落基山研究所/Rocky Mountain Institute 翻譯整理_李琳/Translated by Li Lin
圖1 共享大樓外觀(攝影:Bruce Damonte)
博爾德共享大樓(Boulder Commons,以下簡稱共享大樓,圖1)位于科羅拉多州博爾德市,是美國最大的多租戶共享凈零能耗辦公樓。坐落于落基山麓的博爾德市,是美國21世紀前瞻性思維技術和生活方式的中心,致力于環(huán)境管理、創(chuàng)新的氣候變化解決方案以及創(chuàng)造更健康,更富有彈性的社區(qū)。共享大樓距離市中心約3.22km,占地面積約5400m2,建筑面積約9400m2,集專業(yè)辦公室、餐飲以及社區(qū)活動空間于一體。得益于博爾德市發(fā)達的公交網(wǎng)絡,這里的交通非常便捷。
該項目旨在實現(xiàn)凈零能耗(Net Zero Energy,NZE),并驗證凈零能耗商業(yè)建筑在財務上的可行性。雖然目前只有少數(shù)高能效的建筑達到了“凈零能耗”的標準,由于建筑技術、可再生能源系統(tǒng)和學術研究方面的進步,凈零能耗建筑的實現(xiàn)已經(jīng)越來越可行。
共享大樓由交界街(Junction Place)東側(cè)的南北兩座商業(yè)建筑組成(圖2?3),包含各種社區(qū)層面的元素,如“移動樞紐”,兼?zhèn)渖鐓^(qū)活動室功能的畫廊,中心廣場的咖啡館,以及餐廳,旨在打造一個高度可持續(xù)的商業(yè)開發(fā)項目。建筑的形式考慮了對東側(cè)鐵路線的緩沖和西邊住宅及混合功能建筑的過渡,同時充分利用了太陽能和自然光。南樓毗鄰鵝溪綠道(Goose Creek Greenway),規(guī)劃建成的餐廳將為公眾互動和聚會創(chuàng)造一個絕佳的位置(圖4~7)。共享大樓與鵝溪上的斜橋共同形成景觀軸線,成為交界街轉(zhuǎn)向北側(cè)的視覺節(jié)點。該項目將設計成LEED(Leadership in Energy and Environmental Design,能源與環(huán)境設計先鋒)鉑金標準的綠色建筑。
圖2 建筑西側(cè)實景(攝影:Bruce Damonte)
圖3 建筑中心廣場實景(攝影:Bruce Damonte)
圖4 場地總平面
圖5 北樓一層平面
圖6 南樓一層平面
圖7 立面
共享大樓大部分空間將用于辦公,北樓建筑面積約為5650m2,設有70個地下停車位,包括共享汽車停車位;南樓約為3750m2。共享大樓巧妙地將先進技術和前沿可持續(xù)理念在多樣化的現(xiàn)代設計空間中匯聚,以滿足當今創(chuàng)意公司的需求。靈活的空間設計反應了當下社會的工作風格,從面積465m2到約1675m2整層空間,共享大樓充分考慮了不同公司個性化風格及價值觀的表達。
共享大樓工作空間的布局,旨在提高生產(chǎn)效率,促進溝通并最終提高大樓租戶的盈利。開放式辦公樓層的設計,目的是使工作流程和效率最優(yōu)化。在會議室、廚房和休息區(qū)等公共區(qū)域,工作空間與社交空間相結(jié)合,界限變得柔和而模糊,以鼓勵創(chuàng)造性和協(xié)同合作(圖8)。
開放空間大面積的落地開窗,引入了達科他嶺(Dakota Ridge)和法拉提隆斯山(Flatirons)迷人的西部景色(圖9)。
創(chuàng)造性的環(huán)境首選開放型辦公空間,但一種空間類型無法顧全所有。在整個樓層平面中,也策略性地設置了私人區(qū)域。一些租戶對傳統(tǒng)設計空間的需求,產(chǎn)生了基于常規(guī)辦公室的布局(圖10)。還有一些其他的辦公空間類型者介于二者之間,在共享大樓,由用戶來根據(jù)自身需求選擇空間類型。
