Table of Contents
ככל ששינוי האקלים מאיץ, הצורך בבנייני מזון ויעילים באנרגיה מעולם לא היה דחוף יותר.עלייה בטמפרטורות הגלובליות, סערות תכופות וחמורות יותר, בצורות ארוכות ושינויים בדפוסי מזג אוויר הדורשים אדריכלים, מהנדסים ומפתחים לחשוב מחדש כיצד אנו מבצעים ומתכננים מחדש את המקומות שבהם אנו חיים ועובדים, לעתים קרובות נכשלים בטיפול במציאויות חדשות אלה, ומשאירים מבנים פגיעים לנזקים לאוכלוסיות לא בטוחות, אך הן ממערכות עיצוביות, אך הן ממושכות, אך הן ממערכות סביבתיות, אך הן אינן פועלות, אך הן מקיימות, אך ורק ממערכות עיצוביות, אך ורק ממושכות, אך ורק ממערכות עיצוביות, הן ממושכות, אך הן אינן מצליחות, והן ממושכות, והן ממושכות, והן ממושכות, והן ממושכות, והן ממערכות עיצוביות, והן מקיימות שיטות בנייה מסורתיות, והן ממושכות, והן מקיימות, והן ממערכות סביבתיות, והן ממושכות, והן ממושכות, שאינן מצליחות, והן ממושכות, והן מקיימות, הן אינן מצליחות, והן מקיימות שיטות בנייה, והן מקיימות, והן ממושכות, שאינן מצליחות, והן מקיימות כיום, אשר אינן מצליחות, והן מקיימות כיום, הן אינן מצליחות, והן ממושכות
הבנה של עיצוב אקלים-Resilient
עיצוב אקלים עמיד הוא גישה מוגזמת המבקשת למזער את פגיעתו של הבניין לסיכונים הקשורים לאקלים תוך הבטחת פעילות מתמדת ובטיחות הדיירים.זה הולך מעבר לקיימות המסורתית על ידי שילוב של עוצמה, התחדשות, והתאמה.
- הערכה:0Risk Assessment: FLT:1 להבין סיכונים אקלים נוכחיים וצפויים (למשל אזורי שיט, השפעות איים חום, חשיפה של שריפות יער).
- (ב) ⁇ ⁇ ⁇ :0) ⁇ ⁇ : 1) היכולת של בניין לשמור על תנאים להרגל במהלך הפסקות חשמל או הפרעות.
- (ב) [17] ,0) ללו התגלמותו של פחמן תפעולי: אנדרל 1 (התחילה) הפחתה של פליטות לאורך מחזור החיים של הבניין.
- (ב) חשיבה בקנה מידה קומוניקטיבי:0) חשיבה בקנה מידה קומוניקטיבית: 1.101 בנייה משותפת של עמידות עם תשתיות, מרחבים ירוקים ורשתות שכונה.
עיצוב גמיש גם מכיר בכך שהסתגלות לאקלים והפחתה קשורים זה לזה. בניין יעיל באנרגיה שמסתמך על מערכות פעילות בלבד עלול להיכשל במהלך נפילה שחורה. ולהיפך, בניין גמיש המשתמש באנרגיה מופרזת תחת מטרות האקלים.הנקודה המתוקה נמצאת בשילוב אמצעים פסיביים - כגון שטיפה, אורור טבעי, ומסה תרמית - עם מערכות פעילות שמגובה על ידי אנרגיה מתחדשת ותפקוד הלב הזה הוא תכנון גבוה.
אסטרטגיות ליבה של אנרגיה יעילות וחוססן
כדי להשיג הן שימוש באנרגיה נמוכה והן עמידות גבוהה, מעצבים חייבים להשתמש במערך של אסטרטגיות שכבתיות.הסעיפים הבאים מפורטים את הגישות היעילות ביותר, כל אחת מלווה בתובנות טכניות ושיקולים מעשיים.
עיצוב סולארי עוברי
עיצוב סולארי עוברי רותם את האנרגיה של השמש לחימום, קירור, תאורה ללא להסתמך על מערכות מכניות.באקלים קר, חלונות צפופים דרומה, מסה תרמית (concrete, masonry, או חומרים של שינוי שלב), וחלון מבודד המכסה את הקלט והחנות חום סולארי (באקלים חם, overhangs, irives מגן בפנים מרווחים מיותרים של 20G) ו-Cuptects (Ric) יכול להפחית חום חום רפיח) על ידי קירור חום קיבולת השמש.
