آزمایشگاه دانشگاه الگویی جهت استفاده بهینه از انرژی – بخش سوم

لابراتوری نمایشگاه-بخش2
آزمایشگاه دانشگاه الگویی جهت استفاده بهینه از انرژی – بخش دوم
مهر ۸, ۱۳۹۷
محاسبه بارهای حرارتی و برودتی
محاسبه بارهای گرمایی و سرمایی – بخش اول
مهر ۱۵, ۱۳۹۷

آزمایشگاه دانشگاه الگویی جهت استفاده بهینه از انرژی – بخش سوم

ماخذ: نشریه اشری – جولای ۲۰۱۷

مسعود میرمیران

…………

تأمین اهداف پایداری در آزمایشگاهی مجهز به ۱۴۲ هود آزمایشگاهی، چالشی بزرگ برای مهندسین طراح می‌باشد. این طراحی می‌تواند حتی وقتی این‌گونه آزمایشگاه‌ها نیاز به انعطاف‌پذیری جهت ایجاد تغییرات سریع مثلاً تغییر شکل آزمایشگاه از سیستم مرطوب به نوع خشک دارند، ماهیتی پیچیده‌تر به خود بگیرد. هر دو نمونه این سیستم‌ها در ساخت آزمایشگاه‌های آموزشی دوره کارشناسی دانشگاه جآن‌هاپکینز مورد توجه قرار گرفته‌اند.

طراحان با ایجاد ساختمانی که در سال ۲۰۱۶ در مقایسه با استاندارد خط مبنای ۲۰۰۷-۹۰.۱ اشری، ۵۰% انرژی کمتری مصرف می‌نمایند به اهداف مورد نظر رسیدند. این کار به کسب گواهی‌نامه پلاتینیوم LEED  برای ساختمان هم کمک کرد.

 

جهت جلوگیری از ایجاد پروسه میعان روی تیرهای سرد و سیستم لوله‌کشی، میزان رطوبت در زیر۵۶ درجه فارنهایت(۱۳درجه سانتی‌گراد) نقطه شبنم(کمتر از۵۵% RH)تحت کنترل قرار می‌گیرد. دمای هوای فضای کاری نیز بین ۷۲تا۷۴ درجه فارنهایت (۲۲ و ۲۳ درجه سانتی‌گراد) حفظ می‌گردد.

 

نوآوری

 

نوآوری واقعی ساختمان فقط مربوط به سیستم‌ها و فن‌آوری‌های آن نمی‌شود بلکه همچنین در ارتباط با این موضوع که چگونه سیستم‌ها مکمل یکدیگر می‌باشند و با الهام از مهندسی معماری طرحی ساده و با کیفیت را با بهره‌برداری از تمامی استانداردهای مربوط ایجاد نموده‌اند نیز قرار می‌گیرد.

آزمایشگاه‌های آموزشی دانشگاه در کنار ساختمان موجود احداث گردیده و تطابق ارتفاع با ساختمان اصلی (یعنی ۱۳ فوت، ۴ اینچ [۴.۱ متر]) چالش مهمی بوده است.

سیستم جابجا کننده هوای خنثی در یک روند اشتراکی با تیرهای سرد و هودهای با کیفیت عالی توانسته‌اند در حد قابل‌توجه ای سایز کانال‌های عبور هوا کاهش دهند که بدین ترتیب امکان توزیع مکرر هوا و خروج غبار سقفی در ارتفاع ۹فوت، ۴اینچ (۲.۸ متر) را در تمامی آزمایشگاه‌ها از جمله آن‌هایی که تراکم زیادی را در محیط هودها دارند فراهم می‌گردد.

