Ngành xây dựng đang bước vào kỷ nguyên đổi mới với sự xuất hiện của những vật liệu thông minh, giúp tối ưu hóa hiệu suất, giảm thiểu tác động môi trường và nâng cao giá trị công trình. Không chỉ mang tính đột phá về công nghệ, các vật liệu này còn mở ra cơ hội đầu tư hấp dẫn, hứa hẹn thay đổi diện mạo kiến trúc hiện đại. Cùng WEDO khám phá 7 vật liệu xây dựng thông minh làm nên xu thế trong bài viết này nhé!
MỤC LỤC
- 1 Vật liệu thông minh là gì?
- 2 Lợi ích của vật liệu xây dựng thông minh
- 3 Điểm tên các vật liệu xây dựng thông minh định hình tương lai
- 3.1 Thermobiometal – Vật liệu thông minh thế hệ mới
- 3.2 Hydroceramic – Vật liệu xây dựng tương lai
- 3.3 Bê tông tự phục hồi (Bê tông sinh học)
- 3.4 Xi măng phát sáng (Vật liệu Luminous)
- 3.5 Sợi Carbon (Vật liệu siêu bền) – Vật liệu xây dựng thông minh
- 3.6 Aerogel (Vật liệu cách nhiệt tối ưu) – Vật liệu xây dựng thông minh
- 3.7 Hydromembrane (Màng làm mát thích ứng) – Vật liệu xây dựng thông minh
Vật liệu thông minh là gì?
Vật liệu xây dựng thông minh là những vật liệu tiên tiến có khả năng thích ứng với môi trường và tối ưu hiệu suất sử dụng. Đây không chỉ là bước tiến trong khoa học vật liệu mà còn là giải pháp quan trọng giúp ngành xây dựng đối phó với biến đổi khí hậu, giảm tiêu thụ năng lượng và nâng cao độ bền công trình.
Những vật liệu này được thiết kế để phản ứng linh hoạt với nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng hoặc các tác động cơ học. Một số loại phổ biến có thể kể đến như bê tông tự phục hồi vết nứt, kính đổi màu theo ánh sáng, sơn hấp thụ năng lượng mặt trời hay vật liệu cách nhiệt siêu nhẹ.
Với khả năng cải thiện hiệu suất công trình và giảm tác động môi trường, vật liệu xây dựng thông minh không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn mở ra một kỷ nguyên mới cho ngành kiến trúc bền vững.
Lợi ích của vật liệu xây dựng thông minh
Vật liệu xây dựng thông minh không chỉ mang lại sự cải tiến vượt bậc về chất lượng công trình mà còn góp phần giảm thiểu tác động môi trường, tiết kiệm chi phí và nâng cao hiệu suất sử dụng. Việc ứng dụng những vật liệu này trong xây dựng giúp kiến tạo không gian bền vững, an toàn và hiện đại hơn. Dưới đây là những lợi ích quan trọng khi điều chỉnh và áp dụng vật liệu xây dựng thông minh:
- Tối ưu hiệu quả năng lượng và môi trường
Vật liệu thông minh có khả năng cách nhiệt, phản xạ nhiệt hoặc tự điều chỉnh theo điều kiện thời tiết, giúp giảm tiêu thụ năng lượng đáng kể. Các dòng vật liệu như kính thông minh, bê tông cách nhiệt hay sơn phản xạ nhiệt giúp hạn chế thất thoát năng lượng, giảm nhu cầu sử dụng điều hòa và hệ thống sưởi. - Chống chịu điều kiện môi trường khắc nghiệt
Một số vật liệu xây dựng thông minh có thể thích ứng với môi trường, chịu được độ ẩm cao, nhiệt độ khắc nghiệt hoặc thậm chí tự phục hồi khi xuất hiện vết nứt. Ví dụ, bê tông tự vá có khả năng sửa chữa vết rạn bằng vi khuẩn sinh học, giúp kéo dài tuổi thọ công trình trong những môi trường khắc nghiệt. - Độ bền cao và tuổi thọ kéo dài
Các vật liệu có vòng đời dài giúp giảm chi phí bảo trì và thay thế trong suốt thời gian sử dụng. Gạch sinh học, kim loại siêu bền hay composite thế hệ mới có khả năng chịu lực tốt, chống mài mòn và ít bị ảnh hưởng bởi thời tiết, giúp tăng tính bền vững của công trình. - Tự bảo trì, giảm chi phí bảo dưỡng