- (ב) ⁇ :0) אורנטיה וזוהר: נפתל 1 (ה) ייעל את צירו הארוך ביותר של הבניין ממזרח למערב, והמקום הכי הרבה בוהק בדרום (חציון) או צפונה (חצי הכדור).
- (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (ב) ⁇ :0Daylighting: FLT:1 מדפים קלים, חלונות צלולים, צינורות אור להפחית את הביקוש תאורה חשמלית עד 70%.
בידוד גבוה ואווירה
המעטפה של בניין אווירינט היא הבסיס של יעילות האנרגיה והן עמידות. בידוד רציף - מותקן ללא גשרים תרמיים - מונע אובדן חום או רווח, בעוד אוויר מתקדם החותם מפחית זרימת אוויר בלתי מבוקרת. תקני בית עובריים, למשל, דורש דליפות צמר נמוכה מאוד (n50 ⁇ ach) ו- Superinsulatedways (R-values-R-Dateows) עבור סוללות חשמליות ארוכות, כגון טמפרטורות גבוהות יותר, כגון מינרלים).
גגות ירוקים וקירות
גגות וקירות חיים מספקים יתרונות חוסן מרובים: הם משפרים את בידוד הבנייה (הפחתת צריכת חימום / קירור על ידי 10-20%), לנהל את מי הסערה (התחילה 50–90% של משקעים שנתיים), להפחית את השפעות האי החום העירוני, וליצור בתי גידול עבור מגוון מים חמים.
תנודות טבעית חכמה
ventilation טבעי קירור מבנים ומספק אוויר טרי ללא אנרגיה מכאנית.עיצובים מתקדמים משתמשים בדינמיקה נוזלי חישובית (CFD) כדי מודל תבניות זרימת אוויר ושילוב תכונות כגון מגדלי רוח, אפקט ערימה של כימונים, וחלונות אופרות אוטומטיים המחוברים לבניית מערכות ניהול (BMS) בבניינים מעורבים (Hbrid), ventilation טבעי הוא ברירת מחדל, עם מערכות מכניות רק בתנאי תאורה קיצוניים במהלך תהליך זה יכול להיות מופחתת כוח.
- (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (ב) ⁇ :0) , ventilation: FLT1 שימוש בריום או פירים כדי לטבול אוויר חם למעלה, יצירת ממצה טבעית.
- (ב) ,0) , חליל: 1:1 , טיהור חום יום בלילה כדי למנוע את המסה התרמית.
שילוב אנרגיה מתחדשת
סולרי פוטו-וולטאיקים (PV) הם הנפוצים ביותר באתר מתחדשים מקור, אבל טורבינות רוח, משאבות חום גיאותרמי, ומערכות תרמיות סולאריות לתרום גם כן. עבור חוסן, מערכות PV צריך להיות יחד עם אחסון סוללות לספק כוח גיבוי במהלך רשתות החוצה.microgrids יכול להיות בניין או קמפוס, שמירה על עומסים חיוניים (מעלים, תאורה, קירור, ציוד רפואי, כדי להיות קבוע של אזורי אנרגיה) עם 30 גרם חשמל סטנדרטיים (בטווח קבוע) ו-אוויר) של מערכות חשמל קבוע של מחזורי חשמל סטנדרטיים סטנדרטיים סטנדרטיים של 30.
שיקולים להתאמה לאקלים
הסתגלות יעילה לאקלים דורשת ניתוח אתר מפורט והבנה עמוקה של אתגרים סביבתיים מקומיים.סעיפים הבאים מתארים גורמי עיצוב קריטי המשפיעים על חוסן לטווח ארוך.
ניתוח אתר ותיקון אקלים
כל מיקום מציג קבוצה ייחודית של סיכונים והזדמנויות.אדריכלים חייבים להעריך נתונים היסטוריים של מזג אוויר, תחזיות עתידיות (למשל, תרחישים NOAA או IPCC), תנאי הקרקע, הידרולוגיה וצמחייה הסובבת:
- מה גובה השיטפון לאירוע של 100 שנה וכיצד הוא ישתנה עד שנת 2050?
