Buildings

旋转、响应和自适应:应对气候变化的建筑

建筑能否帮助应对气候变化?当然可以。虽然建筑在全球能源相关 CO2 排放中占比最大,但它们至少能够减少自身产生的负面影响。 许多真实建筑和超前的设计理念通过对环境产生积极影响做出贡献,方法是通过产生比自身消耗的更多的能量,或做一些意想不到的事情,比如积极地净化空气。
Buildings
城市可持续性发展的灯塔 - 如今的城市规划是在打造城市未来的灯塔,传达城市可持续性发展、绿色环保和对生活负责的新信息。
123 查看

创建于 2019 年 07 月 11 日

与时俱进的建筑

何为建筑?为人类遮风避雨静止不变的结构?不再是这样了。最好的建筑师已经舍弃打造无视当地气候的建筑的想法。

建筑开始与环境合作,而不是与之抗争。建筑能源管理领域的很多最新趋势都涉及新奇的设计元素和技术,以提高建筑的能源绩效、改善用户舒适度或为当地环境提供一些其他益处。

建筑师 Philip Beesley 从根本上质疑建筑的角色。他的“Hylozoic Ground”装置可能看起来更像艺术品而不是建筑。但通过打造这件艺术品,他正在实实在在地探索如何让建筑响应居住者的需求、净化空气并惠及人民福祉。

 
Hylozoic Ground

建筑上和旋转楼层之间的风力涡轮机

我们都知道太阳能,但为什么不利用风能呢?许多新的高层建筑设计开始整合风力涡轮机,旨在树立建筑的绿色形象。虽然建筑上安装的涡轮机高度或尺寸难以产生大量能量,但这个概念仍然很有发展前景。

事实上,最具开创性的设计之一既有发展前景又颇具吸引力。这就是专为在迪拜建造而设计的“旋转塔 (Rotating Tower)”,它在各个楼层之间的较小空隙中安装有水平风力涡轮机。但这并非全部:建筑的每个楼层都将能够独立于其他楼层进行旋转。

虽然这种旋转看似会浪费能量,但由于每个楼层都是独立的单元,所以各层之间都为安装风力发电机和太阳能电池板留出了重要的空间。如果建成,旋转塔产生的多余能量预计能够为多达 5 个类似规模的建筑供能。

Bahrain World Trade Center
London Turbines

巴林世界贸易中心,巴林麦纳麦                                                                           Strata SE1,英国伦敦

 
The World's First Rotating Skyscraper

可冷却并净化空气的建筑

一种最佳实现方式是在屋顶上、墙壁上和建筑内部添加绿色植物。实际上,意大利米兰垂直森林 (Bosco Verticale) 上种植的绿色植物相当于 10,000m2 平坦的林地。

除了种植绿色植物,Klaudia Gołaszewska 和 Marek Grodzicki 的 Airscraper(在 2019 年 eVolo 摩天大楼设计竞赛中获得第 2 名)从地面吸入空气,并引导空气进入通达建筑核心的 800 米长烟囱。随着空气向上爬升,空气将得到过滤和净化。此过程还有助于缓解街道层面的热岛效应。

很多新技术都采用“呼吸墙”的创新概念,例如 Philip Beesley 的“Hylozoic Ground”装置。呼吸墙使用特殊涂层或混凝土吸收碳和人类产生的污染物。例如,墨西哥市的曼努埃尔·冈萨雷斯医院 (Manuel Gea González Hospital) 的外墙上涂有二氧化钛,可“吸收”烟雾并中和污染物中的某些元素。再就是米兰意大利馆,它通过利用太阳能的智能混凝土分解有害污染物。

 
This Building that Eats Smog

曼努埃尔·冈萨雷斯医院,墨西哥市

Palazzo Italia
Bosco Verticale

意大利馆,意大利米兰                                                                                           垂直森林,意大利米兰

响应式外立面和外壳

如果外立面是建筑的“脸”,难道脸不应该会动吗?既然我们能够根据光线调整眼睑,我们的皮肤能够帮助我们降温,我们的鼻子能够过滤空气,那么建筑能够做到这些以及更多便不足为奇。

丹麦科灵的南丹麦大学采用气候响应式动态立面,通过大约 1,600 个三角形金属百叶窗调节室内温度,这些三角形金属百叶窗能够提供遮蔽或加热室内所需的正确光线。与此同时,阿布扎比巴哈尔塔 (Al Bahar Towers) 的响应式百叶窗还可通过打开和关闭,将热增量最多减少 50%。

通过积极地调节建筑周围的外部空间,响应式设计能够改善建筑的环境绩效。在沙特阿拉伯的麦地那清真寺 (Medina Mosque),巨大的光线和温度响应式遮阳伞有助于调节周围庭院中的热量。这主要用于提高前来祈祷的游客的舒适度,同时还可减少建筑内部的制冷需求。与这个过程相反,在冬季,他们通过在日间让太阳给庭院加热,并随后打开遮阳伞以帮助在夜间保持温暖。

根据天气改变外观的建筑

纺织品可赋予建筑很多优势。半透明纺织品可在不遮挡视线的情况下减少太阳光影响。由于重量较轻,它们还是制作遮阳棚等移动部件的好材料。在有些应用中,外立面能够随风移动,甚至通过集成式压电模进行发电。

在德国多格尔恩,Sedus Stoll 研究大楼的玻璃纤维纺织品表面让建筑在日间形似白色巨石,在夜间形似可怕的幽灵。把它们打开后,仍然能够享有清晰的窗户视野。此外,它们还能改善建筑的总体能源绩效。

在德国罗特魏尔,thyssenkrupp Elevator 试验塔的玻璃纤维外立面能够在上升时增加透明度,而其螺旋形可大幅改善试验塔的振动特性。

Test Tower Rottweil
thyssenkrupp Test Tower

结论:开局良好,但仍然不够

当前,大部分环保设计工作都围绕引起媒体广泛关注的一次性灯塔项目。如果建筑要产生真正的影响,绿色建筑实践必须变得更加普遍。这要求各公司采用与各自的绿色总部相同的高标准,设计它们的所有建筑。

建筑师和建筑业主需要了解净零耗能电梯和光电玻璃等事物确实存在。虽然不是所有建筑都能产生净正面效益(例如历史建筑),但建造足够的净正能耗和净零能耗建筑来抵消整个建筑环境产生的大部分(或全部)负面影响,还是可行的。