بازنگری در سرمایش شهری: بررسی فناوری تابشی کم‌مصرف

اکتبر 3, 2025

هنگامی که بدن در معرض گرما قرار می‌گیرد، چندین سازوکار فیزیولوژیکی برای حفظ هموستازی حرارتی فعال می‌شوند. با این حال، این دفاع‌های طبیعی در شهرهای امروزی اغلب مغلوب می‌شوند. در محیط شهری که با آسفالت و بتنِ جذب‌کننده گرما و کمبود فضاهای سبز تعریف می‌شود، این سازوکارها کارایی خود را از دست می‌دهند. اگر اطراف بیش از حد گرم، مرطوب یا با تهویه ضعیف باشد (شرایطی که اثر جزیره حرارتی شهری آن را تشدید می‌کند) دمای مرکزی بدن شروع به افزایش می‌کند و خطر بروز عوارض جدی بالا می‌رود؛ از گرفتگی عضلانی و خستگی گرفته تا گرمازدگی‌های بالقوه کشنده.

ساختار چوبی و پارچه‌ای نوآورانه برای سرمایش شهری و کاهش اثر گرما در محیط‌های شهری

در سال‌های اخیر، تأثیر این استرس حرارتی، به‌ویژه در مراکز شهری متراکم نیمکره شمالی که از نظر تاریخی آمادگی کمتری برای دماهای شدید داشتند، تشدید شده است. طبق مطالعه‌ای که در مجله پزشکی بالینی لنست منتشر شده است ، بین سال‌های ۲۰۰۰ تا ۲۰۱۹، به‌طور متوسط سالانه ۴۸۹۰۰۰ مرگ و میر در سراسر جهان مرتبط با گرمای شدید بوده است که نشان‌دهنده بزرگی خاموش این پدیده است. تجزیه و تحلیل اخیر کالج امپریال لندن تخمین زده است که در طول تابستان ۲۰۲۵ اروپا، از هر سه مرگ ناشی از گرما، دو مورد نتیجه مستقیم گرمایش جهانی ناشی از فعالیت‌های انسانی بوده است – حدود ۱۶۵۰۰ مورد از ۲۴۴۰۰ مرگ ثبت‌شده. هم این موضوع و هم هشدارهای سازمان بهداشت جهانی، ضرورت توسعه استراتژی‌های شهری و معماری را که قادر به کاهش گرما، محافظت از جمعیت‌های آسیب‌پذیر و کاهش بار فزاینده بحران آب و هوا بر سلامت عمومی باشند، تقویت می‌کند.

با افزایش دمای جهانی و تراکم شهرها، تهویه مطبوع معمولی به یک واکنش متناقض در برابر گرما تبدیل شده است. در حالی که فضای داخلی را خنک می‌کند، مقادیر زیادی انرژی نیز مصرف می‌کند و گرمای باقیمانده را در جو آزاد می‌کند که باعث گرم شدن بیشتر ریزاقلیم شهری می‌شود. این راه حل همچنین تا حد زیادی برای جوامعی که بیشترین آسیب را در برابر تغییرات آب و هوایی دارند، غیرقابل دسترس است. طبق گزارش آژانس بین‌المللی انرژی ، انتظار می‌رود تعداد واحدهای تهویه مطبوع در سراسر جهان تا سال ۲۰۳۰، ۱ میلیارد واحد دیگر افزایش یابد که این امر باعث افزایش بیش از حد عرضه انرژی و کمک به همان مشکلی می‌شود که آژانس به دنبال حل آن است. این سناریو با توجه به اینکه بیشتر رشد جمعیت تا سال ۲۰۵۰ در کشورهای با آب و هوای گرم نزدیک خط استوا، مانند هند، نیجریه و جمهوری دموکراتیک کنگو، رخ خواهد داد، بحرانی‌تر می‌شود، جایی که تقاضا برای سرمایش بسیار شدید است و نیاز به راه‌حل‌های معماری پایدار بسیار مهم است.