- האם האזור נוטה לשריפות, הוריקנים או ימי חום קיצוניים?
- מהו הכיוון הרוחי השורר לאוורור טבעי?
- האם יש גישה סולארית או מכשולים?
כלים כמו מערכות מידע גיאוגרפיות (GIS) ובניית מידע מודל (BIM) מסייעים לשלב נתונים אלה מוקדם בעיצוב.לדוגמה, באזורי הצפה-prone, העלאת הרצפה ההרגלית הראשונה מעל גובה הצפה הבסיסית ושימוש בחומרים עמידים למים (למשל, בטון, שדרה ימית) יכול למנוע נזק יקר.
בחירת חומרים עבור Durability ונמוך פחמן
חומרים חייבים לעמוד בתנאים קיצוניים, תוך צמצום ההשפעה הסביבתית.עבור אזורי ההוריקן, בוהק ההשפעה, בוהק חזק, מחוזק, ומסגרות פלדה נפוצים.באקלים חמים-אריים, אדמה מחוסמת או adobe לספק מסה תרמית והתנגדות אש.הפחמת של חומרים - את המרקם של חומרי גלם ממוחזרים במהלך ייצור, תחבורה, התקנה ומתקן - הוא חשוב יותר ויותר.
ניהול מים וחוסנות
מחסור במים ושיטפונות באופן פרדוקסלי באזורים רבים.בניינים גמישים משלבים הן את ניהול שימור המים והן את סופה.גשם מים קציר מערכות (tanks, cisterns) מספקים שימושים שאינם ניתנים להשגה (שקיה, צנרת שירותים), צמצום הביקוש למים עירוניים. ריצוף מים, גינות גשם, ו bioswales להאטה ולקדם מים נטענים.
בנייה חלופית Envelopes
המעטפה הבניין פועלת כשורה הראשונה של הגנה מפני קיצוניות האקלים. דינמית façades - שימוש בזכוכית אלקטרו-כרומוזומית, חומרים תרמוכרומטיים, או גוונים ממונעים - יכול להתאים באופן אוטומטי לתנאי השמש, אופטימיזציה לאור יום ורווח חום.עבור חוסן, מערכות המעטפות צריך להיות מיועד לחומרים חלופיים ומשדרגים מודולריים; כמו שינויי אקלים, קידוד או שכבות בידוד ניתן להוסיף שיקולים חיוניים.
מחקרים ודוגמאות
מספר פרויקטים של ציון דרך מראים כיצד האסטרטגיות לעיל לבוא יחד ביישומים בעולם האמיתי.הדוגמאות הבאות ממחישות אקלים שונה ובניית קלולוגיות.
מרכז בולט - סיאטל, ארה"ב
לעתים קרובות נקרא "בניין המסחרי הירוק ביותר בעולם", מרכז בוליט פועל כאנרגיה של אפס הנקי ומבנה מים אפס הנקי-אפס-רשת.העיצוב שלה כולל מערך PV גדול גג (הספק של יצירת יותר אנרגיה מאשר זה משתמש לאורך שנה), מערכת מים גשום-ל-לא-אפשר-אפשרי-ל-ל-ל-ל-ל-ל-ל-ל-ל-ל-המרכז השירותים המכוון יותר, וניתן לייעלות גבוהה יותר, כדי לספק ביצועים נמוכים ותפקודי-מתאים טבעיים.
BedZED - לונדון, בריטניה
The Beddington Zero Energy Development (BedZED) היא קהילה בת קיימא חלוצית המשלבת עיצוב סולארי פסיבי, רמות גבוהות של בידוד, על אנרגיה מתחדשת באתר (בשיתוף עץ-צ'יפ חום וכוח, PV בעל גג), ושקפת מים גשם (Jolwater Harvesting) שלה תערובת של ויטמין DZ מפחיתה את התלות המכונית, וגגות ירוקות עוד יותר בידוד וגדילה.
