VỎ BAO CHE NHÀ HÁT SAGE GATESHEAD

Trường đại học kiến trúc TP.HCM
Khoa kiến trúc
Bộ môn Không gian nhịp lớn

Đề tài Tiểu luận

VỎ BAO CHE NHÀ HÁT
SAGE GATESHEAD


I/ Giới thiệu cơng trình
1. Q trình xây dựng
Cơng trình nhà hát Sage gateshead được thiết kế
bởi Norman Foster và Partners , Buro Happold
(kỹ thuật kết cấu), Mott macdonald (kỹ thuật xây
dựng) và Arup ( kỹ thuật âm thanh). Phương án
của Foster và Partners đã được lựa chọn sau một
cuộc thi thiết kế kiến trúc được tổ chức bởi RIBA.
(học viện kiến trúc Hồng gia Anh)
Với quy mơ 20000 m2, 2700 chỗ. Cơng trình
bắt đầu được xây dựng vào những năm 1990, với mục tiêu là nơi diễn ra các buổi
hịa nhạc, hội nghị trọng đại, tạo khơng gian thực hành cho các nhạc sĩ chuyên
nghiệp, học sinh và tài tử là một phần quan trọng của việc cung cấp.
Các chi phí quy hoạch và xây dựng ước tính hơn 70 triệu Euro, cơng trình được
hồn thành vào năm 2004
2. Vị trí


Nhà hát Sage gateshead nằm trên trục cảnh quan giữa Newcastle và Gateshead
(vương quốc Anh) , hướng nhìn rất đẹp ra cây cầu Tyne và dịng sơng Tyne
3. Ý tưởng thiết kế

Các kiến trúc sư đã mang đến cho công trình vẻ ngồi dun dáng hướng ra con
sơng vùng Gateshead, chạy dọc theo Trung tâm Nghệ thuật Đương đại Baltic và
cây cầu Tyne, tạo nên sự nhịp nhàng và đồng điệu trong các hình thức mái của
cơng trình. Cơng trình bao gồm 2 khán phịng và Phịng biểu diễn chính.
Mỗi khán phòng được tạo ra như một cá thể riêng biệt nhưng những yếu tố thiên
nhiên đã kết nối chúng lại một cái hài hịa dọc theo bờ sơng. Vì vậy các kiến trúc
sư đã đặt tất cả không gian sử dụng dưới một lớp vỏ thống nhất.

II. Đặc điểm kiến trúc


Kiến trúc
Cơng trình bao gồm 3 phịng biểu diễn chính: Phòng biểu diễn 1700 chỗ
ngồi (Hall One); phòng biểu diễn 450 chỗ ngồi (Halll Two) và phòng biểu diễn
mang tên Northern Rock Foundation Hall, nằm giữa hai phòng biểu diễn trên.
Phịng biểu diễn chính - Hall One được thiết kế để đảm bảo chất lượng âm thanh
hoàn hảo. Tấm trần của phịng có thể nâng lên và hạ xuống, tường bằng gỗ có thể
thay đổi khả năng hút âm, phù hợp với bất kỳ thể loại âm nhạc nào được biểu diễn
trong phòng.
Phòng biểu diễn thứ hai - Halll Two có quy mơ nhỏ hơn, song là phịng có khơng
gian biểu diễn 10 mặt duy nhất trên thế giới.
Không gian thứ ba - Northern Rock Foundation Hal là nơi biểu diễn các âm
nhạc thử nghiệm. Tầng dưới của không gian này là Trung tâm giáo dục âm nhạc,
nơi diễn ra các cuộc hội thảo, các khóa học âm nhạc cộng đồng với quy mơ cho
khoảng 20 người, phịng thu âm...
Các phịng biểu diễn được bố trí như một khối độc lập, khép kín, đảm bảo khơng
ảnh hưởng lẫn nhau về âm thanh và là không gian duy nhất sử dụng điều hịa. Các
khơng gian cịn lại của tịa nhà, gồm khơng gian bao quanh 3 phịng biểu diễn và
hai tầng hầm, là không gian đệm cho gặp gỡ, giao tiếp và là nơi bố trí qn bar, thư
viện cơng cộng, các phịng phụ trợ, hình thái kiến trúc phân tần đã tạo sự độc đáo

cho không gian kiến trúc, không gian phân cao thấp khác nhau tạo sự thú vị cho
khan giả khi vào trong cơng trình.
Một điểm đặc biệt của cơng trình là cấu trúc dạng: "Các tịa nhà trong một tòa
nhà". 3 khối nhà biểu diễn được đặt trong một tịa nhà chung.

