Chương 8 Vật liệu xây dựng cho phòng thí nghiệm y tế thông minh
Phần 2 Phân loại vật liệu trần nhà
Trong kỹ thuật trang trí nội thất có rất nhiều loại vật liệu trần nhà. Các vật liệu trần nhà chủ yếu được sử dụng trong phòng thí nghiệm lâm sàng bao gồm tấm sandwich thép phủ màu, tấm thạch cao, tấm trần nhôm gài, tấm canxi silicat và tấm phòng sạch. Dưới đây, chúng tôi sẽ giới thiệu lần lượt từng loại vật liệu trần nhà này.
I. Tấm sandwich thép phủ màu
Kết cấu trần nhà của phòng thí nghiệm BSL-2 tăng cường (áp suất âm) đều sử dụng tấm sandwich composite thép phủ màu hai lớp. Theo các yêu cầu liên quan đối với công trình phòng thí nghiệm, tốt nhất nên sử dụng tấm thủy tinh magie làm vật liệu trần nhà; tấm thép phủ màu thủy tinh magie được dùng cho trần nhà phòng thí nghiệm để đảm bảo yêu cầu về nhiệt độ tương đối và việc bố trí các trang thiết bị. Loại vật liệu này có đặc điểm lắp đặt nhanh, không cần trát, có thể rửa sạch, cách nhiệt và cách âm tốt, đồng thời không cần sử dụng xi măng, cát sông hay các vật liệu xây dựng khác. Thời đại thay đổi nhanh chóng và công nghệ xây dựng cũng không ngừng đổi mới. Trong công tác xây dựng phòng thí nghiệm, vật liệu và chất lượng tấm trần trong nhà trực tiếp ảnh hưởng đến độ vững chắc và tính thẩm mỹ của công trình. Với các ưu điểm như chịu lửa bền bỉ, hiệu suất vượt trội, chịu áp suất cao và mẫu mã đẹp mắt, đây là lựa chọn tất yếu cho xây dựng phòng thí nghiệm trong thời kỳ mới, như được minh họa tại Hình 8-22.
Hình 8-22 Ví dụ trần nhà làm từ tấm sandwich thép phủ màu
II. Tấm thạch cao
Tấm thạch cao có thể được sử dụng làm vật liệu trần nhà tại các khu vực công cộng như khu vực chờ của phòng thí nghiệm, hành lang bên ngoài và lối đi. Đặc biệt, các khu vực chờ thường có yêu cầu về cấp độ trang trí, và trần nhà thường cần tạo hình trang trí; do đó, tấm thạch cao vẫn là vật liệu trang trí trần nhà lý tưởng nhất.
Tấm thạch cao được chia thành tấm thạch cao mặt giấy thông thường, tấm thạch cao sợi và tấm thạch cao trang trí. Sản phẩm được làm từ thạch cao làm nguyên liệu chính, bổ sung sợi, chất kết dính và chất điều chỉnh, thông qua quy trình trộn, ép và sấy khô. Loại vật liệu này có đặc điểm chống cháy, cách âm, cách nhiệt, trọng lượng nhẹ, độ bền cao, độ co ngót thấp và độ ổn định tốt, chống lão hóa, chống côn trùng gây hại. Việc thi công thuận tiện và mang lại hiệu quả nổi bật, vì vậy nó được ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật trang trí hiện đại, như được thể hiện trong Hình 8-23.
Công dụng: Được sử dụng rộng rãi trong khách sạn, tòa nhà văn phòng, trung tâm thương mại, cũng như khu vực văn phòng và quầy tiếp tân của các phòng thí nghiệm.
Ưu điểm: Thẩm mỹ, trang trọng, chống cháy, cách âm, cách nhiệt, trọng lượng nhẹ và độ ổn định cao.
Nhược điểm: Hiệu quả chống ẩm kém và giá thành cao.
Khuyến nghị: Có thể sử dụng tại sảnh tiếp tân phòng thí nghiệm, phòng họp, v.v.
