تهویه مطبوع: مزایا، مشکلات و جایگزین‌ها
در میان گرمای بی سابقه افزایش دسترسی به تهویه مطبوع می‌تواند جان انسان‌ها را نجات دهد. با این وجود، واقعیت آن است که تجهیزات تهویه مطبوع به محیط زیست آسیب می‌رسانند. آیا گزینه‌های جایگزین دیگری وجود دارند؟
فرارو - بخش اعظم سیاره زمین در ماه جاری تحت افزایش دمای بی سابقه به شدت گرم شد. شهر فینیکس در ایالت آریزونا رکورد دمای 43.3 درجه سانتی گراد در روز را شکست. دره مرگ کالیفرنیا بالاترین دمای خود را داشت. یک فرودگاه در سواحل ایران با شاخص گرمای 66 درجه سانتی گراد مواجه شد در حالی که پکن شاهد افزایش 35 درجه سانتی گرادی دما در روز بود.
به گزارش فرارو به نقل از گاردین، موج‌های گرمای ظالمانه در نتیجه بحران آب و هوایی مکرر و شدیدتر شده اند روندی که انتظار می‌رود ادامه یابد و می‌تواند به نسبت سرعت گذار از سوخت‌های فسیلی بدتر شود. برای رهایی از گرما افراد به طور فزاینده‌ای به تهویه مطبوع روی می‌آورند. بر اساس نتیجه تحلیل سال 2020 میلادی گروه تحقیقاتی مستقل Climate Central تعداد دستگاه‌های تهیه مطبوع در جهان ممکن است تا سال 2050 میلادی تا 244 درصد افزایش یابد و طبق داده‌های آژانس بین المللی انرژی تقاضا برای آن در امریکا می‌تواند تا 59 درصد افزایش یابد.
افزایش دسترسی به تهویه مطبوع می‌تواند جان انسان‌ها را نجات دهد. به هر حال در ایالات متحده گرمای شدید تنها کشنده‌ترین شکل آب و هوای شدید است، اما ممکن است با معایبی نیز همراه باشد.
در ادامه به چالش‌های امروز و سال‌های آینده نگاه کرده و برخی از جایگزین‌ها برای تهویه مطبوع را ذکر می‌کنیم:
میلیارد‌ها نفر به تهویه مطبوع دسترسی ندارند و هزنیه‌های انرژی بسیار زیاد است
خرید و راه اندازی فناوری مرتبط با تهویه مطبوع ممکن است گران باشد و همین موضوع اغلب دسترسی به آن را برای جوامع فقیر در ایالات متحده و در سطح جهان غیر قابل دسترس می‌سازد. در ایالات متحده تحقیقات نشان می‌دهند که خانوار‌های کم درآمد به احتمال زیاد به فناوری تهویه مطبوع دسترسی ندارند. نتیجه مطالعه‌ای صورت گرفته در سال 2019 میلاید نشان داد که بین 1.8 تا 4.1 میلیارد نفر در کشور‌های در حال توسعه که به طور مرتب دما‌های بالا و خطرناک را تجربه می‌کنند به فناوری خنک کننده دسترسی ندارند.
"ناراسیم‌ها رائو" استاد سیستم‌های انرژی در دانشگاه ییل می‌گوید: "در بسیاری از نقاط جهان و در بسیاری از کشور‌ها ما نگران این هستیم که افرادی که بیش‌تر به تهویه مطبوع نیاز دارند به آن دسترسی نداشته باشند".
استفاده از تهویه مطبوع هم چنین به شبکه‌های برق فشار وارد می‌کند. این امر می‌تواند خطرناک باشد. نتیجه مطالعه‌ای تازه نشان می‌دهد که اگر یک موج گرمای پنج روزه و قطع برق به طور همزمان در شهر فینیکس رخ دهد بیش از 50 درصد از جمعیت فعلی 1.4 میلیونی آن شهر ممکن است در بخش اورژانس بستری شوند. بسیاری در تلاش هستند تا سیستم‌های تهویه مطبوع را مقرون به صرفه‌تر کنند و قابلیت اطمینان بخشی شبکه‌های برق را بهبود بخشند. با این وجود، مشکل دیگری نیز وجود دارد: استفاده از تهویه مطبوع زمین را گرم می‌کند.
