当结构工程师设计建筑时，他们不仅是在堆砌楼层，更是在计算如何赢得一场与大自然之间复杂的战役。每一座建筑的建造，都是为了承受特定的“环境压力预算”——无论是创纪录降雪的重量、强风的推力，还是夏季高温引起的热胀。
为此，工程师们使用灾害地图和安全规范。这些本质上是基于数十年历史气象数据的规则手册。它们包含了安全裕度，以确保即使建筑的一小部分失效，整个结构也不会像纸牌屋一样轰然倒塌。
问题在于，这些规则手册正在过时。我们大多数标志性的高层建筑都建于20世纪70年代和80年代——那是一个更凉爽、潮汐更可预测、风暴更温和的世界。如今，那个世界已不复存在。
气候变化扮演着威胁倍增器的角色，它让环境压力对建筑造成的后果变得更加严重。它很少单枪匹马地击垮一座建筑，而是寻找细微的裂缝、生锈的支撑梁和老化的地基，并将它们推向崩溃的边缘。它提高了建筑必须经受的每一种负载和应变的强度。
为了理解这一挑战，我一直在研究那些环境正在战胜工程学的全球热点地区。
此前，佛罗里达州迈阿密的尚普兰塔南楼倒塌，造成98人死亡。虽然这座12层高的建筑原本就存在设计问题，但数十年来不断上升的海平面和咸湿的沿海空气起到了催化剂的作用，让盐水渗入了地下室和车库。
当盐分接触到混凝土内部提供结构强度的钢筋时，金属会生锈并膨胀。这会产生巨大的内部压力，导致混凝土从内向外开裂——工程师称之为“剥落”过程。教训是显而易见的：在一个变暖的世界里，沿海地下室正在变成腐蚀室，微小的维护缺口可能会升级为灾难性的结构故障。
迈阿密的案例或许只影响了一座建筑，但历史悠久的沿海城市埃及亚历山大港却面临着更广泛的风险。最近的研究表明，过去几年里，那里的建筑倒塌事故已从每年一起激增至每年近40起。
不仅仅是海水在上涨，盐分正在液化城市地基下方的松软土壤。随着地下水位的上升，盐水被推向城市下方，抬高了地下水位。这种咸水不仅会腐蚀建筑物的地基，还会改变土壤的化学和物理结构。结果是，目前亚历山大港有7000座建筑处于倒塌的高风险之中。
超强台风“山竹”袭击香港期间，风速达到了可怕的每小时180英里。当强风撞上一面摩天大楼组成的墙壁时，它们会挤入建筑物之间的缝隙并加速——就像水从狭窄的花园软管中喷射出来一样。
这种压力将数百间办公室变成了风洞，导致玻璃窗从框架中弹出，碎玻璃像雨点般落在下面的街道上。该地区有82人死亡，15000所房屋被毁，摩天大楼变成了“碎片制造机”，即使它们没有完全倒塌。
对日本河流系统的超级计算机模拟显示，在升温2摄氏度的世界里，如今“百年一遇”规模的洪水可能每45年就会重演一次。如果升温达到4摄氏度，可能每23年就会发生一次。水量的激增将把洪水区域扩大到以前被认为安全的地区，可能会漫过防波堤和防洪设施。在大阪湾这样的关键地区，风暴潮可能会上升近30%。
在美国，一项针对1945年至2015年间3.7亿份房产记录的研究发现，超过一半的建筑位于灾害热点地区。近一半面临着地震、洪水、飓风和龙卷风等多重威胁。在英国，2023年因气候驱动的天气索赔额达到5.73亿英镑，比2022年增长了36%。预计到2080年代，英国非住宅物业的年度洪水损失也将从今天的20亿英镑几乎翻倍至39亿英镑。
因此，世界上许多存量建筑正在它们从未被设计去面对的环境条件下进入中年。与其恐慌或拆除一切，解决方案是适应，并将建筑维护视为一种气候适应能力——而不是一种可有可无的额外选项。
中期建筑升级有助于保护我们未来50年的天际线。我们的灾害地图必须参考未来的气候模型——而不仅仅是历史天气——来制定新的安全标准。定期的结构健康监测至关重要——通过使用传感器跟踪地基和框架中不可见的应力，可以在危险变得致命之前预见它们。
建筑可以通过针对最薄弱和最脆弱部分的翻新来保持坚固。这包括玻璃幕墙、地下排水系统、地基桩和防腐蚀保护。
气候变化并没有改写工程学定律，但它正在迅速侵蚀我们的安全裕度。如果我们希望我们的城市依然屹立不倒，我们必须现在就行动——在微小的、不可见的应力累积成不可逆转的失败之前。
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