Phần mái nhà

Mái nhà là một phần ngôi nhà chịu tác dụng che chắn bên trên ngôi nhà.
Mái nhà gồm phần mái bê tông, khung thép lợp ngói, lợp tôn và có thể gồm cả hệ thống bể nước tích trữ, tạo áp lực nước sử dụng các tầng bên dưới nữa.
Ngoài ra, các hệ thống chống sét ngôi nhà, hệ thống máng thu nước mưa, ống thoát nước mưa cũng là phần quan trọng của hệ mái.
Ranh giới phần mái nhà thường được tính từ mặt dầm / sàn trên cùng của ngôi nhà trở lên.
Các loại mái nhà phổ biến:
Mái bê tông cốt thép: Như tên gọi, mái nhà là lớp bê tông (đổ nghiêng hoặc phẳng có tạo dốc) được chống thấm rồi lát gạch lên bề mặt.
Mái bê tông lợp ngói: Mái nhà là lớp bê tông đổ nghiêng, trên đó được lợp ngói tạo dốc tạo thẩm mỹ ngôi nhà. Phần khung thép đỡ ngói nên làm bằng thép hộp mạ kém sẽ đảm bảo bền lâu (gọi là lito). Có cách khác là dán ngói trực tiếp lên các lớp kết cấu mái.

Mái khung thép, vì kèo lợp ngói: Các khung thép tạo thành hệ kết cấu đỡ mái rồi sau đó lợp mái lên trên.

Ngói lợp mái có nhiều loại, có ngói bằng đất sét nung cho ra màu hồng rất đẹp, các loại mái ngói từ bê tông ép rồi sơn chất lượng rất tốt, có loại mái ngói nhựa lấy sáng (viên ngói chất liệu nhựa), ngói đá lát (các mảnh đá lát) …Song hành với các viên ngói là ngói lợp úp nóc. Khi làm nhà lợp mái có các góc giao nhau rất chú ý việc chống nước. Cách phổ biến và hiệu quả là làm máng inox uốn chữ V bên dưới rồi lợp ngói lên.
Mái tôn: Gồm hệ thống khung xương thép và lợp tôn phía trên. Hiện nay tôn mát với lớp xốp được gắn chặt mặt dưới có tác dụng cách nhiệt rất tốt. Tuy nhiên mái tôn cần đặc biệt chú ý công tác cách điện cho hệ kèo, hệ mái tôn, nếu hở điện sẽ truyền toàn mái thì cực kì nguy hiểm. Tốt nhất hệ kèo thép, mái tôn cần được nối đất (tiếp địa) đảm bảo kỹ thuật. Lưu ý rằng việc tiếp địa cho hệ thống điện trong gia đình, các vỏ máy bằng kim loại như máy bơm, máy giặt,… cũng như mái tôn không được chung với dây tiếp địa hệ thống chống sét.
Mái kết hợp: Kết hợp của vài loại trên.
*********
Đặc điểm làm việc của mái nhà là chịu mưa nắng, chịu gió bão nên rất cần được thiết kế và thi công cẩn thận đảm bảo chất lượng, việc sửa chữa mái trên cao rất phức tạp, tốn kém tiền bạc và cả nguy hiểm.

Vật liệu dùng cho phần mái phải là các vật liệu tốt, chịu bền với thời tiết.
Thi công mái phải đặc biệt lưu tâm vấn đề an toàn lao động. Nguyên nhân tai nạn khi thi công phần mái nhà chiếm tỷ lệ nhiều trong các vụ tai nạn xây dựng nhà ở gia đình.
