氣候變化是當(dāng)今社會(huì)人類(lèi)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(guò)了汽車(chē)行業(yè)與工業(yè)。而著眼于可持續(xù)未來(lái)的建筑設(shè)計(jì)方案則能在源頭上起到降低能耗的作用。

 

今天，佛蘭空間將為您分享來(lái)自美國(guó)建筑師協(xié)會(huì)FAIA的專(zhuān)家Bruce Wright關(guān)于使用織物和動(dòng)態(tài)遮陽(yáng)系統(tǒng)對(duì)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)。

圖源：kingspan

 

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(kāi)始設(shè)計(jì)各類(lèi)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(zhuān)業(yè)方面的未來(lái)需求，甚至還要兼顧地球的未來(lái)。

 

“聯(lián)合國(guó)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(guó)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(zhuān)業(yè)人士Nic Goldsmith談到，“控制隱含碳排放和運(yùn)營(yíng)減排對(duì)建筑物的未來(lái)及其對(duì)地球的影響而言至關(guān)重要?！?/span>

 

然而，Goldsmith認(rèn)為沒(méi)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?！斑@需要一百年的時(shí)間，而我們沒(méi)有這么多時(shí)間。必須尋找替代解決方案?！?/span>

 

 可持續(xù)發(fā)展策略

Framework of sustainable strategies

 

目前已經(jīng)有諸多專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)用于表述設(shè)計(jì)師在解決可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)問(wèn)題過(guò)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(yáng)熱增益

3.自維持建筑

專(zhuān)注于凈零能源設(shè)計(jì)方案或使用太陽(yáng)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——使用織物和動(dòng)態(tài)遮陽(yáng)系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)有建筑進(jìn)行適應(yīng)性再利用。

圖源：Carl B.Vernlund

 

哈特福特市醫(yī)療保健機(jī)構(gòu)圓形劇場(chǎng)采用發(fā)光聚四氟乙烯涂層玻璃織物。在穹頂桅桿接觸屋頂織物的部位，FTL使用四氟乙烯箔皮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)狀織物提供被動(dòng)散熱能力。

 

適應(yīng)性再利用

Adaptive reuse

 

在過(guò)去的幾十年里，美國(guó)建筑師協(xié)會(huì)（AIA）對(duì)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(shì)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(duì)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?！?/span>

圖源：Carl B.Vernlund

 

FTL工作室最近完成了康涅狄格州一座閑置棒球場(chǎng)的再利用和改造?！斑@座體育場(chǎng)建于90年代，我們的第一感覺(jué)是建筑形狀相對(duì)理想”，Goldsmith介紹稱(chēng)，“因此，設(shè)計(jì)目標(biāo)應(yīng)該是盡可能多地保留現(xiàn)有設(shè)施結(jié)構(gòu)，同時(shí)給它增加一個(gè)引人注目的全新外殼?！?/span>

 

FTL通過(guò)使用全織物覆蓋頂棚和特色的入口遮陽(yáng)檐幕來(lái)減少隱含碳排放量。與原先的棒球隊(duì)門(mén)票收入相比，項(xiàng)目的投資回報(bào)率增加了十倍。

 

“無(wú)論是將可再生大塊木材還是超輕型薄膜用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造以及采光和聲學(xué)設(shè)計(jì)，我們所選擇的材料是實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)作用的關(guān)鍵所在”，Goldsmith繼續(xù)介紹道，“通過(guò)適應(yīng)性地重復(fù)使用盡可能多的現(xiàn)有材料來(lái)限制新材料使用是一項(xiàng)全新的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，這能夠產(chǎn)生創(chuàng)造性和可持續(xù)的解決方案，讓現(xiàn)有建筑重獲新生并最大限度地減少隱含碳排放，同時(shí)為我們提供全新的綜合用途設(shè)施。”

 

動(dòng)態(tài)遮陽(yáng)

