تاثیر تغییرات آب و هوایی بر استراتژی های طراحی ساختمان بالا

تغییرات آب و هوایی در حال تغییر محیط ساخته شده با سرعت بی سابقه است. [۱] ساختمان های بلند (۲) که در حال حاضر مرزهای مهندسی، علوم مواد و برنامه ریزی شهری را فشار می دهند، سهام به ویژه بالا است. بالا آمدن دمای جهانی، تشدید طوفان، افزایش سطح دریا و رویدادهای مکرر آب و هوایی نیاز به تجدید نظر اساسی از چگونگی طراحی آسمان خراش، و معماران عملیاتی، به سرعت می تواند درخواست توسعه دهندگان آب و هوا پایدار باشد.

چالش های کلیدی که توسط تغییرات آب و هوایی مطرح شده است

افزایش دما و تقاضای خنک کننده

اثرات جزیره گرمایی شهری، همراه با آب و هوای گرم جهانی، دمای محیط را در مراکز شهری افزایش می دهد.برای ساختمان های بلند مدت که دارای مناطق سطح بزرگ در معرض نور مستقیم خورشید هستند، این به معنی بارهای خنک کننده بسیار بالاتر است بدون طراحی سازگار، سیستم های تهویه مطبوع مکانیکی باید سخت تر کار کنند، مصرف انرژی بیشتر و افزایش انتشار گازهای گلخانه ای - ایجاد یک حلقه بازخورد خطرناک در بسیاری از جنگل های خنک کننده و خنک کننده، در حال حاضر سیستم های انرژی های انرژی شدید تر می شود - به عنوان سیستم های انرژی های انرژی های انرژی های انرژی های فشرده تر و خنک کننده ای که در حال حاضر 40٪ از آن استفاده می کنند.

طوفان های شدید و نیروهای باد

مدل های آب و هوا به طور مداوم افزایش شدت طوفان های گرمسیری، رعد و برق و طوفان های فرا گرمسیری را به طور مداوم پروژه می کنند، باد در حال حاضر یک بار غالب است؛ پرخاش قوی تر و حوادث شدید مکرر شدید تر محدودیت های طراحی ساختاری را فشار می دهد. نوسانات ناشی از باد می تواند باعث ناراحتی، خستگی پیشرفته، و حتی آسیب های ساختاری در مناطق طوفانی که اغلب نیاز به سرعت های تاریخی دارند، و گازهای گلخانه ای که نیاز به سرعت های جدید دارند.

افزایش سطح دریا و خطر سیل

تقریبا 65 درصد از بزرگترین شهرهای جهان - و بسیاری از بلندترین ساختمان های آن - در مناطق ساحلی آسیب پذیر به افزایش سطح دریا قرار دارند. با دریاها پیش بینی می شود که 0.5-1 متر تا 2100 تحت سناریوهای انتشار متوسط، زیرساخت های سطح زمین و سیستم های پایه با افزایش خطر نفوذ آب های نمک و یخ، افزایش فوق العاده ای که در پایه بالا قرار دارد، می تواند اتاق های پارکینگ، آسانسورهای برقی، و سیستم های خنثی سازی ساختمان و سیستم های ایمنی ساختمان و عملیات ساختمان سازی.

فرکانس بیشتر حوادث آب و هوایی شدید

فراتر از خطرات فردی، ترکیب حوادث شدید - مانند موج های گرما در طول خشکسالی، یا بارش های سنگین پس از آتش سوزی - ایجاد چند سرنشین در برج های بدون تهویه، در حالی که سیستم های ساختمان بلند باید برای انعطاف پذیری در سراسر خرابی های کاتتر طراحی شده است.

استراتژی های طراحی برای بالا بردن آب و هوا

افزایش شفافیت ساختاری

برای مقاومت در برابر طوفان های قوی تر و بارهای باد بالاتر، مهندسان رویکرد طراحی مبتنی بر عملکرد را اتخاذ می کنند که فراتر از الزامات کد-حداقلی است، به عنوان مثال، ساختمان ها می توانند برای کاهش بارهای باد شکل بگیرند - گرد یا با زاویه های طراحی شده با چگالی که گاهی اوقات به جای مقاومت در برابر آنها، مواد پیشرفته مانند بتن فوق العاده بالا، فولاد بالا، و فولاد ضد آفتاب (که در اصل برای برخی از سیستم های جداگانه ساخته شده است، اما گاهی اوقات برای کاهش اتصالات ضد جرم و تمیز، اما گاهی اوقات صرفه تر است، اما برخی از قطعات ضد جرم و گاز، اما گاهی اوقات مقاومت می کنند.

سقف سبز و دیوارها

پاکت های کلارک دیگر یک پس از تفکر نیستند؛ آنها به سازگاری آب و هوا جدایی ناپذیر هستند. سقف سبز و دیوارهای زنده اثر جزیره گرمایی شهری را کاهش می دهند، دمای سطح پایین تا 30 درجه سانتیگراد از طریق تبخیر کف های گرم، و افزایش عایق ساختمان سنگاپور در نماهای بالا، باغ های عمودی می توانند باران را ردیابی کنند، کاهش دهند، اجرا کنند و فضاهای خنک کننده طبیعی را برای ادغام ابرت های معروف در باغ های کوچک و عمودی فراهم کنند که می توانند تقاضای بالا را کاهش دهند.

عینک های هوشمند و Shading

ویندوز نقطه ضعف حرارتی هر پاکت بلند ارتفاع است. Adaptive glazing - مانند شیشه الکتروchromic که در پاسخ به نور خورشید قرار دارد - می تواند بارهای خنک کننده را تا 20٪ کاهش دهد در حالی که حفظ کیفیت سایه پویا، از جمله louvers موتور، صفحه نمایش سوراخ شده، و پانل های فتوولتائیک ساختمان، کنترل بیشتر سیستم های کنترل شده با استفاده از نرم افزار آب و هوا، استفاده از داده های گرم، به طور فزاینده ای است.

