Thiết kế chịu nhiệt: Cách các nhà lãnh đạo thành phố sử dụng vật liệu xây dựng để chống nóng đô thị

Một giải pháp đã được đưa ra là tạo ra một vai trò mới cho chính quyền thành phố: Giám đốc Điều hành Nhiệt. Được bổ nhiệm tại các thành phố từ Freetown đến Miami, những người lãnh đạo này bảo vệ cư dân khỏi nắng nóng khắc nghiệt bằng cách tập trung vào các chiến lược khí hậu dài hạn và các biện pháp can thiệp tức thời nhằm giảm thiểu tác động của nắng nóng. Hầu hết những người lãnh đạo này là phụ nữ; nhiều người có nền tảng về y tế công cộng, phát triển bền vững và quy hoạch đô thị. Họ phối hợp với các cơ quan chính phủ và làm việc chặt chẽ với cộng đồng để đưa vấn đề nắng nóng vào trọng tâm của quy hoạch và thiết kế đô thị.

Mỗi thành phố đều có cách tiếp cận thách thức khác nhau, nhưng những nỗ lực này đang dần hình thành nên một cẩm nang hữu ích để giải quyết vấn đề nhiệt độ đô thị cực đoan. Các Giám đốc Nhiệt đang giới thiệu các vật liệu mới, thiết kế các tòa nhà và cảnh quan đường phố mát mẻ hơn, đồng thời tích hợp bóng râm và thảm thực vật vào kết cấu đô thị. Việc hợp tác với các kiến trúc sư, kỹ sư và nhà quy hoạch đang định hình lại cách các thành phố ứng phó với tác động của khí hậu. Thay vì coi nhiệt độ là vấn đề thứ yếu, họ coi nó là thách thức cốt lõi và tạo ra các mô hình để bảo vệ những cộng đồng dễ bị tổn thương nhất do nhiệt độ cao.

Mái che làm mát như một cơ sở hạ tầng công cộng ở Freetown, Sierra Leone

Nhiều cư dân làm việc và mua sắm tại các khu chợ tự phát ở Freetown, nơi đang phải đối mặt với những nguy cơ ngày càng nghiêm trọng do nắng nóng khắc nghiệt. Thường không được lát đá và phơi nắng, những khu chợ này thiếu cơ sở hạ tầng để bảo vệ người bán và khách hàng khỏi nhiệt độ cao. Eugenia Kargbo, Giám đốc phụ trách Nhiệt của Freetown, đã ứng phó bằng một phương pháp thiết thực, tập trung vào cộng đồng, phản ánh thực tế cuộc sống thường nhật tại một trong những thành phố dễ bị ảnh hưởng bởi nắng nóng nhất thế giới.

Hợp tác chặt chẽ với các nhà cung cấp và các bên liên quan tại địa phương, Kargbo đã chỉ đạo việc lắp đặt các cấu trúc che nắng dạng mô-đun, phản chiếu ánh sáng mặt trời và cho phép không khí lưu thông. Nhẹ và phù hợp với bố cục của từng khu chợ, những mái che này được xây dựng từ các vật liệu được lựa chọn kỹ lưỡng về độ bền và hiệu suất làm mát. Đồng thời, thành phố đang trồng cây xanh để mở rộng tán cây tự nhiên, tạo bóng mát và giảm nhiệt thông qua quá trình thoát hơi nước. Các nhà cung cấp cho biết họ có thể làm việc nhiều giờ hơn mà không cảm thấy khó chịu, một cải thiện đáng kể cho cuộc sống hàng ngày.

Chiến lược của Freetown chứng minh rằng việc chống nóng đô thị không phải lúc nào cũng đòi hỏi cơ sở hạ tầng quy mô lớn. Các biện pháp can thiệp chi phí thấp, hiệu quả cao, xuất phát từ nhu cầu địa phương, có thể giảm thiểu tác động của nhiệt độ cao và cải thiện chất lượng cuộc sống. Đối với các thành phố có nguồn lực hạn chế, mô hình này cung cấp một kế hoạch hành động khả thi.

Mái nhà mát mẻ trên các tòa nhà công cộng ở Santiago de Chile

Trong khi Freetown giải quyết vấn đề nhiệt độ tại các khu chợ tự phát, Santiago nhắm đến cơ sở hạ tầng thể chế để giảm nhiệt độ đô thị. Dưới sự lãnh đạo của Giám đốc Nhiệt Patricia Pastén Valdés, thành phố đang biến mái nhà của các tòa nhà công cộng thành tài sản thích ứng với biến đổi khí hậu.

