2021年7月8日
大多数建筑都是为早期气候而设计的——以下是全球变暖加速的后果
贡献:谈话
气候变化将影响我们生活的方方面面,包括我们生活和工作的建筑。例如,在美国,大多数人的消费约为他们90%的时间在室内。气候变化从根本上改变了这些建筑的功能所在的环境条件。
建筑师和工程师设计建筑物和其他结构,如桥梁,以在当地气候参数范围内运行。它们采用的材料和遵循的设计标准能够承受预期的温度、降雨、雪和风,以及地震、沉降和地下水位等任何地质问题。
当超过这些参数中的任何一个时,建筑的某些方面都有可能出现故障。如果有大风,一些屋顶瓦可能会被刮掉。如果经过几天的大雨,地下水位上升,地下室可能会被洪水淹没。这是正常的,这些问题不能完全设计出来。事件结束后,可以修复损坏,并采取额外措施降低再次发生的风险。
但气候变化将导致更频繁、更大程度上超过这些参数的情况。一些变化,如较高的平均空气温度和湿度,将成为永久性的。以前被认为是百年一遇的洪水可能会经常发生。
其中一些影响相当明显。房屋将更容易过热,将居民的生命置于危险之中,这就是最近几年发生的情况北美上空的“热圆顶”.洪水会更频繁地发生,淹没更大的地区,甚至有些地方可能不得不被遗弃。威尔士的费尔伯恩村已经被认定为可能的候选人. 英国政府在最近的一份报告中强调,英国未能对这两种威胁采取行动气候变化委员会.
在某种程度上,这些影响将是局部的和可控制的,并有相当简单的补救措施。例如,可以通过用遮阳篷或百叶窗遮住窗户、良好的隔热和充足的通风来减少过热。也许更令人担忧的是气候变化的潜在影响,它以不太明显的方式逐渐破坏了建筑物的核心功能。
白蚁和融化的沥青
更强烈的风和雨将导致外部包层更快、更安全地劣化经常泄漏.更高的温度将使区域扩大一些昆虫可以生活的地方. 这包括吃木材的白蚁,它们可能会造成重大的结构破坏,或者携带疟疾的蚊子,这些蚊子的生活空间必须重新设计,以保护我们不受影响。
材料会随着温度的升高而膨胀,尤其是金属,一旦超过设计公差,就会导致材料弯曲。对于中国深圳的一座摩天大楼来说,高温是造成火灾的部分原因要震动的结构,迫使其疏散,因为钢架在高温下伸展。极端温度甚至会导致材料融化,导致道路“出血”沥青的表层变软了.
在气候变暖的世界里,地面沉降——即建筑物下方的地面塌陷,导致建筑物破裂或倒塌——也将更频繁地发生。以粘土为地基的建筑物尤其脆弱,因为粘土在吸水时膨胀,然后在干燥时变硬和收缩。不断变化的降雨模式将加剧这种情况。例如,在未来的50年里,英国将有超过10%的房产被废弃影响沉降.
具体的癌症
也许最大的担忧是气候变化将如何影响钢筋混凝土,这是地球上使用最广泛的材料之一。从摩天大楼、桥梁到家庭窗户上方的过梁,钢筋混凝土都是通过在模具中放置钢筋,然后在模具中浇注湿混凝土制成的。一旦干燥,就会产生难以置信的坚固结构。
但是温暖潮湿的气候会捣乱与这种材料的耐久性。当混凝土内部的钢被弄湿时,它会生锈和膨胀,使混凝土开裂并削弱结构,这一过程有时被称为“混凝土癌症”。
沿海地区的建筑物特别容易生锈,因为海水中的氯化物会加速生锈。海平面上升会升高地下水位,使其更咸,影响建筑物地基,而盐雾会随着强风进一步扩散。
同时,混凝土也受到影响碳化作用在这个过程中,空气中的二氧化碳与水泥发生反应,形成一种不同的化学元素——碳酸钙。这降低了混凝土的pH值,使钢更容易被腐蚀。20世纪50年代以后,全球CO₂水平从300ppm左右上升到了现在的水平超过400人. 莫尔公司₂ 意味着更多的碳化。
美国迈阿密最近发生的公寓楼倒塌惨剧,或许是这一进程加速的早期预警。虽然坍塌的确切原因仍在调查中,但一些人认为可能是与气候变化有关.
当地市长查尔斯·伯克特总结许多人感到困惑:“这根本就不会发生。在美国,你不会看到建筑物倒塌。”
无论与气候变化的联系是否属实,这都是对我们建筑脆弱性的警钟。它还应该被视为一个关键点的明确证明:财富无法抵御气候变化的影响。富裕国家有财政实力更快地适应并减轻这些影响,但他们无法在边境阻止它们。气候变化是不分青红皂白的. 无论在世界何处,建筑物都很容易受到这些影响,如果有的话,发达国家的现代建筑中比简单的传统结构有更多可能出错的地方。
唯一的选择是开始调整建筑物,以满足不断变化的运行参数。我们越早开始改造现有建筑,建造能够抵御气候变化的新建筑,就越好。
关于作者
Ran Boydell是苏格兰爱丁堡Heriot Watt大学可持续发展客座讲师。