دستگاه‌های تهویه مطبوع انرژی زیادی مصرف می‌کنند. طبق گفته آژانس بین المللی انرژی از هم اکنون تا سال 2050 میلادی فناوری‌های خنک کننده از جمله دستگاه‌های تهویه طبوع بزرگترین عامل دامن زننده به تقاضای انرژی در حال رشد خواهند بود که یک مشکل فزاینده است، زیرا بخش عمده انرژی جهانی در حال حاضر از سوخت‌های فسیلی تامین می‌شود.
داده‌های S&P Global Commodity Insights نشان می‌دهد که ایالات متحده رکورد تابستانی خود را برای مصرف روزانه گاز حداقل در دو نوبت جداگانه شکست و مصرف ناشی از کار تهویه مطبوع یکی از عوامل کلیدی آن است.
اکثر مدل‌های تهویه مطبوع به استفاده از مواد شیمیایی گرم کننده سیاره برای خنک کردن هوا نیاز دارند. متداول‌ترین مبرد‌های مورد استفاده در تهویه مطبوع هیدروفلوئوروکربن‌ها (HFCs) هستند که گاز‌های گلخانه‌ای قوی می‌باشند که هزاران برابر موثرتر از دی اکسید کربن در به دام انداختن گرما می‌باشند.
برخی از دستگاه‌های تهویه مطبوع از مبرد‌های سازگار با آب و هوای هیدروفلورولفین (HFOs) استفاده می‌کنند اگرچه این مبرد‌ها هنوز هم می‌توانند آسیب‌های زیست محیطی ایجاد کنند. جایگزین‌های دیگر شامل آمونیاک و پروپان است، اما هر دو در صورت نشت می‌توانند برای انسان مضر باشند.
شرکت‌ها هم اکنون از انواع جدیدتر مبرد‌ها مانند R-32 استفاده می‌کنند که یک هیدرو فلوروکربن است که تقریبا نیمی کم‌تر از مبرد‌های سنتی که برای تهویه مطبوع استفاده می‌شدند سیاره زمین را گرم می‌کند.
کارشناسان می‌گویند با به کارگیری استراتژی‌های دیگر برای کاهش دما در خانه‌ها می‌توانیم عوارض محیطی تهویه مطبوع را کاهش دهیم و به افراد این امکان را خواهیم داد که بدون گرم شدن سیاره زمین خنک بمانند.
فناوری‌های خنک کننده بیش تری که در مصرف انرژی صرفه جویی می‌کنند وجود دارند
یکی از پر سر و صداترین فناوری‌های تهویه مطبوع پمپ‌های حرارتی الکتریکی هستند که قادر هستند خانه‌ها را گرم و خنک کنند. این دستگاه‌ها در روز‌های گرم هوای گرم را از خانه بیرون رانده و هوای خنک را به داخل می‌کشانند.
این فناوری‌ها نسبت به سیستم‌های تهویه مطبوع سنتی از لخاظ مصرف انرژی بسیار کارآمدتر هستند. هم چنین برای کار کردن به مبرد بسیار کم تری نیاز دارند. دستگاه‌های تهویه مطبوع سنتی و پمپ‌های حرارتی هر دو خانه‌ها را با کاهش مستقیم دمای هوا و هم چنین با بیرون کشیدن رطوبت از هوا خنک می‌کنند.
با این وجود، ترکیب این دو فرآیند باعث می‌شود که آن دستگاه‌ها به شدت ناکارآمد باشند. اکنون پژوهشگران در حال کار بر روی توسعه فناوری‌های جدیدی هستند که این دو عملکرد را برای افزایش کارایی از هم جدا می‌کند. برخی از مدل‌ها از خشک کننده‌های فیزیکی موادی که رطوبت را جذب می‌کنند به جای فرآیند‌های انرژی زا برای بیرون کشیدن رطوبت از هوا استفاده می‌کنند.
