"Thu gom nước mưa từ mái nhà và sử dụng hợp lý để làm mát có thể là một cách hiệu quả để giảm tiêu thụ năng lượng và nhiệt độ trong các thành phố". Ý tưởng này, được phát biểu gần đây trên Euronews, nghe có vẻ đơn giản. Nhưng đằng sau nó là vật lý và kỹ thuật cụ thể.
Vấn đề có thể thấy từ mái nhà
Vào mùa hè, thành phố nóng hơn khu vực xung quanh: nhựa đường, bê tông, mái tối tích tụ nhiệt. Sự chênh lệch giữa trung tâm đô thị và vùng ngoại ô đạt 4–7 °C — đây là hiệu ứng đảo nhiệt đô thị. Máy điều hòa, chống lại điều này, thải ra ngoài đường nhiều nhiệt hơn và tiêu thụ tới 15–20 % điện năng cao điểm mùa hè. Vòng luẩn quẩn: càng nóng, chúng ta càng làm mát, và càng trở nên nóng hơn.
Ý tưởng đề xuất điều gì
Mái nhà của tòa nhà là một bộ thu nước sẵn có với diện tích hàng trăm và hàng nghìn mét vuông. Nước mưa từ đó không nhất thiết phải chảy vào cống thoát nước mưa. Nó có thể:
- được dẫn vào tháp giải nhiệt và thiết bị làm mát bay hơi của các tòa nhà thương mại như nước cấp — mềm, không có muối cứng, không tạo cặn;
- được sử dụng để tưới cho mái nhà xanh và mặt tiền, nhờ sự bay hơi, giảm nhiệt độ mái xuống 15–25 °C và giảm lượng nhiệt truyền vào tòa nhà;
- được cung cấp cho hệ thống phun sương trên đường phố và trong sân, làm giảm nhiệt độ không khí cục bộ xuống 3–6 °C.
Điều này mang lại gì về mặt con số
- Độ mềm của nước mưa (khoáng hóa 10–50 mg/l so với 200–600 mg/l của nước máy) kéo dài tuổi thọ của bộ trao đổi nhiệt và giảm chi phí xử lý nước.
- Làm mát bay hơi tiêu thụ ít điện hơn 3–5 lầnso với máy điều hòa nén cùng công suất.
- Mái nhà xanh, được nuôi dưỡng bằng nước mưa thu được, giảm nhu cầu điều hòa của tòa nhà xuống 20–30 % ở các tầng trên.
- Ở quy mô khu phố, mạng lưới các giải pháp như vậy có thể giảm nhiệt độ không khí cục bộ xuống 1–3 °C — mà không cần thêm một kilowatt nào từ lưới điện.
Cần gì để triển khai
Không có gì cách mạng: hệ thống máng xối, bộ lọc lưới, bể chứa, máy bơm và hệ thống tự động. Tất cả đều có sẵn trên thị trường, tất cả đều tính theo tiêu chuẩn xây dựng thông thường. Điều quan trọng là phải đưa sơ đồ vào từ giai đoạn thiết kế hoặc cải tạo lớn, chứ không phải cố gắng 'gắn thêm' sau này.
Tại sao lại là bây giờ
Các đợt nắng nóng mùa hè ở châu Âu đã trở nên thường xuyên hơn 2–3 lần so với bốn thập kỷ trước. Các thành phố đang tìm cách thích nghi mà không tăng tiêu thụ năng lượng vô hạn. Nước mưa rơi xuống mái nhà là nguồn tài nguyên không phải trả tiền, không cần khử muối và không phụ thuộc vào tải của hệ thống cấp nước trong thời gian cao điểm nắng nóng.
Ý tưởng không phải là thay thế tất cả máy điều hòa. Ý tưởng là ngừng đổ xuống cống những gì có thể làm mát thành phố.
Nơi đã hoạt động
Ý tưởng đã vượt ra khỏi phạm vi các dự án thí điểm từ lâu. Một vài ví dụ:
Singapore. Chương trình ABC Waters (Active, Beautiful, Clean Waters) từ năm 2006 bắt buộc các tòa nhà lớn phải thu gom nước mưa. Trong các khu phức hợp thương mại ở khu Marina Bay, nước thu từ mái nhà được dùng để cấp cho tháp giải nhiệt và tưới cho các mặt tiền xanh, giảm lượng nước uống dùng cho làm mát xuống tới 40 %.
Đức. Stuttgart, Berlin, Hamburg trợ cấp lắp đặt bể chứa nước mưa từ những năm 1990. Tại Stuttgart, hơn 40 % các tòa nhà thương mại mới được trang bị hệ thống thu nước từ mái; một phần đáng kể được dùng cho làm mát bay hơi và tưới cho mái nhà xanh, giảm hiệu ứng đảo nhiệt đô thị.
Nhật Bản. Tokyo từ năm 2001 yêu cầu các tòa nhà có diện tích trên 1 000 m² phải có hệ thống thu gom nước mưa. Khu phức hợp Tokyo Skytree dẫn nước thu được vào vòng làm mát và tưới cho khu vực xung quanh.
Copenhagen. Sau trận mưa lớn thảm khốc năm 2011, thành phố đã tái cấu trúc chiến lược thoát nước: nước mưa giờ được coi là tài nguyên. Trong các khu phố mới, nó cung cấp cho hệ thống làm mát bay hơi của sân và mái nhà xanh.
Basel (Thụy Sĩ). Một trong những tỷ lệ mái nhà xanh trên đầu người cao nhất thế giới. Nhiều trong số đó được cấp nước bằng nước mưa thu gom, giúp giảm lượng nhiệt truyền vào các tầng trên và giảm tải cho máy điều hòa.
Melbourne và Sydney. Các tiêu chuẩn Úc Green Star khuyến khích sử dụng nước mưa trong các vòng làm mát của tòa nhà văn phòng; một số trung tâm thương mại ở khu trung tâm Melbourne đáp ứng tới 60 % nhu cầu cấp nước cho tháp giải nhiệt bằng nước mưa.
Điểm chung của tất cả các ví dụ này là: công nghệ không phải là thử nghiệm. Nó được sản xuất hàng loạt, được tính toán kỹ lưỡng và đã được đưa vào các quy chuẩn xây dựng và chương trình thích ứng với nhiệt độ đô thị. Câu hỏi cho các thành phố khác không phải là "liệu nó có hiệu quả không", mà là "chúng ta bắt đầu nhanh đến mức nào".
