NHÔM CẦU CÁCH NHIỆT: BÍ QUYẾT TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG & GIẢM TIẾNG ỒN

Nhôm cầu cách nhiệt là gì? Vì sao sản phẩm này có khả năng tiết kiệm điện năng và cách âm tốt hơn hẳn so với các dòng nhôm phổ thông. Đây luôn là câu hỏi lớn với các chủ đầu tư trước khi lựa chọn cho mình một bộ cửa thích hợp cho công trình.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết về sản phẩm cũng như những yếu tố kỹ thuật để giúp nhôm cầu cách nhiệt có khả năng cách âm, cách nhiệt hiệu quả, trở thành “bảo bối” tránh nắng nóng và hạn chế điện năng ở nhiều gia đình.

Nhôm cầu cách nhiệt (断桥铝 / thermally-broken aluminium) là profile nhôm gồm hai phần nhôm tách riêng (ngoài và trong) được ngăn cách bằng một “cầu cách nhiệt” (thường là thanh polyamide gia cố sợi thủy tinh). Thiết kế này “đứt” con đường dẫn nhiệt bằng kim loại, giảm truyền nhiệt giữa trong và ngoài, từ đó cải thiện khả năng cách nhiệt và cách âm của cửa/vách.

Nguồn gốc ra đời của nhôm cầu cách nhiệt

Nhôm cầu cách nhiệt ra đời từ những năm 1990 tại châu Âu, nhằm giải quyết vấn đề "cầu lạnh" (cold bridge), hiện tượng nhiệt độ dễ dàng truyền qua khung nhôm kim loại dẫn đến thất thoát năng lượng lớn. Theo Baidu Baike, loại vật liệu này sử dụng cấu trúc "đoạn kiều" (thermal break), nơi một dải vật liệu cách nhiệt được chèn vào giữa hai lớp nhôm, ngắt quãng dòng chảy nhiệt.

Tại Trung Quốc, nơi sản xuất hơn 70% nhôm toàn cầu, công nghệ này được hoàn thiện bởi các hãng như Xingfa và được áp dụng rộng rãi trong các tòa nhà cao tầng, giúp giảm 30-50% chi phí sưởi ấm hoặc làm mát.

Ở Việt Nam, với khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa, cấu tạo này không chỉ tiết kiệm điện mà còn giảm tiếng ồn đô thị, góp phần nâng cao giá trị bất động sản.

Cấu tạo chi tiết của nhôm cầu cách nhiệt 

Để hiểu vì sao ưu điểm của nhôm cầu cách nhiệt có thể làm mát vào ngày hè, giữ ấm vào mùa đông, trước tiên ta nên hiểu về bản chất cách nhiệt của sản phẩm.

Điều này được tạo thành từ 4 lớp cấu tạo chắc chắn của sản phẩm này, gồm có:

1.1. Profile nhôm (bên trong & bên ngoài) 

Là hai thanh nhôm định hình (thường nhôm hợp kim 6000 series như 6063), có vai trò chịu tải cơ học, cố định kính và phụ kiện.Hình dạng khoang nội/ngoại được thiết kế để tạo buồng khí, chứa gioăng, và tăng độ cứng.

1.2. Thanh cầu cách nhiệt (thermal break strip) — thường là PA66-GF 

Vật liệu phổ biến: PA66 (polyamide 66) gia cố sợi thủy tinh (ví dụ GF25–GF30). Thanh này có độ dẫn nhiệt rất thấp so với nhôm (thermal conductivity ≈ 0.35–0.40 W/(m·K) tùy chủng loại và độ gia cố). Datasheet vật liệu PA66-GF30/25 cho thấy giá trị dẫn nhiệt ~0.39 W/(m·K). Đây là “lõi” giảm truyền nhiệt giữa trong và ngoài. Kiến trúc thanh: có thể là thanh đơn xuyên qua (穿条式), hoặc hệ ghép phức tạp với rãnh chèn, bulông khóa, keo, tùy nhà sản xuất.

1.3. Gioăng & hệ kính 

Gioăng EPDM, khung kính hộp (double/triple glazed) và khoảng khí/khí trơ quyết định phần lớn hiệu quả hệ thống (không chỉ profile). Tổ hợp profile + kính tạo ra Uw (U-value tổng thể).

1.4. Phụ kiện & lắp ghép 

Bản lề, khóa, keo silicon, liên kết cơ khí đóng vai trò đảm bảo khí kín và độ bền cơ học; lỗi ở phụ kiện/lắp đặt sẽ làm giảm hiệu quả cách nhiệt thực tế.

Sơ đồ cấu tạo điển hình:

[Môi trường ngoài] -> [Thanh nhôm ngoài] -> [Cầu cách nhiệt PA66 GF25] -> [Thanh nhôm trong] -> [Không gian trong]

Tất cả đều được bao bọc bởi hệ thống ron kín khít, tạo nên hiệu quả cách âm, cách nhiệt tốt nhất.

Nguyên lý giảm truyền nhiệt, vì sao nhôm cầu hiệu quả cách âm, cách nhiệt

Từ cấu tạo chi tiết bên trên, ta sẽ cùng tìm hiểu nguyên lý hoạt động cơ bản của sản phẩm. Khi nhắc đến nhôm cầu cách nhiệt, đa số người dùng chỉ biết đến những con số hấp dẫn như tiết kiệm 40% điện năng hay giảm 35dB tiếng ồn. Tuy nhiên, ít ai thực sự hiểu rằng đằng sau những con số ấy là một kiến trúc kỹ thuật tinh vi, nơi mỗi thành phần đều được tính toán kỹ lưỡng để hoạt động như một hệ thống khép kín. Cấu tạo của nhôm cầu cách nhiệt không đơn thuần là việc lắp ghép các chi tiết, mà là sự kết hợp hoàn hảo giữa khoa học vật liệu, nhiệt động học và kỹ thuật cơ khí.

