本建筑研究的目的是使用整个建筑生命周期评估(WBLCA)和成本估算来了解在功能等效的大质量木材之间进行选择所隐含的碳和美元成本影响, 钢, 混凝土结构系统. 它比较了大量的木材参考建筑——回归形式, 位于丹佛, 科罗拉多到替代设计的冷弯型钢(慢性疲劳综合症)和混凝土. 从隐含碳的角度对这三种体系进行了比较, 建筑成本, 以及施工速度. 建筑设计(结构类型)之间的差异, 附件, 消防, 声学性能, 天花板饰面)也包括在分析中.

“回归形式”建筑研究的目的是与学生一起阅读 大量木材比较生命周期评估系列介绍, 哪些细节方面是该系列所有研究的共同之处, 包括方法, 方法, 范围, 对比设计的符合性, 生命周期评估(LCA)和成本分析, 作为建筑行业应对气候变化和环境退化战略的一部分，隐含碳和生物碳的重要性. 本研究详细介绍了回归形式的具体信息以及系列介绍中的任何变体.

项目背景和备选设计

回归形式的研究比较了多单元住宅建筑的三种结构系统:大块木材, 慢性疲劳综合症, 和混凝土. 参考木结构建筑为IV-B型, 12层, 84个单元的住宅楼, 其中五套是经济实惠的两居室公寓. 该建筑由Katz Development与Wynkoop Investors LLC合作拥有，位于丹佛北河艺术区, 科罗拉多州. 记录建筑师是树鸟，记录结构工程师是KL&一个工程师 & 建筑师，总承包商是Swinerton，由Timberlab提供支持. 该项目预计将成为科罗拉多州最高的木结构建筑, 大约148英尺(45米), 利用丹佛早期采用的2024年国际建筑规范(IBC) IV-B型建筑类型和高大木材的暴露津贴.

在进行本分析时，已提交表格申请许可证, 作者利用了已完成的施工文件. Katz开发公司对大量木材的偏好是由于其市场差异化, 低含碳量, 以及亲生物属性. 在设计过程的早期，大量木材被确定为项目的结构系统. 该项目通过软木木材委员会的2022年大规模木材竞赛:建设净零碳和美国农业部林业局木材创新补助金获得了资助.

比较建筑系统

本研究中比较的三种建筑系统均由KL设计&A与“回归形态”项目建筑师tres birds合作.

参考建筑“回归形式”总高度约为139,000英尺² (12,900 m²)总建筑面积，地上12层，地下无建筑. 基础系统由混凝土钻孔墩之间的等级梁组成，直径从30英寸到48英寸不等. 第1层是一个混合使用的混凝土板，包括一个装载码头, 健身房, 入口通道, 游说团体, 未来的租户空间. 2级和3级由8英寸组成.-厚后张现浇混凝土板，供停车场使用. 第四层是第一层住宅, 由后张现浇混凝土裙台转换板组成, 其厚度因建筑设计的不同而不同. 这些高架混凝土板由18到20英寸的混凝土柱支撑. 宽，30到34英寸. 深的.

第5层到屋顶的总高度约为9万英尺² (8,350 m²)总建筑面积，并利用大量木材框架系统(交叉层压木材和胶合木), 在大型木结构建筑系统部分中描述的是什么. 这些楼层是相对重复的住宅楼层，有顶层公寓和12层的外部舒适空间. 另一种结构系统被用于住宅一级.e.5层到屋顶. 示意图构建部分如图4所示.

丹佛是一个低地震活动性和温和风的地区，设计最终风速为每小时115英里. 回归形式的横向设计是由风荷载控制的. 各级的横向系统由普通钢筋混凝土剪力墙组成，由现浇混凝土垫板和基础上的钻孔墩支撑. The shear walls are located at the two stair/elevator cores; see Figure 5 for the plan layout.

垂直的外壳饰面是玻璃、金属面板和灰泥的组合. 表面处理通常采用聚异氰脲酸盐绝缘材料, 薄板蒸汽屏障, 流体应用水屏障, 还有石膏护墙板. 外墙采用平台框架非承重慢性疲劳综合症螺柱，螺柱腔内采用玻璃纤维绝缘，内部采用石膏板. 车辆停放的水平利用了部分高度, 完全灌浆, 外墙砌体防撞墙, 而不是完全封闭的垂直墙.

屋顶外壳由乙丙二烯单体(EPDM)在盖板上完成, polyisocyanurate绝缘, 在巨大的木材屋顶板上还有一个薄板蒸汽屏障. 在12层的外部舒适空间，完成是基座上的混凝土铺路石. 铺路机的背面是石膏板上典型的EPDM屋面膜, polyisocyanurate绝缘, 还有一个蒸汽屏障.

替代建筑在功能上是等同的，并满足与参考木结构建筑相同的设计标准, 等效建筑面积, 网站定位, 入住率, 规划布局, 地理位置, 负载条件, 性能要求, 符合ISO 14044.2.3.7 (ISO, 2006)和ASTM E2921 (ASTM, 2022).

这三座建筑从四层裙楼及以下使用相同的结构系统, 包括基础, 根据上面施加的不同载荷进行设计修改. 住宅楼层从第4层开始，并在第5层到第12层和屋顶(大块木材)采用替代结构系统, 慢性疲劳综合症, 和混凝土). 对每种材料系统进行了结构设计优化，以真实、公平地展示每种替代方案. 替代设计考虑了建筑物重量对基础的影响, 还有重力和横向系统.

所有三座建筑都使用相同的垂直围护系统, 内墙位置, 住宅单位布局. 在一般情况下, assumptions regarding aesthetic preferences were avoided; the same exterior finishes, 接触结构, 除非另有说明，否则吊顶位置保持不变. 对比设计考虑了建筑物的结构类型及其对防火等级和防火组件的影响, 曝光, 以及材料要求. 这三栋楼的占用率是一样的, which in some cases has more stringent fire ratings than required by the construction type; this was considered in the designs.

可供选择的结构体系及其对防火等级的影响, 消防系统, 基础系统, 重力系统, 侧系统, 地板与地板之间的高度将在以下章节中描述.

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作者:

本系列由KL合作开发&一个工程师 & 建造商/九龙&由美国农业部资助的碳和木制品小组.S. 林业局和软木木材委员会.