El diseño medio de un laboratorio consume hasta diez veces más energía que un edificio de oficinas medio. Sin embargo, el aumento de los costes energéticos del consumo y la creciente preocupación por el impacto medioambiental están impulsando una mayor concienciación sobre las opciones sostenibles para los laboratorios. La buena noticia: Muchos investigadores han desarrollado con éxito formas de renovar su laboratorio para convertirlo en un diseño de laboratorio sostenible desde el punto de vista medioambiental.
El enfoque de la investigación sobre sostenibilidad y el uso de energía verde es el mismo para un laboratorio que para cualquier otro lugar: Reducir el consumo y el gasto de energía.
Incluso una ligera reducción de energía en un laboratorio puede tener un impacto más significativo en la sostenibilidad medioambiental que la reducción de un pequeño consumidor de energía verde.
Cada vez son más las investigaciones que demuestran que los propietarios de laboratorios que implementan características sostenibles clave en sus instalaciones activas pueden mejorar sus resultados y, al mismo tiempo, tener un impacto medioambiental positivo.
A continuación se exponen algunas consideraciones críticas para el diseño de laboratorios sostenibles.
Por qué crear un diseño de laboratorio sostenible
Ejemplos recientes han demostrado que la construcción de un laboratorio sostenible ahorra energía, lo que se traduce en un ahorro de costes en el balance final, ahora y a largo plazo. Como resultado, más laboratorios han comenzado a implementar métodos de energía sostenible cuando se someten a renovaciones o nuevas construcciones.
Sin embargo, los beneficios van más allá de la simple reducción de los costes energéticos. Los diseños de laboratorios sostenibles cambian la forma en que se construyen, diseñan y utilizan los laboratorios para mejorar el consumo de energía ecológica.
Éstos son sólo algunos de los beneficios clave de un diseño de laboratorio sostenible eficaz y de un funcionamiento con energía verde:
- Por definición, un laboratorio sostenible debe consumir menos energía que los laboratorios tradicionales no sostenibles.
- Un plan adecuado conducirá a un mejor uso del espacio físico, menor consumo de energía, menor tasa de cambio de la calidad del aire y los sistemas de refrigeración por aire permiten una ventilación más eficiente del laboratorio. Esto significa menores tasas de cambio de aire, que requieren menos unidades de tratamiento de aire y ventiladores de extracción, lo que se traduce en menores costes de funcionamiento.
- Un diseño adecuado tiene en cuenta las necesidades a largo plazo y ofrece más flexibilidad operativa sin necesidad de obras para cambios puntuales. Esto significa actualizaciones más rápidas y ahorro de dinero en energía verde a largo plazo.
- Los laboratorios sostenibles también pueden tener bajos costes de funcionamiento mediante la incorporación de equipos de laboratorio energéticamente eficientes y la implementación de una consolidación del espacio nunca considerada. Cuando se consolidan el espacio y los sistemas de laboratorio, aumenta la calidad del aire interior, lo que reduce las necesidades de redundancia en el control del aire.
- Al proporcionar acceso a prácticas de laboratorio sostenibles y disminuir el uso de energía, los directores de laboratorio pueden capacitar al personal y mejorar la retención de personal en toda la empresa que utiliza las instalaciones.
10 maneras de crear un diseño de laboratorio sostenible
Enfoque holístico del diseño sostenible de laboratorios
Los laboratorios sostenibles van más allá de la conservación de la energía o el agua y del diseño físico del laboratorio. Los procesos de sostenibilidad impulsan los esfuerzos sostenibles y de éxito dentro del laboratorio. La arquitectura, los sistemas de construcción y las funciones internas entran en juego.
Un enfoque holístico requiere la colaboración entre ingenieros, investigadores, gestores de edificios, arquitectos y científicos desde el principio. Los ingenieros de laboratorio se comprometen a ver un proyecto desde la fase de diseño de un laboratorio sostenible, asegurándose de que los elementos del edificio que utilizan cualidades sostenibles se realizan para maximizar su potencial.
Trabajando juntos se puede crear un laboratorio que alcance tanto los objetivos de eficiencia energética como los de sostenibilidad, protegiendo al mismo tiempo los objetivos y prioridades de la empresa y su personal.
