Tujuh prinsip untuk merancang gedung pencakar langit rendah karbon

Terlepas dari meningkatnya kekhawatiran tentang emisi karbon yang terkait dengan konstruksi dan operasinya, gedung pencakar langit terus bermunculan di seluruh dunia. Di sini, Philip Oldfield menetapkan tujuh cara merancang bangunan tinggi yang lebih ramah lingkungan. Apakah ada yang namanya gedung tinggi rendah karbon? Atau apakah gedung pencakar langit pada dasarnya tidak berkelanjutan, SUV dari lingkungan binaan? Dengan berdiri di atas sekelilingnya, gedung-gedung tinggi terpapar lebih banyak sinar matahari dan angin. Ini bisa, pada prinsipnya, menjadi hal yang baik (pikirkan pemanasan dan ventilasi gratis). Tetapi karena begitu banyak menara yang sepenuhnya dilapisi kaca, dengan sedikit naungan, mereka malah sering mengalami panas berlebih atau kehilangan panas berlebih, sehingga meningkatkan emisi operasi. Gedung-gedung tinggi juga mengalami apa yang oleh arsitek dan insinyur gedung pencakar langit Fazlur Khan disebut sebagai "premium untuk ketinggian". Saat kita membangun lebih tinggi, menara menghadapi gaya lateral yang semakin tinggi dari angin dan beban seismik. Untuk menahannya, bangunan tinggi menggunakan lebih banyak bahan struktural – biasanya beton dan baja intensif karbon. Hasilnya adalah bangunan yang lebih tinggi memiliki kandungan karbon yang lebih tinggi daripada blok bertingkat menengah dan rendah.

Sepanjang siklus hidupnya, bangunan tinggi biasanya menghasilkan lebih banyak emisi

Secara keseluruhan, bukti menunjukkan bahwa sepanjang siklus hidupnya, bangunan tinggi biasanya menghasilkan lebih banyak emisi daripada bangunan menengah. Jadi, haruskah kita berhenti membangunnya? Tantangan besar yang kita hadapi selama beberapa dekade ke depan adalah menampung miliaran orang dengan nyaman dan aman sambil mengurangi emisi secara radikal; 1,6 miliar orang saat ini tinggal di perumahan yang tidak memadai, menurut PBB. Mid-rise dapat, dan harus, memberikan dasar untuk sebagian besar dari ini. Tapi naif untuk berpikir ada solusi satu ukuran untuk semua untuk setiap kota, dan setiap situs. Saat tanah langka, bangunan tinggi dapat memberikan kepadatan yang lebih besar, menempatkan lebih banyak orang di dekat angkutan umum rendah karbon, dan infrastruktur sipil kota. Pertanyaannya adalah: bagaimana kita bisa merancang menara yang memiliki emisi karbon jauh lebih sedikit daripada biasanya? Di bawah ini adalah tujuh prinsip yang harus diikuti:

---

Retrofit dulu Mengingat mereka adalah investasi ribuan ton baja dan beton, tampaknya tidak masuk akal untuk menghancurkan gedung tinggi. Kita hanya perlu melihat 270 Park Avenue di Manhattan, dibangun pada tahun 1960, dipasang kembali ke LEED Platinum pada tahun 2012, tetapi kemudian dihancurkan dengan keputusasaan dari para arsitek, sejarawan, dan pencinta lingkungan hanya sembilan tahun kemudian sehingga dapat diganti dengan sedikit bangunan yang lebih tinggi dan berkilau. Pendekatan yang jauh lebih baik adalah memperbaiki, menggunakan kembali, dan menata ulang menara yang ada, daripada meruntuhkan dan membangun kembali. Quay Quarter Tower, oleh 3XN dan BVN, memperbarui blok menara modernis tahun 1976 di Sydney, mempertahankan inti dan sebagian besar pelat lantai yang ada, tetapi sepenuhnya mengubah arsitekturnya – dan meningkatkan luas lantai sebesar 35 persen. Pendekatan ini mengurangi karbon yang terkandung sekitar 8.000 ton dibandingkan dengan bangunan baru.

---

Tolak dinding tirai Dinding gorden berlapis kaca adalah kelongsong gedung pencakar langit mana pun. Monoton secara visual, tetapi juga kriminal lingkungan. Anda tidak perlu menjadi ahli fisika bangunan untuk memahami alasannya. Bahkan triple-glazing berperforma tertinggi dengan celah argon, e-coating, dan semua bel dan peluit tidak akan bekerja secara termal sebaik dinding berinsulasi sederhana. Tentu saja, kita membutuhkan sinar matahari dan pemandangan, jadi kaca sangat penting – tetapi apakah kita benar-benar perlu kaca sampai ke lantai dan menyinari bagian atas kaki kita? Bangunan-bangunan tinggi di masa depan harus mencakup keteduhan dan kekokohan di fasadnya, dengan kaca dibatasi mungkin tidak lebih dari 40 persen dari luas dinding. Kita bisa mengambil inspirasi dari National Commercial Bank di Jeddah. Dirancang oleh Gordon Bunshaft dari SOM (yang ironisnya juga membantu merancang salah satu menara berlapis kaca pertama di dunia, Lever House, di New York), bangunan ini memiliki halaman dalam berlapis kaca tetapi dinding luar dari batu padat sebagai respons terhadap terik matahari gurun.