Giếng trời:
Giếng trời là một không gian thoáng theo chiều thẳng đứng thông từ sàn tầng trệt / tầng 1 lên tận mái với hai tác dụng chính:
– Lấy ánh sáng tự nhiên: Một ngôi nhà tốt thì việc lấy sáng tự nhiên nhiều nhất có thể là một tiêu chí quan trọng. Giếng trời giúp cho việc đó khi không gian xung quanh không thông thoáng (lô nhà phố liền kề các ngôi nhà khác, khó lấy sáng theo chiều ngang). Muốn vậy thì mái lấy sáng phải đủ để ánh sáng xuyên qua, thường làm bằng các loại vật liệu như mái kính, tấm polycarbonat; ngói nhựa,… Tuy nhiên cũng không nên làm bằng kính trong suốt (cần có biện pháp giảm bớt ánh sáng) vì khi vào giữa trưa mùa hè thì nắng chiếu vậy sẽ quá mạnh, có thể gây nứt các đồ gỗ bên dưới ví dụ như bậc thang, tay vịn,… Nếu làm bằng kính cường lực thì độ dày tối thiểu 12mm và có thể dán màng film hoặc dùng tấm kính phun cát (tạo nhám) dán lên trên để giảm cường độ ánh sáng xuyên qua. Xét về độ bền và làm vệ sinh thì vật liệu kính là tốt nhất, nhưng ngược lại có nguy cơ khi bị mưa đá viên lớn dễ làm vỡ kính. Bắt buộc nếu chọn kính thì phải là kính cường lực (tempered glass = kính đã qua luyện nhiệt = kính tôi), để giả sử vì lý do nào đó nó bị vỡ thì sẽ vỡ tan tành thành các mảnh nhỏ không sắc nhọn giảm nguy cơ gây thương tích cho con người. Nếu có các vết nối kính thì phải sử dụng loại silicon chịu được ngoài trời để có tuổi thọ cao nhất (>5 năm). Mái phải được liên kết chắc chắn với ngôi nhà (có thể là với tường nhà qua các ốc vít và khung thép bảo vệ nhưng phải để nó có thể giãn nở vì nhiệt như nội dung bên dưới trình bày.
– Thông gió căn nhà: Thông gió cũng là nội dung quan trọng giúp ngôi nhà thông thoáng, cùng với ánh sáng, thông gió giúp hạn chế sinh sôi các vi sinh vật có hại cho sức khỏe người. Do hiệu ứng tự nhiên khí nóng bốc lên, lạnh chìm xuống, cộng với hiệu ứng tạo luồng tự nhiên trong không gian dạng trụ, dạng ống thẳng đứng nên việc thông gió, lưu chuyển không khí là rất tốt. Cần bố trí các ô thoáng trên đỉnh giếng trời để không khí chui ra thoát ra ngoài không gian xung quanh. Diện tích ô thoáng cần tính đủ để lượng không khí lưu thông tốt.
Người thiết kế và thi công mái nhà nên chú ý các chi tiết:
– Liên kết giữa mái nhà và thân nhà: Cần tính toán liên kết thật tốt, đã có nhiều trường hợp gió lốc làm bay cả một phần mái nhà, thậm chí bốc toàn bộ mái nhà bay xa hàng chục mét rơi xuống nhà khác.
– Chống thấm mái nhà, máng nước, sê nô thật kỹ lưỡng. Việc sửa chữa sau này là rất phức tạp và tốn kém. Việc chống nóng cũng cần được tính toán ngay từ khi xây dựng.
– Nghiên cứu không gian sẵn sàng cho việc dùng các hệ thống tận dụng năng lượng mặt trời, năng lượng gió để đun nước nóng, để phát điện,… sẵn sáng tích hợp sau này.
– Giữa mái nhà và trần tầng ở trên cùng cần có khoảng trống để khối không khí đối lưu. Điều này có ý nghĩa rất lớn khi nhiệt độ mái rất cao vào mùa hè, tạo lớp không khí đối lưu làm trần phòng ở đỡ nóng. Điều này cũng để người có thể kiểm tra tình trạng mái nhà có không gian qua lại kiểm tra. Tuy nhiên cũng cần có các lưới tại các lỗ thông gió để hạn chế các loài vật như chim, dơi vào làm tổ trên mái.
