Trước áp lực ngày càng lớn của nắng nóng cực đoan, KlimaKover thử nghiệm một cách tiếp cận khác với mô hình làm mát bằng điều hòa không khí: thay vì hạ nhiệt toàn bộ thể tích không khí, hệ thống sử dụng công nghệ bức xạ để tạo vùng tiện nghi nhiệt tập trung quanh con người. Nguyên mẫu do Henning Larsen, Thermal Architecture Lab thuộc Đại học Pennsylvania và AIL Research phát triển đặt ra một câu hỏi đáng chú ý cho kiến trúc và không gian công cộng: liệu có thể bảo vệ con người trước sức nóng với mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn?

Khi tiếp xúc với nhiệt độ cao, cơ thể con người liên tục điều chỉnh các chức năng sinh lý để duy trì cân bằng nhiệt. Tuy nhiên, trong môi trường đô thị với mật độ xây dựng cao, bề mặt bê tông và nhựa đường hấp thụ nhiệt, cây xanh hạn chế và điều kiện thông gió không thuận lợi, khả năng thích nghi này có thể bị quá tải. Hiệu ứng đảo nhiệt đô thị tiếp tục khuếch đại vấn đề, làm tăng nguy cơ stress nhiệt, kiệt sức và sốc nhiệt.

Quy mô của vấn đề đã vượt khỏi phạm vi tiện nghi. Nghiên cứu được công bố trên The Lancet eClinicalMedicine ghi nhận trung bình khoảng 489.000 ca tử vong mỗi năm trên toàn cầu liên quan đến nhiệt trong giai đoạn 2000-2019. Theo phân tích được bài gốc dẫn lại, trong mùa hè châu Âu năm 2025, khoảng 16.500 trong số 24.400 ca tử vong liên quan đến nắng nóng được ước tính có liên hệ với hiện tượng nóng lên toàn cầu do con người gây ra.

Nắng nóng cực đoan vì thế không chỉ là vấn đề khí tượng hay sức khỏe cộng đồng, mà ngày càng liên quan trực tiếp đến cách thành phố được quy hoạch và xây dựng. Bóng râm, cây xanh, thông gió tự nhiên, vật liệu và cách tổ chức không gian đều có thể tham gia vào chiến lược giảm phơi nhiễm nhiệt.

Trong khi đó, điều hòa không khí – giải pháp làm mát phổ biến hiện nay – cũng đặt ra một nghịch lý. Hệ thống tạo môi trường tiện nghi bên trong công trình nhưng đồng thời tiêu thụ năng lượng và thải nhiệt ra bên ngoài. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế được bài gốc dẫn lại, thế giới dự kiến có thêm khoảng một tỷ thiết bị điều hòa vào năm 2030.

Điều này không đồng nghĩa với việc có thể loại bỏ hoàn toàn làm mát cơ học. Nhưng tại những không gian công cộng, ngoài trời hoặc bán ngoài trời, nơi việc điều hòa toàn bộ thể tích không khí khó khả thi, câu hỏi về một mô hình làm mát cục bộ trở nên đáng quan tâm: thay vì làm mát toàn bộ môi trường, liệu có thể tập trung vào chính con người cần được bảo vệ khỏi sức nóng?

Từ làm mát không gian sang tạo tiện nghi nhiệt cho con người

Trước áp lực nhiệt ngày càng gia tăng tại các đô thị, Henning Larsen đã tìm kiếm một hướng tiếp cận khác với mô hình làm mát dựa vào điều hòa không khí. Cùng Thermal Architecture Lab thuộc Đại học Pennsylvania và AIL Research, đơn vị đã phát triển KlimaKover - một hệ thống mô-đun tiêu thụ ít năng lượng, hướng đến việc tạo cảm giác mát mẻ cho con người mà không cần hạ nhiệt toàn bộ khối không khí xung quanh.

Ý tưởng này đặt lại câu hỏi cơ bản về cách kiến trúc ứng phó với nhiệt. Thay vì tiêu tốn năng lượng để làm lạnh một thể tích không khí lớn, KlimaKover tập trung vào con người - đối tượng trực tiếp cần được bảo vệ khỏi nhiệt độ cực đoan. Cách tiếp cận này mở ra một typology mới, trong đó sự thoải mái nhiệt được tạo ra thông qua thiết kế không gian và môi trường, thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào hệ thống cơ điện.

