ورزش هوشمند: مخزن آب باران پنهان زیر چمن مصنوعی زمینه را ۴۶ درجه فارنهایت خنک می‌کند
پژوهشگران موسسه تحقیقاتی آب کِی‌دابلیو‌آر در هلند نشان داده‌اند که یک سیستم ذخیره‌سازی آب زیرسطحی و آبیاری مبتنی بر ظرفیت می‌تواند چمن مصنوعی را بسیار خنک‌تر و امن‌تر کند. پژوهشگران این سیستم آسان برای اجرا را به‌ویژه در مناطق شهری که تقاضا برای فضاهای ورزشی بسیار بالا ولی فضا کم است، توصیه می‌کنند.
برای کسانی که در فضاهای شهری زندگی می‌کنند، چمن طبیعی توسط چمن مصنوعی نه تنها در تأسیسات ورزشی، بلکه در پارک‌ها نیز جایگزین شده است. در حالی که چمن طبیعی مورد ترجیح است، چمن مصنوعی می‌تواند استفاده مداوم و سنگین از فضاها را امکان‌پذیر کند.
«چمن طبیعی فقط می‌تواند تعداد محدودی از ساعات بازی در هفته را پشتیبانی کند و نیاز به زمان بازیابی بین استفاده‌ها دارد،» گفت مارژولین ون هویژووورت، هیدرولوژیست موسسه تحقیقاتی آب کِی‌دابلیو‌آر، در ایمیلی به مهندسی جالب. «چمن طبیعی نیاز دارد بعد از بارش باران تخلیه شود قبل از اینکه مجدداً مورد استفاده قرار گیرد.»
در مقایسه، چمن‌های مصنوعی نیاز به هیچ زمانی برای بازیابی ندارند و سریعاً چمن طبیعی را در اکثر فضاهای عمومی جایگزین می‌کنند.
مشکل چمن مصنوعی
در حالی که چمن‌های مصنوعی به تأسیسات امکان می‌دهند تا ۲۴ ساعت شبانه‌روز و هفت روز هفته برای کاربران در دسترس باشند، همچنین وقتی دما بالا می‌رود، گرم می‌شوند. پژوهشگران تخمین می‌زنند که در روزهای آفتابی، دمای چمن‌های مصنوعی می‌تواند به ۱۵۸ درجه فارنهایت (۷۰ درجه سلسیوس) برسد.
در این دماها، کاربران در معرض خطر شدید سوختگی قرار دارند. بدتر از آن، خطر ابتلا به بیماری‌های مرتبط با گرما مانند گرمازدگی نیز وجود دارد که می‌تواند مرگبار باشد.
در یک سیاره در حال گرم شدن و با تعداد بیشتری از تأسیسات که چمن‌های مصنوعی را انتخاب می‌کنند، نیاز شدید به حل مشکلات گرمایی آن‌ها وجود دارد.
خنک‌کردن چمن‌های داغ و شهرها
پژوهشگران موسسه تحقیقاتی آب کِی‌دابلیو‌آر ترکیبی از جمع‌آوری آب باران و سیستم‌های آبیاری مبتنی بر ظرفیت را برای رفع نیازهای خنک‌کردن چمن‌های مصنوعی به کار بردند. در این سیستم، یک لایه ذخیره‌سازی آب باز به طور مستقیم زیر چمن و شاک پد ساخته می‌شود تا آب باران را جمع‌آوری کند.
این لایه شامل سیلندرهایی است که آب را به چمن مصنوعی منتقل می‌کنند، جایی که تبخیر می‌شود و چمن را خنک می‌کند. «فرآیندهای طبیعی و شرایط آب و هوایی فرآیند خنک‌کردن تبخیری و افزایش ظرفیت را کنترل می‌کنند، بنابراین آب فقط زمانی تبخیر می‌شود که نیاز به خنک‌کردن وجود دارد،» ون هویژووورت در بیانیه‌ای توضیح داد.
در یک آزمایش میدانی که در آمستردام انجام شد، تیم دریافت که حتی در یک روز آفتابی گرم در ماه ژوئن، دمای چمن مصنوعی مجهز به سیستم آن‌ها به دمای فقط ۹۸٫۶ درجه فارنهایت (۳۷ درجه سلسیوس) رسید. در مقایسه، یک چمن مصنوعی بدون دستگاه خنک‌کننده به دمای ۱۴۴ درجه فارنهایت (۶۲٫۵ درجه سلسیوس) رسید.
پژوهشگران همچنین دریافتند که دمای هوا بالای این قطعات در شب بسیار خنک‌تر است، نشان‌دهنده اینکه این سیستم به فرار از اثر جزیره حرارتی شهری کمک می‌کند.
هزینه چقدر است؟
«نصب سیستم بسیار سریع است به دلیل عمق کم ساخت و مواد سبک‌وزن. نیاز به ماشین‌آلات حداقلی دارد و با ساختار سبک‌وزن می‌تواند در سطح زمین استفاده شود، اما برای کاربرد بر روی پشت‌بام نیز بسیار مناسب است،» ون هویژووورت به IE در ایمیل گفت.
با این حال، بسته به حجم مورد نظر برای جلوگیری از سیلاب و نصب، هزینه چنین سیستمی می‌تواند بین ۲۵ تا ۱۰۰ درصد بیشتر از هزینه نصب چمن مصنوعی باشد.
پژوهشگران توصیه می‌کنند که یک تحلیل جامع هزینه-فایده یا ارزیابی دوره عمر (LCA) قبل از تصمیم‌گیری درباره چنین نصب‌هایی انجام شود. «این تحلیل باید شامل تمامی مزایا، از جمله افزایش ساعات بازی، مزایای سلامتی، کاهش عمق ساخت و حمل مواد، کاهش اثر جزیره حرارتی شهری و بهبود مدیریت آب‌باران باشد تا ارزش واقعی سرمایه‌گذاری تعیین شود،» ون هویژووورت اضافه کرد در ایمیل به IE.
یافته‌های پژوهش در مجله Frontiers امروز منتشر شد.
