GỖ TRONG SUỐT – VẬT LIỆU TƯƠNG LAI THAY THẾ KÍNH TRONG KIẾN TRÚC XANH

GỖ TRONG SUỐT – VẬT LIỆU TƯƠNG LAI THAY THẾ KÍNH TRONG KIẾN TRÚC XANH

Khi các tòa nhà chuyển dịch sang kiến trúc net zero và chiếu sáng tự nhiên không gây lóa, lớp bao che bằng kính truyền thống bộc lộ hạn chế: dẫn nhiệt cao (~0,9–1,0 W/m·K), dễ chói và vỡ vụn khi va đập. Trong bối cảnh đó, gỗ trong suốt (Transparent Wood, TW) nổi lên như một vật liệu sinh học (bio based) đa chức năng: truyền sáng cao nhưng khuếch tán mạnh (haze lớn) để chống lóa, cách nhiệt thấp hơn kính, cơ học dai – không vỡ mảnh sắc. Các tổng quan gần đây tại Energy & Buildings (2025) và Cellulose (2023) đều xem TW là ứng viên cửa sổ/giếng trời thế hệ mới cho công trình hiệu năng năng lượng. [1]

Gỗ trong suốt ( Transparent wood ) là gì?

GỖ TRONG SUỐT – VẬT LIỆU TƯƠNG LAI THAY THẾ KÍNH TRONG KIẾN TRÚC XANH

TW là composite gỗ–polymer: giữ nguyên vi cấu trúc mạch – tế bào của gỗ; thông qua giảm/biến đổi lignin và thấm polymer có chiết suất phù hợp vào lòng tế bào, vật liệu trở nên trong suốt (transmittance cao) đồng thời haze lớn để cho ánh sáng dịu, đồng đều. Các bài tổng quan nền tảng (Royal Society 2018; Cellulose 2023) mô tả chi tiết cách thành phần gỗ, hướng thớ, mức xử lý lignin và loại polymer ảnh hưởng tới đặc tính quang – nhiệt – cơ – lão hóa quang. [2]

Quá trình hình thành gỗ trong suốt

GỖ TRONG SUỐT – VẬT LIỆU TƯƠNG LAI THAY THẾ KÍNH TRONG KIẾN TRÚC XANH

Để thiết kế một vật liệu gỗ trong suốt mới, bằng cách khai thác chính cấu trúc tự nhiên của gỗ: [3]
         - Tính chu kỳ ( Periodicity )  – các vòng năm (vòng sinh trưởng) lặp lại đều đặn;
         - Tính dị hướng ( Anisotropy  – các ống dẫn/sợi chạy thẳng hàng theo thớ gỗ.

Kết hợp hai đặc điểm này trong quá trình làm gỗ trong suốt sẽ tạo ra những tính chất quang–cơ độc đáo.

Phương pháp tạo ra gỗ trong suốt

 Khử/giảm lignin + thấm polymer (delignification). Xử lý NaClO₂/axit nhẹ loại bỏ phần lignin gây màu → rửa – sấy – thấm epoxy/PMMA → T≈80%, haze≈93%, k≈0,24 W/m·K. Nghiên cứu Nature Communications 2020 cũng cho thấy có thể gia công tấm lớn 320 × 170 × 0,6 mm chỉ trong ~24 giờ thấm nhựa, cho thấy tính mở rộng quy mô. [3]

GỖ TRONG SUỐT – VẬT LIỆU TƯƠNG LAI THAY THẾ KÍNH TRONG KIẾN TRÚC XANH 

Vì sao có thể thay thế kính trong kiến trúc xanh?

1) Quang học – đủ sáng nhưng “không lóa”

  • Tương đương kính về lượng sáng đi qua: TW đạt T≈80% @ 600 nm (Nature Comms 2020). [3]
  • Giảm lóa – tăng đồng đều độ rọi: haze≈93% giúp ánh sáng khuếch tán, hạn chế điểm chói trực tiếp—lợi cho văn phòng/trường học.

2) Nhiệt – truyền nhiệt thấp hơn kính

  • Hệ số dẫn nhiệt của TW ~0,24 W/m·K (Nature Comms 2020) thấp hơn kính nổi ~0,9–1,0 W/m·K (NGA—tài liệu kính soda‑lime). Điều này gợi ý giảm tổn thất nhiệt mùa lạnh và giảm tải làm mát so với cửa kính đơn. [3]  
  • Mô hình nhà mẫu: thay trần kính đơn bằng tấm TW dày 6 mm cho ΔT trong nhà tăng ~+2,43 °C (cùng công suất sưởi), phản ánh R‑value hệ mái lớn hơn. Với tấm 2 mm, ΔT ~+0,81 °C.

