Những kỹ thuật làm mát cổ xưa - giải pháp bền vững cho tương lai

Dự báo

Theo dự báo của Standard and Poor’s Global, Ấn Độ sẽ trở thành nền kinh tế lớn thứ ba thế giới vào năm 2030-2031. Đồng thời, Ấn Độ cũng là quốc gia tiêu thụ năng lượng lớn thứ ba thế giới, chỉ sau Trung Quốc và Indonesia. Nhu cầu sử dụng năng lượng trong nước ngày càng tăng do sự mở rộng nền kinh tế, đô thị hóa, dân số tăng và mức sống được cải thiện. Cùng với tình hình biến đổi khí hậu, nhiệt độ Trái Đất đã tăng 1,1 độ C, khiến Ấn Độ đang trải qua những ngày hè nóng bức hơn trước đây, từ đó làm gia tăng nhu cầu sử dụng điều hòa không khí.

Những kỳ quan của Ấn Độ

Hiện nay, các công trình nhà ở, căn hộ, tòa nhà thương mại, v.v. thường được xây dựng mà không chú trọng đến việc tiết kiệm năng lượng. Ấn Độ nằm trong khu vực cận nhiệt đới với mùa hè kéo dài hơn so với các mùa khác. Việc sống trong các tòa nhà bê tông giống như sống trong một nồi áp suất mà không có điều hòa. Các tòa nhà thương mại trở thành những nơi tích tụ khí gas, góp thêm một lượng lớn phát thải khí nhà kính. Ấn Độ đã cam kết đạt mức phát thải CO2 bằng 0 vào năm 2070. Chính phủ đang triển khai nhiều dự án, chiến dịch và sáng kiến để đạt được mục tiêu này. Nhưng liệu như vậy đã đủ hay chưa? Chỉ có chính phủ mới là người cần có trách nhiệm hành động? Những kiến trúc sư, kỹ sư, nhà thiết kế, nhà quy hoạch đô thị, khí hậu học, nhà bảo vệ môi trường, nhà nghiên cứu, v.v. đang ở đâu trong con đường thay đổi phía trước? Trách nhiệm dường như cần đặt lên đều với mọi công dân, với việc thay đổi cách sử dụng lãng phí năng lượng và quay lại với những kỹ thuật làm mát truyền thống. Thị trường cũng cần thúc đẩy lại nhu cầu sử dụng các kỹ thuật làm mát thụ động đã bị lãng quên.

Một dẫn chứng thực tế là ở Rajastha, vùng hiện chịu ảnh hưởng của những điều kiện mùa hè cực kỳ khắc nghiệt, đôi khi dẫn đến hạn hán. Ở những nơi có nhiều không khí nóng như vậy, không khí được đưa vào các lỗ nhỏ với tốc độ cao hơn, tạo ra một làn gió mát nhờ lợi dụng hiệu ứng Venturi. Nghiên cứu tiền thân của ứng dụng này - định lý Bernoulli, lập luận rằng "Khi không khí đi qua một khu vực bị thu hẹp, tốc độ của nó sẽ tăng, áp suất giảm và không khí trở nên mát hơn." Một ví dụ thực tế là Hawa Mahal (Cung điện Gió) ở Jaipur, với 953 cửa sổ nhỏ có lưới chạm khắc, hay gọi là jali.

Một ví dụ khác là pháo đài Agra Fort, nơi đã sử dụng nước để giữ mát vào mùa hè. Tường thành của pháo đài được xây bằng đá sa thạch đỏ, một vật liệu dẫn nhiệt kém được làm dày và rỗng. Nước được đổ vào giữa các lớp tường để làm mát vào mùa hè, và phần khoảng trống không có nước sẽ giúp giữ nhiệt ấm cho công trình vào mùa đông. Điều thú vị là cho đến nay, không có hiện tượng thấm nước hay ẩm ướt nào xảy ra trong tường. Các kiến trúc sư và nhà thiết kế nên lấy cảm hứng từ những kỳ quan này và giúp người dân hiểu được tầm quan trọng của từng yếu tố kiến trúc. Mọi yếu tố không chỉ phục vụ thẩm mỹ.

Giải pháp cho chất lượng cuộc sống

Ba yếu tố quan trọng đóng góp vào giải pháp cho các toà nhà và cuộc sống thoải mái trong tương lai là: che bóng, thông gió và cách nhiệt. Tất cả ba yếu tố này đều quan trọng như nhau. Các thiết bị che bóng, như chajja, được đặt phía trên cửa sổ bên ngoài để giảm bớt nhiệt độ trực tiếp vào mùa hè, đồng thời cho phép ánh sáng mặt trời thấp đi vào trong không gian khi mùa đông tới. Tuy nhiên, hiện nay, chajja không còn được sử dụng phổ biến. Nếu nhà thầu xây dựng nhận yêu cầu thi công từ chủ đầu tư, đôi khi chỉ làm cho có mà không chú trọng chất lượng, dẫn đến các khe hở có thể gây thấm nước trong mùa mưa hoặc thậm chí sử dụng vật liệu kém chất lượng. Do đó, chajja hiện nay không đủ vững chắc để chịu được sức gió mạnh trong các tòa nhà cao tầng.

Về thông gió, hướng gió đóng vai trò rất quan trọng khi bố trí cửa sổ. Vị trí cửa sổ đối diện nhau là lý tưởng, tức là một cửa sổ ở tường phía nam và cửa sổ còn lại ở tường phía bắc để đảm bảo lưu thông không khí hiệu quả. Việc đặt cửa sổ ở tường phía tây không phải lý tưởng do quỹ đạo chuyển động của mặt trời từ đông sang tây qua phía nam. Yếu tố thứ ba là cách nhiệt để đạt được nhiệt độ dễ chịu nhất. Điều này phụ thuộc vào vật liệu sử dụng. Hiện nay, bê tông cốt thép được sử dụng trong các tòa nhà cao tầng vì nó nhẹ và giúp các tòa nhà cao tầng giữ được cân bằng về trọng lượng. Tuy nhiên, tường xây dựng rất mỏng, đôi khi chỉ khoảng 150 mm, khiến nó trở thành vật liệu dẫn nhiệt tốt, từ đó tăng nhu cầu sử dụng điều hòa không khí trong không gian. Trong tương lai, độ dày của các bức tường nên được cân nhắc tăng lên hoặc sử dụng vật liệu cách nhiệt tốt hơn. Một giải pháp khác là làm tường rỗng hoặc tường có các lỗ rỗng, giúp giảm sự hấp thụ nhiệt bằng cách tạo ra khoảng trống bên trong.

Việc cân nhắc những yếu tố trên cho tương lai là cấp thiết ngay hôm nay, nếu không những sai lầm đã có sẽ lặp lại. Chúng ta cần học hỏi và cải thiện ngay. Những kỹ thuật truyền thống trong quá khứ vốn rất bền vững, chúng đem lại cho các công trình khả năng chống chịu tuyệt vời trước những điều kiện khí hậu và môi trường khắc nghiệt, nhờ đó đóng góp vào một trải nghiệm thoải mái nhất khi sống trong những căn nhà thuộc bất kể khí hậu và khu vực địa lý nào.