Nhìn ra thế giới: Chiến lược giảm thiểu đảo nhiệt đô thị

Khi các quốc gia nỗ lực giảm thiểu thiệt hại mà biến đổi khí hậu gây ra thì một trong những vấn đề lớn cần được giải quyết là hạ nhiệt ở các thành phố có mật độ dân cư cao. Kiến trúc và xây dựng lúc này đóng vai trò đặc biệt quan trọng, có thể tạo ra những tác động thực sự.

Theo Chương trình Môi trường Liên hợp quốc (UNEP), ước tính các thành phố chiếm 75% lượng khí thải CO2 toàn cầu, trong đó những tòa nhà gây tác động lớn nhất. Các hiệu ứng đảo nhiệt đô thị xảy ra khi tòa nhà bê tông, mặt đường nhựa… hấp thụ và tỏa nhiệt lớn khiến môi trường đô thị luôn có nhiệt độ cao. 

Ở các thành phố tập trung nhiều công trình đông đúc, ít có cây xanh hoặc cảnh quan tự nhiên, tác động này càng trở nên rõ rệt và có thể đặc biệt nguy hiểm trong điều kiện khí hậu ẩm ướt và đông dân cư. Ngoài ra, vật liệu xây dựng nhân tạo, nhiệt lượng từ các hoạt động của con người, thời tiết và địa lý tổng thể cũng góp phần tạo nên hiệu ứng đảo nhiệt…

Là một đất nước được đánh giá luôn hướng đến cuộc sống xanh, Singapore đã có những giải pháp để giải quyết vấn đề này.

Cùng tìm hiểu trong chương trình:

Nếu bạn nhìn vào hình ảnh thể hiện nhiệt độ của một thành phố, và sau đó so sánh nó với bản đồ thảm thực vật, bạn sẽ thấy rằng nơi nào có nhiều cây xanh, nơi đó nhiệt độ sẽ thấp hơn. 

Đó là bởi vì nhựa đường, bê tông và mái lợp tôn hấp thụ nhiệt từ mặt trời nhiều hơn cây cối.
Đây là hiệu ứng đảo nhiệt đô thị, và nó khiến nhiệt độ ở các thành phố luôn cao hơn, thường là vài độ so với môi trường xung quanh. 

Nó đang trở thành một nguy cơ lớn đối với sức khỏe con người khi dân số đô thị ngày càng tăng, làm trầm trọng thêm tác động ấm lên của biến đổi khí hậu. 

Các đợt nắng nóng giết chết nhiều người hơn bất kỳ hiện tượng thời tiết khắc nghiệt nào khác, nhiều hơn cả lốc xoáy, bão, và thậm chí so với cả lũ lụt. 

Đó là lý do tại sao một nhóm các nhà nghiên cứu đang thử nghiệm chiến lược giảm thiểu đảo nhiệt đô thị ở Singapore. Dự án do chính phủ tài trợ có tên là “Cooling Singapore” (Làm mát Singapore), hiện đang trong quá trình tập hợp các dữ liệu nghiên cứu được để tạo ra một công cụ kỹ thuật số có thể ứng dụng tại các thành phố trên toàn thế giới, và bắt đầu từ Singapore.

LÀM MÁT SINGAPORE

Singapore là đất nước gần đường xích đạo, nhiệt độ thường xuyên ở trên 32 độ C (90 độ F). Và cấu trúc thành phố chỉ làm cho mọi thứ tồi tệ hơn. 

Anh FARIS MOKHTAR Phóng viên Bloomberg: “Đây cũng là trường hợp của Singapore, nơi về cơ bản giống một khu rừng nhiệt đới, nhưng thành phố ngày càng đô thị hóa hơn, ngày càng phát triển hơn. Ở Singapore, những gì bạn thấy là sự chênh lệch nhiệt độ, có khi lên tới 7 độ C giữa khu vực đô thị hóa hơn và khu vực nông thôn hơn.” 

Chính phủ đã thực hiện các giải pháp quyết liệt để giảm nhiệt độ. 

Đây là Gardens by the Bay (Công viên bên vịnh), một công viên từng đoạt giải thưởng International Garden Tourism năm 2016. Và bên trong toà nhà kính này, nhiệt độ ở mức dễ chịu là 24 độ. Đó là bởi vì phần mái vòm, cùng với 20 tòa nhà gần đó, nơi ở của hàng nghìn người, được làm lạnh bởi hệ thống làm mát dưới lòng đất lớn nhất thế giới.  

Họ sử dụng một nhà máy trung tâm rất lớn để làm mát nước và sau đó dẫn nước vào các toà nhà ngân hàng, các tòa tháp dân cư, trung tâm triển lãm, trung tâm mua sắm, khách sạn Marina Bay Sands mang tính biểu tượng của thành phố, và khu phức hợp sòng bạc. 

