Das durchschnittliche Labordesign verbraucht bis zu zehnmal mehr Energie als ein durchschnittliches Bürogebäude. Die steigenden Energiekosten und die zunehmende Besorgnis über die Auswirkungen auf die Umwelt führen jedoch dazu, dass das Bewusstsein für nachhaltige Laborentscheidungen wächst. Die gute Nachricht: Viele Forscher haben erfolgreich Wege gefunden, ihr Labor in ein ökologisch nachhaltiges Labordesign umzuwandeln.
Die Herangehensweise an Nachhaltigkeitsforschung und umweltfreundliche Energienutzung ist für ein Labor die gleiche wie überall sonst: Reduzieren Sie den Energieverbrauch und die Ausgaben.
Selbst eine geringfügige Energiereduzierung in einem Labor kann einen größeren Einfluss auf die ökologische Nachhaltigkeit haben als die Reduzierung eines kleinen grünen Energieverbrauchers.
Immer mehr Untersuchungen zeigen, dass Laboreigentümer, die wichtige nachhaltige Merkmale in ihren aktiven Einrichtungen einführen, ihr Endergebnis verbessern und gleichzeitig einen positiven Einfluss auf die Umwelt haben können.
Im Folgenden finden Sie einige wichtige Überlegungen zur nachhaltigen Gestaltung von Laboren.
Warum ein nachhaltiges Labordesign erstellen?
Jüngste Beispiele haben gezeigt, dass der Bau eines nachhaltigen Labors Energie spart, was unter dem Strich zu Kosteneinsparungen führt, sowohl jetzt als auch langfristig. Infolgedessen haben immer mehr Labore damit begonnen, bei Renovierungen oder Neubauten nachhaltige Energiemethoden einzusetzen.
Die Vorteile gehen jedoch über eine einfache Senkung der Energiekosten hinaus. Nachhaltige Laborkonzepte ändern die Art und Weise, wie Labore gebaut, gestaltet und genutzt werden, um den Energieverbrauch zu senken.
Hier sind nur einige der wichtigsten Vorteile eines nachhaltigen Labordesigns und des Betriebs mit grüner Energie:
- Per Definition sollte ein nachhaltiges Labor weniger Energie verbrauchen als herkömmliche, nicht nachhaltige Labore.
- Eine gute Planung führt zu einer besseren Raumnutzung, einem geringeren Energieverbrauch, einer niedrigeren Luftwechselrate und Luftkühlsystemen, die eine effizientere Laborbelüftung ermöglichen. Das bedeutet geringere Luftwechselraten, wodurch weniger Lüftungsgeräte und Abluftventilatoren benötigt werden, was wiederum zu niedrigeren Betriebskosten führt.
- Ein angemessener Entwurf berücksichtigt langfristige Bedürfnisse und bietet mehr betriebliche Flexibilität, ohne dass für einmalige Änderungen Baumaßnahmen erforderlich sind. Das bedeutet schnellere Upgrades und langfristige Einsparungen bei grüner Energie.
- Nachhaltige Labors können auch niedrige Betriebskosten haben, indem sie energieeffiziente Laborgeräte einbauen und eine nie in Betracht gezogene Raumkonsolidierung durchführen. Durch die Konsolidierung von Laborflächen und -systemen wird die Luftqualität in Innenräumen verbessert und der Bedarf an redundanter Luftregelung gesenkt.
- Durch den Zugang zu nachhaltigen Laborpraktiken und die Senkung des Energieverbrauchs können Laborleiter das Personal stärken und die Mitarbeiterbindung im gesamten Unternehmen, das die Einrichtung nutzt, verbessern.
10 Wege zu einem nachhaltigen Labordesign
Ganzheitlicher Ansatz für nachhaltiges Labordesign
Bei nachhaltigen Labors geht es um mehr als Energie- oder Wassersparen und um mehr als nur die physische Gestaltung des Labors. Nachhaltigkeitsprozesse sind der Motor für erfolgreiche und nachhaltige Bemühungen innerhalb des Labors. Architektur, Gebäudesysteme und interne Funktionen spielen alle eine Rolle.
Ein ganzheitlicher Ansatz erfordert von Anfang an die Zusammenarbeit von Ingenieuren, Forschern, Gebäudemanagern, Architekten und Wissenschaftlern. Laboringenieure sind verpflichtet, ein Projekt bereits in der Phase des nachhaltigen Labordesigns zu sehen und sicherzustellen, dass die Gebäudeelemente, die nachhaltige Qualitäten nutzen, so realisiert werden, dass sie ihr Potenzial voll ausschöpfen.
Durch Zusammenarbeit kann ein Labor geschaffen werden, das sowohl die Ziele der Energieeffizienz als auch der Nachhaltigkeit erreicht und gleichzeitig die Ziele und Prioritäten des Unternehmens und seiner Mitarbeiter schützt.
EPA-Kriterien für nachhaltiges Design anwenden
Die nationalen Standards der US-Umweltschutzbehörde EPA für nachhaltige Laboratorien sollen die Umweltleistung eines neuen oder bestehenden Labors verbessern. Die Einhaltung der nationalen Nachhaltigkeitsstandards hilft bei der Reduzierung von Emissionen, der Einführung neuer und effizienter Technologien und der Rationalisierung des Wasser- und Energieverbrauchs in neuen nachhaltigen Laborsystemen.