Hình 8-23 Ví dụ trần nhà làm từ tấm thạch cao
III. Tấm trần nhôm gài
Kết cấu trần nhà của khu vực sạch phòng thí nghiệm và một số khu vực phòng thí nghiệm BSL-2 đều có thể sử dụng tấm trần nhôm gài. Tấm trần nhôm gài là tấm composite ba lớp có lớp lõi bằng nhựa và lớp ngoài được dán ép bằng tấm nhôm; bề mặt có thể được phủ lớp sơn trang trí hoặc lớp bảo vệ. Sau hơn mười năm phát triển, công nghệ vật liệu tấm trần nhôm liên tục được cập nhật; tấm trần nhôm gài là sản phẩm thế hệ thứ ba — thuộc dòng trần nhà kim loại. Trong các loại trần nhà kim loại, tấm nhôm gài đã thay thế các dòng sản phẩm cũ và trở nên phổ biến rộng rãi, như được thể hiện trong Hình 8-24 và Hình 8-25.
Hình 8-24 Tấm trần nhôm gài
Hình 8-25 Ví dụ trần nhà làm từ tấm nhôm gài
Các tấm trần nhôm gài trên thị trường cũng được chia thành các cấp độ sau: Loại thứ nhất là hợp kim nhôm magiê, cũng chứa một lượng magiê nhất định. Ưu điểm lớn nhất của vật liệu này là khả năng chống oxy hóa tốt; đồng thời, do được bổ sung lượng magiê phù hợp, độ bền và độ cứng được cải thiện phần nào, khiến nó trở thành vật liệu làm trần tốt nhất.
Loại thứ hai là hợp kim nhôm mangan; độ bền và độ cứng của tấm này nhỉnh hơn một chút so với hợp kim nhôm magiê, nhưng khả năng chống oxy hóa lại kém hơn một chút.
Loại thứ ba là hợp kim nhôm thông thường; tấm này chứa ít mangan và magiê hơn, do đó độ bền và độ cứng đều thấp hơn rõ rệt so với hợp kim nhôm magiê và hợp kim nhôm mangan, khả năng chống oxy hóa ở mức trung bình.
Các quy cách kỹ thuật phổ biến: 600 × 600 mm, 800 × 800 mm, 300 × 1200 mm, 600 × 1200 mm.
Cấp chất lượng tấm trần nhôm gài được chia thành loại đạt tiêu chuẩn quốc gia và loại phi tiêu chuẩn. Theo ký hiệu nhôm quốc tế, chúng lại được phân chia thành các ký hiệu như 1100, 3003 và 5005; theo độ bền hợp kim chia thành H24, H18, v.v.; theo độ dẻo dai chia thành nhôm thông thường, hợp kim nhôm magiê và hợp kim nhôm mangan.
Công dụng: Được sử dụng rộng rãi cho trần nhà vệ sinh tại khách sạn, tòa nhà văn phòng, trung tâm thương mại, phòng thí nghiệm, sân vận động và các loại nhà máy khác nhau.
Ưu điểm: Khả năng chống ẩm, chống vết dầu và chống cháy tốt; thẩm mỹ và trang trọng. Thân thiện với môi trường, không độc hại, không mùi, chống tĩnh điện, dễ lau bụi và dễ làm sạch. Tuổi thọ sử dụng cao và chống lão hóa.
Nhược điểm: Đắt hơn tấm bông khoáng.
Khuyến nghị: Khuyến nghị sử dụng cho trần nhà vệ sinh phòng thí nghiệm; loại trần này trông sạch sẽ, gọn gàng, các mối nối khít và có đẳng cấp cao, phù hợp với các vị trí ẩm ướt.
IV. Tấm canxi silicat
Tấm canxi silicat cũng có thể được sử dụng làm vật liệu trần tại các khu vực công cộng như hành lang bên ngoài và lối đi của phòng thí nghiệm, hoặc tại các khu vực sạch.