共享大樓的兩棟建筑,通過設計新穎的內(nèi)外空間和多功能中心廣場互相連接,使租戶和附近社區(qū)居民可以在此互相溝通、休閑并得以繁榮發(fā)展(圖11)。建筑廣場擁有可持續(xù)的零售、共享汽車和共享自行車設施。這些設施不僅將為住戶提供服務,還將服務于整個社區(qū)。
庭院、平臺和咖啡館,甚至來自地區(qū)藝術家的作品都將營造獨特的空間來促使人們聚集在一起產(chǎn)生互動。從露天廣場到大堂,共享大樓為租戶提供了各種不同的聚會空間:在咖啡店里喝杯咖啡,在餐館里和朋友共進午餐,或者在各種舒適的公共場所享受戶外活動。此外,大堂酒廊還可以布置成“教室風格”,供公司培訓或全體人員會議使用。
當人們置身于建筑南樓一層的餐廳(圖12),可以遠眺鵝溪自行車徑,也可以欣賞法拉提隆斯山景。餐廳供應午餐和晚餐,甚或早餐。一樓設計獨特的咖啡館兼具公共咖啡館和私人俱樂部的功能,在此,租戶可以工作,一起喝咖啡,或者利用私人區(qū)域進行一些小型會議和活動。
圖8 室內(nèi)辦公空間(攝影:Bruce Damonte)
圖9 從平臺遠眺山景(攝影:Bruce Damonte)
圖10 會議空間(攝影:Bruce Damonte)
圖11 多功能中心廣場效果
共享大樓采用了建筑物和社區(qū)的可持續(xù)整體設計,更關注健康和社會福祉、舒適度、在區(qū)域?qū)用嬉?guī)劃減少對諸如能源、水以及材料等資源的消耗。該項目以環(huán)境的可持續(xù)性作為核心設計理念,具有多個綠色創(chuàng)新特點,采用在預算控制內(nèi)的高能效機械、電氣和管道系統(tǒng),推進零能耗最新技術應用,為可持續(xù)發(fā)展設立了新的標桿。
建筑屋頂和部分墻面安裝了太陽能板??屏_拉多州充沛的陽光被引入大樓,LED燈則在室內(nèi)無法進行自然采光時,作為主要的照明光源;先進的供暖和制冷系統(tǒng),可以有效地進行分區(qū)控溫,同時采用了三層隔熱玻璃進一步提高能效。
建筑形體和材料的表達,呼應了不同的立面設計。垂直的金屬板和窗戶被分割成兩部分以達到視覺平衡。東南立面的建筑光伏一體化設計,使建筑構(gòu)件成為裝飾語言的同時也能發(fā)電。玻璃鋼窗和雙層Low-E玻璃,使建筑外圍護結(jié)構(gòu)更加適應博爾德市的極端氣候。精心設計的建筑尺度和窗墻比,確保了辦公室內(nèi)部空間可以實現(xiàn)自然采光,同時可以遠眺法拉提隆斯山脈南部和西部的景觀。
何為近零能耗建筑?凈零能耗建筑每年就地自產(chǎn)能可100%滿足其能源需求(餐廳及咖啡館能耗不計入內(nèi)),基本上意味著產(chǎn)能等同于耗能,盡可能地最小化了用戶的能源足跡。通過在建筑內(nèi)部和外部采用先進的可持續(xù)技術,實現(xiàn)了產(chǎn)能與能耗持平。
共享大樓的建筑設計應用適宜性生物氣候被動式設計策略,使其在最大化舒適度條件下盡可能地減少能源使用并與室外有緊密聯(lián)系。這些策略包括采光、外遮陽、自動內(nèi)百葉窗、自然通風、氣密性良好的外圍護結(jié)構(gòu),以及采用蓄熱材料(thermal mass)來調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度。
3.2.1 建筑圍護結(jié)構(gòu)
大樓的屋頂、墻體和地基共同打造了一個密閉的建筑外圍護結(jié)構(gòu),使內(nèi)部環(huán)境免受外界因素的負面影響,有助于節(jié)能并有益于租戶健康。建筑的3層玻璃窗和關鍵位置的熱敏窗戶將減少夏季得熱和冬季熱損失。
3.2.2 太陽能屋頂和太陽能墻