3) Cơ học & an toàn người dùng

  • TW thể hiện độ bền kéo ~92 MPa và độ dai ~2,73 MJ/m³—không vỡ vụn như kính khi hư hỏng (tough failure), tăng an toàn sử dụng.

4) An toàn cháy & bền ngoài trời

  • TW/MF (melamine‑formaldehyde): quy trình “xanh”, quy mô được, tự tắt lửa và Transmittance ~74% (1,2 mm); tốc độ phát triển cháy  50% so với gỗ nguyên.
  • TW/PEAG (phosphate‑ester–PEG): T tới ~93%, haze ~98% đồng thời nâng các chỉ tiêu chống cháy, chứng minh khả năng kiến trúc hóa. [4]
  • Kháng ẩm/UV: biến thể hydrophobic TW đạt góc tiếp xúc ~130° và T~90% sau phủ PDMS—thân thiện khí hậu nóng ẩm

Ứng dụng của gỗ trong suốt thay kính trong kiến trúc xanh

Cửa sổ, mái kính, giếng trời & lam l  ấy sáng khuếch tán (anti-glare)

GỖ TRONG SUỐT – VẬT LIỆU TƯƠNG LAI THAY THẾ KÍNH TRONG KIẾN TRÚC XANHGỖ TRONG SUỐT – VẬT LIỆU TƯƠNG LAI THAY THẾ KÍNH TRONG KIẾN TRÚC XANH

  • TW truyền sáng cao (≈80–90%) nhưng có haze lớn → ánh sáng tỏa đều, giảm chói và tạo độ rọi đồng đều hơn so với kính; thích hợp cho giếng trời, trần/mái lấy sáng trong bảo tàng, thư viện, văn phòng.
  • Tính cách nhiệt tốt hơn kính (λ ~0,19–0,24 W·m⁻¹·K⁻¹ so với kính ~1 W·m⁻¹·K⁻¹) giúp giảm thất thoát nhiệt qua kết cấu lấy sáng/mặt dựng.


Hệ kính mặt dựng/bao che tiết kiệm năng lượng

 GỖ TRONG SUỐT – VẬT LIỆU TƯƠNG LAI THAY THẾ KÍNH TRONG KIẾN TRÚC XANHGỖ TRONG SUỐT – VẬT LIỆU TƯƠNG LAI THAY THẾ KÍNH TRONG KIẾN TRÚC XANH

  • Khi dùng như cửa sổ 2 lớp, mô phỏng năng lượng cho 16 thành phố lạnh ở Mỹ cho thấy tiết kiệm trung bình 38 MJ·m⁻²/năm (nhà cũ) và 23 MJ·m⁻²/năm (nhà mới) so với thông số cửa kính DOE, nhờ hệ số truyền nhiệt thấp và vẫn giữ được bức xạ mặt trời có lợi vào mùa đông. [5]

 Tấm nền cho PV/solar window & quang điện bán trong suốt

GỖ TRONG SUỐT – VẬT LIỆU TƯƠNG LAI THAY THẾ KÍNH TRONG KIẾN TRÚC XANH

 TW dùng làm substrate cho pin perovskite bán trong suốt hoặc tích hợp mô-đun PV cạnh mép nhờ tính dẫn sáng–khuếch tán, mở hướng cửa sổ phát điện vừa lấy sáng vừa thu năng lượng. [6]

Nguồn

[1] National Glass Association, “Physical and Mechanical Properties of Typical Soda‑Lime Float Glass,” 2023.  [Online]. Available:https://www.glass.org/sites/default/files/202307/FM0512_2023_Physical_Mechanical_Properties_Typical_Soda_Lime_Float_Glass.pdf

[2] X. Song et al., “Engineered transparent wood composites: a review,” Cellulose,2023. [Online].Available: https://link.springer.com/article/10.1007/s10570-023-05239-z

[3] R. Mi et al., “Scalable aesthetic transparent wood for energy‑efficient buildings,” Nature Communications, vol. 11, 3836, 2020. [Online].Available: https://www.nature.com/articles/s41467-020-17513-w.pdf

