Innovative Cities Ideas 创新城市 实现净零实验室 Achieving Net‑Zero Labs Introduction 导语 Challenge the brief 挑战设计任务 Crunch the numbers 计算数据 Build less and zone 少建和分区 Use materials inventively 创造性地使用材料 Specify the kit 规范工具包 Energy plan 能源计划 CN Projects 国内项目 Conclusion 02 结束语 Contents 03 Introduction 导语 Ideas 16 Specify the kit 规范工具包 06 08 10 13 挑战设计任务 计算数据 少建和分区 创造性地使用材料 18 20 23 国内项目 结束语 Challenge the brief Energy plan 能源计划 Crunch the numbers CN Projects Build less and zone Conclusion Use materials inventively Achieving net-zero labs Introduction Ideas 导语 剑桥大学MAXWELL中心 Maxwell Centre, University of Cambridge Introduction 导语 Challenge the brief 挑战设计任务 Crunch the numbers 计算数据 Build less and zone 少建和分区 Use materials inventively 创造性地使用材料 Specify the kit 规范工具包 Energy plan 能源计划 CN Projects 国内项目 Conclusion 结束语 前言 积极应对全球气候问题是我们每个人的责任；我们的日常设计决策直接决定 了我们所创造的科技建筑和研究设施会带来的影响。 BDP的多学科团队经常探讨如何减少实验室建筑的碳影响，虽然有时满足科 学项目的能源需求和独特的技术要求会带来不小的挑战。但事实是，我们承 接的每个项目都必须努力实现碳中和或更好的效果--这不仅仅局限于建筑， 还需考虑后续运营带来的影响。 Ideas 当一个客户问我如何才能完成英国最大的净零碳实验室项目之一时，我与团 队回顾我们最近在该领域的经验，并测试所有决策的影响--无论大小--对隐 含和运营碳排放、对成本和对科学活动的影响。由此，我们确定了推动科学 研究项目碳排放的主要特征，并开发了BDP净零碳工具包，现在我们将其应 用于所有的项目。以下几页简要介绍了隐含和运营碳排放的一些关键因素， 以及我们如何应对这些因素以实现净零排放的挑战。 Keith Papa 基思-帕帕 Architect Director 建筑总监, Head of Science, Research and Technology 科学、研究和技术部总监 04 Introduction 导语 Challenge the brief 挑战设计任务 Crunch the numbers 计算数据 Build less and zone 少建和分区 Use materials inventively 创造性地使用材料 Specify the kit 规范工具包 Energy plan 能源计划 CN Projects 国内项目 Conclusion 结束语 05 导语 创建一个科研建筑会面临碳排放的挑战。 众所周知，科研类是二氧化碳排放密集型的建筑。大多数实验室需要全天候 运行，并满足复杂的环境要求，以制造和储存化学品、生物密封或密切的温 度控制，用于微观、纳米和亚原子规模的工作。化学实验室是最严重的，每 平方米的能耗是普通办公楼的三到四倍。同时，生命科学实验室的耗能设备 （生物隔离装置、大型冰柜、环境生长室、孵化器、烤箱等）的碳足迹也令 人担忧。 Ideas 为了控制振动性能，人们倾向于采用重型建筑，但这往往意味着浇筑大量的 混凝土来形成楼板--而水泥占全球碳排放量的8%。作为设计师，我们必须合 作以实现全球目标，即到2030年将排放量减半，到2050年实现所有建筑的 净排放生命周期。这对实验室来说是一个作出改变的巨大的机会。 曼彻斯特工程校园发展 Manchester Engineering Campus Development Step one 第一步 Challenge the brief Ideas 挑战设计任务 曼彻斯特城市大学，科学和工程大楼 Manchester Metropolitan University, Science and Engineering Building Introduction 导语 Challenge the brief 挑战设计任务 Crunch the numbers 计算数据 Build less and zone 少建和分区 Use materials inventively 创造性地使用材料 Specify the kit 规范工具包 Energy plan 能源计划 CN Projects 国内项目 Conclusion 结束语 07 挑战设计任务 造成实验室过量碳排放的主要原因之 一是无根据的制定行业基准和性能标 准。