全球升温已达1.5度!城市更新如何应对高温挑战

友绿智库课程 2024-07-11 16:35:16

据新华社报道,欧盟气候监测机构哥白尼气候变化服务局7月8日发布公报说,截至今年6月,全球平均气温已连续12个月比工业化前(1850年至1900年)高出1.5摄氏度。

6月,中暑患者被送往巴基斯坦卡拉奇的医院。图片:美联社

公报数据显示,自2023年7月以来的全球平均气温创下有记录以来的最高值,比工业化前平均气温高出1.64摄氏度。

数据还显示,今年6月,全球平均地表气温为16.66摄氏度,比2023年6月高0.14摄氏度,为有记录以来的最热6月。此外,全球单月平均气温已连续13个月创同期最高纪录。

加利福尼亚州汤普森的野火吞没了建筑物。图片:美联社

此前,已有科学家表示,如果跨过1.5℃的门槛,气候变化将给人们带来严重后果,热浪、旱情、野火、暴雨……尤其对于升温超过全球平均水平的地区来说,气候变化生死攸关。

在没有人类影响的气候条件下,极端高温事件每10年才会发生一次;而在气温升高1.5℃时,极端高温事件每10年会发生4.1次;在升温2℃时,则每10年会发生5.6次。

变暖的大气会承载更多水分,导致更极端的降雨,进而增加洪水风险。大气变暖还会加剧水分的蒸发,导致更严重的干旱。

据此前联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的数据,如果地球变暖1.5℃,到本世纪末,北极融水将使全球海平面上升0.26米—0.77米;升温2℃,预计海平面会额外上升10厘米,对1000万人造成负面影响或更严重的长期威胁。据《科学》杂志论文,升温1.5℃—2℃,可能引发格陵兰冰盖崩塌,这将导致全球海平面上升7米。

气候变化给全球社区带来了前所未有的挑战,极端天气事件(如丛林大火、洪水和热浪)的频率和强度不断增加,在建筑环境中建立适应性和韧性变得至关重要。随着气候变化影响的加剧,建筑师、工程师、城市规划者和政策制定者正在重新思考传统的建筑实践,以创建能够抵御和缓解这些挑战的结构。本文探讨了澳大利亚社区的韧性建筑解决方案,重点介绍了旨在在气候变化中促进可持续发展的创新、战略和政策。

气候变化的影响

澳大利亚独特的地理和气候条件使其特别容易受到气候变化的影响。该大陆经历着从干旱沙漠到热带雨林的各种天气模式,影响着当地气候和环境风险。影响澳大利亚的主要气候变化影响包括:

澳大利亚面临的气候变化多重影响迫切需要建筑设计、施工和城市规划中的适应性策略,以增强韧性并减少脆弱性。

增加的丛林大火风险:澳大利亚有着丛林大火的历史,这些大火因长期干旱和热浪而加剧。干燥植被、高温和强风创造了火势迅速蔓延并吞噬大片土地的理想条件,威胁家园、基础设施和自然栖息地。

洪水:强降雨和飓风可导致洪水,特别是在沿海和内陆地区。这些事件通过突然淹没、破坏财产、中断交通网络和危及生命而对社区构成重大风险。特别是在洪水易发区的城市地区,如果没有足够的基础设施和洪水管理策略,将特别脆弱。

热浪:与气候变化相关的气温上升增加了热浪的频率、强度和持续时间。热浪对脆弱人群(如老年人和儿童)构成严重健康风险,并随着对冷却系统需求的增加而加剧能源资源紧张,可能导致停电和降低极端高温事件期间的城市韧性。

海平面上升:沿海侵蚀和淹没威胁着澳大利亚漫长海岸线的基础设施和社区。随着全球变暖导致海平面持续上升,低洼沿海地区越来越容易受到洪水和海水入侵的影响。这一现象危及沿海开发、关键基础设施(如港口和机场)以及珍贵的生态系统(如红树林和湿地)。

水资源短缺:干旱是澳大利亚的经常性挑战,影响农业、城市地区和自然生态系统的水资源可用性。减少的降雨量和由于温度升高导致的更高蒸发率加剧了水资源短缺问题。可持续的水资源管理实践,包括节水措施和替代水源(如再生水和海水淡化水),对于缓解干旱影响并确保社区的水安全至关重要。

为应对这些气候变化挑战,建筑设计和城市规划中的创新方法对于增强韧性和适应性至关重要。通过将气候韧性策略融入基础设施建设,可以更好地抵御极端天气事件的影响,并在气候变化的背景下确保可持续增长。

韧性建筑解决方案

被动设计和能效

被动设计原则通过优化建筑朝向、隔热和自然通风来减少对机械加热和冷却系统的依赖。在澳大利亚的不同气候区域,被动设计可以显著降低能耗并提升室内舒适度。策略包括:

