Quốc gia 'nghiện' điều hòa nhất thế giới đang làm mát thế nào

Singapore là một trong những quốc gia đầu tư “mát tay” nhất cho các biện pháp giải nhiệt mùa nóng. Đây cũng là điều dễ hiểu, khi trung tâm tài chính nổi danh Đông Nam Á đã nóng lên nhanh gấp đôi so với mức trung bình của thế giới trong 6 thập kỷ trở lại.

2023 vừa qua cũng là năm nóng kỷ lục thứ 4 ở Singapore. Các nhà nghiên cứu dự đoán nhiệt độ thậm chí còn nóng hơn trong những tháng và năm tới. Đến cuối thế kỷ này, Singapore có thể phải đối mặt tới 351 ngày “rất nóng” mỗi năm, nhiệt độ vượt quá 35 độ C.

Quốc gia “nghiện” điều hòa bậc nhất thế giới

Trong nhiều thập kỷ qua, cây xanh là công cụ đắc lực cho đảo quốc trong cuộc chiến với nhiệt độ tăng hàng năm. Nhưng ngày càng có nhiều thiết kế tòa nhà và công nghệ thông minh được phát minh, trở thành trọng tâm của chiến lược “tránh nóng”: từ mái nhà thông gió và làm mát hình cánh hoa, ống nước ngầm, đến mô hình dữ liệu dự đoán các quyết định quy hoạch đô thị trong tương lai sẽ ảnh hưởng đến mức nhiệt như thế nào.

Một trong những mục tiêu của Singapore là giảm nhiệt độ cho 5,9 triệu cư dân mà không làm tăng lượng khí thải carbon. Song, ngay cả khi nỗ lực giảm một nửa lượng khí thải vào năm 2050, Singapore vẫn có số lượng máy điều hòa không khí bình quân đầu người cao hơn bất kỳ nơi nào khác ở Đông Nam Á. Cái nóng và độ ẩm không ngừng khiến quốc gia này trở thành một trong những quốc gia hàng đầu thế giới về sử dụng điều hòa.

Một con phố ở Singapore, được mệnh danh là "hẻm điều hòa không khí". Ảnh: New York Times.

Vị Thủ tướng đầu tiên của Singapore, ông Lý Quang Diệu, coi điều hòa không khí là một trong những phát minh vĩ đại nhất và nói rằng nó “đã thay đổi bản chất của nền văn minh bằng cách tạo điều kiện cho sự phát triển ở vùng nhiệt đới”. “Không có điều hòa, bạn chỉ có thể làm việc vào những giờ mát mẻ vào sáng sớm hoặc lúc chạng vạng,” ông nói.

Theo khảo sát của Cơ quan Môi trường Quốc gia năm 2017, thói quen sử dụng máy điều hòa không khí đã khiến mức tiêu thụ điện của hộ gia đình tăng đáng kể, lên đến 17% trong một thập kỷ.

Chỉ riêng điều hòa không khí đã chiếm khoảng 24% mức tiêu thụ điện trung bình của một hộ gia đình Singapore. Đồng thời, các tòa nhà và nhà ở tạo thành nguồn phát thải carbon lớn thứ hai ở Singapore với 19%, một phần đáng kể trong số đó là từ điều hòa không khí.

Dan Richards, điều tra viên tại dự án Natural Capital Singapore tại SEC, cho biết khu vực thương mại của thành phố có thể tạo ra lượng nhiệt cao gấp 5 lần so với khu dân cư. Trong khi mật độ giao thông và hoạt động công nghiệp tăng sẽ làm tăng lượng nhiệt tỏa ra, các tòa nhà cao tầng và những con đường nhỏ, hẹp lại ngăn cản lượng nhiệt thoát ra ngoài.

“Với khí hậu nóng và ẩm ở Singapore, điều hòa không khí trở nên phổ biến, nhưng đồng thời cũng là một tác nhân gây tiêu tốn năng lượng. Vì vậy, các tòa nhà được thiết kế để giảm thiểu việc sử dụng điều hòa không khí. Điều này cũng sẽ làm giảm lượng nhiệt thải ra môi trường”, Wong Nyuk Hien, Giáo sư tại Đại học Quốc gia Singapore, cho biết.

