Mái đầu hồi đã được tìm thấy ở nhiều vùng văn hóa khác nhau và trên nhiều loại hình xây dựng trong hàng nghìn năm. Việc sử dụng linh hoạt và đồng thời được thiết lập theo lịch sử này không phải là ngẫu nhiên. Bởi vì mái đầu hồi gây ấn tượng với tính linh hoạt và khả năng thay đổi to lớn của nó. Mọi điều bạn cần biết về kiểu mái nhà nguyên mẫu này vẫn còn rất phổ biến cho đến ngày nay đều có thể tìm thấy ở đây.
Nguồn gốc của mái đầu hồi
Nguồn gốc của mái đầu hồi không rõ ràng và đã bị thất truyền trong các thời kỳ tiền sử. Nó có lẽ phát sinh độc lập ở nhiều nền văn hóa, hay đúng hơn là ở các giai đoạn tiền văn hóa. Tại sao lại như vậy có thể dễ dàng giải thích bằng cách xem xét các hình thức xây dựng đơn giản nhất của nó. Nếu bạn tựa hai cột, cành cây hoặc các bộ phận hỗ trợ khác vào nhau thì bạn đã có một đoạn mái đầu hồi. Được bao phủ bằng vật liệu dày đặc, nó mang lại một khoảng không gian lớn đáng ngạc nhiên so với nỗ lực bỏ ra, đồng thời đảm bảo nước mưa được thoát đi một cách an toàn. Tất nhiên, vật liệu và kích thước đã thay đổi đáng kể theo lịch sử, nhưng các nguyên tắc chức năng cơ bản vẫn không thay đổi cho đến ngày nay. Do đó, dễ hiểu rằng hình dạng mái nhà tiết kiệm và hiệu quả này vẫn có thể được tìm thấy trên phần lớn các tòa nhà được xây dựng ngày nay.
Xây dựng và thống kê
Từ góc độ kết cấu, có hai hệ thống mái đầu hồi hiện đại để đảm bảo công trình ổn định và đáp ứng mọi yêu cầu về không gian bên trong, khả năng chịu lực và kết cấu cách nhiệt và bịt kín.
Mái kèo
Mái kèo vẫn rất gần với hình dạng của hai bộ phận hỗ trợ tựa vào nhau, điều này đã được mô tả khi nó được tạo ra. Trong mái kèo, các xà đối diện hỗ trợ lẫn nhau và cùng với bộ phận hỗ trợ bên dưới, tức là trần hoặc tường, tạo thành một hình tam giác tự cứng và hỗ trợ. Được sắp xếp thành một hàng với số lượng gần như bất kỳ, những hình tam giác chịu lực này tạo thành mái đầu hồi. Có thể quản lý được số lượng các thành phần cấu trúc cần thiết với dạng mái đầu hồi này:
-
Ngưỡng:
tạo thành phần đỡ phía dưới của xà nhà, đồng thời là điểm chuyển tiếp giữa tường hoặc trần bên dưới và kết cấu mái
-
Rafters
các yếu tố hỗ trợ, mỗi yếu tố theo cặp theo sự sắp xếp đối lập
-
Căng cứng
bắt buộc theo hướng dọc của sườn núi, ngày nay chủ yếu ở dạng dải chùy gió chéo, hoặc như mái phụ phẳng, có hiệu quả tĩnh
LƯU Ý:
Từ quan điểm tĩnh, mái kèo không cần thiết phải có gờ. Để có thể thiết kế lớp vỏ công trình một cách rõ ràng về mặt cấu trúc tại điểm nối phía trên của bề mặt mái, người ta thường tạo ra một dầm sườn hoặc một tấm ván sườn thẳng đứng. Ví dụ: điều này hỗ trợ các tấm gờ trên mái ngói hoặc tấm gờ trên mái lá, tấm kim loại hoặc mái xanh.