---

Rangkullah Passivhaus Salah satu manfaat lingkungan dari bangunan tinggi adalah bentuknya yang kompak, artinya mereka memiliki lebih sedikit selubung untuk kehilangan panas dibandingkan dengan bangunan bertingkat rendah. Karakteristik ini cocok untuk Passivhaus – standar kinerja yang mencapai kebutuhan energi pengoperasian yang sangat rendah melalui bentuk yang ringkas, insulasi super, kedap udara, dan pemulihan panas. Passivhaus tertinggi di dunia adalah gedung pencakar langit 1075 Nelson Street setinggi 178 meter yang dirancang oleh Arsitek WKK, yang saat ini sedang dibangun di Kanada. Lebih baik lagi, mengapa tidak menghemat emisi yang terkandung dan operasional dengan memperbaiki menara yang ada ke Passivhaus, seperti yang telah dilakukan Arsitek ERA dengan Menara Ken Soble di Hamilton?

---

Siram panasnya Sisi lain dari bentuk yang ringkas adalah sekali panas yang tidak diinginkan masuk ke gedung tinggi, akan lebih sulit untuk mengeluarkannya lagi. Orang-orang dan peralatan di dalam gedung mengeluarkan panas, dan karena menara kompak dan seringkali besar, mereka dapat menjadi lebih sulit untuk melakukan ventilasi silang. Ada beberapa solusi – merancang bangunan bertingkat tinggi dengan atrium, skygarden, atau dengan permeabilitas dapat menciptakan jalur angin sepoi-sepoi untuk menghilangkan panas yang tidak diinginkan. Di The Met Woha, di Bangkok, balkon yang dalam memberikan keteduhan dari sinar matahari, sementara celah-celah yang menembus angin saluran bangunan dan memungkinkan unit untuk berventilasi silang. Akibatnya, penduduk melaporkan sedikit kebutuhan akan AC, bahkan di iklim tropis yang panas.

---

Bangun dengan kayu Semen, bahan utama beton, bertanggung jawab atas sekitar delapan persen dari semua emisi karbon buatan manusia. Karena gedung-gedung tinggi adalah konsumen beton yang besar, dapatkah kita menggunakan sesuatu yang lain? Melangkah maju kayu. Struktur kayu memiliki manfaat emisi karbon berwujud yang lebih rendah daripada baja dan beton. Mereka juga mampu menyimpan karbon di dalam kayu untuk seumur hidup bangunan. Pusat Sara Kulturhus White Arkitekter 20 lantai dibangun dari kayu laminasi silang (CLT) dan kayu laminasi terpaku (glulam). Kayu di gedung menyimpan karbon dua kali lebih banyak daripada yang dipancarkan selama konstruksinya.

---

Kurangi dulu, hasilkan kedua Jauh lebih baik menerapkan efisiensi energi dan strategi rendah karbon terlebih dahulu sebelum memikirkan pembangkit energi di tempat. TU Wien Plus-Energy Office High-Rise di Wina adalah retrofit dari blok kantor tahun 1970-an (apakah Anda melihat tren di sini?). Melalui penggunaan fasad super-terinsulasi dan kedap udara, sistem pemulihan panas, ventilasi night-flush, dan peralatan hemat energi, energi primer berkurang dari 803 kilowatt-jam per meter persegi per tahun menjadi hanya 56kWh/m2/tahun . Pengurangan radikal ini berarti bahwa dengan panel fotovoltaik di atap dan fasad, menara akan menghasilkan lebih banyak energi daripada yang digunakan sepanjang tahun. Sangat menggoda untuk menambahkan turbin angin ke puncak gedung pencakar langit – tetapi jangan lakukan itu! Meskipun mungkin membuat pernyataan visual hijau yang berani, itu tidak akan banyak mengurangi emisi. Kecepatan angin meningkat dengan ketinggian, jadi tampaknya masuk akal untuk menggunakan ini untuk menghasilkan energi bersih, tetapi turbin juga menimbulkan kebisingan, yang berarti penggunaannya di daerah perkotaan jauh dari ideal.

---

Lupakan super tinggi Bangunan super tinggi (lebih dari 300 meter) dan bangunan megatall (lebih dari 600 meter) membutuhkan lebih banyak bahan untuk konstruksi secara eksponensial. Lebih banyak beton, lebih banyak baja. Ini berarti karbon yang terkandung lebih banyak. Terlalu sering menara setinggi ini dibuat hanya sebagai ikon, simbol kekuasaan dan kekayaan perusahaan daripada menyediakan kebutuhan masyarakat yang penting. Kapan terakhir kali Anda mendengar tentang perumahan terjangkau di gedung super tinggi, misalnya? Untungnya, ada tanda-tanda bahwa kita tidak lagi menggunakan gedung-gedung tinggi sebagai trofi perkotaan. Di Cina, di mana sebagian besar supertall telah dibangun, pemerintah telah mengumumkan larangan menara lebih dari 500 meter, dengan yang lebih dari 250 meter "dibatasi dengan ketat". Di dunia kita yang menghadapi tantangan perubahan iklim, setiap kilogram bahan yang kita gunakan sangat berharga – jadi jangan sia-siakan mereka dalam perlombaan gila untuk mendapatkan tinggi badan. Bangunan tinggi rendah karbon dimungkinkan – tetapi kita harus menempatkan lingkungan sebelum ketinggian.