“Khi làm mát các thành phố theo cách hiện nay, chúng ta đang đi theo một hướng không bền vững. KlimaKover được thiết kế để phá vỡ vòng lặp đó, chứng minh rằng có thể làm mát con người mà không cần làm mát không khí”, Kritika Kharbanda, Trưởng bộ phận Phát triển bền vững tại Henning Larsen, nhận định.

KlimaKover gợi mở một chuyển dịch quan trọng trong tư duy thiết kế: từ làm mát không gian sang làm mát con người. Đây có thể trở thành một hướng tiếp cận đáng chú ý khi kiến trúc phải đối mặt với những mùa hè khắc nghiệt hơn và nhu cầu giảm tiêu thụ năng lượng ngày càng cấp thiết.

Trung tâm của KlimaKover là công nghệ làm mát bức xạ có hỗ trợ màng. Hệ thống sử dụng các panel tích hợp vi ống, nơi nước lạnh liên tục tuần hoàn. Thay vì hạ nhiệt toàn bộ thể tích không khí, các bề mặt này truyền cảm giác mát trực tiếp đến người sử dụng, giúp giảm stress nhiệt trong thời gian ngắn.

Theo Kharbanda, nghiên cứu từ Đại học Pennsylvania cho thấy hiệu quả làm mát bắt đầu có thể cảm nhận sau khoảng 5 - 7 phút. Sau 20 phút, cảm giác mát trở nên rõ rệt. Khoảng thời gian phản hồi tương đối ngắn này cho thấy tiềm năng của phương pháp làm mát tập trung vào con người trong những không gian ngoài trời.

Cấu trúc của KlimaKover được hoàn thiện thông qua sự phối hợp giữa nhiều lớp vật liệu. Các panel Mylar phản quang tăng cường hiệu ứng bức xạ, trong khi mái che bằng vải tạo bóng râm và duy trì độ thoáng để không khí tự nhiên có thể lưu thông. Giải pháp quan trọng nhất nằm ở lớp màng bảo vệ trong suốt với tia hồng ngoại. Màng này ngăn hơi ẩm ngưng tụ trên bề mặt, cho phép hệ thống duy trì hiệu quả ngay cả trong điều kiện ngoài trời nóng và ẩm.

Việc đưa một hệ thống công nghệ cao vào một cấu trúc nhẹ, linh hoạt và có thể di chuyển cũng đặt ra những yêu cầu nghiêm ngặt về kỹ thuật. Các panel được thiết kế với kích thước tương đương cửa ra vào, một lựa chọn giúp tối ưu hóa diện tích bề mặt tiếp xúc. Diện tích lớn hơn đồng nghĩa với khả năng tăng cường hiệu quả truyền bức xạ và làm mát.

Ở KlimaKover, công nghệ không được sử dụng để kiểm soát toàn bộ môi trường, mà được tổ chức để tạo ra một vùng tiện nghi nhiệt vừa đủ quanh con người. Cách tiếp cận này mở ra một hướng suy nghĩ mới cho kiến trúc khí hậu: giảm quy mô của bài toán làm mát, sử dụng vật liệu thông minh và khai thác các nguyên lý bức xạ, bóng râm, thông gió để tạo nên những không gian dễ chịu với mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn.

 

Từ tiện nghi nhiệt đến khả năng tiếp cận không gian mát

Tác động của nhiệt độ cực đoan vượt xa câu chuyện về tiện nghi. Các đợt nắng nóng thường tác động mạnh hơn đến những cộng đồng có thu nhập thấp và lực lượng lao động phải làm việc ngoài trời, đặc biệt trong các ngành xây dựng, nông nghiệp và giao thông vận tải. Kể từ những năm 1980, số người có nguy cơ chịu stress nhiệt đã tăng hơn gấp đôi, cho thấy nhiệt độ cực đoan đang dần trở thành một vấn đề xã hội và sức khỏe cộng đồng.

Trong bối cảnh đó, khả năng tiếp cận những không gian mát mẻ trở thành một phần của công bằng khí hậu. Một giải pháp chống nóng hiệu quả cần hiện diện tại chính những nơi con người phải tiếp xúc trực tiếp với nhiệt độ cao trong đời sống hàng ngày.

