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行业资讯 | 打造零碳建筑从韧性建筑设计策略开始

广东装配式建筑分会     2022-10-11     1487

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从现在到2030年,全球人口预计将增长超过5亿人。要满足人口增长的需求,就需要增加约1.88亿套住房、220万所小学、270万所中学、容纳170万张病床的医院以及相关的设施和基础设施。另一方面,由于人类的活动而造成的气候危机正在加剧,造成的损失越来越大。


我们如何在未来十年内规划、设计、建造、翻新和重新利用全球建筑环境以满足这些需求,将决定地球上生命的命运和福祉。我们必须提供一种能够减少碳排放的架构和发展模式;并与当地条件、人类健康、生态恢复以及能源和水的可用性和安全相关联。


建筑减少碳排放的设计思想应当着眼于建筑的不同阶段,可能是互不兼容甚至相互冲突的,需要系统思维。节能减碳与韧性的设计思想相互包含与延展,将渗透到设计的每一个方面。未来在新建建筑和城市更新中一方面要着力推行各项节能减碳措施,另一方面要提高建筑的韧性,为应对气候变化带来的外部环境条件的不确定性做好充足的准备。更好的韧性意味着更长的建筑寿命和抵御风险能力,也意味着更节能环保,这对于建筑部门碳中和非常重要。


韧性建筑策略


韧性建筑策略正在全球范围内被使用,它可以显著减少或消除温室气体排放,解决气候适应和复原力问题,并为可再生能源的可及性提供潜力。


本文概述了不同地区和条件中可以立即实施的一些关键战略。


以交通为导向的发展。在公交1/4至1/2英里的步行距离内建立TOD,并混合住房和商业区,鼓励步行和骑自行车,同时降低基础设施成本和排放。

注:TOD模式是指以公共交通为导向的发展模式(transit-oriented development,TOD),是规划一个居民区或者商业区时,使公共交通的使用最大化的一种非汽车化的规划设计方式。其中的公共交通主要是指火车站、机场、地铁、轻轨等轨道交通及巴士干线,然后以公交站点为中心、以400~800米(5~10分钟步行路程)为半径建立中心广场或城市中心,其特点在于集工作、商业、文化、教育、居住等为一身的“混合用途”,使居民和雇员在不排斥小汽车的同时能方便地选用公交、自行车、步行等多种出行方式。城市重建地块、填充地块和新开发土地均可以TOD的理念来建造,TOD的主要方式是通过土地使用和交通政策来协调城市发展过程中产生的交通拥堵和用地不足的矛盾。


新的增长区域规划通过确定和建立适合环境的新增长区来规划增长,这些新增长区位于城市附近或城市内部,并沿着现有或计划的交通线路,这将限制城市扩张,从而避免破坏农田和其他环境资产。


栖息地走廊。绘制和受保护的栖息地走廊保留了物种成功迁移的能力,同时增强了敏感生态系统的完整性。

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上海桃浦中央绿地路上桥梁和隧道在满足道路基础设施需要的同时创造出一个庞大且连续的公园,优先考虑了行人的安全,加强了邻里联系,创造出新的栖息地和野生动物走廊


城市填充和改造。在步行即可到达公交和地区中心的范围内填充、重新利用和重新开发区域和建筑物,可以减少农村地区和开放空间的蔓延、基础设施和增长压力。


街道网络。 规划较短的街区长度和连接良好的密集街道网络鼓励骑自行车,使步行更有趣,增加当地企业的客流量,减少车辆交通并增加交通流量,并使目的地和中转站更容易到达。


热岛缓解。增加城市地区的太阳反射率,树冠和植被覆盖物可以冷却室外温度,同时减少空气污染和能源消耗。

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集水和储存。集水系统储存雨水,并在处理和消毒时提供清洁,免费的水源。


