Un laboratorio medio consuma fino a dieci volte più energia di un edificio medio adibito a ufficio. Tuttavia, l'aumento dei costi energetici dei consumi e le crescenti preoccupazioni per l'impatto ambientale stanno portando a una maggiore consapevolezza delle scelte sostenibili per i laboratori. La buona notizia: Molti ricercatori hanno sviluppato con successo metodi per rinnovare il proprio laboratorio in modo da renderlo sostenibile dal punto di vista ambientale.
L'approccio alla ricerca sulla sostenibilità e all'utilizzo di energia verde è lo stesso per un laboratorio come per qualsiasi altro luogo: Ridurre il consumo e la spesa energetica.
Anche una lieve riduzione di energia in un laboratorio può avere un impatto più significativo sulla sostenibilità ambientale rispetto alla riduzione di un piccolo consumatore di energia verde.
Sempre più ricerche dimostrano che i proprietari di laboratori che implementano caratteristiche sostenibili nelle loro strutture attive possono migliorare i loro profitti e avere un impatto ambientale positivo.
Di seguito sono riportate alcune considerazioni critiche per la progettazione di un laboratorio sostenibile.
Perché progettare un laboratorio sostenibile
Esempi recenti hanno dimostrato che la costruzione di un laboratorio sostenibile consente di risparmiare energia, con conseguenti risparmi sui costi, ora e a lungo termine. Di conseguenza, un numero sempre maggiore di laboratori ha iniziato a implementare metodi energetici sostenibili in occasione di ristrutturazioni o nuove costruzioni.
Tuttavia, i vantaggi vanno oltre la semplice riduzione dei costi energetici. I progetti di laboratorio sostenibili cambiano il modo in cui i laboratori vengono costruiti, progettati e utilizzati per migliorare il consumo di energia verde.
Ecco solo alcuni dei principali vantaggi di un'efficace progettazione di un laboratorio sostenibile e di un'operazione a energia verde:
- Per definizione, un laboratorio sostenibile dovrebbe consumare meno energia rispetto ai laboratori tradizionali non sostenibili.
- Un piano adeguato porterà a un migliore utilizzo dello spazio fisico, a un minore consumo energetico, a un tasso di ricambio dell'aria più basso e i sistemi di raffreddamento dell'aria consentono una ventilazione di laboratorio più efficiente. Ciò significa tassi di ricambio dell'aria più bassi, che richiedono meno unità di trattamento dell'aria e ventilatori di scarico, con conseguenti minori costi di gestione.
- Una progettazione adeguata tiene conto delle esigenze a lungo termine e offre una maggiore flessibilità operativa senza dover costruire per modifiche una tantum. Ciò significa aggiornamenti più rapidi e risparmio di energia verde a lungo termine.
- I laboratori sostenibili possono anche avere bassi costi di gestione incorporando apparecchiature di laboratorio ad alta efficienza energetica e implementando un consolidamento degli spazi mai considerato. Quando lo spazio e i sistemi del laboratorio vengono consolidati, la qualità dell'aria interna aumenta, riducendo i requisiti di ridondanza del controllo dell'aria.
- Fornendo l'accesso a pratiche di laboratorio sostenibili e riducendo l'uso di energia, i responsabili dei laboratori possono responsabilizzare il personale e migliorare la fidelizzazione dello stesso in tutta l'azienda che utilizza la struttura.
10 modi per creare un laboratorio sostenibile
Approccio olistico alla progettazione sostenibile del laboratorio
I laboratori sostenibili non si limitano a conservare l'energia o l'acqua e non si limitano alla progettazione fisica del laboratorio. I processi di sostenibilità guidano gli sforzi di successo e di sostenibilità all'interno del laboratorio. L'architettura, i sistemi di costruzione e le funzioni interne entrano in gioco.
Un approccio olistico richiede la collaborazione di ingegneri, ricercatori, gestori di edifici, architetti e scienziati fin dall'inizio. Gli ingegneri di laboratorio si impegnano a seguire il progetto fin dalla fase di progettazione del laboratorio sostenibile, assicurando che gli elementi dell'edificio che utilizzano qualità sostenibili siano realizzati per massimizzare il potenziale.
Lavorando insieme è possibile creare un laboratorio che raggiunga gli obiettivi di efficienza energetica e sostenibilità, tutelando al contempo gli obiettivi e le priorità dell'azienda e del suo personale.
Utilizzare i criteri EPA per la progettazione sostenibile
Gli standard nazionali per i laboratori sostenibili dell'EPA degli Stati Uniti sono progettati per migliorare le prestazioni ambientali di un laboratorio nuovo o esistente. Il rispetto degli standard nazionali di sostenibilità aiuta a ridurre le emissioni, a perseguire tecnologie nuove ed efficienti e a razionalizzare l'utilizzo di acqua ed energia nei nuovi sistemi di progettazione di laboratori sostenibili.
