Singapore đang lên kế hoạch xây dựng một “thành phố khoa học” dưới lòng đất, với các phòng thí nghiệm và trung tâm dữ liệu nằm ở độ sâu từ 30 - 80m. Dự án hiện mới dừng ở giai đoạn ý tưởng, nhưng được kỳ vọng ứng dụng nhiều giải pháp kỹ thuật tiên tiến và giúp tiết kiệm tới 30% năng lượng dành cho làm mát.

Thành phố Khoa học Ngầm của Singapore (USC) được định hướng trở thành một tổ hợp công nghệ cao nằm sâu dưới lòng đất, chủ yếu phục vụ nghiên cứu y sinh, phát triển khoa học cũng như lưu trữ và xử lý dữ liệu.

Dù kế hoạch đã đưa ra nhiều chi tiết về cấu trúc và công nghệ dự kiến sử dụng, dự án vẫn đang trong giai đoạn khái niệm và còn cách khá xa việc triển khai trên thực tế.

Để tạo ra các không gian ngầm, dự án dự kiến kết hợp phương pháp khoan, nổ mìn với máy đào hầm TBM dạng khiên kín, có khả năng hoạt động trong điều kiện áp lực thủy tĩnh lớn ở dưới lòng đất.

Các khoang ngầm chính sẽ được gia cố bằng hệ thống cáp căng và lớp bê tông phun gia cường bằng sợi. Hệ thống cáp quang cũng được sử dụng để liên tục theo dõi tình trạng kết cấu, qua đó phát hiện sớm những thay đổi có thể ảnh hưởng đến độ an toàn của công trình.

Thông gió và an toàn là những yếu tố then chốt

Thiết kế đề xuất tích hợp hệ thống thông gió và điều hòa không khí, kết nối với các ống dẫn khí theo phương thẳng đứng. Mục tiêu là duy trì sự lưu thông không khí trong các không gian ngầm, đồng thời hỗ trợ kiểm soát nhiệt độ bên trong các khu chức năng.

Về phòng cháy chữa cháy, các tuyến đường thoát hiểm sẽ được thiết kế với hệ thống tạo áp nhằm ngăn khói xâm nhập khi xảy ra sự cố. Công trình cũng dự kiến được trang bị các giải pháp cách nhiệt cho không gian nằm dưới lòng đất.

Một trong những mục tiêu của dự án là giảm áp lực sử dụng đất trên bề mặt. Theo quy hoạch được đưa ra, phần diện tích đất được giải phóng có thể dành cho công viên, nhà ở và các công trình hạ tầng xã hội.

Tổ hợp này cũng được định hướng tận dụng vị trí gần các trường đại học và trung tâm nghiên cứu, từ đó tập trung vào những hoạt động liên quan đến kỹ thuật, công nghệ thông tin, khoa học, công nghệ cao và dược phẩm.

Tiết kiệm tới 30% năng lượng làm mát

Độ ổn định nhiệt tự nhiên của môi trường dưới lòng đất được xem là một trong những lợi thế về môi trường của USC. Do không chịu tác động trực tiếp của bức xạ Mặt Trời, các cơ sở nằm dưới lòng đất có thể cần ít năng lượng làm mát hơn so với những công trình tương đương trên mặt đất.

Các ước tính cho thấy hệ thống làm mát tại những trung tâm dữ liệu của USC có thể tiết kiệm 20 - 30% năng lượng.

Kế hoạch cũng tính đến việc thu hồi nhiệt thải để phục vụ các hoạt động công nghiệp, cùng với hệ thống mạng lưới nước tuần hoàn khép kín.

Tuy nhiên, quá trình đào đất sẽ đòi hỏi khối lượng lớn bê tông và thép, đồng thời phải xử lý lượng đất đá đào lên đáng kể. Điều này có thể khiến dự án tạo ra lượng phát thải carbon lớn trong giai đoạn đầu.

Những người đề xuất dự án cho rằng hiệu quả sử dụng năng lượng đạt được trong suốt vòng đời công trình có thể bù đắp lượng phát thải ban đầu.