行業(yè)動(dòng)態(tài)
膜結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)遮陽在減少碳排放中的作用
氣候變化是當(dāng)今社會(huì)人類生存與發(fā)展面臨的最嚴(yán)峻挑戰(zhàn)之一，建筑物排放的二氧化碳占碳排放總量的40%，超過了汽車行業(yè)與工業(yè)。而著眼于可持續(xù)未來的建筑設(shè)計(jì)方案則能在源頭上起到降低能耗的作用。
我們一起看看來自美國建筑師協(xié)會(huì)FAIA的專家Bruce Wright關(guān)于使用織物和動(dòng)態(tài)遮陽系統(tǒng)對現(xiàn)有建筑進(jìn)行適應(yīng)性再利用、以及減少隱含碳排放方面的研究視角和觀點(diǎn)。
建筑環(huán)境會(huì)向周邊環(huán)境排放大約40%的隱含碳，這是當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)師在開始設(shè)計(jì)各類項(xiàng)目前需要牢記在心的基礎(chǔ)參數(shù)，也是建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)底線。在設(shè)計(jì)建筑物或基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)，必須首先考慮專業(yè)方面的未來需求，甚至還要兼顧地球的未來。
“聯(lián)合國氣候路線圖提出了到2030年實(shí)現(xiàn)二氧化碳排放量減少12%的目標(biāo)，”FTL工作室創(chuàng)始合伙人、美國建筑師協(xié)會(huì)會(huì)員、領(lǐng)先能源與環(huán)境設(shè)計(jì)（LEED）認(rèn)證專業(yè)人士Nic Goldsmith談到，“控制隱含碳排放和運(yùn)營減排對建筑物的未來及其對地球的影響而言至關(guān)重要。”然而，Goldsmith認(rèn)為沒有足夠時(shí)間將現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施更換為新型的可持續(xù)發(fā)展的建筑物。“這需要一百年的時(shí)間，而我們沒有這么多時(shí)間。必須尋找替代解決方案。”
可持續(xù)發(fā)展策略
目前已經(jīng)有諸多專業(yè)術(shù)語用于表述設(shè)計(jì)師在解決可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)問題過程中使用的相關(guān)策略：LEED綠色建筑認(rèn)證、EERE零碳建筑方案、EC3建筑隱含碳排放量計(jì)算器等。這些策略涉及到影響碳排放三大關(guān)鍵因素：
1.建筑能源使用
重點(diǎn)關(guān)注暖通空調(diào)效率和建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱能力；
2.太陽熱增益
通過使用鍍膜門窗組件和遮陽方式用于調(diào)控太陽能得熱系數(shù)；
3.自維持建筑
專注于凈零能源設(shè)計(jì)方案或使用太陽能、風(fēng)能收集裝置實(shí)現(xiàn)負(fù)能耗建筑。
本文將提出的策略，同時(shí)也是首批可持續(xù)建筑設(shè)計(jì)策略之一——使用膜結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)遮陽系統(tǒng)對現(xiàn)有建筑進(jìn)行適應(yīng)性再利用。
哈特福特市醫(yī)療保健機(jī)構(gòu)圓形劇場采用反光的PTFE膜材。在穹頂桅桿接觸屋頂織物的部位，F(xiàn)TL使用ETFE膜材以獲取更多的光線射入。同時(shí)，在穹頂和下部圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間采用黑色網(wǎng)格膜提供被動(dòng)散熱能力。
適應(yīng)性再利用
在過去的幾十年里，美國建筑師協(xié)會(huì)（AIA）對建筑公司的年度賬單進(jìn)行了匯總分析，其中值得關(guān)注的一個(gè)重要趨勢是舊建筑改造設(shè)計(jì)與再利用的比重增加。
“能夠幫助解決困境的策略很少，其中之一就是將適應(yīng)性再利用作為對現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行重新利用的設(shè)計(jì)方法”，Goldsmith補(bǔ)充道，“設(shè)計(jì)可持續(xù)性更多地受到材料選擇的影響，而不是項(xiàng)目的空間組織。”