Tấm canxi silicat là loại vật liệu xây dựng vô cơ mới được chế tạo từ vật liệu silic (thành phần chính SiO₂, như bột thạch anh, tro bay, đất tảo silic, v.v.), vật liệu canxi (thành phần chính CaO, như vôi, bùn canxi cacbua, xi măng, v.v.), vật liệu sợi gia cường và phụ gia, được pha trộn theo tỷ lệ nhất định và xử lý thông qua công nghệ tạo bùn (Hatschek) hoặc đúc nén rồi dưỡng hộ hấp áp lực. Nhờ độ bền cao, trọng lượng nhẹ, khả năng gia công tốt và tính không cháy, vật liệu này được sử dụng rộng rãi cho trần treo và tường xây dựng không chịu lực, cũng như các địa điểm khác có yêu cầu phòng cháy. Tấm canxi silicat được chia thành tấm canxi silicat cách nhiệt và tấm canxi silicat trang trí, như thể hiện trong Hình 8-26.
Tấm canxi silicat cách nhiệt còn được gọi là canxi silicat vi lỗ; đây là vật liệu cách nhiệt mới màu trắng, dạng cứng, có đặc điểm khối lượng thể tích nhẹ, độ bền cao, độ dẫn nhiệt thấp, chịu nhiệt độ cao, chống ăn mòn và có thể cắt, cưa được. Nó được sử dụng rộng rãi cho mục đích cách nhiệt, phòng cháy và cách âm cho thiết bị, đường ống, tường và mái nhà trong lĩnh vực xây dựng và các lĩnh vực khác. Độ dày thường trên 30 mm, khối lượng riêng là 200–1000 kg/m³.
Hình 8-26 Tấm canxi silicat
Tấm canxi silicat là tấm xây dựng mới nổi tiếng toàn thế giới nhờ hiệu suất toàn diện; vật liệu này đã được thúc đẩy, ứng dụng và phát triển tại các nước phát triển từ những năm 1970. Độ dày dao động từ 4–20 mm, kích thước chiều dài và chiều rộng phổ biến là 1220 × 2440 mm. Ngoài ra còn có các tấm trần canxi silicat trang trí được gia công từ tấm canxi silicat khổ lớn, với các ưu điểm như phòng cháy, chống võng và nhiều chủng loại, được sử dụng rộng rãi cho hệ trần treo.
V. Tấm phòng sạch
Tấm phòng sạch, còn gọi là tấm thanh lọc, là tấm panel composite sử dụng các vật liệu như tấm thép phủ màu và thép không gỉ làm lớp mặt. Tấm phòng sạch có tác dụng chống bụi, chống tĩnh điện và kháng khuẩn độc đáo. Chúng được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kỹ thuật phòng sạch có yêu cầu khắt khe về môi trường trong nhà, như dược phẩm, thực phẩm, sinh học, phòng mổ bệnh viện, sản xuất dụng cụ chính xác và nghiên cứu khoa học. Tấm phòng sạch có thể là tấm panel composite với bảy loại vật liệu lõi — bông đá, bông thủy tinh, tổ ong giấy, tấm nhôm gốm, tấm tổ ong giấy magie thủy tinh v.v. — hơn mười loại vật liệu mặt bao gồm tấm thép phủ màu, tấm mạ kẽm, tấm nhôm kẽm nhẵn, thép không gỉ, tấm thép in hoa văn, giấy bạc nhôm, PVC và ván ép 3 lớp, cùng hơn hai mươi hình dạng tấm, như minh họa trong Hình 8-27.
Hình 8-27 Tấm phòng sạch
VI. Tấm tiêu âm
Tấm tiêu âm là vật liệu trang trí hút âm lý tưởng. Sản phẩm có các ưu điểm như hút âm, thân thiện môi trường, chống cháy, cách nhiệt, giữ nhiệt, chống ẩm, chống nấm mốc, dễ loại bỏ bụi, dễ cắt, lắp ráp hoa văn, thi công đơn giản, độ ổn định tốt, khả năng chống va đập tốt, tính độc lập cao và hiệu quả chi phí cao. Có nhiều màu sắc phong phú để đáp ứng nhu cầu hút âm và trang trí theo các phong cách và cấp độ khác nhau. Tấm tiêu âm được sử dụng làm tấm tường hút âm và tấm trần trong các nhà máy có độ ồn vượt mức và các công trình công cộng lớn, như minh họa trong Hình 8-28. Theo vật liệu, tấm tiêu âm được chia thành:
1. Loại gỗ
Tấm tiêu âm gỗ được chế tác tinh xảo theo nguyên tắc âm học, bao gồm lớp mặt, vật liệu lõi và nỉ hút âm. Tấm tiêu âm gỗ được chia thành hai loại: tấm tiêu âm gỗ rãnh và tấm tiêu âm gỗ đục lỗ.
