جمع آوری آب باران از سقفها و استفاده هدفمند از آن برای خنک کردن میتواند راهکاری عملی برای کاهش همزمان مصرف انرژی و دمای شهرها باشد.
آب باران پشتبامها پس از تابستان سوزان اروپا میتواند به ابزاری پنهان برای مقابله با گرمای شدید تبدیل شود.
آگهی
آگهی
پژوهش تازهای در دانشگاه منچستر بریتانیا سامانهای را مدلسازی کرده که آب باران جمعآوریشده از پشتبامها را ذخیره میکند و در دورههای هوای گرم بهطور خودکار آن را روی ساختمانها میپاشد.
این مطالعه که در نشریه علمی Earth’s Future (منبع به زبان انگلیسی) منتشر شده است نشان میدهد پشتبامهای خنکتر گرمای کمتری را به داخل ساختمان منتقل میکنند، در نتیجه نیاز به سامانههای تهویه مطبوع کاهش مییابد و مصرف انرژی مورد استفاده برای خنکسازی پایین میآید.
کاهش استفاده از سامانههای تهویه مطبوع همچنین به معنای آن است که گرمای هدررفته کمتری وارد شهر میشود. پژوهشگران میگویند مجموع این اثرها میتواند دمای شهرها را پایین بیاورد، تعداد روزهای موج گرما را کاهش دهد و از شدت رویدادهای گرمای شدید بکاهد.
پشتبامها میتوانند برای شهرها نقش «خنکسازی راهبردی» ایفا کنند
این مطالعه که شهر توکیو را بهعنوان مطالعه موردی انتخاب کرده است نشان میدهد زمان روشن شدن آبپاشها، مثلا هنگامی که دمای پشتبام به حد مشخصی میرسد، تاثیری بیشتر از اندازه مخزن یا حجم آبی دارد که استفاده میشود.
نتیجه دیگر این بود که بزرگتر بودن همیشه به معنای بهتر بودن نیست. در واقع، مخزنهای بسیار بزرگ تنها «کاهشهای اضافی اندک» در مصرف انرژی و گرمای شدید ایجاد کردند و افزودن آب بیشتر هم همیشه به خنکسازی بیشتر منجر نشد، زیرا بخشی از آن روی پشتبام باقی میماند و بهجای تبخیر شدن جمع میشد.
دکتر ژونگهوآ ژنگ، نویسنده اصلی این پژوهش در دانشگاه منچستر، میگوید: «شهرهای سراسر جهان با چالشهای فزاینده ناشی از گرمای شدید روبهرو هستند.»
او ادامه میدهد: «تهویه مطبوع میتواند به حفظ ایمنی و آسایش مردم کمک کند اما همزمان انرژی بسیار زیادی مصرف میکند و گرمای بیشتری را وارد محیط شهری میکند. مطالعه ما نشان میدهد جمعآوری آب باران از پشتبامها و استفاده راهبردی از آن برای خنکسازی میتواند راهکاری عملی برای کاهش همزمان تقاضای انرژی و دمای شهرها باشد.»
دکتر ژنگ اضافه میکند که مزایای جمعآوری آب باران پشتبامها در «سالهای گرمتر» حتی بیشتر میشود و همین نشان میدهد این رویکرد با ادامه روند گرم شدن اقلیم میتواند اهمیت بیشتری پیدا کند.
این مطالعه میتواند به مقامهای محلی و برنامهریزان شهری کمک کند تا ضمن در نظر گرفتن ملاحظات عملی مانند هزینه و دسترسی به منابع آب، ارزیابی کنند سامانههای خنکسازی مبتنی بر آب باران چگونه ممکن است در مناطق خودشان عمل کنند.
جونجی یو، پژوهشگر دکترا در دانشگاه منچستر، میگوید: «مخزن آب باران برای کاهش رواناب شدید شهری نیز یک مزیت جانبی اضافی فراهم میکند.»
او توضیح میدهد: «این رویکرد نمونهای از «راهحل طبیعی برای چالشهای طبیعی» است که در آن آب باران بهعنوان منبعی طبیعی برای کاهش همزمان تنش گرمایی و رویدادهای حدی هیدرولوژیک عمل میکند.»
