建筑工人与下一级建筑技术对抗极端天气
平均温度:零下11度。典型风速:140公里每小时。没有路进出。活跃的永久冻土层要么冻结成固体，要么融化成3英尺深的泥浆，北极熊——地球上最大的陆地捕食者——漫步在冻土带上。它位于加拿大巴芬岛的努勒维特伊克鲁伊特，而对于总部位于埃德蒙顿的斯坦特克来说，它只是另一个建造最先进国际机场的地方。
据Stantec的首席建筑师Noel Best说，历史频道最近正在现场拍摄一个关于“不可能的工程项目”的节目。他说:“在8月至9月海湾无冰的情况下，只有三艘海上运输船运来了材料，你不能直接在永久冻土上建造，否则你的项目会在短暂的夏季解冻期间下沉。”
为了完成Iqaluit不可能完成的建筑，Stantec采用了新旧技术的结合来模拟建筑性能，缓解极端气候的影响，优化基础和建筑围护结构，这些都直接与无情的自然环境相联系。
Stantec并不是建筑行业中唯一一个在极端天气条件下建造更多弹性建筑和完成大型复杂项目的公司。本周在摩洛哥举行的COP22气候峰会上，各国代表齐聚一堂，商讨进一步解决气候变化问题的方案。与此同时，AEC公司已经站在了应对气候变化的前沿，他们正在利用建筑技术来减少日益频繁的极端天气事件的影响。
总部位于md的德国城地球网络公司为企业客户提供全球天气预报服务，以实现业务战略和业务连续性。他说:“例如，在东北部和大西洋中部，由于被归类为非常严重的天气事件，降雨量增加了74%。其他地方的数字和统计数字同样显示，气候正在发生一些戏剧性的变化。”
虽然Hoekzema承认COP22会议和其他有关减缓气候变化的对话的价值，但他强调了建筑和工程部门在保护人民和财产免受极端天气事件影响方面的关键作用。他说:“目前还不清楚人类能在多大程度上减缓气候变化，我们需要为海平面上升等问题做好准备，同时也要设法阻止它们。”
Arx Pax联合创始人兼首席执行官格雷格·亨德森(Greg Henderson)专注于这项任务，他将公司悬浮板引擎技术的盈利转化为建筑系统技术，通过后张混凝土浮桥网络上的超级结构来开发泛洪平原房地产。
事实上，Arx Pax安全建筑系统不仅仅是预测洪水情况，它的目标是通过运河、箱形暗渠或围护地基来先发制人地引入这些情况，以最大限度地提高地基的隔离性，并创建对极端洪水和地震事件都有抵抗和弹性的项目。
亨德森说，集装箱大小的预制浮桥为施工提供了广阔、稳定的基础，为开发商提供了一个基础，可以承受巨大的负荷，同时允许显著的水平位移。在谈到建筑限制时，亨德森将“海洋”号游轮的魅力比作一处236英尺高、16层、多功能、高密度的房地产开发项目，重达10万吨，占地4.5英亩，漂浮在30英尺深的水面上。
相比之下,安全基础系统设计浮动住宅、机构和商业项目在3英尺的水,注意从原子能委员会的球员包括道格·罗伯逊,代达罗斯结构工程公司的总裁,他说设计师和建设者在地震活跃,容易发生洪涝和沿海地区需要注意的技术作为基础替代,以确保长期可持续性。”
基础和建筑围护结构技术和系统在面临极端建筑环境或为极端气候事件弹性而设计的项目中占重要地位。在Iqaluit机场，Stantec负责使用超过20%的窗户来最大化北极圈内微弱的自然光。
“让日光深入建筑内部是关键的设计驱动力之一，”贝斯特说。“我们对日光数据进行了大量的计算机建模，以达到客户要求的窗口数量。”
尽管玻璃的优势，Stantec在项目中面临的热问题涉及到建筑散热而不是保温。32,808平方英尺的建筑直接坐落在平地上，热虹吸管被要求防止建筑的热量融化永久冻土，并将整个项目沉入地下。在一层隔热层下面，5英里长的管道里充满了二氧化碳，收集热量并将其传输到地面上6英尺高的垂直散热器中，在那里热量冷凝成液体。