Iniziare a concentrarsi sugli standard nazionali di sostenibilità aiuta a recuperare e incorporare le risorse rinnovabili per l'intera durata di utilizzo.
Si tratta anche di programmi di formazione, corsi e incontri costanti per rimanere al passo con la tecnologia d'avanguardia che crea nuove iniziative di progettazione e conservazione dell'energia.
Ridurre al minimo i carichi per creare un design sostenibile nei laboratori
Un'altra pratica dei metodi di progettazione di un laboratorio sostenibile consiste nel raggruppare le aree di una struttura che utilizzano una quantità simile di energia. La minimizzazione dei carichi favorisce l'uso corretto dello spazio, in modo che un laboratorio possa essere separato da aree che non condividono gli stessi requisiti energetici.
La riduzione dei carichi è eccellente anche per ridurre l'aria esterna utilizzata per la ventilazione. Poiché l'aria fornita ai laboratori è esposta ai contaminanti presenti al loro interno, l'aria non può essere restituita a un sistema di trattamento dell'aria centralizzato come la tipica configurazione HVAC. Ciò significa che il volume d'aria ventilata nei laboratori è superiore a quello di altre strutture.
L'azienda HVAC giusta comprenderà le diverse classificazioni dell'aria in ogni laboratorio e come utilizzare l'aria esterna in modo efficiente, proteggendo al contempo la qualità dell'aria. I laboratori si affidano all'aria di ritorno proveniente da un sistema HVAC e poi convogliata nell'aria del laboratorio. L'aria di alimentazione dei laboratori è esausta, essendo stata utilizzata due volte nei laboratori.
Un carico interno accurato è fondamentale per ridurre il consumo energetico. I laboratori devono essere progettati per funzionare con le apparecchiature di laboratorio ad alta efficienza energetica degli utenti che consumano meno energia. Un altro modo per ridurre il carico è creare un processo di progettazione che mitighi i cambiamenti climatici. Ridurre al minimo i carichi per massimizzare la sostenibilità e creare un impatto positivo sul cambiamento climatico.
Energia passiva e sistemi di illuminazione nella progettazione sostenibile
Sfruttare i sistemi energetici passivi. La luce naturale è un ottimo esempio di sfruttamento dei sistemi passivi di laboratorio. Gli ingegneri possono individuare la luce naturale, i sistemi di raccolta della luce diurna e gli strumenti che consentono ai lavoratori di beneficiare della luce naturale. Anche il riscaldamento solare passivo per l'inverno e la ventilazione naturale dalle brezze sfruttano i sistemi passivi.
I team di progettazione devono preparare i ricercatori all'utilizzo di sistemi passivi nei laboratori. Ciò può portare all'uso corretto dei componenti passivi incorporati nelle specifiche di installazione.
Sistemi HVAC e altri sistemi di ottimizzazione
I sistemi HVAC e le apparecchiature che generano calore nei laboratori vanno ben oltre il controllo della temperatura. È una parte fondamentale del consumo energetico, del riscaldamento efficiente e della protezione della qualità dell'aria. Le cappe e le apparecchiature della catena del freddo sono quelle che consumano più energia nei laboratori. Anche i sistemi HVAC a più alta efficienza possono contribuire a ridurre il consumo energetico.
Suggerimento: valutare il numero di cappe necessarie per il laboratorio. Le cappe non necessarie possono avere un impatto negativo sulla sostenibilità, poiché in molti casi l'uso delle cappe non è monitorato correttamente. Il consolidamento del numero di cappe in un laboratorio, combinato con la loro chiusura quando non sono in uso, è utile per creare un ambiente di laboratorio sostenibile.
Oltre a ridurre il numero di cappe in uso, si possono utilizzare altri approcci per ridurre il consumo energetico, come ad esempio:
- Sistemi di ventilazione a volume d'aria variabile
- Funzionamento occupato e non occupato
- Aperture ridotte delle ante
- Sistemi HVAC efficienti
- Uso di cappe a basso flusso
Altri sistemi HVAC abbassano le temperature con la circolazione dell'acqua anziché dell'aria e garantiscono un risparmio energetico ancora maggiore.
Tecnologia delle energie rinnovabili per una progettazione sostenibile
Le tecnologie per le energie rinnovabili, come le turbine eoliche, i sistemi a pannelli, i biocarburanti e le biomasse, sono diventate sempre più popolari grazie all'interesse riconosciuto a livello mondiale per la sostenibilità. Le turbine eoliche possono convertire l'energia solare e del vento in elettricità. I sistemi a biomassa creano un'agricoltura rinnovabile, riducendo la dipendenza dai combustibili fossili.