One Angel Square - מנצ'סטר, בריטניה
המטה של קבוצת Co-operative הוא בניין מסחרי גדול שהשיג את BREEAM מצטיין ודירוג תעודת אנרגיה של A+. העיצוב שלה כולל חזית כפולה, חשוף מסה תרמית קונקרטית, אוורור טבעי באמצעות מעבדה תת-קרקעית, וחום משולב וכוח (CHP) מודלק על ידי שמן אונס.המבנה משתמש בשבריר של האנרגיה של המשרד האופייני ומהווה קיבולת של קיבולת על ידי מערכת קירור של שטח ALT1.
מרכז הקונסרבטוריון של פיפס ל- Sustainable Landscapes - פיטסבורג, ארה"ב
מתקן חינוכי ומחקר זה הוא אחד המבנים הבודדים בעולם כדי להשיג אתגרי בניין החיים, LEED Platinum, ו- SITES פלטינום הסמכה.הוא משתמש ב- 55% פחות אנרגיה מאשר בניין טיפוסי בגודל שלה, הודות לעטוף על-ידי המעטפה, משאבות חום גיאותרמית, ומערך PV שעומד על 100% מצרכי האנרגיה שלו (בנוסף לאנרגיה הרגל).
טכנולוגיות מתפתחות ומגמות עתידיות
החדשנות ממשיכה לדחוף את גבולות העיצוב האנרגטי, העמידות מחדש.כמה טכנולוגיות וגישות צוברות מתחוללים ויניחו את הדור הבא של המבנים.
חומרים לשינוי בשלב (PCMs)
PCMs סופגת ושחרור חום בטמפרטורות ספציפיות, מתנהג כמו מסה תרמית וירטואלית.הם יכולים להיות מוטבעים בקירות, תקרה, או רצפות כדי תנודות טמפרטורה חלקה, צמצום עומסי HVAC. PCMs מבוסס ביו-ב (למשל, שמנים צמחיים) יש פחמן מגולם נמוך והם עכשיו ממוסחרים בלוחות ג'ים ו טפטים.
בקרה חכמה ו-AI
מערכות ניהול בנייה משתמשות יותר ויותר בלמידה של מכונות כדי להתאים את השימוש באנרגיה בזמן אמת, שילוב תחזיות מזג אוויר, דפוסי דיקור, ואותות רשת. AI יכול גם לחזות כשלים בציוד ולהתאים את החוסן - לדוגמה, לפני שקודם כל, לפני שגל חום או סגירת חלונות לפני סערה.אינטרנט של הדברים (IoT) להאכיל נתונים לאלגוריתמים אלה, ומאפשר שליטה מטושטשת חסרת תקדים.
מיקרוגרידים
מיקרוגרואידים המשלבים PV סולרית, אחסון סוללות, ו (בדרך כלל) תאי דלק או CHP יכולים לבודד בניין או קמפוס מהרשת הראשית במהלך בחוץ.הם הופכים זולים יותר ויותר ממנדטים בתחומי שיפוט כמו קליפורניה עבור מתקנים קריטיים חדשים.מתאים מתקדמים מאפשרים זרימת חשמל דו-כיבית, המאפשרים מבנים לתמוך ברשת הגדולה יותר במהלך הביקוש.
פתרונות המבוססים על הטבע והביופיל
עיצוב ביופילי מחבר בין הדיירים עם הטבע, שיפור הרווחה והחוסנות. פתרונות מבוססי טבע - כגון יערות עירוניים, פארקי מים סוערים, ונבנה רטובות - שירותים מערכתיים נפרדים שמשלים אסטרטגיות בנייה בקנה מידה.
מסקנה
תכנון עמידות יעילה בפני שינויי האקלים דורש גישה רבת פנים שמעדיפה את יעילות האנרגיה, עמידות פסיבית, והתאמה.מעיצוב סולארי פסיבי וביצועים גבוהים בזרימה לעליות ירוקות ובמערכות מתחדשות באתר, האסטרטגיות הקיימות כיום מוכחות ויעילות יותר, כמו מרכז ההשקעות הבוט, BedZED, ו- One Angel מדגים כי אפס אנרגיה גבוהה ויעילות יותר, הן רק חומרים גמישים יותר, אך יעילים יותר, כמו מרכזיים יותר, כמו מרכז ההשקעות ה-AI-לטיביים יותר, אך יעילים יותר, אך ורק יותר, אך ורק יותר, כמו מרכז ההשקעות המשולבים יותר, אך ורק יותר.