Mái xà gồ
So với mái kèo, mái xà gồ có vẻ phức tạp hơn trong kết cấu, nhưng do tính đơn giản và khả năng thích ứng liên tục nên nó vẫn có cấu trúc rõ ràng và đơn giản so với nhiều hình dạng mái khác. Ở đây cũng vậy, yếu tố cốt lõi của kết cấu đỡ là xà nhà. Tuy nhiên, chúng không còn hỗ trợ lẫn nhau mà chỉ truyền tải trọng từ bề mặt mái sang kết cấu đỡ. Tải trọng được truyền qua ít nhất hai, nhưng thường là ba, điểm chịu lực trên mỗi vì kèo: ngưỡng hoặc xà gồ chân, xà gồ giữa và sườn. Do đó, tổng quan về các bộ phận có hiệu quả tĩnh học cũng tương tự, nhưng dài hơn một chút so với mái kèo:
-
Ngưỡng
Đế của lớp kèo và kết nối với tòa nhà bên dưới
-
xà gồ trung tâm
Cần hỗ trợ và truyền tải trung bình cho chiều dài kèo lớn, được đặt trên kết cấu bằng gỗ hoặc tường bên trong được xây dựng kiên cố trong không gian mái
-
Đầu tiên
điểm đỡ phía trên và điểm truyền tải của xà nhà, thường được đặt trên tường đầu hồi và các giá đỡ hoặc tường bên trong được đặt giữa chúng
LƯU Ý:
Từ góc nhìn tĩnh, việc sử dụng xà gồ trung tâm biến kèo từ dầm một nhịp tựa trên hai điểm thành dầm nhiều nhịp tựa trên ba điểm. Không chỉ tải trọng được phân bổ trên một số điểm hỗ trợ, độ võng của các trường riêng lẻ còn giảm hơn nữa do sự đóng góp của trường lân cận. Do đó, với xà gồ trung tâm, vì kèo có thể được giảm đáng kể về mặt cắt ngang yêu cầu tĩnh và, về tổng thể, thậm chí còn cần ít vật liệu hơn so với khi không có xà gồ trung tâm!
Niêm phong
Ngoài sự ổn định, mái nhà luôn phải có tác dụng bảo vệ khỏi thời tiết. Ngày nay, ngoài khả năng chống mưa, điều này còn bao gồm khả năng chống gió và hơi nước xâm nhập vào cấu trúc từ không khí trong phòng và có thể dẫn đến hư hỏng do hơi ẩm và nấm mốc. Về mặt cổ điển, mái đầu hồi bao gồm hai cấp độ kín:
1. Niêm phong bên trong
- Nhiệm vụ: Độ kín khuếch tán từ trong ra ngoài, cũng như mức độ kín khí
- Chủ yếu được áp dụng ở mặt trong của lớp kèo
- Phải được lắp đặt trong gói cách nhiệt chính
2. Niêm phong bên ngoài
- Nhiệm vụ: Bịt kín chống nước mưa
- Được tạo ra bên ngoài lớp cách nhiệt
- Có thể kết hợp với vật liệu cách nhiệt (ví dụ: tấm sợi gỗ mềm) hoặc mái che (ví dụ: tấm kim loại hoặc mái lá mỏng) hoặc dưới dạng một lớp riêng biệt (ví dụ: mái ngói)
- Bắt buộc làm lớp thoát nước cho các lớp phủ không hoàn toàn kín (ví dụ: gạch) khi mưa hoặc tuyết bị gió đẩy xuống dưới gạch
Cách nhiệt
Bất kể hình dạng của mái nhà như thế nào, chủ đề cách nhiệt ngày nay đều đóng một vai trò to lớn. Một mặt, điều này xuất phát từ các yêu cầu pháp lý và giá năng lượng không ngừng tăng cao. Mặt khác, ngày nay việc cách nhiệt chỉ còn cần thiết vì không gian trên mái thường cũng bao gồm các phòng khách mà trước đây chỉ có phòng chứa và kho không có hệ thống sưởi.
