落基山研究所/Rocky Mountain Institute 翻译整理_李琳/Translated by Li Lin
图1 共享大楼外观(摄影:Bruce Damonte)
博尔德共享大楼(Boulder Commons,以下简称共享大楼,图1)位于科罗拉多州博尔德市,是美国最大的多租户共享净零能耗办公楼。坐落于落基山麓的博尔德市,是美国21世纪前瞻性思维技术和生活方式的中心,致力于环境管理、创新的气候变化解决方案以及创造更健康,更富有弹性的社区。共享大楼距离市中心约3.22km,占地面积约5400m2,建筑面积约9400m2,集专业办公室、餐饮以及社区活动空间于一体。得益于博尔德市发达的公交网络,这里的交通非常便捷。
该项目旨在实现净零能耗(Net Zero Energy,NZE),并验证净零能耗商业建筑在财务上的可行性。虽然目前只有少数高能效的建筑达到了“净零能耗”的标准,由于建筑技术、可再生能源系统和学术研究方面的进步,净零能耗建筑的实现已经越来越可行。
共享大楼由交界街(Junction Place)东侧的南北两座商业建筑组成(图2、3),包含各种社区层面的元素,如“移动枢纽”,兼备社区活动室功能的画廊,中心广场的咖啡馆,以及餐厅,旨在打造一个高度可持续的商业开发项目。建筑的形式考虑了对东侧铁路线的缓冲和西边住宅及混合功能建筑的过渡,同时充分利用了太阳能和自然光。南楼毗邻鹅溪绿道(Goose Creek Greenway),规划建成的餐厅将为公众互动和聚会创造一个绝佳的位置(图4~7)。共享大楼与鹅溪上的斜桥共同形成景观轴线,成为交界街转向北侧的视觉节点。该项目将设计成LEED(Leadership in Energy and Environmental Design,能源与环境设计先锋)铂金标准的绿色建筑。
图2 建筑西侧实景(摄影:Bruce Damonte)
图3 建筑中心广场实景(摄影:Bruce Damonte)
图4 场地总平面
图5 北楼一层平面
图6 南楼一层平面
图7 立面
共享大楼大部分空间将用于办公,北楼建筑面积约为5650m2,设有70个地下停车位,包括共享汽车停车位;南楼约为3750m2。共享大楼巧妙地将先进技术和前沿可持续理念在多样化的现代设计空间中汇聚,以满足当今创意公司的需求。灵活的空间设计反应了当下社会的工作风格,从面积465m2到约1675m2整层空间,共享大楼充分考虑了不同公司个性化风格及价值观的表达。
共享大楼工作空间的布局,旨在提高生产效率,促进沟通并最终提高大楼租户的盈利。开放式办公楼层的设计,目的是使工作流程和效率最优化。在会议室、厨房和休息区等公共区域,工作空间与社交空间相结合,界限变得柔和而模糊,以鼓励创造性和协同合作(图8)。
开放空间大面积的落地开窗,引入了达科他岭(Dakota Ridge)和法拉提隆斯山(Flatirons)迷人的西部景色(图9)。
创造性的环境首选开放型办公空间,但一种空间类型无法顾全所有。在整个楼层平面中,也策略性地设置了私人区域。一些租户对传统设计空间的需求,产生了基于常规办公室的布局(图10)。还有一些其他的办公空间类型者介于二者之间,在共享大楼,由用户来根据自身需求选择空间类型。
共享大楼的两栋建筑,通过设计新颖的内外空间和多功能中心广场互相连接,使租户和附近社区居民可以在此互相沟通、休闲并得以繁荣发展(图11)。建筑广场拥有可持续的零售、共享汽车和共享自行车设施。这些设施不仅将为住户提供服务,还将服务于整个社区。
庭院、平台和咖啡馆,甚至来自地区艺术家的作品都将营造独特的空间来促使人们聚集在一起产生互动。从露天广场到大堂,共享大楼为租户提供了各种不同的聚会空间:在咖啡店里喝杯咖啡,在餐馆里和朋友共进午餐,或者在各种舒适的公共场所享受户外活动。此外,大堂酒廊还可以布置成“教室风格”,供公司培训或全体人员会议使用。
当人们置身于建筑南楼一层的餐厅(图12),可以远眺鹅溪自行车径,也可以欣赏法拉提隆斯山景。餐厅供应午餐和晚餐,甚或早餐。一楼设计独特的咖啡馆兼具公共咖啡馆和私人俱乐部的功能,在此,租户可以工作,一起喝咖啡,或者利用私人区域进行一些小型会议和活动。
