Future of environment

气候适应

随着气温升高,建筑物将面临越来越大的压力,以履行其核心职能,即保护建筑物内人员免受极端户外环境的影响。这一气候变化将影响建筑的设计及其周边的环境、影响建筑外围结构的材料选择,并会提高冷却系统的采用率。

热浪危机:采取行动保护生命、城市和经济

2024年,全球平均气温首次超过了工业革命前水平的1.5 C(2.7 F),创下有记录以来最热的一年,并延续了一个令人担忧的趋势,即最热的24年都出现在自2000年以来这一时期(1)。这一趋势预计将会加速。如果所有的现行政策都得到落实,全球平均气温到了2050年预计将上升2 C (3.6 F) 或更高(2)。根据国际能源总署(IEA)的数据,全球气温每上升1°C (1.8°F),其冷却度日数(CDDs)就会增加25%。CDDs 是衡量外部温度超过特定基准值(通常为18°C[64.4°F])的持续时间与强度,表明未来对冷却的需求会大幅增加。

截止2050年,预计将有近1000个城市面临夏季平均高温达到35°C(95°F)或更高度数的情况,大幅高于目前的354个城市,这将导致16亿城镇居民面临极端高温的风险,增幅高达800% (3)。这场不断加剧的高温气候将扰乱生态系统,给医疗体系带来巨大压力,并给全球经济带来沉重负担。预计到2030年,热应激将导致全球工作时间减少2.2%,相当于失去8000万个全职工作岗位(4)。目前,与高温相关的死亡人数每年接近50万人,这一数字很可能随着人口老龄化和城市化进程的加快而进一步上升(5)。例如,德里和卡拉奇等城市正在面临越来越频繁的致命热浪的侵袭,导致数千人丧生,并对包括老年人在内的弱势群体造成了尤为严重的影响(6)

2024年是有记录以来最热的一年。这一趋势令人不安,因为最热的25年中有24年都发生在2000年之后这一时期。

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如果所有的现行政策都得到落实,预计到2050年全球平均温度将上升 2°C

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在高温环境下的建筑与暖通空调设计

在一个日益变暖的世界里,建筑会在保护公众健康和维持生产力方面发挥关键作用。建筑设计、建筑外围结构的材料选择以及高效冷却系统的采用将变得至关重要。

为了减少太阳能热量的吸收,未来的设计将会整合诸如门廊、藤架、遮阳篷、百叶窗和卷帘等功能元素。战略性建筑布局与植被绿化方案,如绿色屋顶和垂直绿化墙,将会提升建筑隔热性并最大限度地减少热量吸收。通过种植落叶树木和绿化城市可以改善空气流通、提供季节性遮荫,并使环境温度降低数度。尽管如此,要在美观与节能之间取得平衡仍是一大挑战。视觉效果不应再凌驾于遮阳结构等实用功能之上(7)

建筑外围结构的材料也将发挥越来越重要的作用。高热容量材料如石材和泥土,在地中海和北非地区的传统建筑中广泛应用,它能自然调节室内温度并减少对机械冷却系统的依赖(7)。创新材料如真空隔热板、二氧化硅气凝胶以及具有反射性能的先进涂层则在突破能效极限。这些技术造就了更薄的绝缘材料,却同时能达到传统材料五倍的绝缘效果。

尽管采取这些被动式冷却措施的可能性很大,但全球范围内对于能够适应极端气侯的活性冷却系统的需求量尚未出现爆发式增长,这一需求趋势既会受到新兴经济体的影响,也会受到发达经济体的推动。在新兴经济体中,收入的增长和电力供应的改善将加速空调的普及。在发达经济体中——通常位于气侯温和地带——气温上升和热泵的采用(热泵在反向运行时可提供制冷功能)将会增加电力需求。因此,制冷机组正在成为建筑物中能耗增长最快的设施。根据国际能源署 (IEA) 的预测,截止2050年,全球用于空间场所制冷的能量需求预计将增长三倍以上,其电力消耗量相当于中国和印度目前用电量的总和(7)。这一需求的暴增凸显了制定智能冷却策略的紧迫性,如夜间冷却和节能冷却的解决方案。