Một số vật liệu tiên tiến có khả năng tự làm sạch, chống bám bẩn hoặc kháng khuẩn, giúp giảm chi phí bảo trì. Chẳng hạn, sơn tự làm sạch có lớp phủ đặc biệt giúp bề mặt chống bám bụi và dễ dàng vệ sinh chỉ bằng nước mưa, giảm công sức bảo trì so với sơn thông thường. - Tăng cường tính bền vững, thân thiện với môi trường
Vật liệu xây dựng thông minh ngày càng được phát triển theo hướng tái chế và thân thiện với môi trường. Gạch không nung, bê tông xanh hay gỗ kỹ thuật là những lựa chọn thay thế vật liệu truyền thống, giúp giảm lượng khí thải carbon và khai thác tài nguyên thiên nhiên một cách hợp lý hơn. - Đáp ứng linh hoạt theo ngữ cảnh sử dụng
Các vật liệu thông minh có thể thay đổi hình dạng, màu sắc hoặc tính chất vật lý dựa trên điều kiện xung quanh. Ví dụ, kính đổi màu có thể điều chỉnh độ trong suốt để kiểm soát ánh sáng và nhiệt độ trong không gian nhà ống 2 tầng 3 phòng ngủ, giúp tiết kiệm năng lượng và tạo sự thoải mái cho người sử dụng. - Thi công và lắp đặt hiệu quả
Nhờ công nghệ tiên tiến, nhiều vật liệu xây dựng thông minh giúp đẩy nhanh tiến độ thi công và giảm chi phí nhân công. Các loại bê tông in 3D, tấm panel lắp ghép hay vật liệu nhẹ giúp giảm thời gian xây dựng mà vẫn đảm bảo chất lượng, tính thẩm mỹ và độ bền của công trình.
Điểm tên các vật liệu xây dựng thông minh định hình tương lai
Dưới đây là 7 vật liệu xây dựng thông minh nổi bật, hứa hẹn định hình ngành xây dựng năm 2025 với những đặc tính vượt trội, ứng dụng linh hoạt và tiềm năng đầu tư cao.
Thermobiometal – Vật liệu thông minh thế hệ mới
Thermobiometal là một bước tiến trong lĩnh vực vật liệu xây dựng thông minh nhờ khả năng tự điều chỉnh theo nhiệt độ môi trường. Khi tiếp xúc với ánh nắng gay gắt, vật liệu này cuộn tròn để tạo bóng mát và thông gió tự nhiên, sau đó trở lại trạng thái phẳng khi nhiệt độ giảm. Sự phản ứng nhiệt độc đáo này không chỉ mang lại hiệu quả năng lượng mà còn giảm thiểu nhu cầu sử dụng hệ thống điều hòa không khí.
Một ứng dụng nổi bật là công trình “Bloom” của kiến trúc sư Doris Kim Sung tại Los Angeles, sử dụng 14.000 mảnh thermobiometal để tạo ra cấu trúc vừa thẩm mỹ vừa chức năng. Vật liệu này lý tưởng cho các công trình cần thích ứng với biến đổi khí hậu.
Ưu điểm nổi bật:
- Tự động phản ứng với nhiệt độ, tối ưu hóa không gian.
- Độ bền cao, tiết kiệm chi phí bảo trì.
- Trọng lượng nhẹ, dễ thi công và lắp đặt.
Hydroceramic – Vật liệu xây dựng tương lai
Được phát triển bởi IAAC vào năm 2013, Hydroceramic kết hợp hydrogel và đất sét gốm để tạo ra một giải pháp làm mát thông minh. Vật liệu này tận dụng khả năng bay hơi của hydrogel và đặc tính kiểm soát độ ẩm của đất sét để giảm nhiệt độ không gian bên trong xuống khoảng 5 độ C.
Đây là lựa chọn thay thế hiệu quả cho các hệ thống làm mát nhân tạo, đặc biệt trong bối cảnh tiết kiệm năng lượng trở thành ưu tiên hàng đầu. Hydroceramic không chỉ thân thiện với môi trường mà còn giảm đáng kể chi phí vận hành.
Ưu điểm nổi bật:
- Giảm 28% mức tiêu thụ điện năng.
- Giải pháp chi phí thấp cho công nghệ xanh.
- Giảm lượng khí thải carbon tới 56,5kg mỗi đơn vị sử dụng.
- Hạn chế phụ thuộc vào hệ thống điều hòa truyền thống.
Bê tông tự phục hồi (Bê tông sinh học)
Bê tông tự phục hồi, nổi bật với sản phẩm Basilisk Concrete từ Hà Lan, là giải pháp đột phá cho vấn đề nứt vỡ thường gặp ở bê tông truyền thống. Được tích hợp các viên nang siêu nhỏ chứa nhựa epoxy, vật liệu này tự động “hàn” các vết nứt khi chúng xuất hiện, tăng tuổi thọ công trình mà không cần bảo trì thường xuyên. Ứng dụng rộng rãi từ đường xá đến vỉa hè, bê tông sinh học mang lại giá trị bền vững cho các dự án hạ tầng đô thị.