بهبود بهره وری انرژی کولر گازی بسیار مهم است. طبق گزارش آژانس بین المللی انرژی در سال 2018 میلادی میانگین هوا کم‌تر از نصف بهترین فناوری موجود کارآمد بود. مدل‌های کم بازده که اغلب در خانواده‌های کم درآمد یافت می‌شوند برای اجرا به مصرف برق بیش تری نیاز دارند که همزمان باعث گر شدن آب و هوا و گران‌تر شدن مصرف آن می‌شود.
گزینه‌های بیش‌تر برای خنک کننده‌ها
سایر فناوری‌های رایج می‌توانند نقش عمده‌ای در خنک سازی خانه‌ها داشته باشند. رائو استاد دانشگاه ییل می‌گوید برای مثال، فن‌ها بسیار ارزان‌تر و با مصرف انرژی بسیار کم تری در مقایسه با دستگاه‌های تهویه مطبوع هستند. آن‌ها هم چنین می‌توانند به طور شگفت انگیزی به خصوص در محیط‌های گرم و خشک موثر باشند. او می‌گوید:"در برخی موارد آن‌ها می‌توانند تا 2 درجه سانتی گراد از شدت گرما بکاهند".
رائو هم چنین در حال مطالعه ظرفیت بالقوه استفاده از رطوبت گیر‌ها به عنوان یک فناوری خنک کننده گسترده است، زیرا می‌توانند وضعیت را در مناطق گرم و با هوای خفه بهبود بخشند.
او می‌گوید:"در بمبئی شهری که من اصالتا از آنجا هستم می‌توانید از شر خشک شدن هوا با استفاده از رطوبت گیر خلاص شوید. در خانه من هوا بسیار گرم و مرطوب است، اما من به زیرزمینی می‌روم که تهویه هوا ندارد و صرفا مجهز به رطوبت گیر است و هنوز هم بسیار خنک‌تر از نقاط دیگر می‌باشد".
در گرمای هوای گرم و خشک یکی دیگر از فناوری‌های مفید کم مصرف از نظر انرژی خنک کننده هوا است که به عنوان خنک کننده باتلاقی نیز شناخته می‌شود. این دستگاه‌ها از یک فن برای گردش مجدد هوا در یک ماده خنک و مرطوب استفاده کرده و سپس هوای تازه مرطوب و خنک را به داخل خانه پخش می‌کنند. خنک‌کننده‌های باتلاقی مانند رطوبت گیر‌ها و فن‌ها مقرون به صرفه و کارآمد هستند و به طور گسترده در دسترس می‌باشند.
با این وجود، راه‌هایی نیز با استفاده از فناوری سطح پایین برای خنک نگهداشتن خانه‌ها وجود دارند. برای مثال، می‌توان ساختمان‌ها را برای پایین نگه داشتن دما بهتر طراحی کرد.
"ویوک شانداس" استاد جغرافیا در دانشگاه ایالتی پورتلند که تاثیرات تغییرات آب و هوایی در مناطق شهری را مطالعه کرده می‌گوید:"یکی از استراتژی‌های مهم عایق بندی و نارسانا کردن است".
او می‌افزاید: "اغلب از دستگاه‌های تهویه مطبوع در داخل خانه‌ها به ویژه خانه‌های قدیمی‌تر استفاده می‌کند خانه‌هایی که عایق بندی نشده اند و یا شکاف‌های پنجره‌ها و در‌ها که گرمای شدید بیرون می‌تواند از طریق آن وارد ساختمان شود برطرف نشده است". در نتیجه، ساکنان ممکن است مجبور شوند دستگاه تهویه مطبوع را در بالاترین تنظیمات برای خنک کردن بیش‌تر محیط قرار دهند تا دمای داخل خانه را پایین نگه دارند.
شانداس می‌گوید که عایق بندی کردن میزان نیاز به تهویه مطبوع برای حفظ دما در درجه راحت ماندن در محیط را کاهش می‌دهد و باعث کاهش مبلغ پرداختی قبض برق می‌شود و همزمان میزان انتشار گاز‌های گلخانه‌ای را نیز کاهش خواهد داد.
