未来40年气候变化对英国建筑的影响以及应对策略之气象论文

　　摘要：论文主要回顾了2009年英国气候影响计划对于未来气候关于建筑和建设的工程项目，讨论了气候变化时如何影响英国建筑的，并对现存来自立法机构，建筑队，承建商，保险商针对气候变化所采取的策略进行研究并提出建议。然而，由于未来气候变化的不确定性，统一协调地应对气候变化不是一件容易的事情。因此，最核心的建议就是建立一个评估单个建筑可应对气候变化等级的系统以便在未来气候变化中随时检测并进行修护提升。
　　关键词：建筑，气候变化，应对策略
　　全球大气和海洋温度增加，冰雪融化，平均海平面升高，都在告诉我们，整个气候系统变暖是毋庸置疑的（IPCC2007）。IPCC07也说明了导致气候变暖的主要原因是来自化石燃料的燃烧所带来的温室气体的排放，尽管已有很多针对气候变暖所采取的节能减排策略和相关的可持续发展战略，但在未来几十年全球的温室气体排放还会持续增加。所以这里有必要考虑一下针对这些变化我们应该采取的适应措施。
　　英国位于中欧大陆气候和大西洋海洋气候之间，深受墨西哥湾流的影响，气温、降水、风征、云量、湿度以及海平面的变化都很复杂多变。而这些因素又会影响到英国环境和社会的各个方面，包括建筑结构和建筑的室内环境。这些对建筑的影响的考虑是十分有必要的，尤其是寿命长的建筑，沿海或者在冲积平原、河滩的建筑，建筑设计、施工和评估过程等都是必须要考虑的（SandersandPhillipson2003）。
　　论文总结了UKCP09中对于建筑比较重要的气候变化特征，讨论了这些变化对于英国建筑的影响，然后研究了可能被采用的缓和或者适应这些变化的策略，特别推荐了建立建筑评估系统。
　　气候变化预景
　　最新的官方未来气候预景来自于英国气候影响计划UKCIP09，是基于IPCC2007最近的第四次评估工作小组的研究（Jenkinsetal.2008）。根据UKCIP09的三个温室气体排放预景，气候变化也不一样。这三种气体排放排放前景分为高（SRESA1FI）、中（SRESA1B）、低（SRESB1）三档，这三种前景的概率分别是10、50、90%，基于一条1961-1990的基准线。本文主要运用中档水平的排放预景进行讨论。相比UKCIP02的50km2的分辨率，UKCIP09的分辨率是25km2，并且在降水方面的研究更加细致。
　　以下就是对建筑方面主要的影响（(Jenkinsetal.2009）：
　　气温。到2080年代，英国全国冬季的平均气温会升高1.8-3.1oC，夏季的平均气温会升高2.5-4.2oC。在高强度的温室气体排放预景中，平均日气温在夏季的变化甚至可以达到11.7oC，这就意味着夏季高温和热浪会更加频繁，而冬天的冰霜和寒冷会越来越少。
　　降水。到2080年英国的平均年降水量的变化会在-3到+2%之间，作为全国范围来看好像变化不大，但四季有别，在夏天主要减少（-40～+1%），在冬天增加(-2～+33%），这就是说冬天会越来越湿润，而夏天会越来越干燥。极端的冬季降水会在英格兰南部越来越频繁。
　　风速。UKCIP09仍然没有关于风速的数据，所以很难估计各个地区的风速变化。但是，根据现有的气候变化来看，在未来会有更多的极端天气。
　　总云量和大气湿度。云量的整个趋势直到2080年都不会有太大变化，但大气的相对湿度在冬天会增加夏天会降低。一般来说，云总量只会在冬天有一点变化（–9～+6%）。在英格兰南部的部分地区，云量会降低–18%（–33～–2%），而越往北减少量越少。
　　太阳辐射。太阳辐射（这里主要是指向下的短波辐射）在冬天变化较少，在夏天全国都会增加至+16Wm-2，特别是在南方和威尔士。
　　土壤水分。由于不同模型关于土壤水分变量的定义不一致，在UKCIP09中没有关于土壤水分的项目。但UKCIP推荐了MetOfficeRCM的模型，在UKCIP02中，预测项目认为平均的土壤水分会降低20到40%。
