高灣實(shí)驗(yàn)室的目標(biāo)是凈零

建立團(tuán)隊(duì)合作和專業(yè)知識(shí)幫助佐治亞理工學(xué)院為能源科學(xué)創(chuàng)建了LEED白金建筑。

佐治亞理工學(xué)院一直希望其新能源科學(xué)設(shè)施成為可持續(xù)建筑。該項(xiàng)目被設(shè)想為一個(gè)生活實(shí)驗(yàn)室，體現(xiàn)了內(nèi)部研究人員將探索的高績(jī)效目標(biāo)。學(xué)校需要一個(gè)適應(yīng)性強(qiáng)的空間來容納不知名的用戶，科學(xué)技術(shù)和設(shè)備。一個(gè)相當(dāng)簡(jiǎn)單的高架箱是最初的計(jì)劃。

在通過原理圖設(shè)計(jì)的中途，客戶聽說了由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所開展的有前途的建筑贈(zèng)款競(jìng)賽。科技停止了其項(xiàng)目，并在其設(shè)計(jì)建造團(tuán)隊(duì)的積極協(xié)助下申請(qǐng)了資助，其中包括

建筑師/工程師HDR公司和施工經(jīng)理Gilbane Building Co.這一過程將工作推遲了一年，但最終為預(yù)算增加了1160萬美元，允許學(xué)校射擊一個(gè)名為“碳中性能源解決方案實(shí)驗(yàn)室”的零凈值設(shè)施。

NIST的規(guī)定要求團(tuán)隊(duì)采用更快速的“IPD-light”方法，同時(shí)也鼓勵(lì)更加雄心勃勃的設(shè)計(jì)。因?yàn)樗兄匾膱F(tuán)隊(duì)成員都被提前雇用，所以人際關(guān)系已經(jīng)很成熟，使得自由交流的想法更有成效。

這種類似于商店的靈活高棚實(shí)驗(yàn)室空間適用于工業(yè)規(guī)模的制造實(shí)驗(yàn)。板坯中的可觸及的公用溝槽允許工業(yè)起重機(jī)的無障礙操作。

“最初的想法是，這將是一個(gè)相當(dāng)快速，靈活且廉價(jià)的低科技建筑，”美國(guó)建筑師協(xié)會(huì)HDR設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人Dan Rew說。“但當(dāng)項(xiàng)目變得更加雄心勃勃時(shí)，佐治亞理工學(xué)院成為了凈零點(diǎn)嘗試的驅(qū)動(dòng)力。校園里已經(jīng)有很多可持續(xù)發(fā)展的項(xiàng)目，這對(duì)我們有所幫助。我們與Gilbane關(guān)于可施工性的討論，以及他們之前在創(chuàng)建節(jié)能建筑方面所做的努力，包括他們已經(jīng)開展的一些零凈項(xiàng)目，也有所幫助。“

此外，喬治亞理工學(xué)院資本規(guī)劃和空間管理總監(jiān)，霍華德S. Wertheimer，F(xiàn)AIA，LEED AP，是一個(gè)非常了解和富有想象力的決策者。在以前作為私營(yíng)建筑師的工作中，Wertheimer自己設(shè)計(jì)了許多復(fù)雜的科學(xué)建筑。

“我們校園里已經(jīng)有了幾座科學(xué)建筑，因?yàn)槲覀€(gè)人在全國(guó)各地做了很多其他工作，所以對(duì)這個(gè)項(xiàng)目需要的內(nèi)容已經(jīng)有了很高的了解，”他說。“這個(gè)項(xiàng)目提供了一個(gè)推動(dòng)上限的好機(jī)會(huì)，Dan和[Gilbane的項(xiàng)目經(jīng)理] Paul Stewart給我們帶來了更廣闊的視角。”Wertheimer還認(rèn)可了Tech的規(guī)劃和設(shè)計(jì)委員會(huì)的寶貴意見，包括外部建筑師和景觀設(shè)計(jì)師。每季度訪問校園。

升級(jí)計(jì)劃以實(shí)現(xiàn)更多功能

最終，該團(tuán)隊(duì)同意該項(xiàng)目將受益于修訂后的計(jì)劃，而不僅僅是更復(fù)雜的可持續(xù)性策略。開發(fā)了三種空間類型：用于工業(yè)規(guī)模工作的原始高棚“箱子”;中型實(shí)驗(yàn)室用于科學(xué)，需要更小的設(shè)備，但更嚴(yán)格的環(huán)境控制;和辦公室一樣的計(jì)算實(shí)驗(yàn)室，堆放在中灣實(shí)驗(yàn)室上方。這種多功能性將使學(xué)校能夠應(yīng)對(duì)各種項(xiàng)目，包括燃燒，氣化，生物質(zhì)的生化 - 酶轉(zhuǎn)化和二氧化碳捕獲等工作。

建筑團(tuán)隊(duì)針對(duì)每種實(shí)驗(yàn)室類型制定了溫度，濕度水平和通風(fēng)規(guī)格，盡可能采用被動(dòng)設(shè)計(jì)。地下空氣分布和輻射板加熱證明是有用的，9,000平方英尺的高海灣空間沒有空調(diào) - 在亞特蘭大是一個(gè)大膽的舉動(dòng)。