Mặt cắt ngang cơng trình


Kết cấu của tịa nhà chung tách rời hồn tồn với 3 khối nhà biểu diễn,
dạng khung thép uốn cong để tạo nên hình thức hữu cơ mềm mại của cơng trình
theo cả hai chiều.
Lớp vỏ kính tại hai bên cho phép người bên ngồi cơng trình có thể quan sát
được các hoạt động bên trong của cơng trình, làm tăng khả năng thu hút, hấp dẫn
công chúng. Cấu trúc xây dựng dạng cơng trình trong cơng trình tạo cho nội thất
của nhà hát The Sage Gateshead thật phóng khống và mới mẻ, góp phần làm tăng
tương tác cộng đồng giữa nghệ sỹ và cơng chúng.

Mặt cắt dọc cơng trình





III. Kết cấu vỏ bao che nhà hát The Sage Gateshead
1.Cấu trúc chung

Giải pháp vỏ bao che Nhà hát The Sage Gateshead khá rõ ràng. Khung thép ,bê
tông và cơ khí được đấu thầu từ Waagner-Biro của Vienna, Áo là một cơng ty về
thép và cơ khí. Điều này tạo ra một điểm chung duy nhất cho tất cả các chuyên gia
tham gia vào việc xây dựng vỏ bao che, loại bỏ nhiều vấn đề khó khăn về mặt thiết

kế. Sử dụng kết cấu khung cong kính phẳng để tạo nên lớp vỏ bao che.
Kết cấu của tòa nhà
chung tách rời hoàn toàn
với 3 khối nhà biểu diễn,
với hệ thống khung thép
uốn cong để tạo nên
hình thức hữu cơ mềm
mại của cơng trình theo
cả hai chiều. Vì Thép là
vật liệu vừa nặng vừa
cứng, chúng ta đều biết
điều đó. Nhưng thép lại
mang đặc tính dẻo và
đàn hồi khiến thép trở
thành vật liệu lý tưởng
để tạo hình kiến trúc, nhất là những tuyệt tác của kiến trúc hiện đại, High tech…. Ở
đây chính là Nhà hát The Sage Gatehead ,một cơng trình mang tính giá trị đặc biệt
tinh thần, kinh tế cho thành phố Newcastle.


Hình dáng lượn cong của các dầm thép được cho là tương tự như kết cấu của cầu
Gateshead Millennium ở lân cận.
Việc sử dụng Kết cấu chung cho lớp vỏ bao che là khung thép– kính phẳng Là
một dạng kết cấu ít được sử dụng, … do đặc điểm bản thân của vật liệu kính, đối
với bề mặt cong dẫn đến khó khăn trong cấu tạo, liên kết
2.Lớp vỏ bao che
Lớp vỏ bao che cơng trình sử
dụng 2 lớp cấu tạo :Lớp thứ nhất là
lớp Betong cách nhiệt cách âm và
lớp thứ 2 gồm tổ hợp từ 3000 tấm

panel thép khơng gỉ và 3500m2
kính hai lớp.
Tách lớp vỏ bao che

Để chịu lực cho vỏ bao che
cơng trình sử dụng bốn vòm thép


chính để đỡ cho mái gần như vng góc với mặt đất. Mỗi vòm được đỡ trên một
loạt bốn thép hình ống. chính hiệu suất âm thanh của tịa nhà đã ảnh hưởng đến
việc thiết kế cấu trúc mái. Cấu trúc mái hoàn toàn tách rời khỏi cấu trúc của khối
thính phịng.
Tiếp theo Các phần cong của mối nối thép thứ cấp giữa các vịm này tạo ra
hình dạng lượn sóng của mái nhà. Có cả những hệ thống vịm chính đi qua các tấm
sàn bê tơng giữa các thính phịng
4 vịm thép chính