適應(yīng)性再利用
在過去的幾十年里，美國建筑師協(xié)會(huì)（AIA）對建筑公司的年度賬單進(jìn)行了匯總分析，其中值得關(guān)注的一個(gè)重要趨勢是舊建筑改造設(shè)計(jì)與再利用的比重增加。
“能夠幫助解決困境的策略很少，其中之一就是將適應(yīng)性再利用作為對現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行重新利用的設(shè)計(jì)方法”，Goldsmith補(bǔ)充道，“設(shè)計(jì)可持續(xù)性更多地受到材料選擇的影響，而不是項(xiàng)目的空間組織。”
動(dòng)態(tài)遮陽
歐洲遮陽組織（ES-SO）最近的一項(xiàng)研究報(bào)告稱，“到2050年，使用動(dòng)態(tài)外墻遮陽可以節(jié)省60%的機(jī)械冷卻所需能源”。該項(xiàng)研究由The Guidehouse研究小組完成，確定了歐洲各地因使用空調(diào)而在當(dāng)前和將來產(chǎn)生碳排放量的基線數(shù)據(jù)，并將其與動(dòng)態(tài)遮陽方式經(jīng)歐盟法規(guī)認(rèn)可并在建筑行業(yè)廣泛實(shí)施后的潛在碳排放量進(jìn)行了比較。
ES-SO主席、瑞典Shade Academy創(chuàng)始人Anders Hall表示：“研究結(jié)果令人震驚，在通常情況下，到2050年歐洲會(huì)有45%的建筑需要安裝空調(diào)；而實(shí)際情況是，該比例下降為28%，這意味著按照當(dāng)前數(shù)據(jù)空調(diào)安裝率不會(huì)再增加。換算成能源消耗相當(dāng)于每年節(jié)省56太瓦時(shí)，或減少了58%的溫室氣體排放量。”
自2010年圍繞瑞典哥德堡商業(yè)辦公樓所開展的一項(xiàng)案例研究證實(shí)了建筑物外部自動(dòng)調(diào)節(jié)遮陽系統(tǒng)的有效性。Hall談到：“在我之前從事項(xiàng)目銷售工作的幾年時(shí)間里，這是第一個(gè)在合作中真正采用整體方案的項(xiàng)目。我們在現(xiàn)場挖掘開始前一年就在討論建筑遮陽解決方案。對我而言，這不僅是全新的項(xiàng)目體驗(yàn)，也是我推進(jìn)實(shí)施的最令人愉快的項(xiàng)目之一，因?yàn)樗械膮⑴c方都達(dá)成了共識(shí)并做到了相互理解與尊重。”
Hall介紹稱，該建筑外立面的65%裝有玻璃，玻璃內(nèi)外兩側(cè)都安裝了自動(dòng)調(diào)控百葉窗，室內(nèi)部分的百葉窗還可供個(gè)人手動(dòng)控制使用以及進(jìn)行遮光度調(diào)節(jié)。“配合其他節(jié)能技術(shù)，該建筑的年平均能耗約為40千瓦時(shí)/平方米，截至今日這棟建筑仍然是瑞典最節(jié)能的辦公樓之一。”
采用動(dòng)態(tài)遮陽可節(jié)省高達(dá)60%的空間冷卻用電，自動(dòng)遮陽也能最大限度地利用太陽能，從而減少冬季的供暖熱損耗。這座位于澳大利亞悉尼的辦公樓具有閉合空腔立面，其內(nèi)部有大約2,500個(gè)木制百葉窗并使用內(nèi)部動(dòng)態(tài)遮陽技術(shù)減少熱增量。
衡量未來成功，前途仍任重道遠(yuǎn)。任何想推動(dòng)這一重大變化進(jìn)程的建筑師都清楚，靠單打獨(dú)斗是無法做到這一點(diǎn)的。這將需要與建筑過程的所有參與者協(xié)同合作，并對建造環(huán)節(jié)的各個(gè)技術(shù)層面進(jìn)行重點(diǎn)研究。正如Goldsmith總結(jié)的那樣，通過織物元素增強(qiáng)現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)的再利用是“一種可適用于許多城市和郊區(qū)可持續(xù)發(fā)展更新過程的配方，能為老舊基礎(chǔ)設(shè)施帶來新生。”
但具體實(shí)現(xiàn)是需要智慧的。Hall說：“唯一能妥善做到這一點(diǎn)的方法是，在早期設(shè)計(jì)過程中與規(guī)范制定者、工程師和產(chǎn)品制造商之間進(jìn)行恰當(dāng)合作。行業(yè)也涌現(xiàn)出了越來越多的整體‘環(huán)境設(shè)計(jì)顧問’，以及從事于更大規(guī)模的、多學(xué)科交叉立面工程實(shí)踐的方案集成和控制專家”，這些人是可以真正促進(jìn)早期設(shè)計(jì)合作的。
本文轉(zhuǎn)載自：RTAsia亞洲門窗遮陽展