生活建筑如何重新定义绿色建筑

Ellie Gabel探讨了生活建筑如何融合仿生学、亲生物设计和智能材料来创建适应性强、低影响的建筑,以实现弹性和可持续性。

工业、建筑和能源领域的引领者正在创新过去标准的可持续解决方案。能源效率和低废物设置对生态友好型建筑至关重要,但当融入仿生学和其他先进技术时,它们变得更具弹性和适应性。

这些策略创造了有生命的建筑,将生物系统与建筑环境融合在一起。为了实现这一愿景,建设者们还需要走多远?

超越仿生学,定义生命建筑

仿生学从生物体中汲取灵感,例如热量调节或水过滤,并将其转化为实际的建筑应用。

生命建筑是一种融合亲生物设计、仿生学和绿色建筑策略的建筑技术。它通过促进循环利用,将资源消耗降至接近零。

将两者融合,创造出一种具有自我修复、资源节约和灵活性的结构。其目标是增强对气候变化压力源的抵御能力,同时改善地球上温室气体排放最多的行业之一的生命周期评估。

世界各地的学术机构正在探索这些可能性。康奈尔大学的学生正在研究建筑物是否能够出于多种原因像生物体一样运作。他们的研究成果将惠及从建筑到医学等各个领域。

驱动生活建筑的核心技术

生活建筑拥有许多相同的要素,因为它们排放低、具有迁移功能,并且能够承受气候压力。

  • 合成生物学:这些技术利用生物体进行二氧化碳去除和计算工具构建等应用。
  • 用于响应式环境的传感器和人工智能:它们可以增强其他生活建筑技术,使其能够基于实时数据对刺激做出反应。
  • 可再生能源:来自有机材料的生物质能可以不断生长,为建筑提供无限动力。
  • 工程生活材料:这些材料包括生物混凝土和菌丝体保温材料,它们具有自修复特性和环境适应性。
  • 亲生物设计:室内使用植物来提供最佳的室内舒适度,包括更清洁的空气和更好的温度调节。
富有想象力的解决方案至关重要,但它们必须与现有技术(例如照明设备和暖通空调系统)无缝协作。一切都必须相互支持,以延长使用寿命并节省资源。

例如,用植物装饰房屋可以节省暖通空调系统(HVAC)的能源,因为它们无需再承受如此巨大的负荷。维护成本和负担也更低,包括泄漏,这会导致20%的空调空气流失。

先锋项目和原型

创新者已经为“生命建筑”开创了先例。欧盟的“生命建筑”项目就是其中最引人注目的项目之一。

这是一个用于住宅的生物反应器墙,可以收集阳光、废水和空气。然后,这面墙将这些资源转化为房屋使用。每面墙都包含一个微生物燃料电池,利用这些原料的代谢特性为建筑提供能源。

美国宇航局(NASA)也在开发基于真菌的“菌类建筑”,最终可能在其他星球上建造房屋地基。

该机构相信,有朝一日,他们能够利用这种高度可再生、可生物降解、隔热和阻燃的材料建造房屋。这一愿景是生物基材料发展的自然延伸。

城市藻类也是一种强大的物质。一些新一代城市地区将它们用于窗板,以开发生物质能。另一些地区则将它们用于外墙和生物反应表面,以封存更多碳并控制热量。

绿色建筑是过去几年建筑业最显著的趋势之一。这些案例表明,早期承担风险如何为坚定的行业领导者带来益处。

早期的成功对于积聚势头并帮助建筑行业到2050年实现净零排放至关重要。

可持续性和韧性的优势

生活建筑应该成为建筑业的新标准。其对环境的影响不言而喻。这些设计提倡循环利用,尽可能少地使用原生材料,包括水和电。

它们先进的碳封存能力,加上有机物的普遍存在,也将使基础设施的碳足迹和生命周期评估达到最低水平。

这些建筑还将更能抵御气候变化的压力,例如极端气温和恶劣天气。城市中的生态建筑将对抗城市热岛效应,降低干旱的不利影响。

它们还将管理水资源控制,防止暴雨地区发生洪水,过滤水流并减缓水流。多余的水将滴入地下水库,促进进一步的循环利用。

政策、标准和走向主流的途径

监管和安全挑战阻碍了生态建筑的广泛采用。全球范围内,围绕生态建筑的政策并不一致。

它们存在监管漏洞,因为在生态建筑普及之前,负责消防安全、建筑规范甚至网络安全的机构都需要巩固预期。

这些设计混合了易燃、易腐烂和易被黑客入侵的物体——自然与技术的融合。标准必须是全面的,才能实现主流应用。

一些机构正在尝试制定认证标准。其中,由国际未来生活研究所牵头的“生活建筑挑战”项目最为突出。然而,它并非强制性的。

政策制定者和相关行业必须继续倡导监管发展。这项工作需要建筑、农业、生物技术和城市规划领域的企业进行跨部门创新。

拓展生命世界

偏远的森林、深海和山顶只是少数几个生物繁衍生息、支撑生态系统的地方。在这些地区,它们不受人类干扰,欣欣向荣。

生活建筑的变革潜力是可持续设计最有前景的前景之一。利益相关者必须对这些理念进行实验,以测试其大规模可行性,并鼓励政策标准化,以大幅减少建筑环境的不利影响。