即使是在正常环境下的建筑项目，最终也可能需要进行改造，以适应极端气候对建筑围护结构的影响。加拿大多伦多结构工程公司Entuitive弹性组负责人马修•史密斯(Matthew Smith)表示:“我们已经看到了大量的覆层改造，预计将使用更多的系统，比如THERM，以及无人机成像技术，用于围护结构的热建模。”“考虑到更高的温度，更频繁的雨雪天气，所有这些玻璃幕墙的性能是令人怀疑的，能够模拟这种性能将是巨大的。”
工程和科学咨询公司RDWI总部设在安大略省的盖尔夫，在美国设有学习实验室、加拿大、欧洲和亚洲的公司如Entutive和Stantec利用水箱和风洞试验床模型极端风条件优化横向建立负载或-建立机场项目的最小化积雪漂移和相邻的屋顶上。
沉浸一个机场的规模模型到水箱和引进沙子和电流,Stantec团队能够确定需要添加屋顶上的雪独家新闻,迫使风漩涡,把雪飘几米离开——而不是冲洗对机场的背风外观。贝斯特说:“这是一种非常简单的技术，但是非常图形化和可视化。
Smith说，当代设计美学，尤其是对于城市高层住宅的设计美学，正迫使工程团队更密切地关注横向荷载，以预测地震活动和与极端天气相关的大风。在许多情况下，通过将测试数据输入ETABS并执行3D建模软件，大规模模型的风洞测试使团队能够从规定性的设计模型转向基于性能的设计模型。
“在多伦多、纽约和伦敦的许多高层建筑工程都是由风力驱动的，比如带有小基座的超高超薄塔，”史密斯说。“所以我们必须在运动的情况下模拟表现。”
虽然大部分的技术被应用到极端气候建设旨在优化建筑性能,承包商和工程师也依赖于系统和设备只是为了保持项目朝着不利环境的地方有密切关系的罗谢尔,IL,迈阿密,FL-based统治建筑商不得不挖掘到4英尺的雪和冻土继续建设一个177000平方英尺的水培温室。
“建造在10月份开始，但是当设计完成的时候，我们在1月份温度达到了零下30度，”自治领运营总监马克·芬奇说。“我们使用了一个覆盖着毯子的乙二醇加热器网络，一次融化了4.5万平方英尺的土地，然后用反铲挖掘。”
Stantec非常依赖Autodesk BIM 360来优化Iqaluit机场的项目团队后勤，并保持一致和可靠的物资流动，考虑到项目的地理隔离，这一点非常关键。“如果你缺了一段管道，你就不能去当地的五金店，”他说。“通过BIM对电气和机械的规划和协调，使我们能够提前密切协调，这样接触器就可以进行详细的起飞，避免材料飞到现场造成成本超支。”
连续性也成为了可持续和有弹性的设计和建设的主要动力，特别是在超级风暴桑迪的破坏使东海岸的大公司要么停业，要么长时间关闭之后。根据美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration)的数据，2012年的这场风暴给美国造成了714亿美元的损失。
”的一件事情出来的桑迪破坏东北是一个越来越关注企业的极端天气预报和考虑添加到业务连续性计划,“Hoekzema说,他补充说,建设团队也越来越展望”现在把“实时天气信息,尤其是当它与照明概率在高层工作地点。
根据史密斯的说法，建筑设计中的弹性对话已经从决定一个建筑是否能够承受像桑迪这样的事件转移到建筑——尤其是医院和基本服务建筑，以及办公和商业建筑——恢复和运行的速度有多快。史密斯表示:“因此，我们在设计时考虑到了这一点，以帮助资产所有者降低租户破产的风险。”