Sự kiện thể thao lớn nhất hành tinh World Cup 2022 sẽ diễn ra tại Qatar vào tháng 11 và tháng 12. Giải đấu diễn ra vào cuối năm thay vì vào mùa hè như trước đây là do khí hậu của nước chủ nhà Qatar. Nhiệt độ trung bình tại nơi đây vào mùa hè có thể lên tới 40-50 độ C.

Lusail, một trong 8 sân vận động sẽ tổ chức các giải đấu của World Cup 2022. Ảnh: Arch Daily.

Khi bắt đầu đàm phán về việc Qatar đăng cai World Cup, Liên đoàn Bóng đá Thế giới (FIFA) đã đưa ra báo cáo rằng việc giải đấu diễn ra trong mùa hè có thể được coi là một nguy cơ tiềm ẩn về sức khỏe. Đối với băn khoăn này, ban tổ chức (BTC) khẳng định rằng giải đấu có thể tổ chức vào mùa hè. Họ hứa hẹn sẽ sử dụng những công nghệ điều hòa không khí tiên tiến trong các sân vận động (SVĐ), sân tập và khu vực dành cho người hâm mộ.

Bài toán làm mát World Cup trong mùa đông Qatar

Với trình độ phát triển công nghệ hiện tại mà Qatar thể hiện với thế giới, mọi người có thể yên tâm rằng thời tiết sẽ không cản trở việc tổ chức World Cup. Một nguyên mẫu có tên là Qatar Showcase đã được công ty Arup của Anh phát triển riêng cho dự án để cho thấy cách hệ thống làm mát này hoạt động.

Tuy nhiên, FIFA vẫn giữ nguyên quan điểm và cho rằng hai tháng cuối năm mới là thời điểm lý tưởng tại Qatar để đăng cai World Cup. Nhiệt độ dự kiến sẽ dao động từ 20-30 độ C. Mặc dù đây là thời điểm khí hậu ôn hòa, các hệ thống điều hòa, đặc biệt là tại các SVĐ, vẫn rất cần thiết.

Những công nghệ mà nước chủ nhà đã trình bày trước đây vẫn đang được phát triển. Ông Hassan Al Thawadi, trưởng BTC World Cup 2022 tại Qatar, đã tuyên bố rằng điều quan trọng là văn hóa và di sản quốc gia phải được truyền tải qua giải đấu.

Sân vận động Al Janoub mang hình ảnh chiếc thuyền dhow truyền thống, như cánh buồm no gió hướng tới World Cup. Ảnh: Arch Daily.

Vào năm 2011, Qatar Showcase đã giới thiệu một hệ thống làm mát sử dụng các tấm pin mặt trời để tạo ra năng lượng và làm mát nước đến 6 độ C. Không khí được làm mát sẽ đến khán đài sân vận động bằng những lỗ thông khí trên ghế. Ngoài ra, mái che sẽ cung cấp bóng râm cho phần lớn diện tích của sân.

Dù đưa ra những phương án hoạt động tốt, dự án cần được phát triển dựa trên quan điểm tối ưu chi phí và tính bền vững. Năm 2013, một báo cáo chính thức đã nhấn mạnh rằng 9 nhà máy điện mặt trời sẽ được xây dựng, một nhà máy trung tâm và 8 nhà máy khác dành cho mỗi sân vận động.

Người ta đã đồn đoán nhiều về công nghệ làm mát cho các sân. Khi giải đấu ngày càng đến gần, Tiến sĩ Saud Ghani, giảng viên cơ khí tại Đại học Qatar, đã gây chú ý khi giới thiệu công nghệ làm mát được dùng cho các sân vận động của World Cup 2022.

Tiến sĩ Saud Ghani, giảng viên cơ khí tại Đại học Qatar, người có biệt danh là tiến sĩ Cool. Ảnh: Arch Daily.

Các sân vận động được làm mát như thế nào?

