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英國政府已經(jīng)為實(shí)現(xiàn)零碳建筑設(shè)定了嚴(yán)格的最后期限，但關(guān)于如何真正實(shí)現(xiàn)零碳建筑卻幾乎沒有指導(dǎo)。為研究和應(yīng)對碳中和目標(biāo)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(xié)會(BCSA)和塔塔鋼鐵(Tata Steel)花了兩年半時(shí)間和100萬英鎊進(jìn)行了一項(xiàng)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(shù)組合，使低碳和零碳建筑成為現(xiàn)實(shí)（而且研究結(jié)果也確實(shí)表明，不管是鋼結(jié)構(gòu)、砼結(jié)構(gòu)，甚至木結(jié)構(gòu)，特定建筑物結(jié)構(gòu)形式對碳排放影響微乎其微）。該研究通過對學(xué)校、倉庫、超市、辦公室和混合用途的五個(gè)典型方案進(jìn)行分析，并分別給出對應(yīng)的解決方案的最佳技術(shù)組合。研究報(bào)告包含了不同方案之間成本差異的細(xì)節(jié)。該系列報(bào)告的綜述部分可以參考：《目標(biāo)：建筑碳中和（1）》，本文是該系列報(bào)告的《混合類建筑碳中和路線》，該份報(bào)告基于一個(gè)既有完工混合應(yīng)用項(xiàng)目，通過附加不同的零碳建造技術(shù)路線及零碳附加措施，對比分析如何以最低的造價(jià)，采用多種技術(shù)組合，滿足政府提出的“優(yōu)秀”評級標(biāo)準(zhǔn)。并對混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了造價(jià)和碳排放方面的對比…… 
英國政府制定了一個(gè)雄心勃勃且具有法律約束力的目標(biāo)[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(biāo)是到2020年減少34%(與1990年的基線相比)。目前，建筑的運(yùn)行占英國溫室氣體排放的一半左右，因此，如果要達(dá)到這些目標(biāo)，就需要對新的和現(xiàn)有的建筑性能進(jìn)行顯著改善。政府宣布，希望新的非住宅建筑在2019年之前實(shí)現(xiàn)零碳運(yùn)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(jīng)明確，通過建筑法規(guī)的L部分，一份可能目標(biāo)的路線圖已經(jīng)到位，為建筑業(yè)提供指導(dǎo)，使其能夠制定解決方案，實(shí)現(xiàn)未來的低碳和零碳目標(biāo)。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(biāo)”計(jì)劃在這一重要而富有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域提供指導(dǎo)，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(jù)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(dú)立的結(jié)構(gòu)中橫向分離，而不是在單個(gè)建筑中垂直分離。許多計(jì)劃以零售為主導(dǎo)，為了應(yīng)對經(jīng)濟(jì)適用房的需求，特別是在市中心位置，許多計(jì)劃包括住宅住宿的元素。
MediaCityUK假日酒店大廈 這項(xiàng)多功能研究的基礎(chǔ)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(gè)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(yù)計(jì)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(xué)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(wù)的廠房。一樓設(shè)有化妝間和化妝區(qū)。建筑內(nèi)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(jié)構(gòu)，鋪設(shè)Slimdek地板。鋼柱位于6.35米/2.6米/6.35米網(wǎng)格上，網(wǎng)格間距為7.5米。兩個(gè)混凝土核心，一個(gè)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(chǔ)為750mm直徑CFA混凝土樁。 
本節(jié)提供了“零目標(biāo)”混合用途建筑研究的關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)，并指導(dǎo)讀者閱讀報(bào)告的相關(guān)部分。獨(dú)立成本顧問估計(jì)，基本建設(shè)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(shù)，可實(shí)現(xiàn)2010年L部分規(guī)定的減少25%營運(yùn)碳排放的目標(biāo)(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(yù)計(jì)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(chǎn)生相對于基本情況下建筑性能的25年凈現(xiàn)值(NPV)節(jié)省620225。參見7.3節(jié)。選擇了兩套更先進(jìn)的能效措施，預(yù)計(jì)將減少36%和41%的受管制碳排放。第一套措施預(yù)計(jì)在25年的時(shí)間內(nèi)具有成本效益，即產(chǎn)生負(fù)的凈現(xiàn)值(相對于基本情況的建立)，而更先進(jìn)的措施則不會，此外還會導(dǎo)致資本成本大幅增加(+4.6%)。參見7.3節(jié)。研究發(fā)現(xiàn)，熱水和輔助能源(風(fēng)扇和泵)是混合用途建筑中最重要的調(diào)節(jié)能源需求，分別占總運(yùn)行碳排放的21%和17%。因此，與這些需求相關(guān)的能源效率措施預(yù)計(jì)將產(chǎn)生一些最大的碳排放削減。參見7.3節(jié)。高效的照明系統(tǒng)加上最佳的玻璃和遮陽設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)可操作的碳減排的關(guān)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(fù)雜性，需要詳細(xì)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(xiàn)，沒有任何一項(xiàng)現(xiàn)場LZC技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)真正的零碳排放，也就是說，在與任何一種能效方案結(jié)合使用時(shí)，可以減少165%的碳排放。通過使用沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)結(jié)合一系列先進(jìn)的能效措施(包B見表1)，現(xiàn)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(yù)計(jì)在25年內(nèi)，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(xiàn)值。參見7.5節(jié)。
46個(gè)現(xiàn)場解決方案(能源效率措施和現(xiàn)場LZC技術(shù)的兼容組合)被確定為該建筑。這些方案中沒有一個(gè)有望實(shí)現(xiàn)真正的零碳排放，盡管有10個(gè)方案有望實(shí)現(xiàn)相對于2006年L部分的100%減排。參見7.5節(jié)。最大的現(xiàn)場碳減排(138%的管制排放量)是通過一系列先進(jìn)的能源效率措施實(shí)現(xiàn)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(fēng)力渦輪機(jī)和一臺提供供暖、熱水、電力和冷卻的沼氣燃料熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)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(jù)預(yù)測，該解決方案相對于基本情況的構(gòu)建性能還能節(jié)省資金，在25年內(nèi)可節(jié)省127,430的凈pv?；趯@座多功能建筑的評估，實(shí)現(xiàn)未來低碳和零碳運(yùn)營目標(biāo)的最具成本效益的現(xiàn)場路線如圖2所示?？赡艿奈磥砟繕?biāo)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(xiàn)場LZC技術(shù)，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(shù)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(shí)現(xiàn)非常低的和零碳的目標(biāo)。BREEAM[1]是英國領(lǐng)先的、應(yīng)用最廣泛的建筑環(huán)境評估方法。基本案例混合用途建筑的估計(jì)資本成本上升為(見第8.1節(jié)):0.14%達(dá)到BREEAM Very Good, 1.58%達(dá)到BREEAM Excellent, 4.96%達(dá)到BREEAM Outstanding。研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(zhì)量對操作碳排放的影響。預(yù)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(chǔ)案例建設(shè)相比，這兩種結(jié)構(gòu)選擇在隱含碳和資本成本方面都有所節(jié)省。這是因?yàn)樵冀ㄖO(shè)計(jì)受到了不同尋常的限制。參見9。相對于基礎(chǔ)建筑，同等水平的平板混凝土結(jié)構(gòu)建筑(選項(xiàng)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(fù)合結(jié)構(gòu)建筑(選項(xiàng)2)的隱含碳影響更低(17.8%)。參見10。
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