Một trong những dự án đầy tham vọng nhất đang được triển khai tại Bệnh viện Maipú, nơi hơn 1.000m2 mái xanh đã được lắp đặt. Các hệ thống này bao gồm màng chống thấm, lớp thoát nước, đất nhân tạo và cây bản địa hoặc cây chịu hạn. Các lớp này phối hợp với nhau để cách nhiệt tòa nhà, giảm nhu cầu làm mát và quản lý nước mưa. Nhân viên và bệnh nhân cũng tạo nên sự kết nối rất cần thiết với cây xanh.

Để hỗ trợ việc triển khai rộng rãi hơn, Santiago đang thu thập dữ liệu hiệu suất từ các địa điểm thí điểm để đánh giá lợi ích của mái nhà xanh. Thành phố đang xây dựng các tiêu chuẩn thiết kế về độ bền, khả năng bảo trì và hiệu suất nhiệt. Kinh nghiệm của Santiago định hình lại mái nhà xanh không chỉ là một phần bổ sung thiết kế mà còn là cơ sở hạ tầng thiết yếu hỗ trợ sức khỏe, sự thoải mái và tính bền vững.

Bề mặt phản chiếu ở Athens, Hy Lạp

Athens đang trải qua một trong những đợt nắng nóng đô thị khắc nghiệt nhất châu Âu. Vào mùa hè, nhiệt độ thường tăng cao hơn mức an toàn, và nhiệt độ bị hấp thụ bởi đường phố và không gian công cộng được lát bằng vật liệu tối màu, dày đặc. Nhận thấy môi trường xây dựng là một yếu tố quan trọng trong việc giữ nhiệt, Giám đốc Nhiệt Elissavet Bargianni đã khởi động một chương trình toàn thành phố tập trung vào vật liệu phản quang.

Athens đang áp dụng lớp phủ phản xạ năng lượng mặt trời có độ phản xạ cao cho vỉa hè và khu vực dành cho người đi bộ tại các khu vực được xác định thông qua bản đồ nguy cơ chịu nhiệt. Các bản đồ này kết hợp dữ liệu môi trường với các chỉ số xã hội để ưu tiên các biện pháp can thiệp khi cần thiết nhất. Những phát hiện ban đầu cho thấy bề mặt phản xạ có thể hạ nhiệt độ vỉa hè tới 12 độ C, cải thiện sự thoải mái về nhiệt cho người đi bộ và giảm tải nhiệt cho các tòa nhà lân cận.

Thành phố đang cập nhật các hướng dẫn về công trình công cộng để đưa khả năng phản xạ bề mặt vào tiêu chuẩn hiệu suất. Sự thay đổi này cho thấy việc lựa chọn vật liệu, ngay cả những lựa chọn tương đối đơn giản, cũng có thể đóng góp vào các chiến lược làm mát đô thị rộng hơn. Athens đang chứng minh rằng thiết kế sáng tạo có thể mang lại khả năng phục hồi khí hậu đáng kể.

Bản đồ nhiệt độ và sức khỏe cộng đồng tại Miami, Hoa Kỳ

Miami đang xem nắng nóng cực độ là một vấn đề sức khỏe cộng đồng. Dưới sự chỉ đạo của Giám đốc Nhiệt độ Jane Gilbert , thành phố đang tích hợp đổi mới vật liệu với phân tích dữ liệu để xác định và bảo vệ các cộng đồng dễ bị tổn thương nhất. Phương pháp tiếp cận của thành phố kết hợp lớp phủ phản quang và mở rộng độ che phủ tán cây ở những khu vực có mức độ tiếp xúc với nhiệt độ cao nhất.

Các công nghệ bề mặt phản quang đang được thử nghiệm trên đường bộ, sân chơi và bãi đỗ xe. Các công nghệ này bao gồm chất bịt kín phản quang năng lượng mặt trời và lớp phủ cải tiến được thiết kế để đảm bảo độ bền trong điều kiện khí hậu ẩm ướt của Miami. Dữ liệu giám sát cho thấy bề mặt đã qua xử lý mát hơn tới 10 độ C so với nhựa đường chưa qua xử lý, giúp giảm nhiệt độ môi trường xung quanh.