Thứ nhất, một lớp vỏ thép hình
thang sẽ được cố định vào cấu

trúc mái được bao phủ bởi một
lớp màng kiểm soát hơi, 75 mm
cách nhiệt và màng chống thấm
một lớp. Khơng bình thường, có
khoảng cách 700 mm giữa màng
chống thấm và tấm phủ trần bằng
thép không gỉ của mái nhà và một
lớp cách điện thứ cấp. Khoảng
cách 35 mm giữa mỗi tấm phẳng
bằng thép không gỉ sẽ cho phép

Lớp ban đầu của tấm thép không gỉ hình chữ nhật đã được bao phủ bởi tấm dày của
vật liệu cách điện mà một lớp chống thấm linh hoạt đang được thêm vào


nước mưa chảy ra lớp chống thấm bên dưới. Để có được lớp mái che bằng thép
khơng gỉ như hình dạng hiện nay, tòa nhà đã được củng cố trước khi khai mạc vào
mùa hè năm 2004. Một bài kiểm tra chống thấm của các kỹ sư đã được chuẩn bị kĩ
lưỡng nhiều tháng trước.
Khi hệ khung cong kết hợp với kính, đã tạo nên cấu trúc vỏ mỏng, nhưng không
thô kệch như bê tông, mà lại trong sáng, thuần khiết dưới ánh sáng
Về cấu tạo, tồn bộ lớp kính được lắp ráp dựa trên các bề mặt tạo được của hệ
khung kết cấu. Các liên kết cũng sử dụng tương tự như các kết cấu thép kính khác
Khi nhận tải trọng, các mảng bản thân bề mặt sẽ chịu tác động và phân tán tải
trọng 1 phần xuống phần khung.
Các chi tiết liên kết kính

thường nằm ở điểm nút của khung. Tấm kính gắn một mặt của khung kết cấu. Lớp
vỏ kính xung quanh cho phép người bên ngồi cơng trình có thể quan sát được các
hoạt động bên trong của cơng trình, làm tăng khả năng thu hút, hấp dẫn công
chúng.


Ba cửa sổ lợp bằng kính phủ trên mái nhà cho phép những khán giả đi ngang
qua quán bar để ngắm nhìn quang cảnh ngoạn mục của Newcastle và dịng sơng
bên dưới.

Để liên kết các tấm kính với khung thép sử dụng liên kết bằng các liên kết
bulong, ốc vít, khơng sử dụng liên kết hàn do đặc tính và yêu cầu chuyển động
trong dung sai của các tấm kính. Ngồi ra hệ bulong oc vít cũng dung để liên kết

các tấm panel thép không gỉ


IV. Vật liệu được sử dụng trong vỏ bao che cơng trình cơng trình nhà hát Sage
gateshead:
Kết cấu 2 lớp:
- Lớp 1: Bê tông xốp nhẹ cách âm cách nhiệt.

Bê tông xốp bọt sử dụng chất tạo bọt Geofoam, đây là bê tơng xốp có khả năng
cách âm, cách nhiệt rất tốt.
Việc sử dụng bê tơng xốp sẽ góp phần giảm thời gian xây dựng, giảm giá thành
phần kết cấu (móng, khung) từ 15 - 20%. Tuy nhiên, bê tơng xốp có cường độ chịu