共享大樓屋頂上共安裝了1072塊高性能太陽能板,東立面則安裝了655個同類型的太陽能板。屋頂?shù)奶柲馨宀捎昧私?jīng)過精心計算的傾斜角度進行安裝,進一步優(yōu)化了太陽能光伏電池的能效。而得天獨厚的地理位置使整個建筑東立面可以被設計成太陽能墻,大幅增加了太陽能發(fā)電量。東立面的光伏墻和屋頂安裝的光伏板提供了72.55kWh/m2的目標能耗強度。這些太陽能光伏板年發(fā)電量預計為511 367kWh。該項目將是第一座使用了垂直建筑光伏一體化設計的凈零能耗建筑(圖13~15)。
圖12 面向鵝溪的南樓和餐廳實景(攝影:Bruce Damonte)
圖14 太陽能光伏立面實景(攝影:Bruce Damonte)
圖13 太陽能光伏立面效果
圖15 屋頂太陽能板
3.2.3 變冷媒流量多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)(Variable refrigerant volume HVAC system)
高效的可變冷媒流量多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng),在提供低能耗暖通空調(diào)解決方案的同時,可以最大程度地實現(xiàn)熱回收。靈活的系統(tǒng)可以方便重新配置,以適應不同類型及規(guī)模租戶的需求。同時,該系統(tǒng)可以按照建筑實際使用單元的需求做出反應,而不是在整棟建筑規(guī)模上調(diào)節(jié)室內(nèi)氣候,大幅提高了效率,減少電力消耗。
3.2.4 租戶參與的能源目標
租戶將有機會在日?;顒又袛U充可持續(xù)實踐方面的知識。通過激勵和友好競爭,以及參與共同的社區(qū)能源目標,租戶可以協(xié)助進一步減少建筑內(nèi)設施的插座負荷。
為了更便捷地接駁博爾德市的交通,共享大樓設計了“移動樞紐”(包括共享汽車計劃和共享自行車站),為租戶提供了地下停車場、共享汽車、免費社區(qū)共享自行車,專用自行車停車場和拼車服務。位于廣場下方的共享汽車停車場,將為租戶提供至少3個共享汽車的車位空間,并隨著利用率的增加而增加額外的空間。租戶可以通過移動應用設備,根據(jù)需要租用車輛或者利用互聯(lián)網(wǎng)在線鏈接進行拼車。地下車庫所有的停車位均可根據(jù)需求擴容安裝充電樁,用于電動汽車充電。
針對傳統(tǒng)的停車需求,該項目設計了高載客量車輛(High-Occupancy Vehicle,簡稱HOV)專用停車系統(tǒng),當租戶參與拼車計劃時,停車費用將更加優(yōu)惠甚或免費。如果租戶喜歡獨自出行,則要為那些搭載朋友出行的租戶提供停車補貼。
是否嘗試過將自行車穿過狹長的大廳或者進入一個狹窄的電梯?這棟大樓將不會再出現(xiàn)這種情景。大樓里永久性自行車停放處和建筑整體化設計,使租戶可以便捷地將自行車攜帶進大樓(圖16)。南樓東側(cè)鵝溪的自行車徑穿過項目中心并連接到移動樞紐中,與未來的公共汽車和鐵路站接駁(圖17)。當人們需要步行外出享用午餐的時候,也可以沿著鵝溪小徑數(shù)英里的礫石鋪裝路面便捷地進入博爾德小鎮(zhèn)的步道系統(tǒng)中。
共享大樓是科羅拉多州第一個凈零能耗租賃建筑,也是美國同類項目中最大的凈零能耗開發(fā)項目。除了在能源效率和可再生能源供應方面處于領先地位之外,它還為凈零能源租賃樹立了新的范例。
圖16 建筑地面的共享自行車及存放處(攝影:Bruce Damonte)
圖17 南樓的自行車徑(攝影:Bruce Damonte)
建筑租約規(guī)定了能源成本如何在租戶和業(yè)主之間分配。通常,這些租約并不能促進節(jié)能。例如,在大多數(shù)毛租賃(Gross Lease)中,由于能源成本根據(jù)租賃面積計算,租戶并沒有動力在其租賃的場所節(jié)約能源。而在凈租賃(Net Lease)中,業(yè)主承擔能效改造成本而節(jié)能收益由租戶享受,業(yè)主沒有動力為其建筑能效系統(tǒng)投資。
