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英國政府已經為實現零碳建筑設定了嚴格的最后期限,但關于如何真正實現零碳建筑卻幾乎沒有指導。為研究和應對碳中和目標對建筑業(yè)的影響,以及未來的發(fā)展方向,英國建筑鋼鐵協會(BCSA)和塔塔鋼鐵(Tata Steel)花了兩年半時間和100萬英鎊進行了一項研究,該研究的主要目的并不是比較鋼筋和混凝土的優(yōu)勢。而是確定最具成本效益的材料和技術組合,使低碳和零碳建筑成為現實(而且研究結果也確實表明,不管是鋼結構、砼結構,甚至木結構,特定建筑物結構形式對碳排放影響微乎其微)。該研究通過對學校、倉庫、超市、辦公室和混合用途的五個典型方案進行分析,并分別給出對應的解決方案的最佳技術組合。研究報告包含了不同方案之間成本差異的細節(jié)。該系列報告的綜述部分可以參考:《目標:建筑碳中和(1)》,本文是該系列報告的《混合類建筑碳中和路線》,該份報告基于一個既有完工混合應用項目,通過附加不同的零碳建造技術路線及零碳附加措施,對比分析如何以最低的造價,采用多種技術組合,滿足政府提出的“優(yōu)秀”評級標準。并對混凝土結構和鋼結構進行了造價和碳排放方面的對比…… 



 英國政府制定了一個雄心勃勃且具有法律約束力的目標[2],即到2050年將全國溫室氣體排放量減少至少80%,其中的中間目標是到2020年減少34%(與1990年的基線相比)。目前,建筑的運行占英國溫室氣體排放的一半左右,因此,如果要達到這些目標,就需要對新的和現有的建筑性能進行顯著改善。政府宣布,希望新的非住宅建筑在2019年之前實現零碳運營,目前正在咨詢非住宅建筑的零碳定義。雖然定義還有待解決,但方向已經明確,通過建筑法規(guī)的L部分,一份可能目標的路線圖已經到位,為建筑業(yè)提供指導,使其能夠制定解決方案,實現未來的低碳和零碳目標。參見7.2節(jié)。正是在這樣的背景下,英國鋼鐵建筑業(yè)通過資助研究,并通過“零目標”計劃在這一重要而富有挑戰(zhàn)性的領域提供指導,來支持政府和建筑業(yè)。混合用途開發(fā)一詞涵蓋了不同規(guī)模和不同用途類別的范圍。根據其大小,多功能建筑可能包括辦公室、公寓、零售、餐廳、電影院、健身俱樂部、廣場、畫廊、酒店住宿和花園。在英國,混合用途的開發(fā)主要采取大規(guī)模的、基于方案的開發(fā)形式,在這種形式中,各種用途的混合在許多獨立的結構中橫向分離,而不是在單個建筑中垂直分離。許多計劃以零售為主導,為了應對經濟適用房的需求,特別是在市中心位置,許多計劃包括住宅住宿的元素。