“Đây là một vấn đề về công bằng khí hậu, không chỉ là một bài toán kỹ thuật cần giải quyết. Nó liên quan đến sức khỏe, khả năng tiếp cận và sự công bằng. KlimaKover có thể được thiết lập tại sân trường, trạm xe buýt hoặc công trường xây dựng - bất cứ nơi nào con người có nguy cơ chịu stress nhiệt.” - Kritika Kharbanda.

Với cấu trúc nhẹ và khả năng triển khai linh hoạt, KlimaKover hướng đến những không gian có nhu cầu bảo vệ nhiệt cao nhưng khó tiếp cận các hệ thống làm mát cố định. Từ một sân trường đến một trạm chờ xe hay công trường, giải pháp làm mát có thể được đưa trực tiếp đến nơi con người cần nó nhất. Đây cũng là cách kiến trúc chuyển từ việc tạo ra tiện nghi cho một nhóm người sang mở rộng khả năng tiếp cận sự an toàn nhiệt cho cộng đồng rộng lớn hơn.

So với điều hòa không khí truyền thống, KlimaKover tiêu thụ ít hơn khoảng 10 lần năng lượng. Con số này trở nên đáng chú ý khi đặt trong bối cảnh điều hòa hiện chiếm gần 10% lượng điện tiêu thụ toàn cầu và liên quan đến hơn 1 tỷ tấn CO2 phát thải mỗi năm.

“KlimaKover cho thấy các giải pháp làm mát tiêu thụ ít năng lượng có thể được nhân rộng trên quy mô đô thị mà không buộc chúng ta tiếp tục lặp lại những mô hình gây tổn hại tương tự”, Kharbanda chia sẻ.

Hệ thống được cấu thành từ các mô-đun kích thước 1,20 × 1,20 m, có khả năng sản xuất hàng loạt với chi phí khoảng 75 USD/ft². Mỗi mô-đun có thể vận hành hoàn toàn bằng năng lượng mặt trời và không phụ thuộc vào nguồn cấp nước bên ngoài. Những đặc tính này mở ra khả năng triển khai KlimaKover tại nhiều loại hình không gian công cộng, đặc biệt ở những nơi cần giải pháp làm mát linh hoạt và độc lập với hạ tầng hiện hữu.

Nguyên mẫu tại New York: Khi hệ thống làm mát trở thành kiến trúc

Năm 2025 đánh dấu một bước tiến quan trọng khi pavilion KlimaKover quy mô đầy đủ đầu tiên được đưa vào sử dụng trên Governors Island, New York, với sự hỗ trợ của Ramboll Foundation. Công trình sử dụng gỗ tuyết tùng được thu hồi, tạo nên một cấu trúc nhẹ, đồng thời thể hiện sự giao thoa giữa nghiên cứu khoa học, thiết kế và tư duy phát triển bền vững.

Trên Governors Island, công nghệ làm mát không còn nằm trong phòng kín hay ẩn sau hệ thống cơ điện. Nó trở thành một phần hữu hình của không gian công cộng, nơi người sử dụng có thể trực tiếp trải nghiệm một hình thức tiện nghi nhiệt mới trong môi trường ngoài trời.

“KlimaKover sẽ cho phép du khách đến từ New York và khắp nơi trên thế giới trải nghiệm khả năng làm mát ngoài trời. Đây là một minh chứng quan trọng, mở đường cho việc áp dụng rộng rãi các giải pháp làm mát tiêu thụ ít năng lượng”, Kharbanda nhận định.

Từ một nguyên mẫu tại New York, KlimaKover đặt ra một câu hỏi rộng hơn cho tương lai của hạ tầng đô thị: liệu các thành phố có thể tạo ra những vùng tiện nghi nhiệt mà không cần tiêu tốn quá nhiều năng lượng để làm mát toàn bộ môi trường? Câu trả lời nằm ở việc chuyển trọng tâm từ kiểm soát khí hậu trên quy mô lớn sang thiết kế những khoảng không gian có khả năng bảo vệ trực tiếp con người trước sức nóng.