图8 室内办公空间(摄影:Bruce Damonte)
图9 从平台远眺山景(摄影:Bruce Damonte)
图10 会议空间(摄影:Bruce Damonte)
图11 多功能中心广场效果
共享大楼采用了建筑物和社区的可持续整体设计,更关注健康和社会福祉、舒适度、在区域层面规划减少对诸如能源、水以及材料等资源的消耗。该项目以环境的可持续性作为核心设计理念,具有多个绿色创新特点,采用在预算控制内的高能效机械、电气和管道系统,推进零能耗最新技术应用,为可持续发展设立了新的标杆。
建筑屋顶和部分墙面安装了太阳能板。科罗拉多州充沛的阳光被引入大楼,LED灯则在室内无法进行自然采光时,作为主要的照明光源;先进的供暖和制冷系统,可以有效地进行分区控温,同时采用了三层隔热玻璃进一步提高能效。
建筑形体和材料的表达,呼应了不同的立面设计。垂直的金属板和窗户被分割成两部分以达到视觉平衡。东南立面的建筑光伏一体化设计,使建筑构件成为装饰语言的同时也能发电。玻璃钢窗和双层Low-E玻璃,使建筑外围护结构更加适应博尔德市的极端气候。精心设计的建筑尺度和窗墙比,确保了办公室内部空间可以实现自然采光,同时可以远眺法拉提隆斯山脉南部和西部的景观。
何为近零能耗建筑?净零能耗建筑每年就地自产能可100%满足其能源需求(餐厅及咖啡馆能耗不计入内),基本上意味着产能等同于耗能,尽可能地最小化了用户的能源足迹。通过在建筑内部和外部采用先进的可持续技术,实现了产能与能耗持平。
共享大楼的建筑设计应用适宜性生物气候被动式设计策略,使其在最大化舒适度条件下尽可能地减少能源使用并与室外有紧密联系。这些策略包括采光、外遮阳、自动内百叶窗、自然通风、气密性良好的外围护结构,以及采用蓄热材料(thermal mass)来调节内部温度。
3.2.1 建筑围护结构
大楼的屋顶、墙体和地基共同打造了一个密闭的建筑外围护结构,使内部环境免受外界因素的负面影响,有助于节能并有益于租户健康。建筑的3层玻璃窗和关键位置的热敏窗户将减少夏季得热和冬季热损失。
3.2.2 太阳能屋顶和太阳能墙
共享大楼屋顶上共安装了1072块高性能太阳能板,东立面则安装了655个同类型的太阳能板。屋顶的太阳能板采用了经过精心计算的倾斜角度进行安装,进一步优化了太阳能光伏电池的能效。而得天独厚的地理位置使整个建筑东立面可以被设计成太阳能墙,大幅增加了太阳能发电量。东立面的光伏墙和屋顶安装的光伏板提供了72.55kWh/m2的目标能耗强度。这些太阳能光伏板年发电量预计为511 367kWh。该项目将是第一座使用了垂直建筑光伏一体化设计的净零能耗建筑(图13~15)。
图12 面向鹅溪的南楼和餐厅实景(摄影:Bruce Damonte)
图14 太阳能光伏立面实景(摄影:Bruce Damonte)
图13 太阳能光伏立面效果
图15 屋顶太阳能板
3.2.3 变冷媒流量多联空调系统(Variable refrigerant volume HVAC system)
高效的可变冷媒流量多联空调系统,在提供低能耗暖通空调解决方案的同时,可以最大程度地实现热回收。灵活的系统可以方便重新配置,以适应不同类型及规模租户的需求。同时,该系统可以按照建筑实际使用单元的需求做出反应,而不是在整栋建筑规模上调节室内气候,大幅提高了效率,减少电力消耗。
3.2.4 租户参与的能源目标
租户将有机会在日常活动中扩充可持续实践方面的知识。通过激励和友好竞争,以及参与共同的社区能源目标,租户可以协助进一步减少建筑内设施的插座负荷。
为了更便捷地接驳博尔德市的交通,共享大楼设计了“移动枢纽”(包括共享汽车计划和共享自行车站),为租户提供了地下停车场、共享汽车、免费社区共享自行车,专用自行车停车场和拼车服务。位于广场下方的共享汽车停车场,将为租户提供至少3个共享汽车的车位空间,并随着利用率的增加而增加额外的空间。租户可以通过移动应用设备,根据需要租用车辆或者利用互联网在线链接进行拼车。地下车库所有的停车位均可根据需求扩容安装充电桩,用于电动汽车充电。
