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装配加持 绿色加分-Keauhou Lane项目糅合技术应用

装配加持 绿色加分-Keauhou Lane项目糅合技术应用

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绿色建筑简介


现代社会在高速发展的同时,我们也需要静下心来思考在发展的浪潮过后,自然会以怎样的一种姿态给我们带来反馈。而作为对人类健康和环境有着重大影响的建筑及社区则需要承担起未来可持续发展的主要的责任,建筑在饮用水消耗量、废弃物输出量、原材料使用量、二氧化碳排放量、能源使用量和耗电量上都占有较高的比重。在建筑行业中,传统实践的累积效应已对人类健康、环境和经济产生了深刻影响。在此背景下,“绿色建筑”的概念逐渐深入人心,对建筑进行可持续性的设计和建造已经成为了建筑业的发展趋势,这些建筑将帮助我们减少对环境的污染,改善人类未来居住环境。


图:随时间与建筑性能相关的碳排放量


对于“绿色建筑”这一概念,全球各地的建筑业对其理解大致相同,仅有一些微小的差距。在2019年八月开始实施的中国绿建新国标—《绿色建筑评价标准》中指出:绿色建筑是在全寿命周期内,节约资源、保护环境、减少污染,为人们提供健康、适用、高效的使用空间,最大限度的实现人与自然和谐共生的高质量建筑。而美国绿色建筑委员会(USGBC)在《绿色建筑与LEED核心概念指南—第二版》中对绿色建筑的定义为:绿色建筑是应用于建筑以及建筑的场址、内部、运营和所在社区的一种过程。绿色建筑过程贯穿于项目的全生命周期,从最初的项目构思开始,一直持续到项目寿命结束并回收或重新利用项目部件为止。绿色建筑一词的含义包括规划、设计、施工、运营以及最终在寿命结束时回收或续用构筑物。绿色建筑追求的解决方案反映环境、社会和经济利益之间的健康、动态的平衡。



02

国内绿色建筑发展现状


为了实现节能减排的国家战略目标,我国也在积极发展绿色建筑及相关产业。17年印发的《“十三五”节能减排综合工作方案》,明确了“十三五”节能减排工作的主要目标和重点任务,对全国节能减排工作进行全面部署。其中,建筑节能被列入重点实施领域,《方案》要求实施建筑节能先进标准领跑行动,开展超低能耗及近零能耗建筑建设试点,推广建筑屋顶分布式光伏发电。编制绿色建筑建设标准,开展绿色生态城区建设示范,到2020年,城镇绿色建筑面积占新建建筑面积比重提高到50%。



去年发布实施的绿建新国标则进一步加速了国内绿色建筑的规范化发展。新的标准基于“以人为本”理念,围绕“业主可感知性”进行规范,注重和强调建筑全装修、建筑产业化、智慧建筑、健康建筑等,更加符合我国的城镇发展情况。



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装配的,绿色的


对于装配式建筑来说,其各项特性可谓是“天然的”绿色建筑元素,主要体现在安全耐久、资源与材料的节约和提高创新等部分。结合绿建新国标来看,选择装配式建筑体系首先可以在一定程度上提升建筑的适变性,当结构采用大跨度的预制楼板或大跨度钢结构布置时,建筑将会具有较大的结构和空间潜力,大开间和进深结构设计可使建筑居住使用者根据需求灵活布置空间,满足不同数量和类型住户在不同时期的使用需求,延长建筑使用寿命;作为“产品”在工厂进行生产的预制构件,与现浇结构相比具有更好的质量和耐久性,并减少了现浇体系下带来的大量现场施工废弃物,更利于实现建筑废弃物的管理;而在新绿建标准中强调的建筑全装修也是装配式一体化装修和模块化建造可以完美体现的方面。减少了现场湿作业的同时,标准化的部品部件仅需少量工人就可以进行安装;装配式体系中的标准化构件非常适用于基于BIM技术的信息化管理,通过多方协同,提高工程效率的同时也降低了成本。


由此可见,装配式建筑在多个方面可以很好地与绿色建筑相融合,还能利用完整的产品体系带来绿建认证标准上的优势,契合度极高。


04

项目案例与得分点分析


本期犀点砼行,我们将会带来位于夏威夷的一个采用了装配式建筑体系的LEED白金认证经济适用房住宅项目。虽然这个项目通过LEED标准进行认证,我们还是通过对比,遵循国内的绿建新国标来看看装配式体系如何帮助实现建筑领域的绿色高标准可持续发展要求。