Die Orientierung an nationalen Nachhaltigkeitsstandards trägt dazu bei, dass erneuerbare Ressourcen über die gesamte Nutzungsdauer hinweg wiedergewonnen und eingesetzt werden.
Außerdem geht es um Schulungsprogramme, Kurse und regelmäßige Treffen, um auf dem neuesten Stand der Technik zu bleiben, die neue Design- und Energiesparinitiativen hervorbringt.
Minimierung der Lasten für ein nachhaltiges Design in Labors
Eine weitere Methode zur Gestaltung eines nachhaltigen Labors ist die Gruppierung von Bereichen einer Einrichtung, die ähnlich viel Energie verbrauchen. Die Minimierung der Lasten fördert die richtige Raumnutzung, so dass ein Labor von Bereichen getrennt werden kann, die nicht den gleichen Energiebedarf haben.
Die Reduzierung der Lasten eignet sich auch hervorragend zur Verringerung der für die Belüftung verwendeten Außenluft. Da die in die Labore gelieferte Luft mit Verunreinigungen in den Laboren in Berührung kommt, kann die Luft nicht in ein zentrales Belüftungssystem zurückgeführt werden, wie dies bei einer typischen HLK-Anlage der Fall ist. Das bedeutet, dass das Volumen der belüfteten Luft in Labors höher ist als in anderen Einrichtungen.
Das richtige HLK-Unternehmen kennt die verschiedenen Luftklassen in jedem Labor und weiß, wie man die Außenluft effizient nutzt und gleichzeitig die Luftqualität schützt. Labore sind auf Rückluft aus einem HLK-System angewiesen, die dann in die Laborluft geleitet wird. Die Luftzufuhr für die Labore wird abgesaugt, nachdem sie zweimal in den Laboren verwendet wurde.
Eine genaue interne Auslastung ist entscheidend für die Reduzierung des Energieverbrauchs. Laboratorien müssen so konzipiert werden, dass sie mit energieeffizienten Laborgeräten arbeiten können, die weniger Strom verbrauchen. Eine weitere Möglichkeit zur Verringerung der Belastung ist die Entwicklung eines Designprozesses, der den Klimawandel abschwächt. Minimieren Sie die Belastung, um die Nachhaltigkeit zu maximieren und einen positiven Einfluss auf den Klimawandel zu haben.
Passive Energie- und Beleuchtungssysteme in nachhaltigem Design
Nutzen Sie die Vorteile passiver Energiesysteme. Natürliches Licht ist ein hervorragendes Beispiel für die Nutzung passiver Laborsysteme. Ingenieure können natürliches Licht, Systeme zur Nutzung des Tageslichts und Geräte identifizieren, die es den Mitarbeitern ermöglichen, vom natürlichen Licht zu profitieren. Passive Solarheizung für den Winter und natürliche Belüftung durch Lüftungsöffnungen nutzen ebenfalls die Vorteile passiver Systeme.
Planungsteams sollten Forscher darauf vorbereiten, passive Systeme in Labors zu verwenden. Dies kann dazu führen, dass passive Komponenten, die in die Installationsspezifikationen aufgenommen werden, ordnungsgemäß verwendet werden.
HVAC-Systeme und andere Systemoptimierungen
Bei den HLK-Systemen und wärmeerzeugenden Geräten in Labors geht es um weit mehr als nur um die Temperaturregelung. Sie sind ein wichtiger Bestandteil des Energieverbrauchs, der effizienten Heizung und des Schutzes der Luftqualität. Abzugshauben und Kühlkettengeräte verbrauchen die meiste Energie in Laboratorien. Hocheffiziente HLK-Systeme können ebenfalls zur Senkung des Energieverbrauchs beitragen.
Tipp: Überprüfen Sie die Anzahl der Abzüge, die für den Laborbetrieb notwendig sind. Unnötige Abzüge können sich negativ auf die Nachhaltigkeit auswirken, da die Nutzung der Abzüge in vielen Fällen nicht gut überwacht wird. Die Anzahl der Abzüge in einem Labor zu konsolidieren und sie geschlossen zu halten, wenn sie nicht in Gebrauch sind, ist für die Schaffung einer nachhaltigen Laborumgebung von Vorteil.
Neben der Verringerung der Anzahl der verwendeten Abzüge können auch andere Ansätze zur Senkung des Energieverbrauchs genutzt werden:
- Belüftungssysteme mit variablem Luftvolumen
- Besetzter und unbesetzter Betrieb
- Reduzierte Frontschieberöffnungen
- Effiziente HVAC-Systeme
- Verwendung von Abzugshauben mit niedrigem Durchfluss
Andere HLK-Systeme senken die Temperatur mit zirkulierendem Wasser anstelle von Luft und bieten noch mehr Energieeinsparungen.
