تبريد المدن باستخدام تقنية الأسطح الذكية

Truck coating street with light gray substance, drone photo (Courtesy of City of Phoenix Street Transportation Department)
كان تركيب هذا الرصيف الخافض لدرجة الحرارة في فينيكس جزءًا من برنامج تجريبي للعام 2021. (Courtesy of City of Phoenix Street Transportation Department)

يتسبب الأسفلت والخرسانة وعدم توفر الأشجار في ارتفاع درجات الحرارة في المدن. كما تحبس الطرق والأسقف والأسطح الأخرى أشعة الشمس فوق البنفسجية وتبث الحرارة طوال النهار وحتى في الليل.

وتخلق هذه الحرارة المحبوسة جزرًا حرارية حضرية، ومناطق يتم فيها إحلال الأرصفة والمباني وغيرها من الأسطح التي تجمع درجة حرارة أكثر من المناطق الأخرى، محل الغطاء الأرضي الطبيعي.

يمكن أن تساعد تقنيات الأسطح الذكية في تخفيف آثار أزمة المناخ عن طريق خفض درجات الحرارة في المناطق الحضرية.

تشق الأسطح الذكية طريقها إلى الشوارع ومواقف السيارات والأسطح في جميع أنحاء الولايات المتحدة، وقريبا في جميع أنحاء العالم.

ما هي الأسطح الذكية؟

Rows of large solar panels with cars parked under them on parking lot (© Mike Blake/Reuters)
موقف للسيارات في جامعة كاليفورنيا سان دييغو، في صورة التُقطت في شباط/فبراير 2011، يستخدم مظلات توليد الطاقة الشمسية لتوفير الظل وإنتاج الطاقة المتجددة. (© Mike Blake/Reuters)

وفقا لتحالف الأسطح الذكية، وهي مجموعة من 40 منظمة وطنية ودولية تحاول جعل المراكز الحضرية أكثر مرونة وصمودا في مواجهة التغيرات المناخية، فإن الأسطح هي تقنيات تخفف من ارتفاع درجات الحرارة الناجمة عن أزمة المناخ مع تعزيز المرونة والصمود في المناطق الحضرية وتوفير المال.

وتشمل هذه التقنية ما يلي:

  • الطلاء العاكس على الطرق.
  • مباني المظلات الخارجية ذات الألواح الشمسية.
  • أسقف باردة تعكس الحرارة خارج المباني.
  • الأسطح والجدران الخضراء المغطاة بالنباتات.
  • الأرصفة المسامية التي تمتص الأمطار المتساقطة وتجدد طبقات المياه الجوفية.

عندما تلتقي الحرارة الشديدة والجزر الحرارية الحضرية، يكاد يكون من المستحيل على أجزاء من المدن الوصول إلى درجات حرارة منخفضة خلال ساعات المساء، مما يؤدي إلى تراكم الحرارة خلال النهار في اليوم التالي.

يمكن أن تساعد الأسطح الذكية في خفض درجات الحرارة في الليل. تمتص الطرق الحرارة خلال ساعات ضوء الشمس، لذلك إذا امتصت الأسطح العاكسة حرارة أقل خلال النهار، فلن تحتفظ الطرق بالحرارة وتشعها في الليل.

وقال ديفيس كولياس، مدير الاستدامة في شركة (CoolSeal by GuardTop)، وهي شركة تصنع الأسطح الذكية: “إنه نظرا لأن الأسفلت الأسود يمتص 95٪ من الحرارة، فإن جزر الحرارة الحضرية يتم الإحساس بها في الليل وذلك عندما تطلق الحرارة ببطء. لكن الأرصفة الباردة تعكس في أي مكان من 35-40٪ من الحرارة الشمسية.”

وقد أظهر تحليلان مختلفان للعام 2021- أحدهما في ستوكتون، كاليفورنيا، والآخر في بالتيمور، ميريلاند- أن “اعتماد 12 استراتيجية للأسطح الذكية على مستوى المدينة على مدار 20 عامًا من شأنه أن يخفض درجة حرارة وسط المدينة في فصل الصيف بنحو 3 درجات مئوية، ويقلل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في المدينة بأكثر من 10 في المئة، ويؤدي إلى نسبة من الفائدة مقارنة بالتكلفة تزيد عن 5 إلى 1″، حسبما قال جاكسون بيكس من تحالف الأسطح الذكية.

وأضاف بيكس أن تحليلًا مشابهًا قيد التنفيذ في بوبال، الهند، لاختبار فعالية الأسطح الذكية.

Workers coating pavement light gray in parking lot next to trees (Courtesy of City of Phoenix Street Transportation Department)
عمال يقومون بتركيب رصيف خافض لدرجة الحرارة في حديقة إستيبان في مدينة فينيكس. (Courtesy of City of Phoenix Street Transportation Department)

ووجد برنامج تجريبي حديث أجرته جامعة ولاية أريزونا، وإدارة النقل بالشوارع بمدينة فينيكس ومكتب الاستدامة أن طلاءات الطرق العاكسة يمكن أن تقلل درجات حرارة أسطح الطرق بمقدار 10 درجات إلى 15 درجة فهرنهايت. وقد تؤدي الطلاءات أيضًا إلى خفض درجة حرارة الهواء المحيط، وإن كان يصعب قياس ذلك.

قال راين ستيفنز، مدير هندسي بمدينة فينيكس شارك في التخطيط لشراكة خفض درجة حرارة الطرق في جميع أنحاء المدينة، “لقد حققنا نتائج رائعة. فحتى التخفيضات الطفيفة في درجة الحرارة والتي يمكن تجميعها عبر منطقة حضرية بأكملها يمكن أن تؤدي إلى تأثير إيجابي فعلا.”

الأسطح الذكية هي إحدى التقنيات التي قد تساعد في التخفيف من الآثار السلبية لأزمة المناخ. أما التقنيات الأخرى فتشمل تدابير التخضير مثل زيادة الأشجار المظللة والمزارع الحضرية والحدائق العامة.