Kim loại có mặt trong công trình kiến trúc với nhiều vai trò và làm cho diện mạo kiến trúc ngày càng phong phú hơn. Việc sử dụng vật liệu kim loại có thể là một sự lựa chọn, nhưng cũng có thể là một điều tất yếu có tính bắt buộc

Kim loại dùng để làm gì trong nhà?

Kết cấu chịu lực

Các dạng kết cấu gạch đá, khung gỗ… đang lùi dần vào quá khứ do nhược điểm của chính kết cấu và vật liệu làm kết cấu mang lại. Với các dạng kết cấu phổ biến hiện nay là kết cấu thép, kết cấu bê tông cốt thép, các biến thể như kết cấu vỏ mỏng, dây treo… đều sử dụng kim loại (thép) ở một tỷ lệ nhất định cho tới toàn bộ và đóng vai trò hết sức quan trọng.

Thép có thể tham gia ở tất các các cấu kiện của hệ kết cấu như móng, cột, dầm, sàn, mái và có thể kết hợp linh hoạt với nhiều dạng kết cấu, vật liệu khác.

Hàng rào, hoa sắt

Hàng rào là nơi kim loại có mặt sớm cùng với kết cấu. Hàng rào bằng thép có ưu điểm bền chắc, thoáng, không hạn chế tầm nhìn. Ở một góc khác, hàng rào và cổng thép dễ tạo hình để tạo nên hiệu quả thẩm mỹ kiến trúc cho mặt đứng công trình. Đa phần các công trình công cộng và biệt thự người Pháp xây dựng ở Việt Nam đều sử dụng hàng rào thép. Hoa sắt là tên gọi chung để chỉ kết cấu kim loại ở cửa hay ô thoáng nhằm tăng cường an ninh. Cũng như hàng rào, hoa sắt dễ tạo hình kết hợp với cửa để tăng tính thẩm mỹ.

Mái

Kim loại được sử dụng làm mái ngày càng nhiều do ưu điểm nhẹ, sản xuất lắp dựng và cả tháo dỡ đều thuận tiện. Cả khung kết cấu và vật liệu che phủ mái đều có thể làm bằng kim loại. Hệ kết cấu giàn thép không gian có thể cho phép vượt được những nhịp lớn. Kết cấu mái bằng thép có thể thay thế tương đương kết cấu truyền thống bằng gỗ, và có thể kết hợp với nhiều loại vật liệu như ngói, tấm lợp kim loại hay kính.

Cửa, cổng

Trước kia, cửa được làm bằng gỗ với phương thức thủ công. Nhưng thực tế hiện nay, với yêu cầu sản xuất công nghiệp số lượng lớn, cùng với việc tài nguyên rừng đang cạn kiệt thì cửa kim loại là thay thế tất yếu. Hiện nay có nhiều dạng cửa kim loại như cửa thép, cửa nhựa lõi thép, cửa nhôm… Các loại cửa này hay được kết hợp với vật liệu kính.

Tường, vách ngăn, trần

Trong kiến trúc hiện đại, các kết cấu bao che, ngăn chia bằng tường xây truyền thống đã được thay thế rất nhiều bằng vật liệu khác – đặc biệt trong các công trình công cộng. Thép và kính là giải pháp mặt đứng được ứng dụng rộng rãi trong nhà cao tầng. Với những công trình cần sự ngăn chia linh hoạt như văn phòng, vách thạch cao khung xương kim loại là giải pháp phổ biến. Kim loại cũng được sử dụng cho kết cấu trần hay chính bề mặt trần.

Cầu thang

Cầu thang thép ngày càng được sử dụng nhiều hơn do tính thẩm mỹ (so với bê tông, gạch xây) và bền vững hơn so với gỗ. Các bộ phận cầu thang đều có thể có mặt kim loại như bậc, lan can – tay vịn. Trong nhà ở dân dụng hiện nay, đang tồn tại xu hướng kết hợp “kim – mộc song hành”, kết hợp sắt và gỗ. Việc phối hợp này phát huy được tối đa ưu điểm của mỗi loại vật liệu và cho hiệu quả thẩm mỹ cao. Những bộ phận không nhất thiết phải làm bằng gỗ có thể thay thế bằng thép, góp phần bảo vệ tài nguyên rừng.