Anh FARIS MOKHTAR, Phóng viên Bloomberg: “Một trong những lợi ích lớn nhất của việc sử dụng hệ thống này cho các tòa nhà là chúng có thể tiết kiệm 40% lượng điện sử dụng so với máy điều hòa không khí truyền thống.” 

Với việc đất nước Singapore chủ yếu dựa vào năng lượng từ khí đốt tự nhiên, hệ thống mới này đồng nghĩa với việc tiết kiệm khí thải tương đương với việc loại bỏ 10.000 ô tô khỏi các con đường của thành phố. 

Điều này có ý nghĩa lớn đối với phần còn lại của thế giới. 

Nếu mọi thứ vẫn như vậy, hơn một phần ba lượng điện trên thế giới có thể sẽ được sử dụng để làm mát các tòa nhà và xe cộ vào năm 2050. 

Anh FARIS MOKHTAR, Phóng viên Bloomberg: “Khi thế giới ngày càng trở nên nóng hơn, ấm hơn, nhu cầu về điều hòa không khí và tủ lạnh cũng sẽ tăng lên. Và khi càng có nhiều người mua những thiết bị gia dụng này, thì việc sử dụng năng lượng càng nhiều và chúng tỏa nhiệt nhiều hơn, điều này làm trầm trọng thêm tình trạng biến đổi khí hậu.”

Đó là một vòng luẩn quẩn. Và do đó, kể từ năm 2017, các nhà nghiên cứu trong chương trình Cooling Singapore đã xác định các giải pháp thiết kế giúp giảm nhu cầu về không khí mát mẻ của con người ngay từ đầu. 

Giáo sư GERHARD SCHMITT, Nhà nghiên cứu chính – Dự án Cooling Singapore: “Có một điểm chung của nhiều thành phố, đó là tầm quan trọng của thảm thực vật. Đó là một biện pháp rất quan trọng để giảm bớt cái nóng đô thị vì chúng gây ra hiệu ứng che nắng, tất nhiên, cũng như tác động đối với tâm lý của các thảm thực vật. Và cũng có thể là cả hiệu ứng làm mát bay hơi của thảm thực vật. Tất nhiên, thảm thực vật có thể ở tầng trệt dưới dạng cây cối và bụi rậm, bạn có thể đi bộ dưới chúng. Đây được gọi là tầng tán mà thảm thực vật hình thành phía trên chúng ta. Nhưng thảm thực vật cũng có thể ở phía trên mặt tiền của các tòa nhà và nó có thể mọc lên từ trên mái của các tòa nhà. ”

May mắn thay, Singapore đã nỗ lực vì mục tiêu Thành phố Xanh từ khá lâu. 

Đây là tầm nhìn được Thủ tướng Lý Quang Diệu đưa ra từ năm 1967, nhằm làm cho cuộc sống của con người trở nên dễ chịu hơn. Và ngày nay, Singapore là một trong những thành phố xanh nhất thế giới xét về thảm thực vật đô thị. 

Kampung Admiralty, một trung tâm cộng đồng bao gồm các cơ sở y tế và không gian xã hội, hiện cung cấp nhiều không gian xanh hơn so với khu đất được xây dựng ban đầu. Trung tâm được bao phủ bởi những mái nhà như những bậc thang so le với các loài thực vật địa phương, có chức năng như một công viên cộng đồng, và một ngôi làng xanh tươi ở trung tâm có những mảnh đất như những nông trại cho cư dân sinh sống. 

Parkroyal on Pickering được thiết kế như một khách sạn trong một khu vườn giúp tăng gấp đôi tiềm năng phát triển xanh của khu vực. Hiện có 15.000 mét vườn trên cao, hồ bơi, thác nước, sân thượng trồng cây và những bức tường xanh. 

Và chính phủ cũng có những kế hoạch lớn. 

Anh FARIS MOKHTAR, Phóng viên Bloomberg: "Singapore có kế hoạch trồng 1 triệu cây xanh và thêm nhiều không gian xanh trong vòng 10 năm tới. Nó thực sự là những sự kết hợp để giảm hiệu ứng đảo nhiệt đô thị. Nhưng mặt khác, nó cũng là để khiến mọi người gắn bó hơn với thiên nhiên." 

Nhưng như thế vẫn là chưa đủ. Thành phố vẫn nóng lên nhanh gấp đôi so với mức trung bình của thế giới trong sáu thập kỷ qua. 

Đó là lý do tại sao Cooling Singapore đã phát triển một danh mục các biện pháp giảm thiểu nhiệt tiềm năng khác. 