冷屋顶。在炎热的气候或季节,反射阳光并有效散发热量的浅色屋顶将保持凉爽并减少传递到建筑物中的热量。

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双层屋顶。在炎热的气候下,位于屋顶正上方的结构遮蔽了屋顶,并允许屋顶和结构之间的暖空气积聚逸出,从而减少室内冷却需求。当延伸时,屋顶线可以遮蔽外墙,并创造阴凉的户外生活空间。


高架结构。在沿海或洪水易发地区进行设计时,必须通过抬高结构或为水流留出空间来规划可能的淹没,同时不影响建筑物和基础设施的结构完整性。


直接增益被动加热。在寒冷的气候下,面向赤道的太阳能玻璃与足够的热质量相结合,将能够在冬季的24小时内加热空间。


遮阳。在温暖的夏季,悬垂物阻挡朝向赤道的太阳能玻璃的直射阳光,减少室内冷却负荷。


侧面采光。外墙玻璃提供建筑内部采光,深度为开口高度的1.5至2倍。添加轻型搁板可以将日光深度增加到开口高度的2.5倍。


交叉通风。通过定位垂直于盛行风且位于空间或建筑物相对两侧的窗户开口,为建筑物通风和/或冷却。在入口和出口开口之间保持畅通无阻的路径,以获得足够的气流。


夜间通风口冷却。在夜间温度凉爽的干燥气候中,使用凉爽的夜间空气从空间中冲出热量,冷却内墙和地板,使空间在白天保持凉爽。


采用木材。指定再生木材或来自管理良好的森林的木材,以鼓励保护栖息地和水质;而不是从古老的森林中采伐木材。


混凝土使用规划。减少混凝土的碳足迹包括(但不限于):

  • 设计结构效率(不使用比必要更多的混凝土)

  • 替代非化石燃料来源的补充胶凝材料

  • 利用碳封存(一氧化碳2注射)

  • 在适当情况下使用较大的骨料(例如,1“ 与 3/4” 粗骨料)

  • 减轻楼板的重量,减小柱子和地基的尺寸


钢设计。设计材料效率,减少钢材用量。电弧炉中的钢材以减少钢的排放,因为电弧炉使用高水平的回收材料,并且可以由可再生能源提供动力。


案例:会呼吸的建筑——越南生物气候弹性办公大楼


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T3 ARCHITECTS事务所设计了位于越南西贡的Dreamplex办公大楼,该项目需要对现有的建筑进行翻新,建筑师希望应用“未来的办公”策略来构成“更好的工作环境”,这是新时代的办公建筑,客户与建筑师们都理解的是,人们并非每天都能够有相同的工作情绪,因此需要考虑员工对于工作环境的期待,并且尽量满足人们的需求,也给到了多种选择,比如专注、灵感、会面,以及宁静的氛围,因此,这座具有弹性的办公建筑有着10多种不同的工作环境。


从使用者进入到建筑中开始,建筑就有着良好的氛围,这里应用了自然的色调、休闲的家具、来自当地的材料,甚至还有来自越南南部的竹子、石灰、木材,以及当地的石材。通过周围的各项设置,给使用者带来热带的景观感受,也强调了舒适的生活感。


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建筑师与能源效益工程师共同合作,通过以下策略让建筑满足可持续标准:

  • 保留现有建筑的主体结构;

  • 打破室外现有的混凝土面板,创造热带花园,恢复自然和渗透土壤,增加全新的植物,引入雨水系统,减少洪水问题;

  • 建筑师在地面层增加了大型滑动门,与外部花园构成连接,这样能够减少空调空间,同时通过吊扇最大程度地做到空气流通;

  • 增加双层通风竹子立面,这是有效的防晒措施,提高能源效益,除此之外,建筑师还应用了水平和垂直百叶窗,满足不同的方向,减少对于照明的需求,提升使用者的舒适性;

  • 尽量减少工业材料、化学物质、塑料的使用,改善室内空气品质;

  • 做好屋面的保温,减少热量,节约资源。


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最后,灯光设计由建筑师与Kobi工作室合作完成,从而达到优质的标准,提升使用者的舒适度,满足工作环境,给客户带来价值。

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部分素材来源:微信公众号 专筑


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