Đồ đạc nội thất

Cũng theo xu hướng “kim – mộc song hành”, sự xuất hiện kim loại trong nội thất cùng gỗ ngày càng nhiều. Đó cũng là một giải pháp hợp lý trên nhiều phương diện để tận dụng ưu điểm của kim loại (thép, nhôm, inox) khi kết hợp với gỗ, cùng các vật liệu khác như nhựa, da… Kim loại được sử dụng làm khung kết cấu cho đồ nội thất như bàn, ghế, giường, kệ – giá…

Máy móc, thiết bị, phụ kiện

Trong công trình kiến trúc hiện nay, việc tồn tại máy móc, thiết bị là điều đương nhiên. Đó là thang máy, máy bơm, máy phát điện, máy lạnh… gắn với công trình… hay các loại máy móc rời khác phục vụ cho làm việc và sinh hoạt như tivi, tủ lạnh, máy giặt… Các thiết bị bếp, thiết bị điện, nước cũng được cấu thành từ kim loại như bếp gas, hút mùi, vòi nước, thiết bị chiếu sáng… Kim loại cũng được sử dụng làm phụ kiện cho các bộ phận, thành phần của công trình kiến trúc để liên kết như bản mã, ray trượt, chốt cửa, bản lề… hay là các phụ kiện, dụng cụ sinh hoạt khác như giá treo, móc đồ, xoong nồi, dao kéo…

Vai trò không thể thiếu

Khó có thể tưởng tượng ra trong một công trình kiến trúc bây giờ vắng bóng kim loại. Kim loại tham gia vào kiến trúc như một sự tất yếu của lịch sử và thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển của kiến trúc hiện đại thế giới. Sự có mặt của kim loại làm thay đổi kết cấu, hình thức, quy mô công trình và đưa thêm nhiều tiện ích mới. Tỷ lệ góp mặt của kim loại trong công trình so với các loại vật liệu khác càng tăng lên và giữ các vai trò then chốt, quyết định – đặc biệt là kết cấu và trang thiết bị công trình.

Có thể nói kim loại có mặt khắp mọi nơi trong công trình, từ lớn nhất đến nhỏ nhất, từ đầu đến cuối, từ A đến Z.

Ưu và nhược điểm của kim loại

Ưu điểm

Kim loại nói chung có nhiều ưu điểm như khả năng chịu lực tốt; cứng – chịu được tác động cơ học, chịu nhiệt tốt so với các dạng vật liệu tre gỗ.

Kim loại bền trong điều kiện thời tiết thông thường, nếu được bảo quản, bảo dưỡng tốt. Kim loại dễ chế tác để tạo nên những hình dáng thẩm mỹ, những chi tiết nhỏ nhưng có đủ độ cứng mà gỗ không đáp ứng được. Kim loại cũng góp phần làm phong phú chất liệu bề mặt kiến trúc, làm công trình sinh động, đa dạng hơn.

Các kết cấu, cấu kiện bằng kim loại có thể sản xuất tiền chế, tháo lắp vận chuyển thuận tiện. Nếu có những hư hỏng, sai sót dễ dàng xử lý (hàn, cắt, khoan…)

Kim loại có thể tái chế hoàn toàn, giảm thiểu tác động tiêu cực vào môi trường.

Nhược điểm

Trong một số điều kiện, hoàn cảnh nhất định, kim loại không có sẵn như các vật liệu tự nhiên khác như đất đá, cây cối. Việc thi công, gia công cấu kiện kim loại đòi hỏi thiết bị và năng lượng. Vì vậy, kim loại chỉ thực sự phát huy vai trò ở những nơi có khoa học kỹ thuật, kinh tế phát triển.

Một số kim loại dễ bị oxy hoá bề mặt nếu không được bảo quản bề mặt tốt (sơn), hoặc sử dụng ở những vùng khí hậu khắc nghiệt (biển).

Kim loại truyền điện, trong một số trường hợp có thể gây nguy hiểm.

Trong kết cấu, so với bêtông, thép (kim loại) chịu lửa kém hơn.