این مطلب را هم بخوانید  سرمایش برای مسافران خطوط هوایی - بخش اول

سیستم‌ها جهت ایجاد انعطاف و انطباق‌پذیری با تحقیقات و آموزش علوم متقارب و متغیر یعنی در جائیکه تغییرات سریعی در فضای آزمایشگاه نیازی باشد مثلاً تغییر کلاس یا آزمایشگاهی که در ارتباط با مواد شیمیایی بیولوژی و محلول‌ها کار می‌نمایند، (WET LAB)، آزمایشگاه‌ها علوم ریاضی و رایانه‌ای (DRY LAB) و کارکردهای میان‌رشته‌ای و چند رشته‌ای طراحی گردیده‌اند. برای مثال طراحی تیر سرد در تمامی آزمایشگاه‌ها به‌صورت استاندارد صورت پذیرفته است. این عمل امکان تغییر ساختار آزمایشگاهی را که با محلول‌ها و علوم شیمی کاری نماید به‌صورت آزمایشگاه علوم ریاضی و رایانه و بالعکس را از طریق ایجاد تغییرات در میزان جریان هوای تبادلی و خروجی بدون آنکه نیازی به ایجاد  تغییرات فیزیکی در سیستم باشد (کانال‌های عبور هوا، تیرهای سرد و سیستم‌های هوا و غیره) فراهم آورده است.

این پروسه استانداردسازی و انعطاف‌پذیر بودن تضمین می‌کند عملکرد انرژی در اصلاحات آتی با مشکل مواجه نمی‌شود.

 

عملیات و تعمیر و نگهداری

 

تجهیزات HVAC، طوری مرکزی و طراحی گردیده‌اند که نیاز چندانی به تعمیر و نگهداری نداشته باشند.

سه سیستم‌ AHU بزرگ که در پنت هاوس نصب گردیده‌اند جریان هوای رفت را تمام ساختمان منتشر می‌نماید. گروه شیرآلات به‌جای اینکه در قسمت بالائی قرار بگیرند، در کنار شفت‌ها نصب‌ شده‌اند و شیرآلات خروج گاز ونتوری نیز در کنار آن‌ها قرار گرفته‌اند(عکس۲).

پایانه‌های هوای رفت ( جعبه‌های VAV و شیرآلات ونتوری) جهت ایجاد راحتی در دسترسی، طراحی و در کریدور خارج از آزمایشگاه قرار گرفته‌اند(شکل۳). سقف‌های آزمایشگاه‌ها درست در مقابل ساختار قرارگرفته‌اند تا امکان دسترسی راحت به خدمات عمومی فراهم آید.

آزمایشگاه‌ها با استفاده از یک روش پیش ساخته طراحی گردیده‌اند و راه‌های عبوری، ‌اندازه‌ها و سیستم‌های قطع عملکرد همگی ساختاری استاندارد دارند. این باعث ایجاد تسهیل در روند تعمیر و نگهداری می‌شود.

این مطلب را هم بخوانید  آغاز ثبت نام نصب و راه اندازی پکیج های دیواری(همراه با کارگاه عملی)

ضروریات تعمیر و نگه‌داری فن‌آوری‌های جدید در روند کامل مورد بازبینی و بررسی مالک در طی انجام پروسه طراحی قرار می‌گیرد.

کدها و استانداردهای ایمنی در خصوص چرخ‌های خشک‌ ساز

 

وقتی‌که چرخ‌های خشک‌ساز را برای آزمایشگاه‌ها در نظر داشته باشیم، تیم طراحی بایستی تعدادی از کدها و استانداردها را از جمله ضروریات مربوط به روش دفع خطرات لحاظ شده در کد مکانیکی بین‌الملل(IMC) سازمان آتش‌نشانی ملی(۲۹.۵)ANSI/AIHA/ASSE ، استاندارد ملی تهویه آزمایشگاهی امریکا، و استاندارد طبقه‌بندی هوای۶۲.۱  اشری را مدنظر قرار دهند.

اگر گازهای خروجی از هود حسب قوانینی کد مکانیکی بین‌المللی IMC خطرناک تشخیص داده شوند، خروج گاز چند راهه از مناطق کنترل جداگانه محدود و حتی امکان بازیابی ممنوع می‌شود و یا کارکرد آن را مقرون‌به‌صرفه ندانسته و از کارکرد آن جلوگیری به عمل می‌آید.

قانون استاندارد اشری ۲۰۰۷-۱.۶۲ خروجی گاز از هود را به‌عنوان هوای رده ۴ طبقه‌بندی کرده و روند ایجاد جریان مجدد را مجاز نمی‌داند و این امر به‌صورت مؤثری استفاده از چرخ‌های خشک‌ساز را به علت آلایندگی مجاز نمی‌داند.

