"Vũ khí" chống nắng nóng tại các đô thị

Việc sử dụng lớp phủ có màu sáng đối với mái nhà hay mặt đường có khả năng giảm hiệu ứng đảo nhiệt đô thị vào mùa hè, khiến nhiệt độ tại các thành phố mát mẻ hơn.

Nếu nhiều người ở thành phố cảm thấy nóng bức khó chịu vào mùa hè, Guardian nhận định rất có thể nguyên nhân không chỉ là thời tiết. Môi trường nhân tạo đang làm trầm trọng thêm mức nhiệt cao trong mùa hè tại bất kỳ trung tâm đô thị nào.

Các phương tiện giao thông đang tỏa nhiệt trong cảnh tắc nghẽn. Máy điều hòa đẩy khí thải vào không khí. Bê tông và nhựa đường trên hầu hết bề mặt hấp thụ và bức xạ các tia nắng Mặt trời...

Việc sơn một lớp phủ màu trắng lên mái nhà sẽ giúp làm giảm mức nhiệt hấp thụ. (Ảnh: Guardian).

Tất cả yếu tố này góp phần tạo nên hiệu ứng “đảo nhiệt đô thị”, khiến nhiệt độ các thành phố có thể nóng hơn tới 10 độ C so với vùng nông thôn lân cận.

Nếu muốn thành phố trở nên mát mẻ hơn, việc thay đổi vật liệu xây dựng là điều cần thiết. Những vật liệu cứng và sẫm màu - bê tông, bê tông nhựa (asphalt), đá lát - hiện chiếm đa số ở các đô thị, song hầu hết chúng đều hấp thụ, thay vì phản xạ, bức xạ Mặt trời.

Tăng suất phản xạ (albedo) của bề mặt công trình và mặt đường sẽ giúp giảm thiểu hiệu ứng đảo nhiệt đô thị. Trong một ngày nắng điển hình, có khoảng 1 kW/m2 bức xạ Mặt trời chiếu vào bề mặt mái nhà. 20-95% bức xạ này được hấp thụ, tùy thuộc vào các màu mái nhà khác nhau, theo Conversation.

Giảm nhiệt độ

Một trung tâm nghiên cứu ở Australia cho biết lớp lát đường thông thường có thể đạt mức nhiệt lên tới 67 độ C, trong khi nhiệt độ của mái nhà thông thường có thể lên tới 60-90 độ C vào một ngày nắng nóng.

Nhiệt độ như vậy có thể có tác động đáng kể đến sức khỏe. Theo chuyên gia Arthur Rosenfeld, thuộc Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley, sống trên tầng cao nhất của một tòa nhà có mái tối màu được xác định là yếu tố nguy cơ gây tử vong trong đợt nắng nóng năm 1995 ở Chicago (Mỹ).

“Chính phủ có trách nhiệm cấm hoặc loại bỏ dần sử dụng mái nhà màu đen hoặc sẫm màu, ít nhất là ở những vùng khí hậu ấm áp, vì chúng gây ra rủi ro lớn cho sức khỏe”, ông nhận định.

Guardian cho rằng cách khắc phục tốt nhất là sử dụng các lớp phủ phản xạ nhiệt - thường là các sắc tố có màu sáng hơn trong bê tông nhựa hoặc các lớp phủ màu trắng dành cho đường, mái nhà và mặt tiền. Chúng sẽ giúp thành phố phản xạ nhiều năng lượng Mặt trời hơn.

Bức ảnh nhiệt của Sydney cho thấy nhiệt độ bề mặt cao của đường nhựa và các tòa nhà, trong khi nhiệt độ dưới bóng râm lại thấp hơn. (Ảnh: Guardian).

Ví dụ, theo sáng kiến mái nhà mát ở New York, hơn 500.000m² không gian mái nhà được phủ một lớp phản xạ màu trắng, giúp giảm thiểu khoảng 2.282 tấn CO₂ mỗi năm từ khí thải của việc làm mát.

