使建筑设计适应气候变化的影响

来源: iGreen  作者: JON PENNDORF  时间: 2018.08.16  打印本页  分享:
想象一下,您最近完成的可持续海滨开发开始大张旗鼓,但是面对海湾的新玻璃店面很快就会因预期飓风而登上。每小时100英里(161公里)的风速,强降雨和高潮很快就会摧毁你投资组合中的新宝石。水去哪儿了?如果受到洪水或碎片的影响,重新开放设施需要多长时间?保险索赔要处理多长时间?

    想象一下,您最近完成的可持续海滨开发开始大张旗鼓,但是面对海湾的新玻璃店面很快就会因预期飓风而登上。每小时100英里(161公里)的风速,强降雨和高潮很快就会摧毁你投资组合中的新宝石。水去哪儿了?如果受到洪水或碎片的影响,重新开放设施需要多长时间?保险索赔要处理多长时间?

    现在考虑一下,如果同一设施集成了飓风百叶窗,洪水排水管,蓄水池或项目团队可用的任何无数弹性设计策略,那么先进设计思维将带来的价值。通过正确的组合,相同的财产可能会在几天而不是几个月内开始营业,保险索赔更少,并且充满了集体松了一口气的居住者。那些对房产和社区有兴趣的人会更安全,商业会更快恢复正常。

    德克萨斯州,波多黎各,路易斯安那州和加利福尼亚州最近的现实情况是灾难性的情景以及随之而来的唠叨“假设”。联邦紧急事务管理局局长Brock Long今年早些时候候在美国国会作证说,估计有4700万人 - 占美国人口的15%至16% - 被要求躲避到位,被迫撤离或面临失败因为去年的暴风雨,洪水和野火,他们的家园。开发人员和设计人员必须共同预测2017年的“100年一遇的事件”的破坏性影响,这些事件都发生在几个月之内。我们必须应对气候变化,使这些事件更加频繁,并给地球上的每个人带来更大的风险。

    保险公司慕尼黑再保险公司估计,在过去30年中,仅北美地区与天气有关的灾难花费超过1亿美元 - 平均每年超过340亿美元。保险损失从20世纪80年代的90亿美元增加到2000年代的360亿美元。洛克菲勒基金会(洛克菲勒基金会)估计,灾难或危机后的建设成本比从一开始就承受冲击的成本高出50%。包括慕尼黑再保险公司和劳埃德银行在内的许多保险公司在评估保费时都考虑了弹性设计。在减轻气候灾害的建筑物和开发项目中,业务连续性得到加强。减少花在“反弹”上的时间意味着更多的时间像往常一样开展业务。

超越可持续发展
    建立“可持续”标准已经不够了。事实上,因为它涉及减少,保护和舒适,可持续发展这个词是用词不当。虽然可持续性的目标是值得的 - 甚至是必不可少的 - 真正可持续的目标必须在胁迫下持久。弹性旨在实现这一目标,以抵御飓风,高水位,野火,地震,干旱或热浪带来的压力。最重要的是,它意味着与 - 在远离 - 项目建立之前和之后持续存在的自然力量相反。

    作为一个由开发人员,业主,建筑师和工程师组成的社区,我们已经开始将可持续发展视为新建筑和装修的“胡萝卜”和“坚持”。我们创建更环保的建筑,因为它们表现更好,业主和租户想要与他们建立联系。在许多城市,通过代码强制实现可持续性水平。我们也有可持续发展基准的平台,也有奖项。然而,恢复力上升到更高,甚至更关键的水平。

    在许多情况下,弹性和可持续性重叠。例如,使用太阳能或风能等可再生能源显然会减少建筑物对化石燃料的依赖(从而减少能源费用)。它还允许建筑物维持基本或关键任务操作 - 应急照明,服务器备份,生命支持系统 - 取决于建筑在危机期间的使用。好处有三个方面:社会,经济和环境。同样的情况可以用于灰水再利用:它节省了水电费,节约了饮用水,并且可以保持管道系统运行 - 至少部分 - 当其他系统发生故障时。然而,考虑到其场地预期的特定气候和社会经济风险,如果没有设想,最环保的建筑设计和建造可能不会完全具有弹性。

