6. Đúng gúp mới
2.2 Cơ sở lý thuyết
2.2.6 Cơ sở giảm nhiệt cho đụ thị
2.2.6.1 Hiện tượng đảo nhiệt trong đụ thị
Hiện tương đảo nhiệt đụ thị (Urban Heat Island) là sự chờnh lệch nhiệt độ giữa trung tõm thành phố với cỏc vựng ven đụ (ngoại ụ) và vựng nụng thụn do sự hấp thụ ỏnh sỏng mặt trời của cỏc bề mặt trong đụ thị, do giao thụng cụng cộng và cỏc loại khớ thải của đụ thị cao hơn vựng ven đụ. Tốc độ đụ thị húa với việc tăng dõn số đụ thị là một trong cỏc nguyờn nhõn gõy ra hiện tượng đảo nhiệt đụ thị (UHI).
Cỏc nghiờn cứu cho thấy cho thấy nhiệt độ chờnh ΔTu-r phổ biến từ 3-50C nhưng cũng cú thể lờn tới 8-100C[74]. Sự chờnh lệch này phụ thuộc chủ yếu vào hai yếu tố sau:
- Do cỏc tớnh chất và điều kiện của mụi trường như nhiệt độ, mõy che phủ, tốc độ giú…
- Do tớnh chất của đụ thị như diện tớch, bề mặt hấp thụ, mật độ dõn số, năng lượng tiờu thụ và cỏc tớnh chất sinh thỏi tự nhiờn của đụ thị[49].
Khi dõn số tăng cao thỡ hiện tượng UHI càng xẩy ra với cường độ lớn. Nếu dõn số tăng 1% thỡ nhu cầu năng lượng tăng 2%, như vậy nhu cầu sử dụng năng lượng tăng gấp đụi so với tốc độ đụ thị húa. Đụ thị cũng làm giảm tốc độ giú trong cỏc thành phố thấp hơn 30-40% so với vựng nụng thụn[74]. Mức độ sử dụng năng lượng trong cỏc khu vực cụng nghiệp và thành phố cao hơn rất nhiều so với vựng ven đụ (chiếm dưới 10%). Nhiệt độ thay đổi theo tớnh chất bề mặt của đụ thị, tại cỏc vựng trung tõm thành phố hay khu cụng nghiệp nơi cú nhiều bề mặt cú khả năng giữ nhiệt và phỏt thải một lượng nhiệt lớn[43]. Vào ban ngày nhiệt độ bề mặt cao hơn rất nhiều so với nhiệt độ trong khụng khớ.
Hỡnh 2.11: Mặt cắt thể hiện nhiệt độ chờnh lệch giữa đụ thị và vựng ven đụ[74]
2.2.6.2 Cơ sở giảm nhiệt cho đụ thị
a. Giảm nhiệt đụ thị bằng hệ thống mặt nước
Dũng sụng trong đụ thị cú vai trũ rất lớn đến việc giảm nhiệt cho đụ thị từ 1ữ50C tại vị trớ mặt nước so với vựng xung quanh nú và lan rộng đến 100m từ bờ sụng tựy thuộc vào nhiệt độ, tốc độ giú và hỡnh thỏi đụ thị[54],[51].
Sự chờnh lệch về nhiệt độ của cỏc vựng trong thành phố nằm ở khoảng cỏch 600m (hiệu quả nhất trong vũng 400m) so với dũng sụng là 50C và sẽ lớn hơn nếu cú cỏc điều kiện giú khỏc nhau. Cỏc nghiờn cứu cũng cho thấy phạm vi hiệu quả làm mỏt phụ thuộc vào dũng sụng, khoảng cỏch ảnh hưởng hiệu quả trong phạm vi từ 1,2 ữ 1,3 chiều rộng dũng sụng[78].
Cõy xanh trong đụ thị cú nhiều vai trũ chức năng trong đú cú chức năng giảm nhiệt đỏng kể cho đụ thị. Giảm nhiệt cho cõy xanh phụ thuộc vào cỏc loại hỡnh cõy xanh bao gồm cỏc cụng viờn đụ thị, rừng nguyờn sinh hay vựng nụng nghiệp. Chờnh lệch nhiệt độ và phạm vi ảnh hưởng của vựng cõy xanh đến khu vực xung quanh cũng cú độ chờnh khỏc nhau từ 40C vào mựa hố và 10C vào mựa mỏt[62].
Nghiờn cứu nhiệt độ tại cụng viờn Chapultepec (500ha) ở Mexico thấp hơn
vựng biờn 2ữ30C và ảnh hưởng đến vựng xung quanh bằng chiều rộng của cụng viờn là 2km[62]. Khụng chỉ giới hạn ở cỏc cụng viờn lớn, cỏc khu vực cõy xanh nhỏ hay cõy xanh đường phố cũng tạo ra búng mỏt hạn chế nhiệt trong mựa hố. Cỏc nghiờn cứu cũng cho thấy phạm vi ảnh hưởng tương đương với chiều rộng của vựng cõy xanh.
Vựng cụng viờn đo được 20C trong đú cỏc vựng lõn cận đo được 40C và cỏc vựng xa hơn là 5ữ60C. Nhiệt độ nằm ngoài phạm vi tỏc động của cụng viờn cao hơn lờn đến 70C.
Hỡnh 2.12: Nhiệt độ tại cụng viờn Chapultepec và vựng xung quanh[62]
Độ chờnh về nhiệt độ ΔTu-p (giữa vựng xõy dựng đụ thị và cụng viờn) phụ thuộc vào diện tớch của cụng viờn với tỷ lệ thuận; cụng viờn cú diện tớch lớn thỡ độ chờnh về nhiệt độ càng lớn. Cỏc cụng viờn nhỏ cú diện tớch <2,5ha cú độ chờnh từ 1 ữ 40C, trong khi đú cỏc cụng viờn lớn cú độ chờnh cao hơn lờn đến hơn 60C cho thấy phạm vi ảnh hưởng lan tỏa nhiệt độ ra bờn ngoài của cỏc cụng viờn bằng chiều
c. Giảm nhiệt bằng bề mặt
Nhiệt độ của bề mặt khụng thấm nước trong đụ thị cú thể thay đổi từ 25ữ50oC cao hơn nhiệt độ khụng khớ, trong khi đú nhiệt độ bề mặt vựng nụng thụn tương đối giống với nhiệt độ khụng khớ.
Khi xõy dựng đụ thị, bề mặt thay đổi làm ảnh hưởng đến khả năng lưu thụng cũng như hấp thụ nhiệt, tốc độ giú giảm so với vựng nụng thụn. Trung tõm thành phố cú cỏc tũa nhà cao tầng mật độ cao sẽ tăng cường tia bức xạ qua lại làm tăng cường độ UHI hơn cỏc thành phố cú tũa nhà nhỏ và trải rộng ra.
Hỡnh 2.13: Nhiệt độ khụng khớ và nhiệt độ bề mặt cỏc vựng trong đụ thị