Tại thành phố này, mái phản xạ được lắp đặt miễn phí trong các tòa nhà công cộng, cho các tổ chức phi lợi nhuận và nhà ở giá rẻ. Trong các tòa nhà khác, chủ sở hữu chỉ phải trả tiền vật liệu và không phải trả phí nhân công lắp đặt.

Biện pháp này khá đơn giản, nhưng mang đến hiệu quả lớn. Theo nghiên cứu của NASA, mái nhà màu trắng có thể mát hơn mái nhà màu đen điển hình tới 23 độ C trong ngày nóng nhất trong năm.

Câu hỏi về chi phí

ỞLos Angeles, không phải những mái nhà, những con đường mới là thách thức trong mùa hè. Hơn 10% diện tích đất của thành phố này là bê tông nhựa màu đen, hấp thụ tới 95% năng lượng Mặt trời, góp phần tạo nên "đảo nhiệt đô thị".

Và khi những con đường này trở nên nóng như thiêu như đốt, nhiệt xung quanh sẽ tỏa ra các khu dân cư lân cận. Điều này dẫn đến tình trạng ngột ngạt và ảnh hưởng đến sức khỏe cư dân. Bên cạnh đó, nó cũng khiến mức sử dụng năng lượng tăng đột biến, vì tất cả chiếc quạt và máy điều hòa không khí đó đều được chuyển sang chế độ làm mát tối đa.

Để đối phó với vấn đề này, thành phố đã sơn các con đường bằng chất trám màu trắng có độ phản xạ cao, với chi phí 40.000 USD/dặm (khoảng 1,6km). Các đo đạc ban đầu cho thấy nhiệt độ đã giảm đi sau khi sơn.

Các công nhân sơn chất trám phản xạ lên đường ở Los Angeles vào tháng 5/2017. (Ảnh: Cục Dịch vụ Đường phố Los Angeles).

CBS Los Angeles giải thích rằng bê tông nhựa tối màu có thể nhanh chóng nóng lên khi nhiệt độ tăng, hấp thụ 80-95% tia nắng Mặt trời. Vào ngày hè oi ả khi nhiệt độ lên tới 38 độ, nhiệt độ mặt đường ở Los Angeles có thể cao hơn con số đó tới 10 độ C. Hơn nữa, lớp phủ đó chỉ có tuổi thọ khoảng 7 năm.

Tuy nhiên, những người ủng hộ tin rằng những tiến bộ trong công nghệ nhựa đường sẽ làm giảm chi phí. Ngoài ra, TreeHugger cho rằng còn có những lợi ích kinh tế liên quan: "Cư dân trong các khu phố có đường được phủ lớp sơn trắng sẽ ít có khả năng bật điều hòa không khí hết công suất, giúp giảm thiểu hóa đơn năng lượng và khí thải".

Hơn nữa, bản chất phản xạ cao của bê tông nhựa được phủ trắng đồng nghĩa với việc không cần phải sớm bật hệ thống chiếu sáng đường phố vào buổi tối, từ đó giúp tiết kiệm thêm năng lượng.

Sức khỏe cộng đồng cũng được cải thiện, đặc biệt là trong các đợt nắng nóng nguy hiểm có khả năng trở nên tồi tệ hơn do nhựa đường tỏa nhiệt.

Hệ số phản xạ Mặt trời cao (hay albedo) là đặc điểm quan trọng nhất của mái nhà mát, vì nó giúp phản xạ ánh sáng Mặt trời và nhiệt ra khỏi tòa nhà.

Độ tỏa nhiệt cao cũng góp phần vào việc làm mát, đặc biệt là ở vùng khí hậu ấm và nhiều nắng. Những đặc tính này giúp mái nhà hấp thụ ít nhiệt hơn và làm mát hơn tới 28-33 độ C so với các vật liệu thông thường trong thời tiết cao điểm của mùa hè, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ nhận định.

Cập nhật: 24/04/2023 Zing