Nguyên lý hoạt động của cầu cách nhiệt trong thanh nhôm

1. Giới thiệu chung

Trong xu hướng kiến trúc hiện đại, yếu tố tiết kiệm năng lượng và cách nhiệt hiệu quả đang trở thành tiêu chí hàng đầu cho các công trình cao cấp. Cửa nhôm, với ưu điểm bền, đẹp và chống ăn mòn, được ưa chuộng rộng rãi. Tuy nhiên, bản thân nhôm là vật liệu dẫn nhiệt mạnh, khiến khả năng cách nhiệt bị hạn chế nếu không có giải pháp kỹ thuật bổ sung.

Đó là lý do công nghệ “cầu cách nhiệt” (Thermal Break) ra đời — một bước tiến vượt bậc giúp tăng hiệu quả cách nhiệt, cách âm và tiết kiệm năng lượng cho hệ cửa nhôm cao cấp.

2. Cầu cách nhiệt là gì?

Cầu cách nhiệt (Thermal Break) là một lớp vật liệu phi kim, được chèn giữa hai thanh nhôm (phần khung trong và phần khung ngoài của cửa).
Lớp cầu này có tác dụng ngăn truyền nhiệt và âm thanh từ bên ngoài vào trong nhà.

2.1. Cấu tạo cơ bản

Một thanh nhôm có cầu cách nhiệt gồm 3 phần:

1. Thanh nhôm bên ngoài: Tiếp xúc với môi trường, chịu nắng mưa.

2. Thanh nhôm bên trong: Tiếp xúc với không gian nội thất.

3. Thanh cầu cách nhiệt (Thermal Bar / Polyamide Strip): Nằm giữa hai phần nhôm, có độ dày 14–34mm tùy hệ.

2.2. Vật liệu cấu tạo cầu cách nhiệt

Vật liệu phổ biến nhất hiện nay là polyamide (PA 66GF25) — một loại nhựa kỹ thuật chịu nhiệt cao, có khả năng:

• Dẫn nhiệt cực thấp (λ ≈ 0.25 W/m·K, thấp hơn nhôm ~800 lần).

• Độ bền kéo cao, không biến dạng khi ép hoặc gia công.

• Chịu nhiệt độ -30°C đến +180°C.

• Tương thích tuyệt đối với quy trình đùn và ép nhôm.

Chính nhờ đặc tính này, thanh polyamide đóng vai trò “tường chắn nhiệt” giữa hai bề mặt nhôm, giảm thiểu hiện tượng ngưng tụ hơi nước, truyền lạnh hoặc truyền nóng.

3. Nguyên lý hoạt động của cầu cách nhiệt

Để hiểu rõ nguyên lý, cần nắm được cách nhiệt truyền qua vật liệu:
Nhiệt di chuyển từ vùng nhiệt độ cao sang thấp qua 3 cơ chế chính — dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ. Trong cửa nhôm, chủ yếu là dẫn nhiệt qua khung nhôm.

Thanh nhôm bình thường có hệ số dẫn nhiệt ~200 W/m·K, nghĩa là nhiệt đi qua rất nhanh. Khi chèn thanh cầu cách nhiệt (polyamide) vào giữa, dòng nhiệt bị ngắt quãng.
Lúc này:

• Nhiệt từ bên ngoài (nắng, gió nóng) không thể truyền trực tiếp vào trong nhà.

• Nhiệt lạnh trong phòng (máy lạnh) không bị thất thoát ra ngoài.

👉 Kết quả:
Cửa nhôm có cầu cách nhiệt giúp giảm truyền nhiệt tới 30–45% so với nhôm thông thường, đồng thời giảm ồn và ngăn ngưng tụ nước trên bề mặt kính vào mùa nồm.

4. So sánh nhôm có cầu cách nhiệt và nhôm thường

Nhờ cấu tạo thông minh và vật liệu cao cấp, nhôm có cầu cách nhiệt trở thành lựa chọn tiêu chuẩn trong các hệ nhôm Châu Âu hiện đại như Schüco, Maxpro, Rolan, Xingfa Class A Thermal Break.

5. Các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế cho cầu cách nhiệt

Để đảm bảo độ bền và khả năng cách nhiệt tối ưu, cầu cách nhiệt trong thanh nhôm phải đáp ứng các tiêu chuẩn sau:

5.1. Tiêu chuẩn về vật liệu

• EN 14024:2004: Quy định thử nghiệm độ bền cơ học của thanh cách nhiệt.

• DIN EN ISO 10077-2: Xác định hệ số truyền nhiệt của cửa có cầu cách nhiệt.

• ASTM D638 / ISO 527: Kiểm tra độ bền kéo và độ giãn dài của polyamide.

5.2. Tiêu chuẩn về khả năng chịu tải

• Thanh cầu phải chịu được ứng suất cắt ≥ 25MPa,
  độ giãn dài khi đứt ≥ 2.5%,
  và không bị tách lớp sau 10.000 chu kỳ đóng mở.