Song song đó, Miami đang đầu tư vào lâm nghiệp đô thị. Đánh giá Tán cây Đô thị của thành phố hướng dẫn việc trồng hàng ngàn cây mới ở những khu dân cư có độ che phủ tán cây thấp. Bằng cách phủ bản đồ này với dữ liệu sức khỏe, bao gồm cả các ca bệnh liên quan đến nhiệt độ cao, Miami đang nhắm mục tiêu các biện pháp can thiệp có tác động đáng kể nhất.

Cách tiếp cận kết hợp này liên kết thích ứng với khí hậu với sức khỏe cộng đồng, tạo ra một khuôn khổ ưu tiên công bằng và kết quả có thể đo lường được . Miami đang cho thấy các thành phố có thể sử dụng các giải pháp vật liệu để hạ nhiệt độ, giảm thiểu rủi ro sức khỏe và cải thiện chất lượng cuộc sống của cư dân như thế nào.

Vật liệu như cơ sở hạ tầng khí hậu đô thị

Sự thay đổi trong cách các thành phố hiểu về vật liệu xây dựng kết nối tất cả những nỗ lực này. Không còn thụ động hay trung tính, vật liệu được định nghĩa lại thành công cụ chủ động trong cuộc chiến chống lại nhiệt độ cực cao. Chúng có thể phản xạ, cách nhiệt, hấp thụ hoặc làm chệch hướng năng lượng nhiệt. Chúng tương tác với mặt trời, không khí và nước. Quan trọng nhất, chúng được lựa chọn không chỉ vì chi phí hay vẻ ngoài mà còn vì khả năng bảo vệ con người.

Đối với các nhà thiết kế, điều này vừa là thách thức vừa là cơ hội. Các khái niệm như khối lượng nhiệt, độ thấm, độ phản xạ năng lượng mặt trời và suất phản chiếu đang trở nên thiết yếu như hình thức và chức năng. Một vỉa hè phản quang hay một mái nhà xanh có vẻ như là một chi tiết riêng lẻ, nhưng khi được triển khai trên quy mô lớn, những lựa chọn này sẽ định hình lại cách các thành phố quản lý nhiệt. Vật liệu tốt giúp giảm tải năng lượng. Những vật liệu tốt nhất sẽ giảm thiểu rủi ro sức khỏe và thậm chí cứu sống con người.

Hướng tới một cẩm nang về khả năng phục hồi nhiệt

Những gì chúng ta đang chứng kiến ở các thành phố trên toàn thế giới không chỉ là một loạt các thí nghiệm riêng lẻ, mà là những chương đầu tiên của một cẩm nang toàn cầu. Mỗi Giám đốc Nhiệt độ đóng góp các chiến lược, dữ liệu và mô hình thiết kế mới, giúp mở rộng hiểu biết chung của chúng ta về cách quản lý nhiệt độ tăng cao. Các phương pháp này khác nhau tùy theo vùng khí hậu, văn hóa và nền kinh tế, nhưng tất cả đều thống nhất bởi một nguyên tắc: nhiệt độ là một rủi ro có thể được giảm thiểu thông qua thiết kế.

Công trình này định nghĩa lại vật liệu như một cơ sở hạ tầng khí hậu chủ động. Các bề mặt từng hấp thụ và lưu trữ nhiệt giờ đây được tái hiện thành công cụ làm mát và bảo vệ. Đường phố không còn là vùng đất trung tính nữa; chúng có thể gây hại hoặc chữa lành, tùy thuộc vào vật liệu cấu thành. Với vật liệu tốt hơn, các thành phố không chỉ đơn thuần chịu nhiệt mà còn định hình, chuyển hướng và giảm thiểu tác động của nhiệt lên cuộc sống hàng ngày.

Đối với các hoạt động thiết kế và quy hoạch, thông điệp rất rõ ràng. Thích ứng với biến đổi khí hậu không chỉ là việc bảo vệ các tòa nhà trong tương lai. Nó còn là việc xem xét lại từng lớp cấu trúc đô thị về mặt nhiệt độ, công bằng và khả năng sinh tồn. Trong lĩnh vực mới nổi này, hiệu suất không chỉ được đo lường bằng việc tiết kiệm năng lượng hay không gian mát mẻ hơn, mà còn bằng số giờ làm việc ngoài trời được phục hồi, số lần phải nhập viện được giảm thiểu, và số mạng sống được cứu sống. Những thước đo mới về thành công trong thiết kế đô thị này sẽ định nghĩa lại chính di sản của các thành phố chúng ta.