Skip to main content

新西兰一家建筑事务所怎样整合气候、文化和数据?

新西兰但尼丁市的He Toki Kai Te Rika奥塔哥理工学院职业培训中心项目(大型木材和混凝土混合建筑)效果图。Warren and Mahoney供图。
  • 新西兰80%的电力来自可再生能源,但由于偏远的地理位置,新西兰的许多材料需要长途运输。
  • 为了到2030年实现气候承诺和净零目标,Warren and Mahoney建筑事务所采用了被动式设计、大量木材和其他具有气候意识的举措。
  • Warren and Mahoney还借鉴土著毛利人的知识以改善可持续性成果,并通过讲故事和正式表达的形式将人们与地方联系起来。

新西兰Warren and Mahoney建筑事务所正在使用数字设计工具来实现雄心勃勃的可持续发展目标:通过比同类传统建筑减少40%的隐含碳,到2030年使其所有项目实现净零排放。

但是,要实现净零排放,仅仅依靠技术选择和数字模型还不够。“我们必须向更适应气候并与气候保持良好关系的人学习,并利用技术创建以数据为依据的气候响应型建筑,”Warren and Mahoney可持续发展负责人Fiona Short表示。“(这意味着)使用高科技测量和建模,并深入了解当地气候和材料,把它们结合在一起。最好的设计是当地特有的设计。你一开始就应该使零碳建筑设计在本质上表现出当地的特征,我喜欢把这称为零碳方言。”

前现代文化和土著文化是没有使用碳排放密集型能源进行施工建造的,并且它们都是全球生态本土方言的设计大师。他们的后代和建筑遗产仍然掌握着或蕴藏着这些知识,而采用类似的技术和生态世界观的元素有利于减少气候变化日益严重的影响。鉴于发展中国家领导人在埃及举行的COP27联合国气候大会上指出发达国家对制造碳排放负有责任,使贫穷国家损失了数以亿计的美元,成千上万人失去生命,因此这一观念和方法具有了新的意义。

新西兰的毛利人把生命视为生态系统有意识的一部分。Warren and Mahoney正在学习寻找关于可持续性、表达形式和生态平衡的本土知识,以改善环境现状,并通过讲故事和正式表达的形式将人们与地方联系起来。Short对她参与的所有项目都提了两个关键的问题:“这个项目有怎样的碳故事?”“这里的人和这里有怎样的故事?”

一个项目的“碳故事”是指所有的碳排放:由所有组件和材料在制造、运输和安装过程中的隐含碳引起的排放,以及项目能源消耗产生的,被称为运营碳的排放。

为了估算隐含碳,Warren and Mahoney正使用欧特克Revit软件创建数字孪生,然后使用One Click LCA对其进行测量,这使团队能够揭示替代设计以及建筑元素(屋顶、外墙和门窗等)导致全球变暖的潜在因素。这些数据讲述了每栋建筑的设计及材料所特有的碳故事。

Domain Collection项目中的Carlton Gore Road住宅区重新利用了现有的混凝土结构。LCO Domain Ltd.供图。

新西兰奥克兰的The Domain Collection豪华公寓项目表明,重新使用混凝土结构将避免排放大约1,400吨碳。理解这一点意味着设计团队可以讨论其设计决策的影响。他们决定重新使用这一结构,这相当于减少了从洛杉矶开车到纽约2,000次所产生的碳排放量,并节省了成本。

“我们发现,这些见解真是不可思议,因为它们突然揭示了许多脱碳的机会,”Short说道。“通过在设计过程中采用高科技,我们现在可以在恰当的时间做出基于数据的设计决策,这将引导我们进行更有气候意识的设计,并实现我们的净零碳目标。”

新西兰位于地球南部,地理位置使该国的隐含能源成本和运营能源成本结构比较独特。例如,全国80%的电力来自可再生资源,因此,与美国相比,建筑物运作产生的碳排放量只是一小部分。但由于新西兰远离大多数建筑构件生产地,因此材料通常需要长途运输,导致运输过程中的碳排放量更高。此外,在新西兰开采和冶炼用于生产(来自铁砂而不是铁矿石的)钢材的铁矿需要消耗更多的能源,因此提炼过程会产生更多的碳排放。

