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Diez estrategias para el diseño sostenible del laboratorio

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La revisión del extractor y de la ventilación del laboratorio, compartiendo recursos y competiciones del marco de la capilla del humo es todos los componentes de diseñar y de funcionar un laboratorio sostenible acertado.

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El diseño sostenible ha crecido en prominencia estos últimos años mientras que la mayoría de los proyectos aspiran a un cierto nivel de diseño ambientalmente consciente. Las instituciones de investigación ahora reconocen las consecuencias para el medio ambiente significativas de sus instalaciones del laboratorio, y los dueños están dispuestos a pensar creativo para reducir la utilización del recurso, para mejorar ambientes interiores y para ahorrar costes de capital. Este artículo proporciona un sistema de 10 estrategias prácticas para ayudar a la toma de decisión de la guía a elevar más lejos el diseño sostenible del laboratorio, con respecto la utilización del recurso, la huella del carbón y a la viabilidad de largo plazo. Los dueños, los arquitectos, los ingenieros, y los contratistas pueden utilizar estas herramientas para llevar a cabo mejoras estéticas y operacionales positivas sin sacrificar la funcionalidad de la base crucial investigar, con la esperanza de hacer éstos trivialidad de las estrategias en un futuro próximo.

1. Densidades de energía de iluminación reducidas

La iluminación hace un promedio del 10 a 14 por ciento de uso de energía total del laboratorio. Los códigos técnicos de la edificación conducen continuamente abajo de umbrales de las densidades de energía de la iluminación (LPD) en las áreas específicas, que se pueden complementar por la iluminación localizada de la tarea para los usuarios y/o las tareas que requieren mayores niveles de la iluminación. Otras reducciones están emergiendo debido a la asequibilidad cada vez mayor de los LED para la iluminación ambiental y de la tarea, que reduce uso de energía, particularmente las cargas de enfriamiento. Combinar reducciones de la densidad con los niveles apropiados de controles de la luz natural y de la iluminación puede proporcionar ahorros de la energía aún más totales.

El planeamiento espacial es también un componente crítico en éxito de esta estrategia. Los espacio-laboratorios regularmente ocupados, las oficinas, las salas de conferencias y la rotura cuarto-deben tener acceso al perímetro que esmalta para aprovecharse de la luz natural, mientras que especialidad-utilice y las áreas non-regularly ocupadas deben evitar el perímetro. Logrando la equilibrio razonable correcta entre el acceso a la luz del día, los controles y los accesorios eficientes pueden reducir más lejos LPD sin sacrificar comodidad visual o el drenaje de presupuestos de proyecto.

2. Gestión de datos de largo plazo

La investigación de cómputo está complementando cada vez más, y a veces el reemplazo, tradicional mojó ciencia banco-basada. El modelado de Digitaces de experimentos permite a investigadores probar rápidamente ideas virtualmente, replegando solamente los resultados más prometedores físicamente en el laboratorio mojado. Las instalaciones están haciendo el mayor uso de centros de datos en sitio de procesar la cantidad masiva de datos generados por estas pruebas; sin embargo, esto exige mucho de espacio, la energía para refrescarse y la inversión de capitales en tecnologías constantemente de desarrollo. La nube que computa es la frontera siguiente de la gestión de datos, permitiendo que los laboratorios reciban almacenaje de datos en sitio mínimo mientras que cosecha las ventajas de la capacidad ilimitada, la tecnología continuamente actualizada, el espacio ahorrado y las cuentas para uso general reducidas. Varios cañizos existen actualmente para las instituciones en la ejecución de la nube que computa, incluyendo el HIPAA y las otras preocupaciones de la aislamiento y confiabilidad de la conectividad.

3. Cogeneración

Las instalaciones de investigación grandes con altos costes para uso general eléctricos y la demanda termal y eléctrica concurrente se están beneficiando de la cogeneración (co-GEN). Co-GEN utiliza típicamente el gas natural (y a veces la biomasa) como combustible de la combustión para generar electricidad, mientras que captura el calor residual bajo la forma de vapor y/o agua caliente. Esto se puede utilizar para la calefacción del edificio, la agua caliente, las demandas del proceso e incluso refrescarse. En regiones donde está barato el combustible y la electricidad es costosa, y particularmente donde están disponibles los programas incentivos, co-GEN puede ser altamente rentable. Puede también ser una de las oportunidades más grandes de reducir la huella del carbón de una facilidad porque la electricidad de la rejilla da lugar a menudo a emisiones de gases de efecto invernadero mucho más altas. Si se localiza un laboratorio donde está fácilmente disponible el combustible de la biomasa, esto puede ser un paso importante hacia llegar a ser carbón-neutral.