凈零能耗租約較為罕見,但它成為了租戶和業(yè)主之間越來越受歡迎的合約,被稱為綠色租賃,可節(jié)省能源和花費。凈零能耗租約還有很大的改進空間。商業(yè)辦公樓能耗約占全美總能耗20%。綠色租賃協(xié)調(diào)了建筑業(yè)主和租戶之間的利益,激勵他們共同努力,以節(jié)省資金,節(jié)約資源,并確保建筑物的有效運作。綠色租賃通過打造創(chuàng)新租賃方式來提高能源效率,可以公平地調(diào)整建筑業(yè)主和租戶之間效率投資的成本和收益。
2016年,凈零能耗建筑獲得了蓬勃的發(fā)展。一份來自新建筑研究院(New Building Institute,NBI)的報告顯示,2015~2016年認證和新建的凈零能耗建筑數(shù)量增長了74%。但與行業(yè)進展速度相比,凈零能耗建筑租賃項目的數(shù)量遠遠落后于業(yè)主自用項目,而在全國范圍內(nèi),超過一半的商業(yè)建筑都是出租的,這是整個行業(yè)長期可持續(xù)發(fā)展的主要挑戰(zhàn)。
雖然,業(yè)主自用型凈零能耗建筑的價值定位相當明確(降低用能和維護成本,提高員工生產(chǎn)力,減少員工病假情況),但租賃用途的建筑對房東和租戶的價值卻需要依賴于更加復雜的關系。如何在能耗以年度為單位進行計算的情況下,校準每個月的能耗與成本?開發(fā)商如何在租戶向電力公司按月支付賬單,而房東希望盡量購買更少(而不是更多)能源的傳統(tǒng)情形下,收回對太陽能光伏系統(tǒng)的投資?租戶如何在僅僅管理和控制一小部分用能設施和設備的情況下,更好地提升能效?反過來,當插座負荷替代照明成為凈零能耗建筑中的最主要的終端用能負荷時,房東如何鼓勵租戶節(jié)約能源?管理這些復雜的關系并為共享凈零目標提供法律保障,就是凈零能耗建筑租賃模式的作用。
博爾德共享大樓僅僅是使業(yè)主、租戶和環(huán)境共贏的綠色租約項目的冰山一角。眾所周知,建筑業(yè)是一個競相效仿的行業(yè)。落基山研究所在其網(wǎng)站上提供了共享大樓租約的開放獲取,希望能分享已有經(jīng)驗,利用創(chuàng)新的租約模式推動凈零能耗建筑市場發(fā)展,以實現(xiàn)氣候目標。同時,研究所還將與博爾德市合作開發(fā)一份完整的凈零能耗建筑租約指南。
共享大樓的建造成本增加了20%。但業(yè)主計劃對這座大樓進行多年,甚至數(shù)十年運營管理,以獲得低租戶周轉(zhuǎn)率和廉價能源賬單的回報。
在共享大樓項目中,開發(fā)商摩根凱瑞(Morgan Creek Ventures)與落基山研究所及其法律顧問團隊合作開發(fā)了創(chuàng)新性的凈零能耗建筑租賃模式,在租戶與業(yè)主之間建立牢固的商業(yè)共贏關系,從而使雙方積極合作以達到項目的凈零能耗目標。在此租賃模式下,雙方在租賃協(xié)議中為建筑的能耗或交通排放等因素設置了用能限額,這些限額將決定項目是否能夠通過其現(xiàn)場可再生能源系統(tǒng)(在共享大樓中是一套596kWh的光伏系統(tǒng))滿足用能需求。例如,落基山研究所獲得的限額是將插座負荷控制在22.07kWh/m2(每平方英尺7kBtu,比美國辦公建筑平均插座負荷低69%,圖18)之內(nèi),如果超過這一限額,將被收取一定的費用來購買可再生能源信用(Renewable Energy Credits,RECs)以抵消超額部分。與此同時,租戶還需要與業(yè)主商討如何更主動地管理能耗。這種機制為雙方帶來了同贏的局面,落基山研究所通過管理插座負荷而擁有對能耗預算分配與管理的控制權,而摩根凱瑞在了解了具體負荷類型后能夠更準確地確定其光伏系統(tǒng)的規(guī)模。
交通相關排放的處理方法與之類似。在租賃協(xié)議中將停車場的部分進行拆分,使停車費用從租賃費用中分離,鼓勵員工使用替代通勤方案。如果員工在通勤中長期使用公共交通、共享汽車或自行車替代私人汽車,就可以降低租賃費用,而房東可以將節(jié)約的停車空間推向市場(停車費用占RMI總租賃費用的約13%)。
