Mái tôn kêu "tách, rắc, bụp" lúc nắng lên và lúc chiều tối vì tấm tôn giãn ra khi nóng, co lại khi nguội, nhưng bị vít và ma sát giữ chặt vào xà gồ. Lực căng tích dần tới khi thắng được ma sát, tấm tôn trượt giật một đoạn rất nhỏ trong tích tắc, giải phóng năng lượng thành tiếng nổ khô. Tấm tôn như một mặt trống rộng, nên cú trượt chỉ bằng phần nhỏ milimét cũng vang khắp nhà.
Cảnh quen: mái nhà "nói chuyện" theo nắng
Ai từng ở nhà mái tôn, nhà trọ, nhà xưởng hay quán ăn lợp tôn đều quen âm thanh này. Khoảng 8–9 giờ sáng khi nắng bắt đầu gắt, mái nổ lách tách. Trưa đứng nắng thì gần như im. Chiều muộn, khi nắng tắt hoặc một đám mây lớn che mặt trời, mái lại nổ một tràng. Đêm có mưa rào bất chợt sau ngày nắng, mái càng kêu to vì bị làm nguội đột ngột.
Nhiều người tưởng có chuột, có mèo chạy trên mái hay mái sắp sập. Thật ra đây là một hiện tượng vật lý bình thường, gọi là dính – trượt (stick–slip), kết hợp với sự nở vì nhiệt của kim loại.
Tôn giãn nở bao nhiêu
Sự nở vì nhiệt là bài học trong sách giáo khoa, ở đây chỉ cần con số. Thép giãn dài khoảng 12 phần triệu chiều dài của nó cho mỗi độ tăng nhiệt; nhôm khoảng 23 phần triệu. Tôn lợp mái ở Việt Nam phần lớn là thép mỏng mạ kẽm hoặc mạ hợp kim nhôm kẽm, phủ sơn.
Biên độ nhiệt của mái tôn lớn hơn nhiều so với không khí. Đêm mái có thể nguội xuống dưới nhiệt độ không khí (do bức xạ nhiệt lên bầu trời), trưa hè nắng gắt mái tôn sẫm màu có thể nóng tới 60–70 °C hoặc hơn.
| Chiều dài tấm tôn | Chênh lệch nhiệt độ | Độ giãn của tôn thép (khoảng) |
|---|---|---|
| 3 m | 40 °C (từ 25 lên 65 °C) | 1,4 mm |
| 6 m | 40 °C | 2,9 mm |
| 6 m | 50 °C (từ 20 lên 70 °C) | 3,6 mm |
| 10 m | 50 °C | 6 mm |
| 10 m (nếu là nhôm) | 50 °C | 11,5 mm |
Vài milimét nghe nhỏ, nhưng tấm tôn được bắt vít cách nhau từng khoảng xuống xà gồ, nên mỗi lỗ vít phải "chịu" một phần độ giãn ấy. Và khung đỡ bên dưới, dù bằng thép hay gỗ, nằm trong bóng râm của chính mái tôn nên nóng lên chậm hơn và ít hơn. Tấm tôn và khung giãn nở lệch nhau: đó là nguồn gốc của lực căng.
Cơ chế dính – trượt: vì sao lại "nổ" chứ không êm
Nếu tấm tôn giãn đều đặn và trượt êm trên xà gồ, sẽ không có tiếng gì. Tiếng kêu sinh ra vì ma sát không làm việc êm như thế. Hãy hình dung từng bước:
- Dính: Nắng lên, tôn nóng và muốn giãn ra. Nhưng chỗ tiếp xúc giữa tôn với xà gồ và quanh vít bị ma sát nghỉ giữ lại. Tôn không trượt, chỉ bị nén lại hoặc cong vênh nhẹ, tích trữ năng lượng đàn hồi như một lò xo bị ép.
- Tích lực: Nhiệt độ tiếp tục tăng, lực đẩy tăng dần. Ma sát nghỉ vẫn giữ.