lực kém hơn bê tông thường, do vậy không thể dùng làm khung chịu lực cho các
toà nhà...
Đây là loại bê tơng nhẹ có xi măng Porlan là gốc và vơ số các hạt kín nhỏ phân
bố đều trong bê tơng. Bằng cách điều chỉnh đơn giản và chính xác lượng bọt khí
tạo ra từ một loại dung dịch đặc biệt do tác động cơ học ta có thể điều chỉnh được
tỷ trọng bê tông từ 320 Kg/m3 đến 1920 Kg/m3.
Bê tông xốp cũng bao gồm các cốt liệu mịn và thơ, trọng lượng bình thường
hoặc nhẹ. Loại bê tơng này khác với các bê tơng có cốt liệu truyền thống bởi
phương pháp sản xuất và sự đa dạng trong ứng dụng. Loại bê tơng này cũng có thể
đổ tại chỗ hoặc đúc sẵn như bê tông thông thường.
Trong bê tơng xốp các bọt khí nhỏ li ti, phân bố đồng đều và không bị nối liền
với nhau tạo ra một loại bê tông tươi rất dễ sử dụng và có thể dùng bơm bê tơng để
bơm được.
Loại bê tơng này mang tính kinh tế bởi nó sử dụng bọt khí để thay thế các cốt
liệu bê tơng nhẹ khác (như xỉ, đá xốp, xơ dừa...).
- Lớp 2: Vỏ bao che của mái nhà chung được tổ hợp từ 3000 tấm panel thép khơng

gỉ và 3500m2 kính hai lớp.
+ Panel thép khơng gỉ

Đặc tính của panel thép này là khơng những có crơm cao (>16 - 18%) mà cịn
chứa niken cao (≥ 6 - 8%) là nguyên tố mở rộng khu vực ó đủ để thép có tổ chức
austenit. Nó cịn có tên gọi là thép họ 18 - 8 (> 18%Cr, > 8%Ni) được sử dụng
nhiều nhất và chiếm tỷ lệ áp đảo trong thép không gỉ (ở Mỹ là 70%) là do có các
tính chất chống ăn mịn, cơng nghệ và cơ tính tốt.


Về tính chống ăn mịn, ngồi HNO3nó có thể chịu được H2SO4(với mọi nồng độ
và ở nhiệt độ thường), hcl (lỗng và ở nhiệt độ thường).
Về cơ tính và tính cơng nghệ, có thể thấy rằng do có tổ chức austenite (mạng A1)
nên thép có độ dẻo cao (δ = 50%) và giới hạn chảy tuy không cao (σ0,2= 250
-300mpa, kém thép ferit), song có khả năng hóa bền biến dạng mạnh (sau biến
dạng nguội, ε = 60 ÷ 70%, có thể đạt tới σ0,2=750mpa, song δ = 5%). Do vậy tuy
dẻo nhưng lại khó biến dạng nguội (gị, uốn, dập) song nhờ đó lại làm tang mạnh
độ bền, độ cứng vững của sản phẩm.
+ Kính 2 lớp
Cấu tạo:

Nguyên lý hoạt động:
Khoảng khơng gian
trống ở giữa được bơm vào
lớp khí trơ có tính năng phát
xạ nhiệt chậm, làm giảm sự
phát tán, hấp thụ nhiệt lượng
chậm và làm chậm quá trình
truyền tải nhiệt nhưng vẫn đảm bảo độ sáng trong công trình. Giúp cơng trình ấm
áp vào mùa đơng và mát mẻ vào mùa hè, tiết kiệm tối đa chi phí cho cơng viêc giữ

nhiệt trong cơng trình mà vẫn giữ được độ sáng và nét thẩm mỹ tối đa.
/V/ Kết luận
Nhà hát Sage gateshead của Norman Foster là một công trình nổi bật của phong
trào kiến trúc High – Tech từ những năm 70, nó được phát triển mạnh khơng chỉ ở
Nhật, Tây Âu, và Mỹ mà còn phạm vi toàn thế giới. Giờ đây, tuy đã nhường chỗ
cho những xu thế kiến trúc mới nhưng những biến thể của nó mang tính chất tiến
bộ vẫn cịn xuất hiện ở các cơng trình như:


Vòm mái pha lê của tòa nhà Quốc hội Đức do Norman Foster thiết kế.

Tòa nhà ngân hàng thương mại ở Frankfurt, Đức của Norman Foster.


Tòa thị chính Tokyo của Kanzo Tange.