2. Loại bông khoáng
Tấm tiêu âm bông khoáng có nhiều hình thức xử lý bề mặt phong phú, các tấm có hiệu ứng trang trí mạnh. Tấm bông khoáng dập vân được xử lý bề mặt, thường gọi phổ biến là “con sâu”, có bề mặt phủ các lỗ với độ sâu, hình dạng và đường kính khác nhau.
Hình 8-28 Tấm tiêu âm
VII. Tấm tinh thể cao
Tấm tinh thể cao, tên đầy đủ là tấm trần tinh thể cao, là sản phẩm cải tiến mới được phát triển dựa trên các tấm trần loại thạch cao truyền thống trên thị trường như “tấm thạch cao” và “tấm canxi silicat”. Bằng cách tăng mật độ cấu trúc mạng lưới tinh thể thạch cao và độ bền liên kết giữa các hạt, giảm độ hấp thụ nước v.v., đồng thời thêm các chất phụ gia hỗn hợp TBS, TSV, TPF, TSG và chất kết dính biến tính TAG vào phối liệu, sản phẩm có các ưu điểm như xanh, tự nhiên, nhẹ, thẩm mỹ, cách âm, cách nhiệt và chống cháy, đồng thời mang lại ưu điểm đa dạng cấu trúc nhờ tạo hình bằng cách đúc. Tấm tinh thể cao tiêu chuẩn sử dụng phương pháp lắp đặt trải phẳng không cần cửa kiểm tra riêng, phương pháp lắp đặt đơn giản. Trong quá trình bảo trì, nếu cần thay thế tấm, chỉ cần di chuyển tấm sang một bên trực tiếp; mỗi tấm đều có thể di chuyển và tháo rời, giúp tiết kiệm chi phí bảo trì sau này. Sản phẩm có thể được sử dụng ở các khu vực công cộng như hành lang bên ngoài phòng thí nghiệm và lối đi, hoặc khu vực sạch và một số khu vực phòng thí nghiệm, như minh họa trong Hình 8-29.
Hình 8-29 Tấm tinh thể cao
VIII. Tấm tinh thể silicon ion âm
Tấm tinh thể silicon sinh thái ion âm sử dụng nhiều loại vật liệu vô cơ có đặc tính vượt trội. Vật liệu này có chức năng giải phóng ion oxy âm giúp cải thiện chất lượng không khí, hấp phụ và phân hủy formaldehyd cùng các khí độc hại khác, đồng thời tiêu diệt một số loại vi khuẩn và virus có hại trong không khí; đây là dòng vật liệu xây dựng thân thiện môi trường kiểu mới. Thành phần chính của tấm là đất tảo cát và tinh thể canxi sulfat dihydrat biến tính, bề mặt được phủ một lớp màng nano titan đioxit trong suốt. Sau khi tấm tinh thể silicon sinh thái ion được chiếu bởi ánh sáng khả kiến, các gốc hydroxyl có tính oxy hóa mạnh sinh ra có thể xuyên qua thành tế bào vi khuẩn và làm đông tụ protein của virus, mang lại hiệu quả tiêu diệt vi khuẩn và virus hầu như không có tính chọn lọc. Sản phẩm có thể ngăn chặn hiệu quả sự lây truyền của virus dịch bệnh qua đường không khí. Nó được ứng dụng rộng rãi cho các công trình trần diện tích lớn tại khách sạn, tòa nhà văn phòng, trung tâm thương mại, bệnh viện, phòng thí nghiệm, sân vận động và các loại nhà máy khác nhau, như minh họa tại Hình 8-30.
Hình 8-30 Tấm tinh thể silicon ion âm