2.1. "Đứt" đường dẫn nhiệt kim loại 

Nhôm là kim loại dẫn nhiệt tốt (khoảng 150 - 200 W/(m·K)), nên khung nhôm nguyên khối tạo cầu truyền nhiệt mạnh. Khi chèn thanh polyamide có hệ số dẫn nhiệt ~0.39 W/(m·K), con đường dẫn nhiệt kim loại bị gián đoạn tức “thermal bridge” bị phá vỡ nên truyền nhiệt giảm mạnh giữa hai bề mặt. Giá trị U (W/m²K) của khung giảm, dẫn đến giảm tổn thất nhiệt toàn công trình.

2.2. Tác động lên U-value & năng lượng 

Các hệ thermally broken thực tế có thể hạ Uf/Uw đáng kể so với nhôm nguyên khối; tham khảo kỹ thuật cho thấy cửa/vách có U-value giảm đáng kể (ví dụ khung từ ~5.5 → 2.9 W/m²K tùy độ dày thanh cách nhiệt và cấu hình). Trong các nghiên cứu/so sánh, hệ thermally broken có thể giảm heat loss 20 - 30% so với không có thermal break trong nhiều trường hợp.

2.3. Tác động lên cách âm 

Thanh polyamide + buồng khí + kính hộp tạo hệ liên kết có độ mất truyền âm lớn hơn so với profile rỗng thông thường; STC/ra-trọng lượng giảm tiếng ồn phụ thuộc cấu hình kính và sealing.

Các kiểu thiết kế thanh cầu & phương pháp lắp

Tại Trung Quốc, một trong những quốc gia đi đầu về phát triển nhôm cầu cách nhiệt, sản phẩm này chiếm tới 60% thị phần cửa sổ tiết kiệm năng lượng ở các thành phố lớn, giúp giảm phát thải co2 tương đương 1.000 tấn/năm cho một tòa nhà 20 tầng.

Hiệu quả này đạt được khi các thanh cầu được thiết kế tỉ mỉ, chuẩn chất lượng, lắp đặt theo đúng yêu cầu cao của nhà sản xuất với một trong các cách sau:

穿条式 (insertion strip / continuous strip): thanh polyamide chạy xuyên suốt, chèn giữa hai bán vỏ nhôm — phổ biến ở Trung Quốc.

Ghép bằng bulong/keo: một số hệ ghép cơ khí để tăng độ bền cơ học, đặc biệt với thanh polyamide gia cố sợi thủy tinh.

Warm-edge spacer kết hợp: sử dụng bộ chia cạnh kính “warm edge” để giảm điểm lạnh ở viền kính, kết hợp tốt với profile thermal break.

Lưu ý thực tiễn khi triển khai 

Dù việc lắp đặt cửa nhôm cầu cách nhiệt mang lại những hiệu quả tức thì đối với không gian sống nhưng không phải trong bất cứ trường hợp nào thợ nhôm kính đều tư vấn, lựa chọn đúng sản phẩm và lắp chuẩn kỹ thuật cho người dùng. Để hạn chế tối đa nhược điểm của nhôm cầu cách nhiệt, trước khi chọn lắp đặt sản phẩm, cần lưu ý kỹ các vấn đề cơ bản sau:

Xem xét hệ kính trước (kính đóng góp lớn vào Uw): chọn kính hộp 2–3 lớp, gas argon/krypton nếu cần hiệu suất cao.

Thực hiện tính toán U-value toàn hệ: không chỉ dựa vào Uf khung; yêu cầu nhà cung cấp tính toán Uw theo tiêu chuẩn.

Chú trọng sealing & lắp đặt: vật liệu tốt vẫn thất thoát nếu lắp đặt kém. Kiểm tra gioăng, keo, và nối khung.

Yêu cầu EPD/EPD-like traceability cho vật liệu nếu khách hàng quan tâm bền vững.

Kết luận 

Cấu tạo nhôm cầu cách nhiệt thực sự là yếu tố then chốt tạo nên khả năng tiết kiệm năng lượng và giảm tiếng ồn cho cửa/vách nhôm hiện đại. Thanh polyamide gia cố (PA66-GF25/30) đóng vai trò lõi: bằng cách làm gián đoạn đường dẫn nhiệt kim loại, nó làm giảm rất nhiều truyền nhiệt (giúp hạ Uf/Uw thực tế) nhưng hiệu quả cuối cùng phụ thuộc vào toàn hệ: profile, cầu cách nhiệt, kính, gioăng và lắp đặt. Vì thế khi mua/thi công, cần kiểm tra datasheet, chứng nhận U-value, và test thực tế (air/water/wind).

Trong thời đại biến đổi khí hậu, việc áp dụng loại vật liệu này không chỉ giảm chi phí mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Nếu bạn đang lên kế hoạch cho ngôi nhà hoặc công trình, hãy ưu tiên lựa chọn nhôm cầu cách nhiệt để tận hưởng lợi ích lâu dài và góp phần xây dựng một thế giới phát triển xanh, sạch, bền vững.