Sáng kiến làm mát sân vận động của World Cup 2022: Qatar đi đầu, vượt trở ngại khí hậu nóng

Chỉ còn ít ngày nữa (20/11/2022), lễ khai mạc World Cup 2022 tại Qatar sẽ chính thức được diễn ra.

Theo dự kiến, lễ khai mạc World Cup 2022 sẽ diễn ra tại Al Bayt, sân vận động có sức chứa 60.000 người, và cách Doha 40 km về phía Bắc. Đây là sân vận động xa trung tâm Doha nhất nhưng lại là một trong những sân bóng lớn nhất.

Ban đầu, kế hoạch tổ chức World Cup diễn ra vào tháng 6, tháng 7, cho dù nhiệt độ mùa hè thường xuyên ở mức trên 40 độ C ở Qatar. Tuy nhiên, FIFA đã chùn bước trước điều kiện thời tiết này, và sau đó lùi lịch tổ chức World Cup Qatar 2022 sang tháng 11 và tháng 12.

Thời tiết vào thời điểm này ở Qatar mát mẻ hơn. Nhưng các trận đấu vào buổi chiều vẫn có thể nóng từ 25 – 30 độ C. Trong tương lai, Qatar có kế hoạch về việc sử dụng những địa điểm này nhiều thời gian hơn trong năm.

Do đó, câu hỏi đặt ra là làm thế nào để có thể làm mát sân vận động ở Qatar?

Sân vận động Lusail (với sức chứa 80.000 người) là sân vận động phục vụ World Cup 2022 lớn nhất tại Qatar. Ảnh: Dohanews

Những giải pháp làm mát sân vận động tại World Cup 2022

Điều hòa nhiệt độ là giải pháp cuối cùng để chống lại cái nóng. Thực tế các sân vận động của Qatar tiến hành triển khai tất cả các hình thức làm mát thụ động mà bất kỳ công trình kiến trúc chống nóng nào cũng sử dụng.

Theo đó, cách thứ nhất, các sân vận động được định hướng theo trục đông – tây, nhằm dựa vào chuyển động của Mặt Trời trên Qatar, giúp tạo ra lượng bóng râm tối đa ở dưới sân và trên khán đài.

Cách thứ hai là phối màu. Cụ thể, sân vận động Al Bayt ban đầu có màu đen tuyệt đẹp nhưng hấp thụ nhiệt mạnh. Sau đó, sân vận động này đã được phủ màu trắng để giúp nhiệt độ sân giảm xuống khoảng 5 độ C.

Sân vận động Al Bayt sẽ là nơi diễn ra trận mở màn World Cup 2022 giữa nước chủ nhà Qatar và Ecuador. Ảnh: Getty

Cách thứ ba, ngay từ đầu các sân vận động phục vụ World Cup ở Qatar được thiết kế để không cho nhiệt vào. Ngoài ra, các bề mặt và hình dạng mặt tiền của các sân này cũng được thiết kế để phản xạ nhiệt và chuyển hướng gió nóng.

Thứ tư, hầu hết các sân vận động mới của Qatar đều được trang bị mái che có thể thu vào. Sau khi đóng lại, chúng sẽ cải thiện đáng kể hiệu quả của quá trình làm mát. Điều này có nghĩa là lượng nước và năng lượng cần thiết sử dụng cho hệ thống điều hòa không khí cũng sẽ không bị quá tải.

Tuy nhiên, dưới cái nóng của Qatar, tất cả những cách làm trên vẫn chưa đủ, bởi thực tế vẫn cần có điều hòa không khí. Đương nhiên tất cả các hệ thống làm mát đều yêu cầu năng lượng. Nguồn năng lượng điện được sử dụng để vận hành máy bơm, quạt, giúp di chuyển không khí và nước trong các hệ thống làm lạnh và làm mát; trong khi năng lượng dưới dạng điện hoặc nhiệt được sử dụng để chạy các hệ thống làm lạnh. Các sân vận động của Qatar hiện sử dụng cả hai.

Hầu hết công việc làm mát ở World Cup 2022 được thực hiện bởi những cỗ máy đặc biệt, đắt tiền và tiêu tốn năng lượng, và được gọi là thiết bị làm lạnh hấp thụ. Chúng sử dụng năng lượng tích trữ ở trong nước được làm nóng bằng năng lượng Mặt Trời, để làm lạnh một mạch nước riêng biệt.

Hệ thống làm mát bằng năng lượng Mặt Trời tại các sân vận động phục vụ World Cup 2022 tại Qatar. Ảnh: AFP

Nước lạnh sau đó sẽ được bơm qua hệ thống ống trao đổi nhiệt giúp làm mát không khí. Không khí mát sau đó sẽ được thổi bằng quạt năng lượng Mặt Trời thông qua các vòi phun lớn đặt ở bên hông khán đài và qua những khe hở bên dưới ghế ngồi.