针对传统的停车需求,该项目设计了高载客量车辆(High-Occupancy Vehicle,简称HOV)专用停车系统,当租户参与拼车计划时,停车费用将更加优惠甚或免费。如果租户喜欢独自出行,则要为那些搭载朋友出行的租户提供停车补贴。
是否尝试过将自行车穿过狭长的大厅或者进入一个狭窄的电梯?这栋大楼将不会再出现这种情景。大楼里永久性自行车停放处和建筑整体化设计,使租户可以便捷地将自行车携带进大楼(图16)。南楼东侧鹅溪的自行车径穿过项目中心并连接到移动枢纽中,与未来的公共汽车和铁路站接驳(图17)。当人们需要步行外出享用午餐的时候,也可以沿着鹅溪小径数英里的砾石铺装路面便捷地进入博尔德小镇的步道系统中。
共享大楼是科罗拉多州第一个净零能耗租赁建筑,也是美国同类项目中最大的净零能耗开发项目。除了在能源效率和可再生能源供应方面处于领先地位之外,它还为净零能源租赁树立了新的范例。
图16 建筑地面的共享自行车及存放处(摄影:Bruce Damonte)
图17 南楼的自行车径(摄影:Bruce Damonte)
建筑租约规定了能源成本如何在租户和业主之间分配。通常,这些租约并不能促进节能。例如,在大多数毛租赁(Gross Lease)中,由于能源成本根据租赁面积计算,租户并没有动力在其租赁的场所节约能源。而在净租赁(Net Lease)中,业主承担能效改造成本而节能收益由租户享受,业主没有动力为其建筑能效系统投资。
净零能耗租约较为罕见,但它成为了租户和业主之间越来越受欢迎的合约,被称为绿色租赁,可节省能源和花费。净零能耗租约还有很大的改进空间。商业办公楼能耗约占全美总能耗20%。绿色租赁协调了建筑业主和租户之间的利益,激励他们共同努力,以节省资金,节约资源,并确保建筑物的有效运作。绿色租赁通过打造创新租赁方式来提高能源效率,可以公平地调整建筑业主和租户之间效率投资的成本和收益。
2016年,净零能耗建筑获得了蓬勃的发展。一份来自新建筑研究院(New Building Institute,NBI)的报告显示,2015~2016年认证和新建的净零能耗建筑数量增长了74%。但与行业进展速度相比,净零能耗建筑租赁项目的数量远远落后于业主自用项目,而在全国范围内,超过一半的商业建筑都是出租的,这是整个行业长期可持续发展的主要挑战。
虽然,业主自用型净零能耗建筑的价值定位相当明确(降低用能和维护成本,提高员工生产力,减少员工病假情况),但租赁用途的建筑对房东和租户的价值却需要依赖于更加复杂的关系。如何在能耗以年度为单位进行计算的情况下,校准每个月的能耗与成本?开发商如何在租户向电力公司按月支付账单,而房东希望尽量购买更少(而不是更多)能源的传统情形下,收回对太阳能光伏系统的投资?租户如何在仅仅管理和控制一小部分用能设施和设备的情况下,更好地提升能效?反过来,当插座负荷替代照明成为净零能耗建筑中的最主要的终端用能负荷时,房东如何鼓励租户节约能源?管理这些复杂的关系并为共享净零目标提供法律保障,就是净零能耗建筑租赁模式的作用。
博尔德共享大楼仅仅是使业主、租户和环境共赢的绿色租约项目的冰山一角。众所周知,建筑业是一个竞相效仿的行业。落基山研究所在其网站上提供了共享大楼租约的开放获取,希望能分享已有经验,利用创新的租约模式推动净零能耗建筑市场发展,以实现气候目标。同时,研究所还将与博尔德市合作开发一份完整的净零能耗建筑租约指南。
共享大楼的建造成本增加了20%。但业主计划对这座大楼进行多年,甚至数十年运营管理,以获得低租户周转率和廉价能源账单的回报。