سیستم های مدیریت آب

رویدادهای باران سنگین خواستار مدیریت آب در محل قوی هستند. ساختمان های بلند می توانند برداشت آب باران را از سقف و سطوح تراس، ذخیره آب در زیرزمین برای استفاده های غیر بالقوه مانند آبیاری و تمیز کردن برج خنک کننده ترکیب کنند - در همان زمان، سقف های آبی سبز و باغ های باران در طبقه های متوسط در حال اجرا و به تاخیر انداختن سیستم های طوفان شهری استفاده از زیرساخت های اصلی - مانند لوله های آب های دریایی بالا و لوله های آب برای به حداقل رساندن باران های لوله های لوله ای و آب های باران های لوله های مهم به حداقل رساندن نور.

ادغام انرژی های تجدید پذیر

اهداف کربن خالص صفر در حال رانندگی با بالا به سمت نسل تجدید پذیر در محل است. پنل های فتوولتائیک خورشیدی در حال حاضر به دیوارهای پرده، اسلم ها و Sunshades، تبدیل کل نما به یک نیروگاه برق، توربین های بادی یکپارچه، هر چند کمتر رایج است، در برج های فوق العاده که در آن سرعت باد بالاتر و سازگار تر بازیابی زباله های حرارتی، حتی با استفاده از تجهیزات بالا و سوخت، می تواند به طور چشمگیری افزایش یابد.

مطالعات موردی: آسمان های سازگار با آب و هوا

لبه (آمستردام، هلند)

اگرچه تنها پانزده داستان، Edge اغلب به عنوان سبزترین ساختمان اداری جهان ذکر می شود، اما از یک نمای خورشیدی جنوبی استفاده می کند، یک سیستم ذخیره سازی انرژی حرارتی آب و برق LED که توسط شبکه PoE (Power over Ethernet) ساخته شده است، سیستم مدیریت ساختمان پیشرفته آن از هزاران سنسور برای تنظیم روشنایی، گرمایش و تهویه بر اساس ظرفیت و شرایط فضای باز استفاده می کند، در حالی که در حال حاضر یک مقیاس آب و هوا نیست.

یک پارک مرکزی (Sydney, Australia)

این برج ترکیبی دارای یک سیستم هلیاست است که نور خورشید را بر روی سایه های سایه هدایت می کند، کاهش نیاز به نورپردازی مصنوعی.این نما دیوارهای سبز هیدروپونیک را ادغام می کند که شامل 1200 متر مربع است که توسط آب سیاه تصفیه شده آبیاری می شود. طراحی کاهش سرعت خنک کننده تا 15٪ و به عنوان یک مدل برای ادغام سیستم های منفعل و فعال در آب و هوای مرطوب است.

برج شانگهای (Shanghai, China)

دومین ساختمان جهان نمونه ای از انعطاف پذیری باد و بهره وری انرژی است.شکل پیچ و تاب آن بارهای باد را تا 24٪ در مقایسه با شکل مربع کاهش می دهد، ذخیره مواد ساختاری. نمای دو لایه یک منطقه بافر ایجاد می کند که داخلی را تحریک می کند، در حالی که یک سیستم جمع آوری باران و پمپ های حرارتی زمین گرمایی به LEED گواهی نامه پلاتین کمک می کند.

آینده چشم انداز آینده

سرعت تغییرات آب و هوایی کدهای ساختمان در بسیاری از مناطق است. آینده بالا به احتمال زیاد ویژگی هایی را که ما فقط شروع به دیدن آن می کنیم، ترکیب می کند: نماهای زیستی که "breathe" برای تنظیم دما، میکروشبکه های غیر متمرکز برای انعطاف پذیری انرژی، و دوقلوهای دیجیتال که خطرات آب و هوایی زمان واقعی را مدل می کنند، با توجه به "اصول شهر هماهنگ می شوند که همکاری های آب و هوا را به عنوان مناطق متنوع تر می کنند، به عنوان محیط زیست های متنوع تر و تجزیه و تجزیه و تجزیه و تحلیل های متنوع تر از آن ها، به عنوان محیط زیست عمومی تر می کنند.

نتیجه گیری

تغییرات آب و هوایی یک تهدید دور برای ساختمان های بلند نیست - این یک راننده طراحی فعلی است که از استحکام ساختاری در برابر ابر طوفان به نماهای هوشمند که تعادل راحتی حرارتی با استفاده از انرژی را متعادل می کند، استراتژی های ذکر شده در اینجا نشان دهنده وضعیت هنر در طراحی ساختمان های بلند سازگار با آب و هوا است، برای توسعه دهندگان و سیاستگذاران، سرمایه گذاری در این اقدامات در حال حاضر نه تنها یک ضرورت زیست محیطی بلکه یک فن آوری مالی طراحی شده است که حتی افزایش ارزش های فرماندهی و توسعه می تواند به عنوان تغییر قیمت های سرمایه گذاری کند، و یا کاهش قیمت های سرمایه گذاری دارایی، به عنوان کاهش یابد.

برای اطلاعات بیشتر در مورد پیش بینی های آب و هوایی برای مناطق شهری، ] گزارش ارزیابی ششم (WGII) و Council در ساختمان های بلند و شهرسازی Habitat (CTBUH) کتابخانه تحقیقاتی [F:3] در دسترس هستند [FLT4: ابتکار عمل ساختمان سبز]