Technologie für erneuerbare Energien für nachhaltiges Design
Technologien für erneuerbare Energien - wie Windturbinen, Panelsysteme, Biokraftstoff und Biomasse - werden aufgrund des weltweit erkennbaren Interesses an Nachhaltigkeit immer beliebter. Windturbinen können Sonnen- und Windenergie in Strom umwandeln. Biomassesysteme schaffen eine erneuerbare Landwirtschaft und verringern die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen.
Erneuerbare Energiesysteme können in Einrichtungen, die nach einem ganzheitlichen Ansatz konzipiert sind, gut gedeihen. Diese erneuerbaren Systeme sollten der letzte Schritt bei der Einrichtung eines nachhaltigen Labors sein. Der Energieversorger des Labors kann auch Anreize bieten, die die hohen Kosten für die Installation von erneuerbaren Systemen ausgleichen.
Recherchieren und eine Kostenanalyse durchführen
Nach der Erstellung vorläufiger Konzepte können Ingenieure mit Hilfe von Gebäudesimulationstechnologien eine Kostenanalyse des Lebenszyklus eines Labors durchführen. Zu diesen Analyseverfahren gehören numerische Strömungsmechanik, Tageslichtsimulation, thermische Dynamik und Gebäudedatenmodellierung.
Planungswerkzeuge können Ingenieuren und Architekten dabei helfen, die Stärken der Laborsysteme zu entwickeln, damit sie die richtige Ausrüstung für den täglichen Bedarf erhalten und gleichzeitig für künftiges Wachstum planen können. Die Lebenszykluskostenanalyse hilft Laborleitern auch dabei, die richtigen finanziellen Entscheidungen zu treffen.
Flexibles Design etablieren
Die Flexibilität der Infrastruktur ist für die Gestaltung eines Labors von entscheidender Bedeutung. Die Geschwindigkeit, mit der die Technologie voranschreitet, macht es erforderlich, dass die Lebensdauer eines Labors nach zehn Jahren erhebliche Upgrades vorsieht. Wird diese Flexibilität nicht umgesetzt, können Forscher neue technologische Fortschritte nicht nutzen und sind auf die derzeitige technologische Infrastruktur beschränkt.
Labordesigner können einen Raum so gestalten, dass ein nachhaltiges Labor von Anfang an auf Dauer angelegt ist. Neue Geräte können schneller hinzugefügt werden als bei einer kompletten Renovierung.
Umfassendes Kommissionsdesign
Eine umfassende Inbetriebnahme bietet eine dokumentierte Bestätigung, dass die Systeme eines Labors wie geplant funktionieren. Dies ist die beste Methode zur Qualitätssicherung, die eine Einrichtung bieten kann. Die Inbetriebnahme kann sowohl für bestehende als auch für neue Einrichtungen durchgeführt werden. Bei der Inbetriebnahme durch Dritte wird ein nachhaltiges Labor bewertet, um die Leistungsanforderungen des aktuellen Systems zu ermitteln und neue Kriterien für die Einrichtung zu entwickeln.
Renovierung und nachhaltiges Design neu überdenken
Bei der Renovierung eines Labors gibt es zwei Hauptmöglichkeiten. Die erste ist die Aufrüstung der vorhandenen Infrastruktur mit energieeffizienteren Geräten. Die zweite Art der Renovierung besteht in der Wiederverwendung bestehender Gebäude mit neuen und nachhaltigen Systemen. Diese Art der Wiederverwendung ermöglicht Verbesserungen, einschließlich einer neuen Isolierung.
Die zweite Art der Renovierung ist umweltfreundlicher als der Bau einer völlig neuen Einrichtung, erfordert aber von Anfang an eine hervorragende Planung. Die Herausforderung besteht darin, die bestehende Einrichtung auf neue, nachhaltige Weise zu nutzen.
Energieeffiziente Gefriergeräte von Stirling Ultracold
Ein optimiertes Labordesign muss auch die Kältespeicherausrüstung berücksichtigen. Stirling Ultracold ist ein Pionier im Bereich energieeffizienter Ultratiefkühlgeräte (ULT), mit denen Sie die Nachhaltigkeitsinitiative Ihres Labors ohne Kompromisse bei Lagerung, Design oder Leistung umsetzen können.
Wenn es um die Umweltauswirkungen energieeffizienter Tiefkühlgeräte geht, bieten unsere Systeme nachhaltige Lösungen ohne Kompromisse bei Leistung und Zuverlässigkeit. Unsere Systeme:
- Verbrauchen weniger als ein Drittel der elektrischen Energie im Vergleich zu herkömmlichen ULT-Gefriergeräten mit Motor.
- Geben weniger als ein Drittel der Wärme von Standardmodellen mit Motor ab, was den Energieverbrauch für die Gebäudeklimatisierung reduziert
- Verzichten Sie auf HFKW-Kältemittel mit hohem Treibhauspotenzial, indem Sie Stirling ULT-Modelle verwenden, die zu 100 % mit natürlichen Kohlenwasserstoffen betrieben werden.
- Verwenden Sie umweltfreundliche Dämmstoffe und verbrauchen Sie weniger Rohstoffe als je zuvor.
MIT STIRLING ULTRACOLD EIN NACHHALTIGERES LABOR SCHAFFEN