- Trượt: Tới lúc lực đẩy vượt ngưỡng ma sát nghỉ, tôn trượt đột ngột. Ma sát trượt nhỏ hơn ma sát nghỉ, nên một khi đã trượt, nó trượt hơi quá một chút rồi mới dừng.
- Kêu: Năng lượng đàn hồi được giải phóng trong chớp mắt, làm tấm tôn rung. Tấm tôn mỏng, rộng, cứng là một bề mặt phát âm rất tốt, như mặt trống. Tiếng "tách" lan ra, vang vào cả gian nhà bên dưới.
- Rồi chu trình lặp lại ở một vít khác, một chỗ chồng mí khác. Vì thế mái kêu thành từng tràng lẻ tẻ chứ không phải một tiếng duy nhất.
Dính – trượt cũng là thủ phạm của tiếng cửa bản lề kêu cót két, tiếng giày rít trên sàn gỗ, tiếng phấn rít trên bảng và tiếng vĩ cầm (cây vĩ kéo dây đàn theo nhịp dính – trượt rất đều).
Thêm một kiểu tiếng: "bụp" của tôn bị phồng
Ngoài trượt, một mảng tôn phẳng giữa hai sóng có thể bị giãn nở làm hơi phồng lên. Tới một lúc nó bật từ phồng lõm sang phồng lồi, như khi bạn ấn vào đáy hộp bánh quy thiếc. Tiếng này trầm và to hơn tiếng tách, nghe như "bụp".
Vì sao lúc nắng lên và chiều tối kêu nhiều nhất
Tiếng kêu sinh ra khi nhiệt độ thay đổi nhanh, không phải khi nhiệt độ cao. Trưa đứng nắng, mái đã nóng đều và ổn định, ít còn lực mới để tích. Còn:
- Sáng nắng lên: mái tăng nhiệt nhanh, có khi vài chục độ trong một giờ.
- Mây bay qua: mặt trời bị che vài phút, mái nguội nhanh hàng chục độ rồi lại nóng lên. Ngày nắng mây lững lờ là ngày mái kêu nhiều.
- Chiều tắt nắng: mái mất nhiệt nhanh do bức xạ lên bầu trời và gió. Lần này tôn co lại, kéo căng vít theo chiều ngược.
- Mưa rào sau ngày nắng: nước mưa làm nguội đột ngột cả mái, kèm một tràng nổ lớn giữa tiếng mưa rơi.
Hiểu lầm thường gặp
- "Mái kêu là sắp sập." Tiếng nổ do nhiệt là bình thường và không đồng nghĩa với mái yếu. Tuy nhiên nếu kèm theo dột, tôn xô lệch, vít bung hay mái bị võng, cần thợ kiểm tra.
- "Có con gì chạy trên mái." Tiếng chuột, mèo là tiếng chạy liên tục, theo đường; tiếng tôn co giãn là tiếng tách rời rạc, rải rác nhiều chỗ, theo nhịp nắng.
- "Siết vít thật chặt sẽ hết kêu." Thường ngược lại: vít càng chặt, ma sát nghỉ càng lớn, lực tích càng nhiều trước khi trượt, tiếng càng to. Siết quá chặt còn làm biến dạng gioăng cao su chống dột. Lắp đúng kỹ thuật mới quan trọng.
- "Mái tôn kêu vì kém chất lượng." Mái tôn nào cũng giãn nở; chất lượng thi công (khoảng cách vít, chồng mí, độ dài tấm, lớp lót) ảnh hưởng tiếng kêu nhiều hơn loại tôn.
Giảm tiếng kêu: các cách thường dùng
Đây là định hướng chung để trao đổi với thợ, không phải hướng dẫn tự leo mái.