I sistemi di energia rinnovabile possono prosperare in strutture progettate con un approccio olistico. Questi sistemi rinnovabili dovrebbero essere il passo finale nella creazione di un laboratorio sostenibile. Il fornitore di servizi pubblici del laboratorio può anche fornire incentivi che compensano il costo elevato dell'installazione di sistemi rinnovabili.
Ricerca e analisi dei costi
Dopo aver elaborato i concetti preliminari, gli ingegneri possono utilizzare la tecnologia di simulazione edilizia per eseguire un'analisi dei costi del ciclo di vita del laboratorio. Tali processi di analisi comprendono la fluidodinamica computazionale, la simulazione della luce diurna, la dinamica termica e la modellazione delle informazioni dell'edificio.
Gli strumenti di progettazione possono aiutare gli ingegneri e gli architetti a sviluppare i punti di forza dei sistemi del laboratorio, fornendo le attrezzature giuste per le esigenze quotidiane e pianificando la crescita futura. L'analisi del costo della vita aiuta anche i responsabili del laboratorio a prendere le giuste decisioni in campo finanziario.
Stabilire la flessibilità del progetto
La flessibilità delle infrastrutture è fondamentale nella progettazione di un laboratorio. La velocità con cui la tecnologia avanza richiede che la durata di un laboratorio sia tale da richiedere aggiornamenti significativi dopo dieci anni di utilizzo. La mancata implementazione della flessibilità impedisce ai ricercatori di utilizzare i nuovi progressi tecnologici e li lascia confinati all'infrastruttura tecnologica che sono attualmente limitati a utilizzare.
I progettisti di laboratori possono creare uno spazio che garantisca un laboratorio sostenibile fin dall'inizio. Le nuove attrezzature possono essere aggiunte a ritmi più rapidi rispetto a una ristrutturazione completa.
Progettazione completa della Commissione
La messa in funzione completa fornisce una conferma documentata che i sistemi di un laboratorio funzionano come progettato. È il miglior metodo di garanzia della qualità che una struttura possa offrire. La messa in funzione può essere applicata sia alle strutture esistenti che a quelle nuove. La messa in servizio da parte di terzi valuta un laboratorio sostenibile per rispondere ai requisiti di prestazione del sistema attuale e sviluppa una nuova serie di criteri per la struttura.
Ripensare la ristrutturazione e la progettazione sostenibile
Esistono due modi principali per rinnovare un laboratorio. Il primo consiste nell'aggiornare le infrastrutture esistenti con apparecchiature più efficienti dal punto di vista energetico. Il secondo modo di ristrutturare è quello di riutilizzare gli edifici esistenti con sistemi nuovi e sostenibili. Questo tipo di riutilizzo consente di apportare miglioramenti, tra cui un nuovo isolamento.
Il secondo tipo di ristrutturazione è più rispettoso dell'ambiente rispetto alla creazione di una struttura completamente nuova, ma richiede una pianificazione eccellente fin dall'inizio. La sfida consiste nell'utilizzare la struttura esistente in modi nuovi e sostenibili.
I congelatori ad alta efficienza energetica di Stirling Ultracold
La progettazione di un laboratorio ottimizzato deve tenere conto anche delle attrezzature per la conservazione del freddo. Stirling Ultracold è un pioniere dei congelatori a bassissima temperatura (ULT) ad alta efficienza energetica, utilizzati per realizzare l'iniziativa di sostenibilità del vostro laboratorio senza compromessi in termini di stoccaggio, design o prestazioni.
Quando si considera l'impatto ambientale dei congelatori a bassa temperatura ad alta efficienza energetica, i nostri sistemi offrono soluzioni sostenibili senza compromessi in termini di prestazioni e affidabilità. I nostri sistemi:
- Utilizza meno di un terzo dell'energia elettrica rispetto alla tecnologia standard dei congelatori ULT a compressore.
- Rifiutano meno di un terzo del calore rispetto ai modelli standard basati su compressori, riducendo il consumo energetico HVAC dell'edificio.
- Eliminare i refrigeranti HFC con un elevato potenziale di riscaldamento globale utilizzando i modelli Stirling ULT che utilizzano il 100% di refrigeranti idrocarburi naturali.
- Utilizzare agenti isolanti ecologici, utilizzando meno materie prime che mai.
CREARE UN LABORATORIO PIÙ SOSTENIBILE CON STIRLING ULTRACOLD
