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(shè)施成為可持續(xù)建筑。該項目被設(shè)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(yīng)性強的空間來容納不知名的用戶，科學技術(shù)和設(shè)備。一個相當簡單的高架箱是最初的計劃。

在通過原理圖設(shè)計的中途，客戶聽說了由國家標準與技術(shù)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(shè)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(yù)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(shè)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(shè)計。因為所有重要的團隊成員都被提前雇用，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(shè)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(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(shè)計了許多復(fù)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(shè)計委員會的寶貴意見，包括外部建筑師和景觀設(shè)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(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”;中型實驗室用于科學，需要更小的設(shè)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(yīng)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(shè)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(shè)施實現(xiàn)凈零設(shè)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(shè)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(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)計電力輸出為388,000千瓦時/年。該貢獻占建筑物預(yù)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(dǎo)設(shè)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(yù)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(shè)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(shè)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(dǎo)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(shè)施基礎(chǔ)設(shè)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(shè)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(shè)備圖片并不完整，但我們預(yù)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。“