　　海平面和风暴潮。海平面正在增加，但增加的速度却无法确定。全英国绝对海平面增高在1990-2095年之间是12～76cm，这个涨幅略大于全球平均增加速度。而浪高在2100年会增加至少9cm（不包括平均海平面的增加）。
　　气候变化对建筑的影响以及适当的解决方法
　　本节讨论了气候变化对建筑直接和间接的影响，归纳了来自建筑商，政府和保险业现有的以及设想的适应这些变化的策略（Garvin1995;SandersandPhillipson2003）。
　　建设过程中。在建设过程中气候变化对其影响很多，从工地安全到施工过程。潮湿和大风的环境会导致更多工地安全事故，而高温又会使得工人很不舒服，特别是在夏季。有必要考虑适应灰尘和强风的影响，加强设备的固定和对工人的保护，同时，由于工地淹水或者极端天气，也需要适当延长施工时间。
　　增加的降水和频繁的风暴会使材料潮湿松动，给建筑带来安全风险。同时，太阳辐射会降解一些塑料物质。考虑到这些，更佳的储藏地点和即时的材料运输是值得推崇的。
　　对于材料的使用，一方面高温会加速水泥等的凝固，减少工作的时间，另外一方面，材料强度会因为凝固不充分而降低。因此，需要找到方法确保固化充分，比如可控的渗透模板。
　　地面温度的增加提高了污染物扩散的速率以及在地层中的生化过程，因此会在建筑物的地层积聚更多的污染物质。所以需要有政策来控制这些污染物质，特别在垃圾填埋场附近。
　　建筑物内部。平均风速的增加、风暴频率的增加、地层的活动等外部力量都会对一个建筑造成严重的影响。同时，气温升高、湿度加大、风速提高、降水增多、雾气覆盖以及污染反应都会造成金属腐蚀、木材腐化和建筑的稳定性降低。当这些损害达到一定程度时，就会引起建筑裂纹。因此，裂痕修复技术和材料耐受力要求提高，建设方法需要满足复杂多变的环境，自然地，现存的指导原则需要修订。另外，短波太阳辐射的增加会对建筑表面的防护层造成破坏，加速房屋老化，这就意味着修复活动需要更加频繁地进行，防水处理等措施需要施用于更多的建筑。
　　在沿海或者冲积平原地带，更多的降水和海平面的提高会引发更多的洪水。在这些地区，急需新的房屋设计来适应这些变化。大量降水和洪水会破坏墙体以及建筑的防水层，导致房屋渗水，排水系统超负荷。未来的建筑设计业需要考虑增加排水负荷来抵挡暴风雨天气。内部环境和能源利用。全球变暖使得冬季更加舒适而夏季过热。因此，冬天取暖的能源消耗会减少，但夏季空调的使用又使得能源消耗增加。整体的能源消耗是增加还是减少，取决于建筑本身的性质、周围环境以及使用方式，不能一概而论（Matsuura1995）。
　　而空调的频繁使用，湿度加大以及内部环境暖化，会引起更多霉菌的滋长，内部污染物质增多，菌类感染概率增大。当然，风速的增加也会增加室内空气的流通。
　　建筑周围的生物。伴随着全球变暖，春天会更早来临，暖冬也会使很多昆虫存活，就会有更多的昆虫侵入建筑内部，像蚊子、蜘蛛和蟑螂。然而英国的很多建筑，不像中国有纱窗，没有措施来阻挡它们。所以有必要找到方法防止它们进入的同时又不阻碍空气的流通。
　　传统建筑和宗教场所。传统建筑，像是城堡、教堂、寺庙一类，很容易遭受气候变化的影响，因为很难改变的建筑结构，难以抵挡酸雨等脆弱的建筑石材。这些建筑很多都经历了几个世纪，却需要经历更久的考验。因此，需要更多的保护措施来确保它们最初的形态，不能丧失它们的艺术价值（SandersandPhillipson2003）等。
　　建筑保险业。有很多的不确定的变量决定着气候变化，我们不能清晰地得知未来气候会变得如何。这对建筑保险业来说是个很头疼的问题。如果损失大于预期则未来财政会坍塌；如果损失小于预期又会减少收入。结果如何取决于气候变化信息更新地是否及时到位。
