从结构到材料：蒙诺玛县图书馆霍尔盖特分馆

建筑隐含碳 June 27, 2026

以下内容来源于碳领导论坛Carbon Leadership Forum，下文简称CLF

项目信息

项目名称：蒙诺玛县图书馆霍尔盖特分馆（Holgate Library for Multnomah County）

区域：美国西海岸俄勒冈州波特兰市

位置：弗吉尼亚州阿灵顿，Clarendon大道2025号

建筑类型：其他-图书馆

建筑类型：V-B型*

总建筑面积：约1,951平方米

竣工年份：2024 年

 

项目团队

建筑师：Bora Architecture & Interiors

结构工程师：SK&A Structural Engineers

总承包商：Swinerton

业主：蒙诺玛县图书馆

其他团队成员：

工程木材预施工、数字化施工、预制及安装服务：Timberlab
CLT和胶合木供应商：Kalesnikoff

* 根据IBC（International Building Code）：美国广泛采用的建筑安全规范分类标准，根据建筑材料可燃性和防火等级，将建筑分为 I、II、III、IV、V 五大类，每类下再细分 A（高耐火） 与 B（低耐火） 子类。

隐含碳亮点

  • 工程木混合结构
  • 既有结构构件及既有机电系统得以回收再利用
  • 低碳室内装饰材料

1. 项目总览与项目目标

位于波特兰东南部的蒙诺玛县图书馆霍尔盖特分馆(Holgate Library for Multnomah County)是该县规模最大、能效最高的图书馆之一，其面积是1971年原建筑的三倍，服务于该市最具包容性的社区之一。

该图书馆采用工程木结构，旨在营造公民自豪感，打造健康、鼓舞人心、亲近自然的空间，为不同年龄与背景的读者带来温馨愉悦的图书馆体验。

建筑从蝴蝶的翩翩翅膀中汲取灵感——蝴蝶是韧性、希望、美丽和变革的象征——外覆定制的人字形金属幕墙，营造出宁静而富有动感的光影韵律。Bora Architecture 运用“设计正义”的视角，开展了广泛的社区参与活动，以确保建筑能真实地代表其使用者。这带来了灵活的功能布局和空间设计，包括一个大型家庭游乐学习区、一个专属青少年活动室，以及一个供人们聚会的室外广场。霍尔盖特图书馆的室内设计、外墙色彩和图案均由社区公开投票决定。大厅与外观的装饰由本地艺术家创作，其设计方案同样经过了广泛的社区意见征集。从空间布局到材质细节，处处回应着使用者的期待，让这座新图书馆成为对人与场所的一次包容性致敬。

2. 项目是如何减少隐含碳的？

霍尔盖特图书馆的结构是一种工程木混合结构，在材料效率和功能需求之间取得平衡，以优化隐含碳。一层被划分为多个房间，采用更密集的柱网布局，以适应书库带来的较重楼面荷载。二层则采用更开放的设计，柱网间距加大、柱子数量减少，因为较轻的屋面荷载允许更大的跨度。该方案将工程木材的竖向承载能力与钢支撑框架抗侧力体系进行了策略性结合。

这一创新结构采用了以下形式：

1）交叉层压木材（CLT）楼板作为主要的楼板和屋面板，有效传递重力荷载，并作为水平隔板发挥作用。

2）胶合木（GLT）梁系统为建筑提供主要结构支撑。

3）屈曲约束支撑：这些对角钢构件提供侧向稳定性，确保建筑能够抵抗地震力和风荷载。

项目主要使用的木材品种为花旗松，以其强度高、耐久性好以及在太平洋西北地区的区域可获得性而著称。在选择结构以外的材料时，隐含碳也被纳入考量。地板饰面——特别是地毯砖——其碳足迹低于平均水平。此外，项目团队尽可能回收利用材料，通过避免新材料的制造来进一步减少隐含碳。原有的机电系统被回收并在另一个场地重新利用，原有的结构构件则被回收，用于制作新项目的木制品。

 

基准条件是如何确立的？

基准模型是一个功能上等效但采用钢结构体系的建筑。

除了结构材料及相关饰面外，设计方案还比基准方案采用了更低的窗墙比（同时保持良好的自然采光），以及隐含碳更低的地板饰面，尤其是地毯砖。

 