[4] J. Liu et al., “Highly fire‑retardant optical wood enabled by PEAG coating,” Int. J. Minerals, Metallurgy and Materials, 29, 2022. [Online].Available: https://link.springer.com/article/10.1007/s42114-022-00440-3

[5] R. Mi, T. Li, D. Dalgo, C. Chen, Y. Kuang, S. He, X. Zhao, W. Xie, W. Gan, J. Zhu, J. Srebric, R. Yang, and L. Hu, “A Clear, Strong, and Thermally Insulated Transparent Wood for Energy Efficient Windows,” Advanced Functional Materials, vol. 30, p. 1907511, 2020. [Online].Available: https://www.fpl.fs.usda.gov/documnts/pdf2020/fpl_2020_mi001.pdf

[6] Y. Li, M. Cheng, E. Jungstedt, B. Xu, L. Sun, and L. Berglund, “Optically Transparent Wood Substrate for Perovskite Solar Cells,” ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2019. [Online].Available: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.8b06248


Bài viết khác

Kiến Trúc Biệt Thự Hiện Đại Nhiệt Đới – Ấn Tượng Độc Đáo Tại Đô Thị Việt Nam

Bản tin tổng hợp 10/11/2025

Kiến Trúc Biệt Thự Hiện Đại Nhiệt Đới – Ấn Tượng Độc Đáo Tại Đô Thị Việt Nam

Giữa nhịp sống đô thị hối hả, nhiều gia đình Việt Nam đang tìm kiếm một không gian sống khác biệt – nơi họ có thể tận hưởng sự hiện đại mà không xa rời thiên nhiên. Kiến trúc biệt thự hiện đại nhiệt đới (Tropical Modern) chính là câu trả lời hoàn hảo cho nhu cầu này. Không chỉ là xu hướng thẩm mỹ, đây còn là triết lý thiết kế thông minh, kết hợp hài hòa giữa công nghệ, vật liệu địa phương và khí hậu nhiệt đới đặc trưng của Việt Nam.

Hemp-lime (hempcrete) Từ sợi gai dầu đến vật liệu xây dựng xanh

Bản tin tổng hợp 25/10/2025

Hemp-lime (hempcrete): Từ sợi gai dầu đến vật liệu xây dựng xanh

Hemp-lime (hempcrete) là vật liệu bao che không chịu lực gồm lõi gỗ gai dầu (hemp shiv/hurd) phối hợp chất kết dính gốc vôi, nổi bật nhờ cách nhiệt – điều hòa ẩm – tính bền môi trường trong nhà; đặc biệt, IRC 2024 – Appendix BL đã xác lập đường quy chuẩn áp dụng cho nhà ở thấp tầng, củng cố tính khả thi kỹ thuật–pháp lý của vật liệu sinh học này.

Bahrain World Trade Center Kết Cấu Tiên Tiến Và Nguyên Lý Thiết Kế Bền Vững – Một Biểu Tượng Kiến Trúc Hiện Đại

Bản tin tổng hợp 11/10/2025

Bahrain World Trade Center: Kết Cấu Tiên Tiến Và Nguyên Lý Thiết Kế Bền Vững – Một Biểu Tượng Kiến Trúc Hiện Đại

Trong bối cảnh đô thị hóa nhanh chóng và biến đổi khí hậu toàn cầu, kiến trúc không chỉ là việc xây dựng mà còn là nghệ thuật hòa hợp giữa con người, môi trường và công nghệ. Bahrain World Trade Center (BWTC) – cặp tháp đôi biểu tượng tại Manama, Bahrain – chính là minh chứng sống động cho sự kết hợp này. Hoàn thành năm 2008, BWTC không chỉ là tòa nhà cao nhất Bahrain (240 mét) mà còn là công trình đầu tiên trên thế giới tích hợp turbine gió vào cấu trúc chính, cung cấp năng lượng tái tạo cho chính nó [1]. Bài viết này sẽ nghiên cứu sâu về kết cấu và nguyên lý thiết kế của BWTC, khám phá cách mà nó vượt qua thách thức môi trường sa mạc để trở thành mô hình bền vững đáng thuyết phục cho các thành phố tương lai. Qua lăng kính học thuật, chúng ta sẽ thấy BWTC không chỉ là một tòa nhà, mà là một tuyên ngôn về sáng tạo kiến trúc.