Emplear los criterios de la EPA para el diseño sostenible
Las normas nacionales sobre laboratorios sostenibles de la EPA de los Estados Unidos están diseñadas para mejorar el rendimiento medioambiental de un laboratorio nuevo o existente. Siguiendo las normas nacionales de sostenibilidad ayuda a reducir las emisiones, buscar tecnología nueva y eficiente, y racionalizar el uso de agua y energía en los nuevos sistemas de diseño de laboratorio sostenible.
Empezar centrándose en las normas nacionales de sostenibilidad ayuda a recuperar e incorporar recursos renovables a lo largo de toda la vida útil.
También aborda programas de formación, clases y reuniones constantes para mantenerse al día de la tecnología punta que crea nuevas iniciativas de diseño y conservación de la energía.
Minimizar las cargas para crear un diseño sostenible en los laboratorios
Otra práctica de los métodos de diseño de un laboratorio sostenible es agrupar las áreas de una instalación que utilizan una cantidad similar de energía. Minimizar las cargas promueve el uso adecuado del espacio para que un laboratorio pueda separarse de las áreas que no comparten los requisitos exactos de energía.
La reducción de las cargas también es excelente para reducir el aire exterior utilizado para la ventilación. Dado que el aire que se suministra a los laboratorios está expuesto a contaminantes dentro de los mismos, el aire no puede devolverse a un sistema central de tratamiento de aire como la típica instalación HVAC. Esto significa que el volumen de aire ventilado en los laboratorios es superior al de otras instalaciones.
La empresa de HVAC adecuada entenderá las diferentes clasificaciones del aire en cada laboratorio y cómo utilizar el aire exterior de manera eficiente, protegiendo al mismo tiempo la calidad del aire. Los laboratorios se basan en el aire de retorno de a través de un sistema de HVAC a continuación, se canalizan en el aire del laboratorio. El suministro de aire de los laboratorios se agota, ya que se ha utilizado dos veces en los laboratorios.
Una carga interna precisa es crucial para reducir el consumo de energía. Los laboratorios deben diseñarse para trabajar con equipos de laboratorio de bajo consumo que consuman menos energía. Otra forma de reducir la carga es crear un proceso de diseño que mitigue el cambio climático. Minimizar las cargas para maximizar la sostenibilidad y crear un impacto positivo en el cambio climático.
Energía pasiva y sistemas de iluminación en el diseño sostenible
Aproveche los sistemas de energía pasiva. La luz natural es un ejemplo excelente de cómo aprovechar los sistemas pasivos de un laboratorio. Los ingenieros pueden identificar la luz natural, los sistemas de aprovechamiento de la luz diurna y las herramientas que permiten a los trabajadores beneficiarse de la luz natural. La calefacción solar pasiva para el invierno y la ventilación natural de las zonas de brisa también aprovechan los sistemas pasivos.
Los equipos de diseño deben preparar a los investigadores para utilizar sistemas pasivos en los laboratorios. Hacerlo puede conducir a un uso adecuado de los componentes pasivos incorporados en las especificaciones de instalación.
Sistemas HVAC y optimización de otros sistemas
Los sistemas de climatización y los equipos generadores de calor de los laboratorios son mucho más que un simple control de la temperatura. Es una parte crítica del consumo de energía, la calefacción eficiente y la protección de la calidad del aire. Las campanas extractoras y los equipos de la cadena de frío son los que más energía consumen en los laboratorios. Unos sistemas HVAC más eficientes también pueden ayudar a reducir el consumo de energía.
Consejo: Evalúe el número de campanas extractoras necesarias para el uso del laboratorio. Las campanas de extracción innecesarias pueden tener un impacto negativo en la sostenibilidad, ya que en muchos casos no se controla bien el uso de las campanas... Consolidar el número de campanas extractoras en un laboratorio, combinado con mantenerlas cerradas cuando no se utilizan, es beneficioso para crear un entorno de laboratorio sostenible.
Además de reducir el número de campanas extractoras en uso, se pueden utilizar otros enfoques para reducir el consumo de energía, como:
- Sistemas de ventilación de volumen de aire variable
- Funcionamiento con y sin ocupación
- Aperturas reducidas
- Sistemas HVAC eficientes
- Uso de campanas de bajo caudal
Otros sistemas de climatización bajan la temperatura con agua circulante en lugar de aire y proporcionan aún más ahorro energético.