初具规模的He Toki Kai Te Rika奥塔哥理工学院职业培训中心。Warren and Mahoney供图。

为了降低其设计的碳排放,Warren and Mahoney更加倾向于使用大型木。目前,Short正在负责新西兰但尼丁市的一个大型木和混凝土混合建筑项目——He Toki Kai Te Rika(意即“手中的工具”)奥塔哥理工学院职业培训中心。地下室采用了混凝土,以上每一层的所有材料都由交叉层压木材(CLT)和层压单板木材(LVL)构成。大型木结构储存了630吨封存碳——相当于1万棵种植的树苗生长10年。

Warren and Mahoney使用的另一种可持续建筑策略是被动式设计,这意味着“用建筑的形式,而不是单纯依赖机械系统,来提高舒适度和能源效率,”Short说。根据气候条件对建筑物进行被动式调整,这意味着在规划任何主动式系统或能源生成策略之前,先考虑建筑设计和各种元素的方向,调节日光照射、自然通风和热质量的部署,以及减少能源消耗的隔热。“最好的设计是借助分析并在高科技理解的基础上得出的被动式设计策略,”她说。

另一方面,采用低技术的被动式设计策略可以使设计师与当地文化和气候更紧密相关的建筑形式保持一致。对于Short来说,这意味着融入毛利人的Kaitiaki(守护人)概念:一种对生态的守护、保护和保持的承诺。

实际上,这意味着与拥有mana whenua地位(对土地的权威)的当地毛利人进行合作,更好地了解和回应当地的自然、文化和神圣的历史。此外还有许多适应气候的传统建造技术的例子,设计师可以从中学习并应用于当代建筑环境。

“我非常喜欢的一个简单例子是,如果你去一个古老的pā遗址——一个传统的毛利人村落,你会看到地上有许多坑,”Short说。“它和根窖差不多,用来在稳定的凉爽温度下储存食物。毛利人利用地面的质量吸收空间的热量,这样就可以通过顶部的一个小结构来保持阴凉和凉爽。这种被动式设计利用通风和质量使蔬菜保持适宜的温度,但也可以作为一种设计策略为人们保持舒适的环境。”

与毛利人mana whenua的代表一起设计的新西兰Heke Hua档案馆大楼效果图。Warren and Mahoney供图。

地点、文化和历史也会影响设计方案的选择。还有一个项目是位于惠灵顿的新西兰Heke Hua档案馆大楼,该项目将于2026年完工。表达形式是由毛利人mana whenua的代表、Tihei设计所、Warren and Mahoney和DIA共同设计的,展示了毛利人的世界观。档案馆将存储700多万份历史记录和国宝(毛利人称为taonga)。

档案馆将坐落在Pipitea Pā的历史遗址上,该遗址可追溯到惠灵顿港湾成为欧洲殖民地之前,因此Warren and Mahoney在建筑设计中特意讲述了原住民的故事。“这座建筑的参与过程非常成功,有很多关于遗址的故事,以及它所拥有的宝藏,这些都体现在外墙的设计中。我们与艺术家合作,通过外墙的图案和形式来讲述这些故事,”Short说道。“当你看着这座建筑时,你可以开始理解其中的故事,它为什么在那里,它包含着什么,它对人们意味着什么。”

鉴于建筑物中藏品的特性,热和湿度的环境性能至关重要。大楼结合了经过精密调整的建筑构造和先进的主动式系统,以确保藏品得到世世代代长久的保护。Heke Hua档案馆与食物储藏坑一样,利用暴露的热质量来维持稳定的环境并减少机械空调的使用。

随着Short女士和Warren and Mahoney建筑事务所更广泛地研究原住民的建造方式,有一点越来越明显:一座建筑的碳排放故事以及人们和这个地方的故事,实际上就像同一枚硬币的两个表面。“当我们根据气候进行设计的时候,我们自然会得到低碳建筑,”Short说。“地方的故事可以理想地激发建筑的整个概念,人们如何使用它,并与它产生联系。”