    结合弹性可能涉及复杂的系统调整。或者,它可以通过看似简单的设计动作来完成,从而产生复杂的好处。例如,对于位于波士顿郊外的斯波尔丁康复医院,珀金斯+威尔设计团队将建筑物的一楼从相邻河流的预期洪水平面上方一英尺(0.3米)处抬高。这一举措在设计开发阶段进行,使出租人员不受损害。将关键建筑系统移至屋顶可确保其安全和干燥,并使建筑物运行时间更长。除了其他策略之外,该结构还使用景观作为潜在洪水的自然缓冲。看似简单的东西会带来复杂的好处。

规模问题
    建筑规模的弹性很重要,但最具弹性的结构不能作为不支持弹性标准的社区中的岛屿存在。在历史性降雨的情况下,没有洪水的建筑物可以保证其居住者的安全,但邻里可能会完全泛滥。如果运输选择有限,则会妨碍对居住者的帮助以及疏散工作。如果弹性要持续工作以最大限度地提高安全性和功能性,那么对弹性的考虑必须“规模跳跃”应用于建筑物,校园或社区层面,然后应用于城市或区域范围。

    但弹性不是万能的。由于气候适应与特定的地理和气象标准密切相关,因此很少有标准的响应。虽然风险可能很常见,但回应必须是超本地化的。然而,世界各地的城市正在认识到风险和脆弱性的相似之处,并正在分享最佳做法私人。发展,基础设施升级或更换以及通过社会公平问题开展的激励措施都有助于实现更宜居,更具弹性的社区。

    2013年,华盛顿特区开始着手规划气候变化并确定相对于城市的威胁。当时,我们的Perkins + Will团队对该计划的格式或内容没有先入为主的概念,后来被称为“气候就绪DC”。相反,我们试图向其他城市学习并挖掘特定的风险和漏洞。气候和地理,并制定一个完全具体的缓解计划和响应。现在,在公众发布一年多之后,在C40城市(一个由90多个致力于应对气候变化的世界城市组成的网络)和彭博慈善机构获得奖项后,气候就绪DC是一个适应性更强的社区的蓝图,应用多个系统规模扩大到达城市的所有口袋。

准备蓝图
    Climate Ready DC计划包括三项具体任务。第一项是与气候科学家凯瑟琳·海霍(Katharine Hayhoe)进行的风险分析,他是位于德克萨斯州拉伯克的Atmost Research&Consulting的首席执行官,利用气象,地质和水文数据来了解最紧迫的气候风险这些担忧范围缩小到三个重要的预期风险:极端高温,极端降水以及海平面上升和风暴潮。

    第二项任务是针对所有公共设施和公共服务设施的位置交叉引用前三大风险。与多学科工程咨询公司Kleinfelder合作,目标是确定哪些地点在危机期间风险最大,哪些地点必须继续运作以服务于人口。脆弱性评估范围包括城市拥有的财产,私人医疗保健设施,运输要素和公用事业。

    第三,在了解风险和漏洞的情况下,团队转而制定计划。在与城市代表举办了多次研讨会并提供了便利的公众意见征询期后,2016年发布了78项建议行动的最终清单。该计划分为四个主题部分:交通运输和公用事业; 建筑与发展; 社区和社区; 和治理与实施。在每个类别中,描述了与前三大风险之一相关的行动,并分配给至少一个机构或公用事业,以指导和支持机构,确保未来工作的结构化协作。最终计划还涉及每个部分内的多个尺度 - 单个建筑,社区,城市和地区。

