高层住宅减碳：从混凝土材料开始
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：温迪大厦（The Wendy）
区域：美国南大西洋地区
位置：弗吉尼亚州阿灵顿，Clarendon大道2025号
建筑类型：住宅 – 多户住宅
建筑类型：IA（修改版）*
总建筑面积：约29,600平方米
竣工年份：2024 年
项目团队
建筑师：Cooper Carry
结构工程师：SK&A Structural Engineers
总承包商：John Moriarty & Associates
业主：Greystar
其他团队成员：
混凝土供应商：Vulcan Materials Company
交易伙伴：Schuster Concrete Construction
LEED顾问、生命周期评估：Sustainable Building Partners
* 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
- 除地上楼板外，所有混凝土均采用含30%矿渣的低碳混凝土配合比作为辅助胶凝材料替代品。
- 使用I L型波特兰石灰石水泥。
- 早期的策略规划和持续的评估对于减少材料用量的设计决策至关重要，从而降低了隐含碳。
1. 项目总览与项目目标
温迪大厦（The Wendy）位于弗吉尼亚州阿灵顿，是一座16层高的混合用途多户住宅塔楼。项目地块形状紧凑，呈三角形，位于该县两条主要干道的交汇处，拥有开阔的远景视野。塔楼的形态顺应场地形状，在县政府所在地打造了一个标志性的”熨斗”形建筑门户。其斜面幕墙立面上的每一块玻璃板在一天中反射的光线各不相同，使得建筑立面极具动感。
除了231套住宅单元外，该建筑还设有两层地下停车场和屋顶便利设施（包括游泳池）。建筑底层设有约325平方米的零售空间，以及一个公共广场，通过丰富的景观设计体现了建筑与社区的联系。
该项目在多个类别中实现了一系列可持续性策略，并获得了LEED v4 BD+C多户中高层建筑铂金级认证。本案例研究重点关注项目团队为减少混凝土碳足迹所采用的具体策略，即使用特定产品的环境产品声明，并与美国预拌混凝土协会（NRMCA）的行业平均值进行比较。
2. 项目是如何减少隐含碳的？
早期与设计团队、总承包商和混凝土供应商就低碳混凝土策略进行的讨论，对于确立本项目使用更高比例辅助胶凝材料的混凝土以及使用I L型水泥至关重要。作为阿灵顿县绿色建筑激励政策的一部分，项目需实现至少5%的隐含碳减排，以获得额外的容积率奖励。
团队通过四种相辅相成的方式在混凝土方案中实现碳减排：
1）通过设计优化减少混凝土用量；
2）用辅助胶凝材料替代水泥；
3）选择低碳水泥；
4）从距离项目现场很近的预拌混凝土厂采购混凝土。
首先，在设计阶段，团队通过将基础中最重的混凝土构件之一——筏板——从典型的约1.22米厚减少到约1.02米厚，从而减少了所需混凝土体积。
项目使用的所有混凝土配合比均采用I L型（波特兰石灰石水泥，PLC）而非典型的波特兰水泥。I L型水泥是一种混合水泥，含有5%至15%的石灰石。该产品性能与标准水泥相同，但全球变暖潜能值更低。除用于地上楼板的配合比外，所有混凝土配合比还使用了30%的矿渣作为辅助胶凝材料，从而减少了项目的水泥用量。
混凝土从本地供应商Vulcan Materials Company采购，其工厂距项目现场仅约6.4公里，减少了运输排放。VMC制定了内部可持续性目标，即到2030年将每吨产品的范围1和范围2温室气体排放强度降低10%，并报告其范围3排放。2022年秋季，VMC在DMV地区（华盛顿都市区，包括哥伦比亚特区、马里兰州和弗吉尼亚州）的所有混凝土工厂已全面转用I L型水泥，并为其所有混凝土配合比制作了环境产品声明。在本项目中使用I L型水泥替代普通波特兰水泥，成本持平。
基准条件是如何确立的？
项目团队使用OneClick LCA创建了项目的基准和设计全建筑生命周期评估。除筏板厚度从基准条件的约1.22米减少到设计条件的约1.02米外，基准模型和设计模型的材料数量相同。
本案例研究聚焦于团队全建筑生命周期评估分析的一个子集，其中他们将最终的混凝土设计配合比与项目使用的所有混凝土配合比的2022年NRMCA东部地区基准全球变暖潜能值进行了比较（NRMCA，2022）。NRMCA东部地区基准值和基准数量与项目中使用的每种混凝土配合比的用量相乘，再与通过相同计算过程从特定产品环境产品声明中获取的数值进行比较。
3. 生命周期评估（LCA）方法
所使用的生命周期评估工具/软件：
One Click LCA（结合NRMCA基准值）
4. 基于基准线的隐含碳减排效果（仅混凝土）
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）。总建筑面积由项目团队提供。
- 混凝土基准线全球变暖潜值（A1-A3）
197 kgCO2e/m2
- 混凝土设计方案全球变暖潜值（A1-A3）
154 kgCO2e/m2
- 估算的隐含碳减排量
22%
*基于NRMCA东部地区相应抗压强度的基准值乘以本项目的基准数量计算得出。NRMCA. (2022). National and regional LCA benchmark (industry average) report – v3.2.
图1: 按混凝土强度划分的基准方案和设计方案混凝土总隐含碳比较注：psi指单位面积（1平方英寸）上所能承受的最大压力（磅力），为北美常用的混凝土强度单位。数值越高，代表混凝土强度越高。1,000 psi ≈ 6.895 MPa
5. 项目亮点与经验总结
承包商支持项目目标，并愿意深入了解混凝土配合比规范及I L型水泥。他们认为使用新材料未对工期造成任何影响。
该项目正在申请LEED v4 BD+C多户中高层建筑认证，该评级体系拥有独特的验证流程，导致对项目的可持续性策略和技术进行更严格的审查。基于实现的隐含碳减排，该项目正在争取LEED创新得分。
认证与荣誉
- LEED v4 BD+C多户中高层建筑铂金级认证
案例研究贡献者
- Haley Hiller, Sustainable Building Partners
- Jen Wolf, Sustainable Building Partners
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