4. Pompas de calor

Las pompas de calor están disponibles en todas las formas y tamaños, de las plantas tierra-juntadas importantes del refrigerador de la recuperación de calor para los pequeños sistemas de la aire-fuente VRF, y son probablemente eficaces en cualquier proyecto, sin importar tamaño. Las calderas típicas maximizan eficacia en el 95 por ciento, pero puesto que las pompas de calor no dan vuelta al combustible en calor-ellos transfieren simplemente calor a partir de un lugar a otro-ellos pueden alcanzar el 300, 400, 500 por ciento y eficacias más altas, dependiendo del sistema y de las condiciones. Puesto que funcionan en electricidad, las pompas de calor pueden ser un componente dominante del diseño de la cero-red-energía cuando los proyectos también incorporan tecnologías de la energía renovable.

5. Viveza

La viveza es en la vanguardia del diseño de facilidad sostenible debido a impactos del cambio de clima, tales como inundación creciente, desastres naturales y temperaturas extremas. Los laboratorios representan una inversión de capitales enorme y pueden exacerbar daño a sus alrededores debido a la naturaleza peligrosa de algunas actividades de la experimentación. Un laboratorio “resistente” no mira/funciona diferentemente de un laboratorio típico; refleja una filosofía del pensamiento de largo plazo para asegurar el edificio puede mantener operaciones, integridad estructural y seguridad durante los acontecimientos posibles peores del tiempo.

Por ejemplo, la colocación de mecánico vital, eléctrico y del equipo de bombeo sobre niveles de inundación previstos aumenta viabilidad de largo plazo en caso de inundación prolongada. Esto abre la oportunidad para los espacios sociales en el grado, que podría promover público la investigación que era conducida y/o servir como amenidades del público/del personal. Otra oportunidad resistente está introduciendo la ventilación natural en ciertos espacios dentro del laboratorio. Normalmente, esta característica es una medida del ahorro de la gratificación/de energía del empleado, pero durante un acontecimiento catastrófico con las interrupciones prolongadas de la HVAC, podría ser los medios por los cuales el edificio es ventilado. La viveza debe llevar poco premio agregado del coste, pues es menos confiada en características del diseño y más indicativa de buen diseño. En el futuro, el nivel de resistencia podía determinar la asegurabilidad de las estructuras situadas en áreas sabidas del riesgo.

6. Energías renovables

Las energías renovables integradas el edificio más común incluyen el viento, el photovoltaics solar (picovoltio) y la termal solar. El picovoltio ha llegado a ser cada vez más eficiente y comprable debido a los precios del equipo, los incentivos y los créditos reducidos de la energía renovable (RECs) del gobierno. El cañizo principal a ejecutar de proyectos solares ha sido extensivamente su coste inicial. Inversamente, muchos abastecedores solares ofrecen a dueños las ventajas de los sus paneles (energía limpia en un precio reducido, fijo) a cambio de uso de su espacio disponible en sitio con los acuerdos de compra de la energía (PPA). Este contrato tranferible (típicamente 20 años) se asegura que la energía producida por los paneles de un abastecedor sea comprada en total por el dueño. Todo el primer coste y mantenimiento en curso es cubierto por el abastecedor, cuyo lo beneficioso confía en distribución de energía. La eliminación de este cañizo significa que el dueño puede invertir en un premio estructural leve para manejar la carga agregada y para pagar apagado este premio con ahorros de la energía en curso vía la tarifa fija de la energía.

7. Tableros de instrumentos del edificio/interfaz utilizador

Hay muchos acercamientos al edificio que mide, pero es crucial utilizar esta información para realzar funcionamiento del edificio. Algunas estrategias confían en el control remoto y algoritmos para detectar automáticamente ediciones y para sugerir la acción correctiva al personal de las instalaciones. Otros sistemas confían en el abastecimiento de la regeneración gráfica inmediata a los usuarios y la educación y contratarellos de a esfuerzos de la energía-reducción. Estas representaciones gráficas se pueden utilizar en el laboratorio para ayudar a cambiar comportamientos del usuario. Un ejemplo es pies cúbicos por los contadores minuciosos (CFM) que exhiben tarifas en tiempo real del extractor del laboratorio. Cuando los marcos de la capilla del humo están abiertos, la exhibición de CFM sube. Las instituciones están utilizando estos datos para celebrar competiciones amistosas con los incentivos para los usuarios del laboratorio, animándolos a cerrar el marco cuando las capillas del humo son paradas. La diversión, los programas baratos que contratan a usuarios a maneras significativas paga dividendos enormes durante la vida de un edificio.