Thành phố không ngập lụt Bí mật từ hệ thống Phúc Thọ Câu

Bản tin tổng hợp 27/09/2025

Thành phố không ngập lụt: Bí mật từ hệ thống Phúc Thọ Câu

Ngập lụt đô thị đang là thách thức lớn của thời hiện đại, khi những cơn mưa bất thường có thể khiến cả thành phố tê liệt. Ít ai ngờ rằng từ hơn một nghìn năm trước, người xưa đã tìm ra một giải pháp bền vững: hệ thống thoát nước Phúc Thọ Câu tại thành cổ Cám Châu, Giang Tây. Được xây dựng từ thời Bắc Tống, công trình này vận hành đến nay vẫn hiệu quả, giúp thành phố chống ngập ngay cả trong những trận lũ lịch sử. Câu chuyện về Phúc Thọ Câu không chỉ là di sản kỹ thuật cổ đại, mà còn là gợi ý quý giá cho các đô thị hôm nay trong hành trình tìm lời giải cho bài toán nước và ngập úng.

Công nghệ bê tông âm carbon Tương lai vật liệu xây dựng thân thiện môi trường

Bản tin tổng hợp 20/09/2025

Công nghệ bê tông âm carbon: Tương lai vật liệu xây dựng thân thiện môi trường

Ngành xây dựng hiện nay đang đối diện với sức ép lớn trong việc cắt giảm phát thải carbon khi bê tông là một trong những vật liệu được sử dụng nhiều nhất nhưng cũng là nguồn phát sinh CO₂ đáng kể do phụ thuộc vào xi măng Portland. Trước thực trạng đó Shimizu Corporation đã tiến hành nhiều nghiên cứu nhằm tạo ra các giải pháp vật liệu bền vững hướng đến mục tiêu trung hòa carbon. Một trong những kết quả nổi bật là công nghệ bê tông âm carbon với sự thay thế một phần xi măng và cốt liệu bằng than sinh học. Loại than này được sản xuất từ mùn cưa thông qua quá trình cacbon hóa và có khả năng giữ lại lượng carbon khổng lồ vốn sẽ bị thải ra khí quyển nếu phân hủy tự nhiên hay bị đốt cháy. Nhờ đặc tính đó bê tông âm carbon không chỉ duy trì được độ bền cơ học cần thiết cho công trình mà còn góp phần trực tiếp vào việc giảm thiểu khí nhà kính. Đây được xem là một bước đi triển vọng mở ra hướng phát triển mới cho ngành xây dựng xanh của Nhật Bản cũng như trên thế giới.

Tường thông minh tích hợp cảm biến chống cháy Giải pháp an toàn chủ động cho công trình hiện đại

Bản tin tổng hợp 13/09/2025

Tường thông minh tích hợp cảm biến chống cháy: Giải pháp an toàn chủ động cho công trình hiện đại

Trong bối cảnh đô thị ngày càng phát triển, nguy cơ hỏa hoạn tại các tòa nhà cao tầng, trung tâm thương mại, bệnh viện hay nhà ở thông minh vẫn luôn là mối đe dọa nghiêm trọng. Các giải pháp phòng cháy chữa cháy truyền thống hiện nay chủ yếu mang tính thụ động, chỉ tập trung vào khả năng ngăn lửa lan rộng mà chưa đủ năng lực cảnh báo sớm. Sự thiếu hụt này khiến việc ứng phó với hỏa hoạn thường chậm trễ, gây ra những tổn thất nặng nề về người và tài sản. Trước thực tế đó, tường thông minh tích hợp cảm biến chống cháy ra đời như một bước tiến đột phá, mở ra hướng tiếp cận chủ động hơn trong đảm bảo an toàn công trình. Khác với tường chống cháy thông thường, loại tường này không chỉ cách nhiệt và cản lửa mà còn được tích hợp cảm biến nhiệt, khói, áp suất kết hợp công nghệ IoT để giám sát liên tục điều kiện môi trường. Khi có dấu hiệu cháy, hệ thống sẽ phát hiện tức thì, gửi cảnh báo qua thiết bị trung tâm hoặc di động, đồng thời có thể kích hoạt các cơ chế an toàn bổ trợ như phun sương hay quạt hút khói. Nhờ đó, công trình không chỉ được bảo vệ hiệu quả hơn mà còn gia tăng cơ hội sơ tán kịp thời và giảm thiểu thiệt hại. Với khả năng biến những bức tường vốn thụ động thành “người gác lửa thông minh”, công nghệ này hứa hẹn trở thành giải pháp an toàn chủ động, đóng góp quan trọng trong việc xây dựng các công trình hiện đại, xanh và bền vững.