Mái đầu hồi rất linh hoạt và hợp tác khi nói đến khả năng cách nhiệt: hầu hết vật liệu cách nhiệt cần thiết có thể được bố trí giữa các xà nhà chịu lực. Về mặt logic, không thể có bất kỳ lớp cách nhiệt nào ở nơi có xà nhà, nhưng chỉ riêng tác dụng cách nhiệt của vật liệu được sử dụng phổ biến nhất, gỗ, là đủ để đạt được hiệu suất cách nhiệt đầy đủ. Gói cách nhiệt này có thể được bổ sung bằng các lớp cách nhiệt trên lớp kèo hoặc thậm chí ở mặt dưới của nó. Các vật liệu cách nhiệt phổ biến là:
Để cách nhiệt giữa các xà nhà:
- Lông khoáng (trước đây là len thủy tinh, nay là len đá)
- Cách nhiệt xenlulo
- Vật liệu cách nhiệt thân thiện với môi trường, chẳng hạn như len cừu, cây gai dầu, v.v.
- ván sợi gỗ mềm
LƯU Ý:
Có thể sử dụng lớp cách nhiệt ổn định về kích thước, không linh hoạt giữa các xà nhà, nhưng các mối nối được tạo ra do sự co ngót và chuyển động của xà nhà sẽ dẫn đến giảm đáng kể hiệu quả cách nhiệt.
Cách nhiệt kèo trên và dưới:
- Vật liệu cách nhiệt mềm như cách nhiệt giữa các xà nhà, sau đó hỗ trợ gỗ cho kết cấu mái hoặc tấm ốp bên trong
- Bọt nhựa là lớp cách nhiệt ổn định về kích thước mà trên đó có thể phủ mái mà không cần kết cấu đỡ
- Ván sợi gỗ mềm ổn định và chịu áp lực
Ưu điểm của việc cách nhiệt giữa các xà nhà là kết cấu mái tương đối nhỏ. Tuy nhiên, nếu vẫn muốn nhìn thấy xà nhà thì toàn bộ lớp cách nhiệt cũng có thể được đặt trên kết cấu đỡ. Tùy thuộc vào vật liệu cách nhiệt, sau đó có thể cần phải tạo một mức đỡ ở dạng ván khuôn bằng gỗ để đặt lớp cách nhiệt.
Lợp mái
Mái đầu hồi có thể được tạo ra bằng hầu hết các loại mái che thông dụng trên thị trường hiện nay. Nhưng vật liệu xây dựng truyền thống vẫn có thể được sử dụng, có tính đến các yêu cầu hiện đại về độ kín và cách nhiệt:
- Tấm lợp, rơm và sậy lịch sử
- Gạch và ngói bê tông
- Tấm kim loại (nhôm, đồng, kẽm titan, v.v.)
- Mái lá, rải sỏi hoặc thảm thực vật trên sườn bằng
Các dạng mái che đặc biệt hiện đại đôi khi thậm chí có thể kết hợp các khía cạnh chịu lực, cách nhiệt và bịt kín. Ví dụ, nếu sử dụng phần tử sandwich làm lớp phủ thì tất nhiên không cần đến các phần tử chịu lực bên dưới, chẳng hạn như vì kèo, vì các tấm phần tử giữa sườn núi, xà gồ trung tâm và ngưỡng cửa có thể tự hỗ trợ. Ở đây cũng không cần cách nhiệt và bịt kín.
Sân mái nhà
Hình dạng mái đầu hồi cổ điển đối xứng và có độ dốc như nhau trên cả hai bề mặt mái. Độ nghiêng có thể có phụ thuộc vào hình dạng mái nhà được sử dụng và cũng có thể dao động tùy thuộc vào kiểu dáng và cách sử dụng không gian mái nhà.
Độ dốc tùy theo lớp phủ:
-
Gạch và bê tông:
tùy thuộc vào viên gạch lên đến 15°, từng mẫu thậm chí có thể nghiêng tới 10°
-
Trượt:
về mặt lý thuyết có thể là 0°, nhưng theo nguyên tắc mái bằng thì ít nhất là 2° (khi đó không còn là mái đầu hồi thực sự nữa)
-
Tấm kim loại:
ít nhất 5°
-
Vật liệu xây dựng lịch sử:
không có thông số kỹ thuật tối thiểu theo tiêu chuẩn DIN, nhưng thường có độ dốc rất cao để chuyển hướng nước mưa xâm nhập vào vật liệu - thường là 45° trở lên, đôi khi có thể lên tới 60° hoặc thậm chí 70°
Mái đầu hồi càng dốc thì không gian sử dụng trên mái càng lớn. Tuy nhiên, khi chiều cao mái tăng lên, đỉnh mái ngày càng lớn hơn, bản thân điều này khó có thể sử dụng được. Độ dốc mái phổ biến trong nhà ở hiện đại thường nằm trong khoảng từ 25 đến 35°, theo đó mái không tựa trực tiếp vào trần nhà mà nằm trên một phần tường cao tới một mét - tường đầu gối. Vì lý do thiết kế hoặc quy hoạch đô thị, mái nhà có độ dốc cao hơn hoặc thấp hơn vẫn thường xuyên được sử dụng.