朝向和遮阳:通过建筑设计的朝向和遮阳策略,在冬季最大化太阳能收益,在夏季最小化直射阳光暴露。这有助于优化被动加热和冷却技术。在较冷的月份,朝向北半球的建筑接收更多阳光,有助于自然温暖室内空间并减少对机械供暖系统的依赖。相反,在炎热的澳大利亚夏季,通过屋檐、遮阳篷和植被等遮阳装置的战略布置,可以防止过多的太阳热增益并减少空调需求。这种方法不仅提升了室内舒适度,还降低了能耗,有助于可持续建筑实践。

隔热:提高墙壁、屋顶和地板的热阻性,有助于维持稳定的室内温度并减少供暖和制冷能源需求。高质量的隔热材料(如玻璃纤维、纤维素和泡沫板)可最大限度地减少热传递并改善能效。隔热不仅防止了冬季热量损失,还限制了夏季热量增加,创造了全年热舒适的环境。通过减少对机械供暖和制冷系统的依赖,隔热良好的建筑降低了运营成本并减少了温室气体排放,与澳大利亚对可持续发展和气候行动的承诺保持一致。

自然通风:通过跨通风和可开启窗户等自然通风策略,促进空气有效循环并提升室内空气质量,而无需完全依赖机械通风系统。跨通风通过在建筑相对两侧设置窗户和开口来实现空气流动。可开启窗户允许居住者根据季节条件和个人舒适度偏好调整气流。在澳大利亚的温带和沿海地区,利用自然通风可以减少对机械冷却的需求并提高能效。这种被动设计方法不仅提升了居住者舒适度,还通过减少室内污染物和过敏原的暴露来促进健康和福祉。通过将自然通风策略融入建筑设计,建筑师和设计师为可持续建筑实践做出了贡献,并支持澳大利亚减少碳排放和促进环境友好型发展的目标。

对可持续发展和气候行动的贡献:节能建筑在实现可持续发展目标和应对气候变化影响方面发挥着关键作用。通过优化朝向、提高隔热性能和促进自然通风,建筑可以显著减少与供暖、制冷和机械通风系统相关的能耗和温室气体排放。较低的运营成本对建筑物所有者和居住者都有利,同时支持澳大利亚向低碳经济转型。可持续建筑实践不仅提高了建筑性能和韧性,还提升了城市环境的整体质量。通过创新设计解决方案和技术进步,澳大利亚继续加强其对可持续发展和气候行动的承诺,为后代确保一个韧性和繁荣的未来。

绿色建筑材料

建筑材料的选择对于建筑韧性和可持续性至关重要。可持续材料在整个生命周期内对环境的影响最小化,从开采和制造到废弃处理。关键考虑因素包括:

回收和可回收材料:对混凝土、钢材和木材产品尽量进行回收利用,有助于减少资源消耗和垃圾填埋场废物。

低碳足迹材料:选择具有低隐含能量和碳排放的材料,如竹子、稻草捆和夯土。

高耐久性:耐火、防潮和防虫的材料提高了建筑寿命并降低了维护成本。

绿色建筑材料领域的创新为解决建筑韧性和促进可持续建筑实践提供了有前景的解决方案。

水管理和效率

澳大利亚的水资源短缺是一个紧迫问题,因气候变率和人口增长而加剧。建筑设计中采用可持续的水管理策略包括:

雨水收集:收集和储存雨水用于非饮用水用途,如灌溉和冲厕。

灰水回收:处理和再利用来自水槽、淋浴和洗衣机的废水进行景观灌溉。

节水器具:安装低流量水龙头、马桶和淋浴器以减少室内水耗。

集成节水技术不仅节省了宝贵资源,还增强了建筑在干旱和水资源限制期间的韧性。

气候韧性基础设施

建设能够抵御极端天气事件并确保社区安全的基础设施至关重要。关键考虑因素包括:

防洪:在洪水易发区抬高建筑并设计强大的排水系统以管理雨水径流。

丛林大火保护:使用耐火材料并实施创造建筑周围防御空间的景观美化实践。

热应力缓解:通过引入绿色屋顶、凉爽路面和遮阳结构来减轻城市热岛效应。

采用气候韧性基础设施标准能够增强社区安全、减少财产损失并支持长期可持续性。

案例研究

悉尼巴拉兰加罗南区(Barangaroo South, Sydney):

Barangaroo的建造是为了在今天和未来实现可持续发展。Barangaroo的可持续发展不仅仅是一项承诺;这是贯穿总体规划、设计、施工以及Barangaroo日常管理和活动的理念。

Barangaroo是澳大利亚第一个在Climate Active倡议下获得碳中和认证的混合用途区,并已连续五年保持这一地位。通过基准、政策和创新技术的结合,Barangaroo在城市更新和可持续建筑方面树立了澳大利亚的新标准。

碳中和

现场使用的电力被场外产生的可再生能源所抵消。Barangaroo使用100%的可再生电力,而Crown的电力则通过100%高质量的澳大利亚碳信用单位(ACCU)抵消。