Ưu điểm nổi bật:
- Tiết kiệm năng lượng và chi phí sửa chữa.
- Tự xử lý vết nứt, giảm thiểu bảo trì.
- Thân thiện môi trường, kéo dài thời gian sử dụng.
- Độ bền vượt trội trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
Xi măng phát sáng (Vật liệu Luminous)
Xi măng phát sáng, sáng chế của Tiến sĩ Jose Carlos Rubio từ Mexico, là vật liệu xây dựng thông minh tích hợp công nghệ xanh. Ban ngày, nó hấp thụ năng lượng mặt trời và phát sáng vào ban đêm mà không cần nguồn điện bổ sung.
Cấu trúc vi mô được cải tiến cho phép xi măng này trở thành giải pháp chiếu sáng bền vững, như đã được ứng dụng trên con đường xe đạp tại Eindhoven năm 2014. Đây là lựa chọn lý tưởng cho các dự án cảnh quan và hạ tầng đô thị.
Ưu điểm nổi bật:
- Tận dụng năng lượng tự nhiên, giảm tiêu thụ điện.
- Không phụ thuộc vào tài nguyên không tái tạo.
- Vật liệu tái chế được, thân thiện với môi trường.
- Tăng tính thẩm mỹ cho công trình ban đêm.
Sợi Carbon (Vật liệu siêu bền) – Vật liệu xây dựng thông minh
Sợi carbon, với độ bền gấp 5 lần và nhẹ hơn 2/3 so với thép, là vật liệu xây dựng thông minh được ưa chuộng trong các công trình đòi hỏi sức mạnh vượt trội. Được dệt từ những sợi mảnh như tóc, sợi carbon linh hoạt trong thiết kế và chịu được điều kiện môi trường khắc nghiệt. Từ cầu đường đến tòa nhà cao tầng, vật liệu này đang thay thế dần các lựa chọn truyền thống nhờ tính ứng dụng cao và độ bền lâu dài.
Ưu điểm nổi bật:
- Sức chịu kéo cao, bền hơn thép đáng kể.
- Trọng lượng nhẹ, giảm tải trọng công trình.
- Kháng hóa chất tốt, chống ăn mòn hiệu quả.
- Tuổi thọ cao, ít cần bảo dưỡng.
Aerogel (Vật liệu cách nhiệt tối ưu) – Vật liệu xây dựng thông minh
Aerogel, hay “khói đông lạnh,” là vật liệu cách nhiệt siêu nhẹ với 98% cấu trúc rỗng, được chế tạo bằng công nghệ nano. Được phát triển từ các nguồn như phế thải lúa gạo bởi Green Earth Aerogel Technology (Tây Ban Nha), vật liệu này ngăn nhiệt, lạnh và âm thanh hiệu quả. Ứng dụng của aerogel trải dài từ cách nhiệt đường ống, lớp phủ chống cháy đến phụ gia sơn, khiến nó trở thành lựa chọn hàng đầu cho các công trình hiện đại.
Ưu điểm nổi bật:
- Cách nhiệt vượt trội, chịu được nhiệt độ khắc nghiệt.
- Trọng lượng nhẹ, dễ tích hợp vào thiết kế.
- Độ bền cao, chống cháy và giảm tiếng ồn.
- Tận dụng nguyên liệu tái chế, thân thiện môi trường.
Hydromembrane (Màng làm mát thích ứng) – Vật liệu xây dựng thông minh
Hydromembrane là vật liệu xây dựng thông minh phản ứng với độ ẩm, mang lại giải pháp làm mát thụ động hiệu quả. Khi tiếp xúc với nước, cấu trúc màng tự biến đổi, tăng tốc độ bay hơi và điều hòa nhiệt độ không gian bên trong.
So với hệ thống điều hòa không khí truyền thống, hydromembrane tiết kiệm năng lượng đáng kể và phù hợp cho cả công trình lớn lẫn nhỏ. Đây là xu hướng bền vững cho tương lai kiến trúc.
Ưu điểm nổi bật:
- Làm mát thông minh, giảm phụ thuộc điện năng.
- Hiệu quả năng lượng cao, tiết kiệm chi phí vận hành.
- Linh hoạt ứng dụng ở nhiều quy mô khác nhau.
- Tăng độ ẩm tự nhiên, cải thiện chất lượng không khí.
>>> Xem thêm: 6 Vật liệu chống thấm tường ngoài trời tốt và hiệu quả nhất
Việc đón đầu xu hướng vật liệu xây dựng thông minh không chỉ giúp tối ưu chi phí, gia tăng độ bền mà còn đảm bảo tính bền vững cho công trình tương lai. Hãy cập nhật và ứng dụng ngay những giải pháp tiên tiến này để tạo nên những công trình dẫn đầu xu thế năm 2025!