Tecnología de energías renovables para un diseño sostenible
La tecnología de las energías renovables -como los aerogeneradores, los sistemas de paneles, el biocombustible y la biomasa- se ha hecho cada vez más popular debido al interés mundial por la sostenibilidad. Los aerogeneradores pueden convertir la energía solar y eólica en electricidad. Los sistemas de biomasa crean agricultura renovable, reduciendo la dependencia de los combustibles fósiles.
Los sistemas de energía renovable pueden prosperar en instalaciones diseñadas con un enfoque holístico. Estos sistemas renovables deberían ser un paso final en la creación de un laboratorio sostenible. El proveedor de servicios públicos del laboratorio también puede ofrecer incentivos que compensen el elevado coste de la instalación de sistemas renovables.
Investigar y realizar un análisis de costes
Una vez elaborados los conceptos preliminares, los ingenieros pueden utilizar la tecnología de simulación de edificios para realizar un análisis de costes del ciclo de vida del laboratorio. Entre estos procesos de análisis se incluyen la dinámica de fluidos computacional, la simulación de aprovechamiento de la luz natural, la dinámica térmica y el modelado de información de edificios.
Las herramientas de diseño pueden ayudar a ingenieros y arquitectos a desarrollar los puntos fuertes de los sistemas del laboratorio, proporcionándoles el equipo adecuado para las necesidades cotidianas y planificando al mismo tiempo el crecimiento futuro. El análisis del coste de la vida útil también ayuda a los responsables del laboratorio a tomar las decisiones adecuadas en materia de financiación.
Flexibilidad en el diseño
La flexibilidad de las infraestructuras es vital en el diseño de laboratorios. El ritmo al que avanza la tecnología exige que la vida útil de un laboratorio se vea obligada a implementar actualizaciones significativas tras diez años de uso. No aplicar la flexibilidad impide a los investigadores utilizar los nuevos avances tecnológicos y los deja confinados a la infraestructura tecnológica que actualmente están limitados a utilizar.
Los diseñadores de laboratorios pueden crear un espacio que garantice un laboratorio sostenible construido para durar desde el principio. Se pueden añadir nuevos equipos a un ritmo más rápido en comparación con una renovación completa.
Diseño integral de la comisión
Una puesta en servicio exhaustiva proporciona una confirmación documentada de que los sistemas de un laboratorio funcionan según lo diseñado. Es el mejor método de garantía de calidad que puede ofrecer una instalación. La puesta en servicio puede aplicarse tanto a las instalaciones existentes como a las nuevas. La puesta en servicio por terceros evalúa un laboratorio sostenible para abordar los requisitos de rendimiento del sistema actual y desarrolla un nuevo conjunto de criterios para la instalación.
Replantearse la renovación y el diseño sostenible
Hay dos formas principales de renovar un laboratorio. La primera consiste en actualizar las infraestructuras existentes para dotarlas de equipos más eficientes desde el punto de vista energético. La segunda forma de renovar es reutilizar los edificios existentes con sistemas nuevos y sostenibles. Este tipo de reutilización permite realizar mejoras, incluido un nuevo aislamiento.
El segundo tipo de renovación es más respetuoso con el medio ambiente que la creación de unas instalaciones totalmente nuevas, pero requiere una excelente planificación desde el principio. El reto consiste en utilizar las instalaciones existentes de formas nuevas y sostenibles.
Congeladores de bajo consumo de Stirling UltracoldUltracold
Un diseño de laboratorio optimizado también debe tener en cuenta su equipo de almacenamiento en frío. Stirling Ultracold Ultracold es una empresa pionera en congeladores de temperatura ultrabaja (ULT) energéticamente eficientes, utilizados para llevar a cabo la iniciativa de sostenibilidad de su laboratorio sin comprometer el almacenamiento, el diseño ni el rendimiento.
A la hora de considerar el impacto medioambiental de los congeladores de baja temperatura energéticamente eficientes, nuestros sistemas proporcionan soluciones sostenibles sin comprometer el rendimiento ni la fiabilidad. Nuestros sistemas:
- Utiliza menos de un tercio de la energía eléctrica que la tecnología de congeladores ULT estándar basada en compresores.
- Rechazan menos de un tercio del calor que los modelos estándar basados en compresores, lo que reduce el consumo de energía de los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado del edificio.
- Elimine gradualmente los refrigerantes HFC con alto potencial de calentamiento global utilizando los modelos Stirling ULT que utilizan refrigerante de hidrocarburo 100% natural.
- Utilice agentes aislantes respetuosos con el medio ambiente, utilizando menos materias primas que nunca.
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