随着气候变化,建筑师和工程师如何需要对建筑进行不同的设计

随着气候变化,建筑师和工程师如何需要对建筑进行不同的设计
|在2014“十一月”暴风雪期间,在纽约西部的一所房屋。 杜安·沃伦, CC BY-ND

在过去的七年中,四次重大灾难在美国东北部和中西部造成了严重破坏。 飓风桑迪 2012猛烈撞击纽约市,对建筑物造成近11亿美元的损失。 在2014中,一场风暴称为“雪人在纽约西部降落了超过7英尺的积雪。 三年后, 安大略湖沿岸的历史性洪水 淹没了许多房屋和企业。 而在 萨斯奎哈纳河分水岭 在2018中造成的损失超过1十亿美元。

随着地球气候的变化,这些极端天气事件的频率,强度和持续时间是 预期增加。 在布法罗大学,我领导 实验室 研究气候变化和建筑物。 我们的研究表明,美国建筑存量可能未为未来与气候相关的风暴和洪水做好准备。

另一个挑战是建筑物消耗大量能源,从而加速了气候变化。 像这样的组织 建筑2030促进可持续设计的专业联盟指出 建筑物贡献了近40% 是全球温室气体排放的一部分,也是减碳计划的重要目标。

为此,我们的实验室专注于 能源效率,可再生能源和适应气候变化。 我们最近完成了一项为期多年的研究,概述了气候变化如何影响纽约州的建筑部门以及潜在的战略。 使建筑物适应气候变化。 令人鼓舞的是,我们发现美国人可以保护自己免受极端天气的影响,同时减少建筑物对气候变化的影响。

随着气候变化,建筑师和工程师如何需要对建筑进行不同的设计
桑迪飓风给纽约造成的11损失近2012亿美元。 一场与风暴有关的大火摧毁了皇后区Breezy Point的100房屋。 AP Photo / Mark Lennihan

主要威胁:飓风和洪水

飓风是 纽约州最昂贵的活动 在过去的半个世纪中,从25.7到1960造成的损失达2014十亿美元。 其中很大一部分归因于桑迪飓风。

洪水在总破坏中排名第二。 此外,从1960到2014,纽约的每个县都遭受了至少一场洪灾,对建筑物造成了破坏。 洪水也造成了 每个事件的财产损失最高 以及损失成本的份额高于预期。


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我们的数据还显示,强风暴是最常见的事件,但仅占全州总损害的16.8%。 冬季风暴是安大略湖和伊利湖周边地区最具经济意义的灾害事件,在罗切斯特和布法罗等地造成的按事件造成的财产损失最高。

我们还检查了其他与气候相关的危害,例如害虫侵扰,极热,海平面上升和野火。 由于缺乏可靠的数据,很难评估它们的经济影响。 但是,研究表明,在气候变化的未来中,这些危害可能会对建筑环境产生严重的财务影响。

我们最重要的发现是,与气候相关的灾难严重伤害了缺少大城市的地区,例如阿迪朗达克山脉和纽约州与宾州接壤的南部地区。 这些农村地区可能缺乏人力和财力来为风暴做准备或从中恢复。

大湖区的防洪工作很复杂,因为降低系统某一部分的水位会使其他地方的水位升高。

使建筑物更具弹性

我们采访了美国东北部的40位建筑师,工程师,规划师和政府官员,以了解他们的准备情况。 大多数与建筑相关的专业人员认为 未来的天气情况将类似于过去。 但是数据趋势表明事实并非如此。

我们认为,建筑师和工程师将需要重新评估其设计,建造和运营建筑物的标准做法。 这样可以减少与气候相关的危害(如飓风,洪水和热浪)的负面影响。

例如,在桑迪飓风过后,联邦紧急事务管理局(Federal Emergency Management Agency)派出了一个小组前往纽约和新泽西,评估建筑物的损坏并提出建议 更改工程规范和标准 最大限度地减少未来的损失。 他们的建议之一-将建筑物抬高至基本洪水高度以上-已纳入 纽约市气候适应力设计指南.

升高建筑物的第一层并不是保护建筑物免受高水侵袭的唯一方法。 正在纽约州的建筑物中采用的另一种策略是防潮,这种方法 允许洪水进入建筑物而不会造成损坏。 这就要求将建筑物牢固地锚固在地面上,在水下区域使用防洪材料,保护机械和公用设施,并使用开口让洪水逸出。

尽管飓风和洪水会对建筑物造成重大破坏,但我们不能忽视对人类的影响。 热浪杀死 每年超过600个人 在美国。 这些死亡通常与关闭关键空调系统的功率损耗有关。 重新考虑建筑物墙壁和屋顶的设计以保护乘员(一种称为“被动生存能力”的方法)可以帮助在极端高温事件中维持关键的生命维持条件。

这些弹性策略可以轻松地应用于新建筑物。 还应将其视为对现有建筑物的改建,例如在社区中心等极端天气下人们可能会躲藏的建筑物。

建筑师和建筑商将如何回应?

我们的 纽约州建筑物的气候弹性策略 报告建立在 绿色建筑组织的其他文件 专注于 为极端天气事件做准备。 尽管如此,仍然存在许多问题,例如,如何找到资源来为气候变化现有的建筑物做准备,如何确定投资的优先次序以及如何培训未来的建筑师和工程师来解决这一重要问题。

在布法罗大学,我们提供了一些 设计工作室 探索了建筑设计必须如何变化。 这种经验帮助未来的建筑师为可能重塑其职业生涯的现实做好了准备。

但是单靠研究和教学并不能解决问题。 专业的建筑和工程组织需要修改当前无法反映气候变化现实的政策。 他们可以通过更改样本合同文件,评级系统和设计标准来推动这一领域的发展,从而实现这一目标。 专业人士的领导可以帮助将对气候变化和建筑领域的最新研究转化为急需采取的行动。

关于作者

建筑学助理教授Nicholas Rajkovich, 布法罗大学,纽约州立大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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