什么是绿色建筑?它如何告知现代可持续发展

2019年10月15日

科学表明人类正在掠夺世界的资源。

正如我们所知,地球正濒临灭绝,这一科学发现在世界各地引发了许多不同的反应。在体系结构工业界对此的反应是绿色建筑的发展。

绿色建筑通过为我们在这个星球上的生活创造更可持续的方式来抵消人类的影响。这种类型的建筑并不意味着放弃我们在21世纪所享受的所有物质享受。这意味着拥抱越来越容易获得的新技术。

绿色建筑

在20世纪70年代,像trombe墙这样的创新,使用大的悬吊来遮挡室内空间,以及间接被动加热被视为革命性的,但现在它们是常见的做法,并在许多认证的建筑课程中教授。这意味着建筑师比以往任何时候都更有能力设计高效的建筑,这些建筑在其生命周期中运行所需的能源更少,并且以更可持续的方式建造。

绿色建筑可能听起来很新鲜,但它一直就在我们身边。从历史上看,这是生存所必需的。简单的例子是在夏天打开窗户,让微风吹进来,为室内空间降温,或者利用自然光收集建筑结构。

绿色建筑可以追溯到适应极端气候的古代文明。蒙特祖玛城堡,位于亚利桑那州凤凰城和弗拉格斯塔夫之间的一个偏远的沙漠悬崖,就是一个例子。

montezuma城堡来源:History.com

在世界的另一边,传统的阿拉伯建筑可以追溯到公元前2000年,特色是庭院和高塔,作为自然通风的风坑。这些绿色建筑的例子利用被动式设计来控制室内气候。

然而,随着电力、建筑技术、人口增长和城市扩张的出现,我们很久以前学到的这些教训在很大程度上被忽视了,因为我们现在只是简单地点击开关来增加光线,或者关闭恒温器来控制温度。我们已经否定了几千年来的建筑进步。但如果在设计阶段多加考虑,建筑师可以创造出消耗更少能源、更适合居住的建筑。

能源消耗的数字

尽管大家都在关注电动汽车和减少汽车化石燃料的消耗,但最大的能源消耗可能会让你大吃一惊:建筑。

目前,美国20.4%的能源消耗用于住宅建筑,18.5%用于商业建筑,如我们工作的办公室、咖啡店、餐馆和商店。建筑直接消耗的能源占总能源的38.9%,相比之下,美国人在交通运输上消耗的能源占28.9%。

美国能源消耗图表

资料来源:密歇根大学,可持续系统中心

建筑物是如何消耗能源的?通过加热和冷却它们,加热水,照明空间和许多其他功能来消耗能源。

总的来说,我们消耗了大量的能源;美国建筑的平均能源消耗比我们的欧洲同行要高。美国的3.27亿居民占世界人口的5%,但我们使用占世界能源的15%而欧盟拥有世界7%的人口,却消耗了全球14%的能源。美国的消费量是其人口的三倍,而欧盟的消费量是其人口的两倍。

建筑无疑是问题的一部分。但我们是否应该放弃我们心爱的建筑,去森林里生活,回归过去的文明?绝对不是。通过拥抱新技术,我们作为一个文明已经做了几个世纪,我们可以大幅减少我们对能源的需求。

今天的绿色设计

想象一下你日常生活中产品的生命周期,例如,假设你买了一个一次性的水瓶带到健身房,然后处理掉——希望是在回收箱里。这款产品从制造到运送都需要消耗能量,而且只使用了一个小时。

让我们把这个应用到一个建筑上。摩天大楼使用的钢铁是在能源密集型过程中制造出来的,然后通过火车或卡车运送到建筑工地,最终成为未来几十年将占用该工地的建筑物的一部分。所有在生产、运输和建造中使用的能源都被算作“隐含能源”。

考虑绿色建筑的一种方法是减少建筑的隐含能量。任何有执照的建筑师都可以帮助客户采购劳动强度较低、需要较少运输的材料。指定窗户来自德国很容易,但当北美制造的产品可以节省运输费用时,为什么不选择更本地化的产品呢?