یک گونه‌شناسی جدید برای سرمایش

در پاسخ به این سناریوی دلهره‌آور، هنینگ لارسن با همکاری آزمایشگاه معماری حرارتی در دانشگاه پنسیلوانیا و AIL Research ، KlimaKover را توسعه داد، یک سیستم مدولار و کم‌مصرف که بدون خنک کردن هوا، آسایش واقعی را فراهم می‌کند. کریتیکا خارباندا، رئیس بخش پایداری در هنینگ لارسن، می‌گوید: «روشی که ما امروزه برای خنک کردن شهرهای خود استفاده می‌کنیم، پایدار نیست. KlimaKover برای شکستن این چرخه طراحی شده است و روشی برای خنک کردن مردم بدون خنک کردن هوا ارائه می‌دهد.»

هسته اصلی این ابتکار، خنک‌سازی تابشی با کمک غشا است، رویکردی که کاهش مکانیکی دمای هوا را با خنک‌سازی مستقیم بدن انسان جایگزین می‌کند. این سیستم از پنل‌هایی با میکروتیوب‌های تعبیه‌شده استفاده می‌کند که آب سرد را به گردش در می‌آورند، خنکی را به سمت افراد تابش می‌دهند و استرس حرارتی را در عرض چند دقیقه کاهش می‌دهند. خارباندا توضیح می‌دهد: «تحقیقات شرکای ما در دانشگاه پنسیلوانیا نشان می‌دهد که پنل‌ها در عرض ۵ تا ۷ دقیقه، زمانی که اثر آن آشکار می‌شود، شروع به خنک کردن بدن شما می‌کنند و تا ۲۰ دقیقه احساس خنکی کاملاً محسوس است.» برای افزایش عملکرد، پنل‌های مایلار بازتابنده اثر تابشی را تقویت می‌کنند، در حالی که یک سایبان پارچه‌ای سایه ایجاد می‌کند و فضا را برای تهویه طبیعی قابل نفوذ نگه می‌دارد. با این حال، نوآوری اصلی در غشای محافظ مادون قرمز شفاف نهفته است که از تراکم جلوگیری می‌کند و عملکرد سیستم را حتی در محیط‌های گرم و مرطوب فضای باز تضمین می‌کند. ادغام این فناوری در یک ساختار سبک و متحرک نیاز به توجه دقیق به مواد و مهندسی داشت: پنل‌ها به اندازه در اندازه درب ساخته شدند و مساحت سطح و در نتیجه راندمان خنک‌سازی را به حداکثر رساندند.

مسئله عدالت اقلیمی

تأثیرات فراتر از آسایش است. امواج گرما به طور نامتناسبی بر جوامع کم‌درآمد و کارگران فضای باز در ساخت و ساز، کشاورزی و حمل و نقل تأثیر می‌گذارند. تعداد افراد آسیب‌پذیر در برابر استرس گرمایی از دهه ۱۹۸۰ بیش از دو برابر شده است.

این یک مسئله عدالت اقلیمی است، نه فقط یک مسئله فنی برای حل کردن؛ این مسئله مربوط به سلامت، دسترسی و برابری است. کلیماکور را می‌توان در حیاط مدرسه، ایستگاه اتوبوس یا محل ساخت و ساز – هر جایی که مردم در معرض خطر استرس گرمایی هستند، نصب کرد. – کریتیکا خارباندا

در مقایسه با تهویه مطبوع معمولی، KlimaKover ده برابر انرژی کمتری مصرف می‌کند، که با توجه به اینکه واحدهای AC در حال حاضر تقریباً 10٪ از مصرف برق جهانی و بیش از 1 میلیارد تن CO₂ سالانه را تشکیل می‌دهند، یک مزیت حیاتی است. کارباندا می‌گوید: «KlimaKover نشان می‌دهد که چگونه خنک‌سازی کم‌مصرف می‌تواند بدون اینکه ما را در الگوهای مخرب یکسانی گرفتار کند، در سراسر شهرها گسترش یابد.» ماژول‌های 1.20 متر در 1.20 متر را می‌توان با قیمت حدود 75 دلار در هر فوت مربع به تولید انبوه رساند، کاملاً با انرژی خورشیدی کار می‌کنند و به هیچ منبع آب خارجی نیاز ندارند.