5.3. Tiêu chuẩn về môi trường

• Khả năng kháng tia UV, muối biển, và nhiệt độ khắc nghiệt (-30°C đến 180°C).

• Không biến dạng, không rạn nứt khi sơn hoặc ép góc.

6. Quy trình sản xuất thanh nhôm có cầu cách nhiệt

Để đảm bảo độ chính xác tuyệt đối, việc sản xuất nhôm cầu cách nhiệt được thực hiện qua các bước nghiêm ngặt:

1. Đùn nhôm: Tạo hình hai thanh nhôm độc lập (phần trong và ngoài).

2. Gia công rãnh: Cắt rãnh chính xác để đặt thanh polyamide.

3. Lắp ghép: Chèn thanh polyamide vào rãnh, ép chặt bằng máy ép nhiệt – cơ.

4. Ép liên kết: Sử dụng áp lực cao để ép dính nhôm và cầu cách nhiệt thành khối thống nhất.

5. Sơn bề mặt: Sơn tĩnh điện hoặc mạ anode hoàn thiện hai phần nhôm (thường khác màu để tạo điểm nhấn kiến trúc).

Nhờ công nghệ ép nhiệt – ép cơ kép, thanh nhôm sau khi hoàn thiện có độ bền cơ học tương đương nhôm liền khối, nhưng hiệu suất cách nhiệt vượt trội.

7. Lợi ích khi sử dụng nhôm có cầu cách nhiệt

7.1. Cách nhiệt – tiết kiệm năng lượng

Cầu cách nhiệt giúp giảm thất thoát năng lượng qua khung cửa, giảm tải cho hệ thống điều hòa.
Theo thử nghiệm, một căn hộ sử dụng cửa nhôm cầu cách nhiệt có thể tiết kiệm 25–35% điện năng tiêu thụ so với cửa nhôm thông thường.

7.2. Cách âm vượt trội

Khi kết hợp với kính hộp 2 lớp, hệ nhôm cầu cách nhiệt đạt độ cách âm 35–45dB, loại bỏ gần như hoàn toàn tiếng ồn từ xe cộ, công trường, hoặc gió mạnh.

7.3. Ngăn ngưng tụ và chống ẩm mốc

Lớp cầu cách nhiệt hạn chế truyền lạnh, nhờ đó không xảy ra hiện tượng đọng sương trên bề mặt khung nhôm và kính — đặc biệt quan trọng trong khí hậu ẩm của Việt Nam.

7.4. Tăng độ bền màu và tuổi thọ

Vì phần nhôm trong và ngoài tách biệt, bề mặt trong không bị ảnh hưởng bởi tia UV hay hơi ẩm, giúp giữ màu sắc và độ bền tới hơn 25 năm.

7.5. Nâng cao giá trị thẩm mỹ và đẳng cấp

Hệ nhôm cầu cách nhiệt cho phép phối hai màu khác nhau giữa mặt trong và ngoài, ví dụ: ngoài đen – trong trắng, hoặc ngoài champagne – trong ghi.
Điều này mở rộng khả năng tùy biến thiết kế cho các kiến trúc sư và chủ đầu tư cao cấp.

8. Ứng dụng thực tế trong kiến trúc hiện đại

Tại Việt Nam, các dự án biệt thự, shophouse, khách sạn 5 sao, tòa nhà văn phòng đang chuyển sang sử dụng hệ cửa nhôm cầu cách nhiệt như một tiêu chuẩn mới.

Một số ứng dụng tiêu biểu:

• Cửa sổ mở quay, mở lật kiểu Châu Âu – đảm bảo kín khít, vận hành êm ái.

• Cửa đi lớn khổ rộng – chịu được gió lớn mà vẫn cách nhiệt tốt.

• Mặt dựng nhôm kính (Curtain Wall) – sử dụng cầu cách nhiệt giúp tiết kiệm năng lượng cho tòa nhà cao tầng.

Cầu cách nhiệt trong thanh nhôm không chỉ là giải pháp kỹ thuật mà còn là bước đột phá trong thiết kế cửa hiện đại.
Nhờ nguyên lý “ngắt dòng truyền nhiệt” thông minh, hệ nhôm cầu cách nhiệt giúp tăng hiệu quả năng lượng, giảm tiếng ồn, chống ẩm và nâng cao tuổi thọ công trình.

Với năng lực sản xuất mạnh mẽ và đội ngũ kỹ thuật giàu kinh nghiệm, ADO Việt Nam tự hào mang đến giải pháp cửa nhôm cầu cách nhiệt chuẩn Châu Âu – lựa chọn lý tưởng cho biệt thự, nhà phố và công trình cao cấp.

Xem thêm:

Tại sao nhôm Xingfa hệ 65 rãnh C (Class A) được ưa chuộng trong kiến trúc hiện đại năm 2025