Chỉ trồng cây thôi vẫn chưa đủ để làm mát thành phố

Được gọi là Garden City - nơi xanh nhất thế giới - Singapore từ lâu đã nhận ra lợi ích của cây xanh. Richards cho biết thảm thực vật có thể làm giảm nhiệt độ không khí từ 1-2 độ C và mang lại bóng mát.

Ngay từ thời lập quốc, cố Thủ tướng Lý Quang Diệu đã muốn cây xanh trải khắp các con đường của hòn đảo và chỉ thị các cơ quan liên quan trồng chúng ở bất cứ nơi nào có thể. Đầu năm 2022, chính phủ Singapore cũng tuyên bố sẽ trồng một triệu cây trong thập kỷ tới, gấp đôi tốc độ hiện tại. Wong cho biết mức độ bao phủ hiện nay là khoảng 56%.

Cây xanh được tích hợp vào thiết kế khách sạn Pickering Hotel ở Singapore. Ảnh: New York Times.

Song, cách làm này cũng có những hạn chế nhất định. Trồng nhiều cây hơn có thể làm giảm tốc độ gió và tăng độ ẩm. Theo các nghiên cứu trong nước, tác dụng làm mát của cây xanh trên mặt tiền tòa nhà chỉ có thể được cảm nhận trong phạm vi 4 mét và hầu như không có tác động ở khoảng cách xa hơn.

Gerhard Schmitt, nhà nghiên cứu chính của dự án Cooling Singapore, cho hay thảm thực vật “không thể bù đắp hoàn toàn lượng nhiệt chủ động và thụ động do con người thải vào hệ thống đô thị”.

Do đó, Singapore đã áp dụng hàng loạt công nghệ thông minh để kiểm soát nhiệt độ.

Không chỉ riêng đảo quốc châu Á, nhiều thành phố trên khắp thế giới cũng đặt câu hỏi làm thế nào để thiết kế các khu vực đô thị tốt hơn để có khả năng làm mát tự nhiên. Ở Singapore, một trong những giải pháp là xây tòa nhà với chiều cao khác nhau để cải thiện lưu lượng gió.

Các bề mặt bóng râm phản chiếu trên vỉa hè và mặt tiền có thể làm giảm sự hấp thụ nhiệt. Các công trình nước như ao và đài phun nước có thể làm giảm nhiệt độ môi trường cao điểm xuống vài độ.

CapitaGreen, một tòa nhà văn phòng 40 tầng, được xây dựng với cấu trúc giống như cánh hoa. Phần đỉnh của tòa nhà có nhiệm vụ hút không khí mát mẻ ở độ cao 242 mét.

Hệ thống làm mát ngầm dưới các tòa nhà ở vịnh Marina, Singapore. Ảnh: Bloomberg, SP Group.

Tại Bệnh viện Woodlands Health Campus, các tòa nhà cũng được định hướng theo hướng Bắc - Nam để giảm thiểu sức nóng bị mắc kẹt. Các con đường trong khuôn viên được xây dựng dưới lòng đất để giảm tình trạng bề mặt nhựa đường giữ nhiệt. Singapore còn sơn mái của một số tòa nhà bằng sơn phản chiếu màu sáng, giúp hấp thụ ít nhiệt hơn và có thể giảm nhiệt độ môi trường xung quanh các tòa nhà tới 15 độ C.

Thay vì làm mát từng không gian nhỏ, Vịnh Marina của Singapore được quy hoạch tập trung, làm mát nhiều tòa nhà cùng một lúc bằng cách cho nước lạnh chạy qua mạng lưới đường ống cách nhiệt. Mạng lưới làm mát khu vực hiệu quả hơn nhiều so với nhiều thiết bị điều hòa không khí nhỏ, giảm cả mức tiêu thụ năng lượng và nhiệt thải.

Nhà thầu quản lý hệ thống này, SP Group, cho biết mạng lưới có thể giảm 30% mức sử dụng năng lượng, tiết kiệm khí thải tương đương với việc đưa 4.500 chiếc xe chạy bằng xăng trên đường.

Bloomber cho rằng những giải pháp thông minh này rất cần thiết để giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu đối với thành phố. “Trồng cây không hề gây hại, mà ngược lại rất lợi cho chất lượng cuộc sống. Nhưng nó không đủ để đảo ngược sự nóng lên của thành phố”, Vinod Thomas, giáo sư tại Trường Chính sách công Lý Quang Diệu ở Singapore, kết luận.