隨著氣候變化,建築師和工程師如何需要對建築進行不同的設計

隨著氣候變化,建築師和工程師如何需要對建築進行不同的設計
|在2014的“十一月”暴風雪期間,在紐約西部的一所房屋。 杜安·沃倫, CC BY-ND

在過去的七年中,四次重大災難在美國東北部和中西部造成了嚴重破壞。 颶風桑迪 2012猛烈撞擊紐約市,對建築物造成近11億美元的損失。 在2014中,一場風暴稱為“雪人在紐約西部降落了超過7英尺的積雪。 三年後, 安大略湖沿岸的歷史性洪水 淹沒了許多房屋和企業。 而在 薩斯奎哈納河分水嶺 在2018中造成的損失超過1十億美元。

隨著地球氣候的變化,這些極端天氣事件的頻率,強度和持續時間是 預期增加。 在布法羅大學,我領導 實驗室 研究氣候變化和建築物。 我們的研究表明,美國建築存量可能未為未來與氣候相關的風暴和洪水做好準備。

另一個挑戰是建築物消耗大量能源,從而加速了氣候變化。 像這樣的組織 建築2030促進可持續設計的專業聯盟指出 建築物貢獻了近40% 是全球溫室氣體排放的一部分,也是減碳計劃的重要目標。

為此,我們的實驗室專注於 能源效率,可再生能源和適應氣候變化。 我們最近完成了一項為期多年的研究,概述了氣候變化如何影響紐約州的建築部門以及潛在的戰略。 使建築物適應氣候變化。 令人鼓舞的是,我們發現美國人可以保護自己免受極端天氣的影響,同時減少建築物對氣候變化的影響。

隨著氣候變化,建築師和工程師如何需要對建築進行不同的設計
桑迪颶風給紐約造成的11損失近2012億美元。 一場與風暴有關的大火摧毀了皇后區Breezy Point的100房屋。 美聯社照片/ Mark Lennihan

主要威脅:颶風和洪水

颶風是 紐約州最昂貴的活動 在過去的半個世紀中,從25.7到1960造成的損失達2014十億美元。 其中很大一部分歸因於桑迪颶風。

洪水在總破壞中排名第二。 此外,從1960到2014,紐約的每個縣都遭受了至少一場洪災,對建築物造成了破壞。 洪水也造成了 每個事件的財產損失最高 以及損失成本的份額高於預期。


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我們的數據還顯示,強風暴是最常見的事件,但僅佔全州總損害的16.8%。 冬季風暴是安大略湖和伊利湖周邊地區最具經濟意義的災害事件,在羅切斯特和布法羅等地造成的按事件造成的財產損失最高。

我們還檢查了其他與氣候相關的危害,例如害蟲侵擾,極熱,海平面上升和野火。 由於缺乏可靠的數據,很難評估它們的經濟影響。 但是,研究表明,在氣候變化的未來中,這些危害可能會對建築環境產生嚴重的財務影響。

我們最重要的發現是,與氣候相關的災難嚴重傷害了缺少大城市的地區,例如阿迪朗達克山脈和紐約州與賓州接壤的南部地區。 這些農村地區可能缺乏人力和財力來為風暴做準備或從中恢復。

大湖區的防洪工作很複雜,因為降低系統某一部分的水位會使其他地方的水位升高。

使建築物更具彈性

我們採訪了美國東北部的40位建築師,工程師,規劃師和政府官員,以了解他們的準備情況。 大多數與建築相關的專業人員認為 未來的天氣情況將類似於過去。 但是數據趨勢表明事實並非如此。

我們認為,建築師和工程師將需要重新評估其設計,建造和運營建築物的標準做法。 這樣可以減少與氣候相關的危害(如颶風,洪水和熱浪)的負面影響。

例如,在桑迪颶風過後,聯邦緊急事務管理局(Federal Emergency Management Agency)派出了一個小組前往紐約和新澤西,評估建築物的損壞並提出建議 更改工程規範和標準 最大限度地減少未來的損失。 他們的建議之一-將建築物抬高至基本洪水高度以上-已納入 紐約市氣候適應力設計指南.

升高建築物的第一層並不是保護建築物免受高水侵襲的唯一方法。 正在紐約州的建築物中採用的另一種策略是防潮,這種方法 允許洪水進入建築物而不會造成損壞。 這就要求將建築物牢固地錨固在地面上,在水下區域使用防洪材料,保護機械和公用設施,並使用開口使洪水逸出。

儘管颶風和洪水會對建築物造成重大破壞,但我們不能忽視對人類的影響。 熱浪殺死 每年超過600個人 在美國。 這些死亡通常與關閉關鍵空調系統的功率損耗有關。 重新考慮建築物牆壁和屋頂的設計以保護乘員(一種稱為“被動生存能力”的方法)可以幫助在極端高溫事件中維持關鍵的生命維持條件。

這些彈性策略可以輕鬆地應用於新建築物。 還應將其視為對現有建築物的改建,例如在社區中心等極端天氣下人們可能會躲藏的建築物。

建築師和建築商將如何回應?

紐約州建築物的氣候彈性策略 報告建立在 綠色建築組織的其他文件 專注於 為極端天氣事件做準備。 儘管如此,仍然存在許多問題,例如,如何找到資源來為氣候變化現有的建築物做準備,如何確定投資的優先次序以及如何培訓未來的建築師和工程師來解決這一重要問題。

在布法羅大學,我們提供了一些 設計工作室 探索了建築設計必須如何變化。 這種經驗幫助未來的建築師為可能重塑其職業生涯的現實做好了準備。

但是單靠研究和教學並不能解決問題。 專業的建築和工程組織需要修改當前無法反映氣候變化現實的政策。 他們可以通過更改樣本合同文件,評級系統和設計標準來推動這一領域的發展,從而實現這一目標。 專業人士的領導可以幫助將對氣候變化和建築領域的最新研究轉化為急需採取的行動。

關於作者

Nicholas Rajkovich,建築學助理教授, 紐約州立大學布法羅分校

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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