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基肖尔·瓦拉纳西谈美国城市应对气温上升的准备工作

冷却

基肖尔·瓦拉纳西谈美国城市应对气温上升的准备工作

CBT建筑师在阿布扎比安装的遮阳结构。(CBT提供)

面对夏季温度经常高达110华氏度以上的情况,纽约市阿布扎比设计师的任务是设计长期策略,为人类用户提供更舒适的户外公共空间。基肖尔瓦拉纳西他是该中心的负责人和城市设计总监波士顿总部位于阿布扎比的设计公司CBT建筑师他是这些设计师之一。在交谈中一个, Varanasi扩展了CBT建筑事务所在阿布扎比不同空间实施的许多概念,以及类似的策略如何适用于阿拉伯半岛以外日益炎热的城市,包括美国。

根据美国国家海洋和大气管理局(NOAA),2021年夏天是美国历史上最热的夏天加利福尼亚州、俄勒冈州、爱达荷州、内华达州和犹他州都打破了6月至8月的平均气温记录,而另外21个州的夏季记录在有记录以来最热的五个州中。6月下旬,一场前所未有的热浪袭击了太平洋西北部的部分地区,华盛顿和俄勒冈州已有数百人死亡,这预示着未来危险的高温将影响尚未习惯或准备好承受无法忍受的夏季高温的地区。

不同被动遮阳技术的图表
这张图表显示了公共空间中各种被动冷却元素的好处。(CBT)

正如社会学研究和新闻媒体在美国,高温对不同种族构成和收入水平的社区的影响存在明显的不平衡。虽然这些不平等当然存在于家庭领域,最显著的是昂贵的个人空调,瓦拉纳西指出,这种不平等在公共空间也很严重:“在低收入社区,很少有人能直接坐上空调车就上路。他们经常走到公交车站等车。”

美国城市中收入较低、种族隔离的社区通常缺乏绿色植物、遮阳设备以及与主要干道之间的距离,这有助于降低平均温度,这是环境科学家称之为城市热岛效应.路面的高度集中,以及建筑围护结构和其他能够吸收和再辐射热量的表面的存在,增加了夏季制冷相关的能源成本。随着气候变化将整个大陆的气温推得更高,服务最不足的城市社区可能首当其冲地承受人类死亡的影响。

植物前的雾影
阿布扎比CBT建筑事务所设计的遮阳和喷雾设备。(CBT)

为了充分应对未来的惊人挑战,瓦拉纳西强调需要考虑街道上所有的冷却元件作为系统的相互依存的组件,而不是单独有效的设备。例如,当部署在高度暴露的空间中时,像雾化这样的主动系统远不如在阴影环境中使用时有效。类似地,在阳光直射的开放空间中放置水体通常会提高空气温度,而阴凉处的水景可以帮助空气进一步降温。毗邻人行道的建筑物的建筑师也可以发挥作用。减少建筑物外部的玻璃数量,以利于使用更坚固的材料,可以降低内部冷负荷和地面反射回街道的热量。

悬挂在天篷上的悬垂织物窗帘
阿布扎比CBT建筑事务所安装的遮阳设备。(CBT)

当从地面开始建造时,分层热弹性系统是最容易的,例如在阿布扎比规划的可持续城市和技术中心马斯达尔市。“马斯达尔是一片白板,”瓦拉纳西指出,“我们能够从一开始就引导风,阻挡阳光直射,并正确地确定建筑的方位。”但如今大多数城市都不是从零开始建造的,改造现有空间可能尤其困难。在老旧的社区和更干旱的气候中,由于空间限制、缺乏自然灌溉或过多的地下基础设施元素,树木种植可能无法维持。瓦拉纳西建议,尽管这可能很复杂,但确定如何改善公共空间的舒适条件是值得追求的,因为设计师几乎或根本无法控制周围的建筑或汽车交通。

在三个案例研究项目中作为阿布扎比气候韧性倡议, CBT架构师测试了高密度区域、低密度区域和交叉区域的各种室外冷却方法。瓦拉纳西和他的团队仔细考虑了一天中不同的环境,在“肩头时间”优先考虑荫凉,因为通常有更多的人在街上。

Kishore Varanasi设计的悬臂式遮阳结构的长廊图
显示悬臂式遮阳结构的不同可能配置的图表。(CBT提供)

CBT模拟了其中一个干预措施,一个口袋公园,在锡卡是阿拉伯半岛部分地区的传统小巷或通道。锡卡的朝向有助于将风引入被占用的公共空间,当与阻挡沙漠强烈阳光的元素相结合时,可以大幅降低温度。该公司还采用了悬臂式、可操作的遮阳结构,以阻挡来自邻近交通繁忙道路的辐射热量。这些设备的垂直度根据它们在公园或十字路口的位置而变化,而下面的长椅则为等待公交车或简单休息提供了更温和的空间。

瓦拉纳西和他的合作伙伴们实施的一些想法涉及到了更多的心理层面环境冷却。尤其是种植绿色植物,其潜在的气候效益是多方面的。除了将二氧化碳从大气中循环出来,并通过释放水蒸气来冷却周围的空气外,植物和树木还能在空间使用者中产生一种不太明显的凉爽感。瓦拉纳西认为,即使是对植物群的简单观察,也能使一个空间对普通人感到凉爽。

六角形遮阳亭
CBT建筑师在阿布扎比安装的天篷。(CBT提供)

CBT坚持认为,这些想法,无论是古老的方法还是新的创新,都可以在全球范围内应用,以“为所有面临城市热问题的地方提供公共空间设计的新范例”。随着时间的推移,这些举措只会变得更具相关性和紧迫性气候变化整个北美建筑环境的进展和温度上升。CBT的建筑师和城市设计师已经在他们的设计中试验了一些冷却设备剑桥交叉口总体规划在马萨诸塞州。延伸到剑桥市、萨默维尔市和波士顿市之间,该计划结合了大量的树木和绿色空间,以帮助缓解周围地区的夏季炎热。该项目的核心之一是Shed,这是一个山墙,部分露天天篷结构,由Prellwitz Chilinski同事这将在夏季提供遮阳,并帮助引导微风通过繁忙的公共场所。

由Kishore Varanasi设计的剑桥脊形棚屋
CBT剑桥交叉口总体规划中的棚屋。(由Steelblue提供)

然而,对于像波士顿这样的北方城市来说,较冷的冬季温度为基于设计的降温策略增加了另一层复杂性。被动温度控制系统的逻辑在秋天和春天之间颠倒了过来,这时最大的阳光和较少的风是更好的条件。“固定的结构并不总是有效,”瓦拉纳西说,“所以墙壁可能需要移动,遮阳设备可能需要移动。当然,树木已经通过自然脱落叶子来做这些事情,所以也许有必要进行某种生物模拟。”

无论美国城市空间的散热基础设施具有多大的灵活性,整体方法肯定比一次性干预更有希望。改善行人和骑自行车者的街道条件,支持公共交通,引入植物生命,并在人行道和建筑物上使用适当的表面材料已得到证实方法为了改善城市热岛现象的影响——设计师和规划者可以帮助在公共领域实施这种效应。

公共广场上方的六边形着色器
CBT建筑师在阿布扎比安装的遮阳设备和植物。(CBT提供)

瓦拉纳西指出,在令人不适的高温时期,精心设计的公共空间可以提供一个更有活力、更普遍的替代空调制冷中心,而今天的城市严重依赖空调制冷中心。随着美国各州继续打破高温记录,公共场所的缓解努力将不仅仅是日常舒适的问题,而且可能是生存的问题。

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