Pavilion tại Governors Island duy trì hoạt động đến tháng 11/2025. Sang năm 2026, hệ thống được đưa đến nhiều thành phố khác để đánh giá hiệu suất trong những điều kiện đô thị đa dạng. Đây cũng là bước tiếp theo để kiểm chứng khả năng thích ứng của KlimaKover khi được triển khai ngoài bối cảnh thử nghiệm ban đầu.

Trong tương lai gần, Henning Larsen đặt mục tiêu đưa 100 pavilion đến Thế vận hội Los Angeles 2028. Những cấu trúc này được kỳ vọng cung cấp các vùng làm mát tiêu thụ ít năng lượng cho cộng đồng địa phương và hàng triệu du khách.

Ở quy mô rộng hơn, KlimaKover gợi mở một cách tư duy khác về thiết kế trong thời đại khí hậu cực đoan. Bài toán nhiệt được tiếp cận từ nhiều lớp, nơi kiến trúc, khoa học vật liệu và chính sách công cùng tham gia định hình giải pháp. Thành phố không nhất thiết phải làm mát toàn bộ môi trường để bảo vệ con người trước nắng nóng. Những vùng tiện nghi nhiệt có thể được tạo ra có chọn lọc, đúng nơi và đúng đối tượng cần thiết.

Từ một pavilion thử nghiệm tại New York đến tham vọng triển khai trên quy mô lớn, KlimaKover cho thấy kiến trúc có thể trở thành một phần của chiến lược thích ứng khí hậu. Giá trị của dự án nằm ở khả năng kết nối công nghệ với không gian công cộng, đồng thời mở ra hướng tiếp cận ít tiêu hao năng lượng hơn cho những đô thị đang ngày càng nóng lên. Đây cũng là một câu hỏi quan trọng cho kiến trúc thế kỷ 21: làm thế nào để tạo ra sự dễ chịu cho con người mà không phải trả giá bằng việc tiếp tục gia tăng áp lực lên khí hậu.

“Kiến trúc và ngành xây dựng cần chuyển từ vai trò góp phần làm trầm trọng thêm biến đổi khí hậu sang chủ động tạo dựng khả năng chống chịu và thích ứng. KlimaKover cho thấy tư duy thiết kế, đổi mới vật liệu và hợp tác liên ngành có thể mở ra những typology mới cho kiến trúc, giúp con người ứng phó với nắng nóng mà không tiếp tục gia tăng nhu cầu năng lượng.” - Kritika Kharbanda.

 

Trong thời điểm làm mát đã trở thành một nhu cầu thiết yếu để bảo vệ sự sống, KlimaKover gợi mở một hướng thích ứng khí hậu dựa trên tư duy thiết kế. Câu trả lời không nằm ở việc đưa thêm máy móc vào đô thị, mà ở cách tạo ra những không gian thông minh hơn, công bằng hơn và sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn. Đây là một chuyển dịch quan trọng trong cách kiến trúc tiếp cận tiện nghi nhiệt. Không gian sống không còn được giới hạn trong những công trình khép kín, kín khí và phụ thuộc vào điều hòa. Bài toán làm mát được đưa ra ngoài phạm vi của tòa nhà, đi vào không gian công cộng – nơi con người gặp gỡ, chờ đợi, làm việc và sinh hoạt mỗi ngày.

Với vai trò là nguyên mẫu cho một dạng hạ tầng công cộng mới, KlimaKover đưa ra một câu trả lời hữu hình trước những thách thức đang đặt ra cho kiến trúc đương đại. Kiến trúc có thể chủ động nâng cao khả năng chống chịu của đô thị như thế nào? Những không gian bền vững có thể được thiết kế ra sao để khả năng tiếp cận tiện nghi nhiệt trở nên công bằng hơn? KlimaKover chưa phải là lời giải cuối cùng cho bài toán nhiệt đô thị. Giá trị của dự án nằm ở việc mở rộng phạm vi của câu hỏi. Khi nhiệt độ tiếp tục gia tăng, kiến trúc cần nghĩ đến khả năng bảo vệ con người ngay trong những không gian chung của thành phố. Từ một pavilion thử nghiệm, dự án đặt ra một hướng đi rộng hơn: xây dựng hạ tầng thích ứng khí hậu nơi sự dễ chịu của con người, hiệu quả tài nguyên và công bằng xã hội cùng trở thành những tiêu chí cốt lõi của thiết kế.