2023 年 3 月 1 日
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我是伍兹贝格的全球可持续发展领导者罗素-福特迈尔(Russell Fortmeyer),为您带来另一篇 "不多"(Not So Much)的文章。这些天,我一直在思考气候风险问题,因为加利福尼亚正处于一场强烈而诡异的冬季风暴之中。我会像每个加利福尼亚人一样说:我们需要雨水。但在建筑领域,我们看到城市系统和开发项目正面临着越来越大的风险,即使是轻微的风暴事件。
附注:我最近与 "智慧城市 "播客主持人杰森-德索萨(Jason de Sousa)坐在一起,讨论了 "2050 年零净排放 "的商业案例。 请点击这里收听我们的对话。
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在过去的五年里,我在南加州建筑学院教授了一门研究生课程,我非正式地称之为 "热门话题"。嘿,我很小的时候就听唐娜-桑默(Donna Summer)的歌长大,可能听得太早了,所以我忍不住强迫我的学生通过迪斯科的视角来思考气候变化问题。在我们努力将全球平均气温升幅控制在 3 摄氏度以下的时候,我们不妨找点乐子,不是吗?
我在这期时事通讯中经常谈到城市热问题,因为它在气候危机相关风险排行榜上名列前茅,然而,我们仍在根据典型气象年(TMY)天气数据设计全球大多数建筑。也就是说,我们从 30 年的历史观测数据中提取数据,并假定在设计建筑的整个生命周期中都会出现这一时期最典型的情况。我们现在看到的极端热浪和炎热的夏季仅仅是一个世纪以来气温不断升高的开始,而您可能下载的 TMY 气象文件中并没有反映出这些情况。
a. 通用热气候指数(UTCI)是一个等效气温,代表当时气温、风、辐射和湿度的综合指数。左图所示为年度历史天气数据,用于提供典型的天气文件,在本例中,墨尔本的UTCI 将这些因素考虑在内。通过根据联合国气候变化框架公约气候变化情景对天气数据进行变形,右侧墨尔本的年度 UTCI 图表显示了与历史模式的一些明显差异。在预测的天气模型中,极端温度,无论是寒冷还是炎热,都变得更加常见。通过这个窗口,设计师们可以了解到未来城市的气候,从而提出不同的问题,即在这些可能出现的情况下,室外或半室外空间会给人怎样的感觉。
我们的能源模型、热舒适度模型、城市小气候研究--无论您在数字空间中进行什么建模和分析--都反映了一种不复存在的气候。工程师会告诉你不用担心,因为我们可能在各种系统容量中内置了 20% 或更多的安全系数。你可以不同意我的说法(或者你就是工程师),但请给我看数字(或者问律师)。此外,我们不能一味地用空调来解决这个问题......我们需要一个能够提供可靠替代方案的设计议程,或者至少以预测未来实际情况的方式为系统制定冗余计划。
在过去的两个月里,我们一直在评估我们十七个工作室所在地的气候风险,这是我们年度可持续发展报告《伍兹贝格 气候游戏手册》的一部分。我们首先审查了各地的城市和地区气候行动和适应计划,以了解客户和我们自身运营所面临的风险和机遇。我要说的第一件事是,这些计划中包含的大量知识令人印象深刻。从纽约市的 "OneNYC 2050"到墨尔本的 "2050 年气候变化减缓战略",再到我最喜欢的洛杉矶的 "绿色新政",这些计划都为建筑环境的设计者提出了明确的挑战和机遇。它们是任何建筑界气候活动家的必读书。
b. 左侧的模型视图显示了澳大利亚墨尔本一座拟建高层建筑的通用热气候指数(UTCI)。设计师在项目中加入了室外露台,因此有必要对这些空间全年的使用环境条件进行调查。这张图片显示的是 6 月 15 日的 UTCI 数据,当时正值初冬季节,白天的 UTCI 在 17-18˚C 之间,属于舒适温度。与历史 UTCI 模型相比,墨尔本同一拟建高层建筑的室外空间在使用 WeatherShift 数据进行建模时,情况要冷得多,如右图所示。近 13˚C 的 UTCI 表明,这些露台在冬季可能并不舒适,或者有必要改变设计,提供一些防风措施来改善结果。鉴于气候危机,我们经常关注未来的极端炎热天气,但了解季节性极端天气的可能性可以为许多不同的设计结果提供参考。
毫不奇怪,在我们工作的每个城市,极端高温都是主要的气候风险。其他风险包括海平面上升、沿海洪水、极端降雨事件或干旱,以及与基础设施能力或弱势人群相关的间接风险。您还会遇到您可能没有考虑到的意外风险,比如在纽约市,地下水上升的预测可能会对地下室,尤其是用作公寓的地下室造成严重风险。
如何将一个城市的气候行动计划作为设计过程的一部分?这就是我们必须质疑那些被扭曲的天气文件的地方。为了确保伍兹贝格 在设计时使用可靠的数据,我们的方法是与全球工程公司奥雅纳合作,根据联合国气候变化专门委员会(UNIPCC)的气候变化方案,为我们所有的工作室投资一套未来天气文件。利用奥雅纳的WeatherShift工具,我们将未来天气数据作为一个选项嵌入到自己的环境性能工具包(EPT)中。EPT 是我们为 Rhino 工作流程开发的一套模块,可帮助团队在概念阶段的早期阶段快速评估环境设计机会,为重大设计决策提供依据。
WeatherShift 是一个功能强大的数据集,它能对 TMY 文件进行变形,并生成 8760 小时的未来可能干球温度、湿球温度和相对湿度数等输出结果,从而对在排放增加和全球变暖的情况下气候将如何变化建立一个合理的近似值。
这项技术为我们的设计团队提供了一种方法,使他们能够尽早支持自然通风、太阳能控制、热舒适度或日光照明等被动式设计机会,从而预测可能出现的气温升高情况。将其与历史上的 TMY 输出进行比较,可能会改变我们对路面饰面的太阳反射系数如何影响热岛的认识,或改变我们对办公楼自然通风的舒适时长是否合理的认识。
当然,天气文件就是天气文件,因此您可以将未来文件插入您使用的任何软件,然后与 TMY 文件输出进行比较(您也可以在网站上免费使用 WeatherShift)。这种方法并不能回答我们设计师的所有问题,也不能揭开我们的实践和气候变化的秘密,但它提供了可信的证据,作为与我们的同事和客户就风险进行对话的基础。
地球变化之快超乎我们的想象,建筑师可以通过这类工具来消除我们所面临的不确定性。鉴于我们共同面临的挑战,我们需要更多的热门话题。
我在读什么?
资助旧金山的气候行动: 伯克利法学院法律、能源与环境中心的《收入、实施和公平战略 》--该报告于 11 月出版;这是我所见过的关于气候行动计划、预算以及确定实施路径的最佳报告之一。我们各地都需要这些计划,因此报告中的很多想法都可以很好地推广。
大气解剖学:西尔维娅-贝内迪托(Silvia Benedito)著,拉尔斯-穆勒出版社(2021 年)--这是我在课堂上用来阅读的一本书,特别是其中探讨巴西建筑大师莉娜-博-巴尔迪(Lina Bo Bardi)在圣保罗蓬佩亚社区中心的被动微气候设计工作的章节。在这个令人难以置信的项目中,她采用了多种策略来解决城市热问题,试着采用其中的一种策略吧。
气候相关财务披露工作组2022 年状况报告》 --想知道您的客户或市场部门是否认真对待气候变化?一份内容翔实但至关重要的小抄。
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