高灣實驗室的目標是凈零

建立團隊合作和專業(yè)知識幫助佐治亞理工學院為能源科學創(chuàng)建了LEED白金建筑。

佐治亞理工學院一直希望其新能源科學設施成為可持續(xù)建筑。該項目被設想為一個生活實驗室，體現(xiàn)了內(nèi)部研究人員將探索的高績效目標。學校需要一個適應性強的空間來容納不知名的用戶，科學技術和設備。一個相當簡單的高架箱是最初的計劃。

在通過原理圖設計的中途，客戶聽說了由國家標準與技術研究所開展的有前途的建筑贈款競賽?？萍纪Ｖ沽似漤椖?，并在其設計建造團隊的積極協(xié)助下申請了資助，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，但最終為預算增加了1160萬美元，允許學校射擊一個名為“碳中性能源解決方案實驗室”的零凈值設施。

NIST的規(guī)定要求團隊采用更快速的“IPD-light”方法，同時也鼓勵更加雄心勃勃的設計。因為所有重要的團隊成員都被提前雇用，所以人際關系已經(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驗室空間適用于工業(yè)規(guī)模的制造實驗。板坯中的可觸及的公用溝槽允許工業(yè)起重機的無障礙操作。

“最初的想法是，這將是一個相當快速，靈活且廉價的低科技建筑，”美國建筑師協(xié)會HDR設計負責人Dan Rew說。“但當項目變得更加雄心勃勃時，佐治亞理工學院成為了凈零點嘗試的驅(qū)動力。校園里已經(jīng)有很多可持續(xù)發(fā)展的項目，這對我們有所幫助。我們與Gilbane關于可施工性的討論，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)開展的一些零凈項目，也有所幫助。“

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

“我們校園里已經(jīng)有了幾座科學建筑，因為我個人在全國各地做了很多其他工作，所以對這個項目需要的內(nèi)容已經(jīng)有了很高的了解，”他說。“這個項目提供了一個推動上限的好機會，Dan和[Gilbane的項目經(jīng)理] Paul Stewart給我們帶來了更廣闊的視角。”Wertheimer還認可了Tech的規(guī)劃和設計委員會的寶貴意見，包括外部建筑師和景觀設計師。每季度訪問校園。

升級計劃以實現(xiàn)更多功能

最終，該團隊同意該項目將受益于修訂后的計劃，而不僅僅是更復雜的可持續(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”;中型實驗室用于科學，需要更小的設備，但更嚴格的環(huán)境控制;和辦公室一樣的計算實驗室，堆放在中灣實驗室上方。這種多功能性將使學校能夠應對各種項目，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。

建筑團隊針對每種實驗室類型制定了溫度，濕度水平和通風規(guī)格，盡可能采用被動設計。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) - 在亞特蘭大是一個大膽的舉動。

有助于該設施實現(xiàn)凈零設計和LEED白金認證的特點：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。

“我們愿意承擔一些風險，”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，我們愿意冒一些內(nèi)部風險來探索新的想法。“

該建筑的初始能量基線模擬為147 kBtu / sf /年：大大低于研究實驗室典型的200至400 kBtu。被動設計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，預計電力輸出為388,000千瓦時/年。該貢獻占建筑物預期電力需求的56%，占總基準能源需求的26%。

幫助創(chuàng)建成功項目的團隊戰(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設計，還用于項目管理，碰撞檢測，商店圖紙審查和施工前會議。佐治亞理工學院利用建筑團隊的專業(yè)知識在項目期間制定校園范圍內(nèi)的BIM執(zhí)行計劃。•互動安排。Gilbane及其分包商每周在現(xiàn)場辦公室舉行會議，進行更新，受益于實施4-D Navisworks調(diào)度平臺，并定期使用為期三周的“預見”時間表和里程碑。•能源建模。對生命周期成本分析進行了嚴格的各種機械系統(tǒng)選擇。例如，建筑團隊將高效磁力軸承冷水機組與地源熱交換系統(tǒng)進行了比較。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)獲得批準之前，已經(jīng)驗證了強制自然通風，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的主要評估人員很早就開始使用，隨著設計的進展使用實時成本模型，給予HDR持續(xù)的反饋。該程序減少了在后期階段進行激烈的價值工程的需要。吉爾班的斯圖爾特說：“我們每周三到四次在HDR辦公室，看看設計在哪里，并保持定價正常。這使得最終的買斷變得更加容易。我們避免了VE的放緩，這可能會導致項目失敗。“

在中灣實驗室，透明的車庫式門允許實驗進出。高效的公用設施基礎設施可以保持建筑面積和實驗室工作臺不受阻礙。Wertheimer說，在入住一年后，該設施的能耗估算非常好。“部分原因是因為我們?nèi)匀粵]有真正沉重的插頭負載，”他解釋道。“我們尚未完全占用，因此設備圖片并不完整，但我們預計能源使用的增加將是巨大的。無論如何，如果我們創(chuàng)建一個更傳統(tǒng)的建筑，我們將會比現(xiàn)在更好。“

該項目獲得了眾多州和國家獎項，包括R&D雜志2013年度實驗室競賽的高級榮譽。團隊成員在專業(yè)會議上做了很多演講，幫助確保吸取的經(jīng)驗教訓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，并在這個項目中齊心協(xié)力。不僅在能源效率方面，而且在材料選擇，現(xiàn)場使用，保水方面 - 全面做正確的事情。這是一個LEED白金項目，但我不認為Tech只是為LEED目標而射擊。做這樣的建筑比追逐LEED積分更有趣。“