Trong thời gian gần đây, vấn đề nóng lên toàn cầu cùng với biến đổi khí hậu đang trở nên ngày càng nghiêm trọng. Song song với đó, hiện tượng "đảo nhiệt đô thị" đang diễn ra rõ rệt tại các khu vực thành phố, gây ảnh hưởng không chỉ đến môi trường nhiệt đối với con người mà còn tác động đến độ bền của kết cấu mặt đường. Bài báo giới thiệu các xu hướng mới nhất liên quan đến công nghệ mặt đường cản nhiệt, bao gồm cơ chế hoạt động, tính năng và hiệu quả giảm nhiệt độ bề mặt, tác động đối với môi trường cũng như các trường hợp ứng dụng thực tế.
Trong những năm gần đây, tại các khu vực đô thị, sự tập trung dân cư và mở rộng đô thị đã dẫn đến tình trạng suy giảm khả năng lưu thông nhiệt, khiến nhiệt độ trung bình hàng năm tăng lên và biến hiện tượng "đảo nhiệt đô thị" (Urban Heat Island (UHI)) thành một vấn đề xã hội nghiêm trọng. Hiệu ứng “đảo nhiệt đô thị” là hiện tượng nhiệt độ bề mặt và nhiệt độ không khí tăng cao do các bề mặt nhân tạo như đường sá, tòa nhà và các công trình xây dựng khác giữ lại và tỏa ra nhiệt lượng từ bức xạ mặt trời [1].
Chiều sâu dưới mặt đường và hiệu quả giảm nhiệt độ
Các đảo nhiệt thường hình thành khi quá trình phát triển đô thị làm thay đổi cấu trúc đô thị, cụ thể là việc thay thế lớp đất phủ tự nhiên bằng các bề mặt nhân tạo như mặt đường bê tông nhựa, tòa nhà và cơ sở hạ tầng khác, khiến khu vực đô thị trở nên nóng hơn đáng kể so với các vùng nông thôn lân cận.
Sự gia tăng nhiệt độ của bề mặt nhựa đường được cho là một trong những nguyên nhân chính gây ra tình trạng này do diện tích được phủ bê tông nhựa tại nhiều thành phố có thể chiếm đến khoảng 15% diện tích đô thị. Mặt đường mát (cool pavements) là loại mặt đường thay thế được thiết kế để giảm thiểu sự đóng góp của chúng vào hiện tượng nóng lên đô thị [2].
Trong các giải pháp mặt đường mát, công nghệ mặt đường cản nhiệt được phát triển để sở hữu đặc tính phản xạ đặc biệt, chỉ phản xạ mạnh đối với tia cận hồng ngoại có trong bức xạ mặt trời, nhờ đó có thể hạn chế hấp thụ nhiệt từ ánh nắng trong khi vẫn duy trì được màu sắc bề mặt tương tự như các loại mặt đường truyền thống. Công nghệ này được công bố lần đầu tiên vào năm 2001 [3] và mức độ hoàn thiện của nó ngày càng được nâng cao song hành với sự mở rộng của thị trường.
Bài báo giới thiệu các xu hướng mới nhất liên quan đến công nghệ mặt đường cản nhiệt, bao gồm cơ chế hoạt động, tính năng và hiệu quả giảm nhiệt độ bề mặt, tác động đối với môi trường cũng như các trường hợp ứng dụng thực tế.
Để xác nhận hiệu quả hạn chế sự tăng nhiệt độ của mặt đường cản nhiệt, người ta đã tiến hành thi công thử nghiệm tại bãi ngoài trời và đo đạc để kiểm chứng kết quả. Hình 5 thể hiện kết quả đo được thực hiện tại Viện Nghiên cứu Công trình Xây dựng (PWRI, Nhật Bản) [6]. Trong nghiên cứu này, các khu vực thử nghiệm mặt đường đã được xây dựng với độ dày tương đương thực tế, bao gồm loại mặt đường nhựa hạt kín thông thường và loại mặt đường có tính năng cản nhiệt.
Kết quả cho thấy, vào ngày trời quang đãng trong tháng 8, nhiệt độ cao nhất của mặt đường cản nhiệt thấp hơn khoảng 15°C so với mặt đường bê tông nhựa chặt. Ngoài ra, vào ban đêm, nhờ khả năng ngăn chặn tích tụ nhiệt trong ngày, nhiệt độ bề mặt trong khoảng thời gian từ 20 giờ đến 6 giờ sáng cũng thấp hơn khoảng 3,0°C so với mặt đường bê tông nhựa chặt.
Các kết quả nghiên cứu cũng đã chỉ ra rằng công nghệ mặt đường cản nhiệt không chỉ giúp cải thiện môi trường nhiệt đô thị mà còn giúp nâng cao độ bền của mặt đường. Đối với Việt Nam - quốc gia chịu tác động mạnh của biến đổi khí hậu và đặc biệt là sự gia tăng nắng nóng cực đoan, mặt đường cản nhiệt là một giải pháp có nhiều triển vọng. Vì vậy, cần tiếp tục nghiên cứu, thí nghiệm và thi công thí điểm với điều kiện vật liệu, điều kiện khai thác của Việt Nam, làm cơ sở cho việc xây dựng quy trình thiết kế và thi công phù hợp trong tương lai.
Xem chi tiết Bài nghiên cứu TẠI ĐÂY:
BuilData