这可能是由于对建筑性能以及它 与实验室活动的关系的理解不匹配而 发生的，同时不希望限制未来使用的 潜力-这本身就可以构成低碳排放方 法的一部分。 Ideas 与客户和建筑使用者进行充分和公开的交 流，对拟议活动的环境要求进行测试和挑 战，这可以从结构设计、烘暖、通风和空调 （HVAC）方面减少碳排放。这包括调查设 备的隔离情况，根据性能的强度进行分区， 并通过对用途的定义来优化空间。 科学家和建筑师/工程师尽早的交流及决策将 有助于设计的整体发展，在支持科学努力的 同时将碳排放影响降到最低。在我们的一个 项目中，重新设计相邻的交通疏导措施是一 个更具成本效益的措施，有助于控制振动， 而不是仅仅关注建筑结构的性能和规格。 定义未来所需充满了不确定性。通过建筑改 造来实现未来更高的性能要求的情景规划， 可以将最佳性能水平纳入初始设计中，同时 确定后期改进的潜在成本。对基本的建筑技 术性能要求提出挑战，可以避免对建筑结构 和系统的过度规定，确保未来的适应性。 伦敦大学学院皇家自由学院皮尔斯大楼 Pears Building, Royal Free, University College London Step two 第二步 Crunch the numbers Ideas 计算数据 英国剑桥阿斯利康发现中心 图片来源：Hufton + Crow AstraZeneca Discovery Centre, Cambridge, UK Image courtesy of Hufton + Crow Introduction 导语 Challenge the brief 挑战设计任务 Crunch the numbers 计算数据 Build less and zone 少建和分区 Use materials inventively 创造性地使用材料 Specify the kit 规范工具包 Energy plan 能源计划 CN Projects 国内项目 Conclusion 结束语 09 计算数据 必须利用现有的各种工具和情报，对所做的每项决定的碳影响 进行审查和基准化。 Ideas 我们目前正在为英国最大的净零碳实验室，约翰-英纳斯中心（JIC）和塞恩 思伯里实验室（TSL）的下一代基础设施项目进行提案，并与位于诺里奇研 究园的英国剑桥大学研究中心一起工作。我们调查了零碳议程的内容和背 景，考虑到了隐含和运营碳排放的影响，将目前的测量标准应用于项目的各 方各面。我们在第二阶段就进行了TM54分析，评估了建筑的运营性能，这 可以辨别可能减少能源使用的领域。 下一代基础设施项目，诺里奇研究园 Next Generation Infrastructure, Norwich Research Park Step three 第三步 Build less and zone Ideas 少建和分区 奥尔德利公园 Alderley Park Introduction 导语 Challenge the brief 挑战设计任务 Crunch the numbers 计算数据 Build less and zone 少建和分区 Use materials inventively 创造性地使用材料 Specify the kit 规范工具包 Energy plan 能源计划 CN Projects 国内项目 Conclusion 结束语 少建和分区 减少建筑业碳排放的最明显的解决方案是少建。. 对科学家之间的潜在合作且可以共享设施的领域进行探查，提供了优化空间 的机会，我们不断审读从我们的科学研究项目中整理出的指标和基准，寻找 优化空间的方法。在确定剑桥大学Ray Dolby中心（卡文迪许实验室）的设 计方案时，我们与所有无尘室用户一起举办了研讨会，讨论大型、共享、集 中的无尘室配置的好处和挑战。除了减少隐含碳排放，这也增加了空间，鼓 励了合作，简化了操作和技术支持。 Ideas 在约翰-英纳斯中心的下一代基础设施项目中，对实验室和办公室使用情况的 详细研究确定了在不影响研究活动或合作机会的情况下可以节省面积的区 域。办公室面积的减少允许使用更窄的楼板，最大限度地增加采光，降低运 营成本并提高舒适度。屋顶厂房的很大一部分被从内部空间重新划分为外部 空间，使用更少的材料并进一步降低了成本。 剑桥大学雷-杜比中心（卡文迪什实验室） Ray Dolby Centre (Cavendish Laboratory), University of Cambridge 11 Introduction 导语 Challenge the brief 挑战设计任务 Crunch the numbers 计算数据 Build less and zone 少建和分区 Use materials inventively 创造性地使