MediaCityUK假日酒店大廈 這項多功能研究的基礎是位于曼徹斯特MediaCityUK的假日酒店大樓。MediaCityUK是曼徹斯特索爾福德碼頭的一個新媒體區(qū);受到迪拜和新加坡等城市其他媒體集群成功的啟發(fā)。MediaCityUK一期工程于2007年展開,預計于2011年完成。MediaCityUK將是BBC(從倫敦搬來的)、ITV、加冕街和索爾福德大學的新家。17層的假日酒店大樓附屬于地面、夾層和一層的主工作室建筑。中庭連接著塔樓的辦公樓層和工作室樓層(2至6層),見圖1。建筑容納了5層(2 - 6層)7153米的開放式辦公空間和8層(8 - 15層)9265米的酒店空間。地面和夾層容納酒店接待處和餐廳。7層是辦公樓層的廠房,16層是為酒店服務的廠房。一樓設有化妝間和化妝區(qū)。建筑內部建筑面積為18625米。67米高的建筑呈直線,大約尺寸為74米x15.3米。建筑采用鋼框架結構,鋪設Slimdek地板。鋼柱位于6.35米/2.6米/6.35米網格上,網格間距為7.5米。兩個混凝土核心,一個在建筑的兩端,提供了塔的穩(wěn)定性,并容納了立管和電梯?;A為750mm直徑CFA混凝土樁。 
 本節(jié)提供了“零目標”混合用途建筑研究的關鍵發(fā)現,并指導讀者閱讀報告的相關部分。獨立成本顧問估計,基本建設成本(2010年第四季度)為3670萬歐元(每平方米GIFA 1970歐元)。參見9。通過采用一套兼容的、具有成本效益的能源效率措施,即不需要LZC技術,可實現2010年L部分規(guī)定的減少25%營運碳排放的目標(相對于2006年的要求)。與基本情況下的混合用途建筑相比,這些措施預計將減少31%的受管制碳排放,增加47.5萬(+1.3%)的資本成本,并產生相對于基本情況下建筑性能的25年凈現值(NPV)節(jié)省620225。參見7.3節(jié)。選擇了兩套更先進的能效措施,預計將減少36%和41%的受管制碳排放。第一套措施預計在25年的時間內具有成本效益,即產生負的凈現值(相對于基本情況的建立),而更先進的措施則不會,此外還會導致資本成本大幅增加(+4.6%)。參見7.3節(jié)。研究發(fā)現,熱水和輔助能源(風扇和泵)是混合用途建筑中最重要的調節(jié)能源需求,分別占總運行碳排放的21%和17%。因此,與這些需求相關的能源效率措施預計將產生一些最大的碳排放削減。參見7.3節(jié)。高效的照明系統加上最佳的玻璃和遮陽設計是實現可操作的碳減排的關鍵。大型商業(yè)建筑的玻璃、照明、供暖和制冷之間相互作用的復雜性,需要詳細的動態(tài)熱模型來開發(fā)最佳的低碳解決方案。參見7.4節(jié)。建筑供暖和制冷的操作碳排放比例非常相似。因此,影響建筑冷熱平衡的能效措施,如玻璃,很難優(yōu)化。減少熱量損失或增加太陽能收益的措施,減少空間取暖排放,但增加制冷排放。類似的措施增加熱量損失或減少太陽能收益,增加空間加熱排放和減少制冷排放。參見第7.3節(jié)和7.4節(jié)。研究發(fā)現,沒有任何一項現場LZC技術可以實現真正的零碳排放,也就是說,在與任何一種能效方案結合使用時,可以減少165%的碳排放。通過使用沼氣熱電聯產結合一系列先進的能效措施(包B見表1),現場最大限度地減少了135%的受管制排放。該解決方案成本昂貴,但會增加9.25%的資本成本,但預計在25年內,相對于基本情況下的建筑性能,可以節(jié)省202,160美元的凈現值。參見7.5節(jié)。 46個現場解決方案(能源效率措施和現場LZC技術的兼容組合)被確定為該建筑。這些方案中沒有一個有望實現真正的零碳排放,盡管有10個方案有望實現相對于2006年L部分的100%減排。參見7.5節(jié)。最大的現場碳減排(138%的管制排放量)是通過一系列先進的能源效率措施實現的(附件B見表1):安裝在屋頂上的290米光伏電池板、一臺6kW的屋頂風力渦輪機和一臺提供供暖、熱水、電力和冷卻的沼氣燃料熱電聯產機組。該解決方案的額外資本成本為3,641,831(資本成本的9.9%)。據預測,該解決方案相對于基本情況的構建性能還能節(jié)省資金,在25年內可節(jié)省127,430的凈pv?;趯@座多功能建筑的評估,實現未來低碳和零碳運營目標的最具成本效益的現場路線如圖2所示。可能的未來目標將在7.1節(jié)和7.2節(jié)中討論。分析表明,僅使用能源效率和現場LZC技術,就能將規(guī)定的碳排放(相對于2006年L部分的最低要求)減少70%以上,這在技術上具有挑戰(zhàn)性,成本也很高。因此,大型混合用途商業(yè)建筑需要依賴場外和允許的解決方案(見章節(jié)7.6至7.8),以實現非常低的和零碳的目標。BREEAM[1]是英國領先的、應用最廣泛的建筑環(huán)境評估方法?;景咐旌嫌猛窘ㄖ墓烙嬞Y本成本上升為(見第8.1節(jié)):0.14%達到BREEAM Very Good, 1.58%達到BREEAM Excellent, 4.96%達到BREEAM Outstanding。研究發(fā)現,結構對基本情況的混合用途建筑的操作碳排放的影響較小;建筑排放率(BER1)在鋼和混凝土框架結構模型之間的變化僅為1%。參見9.1節(jié)。通過移除吊頂來評估暴露上層熱質量對操作碳排放的影響。預測鋼框架和混凝土框架建筑之間的誤碼率差異為0.7%。參見9.1節(jié)。研究表明,與基礎案例建設相比,這兩種結構選擇在隱含碳和資本成本方面都有所節(jié)省。這是因為原始建筑設計受到了不同尋常的限制。參見9。相對于基礎建筑,同等水平的平板混凝土結構建筑(選項1)的隱含碳影響較低(2.8%),但重27%。參見10。相對于基本框架建筑,等效的鋼框架復合結構建筑(選項2)的隱含碳影響更低(17.8%)。參見10。








































































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