- Giảm biên độ nhiệt: tôn màu sáng, tôn có lớp cách nhiệt (lớp xốp hoặc PU dán mặt dưới), lớp chống nóng bên dưới. Mái ít nóng thì ít giãn, ít kêu, nhà cũng mát hơn.
- Cho tôn có chỗ trượt: dùng đúng loại vít có gioăng cao su, đôi khi khoan lỗ hơi rộng hơn thân vít để tôn có khe giãn; với mái dài thì chia tấm và chừa khe giãn nở.
- Lót giữa tôn và xà gồ: một lớp lót mềm giảm ma sát dính và giảm rung truyền xuống.
- Trần bên dưới: trần thạch cao, trần nhựa có lớp cách âm làm tiếng nhỏ đi trong nhà, dù mái vẫn kêu.
Tự quan sát / tự thử an toàn
Nhật ký tiếng mái
Nếu nhà bạn hay hàng xóm có mái tôn, chọn một ngày nắng có mây bay. Ngồi trong nhà, mỗi khi nghe tiếng tách, ghi lại giờ và nhìn trời xem lúc đó nắng vừa lên, mây vừa che hay mây vừa qua. Sau một buổi, bạn sẽ thấy tiếng kêu bám theo những lần nắng – râm đổi chỗ.
Đo mái từ dưới đất
Nếu có nhiệt kế hồng ngoại, đứng dưới đất (không leo lên) đo mặt dưới của mái hiên tôn thấp, hoặc mặt tôn của chuồng xe, mái che phơi đồ. Đo lúc 7 giờ, 9 giờ, 12 giờ, 17 giờ. Ghi biên độ thay đổi.
Dính – trượt trên mặt bàn
Kéo chậm một ly thuỷ tinh có nước trên mặt bàn gỗ hơi nhám, hoặc miết ngón tay ướt chậm dọc mặt bàn kính sạch. Bạn sẽ cảm nhận được cái giật giật và nghe tiếng rít: đó là dính – trượt thu nhỏ. Miết ngón tay ướt quanh miệng ly thuỷ tinh mỏng có thể làm ly "hát": cũng là dính – trượt.
Lưu ý an toàn: không leo lên mái tôn để quan sát. Mái nắng có thể gây bỏng tay chân, tôn trơn và mỏng có thể sụp, rất dễ ngã. Việc kiểm tra, sửa mái là của thợ có dây an toàn. Không chạm vào mái tôn thấp giữa trưa bằng tay trần.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao mái tôn kêu răng rắc khi nắng lên?
Vì tôn nóng lên và giãn ra nhưng bị vít và ma sát giữ lại. Lực căng tích dần đến khi thắng ma sát, tôn trượt giật một đoạn rất nhỏ và rung lên, phát ra tiếng tách. Hiện tượng này gọi là dính – trượt.
Tấm tôn 6 mét giãn bao nhiêu khi nóng?
Với tôn thép và chênh lệch khoảng 40–50 °C giữa sáng và trưa, tấm 6 m giãn khoảng 3–3,6 mm. Con số nhỏ nhưng đủ tạo lực lớn ở các vít bắt mái.
Mái tôn kêu có nguy hiểm không?
Thường không. Tiếng kêu do co giãn nhiệt là bình thường. Nếu kèm theo dột, vít bung, tôn xô lệch hay mái võng, nên mời thợ kiểm tra.
Vì sao mái tôn kêu nhiều khi chiều tối hoặc khi có mưa?
Vì lúc đó mái nguội nhanh và co lại, tạo lực căng theo chiều ngược. Mưa rào sau ngày nắng làm nguội đột ngột nên tiếng kêu càng dày.
Làm sao giảm tiếng kêu của mái tôn?
Giảm độ nóng của mái bằng tôn cách nhiệt, tôn màu sáng hoặc lớp chống nóng; lắp vít đúng kỹ thuật có gioăng và khe giãn; lót giữa tôn và xà gồ; làm trần cách âm bên dưới. Việc này nên do thợ thực hiện.