项目概况


项目名称:Keauhou Lane

项目地点:美国夏威夷檀香山

项目成本:五千四百万美元

项目规模:180430平方英尺(16762.4平方米)


项目团队


业主:Gerding Edlen

建筑设计:hi•arch•y llp

工程顾问:Allison-Ide Structural Engineering LLC

可持续发展顾问:Verde

预制混凝土专项顾问:DesignCast LLC

总承包商:Hawaiian Dredging Construction Company

预制混凝土供应商:GPRM Prestress


项目总览


夏威夷以对可持续能源,农业和建筑实践的承诺而闻名。因此,2018年的“可持续发展设计奖”颁给了檀香山的这家包含了餐馆,零售店和经济适用房的六层混合用途装配式建筑住宅楼Keauhou Lane就不足为奇了。

该项目代表了夏威夷州首个获得LEED认证的经济适用房和租赁公寓的混合用途项目。而它之所以特别,是因为它证明了绿色建筑是可以用有限的资源来完成。



从一开始,该项目就面临着严重的预算限制,而当地市场上的劳动力价格上涨加剧了该项目的财政压力。建筑师团队研究了几种可以满足预算要求的建筑材料和方案,估计分析表明,与其他方法相比,使用预制混凝土构件可节省大量资金。项目团队表示装配式体系能够提供一种稳定的产品系统,该产品完全没有在建筑行业其他可交付结构系统中看到的那种混乱。大部分可交付产品可以从信誉良好的供应商那里单一采购,预制混凝土供应商利用其内部劳动力,并愿意与团队合作通过设计来保持预算,直到确定准确的合同为止。使用预制混凝土还可以节省数月的施工时间,并且比其他任何可供选择方案更早地开始和竣工。


预制混凝土解决方案


尽管预制混凝土具有许多节省成本的好处,但该项目仍面临持续的财务挑战。在设计过程的早期,团队进行了一轮价值工程,其中原先的概念设计被剥夺了许多关键特性,一些人开始担心该项目是否会完成。但是,通过与GPRM Prestress的密切合作,建筑设计团队通过使用重复的剪力板以及最大程度地利用空心板来跨越三个独立的单元,从而获得了新的高效率设计方案,使空间利用更加灵活。这样做可以增加公寓单元数量并提高施工效率,且利于开发并降低了施工成本。如果没有通过设计团队与预制团队的合作去实现成本的节省,该项目最终可能无法取得超出原先设计范围的效果。



预制构件供应商和设计人员还共同开发了一种混合预制混凝土双T板,法兰上的外倾角较低,可以在结构上与双荷载走廊啮合,同时为机械和管道提供更大的净空和空间。GPRM Prestress创造的全新的形状预制构件,被称为“低翼双T板”,它允许公用设施和废料堆贯穿法兰,从而节省了大量的施工时间和费用。



Keauhou Lane项目有异常严格的造价预算限制,而GPRM在关键位置创新了一系列三角形翅片墙板,这使得预制混凝土内墙板可以凸出到建筑的外部,并复制了之前在价值工程时被放弃的铝翅片。从设计的角度来看,这是一个业界创新的想法,它在控制预算的同时,提供了一个理想的设计特点,这使设计师和业主感到高兴。预制混凝土安装于2017年3月28日完成,楼盘于2017年11月下旬盛大开幕。



尽管项目团队最初计划获得LEED金牌认证,但由于设计师,承包商和预制混凝土生产商之间的广泛合作,项目超越了原定的可持续性目标,进而开始追求LEED白金认证——这一绿色建筑评分体系结构的最高评级。该项目使用的预制混凝土都是在当地采购和制造的,距离施工现场只有很短的车程,这有助于团队追求LEED白金认证。它还将帮助团队确保项目在创新设计,环保产品,异地制造和减少建筑废料的安全这几个方面上获得认证所需要的分数。

