Energy Efficiency

用更好的设计和更高的能源效率来应对城市微气候

多年来,园丁和农民一直有意利用微气候来种植原本无法种植的作物。与此同时,城市也意外地出现了城市热岛 (UHI),这种微气候引发一些问题,也造成了额外的成本。 但目前,数代园艺师的经验正被用于城市规划,以期获得益处。规划师和建筑师都在关注能够影响气候的城市设计,来抵消或消除微气候的不利影响,并培育有利条件,创造更加健康的环境。
Energy Efficiency
增加能源、减少浪费 - 能源效率还有赖于对太阳能、风能等可持续性资源的更广泛使用。
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创建于 2019 年 01 月 04 日

天气怎么了?

微气候是指某一地区的气候与周边环境的气候产生了差异。这种差异通常自然发生,十分微小。但有时这种差异也会很大。比如,城市形成了独特的气候模式,而市区面积越大,这种影响也就越大。

大城市的微气候不仅会影响气温,还会影响降雨、降雪、气压和风力。这意味着雾天出现的频率上升、风暴的强度加大、空气污染的浓度提高、城市中有害空气存留的时间变长。

Smog Shanghai

无意间形成的城市微气候

不利的城市微气候由若干因素造成。人类产生的热量是一大因素,其中很大一部分来自使用化石燃料的内燃机。汽车还使空气污染物增加、湿度上升。汽车所需的全部蓄热铺砌空间让这一状况更加严重。

糟糕的建筑设计和施工对此也有一定的影响,尤其是浪费能源、使用劣质绝缘材料,以及低效的施工管理。而城市在高度和布局方面的短视规划,也形成了令人窒息的城市热谷。

在全世界感受城市的热量

不利的城市微气候是一种全球性现象。在亚特兰大,雷暴天气的数量随着道路交通的增加而增加。在 20 世纪 50 年代,由于汽车交通和燃煤能源排放的增加,伦敦自然发生的雾变得更加浓密、污染更加严重。

大多数人了解的微气候是城市热岛 (UHI)。在墨尔本,市区温度比郊区温度要高 1.13°C。在过去的一个世纪中,东京的平均气温上升了 3°C,而整个国家的平均温度只上升了 1°C。升高的温度对空气流通产生了连锁反应。

这些影响造成的代价十分昂贵:洛杉矶的 UHI 每年会产生 1 亿美元的额外能源成本。

为气候负责

建筑师、施工人员和城市规划师正积极重塑各自在创造城市微气候中的角色。一种方法是减少意料之外的有害影响。使用更好的隔热方式和施工管理可以减少建筑热量的泄漏,而被动加热和冷却技术可以减少建筑产生的热量。

提高能源效率也有明显的好处。物联网数字传感器能更有效地监测能源需求,并获得即时效果。净零能耗技术减少了能源负载,而净正能技术,例如 thyssenkrupp 在纽约世界贸易中心的电梯,则通过能源再生驱动系统产生了事实上比消耗量更多的能量。

 

从气象员到天气制造者

另一种思考城市微气候的方式是将其看作一种优势。高楼或天桥的阴影能为炎热地区的城市提供荫蔽,城市热岛也可能为极端寒冷的地区提供好处。

许多创造性思路都与积极塑造宜人、有益和可持续的微气候有关。树木、公园和绿化有助于城市降温,同时也为居民提供了其他好处。屋顶花园和植物墙很有吸引力,在净化空气的同时还能使建筑物隔热。

总的来说,建筑商和规划师们正在将节能和可持续技术与每座建筑对周围环境的影响结合起来。这种整体性、个性化的方法反映出:人们越来越意识到,要让城市成为最适合居住的地方,从来就没有一个标准的解决方案

Taking responsibility for the weather

Architects, builders, and planners are now actively reshaping their role in the creation of urban microclimates. One way is to simply reduce unintended harmful effects. Better insulation and building management can reduce the leakage of a building’s heat while passive heating and cooling techniques can reduce the amount of heat generated by buildings.

Greater energy efficiency has an obvious benefit as well. IoT-linked digital sensors more effectively monitor energy needs with immediate effect. Net-zero technologies reduce the energy load, and net-positive technologies like the thyssenkrupp elevators at One World Trade Center in New York actually produce more energy than they use through regenerative drives.

 

From weatherman to weather maker

The other way to think about an urban microclimate is as something that is useful. The shadows of tall buildings or skybridges offer welcome shade and cooling for cities in very hot places, and even urban heat islands might provide a benefit in extremely cold climates.

A lot of creative thinking concerns proactively shaping microclimates that are pleasant, helpful, and sustainable. Trees, parks, and greenbelts help cool cities, as well as providing other benefits to residents. Rooftop gardens and planted walls are attractive, and insulate buildings while cleaning the air.

Generally speaking, builders and planners are now combining energy efficient and sustainable technologies with a heightened sense of how each building affects its surroundings. This holistic, yet tailored approach reflects the growing awareness that there is never a standard solution to the challenge of making cities the best places to live.

Image Credits:

Smog Shanghai, photo by Holger Link, taken from unsplash.com

Lightning, photo by Ian Froome, taken from unsplash.com

Fire, photo by Michael Held, taken from unsplash.com

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Smog Shanghai, photo by Holger Link, taken from unsplash.com

Lightning, photo by Ian Froome, taken from unsplash.com

Fire, photo by Michael Held, taken from unsplash.com