圖18 美國部分辦公建筑插座負荷數(shù)據(jù)對比
對落基山研究所而言,因為與其可持續(xù)發(fā)展目標相一致,共享大樓是一個非常好的辦公地點選擇。同時,因為這里條件更好,租金比同一區(qū)域的能效相對較低的建筑更加便宜,因此能夠吸引許多之前可能并不關心可持續(xù)發(fā)展或能源問題的公司。與上一個租用辦公場地相比,在5年的租約中落基山研究所將支付更多的租金,但預計每個月的能源開支將會減少。而如果使用能源配額超量,將不得不用可再生能源信用來抵消。作為回報,該研究所擁有了一個舒適的辦公室,整個團隊工作將會更富有成效。當員工不使用停車位的時候,還將從開發(fā)商那里得到經(jīng)濟獎勵:如果他們選擇步行、騎自行車或者乘坐公共汽車上班,試點計劃將每個月支付額外的75美元。
凈零能耗建筑與并無先例的租賃用途凈零能耗建筑所面臨的最大挑戰(zhàn)之一是:需要在租賃期間對項目進行持續(xù)的年度能耗檢驗,從而對建筑的運行進行持續(xù)的改進。這要求租賃協(xié)議總對建筑的調(diào)試做出特別要求,并與建筑的每一個租戶都保持持續(xù)交流,探索其他提高能效的方式。
此類租賃模式的另一個創(chuàng)新部分是對能耗抵消方式的處理。在共享大樓項目,任何從電力公司采購的能源都需要使用可再生能源信用來抵消。但是,僅依賴于這一種合規(guī)方案,尤其是在可能長達8年以上的長期租約中,會由于信用價格的長期不確定性給項目投資者帶來不安。因此,落基山研究所提議,可以使用其他方式抵消任何可能被使用的“污染”電力,其中包括社區(qū)規(guī)模太陽能、白標簽(能效證書)、從電力公司直接采購的綠色電力或其他“清潔”能源。
共享大樓項目將凈零能耗概念帶入租賃領域,并對租戶使用建筑提供了全新的收費方式。通過開發(fā)為其他項目可以學習的標準模式,推廣租賃用途的凈零能耗建筑。隨著市場對高能效建筑的需求增長速度持續(xù)超越供給速度,凈零開發(fā)模式不僅是更高的環(huán)境標準,還能帶來更高的經(jīng)濟效益。通過這種模式,凈零能耗設計的理念得以實現(xiàn)。
博爾德共享大樓是美國規(guī)模最大的多租戶共享凈零能耗辦公樓,也是博爾德市最環(huán)保的商業(yè)地產(chǎn)項目之一。兩座地標性建筑包括商業(yè)辦公樓和一層餐廳、零售等空間,應用了太陽能光伏立面、自然采光等節(jié)能設計。除了市中心以外,該項目將為博爾德的創(chuàng)意公司和居民提供一個現(xiàn)代化的都市環(huán)境,并為該地區(qū)添加生機。
博爾德共享大樓展示了如何通過可持續(xù)集成設計將環(huán)境與財務的可持續(xù)性結(jié)合起來。業(yè)主將長期持有并運營該建筑,提供一個探索性的多用途開發(fā)項目模式,為使用者、業(yè)主和社區(qū)帶來回報。市場轉(zhuǎn)型研究所(the Institute for Market Transformation ,IMT)和美國能源部(the U.S. Department of Energy)的更佳建筑聯(lián)盟(Better Buildings Alliance)授予共享大樓綠色租賃領導者稱號(該稱號旨在表彰成功實施綠色或“能源一致”租約的公司或團隊)。共享大樓為可持續(xù)發(fā)展設定了更高的目標,而且租戶與開發(fā)商秉承著同樣的責任感。作為主要承租人和合作伙伴,落基山研究所充分考量了業(yè)主與租戶的年度凈零能耗目標與利益,取得了更大的成效。通過市場化的解決方案,該項目推動了整個建筑行業(yè)在凈零能耗建筑、項目和區(qū)域開發(fā)方面的發(fā)展。