在建筑创造过程中,另一种最小化隐含能源的方法是使用回收材料,如钢铁或再生木材。这使得新建筑的占地面积更小,而不是那些需要使用全新材料制造的建筑。

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今天破土动工的建筑所使用的能源可能只是10年或20年前的一小部分。能效标准提高的一个主要驱动力可以归结为LEED。

LEED,或伟德游戏领导节能设计,是一个建筑标准,证明建筑物达到一定的性能水平。这得益于对获得leed认证建筑的业主的税收优惠。政府和市政当局已经看到了降低建筑维护成本的好处,并将LEED建筑作为标准。
LEED信用类别

来源:蜜蜂,Inc .)

近年来,设计师们提出了一些新的建筑挑战,比如“活建筑挑战”(Living building Challenge),它更全面地考察建筑的结构和最终性能。考虑因素表,包括使用对环境或人类有害的化学物质的天气材料。

为了应对这一挑战,天气材料是在生态友好的过程中制作的,材料在当地采购,设计师在施工后密切关注建筑性能。“生活建筑挑战赛”更为严格,因为它测试建筑是否符合设计师承诺的标准,而LEED则没有。

建筑师团体最近也变得更加活跃。芝加哥建筑师汤姆·雅各布斯创立的架构师提倡在美国,一群建筑师试图制定有意义的镶嵌政策,以减缓气候变化。

任何预算的绿色建筑

在看到新建筑可以大幅降低能源消耗之后,现有建筑的普通居住者能做些什么呢?建造新建筑需要能源和材料,而且成本高昂。今天你可以做一些简单的小改变,在任何预算下,你都可以减少建筑物的能源消耗。

其中最基本的就是把你的灯泡从白炽灯升级到LED灯。LED(发光二极管)已经走了很长的路,并提供不同的色温,使他们感觉比上一代更温暖。如果你的热水器需要更换,考虑更换一个高效的即热式热水器,这将减少能源消耗,减少你的账单,并在衣柜里腾出空间。如果你有足够的预算,安装适当的窗户可以对空气渗透产生影响,从而减少空间受温度波动的影响。此外,如果你正在进行任何改造,你可以在外墙添加刚性隔热材料,以提高R值,即它们的传热阻力,而不是多年来一直是行业标准的典型隔热材料。

如果你正在装修房子,考虑以上所有的能源改进,以及采用一个新的包层系统,如雨幕。这些系统是一个外部façade,并预先调节空气保持结构在夏季较冷,在冬季较热。它们还允许在墙体组件中添加更多的绝缘。更换窗户是任何承包商都应该能够承担的项目,以帮助您的家进入21世纪。

但是,像西格拉姆大厦(Seagram’s tower)这样的建筑,如何更新窗户呢?西格拉姆大厦是一座建于20世纪50年代末的现代玻璃和钢铁大厦。这有点令人生畏。这些空间的租户可以通过使用占用传感器来检测人们的活动,并在人们不在空间时关灯,从而帮助提高建筑物的消耗。还使用了智能开关,随着阳光的增加,灯光变暗,以减少不必要的电力消耗。

绿色环保对每个人都有好处

今天的绿色建筑是一些最美丽的建筑作品。他们从自然界中汲取灵感,并努力生活环境无法征服它。

芝加哥公司Urban Lab建造了他们的家/工作室,体现了大量的可持续功能。它包括被动供暖,在冬天利用阳光,在夏天遮阳。为了减少对城市的处理需求,在设计场地的蓄水时采取了谨慎的措施。当外部温度允许时,大型可操作的门允许通风,减少对内部气候控制的需求,雨幕也用于进一步的可持续性。

城市实验室工作室/家

来源:城市实验室

高层建筑也在大步前进。全球公司Perkins and Will正在尝试用木材建造高楼。树木会捕获碳,如果重新种植和可持续地收割,其蕴含的能量比钢铁更少。

绿色建筑的典范

来源:珀金斯+威尔

随着这些创新建筑师的引领,绿色建筑正在成为社会的主流。每个人都可以从减少能源消耗和改善绿色建筑创造的空间中受益——如果我们遵循这一理念,这将符合我们星球的最大利益。

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