Đặc biệt, phía sau ghế ngồi là những khe hở khác để hút không khí trở lại hệ thống điều hòa. Đây cũng là nơi không khí được lọc và làm sạch bụi, vi khuẩn trước khi được làm mát một lần nữa và đưa trở lại sân vận động.

Mặc dù những cách làm trên không phải đặc biệt đột phá, nhưng nước chủ nhà Qatar đã đầu tư đánh giá vào nghiên cứu này trong một thập kỷ về động lực học chất lưu nhằm kiểm tra các luồng không khí trong không gian sân vận động, cũng như trong việc tạo ra các hệ thống cảm biến. Điều này cho phép hình dung cực kỳ chi tiết và chính xác về chuyển động của không khí và những thay đổi về nhiệt độ tích tụ.

Hơn nữa, góc và tốc độ chuyển động của không khí cũng được hiệu chỉnh rất chính xác để làm mát tối đa và giảm thiểu sự khó chịu cho khán giả.

Khi biến đổi khí hậu khiến nhiệt độ toàn cầu tăng lên và các đợt nắng nóng trở nên thường xuyên hơn, thì rất nhiều quốc gia sẽ muốn có công nghệ làm mát độc đáo này của Qatar. Thế nhưng thực tế là không phải quốc gia nào cũng có đủ khả năng chi trả khoản đầu tư khổng lồ và công nghệ năng lượng Mặt Trời và hệ thống làm mát khu vực và thiết bị làm mát cao cấp. Điều này vẫn phải chờ đợi xem trong tương lai.

Công nghệ làm mát độc đáo của Qatar

Đây là thời gian có nhiệt độ trung bình không quá 25 độ C. Tuy nhiên, việc làm mát ở các sân vận động phục vụ World Cup 2022 vẫn được áp dụng khi công nghệ này đã chứng tỏ được hiệu quả rõ rệt.

Công nghệ làm mát tại các sân vận động đã được chủ nhà Qatar nghĩ ra ngay sau khi nước này giành được quyền đăng cai World Cup 2022. Ban đầu, công nghệ làm mát này lần đầu được giới thiệu vào năm 2017, khi khánh thành sân Khalifa. Đến nay, nó đã và đang được áp dụng tại 7 sân vận động phục vụ cho World Cup 2022, ngoại trừ sân 974 được thiết kế đặc biệt để đón gió tự nhiên.

Công nghệ này được Ủy ban tối cao về Giao nhận và Di sản Qatar (SC) phối hợp cùng với ĐH Qatar (QU) thực hiện.

TS Saud Abdulaziz Abdul Ghani thăm quan hệ thống làm mát tại sân vận động Al Janoub ở Doha. Ảnh: thenationalnews

TS Saud Abdulaziz Abdul Ghani, người có 13 năm làm việc về hệ thống làm mát chạy bằng năng lượng Mặt Trời, có vai trò quan trọng trong việc phát triển hệ thống này.

TS Saud cho biết, hệ thống làm mát trên các sân vận động sẽ giữ cho mặt cỏ và các cầu thủ khỏe mạnh, đồng thời còn khử mùi cơ thể trong một sân vận động chật cứng người.

Công nghệ làm mát đặc biệt này của Qatar được thiết kế để phù hợp với từng địa điểm khác nhau. Hệ thống làm mát sử dụng năng lượng Mặt Trời cùng không khí bên ngoài được làm mát, sau đó sẽ phân phối trên khán đài và những vòi phun lớn ở bên cạnh sân vận động. Một điểm đáng lưu ý là những hệ thống này đều sử dụng vật liệu cách nhiệt, đồng thời làm mát tại chỗ để thân thiện với môi trường nhất có thể.

Hệ thống làm mát được lắp đặt tại 7 sân vận động tại Qatar. Ảnh: Goal

Theo TS Saud, công nghệ làm mát ưu việt này được đánh giá là bền vững hơn 40% so với các kỹ thuật hiện có. Đặc biệt, công nghệ làm mát của Qatar sử dụng kỹ thuật lưu thông không khí. Theo đó, không khí được làm mát và sau đó được hút trở lại để làm mát, lọc và cuối cùng là đẩy ra nơi cần thiết.

Trong một cuộc phỏng vấn với FIFA, TS Saud cho biết: "Chúng tôi không chỉ làm mát không khí. Chúng tôi đang làm sạch nó. Chẳng hạn, những người bị dị ứng sẽ không gặp vấn đề gì trong sân vận động của chúng tôi vì ở đó có không khí trong lành và sạch nhất".

Ước mơ của vị tiến sĩ này là nhìn thấy công nghệ này được phát triển và vươn xa hơn nữa để mang lại lợi ích cho mọi người ở trên toàn thế giới.

Bài viết tham khảo nguồn: Thenationalnews, Dohanews, Tifo Football, Sportbible

Minh Hằng