3. 生命周期评估（LCA）方法

所使用的生命周期评估工具/软件：

Tally

4. 基于基准线的隐含碳减排效果

结果以单位建筑面积的全球变暖潜能值（kgCO2e/m2）表示（即隐含碳强度），基于Tally的输出结果。总建筑面积由项目团队提供。

  • 基准线全球变暖潜值

不计生物碳：562 kgCO2e/m2

计入生物碳：524 kgCO2e/m2

  • 设计方案全球变暖潜值

不计生物碳：299 kgCO2e/m2

计入生物碳：195 kgCO2e/m2

  • 估算的隐含碳减排量

不计生物碳：47%

计入生物碳：63%

*这些数值基于在Tally中勾选“包含生物碳”选项，此时工具将计入生物碳的流动，即生物源（如树木、藻类）而非化石资源所吸收和排放的碳。

图1：基准方案与设计方案的隐含碳强度对比

 

图2. 基准方案与设计方案按CSI分部（Tally材料类别）划分的总隐含碳对比

5. 项目亮点与经验总结

霍尔盖特图书馆的隐含碳分析强调了为“大项”材料（如结构系统）选择低碳材料的重要性，同时也凸显了为项目中大量重复出现的产品和系统（例如窗户系统和地板饰面）选择低碳材料的重要性。

生命周期评估正逐渐成为Bora Architecture & Interiors设计实践中不可或缺的一部分，从设计初期就用以指导每个项目的重大决策和整体形态，并在项目后期用于根据基准验证项目成果。该事务所探索了多种工具以提高生命周期评估的效率，尤其是在设计早期阶段——此时项目各方面变化迅速，进行深入分析的时间相对较少。

Bora发现，在使用生命周期评估来评估设计决策时，重要的是从建筑整体角度考虑任何特定决策的连锁效应。例如，在选择结构系统时，对建筑整体的评估——而非仅仅评估结构材料本身——可以评估相关的影响，例如为遮盖不美观的结构构件而增加的室内饰面所需投入。

该项目也是早期设计决策如何让项目团队将可持续性“融入”设计、避免其益处在此后的设计和施工中被“价值工程”所削弱的成功案例。例如，建筑的体量和朝向——将不透明功能区域布置在建筑的东侧和西侧——有助于优化自然采光和运营能耗。所有这些成果都是在广泛的社区参与过程中实现的，社区参与支持了项目目标与社区期望的统一。

蒙诺玛县图书馆霍尔盖特分馆可持续建筑策略

南北向建筑剖面图

图片来源: Bora Architecture and Interiors 2022

气候：

  1. 工程木结构：采用来自不列颠哥伦比亚省的可持续采伐工程木材，隐含碳排放将减少75%以上。
  2. 优化暖通空调系统：采用辐射地板系统，相比单一空气系统，能提供更舒适的热环境，同时通过更高效的输配方式节约能源。
  3. 全电建筑与LED照明：建筑全部采用LED照明，能效表现优异，净能源使用强度低至21，实现长期能耗降低与运营成本节约。
  4. 现场可再生能源发电：光伏发电系统可满足项目一半的能源需求。屋面空间及未来扩容所需的基础设施已预留到位，使本项目具备净零排放的潜能。

健康：

  1. 室外空间：建筑沿北侧和南侧采用向内折叠的形态，形成两个入口处的可用室外空间，以开放的姿态迎接社区民众进入图书馆。
  2. 视觉通达室外：通过策略性的空间布局与窗户设置，所有经常使用的空间均可直接看到室外。
  3. 自然采光自主性 / 眩光控制：采用迭代式模拟设计，优化自然采光可用性与眩光控制。经常使用的空间实现了40%的空间自然采光自主性。
  4. 化学物质规避：遵循Bora的化学物质规避策略，项目避免使用15种以上在新建建筑中普遍存在的有害化学物质。

公平：

  1. 社区艺术画廊：大厅设有社区艺术画廊墙，用于展示本地艺术家的小型作品，营造充满活力、促进文化交流与社区联结的空间。
  2. 全人群通用卫生间：新图书馆提供面向所有人的卫生间选项，无论其身体能力、性别认同/表达方式或体型大小。

认证与荣誉

  • IIDA俄勒冈州设计卓越奖，2024年，最佳类别（公共与市政）

案例研究贡献者

  • Thuy Le，Bora Architecture & Interiors
  • Niusha Manavi，Bora Architecture & Interiors

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