8. Distribución de la colaboración/de recurso

La colaboración es un palabra de moda de la industria ese se centra típicamente en la distribución de ideas con otros equipos de investigación dentro de una organización de aumentar el índice de descubrimiento. La colaboración de extensión en la distribución de recurso es una manera para que las instituciones reduzcan la cantidad y el coste de equipo de laboratorio. Muchos laboratorios reservan las capillas del humo semejantemente a cómo los personales de la oficina reservan las salas de conferencias. Cuando se comparten los recursos, menos espacio necesario-está comparando para bajar coste operacional y de mantenimiento. Otros ahorros ocultados de una colaboración más alta son evidentes al considerar tiempo. Cuando los esfuerzos acertados se terminan en menos tiempo y con mayor eficacia, la institución entera se beneficia de la mayor velocidad-a-producción.

9. Diseño y el comisionar del sobre del edificio (BECx)

Mientras que los edificios llegan a ser más eficientes y mientras que las tarifas del extractor se reducen continuamente, el sobre del edificio se convierte en un conductor más grande del consumo de energía del laboratorio. Los tres “agujeros más grandes” de laboratorios típicos incluyen: satinado, infiltración y enlace termal. La cantidad óptima de satinado en laboratorios es <30 percent="" of="" the="" wall="" area="">

Los códigos contemporáneos de la energía especifican el “aislamiento continuo” para tratar el enlace termal, significar solamente los sujetadores (los clavos y los tornillos) puede penetrar el aislamiento continuo (los elementos no estructurales, por ejemplo ladrillo-atan y los z-girts). La mayoría de los edificios no resuelven niveles mínimos del aislamiento del código debido a este malentendido común. Varios productos están disponibles reducir al mínimo termal tendiendo un puente sobre, por ejemplo los canales de la fibra de vidrio, los lazos termalmente rotos del ladrillo, los espaciadores plásticos estructurales para las conexiones de acero y las cuchillo-placas para apoyar el alivio de ángulos. Especificando estos productos y contratando QA/QC apropiado, el boquete entre el uso de energía previsto y real enangostará continuamente.

10. Extractor y ventilación del laboratorio

La última tendencia del diseño del laboratorio de la cero-red-energía implica el sinergizar de las estrategias que reducen dramáticamente tarifas del extractor y apoyan un ambiente de interior más sano: las capillas filtradas del humo + la supervisión de la recuperación de calor de la rueda de la entalpia + de la calidad del aire + redujeron mínimo aire-cambian tarifas + enfriamiento suplemental hydronic.

Las capillas del humo de Filteed capturan los contaminantes dentro de un banco de filtros integrados, tapa-montados y lanzan el aire filtrado directamente nuevamente dentro del cuarto. Mientras que éstos pueden no ser aplicables para todos los laboratorios, capturan una amplia gama de productos químicos, están llegando a ser mas comunes y reducen perceptiblemente demanda del extractor. Una ventaja agregada es el extractor restante es extractor general del sitio (extractor no dedicado de la capilla del humo), significando que las ruedas de la entalpia se puede utilizar para la recuperación de calor sin la preocupación significativa por el aire cruz-contaminante de la ventilación. Puesto que el aire del laboratorio se filtra continuamente de impurezas y los productos químicos no se están agotando en el ambiente ambiente, la calidad ambiental de interior se mejora sumamente.

Una vez que las tarifas del extractor no son conducidas por las capillas del humo, la tarifa mínima del cambio del aire (ACR) setpoint puede ser reducida. La supervisión de la calidad del aire agrega una capa adicional de seguridad detectando emisiones fugitivas, que activa una alarma y aumenta el extractor a una tarifa más alta de la purgación. Esta combinación de estrategias reduce los 6 ACH típicos fácilmente a 4 ACH, baja posiblemente. Durante períodos vacantes, 2 ACH (baje posiblemente) son aceptables.

Puesto que es poco probable que los laboratorios múltiples experimenten derramamientos simultáneos, el sistema de la HVAC se puede diseñar para purgar únicamente dos zonas inmediatamente, ahorrando primer coste significativo. Después de esto, las cargas de enfriamiento se convierten en el conductor primario de la circulación de aire. La demanda restante se puede superar con el enfriamiento hydronic suplemental vía las unidades de la bobina del ventilador o las unidades de la bobina del ventilador que sirven vigas enfriadas. Esto da lugar al desemparejamiento casi completo de la ventilación y de los sistemas de espacio-condicionamiento. Total, esta combinación de estrategias puede reducir el consumo de energía del laboratorio por lo menos el 50 por ciento.

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