2023-09-27

实验室是可持续设计的理想实验室吗?- 新闻通讯

我是伍兹贝格的全球可持续发展领导者 Russell Fortmeyer,为您带来另一篇 Not So Much。本月,我一直在思考一个似乎到处都在升温的建筑领域--生命科学。如果你恰好在 9 月 25 日这一周来到华盛顿参加 Greenbuild,请跟我打个招呼!

试管建筑师

多年前,一位建筑师告诉我,在实验室工作的人不喜欢看窗外。不,说真的,他是这么说的。

我只是一个卑微的可持续发展顾问--必要之恶?- 但我在询问,也许是天真地询问,当业主代表坐在房间里时,为什么我们如此努力地使大楼变得生动、温馨、高效和健康,却完全被金属网屏蔽起来。当然,有更简单、更便宜的方法来减少太阳辐射热,但更重要的是,我认为,与天空、地平线和太阳位置的联系,更不用说我们让日光透过玻璃的质量,都是取消金属网的充分理由。

网罩留下来了。大楼呢?这不是我最喜欢的建筑之一,但建筑内的工作对公众健康至关重要。我相信,进行研究的人的动机不仅仅是能看到外面飞翔的鸟儿。但是,如果我问他们对如今的网眼有什么看法,以及网眼是如何永久性地使他们的视线变暗和模糊的,他们会怎么说呢?

实验楼是研究此类问题的理想实验室,因为研究人员非常重视研究,我也是这么认为的。实验室建筑之所以成为理想的实验室,还因为它们通常具有巨大的工艺能耗负荷,任何微小的能效改进,尤其是那些可以持续测量和改进的能效改进,都能带来巨大的经济回报。很难想象有哪种建筑类型可以通过采用单一技术(如低速通风橱)实现如此显著的节能效果。就能源需求密度而言,实验室与快餐店不相上下。根据劳伦斯伯克利实验室的建筑性能数据集,一栋实验室建筑的能源使用强度可达 200 至 500 kBtu/平方英尺-年(相比之下,办公室的能源使用强度为 30 至 60 kBtu/平方英尺-年)。

实验室通常是机构或业主自用的,因此更容易展示新技术在运营能源底线方面的潜在优势,通常还能带来更健康、更高效的人员空间等附带效益。这也是空气质量检测系统首先在实验室建筑中得到推广的原因之一,该系统从房间中采集微量样本,作为调节供气量的依据。

实验室是为数不多的几种建筑类型之一,在这些建筑中,使用者并不总能选择在家办公,那么在大流行后,有哪些经验可以借鉴到这些空间中,使其变得更加灵活、更加环保,以及更不像办公室呢?首先,我们当然应该禁止将室外金属网作为建筑遮阳设备(我唯一的例外是停车场)。

室外空间是新的室内空间,这是适用于大多数商业和机构项目的最大经验,尤其适用于实验室。虽然实验室建筑中实际的实验室空间可能占到建筑面积的一半或更多,但建筑中不属于机房的其他部分往往是写作或协作空间,或者只是典型的开放式或其他形式的办公室。将用于休息的露台或用于偶然会面的室外通道整合在一起,可以让研究人员的一天变得更加舒适,因为他们可能不得不呆在电灯和过冷空气的实验室里。

我们并不总是有机会在场地或项目简介中加入室外空间,但我们可以通过其他方式实现这些优势,例如中庭。位于阿德莱德的南澳大利亚健康与医学研究所(SAHMRI,下图)获得了 LEED 金牌认证,其东西两侧的中庭空间扮演着不同的角色--引路、流通、会议空间、环境调解员,也许最重要的是,它还是激发合作研究的社交连接器。

目前,我们正在为一个气候炎热、相对潮湿的研究区开展竞赛活动,因此室外空间的问题就有了更多的细微差别--如何将一年中舒适的季节延长到四五个月以外?当然,可以考虑的策略有很多,其中大型室外风扇和雨篷是最适合气候的。

但当我被问及先例时,我不禁想起了位于坦佩的亚利桑那州立大学社会科学大楼。这座教学楼由已故建筑师拉尔夫-哈弗(Ralph Haver)设计,于 1960 年竣工,其中包括一个中央庭院,庭院部分用帆布屋顶覆盖,用于遮阳和过滤光线,还有一个喷泉,并巧妙地利用机械系统的排气百叶将冷却空气 "倾倒 "在地面上,使空气分层,将热量排出。将景观融入庭院,增加了生物亲环境体验,加强了我们对庭院提供的远离沙漠极端环境的喘息机会的心理反应。  

无论是在南澳大利亚医学研究院(SAHMRI)还是在亚利桑那州的哈弗大楼,这些环保举措在很大程度上都有赖于精明的规划,而这可能是 "成本中立 "的(如果我们非要这么说的话!),并且只有在设计团队在设计的最初阶段就进行了正确的对话时才能实现。在亚利桑那州的例子中,正确选择 SAHMRI 的核心区或将排气管道设置在庭院附近,都能使设计支持各自组织的社会和环境愿望。我的诊断?如果你不愿意在设计中进行试验,那么运行结果可能会有所不同。

我在读什么?

每当我开始秋季学期的教学工作时,我总会重温我最喜欢的一本书--建筑师基尔-莫伊(Kiel Moe)2010 年出版的《建筑中的热活性表面》(Thermally Active Surfaces in Architecture)。这本书是建筑学中关于机械系统的书籍中比较通俗易懂的一本,它有力地论证了水力系统在热传递方面的重要性,而不是美国普遍采用的效率较低、有些笨拙的全空气方式。作为建筑冷梁的长期支持者,看到这么多将辐射系统巧妙地融入建筑的精彩案例研究,我感到非常振奋。

在过去的两个月里,我们一直在研究伍兹贝格 工作室的碳政策,试图了解监管机构越来越多地要求设计团队对运营碳和内含碳进行核算时的关注点。碳领导论坛(CLF)于2017年发布的 "内含碳基准研究"(Embodied Carbon Benchmark Study)虽然已有数年历史,但仍不失为思考建筑生命周期的良好资源。同样是在 2017 年,英国皇家建筑师协会(RIBA)发布的《建筑师的内蕴碳和全生命周期碳评估》(Embodied and whole life carbon assessment for architects),也是一种有助于构建对话框架以及如何将其与设计阶段联系起来的方法。

我还是早期有关可持续设计的零散书籍的超级粉丝,这些书籍通常与 20 世纪 60 和 70 年代的离网生活或另类生活有关。今年夏天,我买到了一本 1975 年出版的《其他住宅和垃圾》,作者是吉姆-莱基、吉尔-马斯特斯、哈里-怀特豪斯和莉莉-杨,书中对设计和建造许多建筑系统进行了详细而有用的指导,以实现热能控制或水的再利用,这样的房子在今天可以获得许多 LEED 分数。我喜欢这些书中的插图,这似乎是一门失传的艺术。这本书的主要观点仍能引起共鸣--第一原理思维和基础物理学一如既往地具有现实意义。