در استاندارد اشری۲۰۱۳-۱-۶۲ ضمیمه‌ای لحاظ گردیده که اظهار می‌دارد کارشناسان بهداشت محیط و ایمنی می‌توانند خروجی گاز هود را در طبقه۳ بر اساس مواد شیمیایی حجم کلی گاز خروجی، سیستم‌های مورد استفاده و رسوبات حاصله در دستگاه بازیابی انرژی طبقه‌بندی نمایند.

حسب  هوای رده ۳، ایجاد جریان مجدد تا ۵% مجاز می‌باشد، البته وقتی‌که طبقه‌بندی خروج گاز از هود کاهش یابد، نویسنده مقاله توصیه می‌کند از چرخ‌هایی استفاده شوند که جهت کار مفید و آلودگی زیر۱/۰% و کارایی لازم را داشته باشند.

 

مقرون‌به‌صرفه بودن

 

پروسه طراحی این امکان را فراهم آورده است تا سیستم پیشنهادی به طریقی مناسب در معماری ساختمان منسجم گردد که بدین ترتیب با بهره‌برداری از فن‌آوری‌های جلوگیری از اتلاف انرژی در حد زیادی از مصرف انرژی صرفه‌جوئی به‌عمل‌آمده است (در خصوص هوای انتقالی از طریق مجاری عبور هوا به جدول۲ مراجعه فرمانید) برای مثال هودهای خروج گاز و سیستم‌های توزیع و جابجایی هوا با کیفیت ممتاز کمک شایان توجهی را در خصوص کاهش عملکرد کانال‌های عبور هوا و سیستم کنترل هوا و ظرفیت کاری سیستم گرمایشی و سرمایشی ارائه می‌نمایند.

این مطلب را هم بخوانید  الزامات تهویه برای استخرهای سرپوشیده - بخش دوم

دیگر فن‌آوری‌ها مانند چرخ‌های تولید انرژی، دارای قیمت اولیه بالائی هستند ولی از طرف دیگر بازخورد سریعی دارند.

در کل تمامی هزینه‌های نهائی در خصوص تمام معیارهای کارایی انرژی (چرخ‌ها، تیرهای سرد، چراغ‌ها، عایق‌کاری بام، نور، و غیره) تخمین زده می‌شود که کمتر از ۲% هزینه کل ساختمان باشد و بازخورد آن نیز تقریباً دریک زمان چهارساله می‌باشد.

تأثیرات محیطی

 

ساختمان و سیستم HVAC آن به‌وضوح نشان‌گر تعهد دانشگاه به ایجاد یک فرایند پایدار در کار می‌باشد. با توجه به صرفه‌جوئی۵۰% در انرژی(هزینه و Eui) و کاهش انتشار۲۰۰۰ تن متریک ‌CO2 در سال که حتی از آن حدی هم که استانداردهای ساختمان سبز تعیین نموده است ساختار بهتری دارد، این ساختمان عملکردی بدیع را در ارتباط با مصرف انرژی در آزمایشگاه ایجاد نمود و هر آنچه را که از پیش در این خصوص به مورد اجرا گذاشته می‌شود به چالش کشانده است.

موفقیت عملکرد ساختمان و اتکاپذیری ثابت‌شده آن باعث تسهیل در برنامه‌های زیست‌محیطی شده و این امکان را فراهم می‌آورد تا دانشگاه به اهداف خود در خصوص کاهش انتشار کربن دست یابد.

 

نتیجه

 

روند عملکرد مشهود و حفظ محیط‌زیست این ساختمان الگویی می‌باشد جهت صرفه‌جوئی در انرژی توسعه پایدار و کیفیت محیطی درون ساختمانی  این ساختمان شاخص  نقطه جاذبه‌ای است برای دانشجویان دانشگاه‌ها و جوامع بزرگ دانشگاهی.

 

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

اشتراک رایگان تاسیسات نیوز
هفته نامه تاسیسات نیوز تنها نشریه الکترونیکی تاسیسات ایران است. با عضویت در سایت کاشانه این نشریه را هرهفته در میل باکس خود رایگان دریافت کنید.البته عضویت مزایای دیگری نیز دارد...