– Làm giếng trời cần chú ý các nguy cơ về trộm đột nhập, gió mưa tạt gây nước lọt vào (cả tạt trưc tiếp hoặc hạt mưa đập xuống sàn bắn ngược lên, nên tường giếng trời nên cao trên 50cm tính từ sàn đến ô thoáng) và cần tạo lưới sắt để tránh chim, chuột, dơi, cú,… lấy đó làm đường chui vào nhà hoặc tạo vị trí lý tưởng làm tổ trên mái.
– Các thành phần trên mái nhà là nơi chịu nóng / lạnh bất thường nhất nên vật liệu sẽ bị co giãn lớn. Nên khi khoan lỗ bắt vít hay liên kết khác thì phải chú ý để không gian vật liệu nở ra khi nóng. Càng phải chú ý nếu là vật liệu kính làm giếng trời. Nếu khoan bắt vít chặt thì sẽ có nguy cơ vỡ nếu vật liệu nở ra do nóng mà bị ngăn cản. Thường phải tính toán sao mỗi bề của lỗ phải rộng hơn thân vít vài mm rồi bơm silicon tạo ra một ron / zoăng cao su tạo điều kiện cho sự giãn nở xảy ra.
– Máng xối thu nước phải tính toán độ bền cao, đủ lớn để thoát nước khi lượng mưa cao liên tục. Mái nhà (mái phẳng) nói chung và các máng xối cần tính toán lối lên kiểm tra, làm vệ sinh máng thường xuyên (ít nhất hai lần trong năm) để dọn dẹp rác, lá cây, nilon bay lên gây tắc ngẽn nước mưa trên mái.
– Các đầu trên thu nước ống thu nước cần đặt các quả cầu chắn rác để tránh làm tắc nghẽn đường ống thoát nước.
– Cần nghiên cứu nội dung về chống sét trong phần An ninh – An toàn. Nghiêm cấm việc dùng các kết cấu kim loại của mái hoặc cốt thép trong bê tông làm vật dẫn sét (nhiều khi xảy ra ở các nhóm thợ nông thôn chưa hiểu biết nhiều về chống sét).
– Với các mái bằng thì có nguy cơ bị rêu bám, rêu thường mọc vào mùa mưa gây xốp mặt trên mái, dễ gây thấm bê tông. Cần bố trí các lối đi lên thường xuyên dọn dẹp, cạo rêu. Hiện có máy phun nước áp lực phun rêu cũng rất tốt, hoặc có các hóa chất diệt rêu cũng hiệu quả (tuyệt đối không sử dụng nếu hứng nước mưa để sử dụng).
– Với các sàn mái bằng lát gạch sân thượng, nên đưa các ổ cắm điện lên trên đó để sử dụng nhiều dịp ví dụ liên hoan, cắm quạt điện, cắm đèn, quạt BBQ,…Lưu ý tất cả ổ cắm điện phải có nắp chuyên dụng che mưa.
Chống tốc mái nhà:
Ngoài chuyện chống nắng, chống mưa dột, chống thấm thì người xây dựng phải tính đến tính huống tốc mái nhà khi có gió bão. Nước ta (trừ khu vực miền Nam) thì gió bão là hiện tượng thường xảy ra nên người làm XD cần phải hiểu nội dung này để vận dụng trong khi xây dựng.
Đó là vì gió tác động vào mái như là gió làm căng cánh buồm? Không phải, hiện tượng này giải thích bằng định luật Becnuli đã được học trong Vật lý phổ thông, liên quan đến áp suất tĩnh, động do dòng chảy không khí (gió) tạo ra. Khi có dòng không khí mạnh chảy theo chiều ngang đột ngột, áp suất tĩnh bên dưới mái nhà vẫn như mức bình thường, áp suất động khi có dòng chảy không khí trên mái thấp trong khi áp suất dưới mái vẫn bình thường. Và khi đó sẽ xuất hiện lực nâng cả mái lên (y như nguyên lý cánh máy bay).
