哪些設計創新正在塑造未來的彈性建築？

2024-05-16 18:00:55 編輯： robot

導讀對彈性建築的需求越來越大，尤其是在世界上更多地區遭受氣候變化加劇的災害的情況下。然而，許多專業人士專注於彈性建築設計，從而產生了許多令人着迷的創新和趨勢。在接下來的幾個月和幾年裏你應該關注哪些？...

對彈性建築的需求越來越大，尤其是在世界上更多地區遭受氣候變化加劇的災害的情況下。然而，許多專業人士專注於彈性建築設計，從而產生了許多令人着迷的創新和趨勢。在接下來的幾個月和幾年裏你應該關注哪些？

基於生活材料的彈性建築設計

一些設計專業人士已經探索了結合生活材料和工程材料的可行解決方案。這項工作可以產生耐用的產品，非常適合建築行業和其他苛刻的需求。

蒙大拿州立大學的一名研究人員正專注於研究骨骼，她希望最終能將其整合到建築材料中。她指出，它們提供終身的機械功能，通常不會出現故障。它們還具有優異的承重性能。

其中一個挑战是，設計師必須弄清楚如何讓用於彈性建築的骨細胞保持活力。此外，到目前爲止，大多數以結合生活材料和工程材料爲中心的工作所涉及的成果承載能力相對較低。

密歇根州立大學在彈性建築設計方面也取得了進展。在那裏，一個團隊最近獲得了200萬美元的聯邦撥款，用於進一步研究能夠自我修復和捕獲碳的生物材料。雖然前者最適用於彈性建築，但碳封存潛力也很吸引人。

更具體地說，這項工作涉及开發包含和支持微生物的3D打印材料，使它們能夠修復建築物並從大氣中吸收碳。該團隊將探索將可持續生物質(包括農業廢棄物)納入3D打印材料。這些材料中的木質素和纖維素可以通過改善結構完整性來支持彈性建築設計。接下來，研究小組將尋找可以添加到印刷油墨中的微小真菌和細菌。

人們對氣候適應性建築和社區的興趣日益濃厚

許多科學家警告人們，由於氣候變化，預計會出現更多極端天氣。彈性建築設計的一些趨勢反映了這些信息。在一個示例中，一個研究團隊創建了一種自適應屋頂瓦，可以響應室外溫度，並根據當前需求开始加熱或冷卻建築物。這仍然是一個概念驗證設備，但一旦溫度達到約 65 華氏度，屋頂瓦片就會暴露出吸收陽光的表面，從而最大限度地減少輻射散熱。

在另一個例子中，研究人員創造了一種變色塗層，一旦塗層表面達到 86 華氏度，它就能反射高達 93% 的太陽輻射。測試表明，該塗層在春季和秋季表現得非常好，可以應對單日內的大範圍溫度波動。

在其他地方，康考迪亞大學的一位研究人員將注意力轉向了氣候適應力強的社區。她優先考慮幫助當地社區應對集體經歷的問題。一種方法是投資可再生能源。太陽能電池板提高了擁有太陽能電池板的建築物的可持續性和節省成本的潛力。

然而，這位研究人員也對通過深思熟慮的設計提高能源彈性感興趣。她最近的研究論文中探討的一種可能性是敦促市政當局設計防災建築。她希望這些結構能夠成爲具有改進功能的自給自足的能源生產商。例如，重新設計的建築物理想地成爲臨時避難所，可以安全地容納更多人，同時促進高空氣質量並提供衛生的烹飪空間。

該研究還擴展到社區設計，例如改善緊急車輛的通道、創建更好的疏散路线以及爲可再生能源設備預留空間。當人們探索彈性建築如何適應變暖的未來時，這項工作和其他類似的努力無疑將很有用。

設計團隊希望打造有彈性、防火的建築

在建築物中使用被動防火裝置來保護結構及其內容物已經很普遍。然而，一些設計師認爲他們必須將努力提升到一個新的水平。野火在許多地區變得越來越普遍，促使人們研究能夠抵御火災的彈性建築設計方案。

一種可能性來自一家在加利福尼亞州設計防火房屋的 3D 打印公司。混凝土和工業 3D 打印機是建造這些三臥室、兩浴室住宅的主要工具。該公司相關人士表示，這種方法可以加快房屋建造速度，並爲節能和資源節約型住宅提供機會。

即使人們採取了適當的預防措施，事故和危險在建築行業也很普遍。例如，設備有兩種主要的防護類別，用於防止跌倒或盡量減少其影響。然而，即使人們從中受益，他們仍然可能從高處掉落物體，傷害地面上的人員。許多倡導者認爲，3D 打印將顯著減少與建築相關的事故，因爲這種方法從根本上改變了房屋和其他建築物的建造方式，使工作能夠以更少的風險進行。

另一個防火結構的例子來自一家建築公司，該公司爲戶外探險家設計了一個建築。露營者的事故會導致一些野火，但如果露營旅行的人們沒有及時得知緊急情況並且沒有時間安全疏散，這些火災也可能造成危險。在這種情況下，防火結構可以挽救生命。該建築的外牆由 16 號耐候鋼和混凝土制成，形成耐火框架。

模型爲彈性建築設計原則提供依據

當人們調查自然災害後的損失時，並不總是容易區分哪些特徵導致了有彈性的建築，哪些特徵導致了建築很快就被破壞了。然而，這種情況开始發生變化，因爲研究人員正在依賴先進的建模技術來改善彈性建築設計原則。

一個模型在預測野火路徑內哪些房屋會被燒毀方面的准確率達到 86%。在探索哪些方面可以最好地保護房屋免受火災影響時，該團隊將減輕野火損害比作 COVID-19 大流行期間部署的許多策略。例如，清理建築物周圍的防御空間類似於社交距離，而針對野火的結構加固就像疫苗接種。

在其他地方，薩裏大學的結構工程專業人士开發了一個模型，以確定世界上的摩天大樓在遭受外部創傷時的安全程度。他們的結果表明，強有力的設計和工程原理可以防止這些高層建築發生漸進式倒塌事件。

研究人員表示，他們的模型可以通過顯示建築物側面或角柱突然拆除的影響（例如在火災、車輛撞擊或爆炸期間可能發生的情況），在概念和設計階段爲人們提供信息。

沒有人能夠准確地預測未來。然而，此類模型減少了疑慮，這些疑慮可能會減慢設計項目的速度，或導致相關人員對最佳前進方向缺乏總體一致。

彈性建築將塑造未來

設計和建造能夠承受氣候變化、自然災害等的建築需要協作和开放的態度。然而，這些例子突顯了現代工程師、設計師和其他專業人士正在考慮的巨大潛力和令人興奮的可能性。