在共享大楼项目中,开发商摩根凯瑞(Morgan Creek Ventures)与落基山研究所及其法律顾问团队合作开发了创新性的净零能耗建筑租赁模式,在租户与业主之间建立牢固的商业共赢关系,从而使双方积极合作以达到项目的净零能耗目标。在此租赁模式下,双方在租赁协议中为建筑的能耗或交通排放等因素设置了用能限额,这些限额将决定项目是否能够通过其现场可再生能源系统(在共享大楼中是一套596kWh的光伏系统)满足用能需求。例如,落基山研究所获得的限额是将插座负荷控制在22.07kWh/m2(每平方英尺7kBtu,比美国办公建筑平均插座负荷低69%,图18)之内,如果超过这一限额,将被收取一定的费用来购买可再生能源信用(Renewable Energy Credits,RECs)以抵消超额部分。与此同时,租户还需要与业主商讨如何更主动地管理能耗。这种机制为双方带来了同赢的局面,落基山研究所通过管理插座负荷而拥有对能耗预算分配与管理的控制权,而摩根凯瑞在了解了具体负荷类型后能够更准确地确定其光伏系统的规模。
交通相关排放的处理方法与之类似。在租赁协议中将停车场的部分进行拆分,使停车费用从租赁费用中分离,鼓励员工使用替代通勤方案。如果员工在通勤中长期使用公共交通、共享汽车或自行车替代私人汽车,就可以降低租赁费用,而房东可以将节约的停车空间推向市场(停车费用占RMI总租赁费用的约13%)。
图18 美国部分办公建筑插座负荷数据对比
对落基山研究所而言,因为与其可持续发展目标相一致,共享大楼是一个非常好的办公地点选择。同时,因为这里条件更好,租金比同一区域的能效相对较低的建筑更加便宜,因此能够吸引许多之前可能并不关心可持续发展或能源问题的公司。与上一个租用办公场地相比,在5年的租约中落基山研究所将支付更多的租金,但预计每个月的能源开支将会减少。而如果使用能源配额超量,将不得不用可再生能源信用来抵消。作为回报,该研究所拥有了一个舒适的办公室,整个团队工作将会更富有成效。当员工不使用停车位的时候,还将从开发商那里得到经济奖励:如果他们选择步行、骑自行车或者乘坐公共汽车上班,试点计划将每个月支付额外的75美元。
净零能耗建筑与并无先例的租赁用途净零能耗建筑所面临的最大挑战之一是:需要在租赁期间对项目进行持续的年度能耗检验,从而对建筑的运行进行持续的改进。这要求租赁协议总对建筑的调试做出特别要求,并与建筑的每一个租户都保持持续交流,探索其他提高能效的方式。
此类租赁模式的另一个创新部分是对能耗抵消方式的处理。在共享大楼项目,任何从电力公司采购的能源都需要使用可再生能源信用来抵消。但是,仅依赖于这一种合规方案,尤其是在可能长达8年以上的长期租约中,会由于信用价格的长期不确定性给项目投资者带来不安。因此,落基山研究所提议,可以使用其他方式抵消任何可能被使用的“污染”电力,其中包括社区规模太阳能、白标签(能效证书)、从电力公司直接采购的绿色电力或其他“清洁”能源。
共享大楼项目将净零能耗概念带入租赁领域,并对租户使用建筑提供了全新的收费方式。通过开发为其他项目可以学习的标准模式,推广租赁用途的净零能耗建筑。随着市场对高能效建筑的需求增长速度持续超越供给速度,净零开发模式不仅是更高的环境标准,还能带来更高的经济效益。通过这种模式,净零能耗设计的理念得以实现。
博尔德共享大楼是美国规模最大的多租户共享净零能耗办公楼,也是博尔德市最环保的商业地产项目之一。两座地标性建筑包括商业办公楼和一层餐厅、零售等空间,应用了太阳能光伏立面、自然采光等节能设计。除了市中心以外,该项目将为博尔德的创意公司和居民提供一个现代化的都市环境,并为该地区添加生机。
博尔德共享大楼展示了如何通过可持续集成设计将环境与财务的可持续性结合起来。业主将长期持有并运营该建筑,提供一个探索性的多用途开发项目模式,为使用者、业主和社区带来回报。市场转型研究所(the Institute for Market Transformation ,IMT)和美国能源部(the U.S. Department of Energy)的更佳建筑联盟(Better Buildings Alliance)授予共享大楼绿色租赁领导者称号(该称号旨在表彰成功实施绿色或“能源一致”租约的公司或团队)。共享大楼为可持续发展设定了更高的目标,而且租户与开发商秉承着同样的责任感。作为主要承租人和合作伙伴,落基山研究所充分考量了业主与租户的年度净零能耗目标与利益,取得了更大的成效。通过市场化的解决方案,该项目推动了整个建筑行业在净零能耗建筑、项目和区域开发方面的发展。