Singapore đang dùng khoa học để làm mát thành phố như thế nào?

Đây là bài rất hay của Bloomberg nói về dự án giúp Singapore giảm sức nóng trong đô thị, và nó có tiềm năng áp dụng cho nhiều thành phố khác trên thế giới.

Trong các đô thị, cứ chỗ nào có nhiều cây xanh thì chỗ đó sẽ mát mẻ hơn (hình dưới, bên trái là nhiệt độ, là bên phải là mật độ phân bố mảng xanh). Lý do là vì bê tông, nhựa đường, mái nhà… hấp thụ nhiều nhiệt từ mặt trời hơn so với cây cối. Đây là hiệu ứng “đảo nhiệt đô thị” (urban heat island) và xuất hiện ở khắp các thành phố trên thế giới, nó đang ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe của người dân, đặc biệt nguy hiểm hơn khi nhiệt độ toàn cầu càng lúc càng tăng. Nhiệt độ cao làm nhiều người mất mạng hơn cả so với lũ lụt, lốc xoáy hay bão lớn.

Đó là lý do vì sao chính phủ Singapore đang tài trợ cho một số dự án nghiên cứu để cải thiện nhiệt độ đô thị với hi vọng áp dụng cho chính quốc gia của mình trước, sau đó có thể hợp tác mở rộng ra nhiều nước khác. Dự án này gọi là “Cooling Singapore”.

Ở Singapore, nước nằm gần đường xích đạo, nhiệt độ thường lên tới 32 độ C và kiến trúc nhà cửa ở đây càng làm mọi thứ thêm tồi tệ. Về cơ bản, Singapore giống như một “khu rừng” của các tòa nhà bê tông. Tại các khu có nhiều nhà cửa, nhiệt độ có thể cao hơn đến 7 độ C so với các khu vực xanh.

Nhà chức trách Singapore đang làm nhiều cách để khắc phục điều này, ví dụ như phát triển một hệ thống làm mát đô thị lớn nhất thế giới dùng cho Garden By The Bay (một điểm tham quan nổi tiếng với 2 nhà kính trồng cây, trồng hoa), Marina Bay Sand (tòa cao ốc đặc trưng cho Singapore) cũng như vài chục tòa nhà gần đấy.

Singapore giống như một “khu rừng” của các tòa nhà bê tông.

Hệ thống này hoạt động nhờ một nhà máy trung tâm có nhiệm vụ làm mát nước, sau đó bơm nước này đến các công trình dân dụng, các tòa nhà, trung tâm thương mại, cũng như tổ hợp khách sạn - casino Marina Bay Sand. Hệ thống này có thể giảm đến 40% chi phí so với việc làm mát bằng hệ thống máy lạnh chạy điện. Nó cũng giúp giảm mức độ phát thải khí độc tương đương với việc loại bỏ 10.000 chiếc xe ra khỏi đường phố Singapore.

Điều này quan trọng không chỉ với Singapore mà còn cho cả thế giới, vì nếu mọi thứ tiếp diễn như hiện nay, đến năm 2050, 1 phần 3 lượng điện sản xuất ra trên thế giới sẽ chỉ dùng cho việc làm mát mà thôi (ví dụ như điện để vận hành máy lạnh, tủ lạnh… mà những món đồ này khi hoạt động lại thải ra nhiệt nữa, nên vòng luẩn quẫn cứ lặp đi lặp lại).

Giải pháp kế tiếp liên quan đến cây. Cây vừa có tác dụng che nắng, vừa có tác dụng làm cho tâm lý con người cảm thấy “mát” hơn, cũng như hạ nhiệt độ nhờ các hoạt động trao đổi chất của cây. Cây có thể được trồng trên mặt đất, trong các công viên, nhưng cũng có thể xuất hiện trên các tòa nhà, trên sân thượng, xung quanh các công trình kiến trúc…

Cũng may là Singapore đã bắt đầu việc này từ lâu, bắt nguồn từ sáng kiến của thủ tướng Lý Quang Diệu từ 1967. Hiện nay Singapore là một trong những đô thị xanh nhất thế giới. Singapore có những trung tâm cộng đồng, nơi mua sắm có trồng cây ở đó, và cây sẽ phát triển với diện tích gấp nhiều lần so với cùng mảnh đất đó ngày xưa. Họ cũng có những khách sạn, ví dụ như Park Royal ở khu Pickering, được phủ cây như bước vào một khu rừng. Ban công, khu vực quang hồ bơi, mọi nơi phơi ra ngoài nắng đều được trồng rất nhiều cây với hơn 1.500m tường xanh, thảm xanh, hồ nước…

Chính phủ Singapore cũng đang lên kế hoạch trồng 1 triệu cây bổ sung.

Chính phủ Singapore cũng đang lên kế hoạch trồng 1 triệu cây và bổ sung thêm nhiều không gian xanh trong 10 năm tới. Ngoài chuyện làm mát thành phố, đây còn là cách chính phủ khuyến khích người dân kết nối với nhau, hoạt động ngoài trời, tập thể dục…

Nhưng chừng đó vẫn chưa đủ, Singapore vẫn đang nóng lên với tốc độ gấp 2 lần so với những gì diễn ra trong vòng 60 năm qua. Thế nên dự án Cooling Singapore đã nghiên cứu và chỉ ra nhiều đặc điểm cần đó để làm mát thành phố như:

• Mức độ thông thoáng của cửa sổ để gió có thể lùa qua
• Các cửa sổ cần được che nắng như thế nào để hạn chế nhiệt từ mặt trời
• Các tòa nhà cần được xây dựng như thế nào để bóng của nó có thể làm mát phần lề đường và các diện tích xung quanh
• Năng lượng sạch cần được phát triển ra sao và tận dụng mái nhà để lắp pin năng lượng mặt trời theo cách nào

Ngoài ra, nhóm dự án còn xây dựng một mô hình ảo của thành phố để họ có thể đánh giá nếu đổi một vài yếu tố thì nó sẽ ảnh hưởng ra sao tới nền nhiệt. Mô hình ảo này không chỉ bao gồm các tòa nhà và vị trí của chúng mà còn có dữ liệu về giao thông và hạ tầng, nhiệt độ chung, bức xạ từ mặt trời, khí hậu địa phương, tính chất thời tiết của địa phương, các khu vực hồ, nước, cách người dân di chuyển… Nhờ mô hình ảo, các nhà nghiên cứu có thể giả lập nhiều tình huống khác nhau, “xây ảo” một số thành phần mới, và nếu kết quả cho ra phù hợp, họ có thể bắt đầu xây dựng những sáng kiến này ngoài đời thật.

Mô hình nói trên không chỉ dùng cho Singapore, nó có thể dùng để mô phỏng lại bất kì thành phố nào trên thế giới, cho cả nhu cầu không để nhiệt xâm nhập hay muốn giữ nhiệt lại (dành cho xứ lạnh). Khi xây dựng thành một giải pháp đủ tốt, Singapore có thể “xuất khẩu” giải pháp này cho các quốc gia khác và thu tiền về, họ cũng có thể bán kèm những giải pháp đã triển khai cho đô thị thông minh.

Cái quan trọng đó là Singapore đã chọn một cách rất khoa học để giải quyết vấn đề của mình, và trong tương lai, thành phố này có thể trở thành một nơi xanh hơn, cuộc sống có thể tốt hơn hiện nay.

• Phát hiện loài người mới có đuôi, từng giao phối với tổ tiên chúng ta
• Bí ẩn về vật chất tối đã được giải mã?
• "Trinh nữ không gian" đột nhập Hệ Mặt trời: Đến từ thế giới y hệt chúng ta