    每个部分都阐述了短期和长期目标,但总体主题是相同的:需要为不断变化的环境做好准备,以确保安全,环境保护和未来的繁荣。

    特别是在建筑和开发部门,该市试图促进市政建筑和新私人开发的更具弹性的建筑设计和建造。与许多城市一样,现有的绿色法规 - 从美国绿色建筑委员会(USGBC)设计的能源与环境设计领导(LEED)评级系统的清单合规性到国际绿色建筑规范,并未解决气候风险问题。因为气候风险是针对特定地点的,并且违反了单一的模型代码。 DC试图修改分区和建筑规范,以改变新的建筑规划并保护建筑物居住者以及邻近的房产。还为现有建筑物库存创建了行动项目。

弹性绿色
    对于发展和社区的复原力而言,或许最重要的是将绿色基础设施纳入规划和建设。我们的建筑本质上和历史上都缺乏灵活性,但大自然为适应和风化极端事件提供了宝贵的经验教训。这些课程可以直接应用于建筑设计,但它们也应该影响结构与周围环境的相互作用。

    精心设计的绿色空间(不仅仅是草坪或树木井)的整合提供的好处包括雨水保留和管理,食物栽培,热岛效应的最小化,运动和精神减压的空间,以及强大天气的缓冲。同样,城市正在引领这一指控。

    TåsingePlads被认为是哥本哈根的第一个气候适应性区域,其基础是将自然带入城市的规划。根据2013年的设计竞赛2014年对现有城市社区的部分区域进行了重新设想,以防止与暴雨径流增加相关的局部洪水问题。超过万平方英尺(929平方米)的未使用停车场,随着时间的推移铺设了几层沥青,现在是一个提供社会,经济和环境效益的公园.TåsingePlads可以延迟和渗透场地周围超过45000平方英尺(4200平方米)的雨水,为植物提供生命并补充含水层。该项目展示了增加公共休闲空间和减少强降水风险的重叠好处。

测量弹性
    能够适应冲击和压力的建筑物和社区可以从降低成本和中断中受益。市政激励措施是鼓励更好社区的重要工具。但他们不能成为唯一的动力。

    近年来,标杆弹性一直是一个棘手的对话。如前所述,气候风险非常特定于地理位置和场地的其他特征,因此只有一套认证标准可能是一项挑战。但是,有些程序侧重于特定的弹性属性.USGBC的社区发展LEED认证计划为主要计划项目提供指导,重点是社区连通性,但不关注气候影响。由奥雅纳创建的基于弹性的地震设计计划(REDI)主要侧重于地震安全。

    2014年,Perkins + Will的明尼阿波利斯办事处和市场转型可持续发展研究所(MTS)的Doug Pierce负责收集弹性平台和财务标准的标准。结果,RELi(“弹性列表”的缩写)是通过美国国家标准协会批准的全国共识流程制定的,并在2015年年初发布试点项目之前在整个设计和建筑行业进行研讨。2017年年,美国绿色建筑委员会宣布2018年末将RELI纳入其认证计划组合。

    当USGBC正式推出RELI时,它将成为第一个公开的第三方弹性认证平台.RELi提供了一种用于提高建筑物,校园或社区的弹性的结构。它根据第三方审查标准对结构进行了基准测试。但是,它不能保证项目的抗冲击性或安全性。该认证一经发布,将“衡量”项目的危害准备和风险缓解水平。

    RELI平台承认,如果没有与社区设施的连接,单独的建筑物就不具备弹性。它需要检查多个规模的解决方案,从单个建筑物或校园到整个城市,作为核心弹性驱动因素。它还呼吁社会公平和社区联系,以获得可用于设计和运营的“信用”。

    该系统认识到,在我们设计时,我们影响的占地面积比任何单个建筑占用的占地面积都大,并且更大的占地面积也会对建筑物产生回报影响。

    我们每个人都必须满足气候变化及其伴随的自然影响的前景。恢复能力意味着与之合作 - 而不是强化反对自然和更大的社区。恢复力要求我们了解自然环境的运作方式。它要求我们设计一个与这些机制相一致的建筑环境,以实现人类投资的长期可行性。

    JON PENNDORF是华盛顿特区Perkins + Will办公室的高级助理。来自波士顿Perkins + Will办公室的TYLER HINCKLEY和ARLEN STAWASZ也为本文做出了贡献。