Dynamic solar shading

 

歐洲遮陽(yáng)組織（ES-SO）最近的一項(xiàng)研究報(bào)告稱(chēng)，“到2050年，使用動(dòng)態(tài)外墻遮陽(yáng)可以節(jié)省60%的機(jī)械冷卻所需能源”。該項(xiàng)研究由TheGuidehouse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(lái)產(chǎn)生碳排放量的基線數(shù)據(jù)，并將其與動(dòng)態(tài)遮陽(yáng)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AndersHall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?！?/span>

圖源：Shade Academy

 

自2010年圍繞瑞典哥德堡商業(yè)辦公樓所開(kāi)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(yáng)系統(tǒng)的有效性。Hall談到：“在我之前從事項(xiàng)目銷(xiāo)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?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)挖掘開(kāi)始前一年就在討論建筑遮陽(yáng)解決方案。對(duì)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?！?/span>

 

Hall介紹稱(chēng)，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)?！芭浜掀渌?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。”

圖源：Shade Academy

 

采用動(dòng)態(tài)遮陽(yáng)可節(jié)省高達(dá)60%的空間冷卻用電，自動(dòng)遮陽(yáng)也能最大限度地利用太陽(yáng)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(yáng)技術(shù)減少熱增量。

 

衡量未來(lái)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(wú)法做到這一點(diǎn)的。這將需要與建筑過(guò)程的所有參與者協(xié)同合作，并對(duì)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(guò)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(guò)程的配方，能為老舊基礎(chǔ)設(shè)施帶來(lái)新生?！?/span>

 

但具體實(shí)現(xiàn)是需要智慧的。Hall說(shuō)：“唯一能妥善做到這一點(diǎn)的方法是，在早期設(shè)計(jì)過(guò)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(lái)越多的整體‘環(huán)境設(shè)計(jì)顧問(wèn)’，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(zhuān)家”，這些人是可以真正促進(jìn)早期設(shè)計(jì)合作的。

 

在“雙碳”發(fā)展趨勢(shì)下，建筑節(jié)能勢(shì)在必行，膜結(jié)構(gòu)建筑，憑借膜材良好的透光率及保溫隔熱性，已正在助力節(jié)約能源。佛蘭空間膜結(jié)構(gòu)，作為集設(shè)計(jì)、施工、安裝、維護(hù)為一體的專(zhuān)業(yè)膜結(jié)構(gòu)企業(yè)，也將積極開(kāi)發(fā)并探索更多膜結(jié)構(gòu)建筑遮陽(yáng)方案，滿足多場(chǎng)景建筑遮陽(yáng)及節(jié)能需求。

文章來(lái)源|《Specialty Fabrics Review》2023年8月刊

 

作者：Bruce Wright,FAIA

 

公司介紹

 

深圳市佛蘭空間膜結(jié)構(gòu)有限公司，一家專(zhuān)業(yè)從事空間結(jié)構(gòu)建筑一體化的公司，15年來(lái)我們致力于膜結(jié)構(gòu)建筑前沿領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，專(zhuān)項(xiàng)研發(fā)了一系列具有針對(duì)性的屋蓋系統(tǒng)，并獲得多項(xiàng)專(zhuān)利產(chǎn)品，已為600+客戶在相關(guān)體育設(shè)施體育領(lǐng)域（體育看臺(tái)、球場(chǎng)、健康驛站等）、公共設(shè)施領(lǐng)域（商業(yè)、文化、娛樂(lè)、景觀、交通等）、環(huán)保設(shè)施領(lǐng)域（煤棚、污水池除臭罩、污染地塊修復(fù)等）、工業(yè)設(shè)施領(lǐng)域（倉(cāng)庫(kù)、廠房等）提供集設(shè)計(jì)、施工、安裝、維護(hù)為一體的鋼膜結(jié)構(gòu)、屋蓋系統(tǒng)工程服務(wù)。