Các yêu cầu đặc biệt hoặc điều kiện địa phương luôn có thể có nghĩa là mái đầu hồi không được tạo đối xứng. Ví dụ, trên một sườn dốc, bề mặt mái ở sườn núi có thể được làm phẳng hơn để tạo cho bức tường bên dưới có chiều cao phù hợp cho cửa sổ và cửa ra vào.
Cấu trúc và lắp đặt bổ sung
Đơn giản như mái đầu hồi xuất hiện, nó có thể được mở rộng hoặc thay đổi theo nhiều cách. Nhiều yếu tố hiện là một phần không thể thiếu của cảnh quan mái nhà sẽ mở rộng hoặc cải thiện khả năng sử dụng của các phòng trong không gian mái nhà.
Nguồn gốc của mọi thay đổi
Dù yếu tố nào được đưa vào mái đầu hồi thì luôn đi kèm với sự can thiệp của các vì kèo chịu lực. Trong hầu hết các trường hợp, các phần của một hoặc nhiều xà nhà phải được dỡ bỏ. Để duy trì khả năng chịu tải, cái gọi là sự thay thế sau đó sẽ được lắp vào. Các thanh gỗ thay đổi chạy ngang giữa các vì kèo hỗ trợ vì kèo bị cắt và truyền tải trọng của nó sang các xà lân cận.
Cửa sổ mái
- Tăng cường không gian sống trên mái nhà thông qua chiếu sáng và thông gió
- Cung cấp thêm không gian bằng cách loại bỏ thanh kèo và gói cách nhiệt dưới bề mặt cửa sổ
- Ngày nay thậm chí còn có sẵn từ sàn đến trần và có thể trưng bày trên ban công thu nhỏ
- Hình dạng phổ biến: cửa sổ gập, xoay hoặc xoay
Ban công trên mái
- Hoặc từ khu vực mái nhà, hoặc có thể làm hành lang đi vào không gian mái
- Khu vực ngoài trời rất riêng tư, khó nhìn thấy vì mái nhà mang lại sự bảo vệ riêng tư tốt
Ký túc xá
- Tạo thêm khoảng trống trên không gian gác mái
- Tạo những bức tường thẳng đứng, dễ trang trí thay vì trần dốc
- Có thể có nhiều kiểu dáng khác nhau, ví dụ: phòng ngủ mái đầu hồi, phòng ngủ mái kéo, phòng ngủ mái bằng, v.v.
- Tiếp xúc rất tốt nhờ sử dụng cửa sổ mặt tiền thông thường thay vì cửa sổ mái
Ưu điểm và nhược điểm
Bây giờ mái đầu hồi có nhiều ưu điểm, nhược điểm trong đó là một hoặc hai nhược điểm. Đây là những cái định kỳ:
Ưu điểm
- Xây dựng đơn giản
- Dễ xây dựng nhờ kết cấu đơn giản và sử dụng vật liệu hiệu quả
- Đa năng trong thiết kế
- Có thể dễ dàng mở rộng và thay đổi nhờ nhiều bổ sung
- Thoát nước tốt nhờ bề mặt mái có độ dốc nên ít bị hư hỏng khi kết cấu có điểm yếu
- Nội thất có thể dễ dàng điều chỉnh để sử dụng bằng cách điều chỉnh độ dốc mái
Nhược điểm
- Trần dốc khó trang bị
- Trong trường hợp có các phần tử bổ sung, cần nỗ lực tương đối cao để kết nối và chuyển đổi
- Đỉnh mái khó sử dụng được trên sườn dốc