有助于該設(shè)施實(shí)現(xiàn)凈零設(shè)計(jì)和LEED白金認(rèn)證的特點(diǎn)：1)光伏陣列;2)天窗;3)燈百葉窗;4)吊扇;5)輻射板加熱;6)共享公用事業(yè)區(qū);7)地下空氣分布;8)半透明Kalwall包層;9)可操作的窗戶;10)滲透性混凝土;11)可操作的百葉窗。

“我們?cè)敢獬袚?dān)一些風(fēng)險(xiǎn)，”Wertheimer說。“如果將來空間變得太不舒服，我們已經(jīng)制定了規(guī)定，以便我們可以添加空調(diào)。但總的來說，我們?cè)敢饷耙恍﹥?nèi)部風(fēng)險(xiǎn)來探索新的想法。“

該建筑的初始能量基線模擬為147 kBtu / sf /年：大大低于研究實(shí)驗(yàn)室典型的200至400 kBtu。被動(dòng)設(shè)計(jì)和選定的能效策略最終將該數(shù)量減少到70 kBtu / sf /年。使數(shù)字工作至關(guān)重要：屋頂上安裝的結(jié)晶光伏電池板，朝南的墻壁和停車棚，預(yù)計(jì)電力輸出為388,000千瓦時(shí)/年。該貢獻(xiàn)占建筑物預(yù)期電力需求的56%，占總基準(zhǔn)能源需求的26%。

幫助創(chuàng)建成功項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)?wèi)?zhàn)略包括：

•BIM。選擇了客戶有史以來最高的BIM，LOD 500開發(fā)水平。該模型不僅用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)，還用于項(xiàng)目管理，碰撞檢測(cè)，商店圖紙審查和施工前會(huì)議。佐治亞理工學(xué)院利用建筑團(tuán)隊(duì)的專業(yè)知識(shí)在項(xiàng)目期間制定校園范圍內(nèi)的BIM執(zhí)行計(jì)劃。•互動(dòng)安排。Gilbane及其分包商每周在現(xiàn)場(chǎng)辦公室舉行會(huì)議，進(jìn)行更新，受益于實(shí)施4-D Navisworks調(diào)度平臺(tái)，并定期使用為期三周的“預(yù)見”時(shí)間表和里程碑。•能源建模。對(duì)生命周期成本分析進(jìn)行了嚴(yán)格的各種機(jī)械系統(tǒng)選擇。例如，建筑團(tuán)隊(duì)將高效磁力軸承冷水機(jī)組與地源熱交換系統(tǒng)進(jìn)行了比較。在模型顯示它的能源效率稍低之后，他們拒絕了地面源系統(tǒng)，該系統(tǒng)的成本增加了50萬美元。在系統(tǒng)獲得批準(zhǔn)之前，已經(jīng)驗(yàn)證了強(qiáng)制自然通風(fēng)，焓輪，暖通空調(diào)夜間挫折和采光控制的成本效益曲線;絕緣半透明的外部面板沒有切割。•精益原則。Gilbane的主要評(píng)估人員很早就開始使用，隨著設(shè)計(jì)的進(jìn)展使用實(shí)時(shí)成本模型，給予HDR持續(xù)的反饋。該程序減少了在后期階段進(jìn)行激烈的價(jià)值工程的需要。吉爾班的斯圖爾特說：“我們每周三到四次在HDR辦公室，看看設(shè)計(jì)在哪里，并保持定價(jià)正常。這使得最終的買斷變得更加容易。我們避免了VE的放緩，這可能會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目失敗。“

在中灣實(shí)驗(yàn)室，透明的車庫(kù)式門允許實(shí)驗(yàn)進(jìn)出。高效的公用設(shè)施基礎(chǔ)設(shè)施可以保持建筑面積和實(shí)驗(yàn)室工作臺(tái)不受阻礙。Wertheimer說，在入住一年后，該設(shè)施的能耗估算非常好。“部分原因是因?yàn)槲覀內(nèi)匀粵]有真正沉重的插頭負(fù)載，”他解釋道。“我們尚未完全占用，因此設(shè)備圖片并不完整，但我們預(yù)計(jì)能源使用的增加將是巨大的。無論如何，如果我們創(chuàng)建一個(gè)更傳統(tǒng)的建筑，我們將會(huì)比現(xiàn)在更好。“

該項(xiàng)目獲得了眾多州和國(guó)家獎(jiǎng)項(xiàng)，包括R&D雜志2013年度實(shí)驗(yàn)室競(jìng)賽的高級(jí)榮譽(yù)。團(tuán)隊(duì)成員在專業(yè)會(huì)議上做了很多演講，幫助確保吸取的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)能夠在亞特蘭大以外產(chǎn)生共鳴。Rew總結(jié)道，“Tech在校園內(nèi)的其他地方已經(jīng)探索過很多想法，并在這個(gè)項(xiàng)目中齊心協(xié)力。不僅在能源效率方面，而且在材料選擇，現(xiàn)場(chǎng)使用，保水方面 - 全面做正確的事情。這是一個(gè)LEED白金項(xiàng)目，但我不認(rèn)為Tech只是為L(zhǎng)EED目標(biāo)而射擊。做這樣的建筑比追逐LEED積分更有趣。“