 | Xuất sắc |
Bảng 3.3 – Thông số điển hình (tham khảo). "12A" = khoảng rỗng 12 mm khí trời; bơm argon giảm U-value thêm khoảng 0,2–0,3 W/m²K. Lớp Low-E đặt ở mặt #2.
3.5. Yêu cầu của QCVN 09:2017/BXD về hệ số SHGC
Quy chuẩn QCVN 09:2017/BXD – Các công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả giới hạn SHGC tối đa của cửa sổ, cửa kính theo tỷ lệ diện tích kính trên tường (WWR) và hướng, áp dụng cho kính không có kết cấu che nắng:
| WWR (%) | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Hướng Bắc | 0,90 | 0,64 | 0,50 | 0,40 | 0,33 | 0,27 | 0,23 | 0,20 | 0,17 |
| Hướng Nam | 0,90 | 0,70 | 0,56 | 0,45 | 0,39 | 0,33 | 0,28 | 0,25 | 0,22 |
| Các hướng khác | 0,80 | 0,58 | 0,46 | 0,38 | 0,32 | 0,27 | 0,23 | 0,20 | 0,17 |
Bảng 3.4 – SHGC tối đa theo QCVN 09:2017/BXD (theo tài liệu hướng dẫn áp dụng của Bộ Xây dựng). Kính mái, giếng trời: SHGC ≤ 0,3.
Ví dụ: mặt tiền hướng Tây có 50% diện tích là kính, cần kính có SHGC ≤ 0,38. Theo Bảng 3.3, phải dùng tối thiểu kính hộp Low-E 2 lớp bạc, hoặc bổ sung lam che nắng.
3.6. Gợi ý chọn kính theo hướng nắng
| Vị trí | Mức nắng | Gợi ý kính |
|---|---|---|
| Hướng Tây, Tây Nam | Rất gắt buổi chiều | Kính hộp Low-E 2–3 lớp bạc; kết hợp lam che nắng |
| Hướng Đông | Gắt buổi sáng | Kính hộp Low-E 1–2 lớp bạc |
| Hướng Nam | Trung bình (nắng cao, dễ che) | Kính Low-E đơn hoặc kính hộp Low-E 1 lớp bạc, mái đua che |
| Hướng Bắc | Ít nắng trực tiếp | Kính cường lực trắng hoặc kính hộp trắng; ưu tiên VLT cao |
| Mái kính, giếng trời | Nắng trực tiếp suốt ngày | Kính dán Low-E hoặc kính hộp dán, SHGC ≤ 0,3 |
Phần 4. Câu hỏi thường gặp
Kính nổi được tạo phẳng nhờ đâu?
Kính nóng chảy nổi trên bể thiếc lỏng nên tự dàn phẳng, hai mặt song song.
Kính cường lực bền gấp bao nhiêu lần kính thường và vỡ như thế nào?
Khoảng 4–5 lần; vỡ vụn thành hạt nhỏ cạnh tù.
Vì sao kính dán mặt dựng hay dùng kính bán cường lực thay vì cường lực?
Bán cường lực bền gấp đôi, chịu sốc nhiệt tốt, gần như không tự vỡ do NiS và khi vỡ mảnh lớn vẫn bám phim, tấm kính ít bị sụp khỏi khung.
Heat soak test là gì?
Thử ngâm nhiệt kính cường lực ở khoảng 290 °C trong 2 giờ để loại trước các tấm có tạp chất NiS gây tự vỡ.
Kính chống nóng gồm những nhóm nào?
Kính màu hấp thụ nhiệt, kính phản quang, kính Low-E, kính hộp và phim cách nhiệt dán kính.
SHGC = 0,35 có nghĩa là gì?
35% năng lượng mặt trời chiếu vào kính đi vào trong nhà; 65% bị chặn.
Kính có VLT 65% và SHGC 0,33 có phải kính chọn lọc phổ không?
Có: LSG = 65/33 ≈ 1,97 > 1,25.
Mặt tiền hướng Tây, WWR 60%, không lam che nắng: SHGC tối đa theo QCVN 09:2017/BXD là bao nhiêu?
0,32 (các hướng khác, WWR 60%).
Phụ lục. Tiêu chuẩn tham chiếu và thuật ngữ
A. Tiêu chuẩn, quy chuẩn tham chiếu
| Số hiệu | Nội dung |
|---|---|
| TCVN 7218 | Kính tấm xây dựng – kính nổi – yêu cầu kỹ thuật |
| TCVN 7455 | Kính xây dựng – kính phẳng tôi nhiệt (kính cường lực) |
| TCVN 7364 (6 phần) | Kính xây dựng – kính dán nhiều lớp và kính dán an toàn nhiều lớp |
| TCVN 7528 / TCVN 7529 | Kính phủ phản quang / Kính màu hấp thụ nhiệt |
| TCVN 7737 | Phương pháp xác định độ xuyên quang, phản quang, tổng năng lượng bức xạ mặt trời truyền qua và bức xạ tử ngoại |
| TCVN 8260 | Kính hộp gắn kín cách nhiệt |
| EN 1279 · ISO 12543 · EN 12600 | Kính hộp (bền kín, thất thoát khí); kính dán an toàn; thử va đập con lắc cho kính an toàn |
| QCVN 16:2023/BXD | Quy chuẩn về sản phẩm, hàng hóa vật liệu xây dựng (hợp quy kính xây dựng) |
| QCVN 09:2017/BXD | Công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả (giới hạn SHGC) |
| ASTM C1048 · EN 12150 · EN 1863 · EN 14179 | Kính tôi nhiệt, kính cường lực, kính bán cường lực, thử ngâm nhiệt |
| ISO 9050 · EN 410 · EN 673 | Phương pháp xác định thông số quang học, năng lượng và U-value của kính |
| TCVN 9808:2013 | Kính phủ bức xạ thấp (kính Low-E) |
B. Thuật ngữ
| Thuật ngữ | Giải thích |
|---|---|
| Annealed (kính ủ) | Kính nổi thường chưa tôi |
| FT / HS | Fully Tempered (cường lực) / Heat Strengthened (bán cường lực) |
| PVB / SGP | Phim dán kính an toàn: polyvinyl butyral / ionoplast |
| IGU | Insulating Glass Unit – kính hộp |
| Low-E | Low Emissivity – lớp phủ bức xạ thấp |
| WWR | Window to Wall Ratio – tỷ lệ diện tích cửa kính trên tường |
C. Nguồn tham khảo bổ sung
- TCVN 9808:2013 – Kính phủ bức xạ thấp; TCVN 9366-2:2012 – Cửa kim loại (thuvienphapluat.vn).
Cần tư vấn vật liệu cho công trình?
Gửi bản vẽ hoặc mô tả công trình, đội kỹ thuật Việt Úc Window sẽ đề xuất hệ nhôm, kính, phụ kiện và lớp hoàn thiện phù hợp cùng dự toán chi phí.