该项目最终在2018年初获得了LEED白金认证,分数高达94分。该项目约有20%专用的公共开放空间,宽阔的行人专用道横穿该物业,以提供增强的街景体验,并直接连接到未来的檀香山快速运输管理局(HART)站。二楼的裙楼甲板为休闲娱乐和社区聚会以及种植提供了机会,这些区域类似于建筑的底层,是该物业雨水管理系统的一部分。项目团队还合作克服了以下方面的建筑障碍:建筑废物管理(在岛上城市密集,回收有限的情况下);原材料采购(在一个岛上);以及有关“中高层建筑认证”的裁决,该裁决要求能源模型包括未来的商业空间。



Keauhou Lane的设计效率比同类建筑高17%,这在公用事业成本非常高且生产资源有限的檀香山地区令人印象深刻。可持续性的功能设施包括一个58面板的太阳能热水系统,可满足40%的家用热水负荷。虽然建设一个LEED白金级多户家庭住宅认证的经济适用房面临着许多挑战,但在在可持续发展顾问Verde的指导下,业主,设计团队和施工团队通过紧密合作使该项目的可持续发展成功。改善当地环境对项目的可行性至关重要。着眼于这一点,业主选择了当地最受欢迎的有机和天然健康食品商店“ Down to Earth”入驻其零售空间,减少了碳足迹。



建筑设计师们认为,这不仅仅是LEED的成功案例,而且还表明了表明绿色建筑项目可以在预算内完成。它代表了一种新标准,能够提供价格合理且具有可持续性的产品,这是每个国家和社区都迫切需要的。


预制规模


- 建造了一幢六层,16,722.5平方米的多功能建筑,并提供了经济适用房。

- 预制混凝土构件2,221件,总面积超过26,012.8平方米。

- 项目在18个月内完成,预制混凝土构件施工安装在9个月内完成。


关键项目特征


- 预制混凝土通过可持续设计帮助满足了非常严格的预算限制。

- 空心板跨越三个独立的公寓单元,进一步节省了成本。

- 该项目获得了LEED白金认证。



05

装配式与绿色建筑糅合技术应用展望


在长期观察绿色建筑行业后,发现一个残酷的现实是,目前开发商们在进行绿色建筑项目的开发时,最主要的顾虑还是其所能带来的商业价值,任何商业活动都是以利益为基础的,建筑业也是如此。开发商承包商在开发建造绿色建筑项目的时候需要考虑很多经济因素,例如投资回报率、盈亏平衡的速度、长期的运营成本等,如何在这些具有实际意义上的数字上做文章,是他们真正感兴趣的。


其实绿色建筑本身除了会对人类社会的未来可持续发展做出巨大贡献,也含有可观的商业价值。首先,绿色建筑项目在追求相关绿色标准认证后,无论是国内绿建认证还是LEED,都会在一定程度上增加项目资产的价值,在现在这个人们越来越重视建筑居住使用环境的时代,针对高端商业和住宅市场,拥有绿色建筑的认证无疑会更加吸引用户进驻;再者,无论是新建还是既改的绿色建筑,其在节能上的成就极大地降低了建筑的运营成本,使得业主能更好地控制现金流。更低的运营成本和更加健康的建筑状态带来的资产价值的增加也是开发商和业主非常乐意看到的现象。


除了商业价值外,另一个影响开发的因素就是成本。无论是因为何种原因需要进行绿色建筑项目的开发,考虑到可能需要雇佣的额外工程咨询方和各种认证费用,开发商不免地会对潜意识中产生的成本问题担忧。实际上,研究表明与绿色建筑相关的实际平均边际成本不到 2%。2007 年由 Davis Langdon 施工咨询公司发起的“重审绿色的成本”(The Cost of Green Revisited) 调研指出,许多项目团队在建设绿色建筑时几乎没有增加成本,并且预算也完全落在类似项目中非绿色建筑的成本范围。这项研究还发现,在很多地区,承包方已经接受了永续性设计,并且在竞标期间也不会再将永续性设计要求视为需要计入报价的额外负担。但考虑到中国建筑行业部分有所不同的现状,我们还可以通过采用装配式建筑体系来减轻财政上的负担,同时利用其包含的丰富的绿色建筑元素获得绿建认证上的优势,进一步减少项目成本。希望随着装配式建筑和绿色建筑的发展,未来两者可以更好地融合在一起,为节能减排和可持续发展的目标做出更深远的贡献。


(编辑:奚雅青)


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