　　联合所有相关的设计者，建筑商，和保险业，交流互换信息，力求精准，才是克服未来气候影响最好的方法。
　　解决方法和建议
　　本文粗略地讨论了全国范围内的气候变化对建筑的影响，而实际上在每个地区，气候的每个变化因子对建筑的影响又都是不一样的，所以当具体到每个地区时，要针对当地来考虑应对措施。同时，尽管本文主要针对的是未来40年的气候变化，但建筑的寿命会持续至少几十年，所以2099年也在考虑范围内。简而言之，不仅仅现有的建筑需要考虑，在建设中的以及需要建设的建筑都需要考虑（PretloveandOreszczyn1998）。
　　首先，相关的法条政策需要重新修订。随着气候变化，很多政策所依据的气候因子已经发生了变化，或者未来将发生变化，并且，有些政策涵盖的范围过大，对于某些地区并不适合。
　　其次，建立一个类似SEA和EIA的评估系统。由于气候变化的每个方面的研究都需要所有相关部门的专家参与其中才会全面，建立一个这样的评估系统可以将来自政府部门，当地机构、住房互助协会、顾问机构、金融机构的专家，建筑学专家和设计者的联合起来。具体就是，像SEA一样对整个建筑进行一个长期的合理的规划，而具体到实施阶段，就需要类似于EIA那样进行细节的评估和计划。这样针对气候对建筑的影响，就能有很好的适应措施。
　　第三，需要加速科学技术的发展，不仅仅是气候变化缓和策略，还有气候变化适应策略。例如，用太阳能板的零排放房屋，和更加耐用的建筑材料。
　　在所有的建议中最为主动的就是对气候变化预期的改进，让每个部分的分工都很明确，加强对大众的教育。当大众去争取高质量的住房时，设计者和建筑商就会建设更好的建筑，相关的部门和单位也就会更加注重气候变化对气候的影响，逐渐形成良性的循环。
　　论文结论
　　本文气象论文根据UKCIP09对气候变化的预测研究气候变化对英国建筑的影响，并提出了相对的适应措施建议。
　　尽管已经有不少文献针对气候变化对建筑的影响进行的研究，但是由于当前科学技术的有限，不能对未来气候变化进行很精准的预测，所以没有具体的应对措施。因此，本文气象论文推荐首先确立一个系统来评估建筑的相关性能，来判断建筑是否需要修复或者重建；同时，本文也极力呼吁大家保护建筑意识的提高。
　　参考文献：
　　GarvinSL,PhillipsonMC,SandersCH,HaylesCS,andDowGT.(1995).ImpactsofClimateChangeonBuilding.ConstructionResearchCommunicationLtd.
　　IPCC.(2007)ClimateChange2007:ThePhysicalScienceBasis.ContributionofWorkingGroupItotheFourthAssessmentReportoftheIntergovernmentalPanelonClimateChange.CambridgeUniversityPress,Cambridge,UnitedKingdomandNewYork,NY,USA,996pp.
　　JenkinsGJ,PerryMC,andPriorMJ.(2008)TheclimateoftheUKandrecenttrends.MetOfficeHadleyCentre,Exeter,UK.
　　SandersCHandPhillipsonMC.(2003).UKAdaptionStrategyandTechnicalMeasures:theImpactsofClimateChangeonBuildings.BuildingResearch&Information.31(3-4):210-221.
　　

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