چرا تهویه مطبوع بهترین راه مقابله با گرمای شدید نیست
آژانس بینالمللی انرژی (IEA (منبع به زبان انگلیسی)) برآورد میکند که سرمایش فضا ـ که عمدتا شامل دستگاههای تهویه مطبوع است اما پنکهها را هم در بر میگیرد ـ در سال ۲۰۲۲ حدود ۲۱۰۰ تراواتساعت (TWh) برق مصرف کرده است؛ معادل حدود هفت درصد از کل برق مصرفی جهان در آن سال.
کارشناسان هشدار میدهند که تعداد دستگاههای تهویه مطبوع در سه دهه آینده ممکن است سه برابر شود و به رقم خیرهکننده ۵.۵ میلیارد دستگاه برسد، زیرا گرمای شدید به «وضعیت عادی جدید» تبدیل میشود.
این روند نگرانیهایی را برانگیخته که افزایش تقاضا فشار بیشتری بر شبکه برق از پیش تحتفشار اروپا وارد کند و میزان انتشار گازهای گلخانهای را رو به افزایش شتابان ببرد.
هرچند از نظر نظری تهویه مطبوع میتواند با انرژی پاکی مانند انرژی خورشیدی تغذیه شود، اما نگرانیها درباره استفاده از گازهای مبردی مانند هیدروفلوئوروکربن و هیدروکلروفلوئوروکربن همچنان باقی است. اینها گازهای گلخانهای بسیار قدرتمندی هستند که در مقایسه با CO2 هزاران برابر گرمای بیشتری را در جو به دام میاندازند.
اتحادیه اروپا و بریتانیا فعالانه در حال کنار گذاشتن گازهای فلورینه و جایگزینی آنها با مبردهای طبیعی مانند هیدروکربنها (مانند پروپان) و CO2 هستند که آسیب بسیار کمتری به اقلیم وارد میکنند، اما قابلیت اشتعال پروپان نصب این سامانهها را پیچیده میکند.
با این حال، خود فرایند جذب گرما از داخل خانه و انتقال آن به بیرون به تشدید پدیده جزیره گرمایی شهری کمک میکند. در این وضعیت، گرما میان ساختمانهای بلند به دام میافتد و توسط حجم عظیم آسفالت و بتن موجود در شهرها جذب میشود و سپس دوباره به هوا پس داده میشود.
به همین دلیل است که شهرهای بزرگتر معمولا تنش گرمایی شدیدتر و دمای بیشینه بیشتری را نسبت به مناطق روستایی اطراف تجربه میکنند.
«پشتبامهای خنک» چگونه میتوانند به مقابله با موجهای گرما کمک کنند
مطالعهای در سال ۲۰۲۴ که توسط کالج دانشگاهی لندن (UCL) و دانشگاه اکستر انجام شد، اثر خنککنندگی پشتبامهایی را که به رنگ سفید یا دیگر رنگهای بازتابنده رنگآمیزی شدهاند (موسوم به «پشتبامهای خنک») بر دمای هوای لندن در فاصله ژوئن تا اوت ۲۰۱۸ بررسی کرد.
در آن زمان، این دوره یکی از داغترین تابستانهای ثبتشده در این شهر بود؛ بهگونهای که میانگین دما در آن سه ماه به ۱۹.۲ درجه سانتیگراد رسید، یعنی حدود ۱.۶ درجه گرمتر از میانگین معمول برای آن مقطع از سال.
این مقاله نشان داد اگر پشتبامهای خنک بهطور گسترده در سراسر لندن نصب شده بودند، میانگین دمای شهر میتوانست حدود ۰.۸ درجه سانتیگراد کاهش یابد.
دکتر چارلز سیمپسون، نویسنده اصلی این پژوهش از دانشکده محیط زیست، انرژی و منابع بارتلت در UCL، میگوید: «اگر بهطور گسترده مورد استفاده قرار گیرند، پشتبامهای خنک میتوانند دمای هوای نزدیک به سطح زمین در یک شهر را بهطور چشمگیری کاهش دهند.»
او اضافه میکند: «اثر خنککنندگی حاصل در سطح شهر میتواند جان انسانها را نجات دهد و کیفیت زندگی ساکنان را در سراسر محدوده شهری بهبود بخشد.»