现场使用的燃料以及往返巴兰加鲁的运输燃料通过澳大利亚的社会责任碳抵消计划进行抵消。

现场屋顶太阳能电池板产生足够的能量,为公共区域和现场循环水处理厂供电。

服务建筑中的大型集中式基础设施,包括区域供冷厂、嵌入式电网、循环水处理厂和现场可再生能源发电。

通过区域供冷厂提供具有成本效益和节能的空调,来自悉尼港的水有助于排出来自建筑物的热量,通过一系列筛网、过滤器和过滤器来保护和过滤海洋生物,然后通过电冷水机泵吸收废热,然后返回港口。

回收和出口的水量超过进口的饮用水

作为一个“水智能”区域,Barangaroo使用:

处理废水并为冲厕和灌溉等用途提供非饮用水的水处理厂。

能够开采相邻的公共下水道以获取额外的循环水。

港口水用于区域供冷厂的热量排出,避免使用饮用水排出建筑物的热量,并消除了传统商业建筑中最大的单一用水需求。

Barangaroo保护区的领先水再利用系统,可以收集、储存和再利用雨水进行灌溉。

每栋建筑都配备节水电器。

零废物排放

负责任地管理废物,将废物从垃圾填埋场转移,并确保废物零排放。废物得到可持续管理,包括:

超过80%的住宅和商业建筑运营废物从垃圾填埋场转移

所有租户和业主都有义务使用废物管理承包商,负责处理和处置废物并抵消排放

所有建筑物产生的废物在中央废物储存中心分为19类。

Barangaroo地下室的蛆虫养殖场每月处理超过10吨食物残渣,防止产生相当于20多吨的碳排放。

社区福祉

提供一个增强社区福祉的场所。Barangaroo是一个支持人们的地方,包括:

超过50%的场地专用公共开放空间(不包括道路、巷道和人行道)。

通过Barangaroo渡轮码头、Wynyard Walk和Hickson Road上的两条人行天桥连接到悉尼中央商务区。

与大悉尼其他地区的连接,预计将于2024年开通专用的Barangaroo地铁站。

新的 Wulugul Walk 是从 Woolloomooloo 到 Anzac Bridge 的连续城市滨水步道的一部分。

文化之旅,帮助人们了解悉尼的原住民和海洋历史以及当代原住民文化。

技术交流计划,嵌入在开发协议中,培训和支持具有现场经验的人员。

面向高中生的 Discover Barangaroo在线学习门户,重点关注历史、环境可持续性、社会可持续性以及科学、技术、工程和数学 (STEM)。

该项目展示了可持续社区发展的典范,集成了绿色建筑技术、水回收系统和可再生能源发电。其适应性设计减轻了热应力、增强了生物多样性并减少了碳排放。

墨尔本费舍曼斯本德城市更新项目(Fishermans Bend Urban Renewal Project):

费舍曼斯本德城市更新项目是澳大利亚最大的城市更新项目,占地约480公顷,位于墨尔本市中心。它由墨尔本市和菲利普港市两个城市的五个区域组成,将墨尔本的中央商务区与海湾连接起来。按照计划,到 2050 年它将拥有约 80,000 名居民,并为80,000 人提供就业机会。

费舍曼斯本德城市更新项目将根据其可持续发展愿景进行开发。有八个目标将指导渔人湾获得世界领先的环境、经济和社会责任实践:

为所有居民和员工提供步行距离内 200 米内的开放空间

通过可持续交通设施连接社区

根据维多利亚州政府的目标,成为一个零碳足迹的社区

将洪水保持在低水平

通过限制居民每天 100 升饮用水来节约用水量

在费舍曼斯本德内为每户提供多于一份工作的就业机会

回收至少70%的生活垃圾,建设更清洁、更环保的社区

通过支持动植物来维持生物多样性社区

该项目融入了气候韧性基础设施和绿地空间,以可持续方式容纳人口增长。它强调混合用途开发、积极的交通网络和韧性建筑设计,以增强社区宜居性和环境可持续性。

结论

适应气候变化需要共同努力,将韧性建筑解决方案融入城市结构中。通过优先考虑被动设计、绿色建筑材料、水效率和气候韧性基础设施,社区可以减轻风险、增强可持续性并防范未来的气候影响。政府领导、行业创新和社区参与是创建促进韧性建筑环境的关键。采用韧性建筑解决方案不仅为社区应对气候不确定性做好准备,还促进了一个可持续的未来,并将在塑造更低碳、更强适应性和更繁荣的社区方面发挥核心作用。

友绿智库始终致力于推动建筑业房地产业绿色、低碳、可持续发展,并早在2013年就为客户提供了气候危机评估服务。

近期,友绿智库积极推动并参与编制了《气候积极建筑设计标准》,并已在中国工程建设标准化协会标准成功立项。

《标准》有助于识别建筑业面临的气候风险,基于现有最先进的气候模型量化建筑业对缓解气候变化的影响,基于现有最先进的技术提出建筑业应对气候风险的系统解决方案。本标准作为国内首个以气候积极为核心的建筑设计标准,旨在为建筑师、工程师提供应对气候变化的技术指南和设计工具,提高当前建筑业决策者和从业者对气候风险问题的认识。而生物多样性正是其中的重要组成部分。

目前,《气候积极建筑设计标准》正在编制当中,欢迎广大建筑业房地产业上下游企业积极参与。

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