Tiến sĩ Ghani chỉ ra rằng kiến trúc của các sân vận động thể hiện mối liên hệ mật thiết giữa thiết kế và khí hậu. Theo quan điểm của ông, các công trình không nên chống lại khí hậu, mà phải hài hòa và thích nghi với nó. Dựa trên yếu tố về tính bền vững, tính liên kết và chức năng cần có của một sân vận động, ông đã phát triển hệ thống để làm mát cho hạng mục này.

Bước đầu tiên để đảm bảo không khí nóng sẽ không xâm nhập vào sân vận động là phân tích hình dạng khí động học để hiểu cách thiết kế có thể giảm thiểu tình trạng này. Trong quá trình này, nhiều mô hình 3D đã được xây dựng và thử nghiệm bằng cách sử dụng tia laser màu và khói để phân tích luồng không khí trên sân vận động; các biến thể như số lượng khán giả và nhiệt lượng cũng được đưa vào quá trình thử nghiệm này.

Điều này giúp xác định kích thước của các lỗ trên của sân vận động, tối ưu hóa hình dạng của chúng để ngăn không khí nóng xâm nhập và cung cấp bóng râm. Ngoài ra, theo tiến sĩ Ghani, các yếu tố khác cũng được xem xét. Sân vận động Al Bayt có mặt tiền tối hơn các sân còn lại do đặc thù của nó. Chỉ bằng thay đổi nhẹ nhàng này, nhiệt độ bên trong sân đã mát hơn 5 độ C so với bình thường.

Sân vận động Al Bayt mang hình dáng "túp lều", nơi diễn ra trận khai mạc World Cup 2022. Ảnh: Arch Daily.

Sau khi tối ưu hóa kiến trúc và thiết kế của các sân, bước tiếp theo là phát triển hệ thống làm lạnh. Qua một phát hiện quan trọng của tiến sĩ, không cần thiết phải làm mát toàn bộ sân vận động. Hệ thống nên tập trung vào sân và khoảng 2 m so với vị trí chỗ ngồi cao nhất.

Từ đó, một hệ thống làm mát được tạo ra, tập trung vào đúng những khu vực này. Dưới mỗi chỗ ngồi, hệ thống thổi không khí vào sân bằng các phần tử nhỏ hơn, ở độ cao vừa mắt cá chân các cổ động viên. Hệ thống này được thiết kế với chức năng phục vụ cho hạng mục các sân vận động. Tuy chưa được cấp bằng sáng chế, nó có thể phục vụ cộng đồng khoa học trong tương lai.

Hệ thống làm mát hướng vào vị trí chính giữa sân. Ảnh: Arch Daily.

Hệ thống làm mát dưới ghế ngồi của người hâm mộ. Ảnh: Arch Daily.

Theo Arch Daily, công nghệ làm mát của tiến sĩ Saud được ước tính là bền vững hơn 40% so với các kỹ thuật hiện có. Sân vận động chỉ cần được làm mát hai giờ trước khi sự kiện diễn ra, giúp giảm tiêu thụ năng lượng so với các phương pháp khác. Ngoài ra, không khí được hệ thống làm lạnh 2 lần trước khi thải ra, giảm sự hấp thụ không khí nóng bên ngoài.

Tiến sĩ Ghani ghi nhận thành công của hệ thống là nhờ sự hợp tác giữa các kiến trúc sư và kỹ sư, những người đã làm việc cùng nhau ngay từ đầu của quá trình thiết kế. Sự hợp tác này đã tạo ra công nghệ làm mát tiên phong được sử dụng trong các dự án khác, chẳng hạn như quảng trường Katara (Qatar). Trong chưa đầy 3 tuần nữa, khi sự kiện thể thao lớn nhất hành tinh diễn ra, các sân vận động sẽ trở thành tâm điểm chú ý. Hệ thống làm mát của họ sẽ được đánh giá bởi người hâm mộ và cầu thủ từ khắp nơi trên thế giới.

64 trận đấu của giải đấu sẽ diễn ra tại 8 địa điểm, gồm sân Al Bayt, sân Khalifa, sân Al Thumama, sân Ahmad Bin Ali, sân Lusail, sân 974, sân Education City và sân Al Janoub.

Tác giả: Thanh Ngân (Theo Arch Daily)

Nguồn tin: Báo Người lao động