Giáo sư GERHARD SCHMITT, Nhà nghiên cứu chính – Dự án Cooling Singapore: “Khi bạn cố gắng giảm thiểu hiệu ứng đảo nhiệt đô thị trong một thành phố hoặc trong bất kỳ tòa nhà nào, cũng như trong một ngôi làng, nơi đầu tiên cần bắt đầu là che cửa sổ. Bạn phải giữ cho các khu vực thông thoáng để gió có thể di chuyển qua. Nước, ở độ sâu nhất định, có thể hoạt động như một chất đệm nhiệt rất tốt. Nếu bạn phải xây dựng những công trình lớn, chẳng hạn như những nhà cao tầng, ít nhất bạn cũng nên làm cho bề mặt, mặt tiền bớt nặng nề hơn. Và bạn có thể bảo vệ nó khỏi sự xâm nhập trực tiếp của ánh nắng mặt trời. ”
Chúng tôi phải đảm bảo rằng không có động cơ đốt trong thành phố ở giữa, trong phạm vi trung và dài hạn. Vì vậy, lý tưởng nhất là sản xuất điện ở bên ngoài thành phố. Và bạn chỉ mang điện sạch vào thành phố. Ít nhất bạn có thể giảm thiểu việc sử dụng năng lượng trong thành phố. Và bạn có thể bắt đầu từ từ chuyển đổi các mái nhà, mặt tiền của các toà nhà, thành các khu vực sản xuất năng lượng tái tạo.
Ở Singapore, thật không may, đây là một lựa chọn hạn chế. Nhưng về lâu dài, nó có thể sản xuất tới 20%, 25% năng lượng, lượng điện cần thiết ở Singapore, nếu tất cả các mái nhà và các khu vực trong tòa nhà, trên các tòa nhà, mặt tiền được sử dụng để làm điều đó. 

Với rất nhiều ý tưởng khác nhau, Cooling Singapore cũng đang thiết kế một mô hình ảo của thành phố để thử nghiệm. Nó được gọi là Digital Urban Climate Twin, hay DUCT, sẽ tính toán từng yếu tố trong thiết kế của thành phố sẽ tác động như thế nào đến hiệu ứng đảo nhiệt đô thị. 

Giáo sư GERHARD SCHMITT, Nhà nghiên cứu chính – Dự án Cooling Singapore: “Điều đó có nghĩa là chúng tôi không chỉ mô hình hóa hình học của các tòa nhà bằng kỹ thuật số mà còn mô hình hóa các phương tiện giao thông, sự cách nhiệt, nhiệt độ, bức xạ đến từ mặt trời, thời tiết, thời tiết địa phương, khí hậu địa phương, nước, sự di chuyển của người dân trong thành phố. Chúng tôi có thể phát minh ra các kịch bản. Chúng tôi có thể thiết kế các kịch bản, kiểm tra chúng trước khi chúng tôi thực sự xây dựng. Và nếu kết quả kiểm tra tốt và chúng tôi chắc chắn rằng chúng sẽ hoạt động, thì chúng tôi có thể bắt đầu xây dựng chúng và đưa chúng vào thực tế.”

Singapore sẽ sử dụng công cụ mới này để tìm ra những giải pháp tiếp theo. Và mô hình này có thể được áp dụng cho bất kỳ thành phố nào, cho dù thành phố đó cần giữ nhiệt hay toả nhiệt, điều này cuối cùng sẽ giúp tiết kiệm năng lượng, làm chậm quá trình biến đổi khí hậu và cải thiện chất lượng cuộc sống của chúng ta. 

Giáo sư GERHARD SCHMITT, Nhà nghiên cứu chính – Dự án Cooling Singapore: “Vì vậy, đây là thứ mà Singapore sẽ có thể xuất khẩu, thậm chí có thể  kết hợpcùng với các hệ thống phát triển thành phố mà nước này đã có. Singapore là một trong số rất ít thành phố trên thế giới thực sự kết hợp phương pháp tiếp cận khoa học này với phương pháp tái thiết kế đô thị và thiết kế đô thị rất bài bản. Thông qua các cơ quan và sự kết hợp của các cơ quan chức năng , Singapore đã thu được rất nhiều kết quả trong quá khứ. Nếu chúng tôi cứ đi theo con đường khoa học và \ kết hợp với những kiến thức đã có, chúng tôi nghĩ rằng đây sẽ là một thành phố rất tiện nghi và rất đáng sống trong tương lai, thậm chí hơn cả hiện nay.”

Trên thực tế, đô thị hóa đã góp phần rất lớn vào sự nóng lên toàn cầu khi các phương tiện giao thông tăng lên, các khu rừng nhiệt đới bị tàn phá và nhiều  hoạt động khác của con người. 

Nhiều thành phố trên khắp thế giới đang nóng hơn hàng năm do tình trạng ấm lên toàn cầu ngày càng trầm trọng. Làm mát thành phố từ những kinh nghiệm của Singapore sẽ góp phần giảm nhẹ quá trình này, mang đến cho người dân một cuộc sống dễ chịu hơn.