برخی از خانه‌ها نیز با موادی ساخته شده اند که گرما را جذب می‌کنند. شانداس می‌گوید ساکنان خانه‌های متحرک و تریلر‌ها که اغلب با فولاد یا آلومینیوم ساخته می‌شوند اغلب در برابر گرمای شدید آسیب پذیرتر هستند. رائو می‌گوید در جنوب آسیا و سایر بخش‌های جنوب جهانی سقف‌های فلزی که اغلب در محله‌های فقیرنشین یافت می‌شوند رایج هستند، زیرا ارزان قیمت می‌باشند. او می‌گوید:"کاربرد ورق آلومینیومی برای سقف بدترین کاری است که از نظر گرما و جذب حرارت می‌توانید انجام دهید".
با این وجود، برخی از مواد مورد استفاده در ساخت خانه‌ها مانند آجر و سنگ می‌توانند گرما را با سرعت بیشتری جذب و آزاد کنند. بهبود در دسترس بودن و مقرون به صرفه بودن چنین موادی می‌تواند جان انسان‌ها را در گرمای شدید نجات دهد.
خانه‌ها به ویژه سقف‌ها را نیز می‌توان برای کاهش دمای داخلی با رنگ سفید رنگ آمیزی کرد. ساختمان‌های زیر سقف سفید درمواجهه با اشعه‌های خورشید خنک می‌مانند، زیرا بین 60 تا 90 درصد نور خورشید منعکس می‌شود. هم چنین، می‌توان ساختمان‌ها را با در نظر گرفتن تهویه برای دما‌های پایین‌تر طراحی کرد. برای مثال، می‌توان بادگیر‌ها را برای کشیدن نسیم خنک به داخل خانه ساخت. قرار دادن حوضچه‌های آب در زیر آن میز می‌تواند سازه‌ها را موثرتر سازد.
در مورد سایه وضعیت چگونه است؟
سایه می‌تواند تفاوت زیادی در داخل خانه و خارج از آن ایجاد کند. به گفته شانداس برای مثال، عمل ساده کشیدن پرده‌های مات و بسته می‌تواند به کاهش دمای داخل خانه کمک کند.
جوامع می‌توانند همان استراتژی را با کاشت درخت در سراسر محله‌ها به کار گیرند. شانداس می‌گوید: "ما می‌دانیم که محله‌های درختی می‌توانند تا 15 درجه خنک‌تر از محله‌های بدون درخت باشند". درختان و سایر گیاهان را می‌توان بر روی پشت بام‌ها نصب کرد تا به عایق بندی ساختمان‌ها از هوای گرم بیرون کمک کند. شانداس می‌گوید این استراتژی‌ها به ویژه در مناطق گرم شهری که به دلیل جذب فراوان انرژی حرارتی توسط بتن است مناطقی که به‌طور نامتناسبی توسط افراد رنگین پوست کم درآمد اشغال شده اند مفید خواهند بود.
آیا می‌توانیم از شر تهویه مطبوع خلاص شویم؟
کارشناسان می‌گویند حذف تهویه مطبوع از جهان کاری خطرناک خواهد بود. رائو می‌گوید:"بعضی از نقاط جهان وجود دارند که واقعا نمی‌توان بدون تهویه مطبوع در آنجا کار و زندگی کرد نقاطی که در معرض آب و هوای بسیار بدی دارند".
با این وجود، استفاده استراتژیک از روش‌های دیگر برای خنک کردن جوامع می‌تواند هزینه‌ها و انتشار گاز‌های گلخانه‌ای را کاهش دهد. هم چنین این کار می‌تواند هزینه‌ها و انتشار گاز‌های گلخانه‌ای را کاهش داده و هم چنین می‌تواند تاثیر ضربه‌ای ناشی از تهویه مطبوع را کاهش دهد. در مناطق بسیار متراکم اجرای آن‌ها می‌تواند دمای هوای بیرون را 1 درجه سانتی گراد افزایش دهد.
شانداس می‌گوید استراتژی‌های مختلف در زمینه‌های مختلف بهترین کارکرد را خواهند داشت. او می‌افزاید: "ما نیاز به یافتن راه حل‌های موثر مختلف داریم که از نظر اجتماعی و سیاسی خوشایند بوده و در درازمدت پایدار باشند".
از دست ندهید