Muốn chống lại các hiện tượng tốc mái thì phải tăng cường lực giữ lại bằng cách nếu là mái tôn thì phải bắn vít gần nhau, có thể chỉ 30cm nếu khu vực gần biển thường có gió lớn (không tính các phương án như chất bao cát lên mái, nẹp trên mái,… chỉ ứng dụng cho các nhà tạm). Với mái ngói thì có thể phải buộc từng viên ngói vào xà thép bên dưới bằng dây kim loại nhỏ.

Q&A: Tại sao mái tôn phát tiếng kêu khi trời nắng, nhiều khi như vật rời lên mái: Đó là do hiện tượng giãn nở vì nhiệt, mái tôn trở nên nở ra, đôi khi xé cả các đinh vít, hoặc phồng lên đột ngột. Giải pháp là dùng tôn có lớp sơn cách nhiệt, có vòi phun sương trên mái hoặc trồng cây.
********
Tóm lại phần mái nhà là phần trên cao, chịu ảnh hưởng lớn của các điều kiện thời tiết khí hậu khắc nghiệt, lại là phần rất khó khi sửa chữa nên các quý gia chủ nên yêu cầu người thiết kế, thi công quan tâm đến nội dung này, các quý gia chủ nên đầu tư xứng đáng về chi phí, lựa chọn vật tư tốt cho phần việc này.
Liên quan đến định luật Becnuli: Sập trần trong giông lốc cũng do hiệu ứng áp suất thấp
Vùng áp suất thấp khi có dòng chảy không khí mạnh theo định luật Becnuli không chỉ gây tốc mái như mô tả trên mà còn gây sập trần nếu trần treo không được gắn kỹ. Nếu trần trong phòng kín hoặc cửa sổ nhỏ thì không sao vì gió, tức là dòng không khí chảy qua không nhiều (nhưng nếu trần đã rất yếu sẵn rồi thì vẫn nguy hiểm), nhưng trần ở các khu hành lang, sảnh không có tường/ vách bao quanh hoặc mở cửa sổ, cửa đi tạo luồng gió khi giông lốc lùa vào được thì cũng xảy ra hiện tượng sập nếu trần không được gắn kỹ. Hiện tượng này giải thích như sau: Khi gió thổi nhanh qua bên dưới trần, tức một dòng chảy không khí chảy nhanh bên dưới, theo định luật Becnuli sẽ làm vùng không gian dưới trần có áp suất thấp. Mà trên trần vẫn là áp suất không khí bình thường thì sẽ nảy sinh áp lực nén từ trên xuống; cộng thêm khối lượng bản thân trần do lực hút trái đất cũng có xu hướng kéo xuống nên trần càng dễ bị sập xuống nếu gắn không kỹ.
Vài đường link các vụ việc sập trần xảy ra do giông lốc, gắn với yếu tố có dòng chảy không khí (gió mạnh) bên dưới trần gây ra: Xin mời xem tại đây và tại đây
Trần nhà rơi là hiện tượng nguy hiểm, có thể gây thương tích cho người và làm hư hại tài sản. Khi làm trần trong vùng có giông lốc, đặc biệt là làm trần kín khu vực không có tường vách ngăn thì cần nhớ đến kiến thức của định luật Becnuli để tiến hành gia cố, gắn kết thật kỹ càng. Nếu là trần kiểu nan gỗ, có nhiều khe hở thì hiện tượng trên ít xảy ra vì hai vùng không khí trên vào dưới trần thông nhau, khi vùng không khí dưới trần có áp suất thấp thì vùng không khí trên trần tràn xuống qua các khe nan trần nên dễ cân bằng áp suất hai vùng, không gây hiện tượng sập trần.