为什么建筑设计必须跟上气候现实

最新的《英国气候状况报告》再次鲜明地提醒我们气候变化的速度之快，以及建筑环境在应对气候变化方面发挥作用的紧迫性日益凸显。过去三年是英国有记录以来最温暖的五年之一，而2024年将是自1884年有记录以来第四个最温暖的年份。过去十年，英国的平均气温比1961年至1990年的平均水平高出约1.24摄氏度，而且在英国部分地区，最热的夏季和最冷的冬季夜晚的升温速度大约是季节平均水平的两倍。这些破纪录的高温不再是罕见事件，而是正在迅速成为常态。

但这并非英国独有的现象。从热浪、风暴到变幻莫测的天气模式，极端气候如今已成为全球性的现实。建筑业面临的挑战同样具有普遍性；世界上许多基础设施的设计都基于如今已不复存在的气候条件。建筑物正承受着越来越大的压力，而这些压力并非它们最初建造时所预期的，与此同时，能源需求，尤其是在以往并不需要制冷的地区，却持续增长。

除了许多建筑难以适应不断变化的环境外，建筑环境还占全球能源相关排放量的37%。然而，由于监管合规往往优先于其他因素，建造能够在实际环境中持续稳定运行的建筑仍然是一项挑战。随着气候变化不断重塑建筑运行环境，不断发展的行业方法将是增强建筑韧性并实现长期可持续发展目标的关键。

需要做出哪些改变？

需要做出哪些改变？首先，设计流程必须从静态的合规性建模转向动态的、基于性能的分析，这种分析应着眼于建筑物的整个生命周期。从场地朝向、立面设计、玻璃幕墙比例到通风策略，每一个重要的设计决策都会对能源消耗、热舒适度、韧性乃至居住者的健康产生重大影响。然而，很多时候，这些决策的制定缺乏对建筑物实际使用后性能的预见性。

IES首席执行官唐·麦克莱恩

其次，我们需要从设计初期就融入建筑性能建模，并贯穿施工、调试和运营的整个过程。这是弥合所谓“性能差距”（即建筑能耗是预期值两到五倍这一普遍现象）的唯一可靠途径。

尽管人们越来越意识到变革的必要性，许多建筑公司也怀有良好的意愿，并制定了关于脱碳和能源绩效的宏伟目标，但令人遗憾的是，在某些方面，建筑行业仍然落后。诸如英国净零碳建筑标准和RIBA 2030气候挑战等标准和倡议都设定了雄心勃勃的目标。但是，如果没有早期性能建模以及设计团队从一开始就广泛转变协作方式，这些目标就有可能沦为形式主义，而非实践中的实质性变革。

能源建模不应是事后才考虑的事情。

许多项目仍然将能源建模视为监管方面的附加措施——通常等到详细设计阶段或施工后才进行，而此时可进行有效修改的空间有限。这种做法错失了从一开始就优化设计的机会，而且往往会导致运营效率低下或日后需要进行改造。

2 Aldermanbury Square 项目充分展现了以性能为导向的设计方法的价值。该项目是由 GPE 主导开发的伦敦大型办公楼项目，采用了 IES 性能模拟技术，根据 NABERS 英国性能设计流程对建筑的运行能耗进行建模——这标志着设计方式从以合规性为导向转向关注实际性能结果。

为了评估建筑设计和楼宇设备决策的影响，我们创建了一个详细的数字孪生模型，通过优先考虑外立面和高效全电动暖通空调系统来优化能源使用。模型显示，该建筑有望超越英国国家建筑能源评级系统（NABERS UK）五星级标准，与典型的英国办公楼相比，节能超过50%。该项目展示了早期模拟如何推动更高效、更具韧性的建筑建设，并取得可衡量的成果。

图片由IEL提供

然而，改造现有建筑也蕴藏着巨大的机遇。预计到2050年，目前80%的建筑仍将继续使用，因此，对现有建筑进行改造是实现脱碳目标的关键一环。

而这种做法的回报非常丰厚。例如，利物浦大学最近进行的暖通空调系统升级，结合性能建模和实时监测，在不到一年的时间内就实现了23%的节能效果。爱尔兰的Tifco酒店集团对其旗下九家酒店进行了详细的能源审计，确定了一系列改造措施，这些措施能够将能源消耗降低50%，并将二氧化碳排放量减少43%。在都柏林，全生命周期碳排放分析帮助市议会确定，对空置住宅楼进行深度改造，可在60年内累计减少高达85%的二氧化碳排放。

这些项目表明，在可靠的数据和分析指导下，改造可以成为减少现有建筑排放和提高其性能的切实有效的途径。

如果建筑行业真心想要应对气候变化，那么转变建筑性能的考量方式至关重要。建筑性能必须成为每个项目的核心组成部分，指导设计决策，促进合作，并确保所有建筑都能达到气候适应性和脱碳目标。

气候危机已不再是遥远的威胁，应对这一挑战需要整个建筑行业的共同努力。更智能、数据驱动的设计和改造，辅以稳健的、基于物理的性能模型，为未来指明了清晰的道路。随着资产风险的不断增加，以及碳排放和经济效益的双重损失，建筑行业已无力回天，转型刻不容缓。

唐·麦克林是全球气候技术公司IES的首席执行官。