نمونه اولیه در نیویورک

اولین غرفه کامل کلیماکور در سال ۲۰۲۵ در جزیره گاورنرز، نیویورک، با حمایت بنیاد رامبول افتتاح شد. این سازه که با چوب سرو بازیافتی ساخته شده است، نشان می‌دهد که چگونه طراحی، علم و پایداری می‌توانند در نوع جدیدی از زیرساخت‌های عمومی همگرا شوند. خارباندا می‌گوید: «کلیماکور به بازدیدکنندگانی که از شهر نیویورک و جهان می‌آیند این امکان را می‌دهد که سرمایش در فضای باز را تجربه کنند. این یک نمایش مهم است که راه را برای پذیرش گسترده سرمایش کم‌مصرف هموار می‌کند.»

این تأسیسات تا نوامبر ۲۰۲۵ باز خواهد ماند و قرار است در سال ۲۰۲۶ به شهرهای دیگر نیز سفر کند تا عملکرد آن را در بافت‌های مختلف شهری آزمایش کند. در میان‌مدت، هنینگ لارسن قصد دارد ۱۰۰ غرفه را برای المپیک لس‌آنجلس در سال ۲۰۲۸ مستقر کند و سرمایش کم‌مصرف را برای جوامع محلی و بازدیدکنندگان فراهم کند.

ابتکاری مانند این، نشان‌دهنده‌ی تغییر در نحوه‌ی طراحی برای گرما در قرن بیست و یکم است که معماری، علم مواد و سیاست‌های عمومی را با هم ادغام می‌کند و نشان می‌دهد که چگونه شهرها می‌توانند بدون افزایش وابستگی به سوخت‌های فسیلی، خود را با شرایط وفق دهند.

معماری و صنعت ساخت و ساز باید از مشارکت در تغییرات اقلیمی به تبدیل شدن به عوامل فعال تاب‌آوری و سازگاری تغییر کنند. با KlimaKover، ما نشان می‌دهیم که چگونه تفکر طراحی، نوآوری در مصالح و همکاری بین رشته‌ای می‌تواند گونه‌شناسی‌های جدیدی ایجاد کند که بدون تشدید تقاضای انرژی، به گرما پاسخ می‌دهند. — کریتیکا خارباندا

در زمانی که خنک‌سازی دیگر اختیاری نیست، بلکه برای بقا ضروری است، ابتکاراتی مانند KlimaKover چشم‌اندازی از سازگاری ارائه می‌دهند که ریشه در ماشین‌های بیشتر ندارد، بلکه در طراحی هوشمندانه‌تر، عادلانه‌تر و با منابع کارآمدتر ریشه دارد. این نشان‌دهنده یک تغییر اساسی در تمرکز است که فراتر از ساختمان‌های کاملاً بسته و دارای تهویه مطبوع، به سمت آسایش حرارتی در عرصه عمومی که جوامع در آن گرد هم می‌آیند و زندگی می‌کنند، حرکت می‌کند. این طرح به عنوان نمونه اولیه‌ای برای نوع جدیدی از زیرساخت‌های عمومی، پاسخی ملموس به سؤالات فوری پیش روی طراحان امروز ارائه می‌دهد: چگونه معماری می‌تواند به طور فعال تاب‌آوری شهری را افزایش دهد ؟ و چگونه می‌توانیم فضاهایی ایجاد کنیم که هم پایدار و هم از نظر اجتماعی عادلانه باشند؟