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HVAC是节能(néng)实验室设计的关键吗？

作為(wèi)地球上一些最复杂的人造环境，实验室在各种行业至关重要 - 从制药到食品和医药，再到机器人。然而，随着这些设施的复杂性增加，其能(néng)源使用(yòng)量也随之增加。

实验室是能(néng)源密集型环境，每平方米的耗電(diàn)量是标准办公室或商(shāng)业建筑物(wù)的4-6倍。这主要是因為(wèi)需要高能(néng)耗的加热，通风和空调（HVAC）系统来确保正确的气流和温度。正因為(wèi)如此，暖通空调中的任何节能(néng)措施都可(kě)以显着改善整體(tǐ)能(néng)效和减少碳排放量。事实上，由于与其他(tā)类型的商(shāng)业建筑相比，整體(tǐ)能(néng)源支出如此之大，即使是最小(xiǎo)的节约百分(fēn)比也是有(yǒu)价值的。

根据我们的经验，良好的实验室设计可(kě)以将能(néng)耗降低30-50％。其中一个关键原因是，超过60％的实验室能(néng)源消耗可(kě)归因于HVAC系统。根据最近的S-实验室审计报告，英國(guó)主要的大學(xué)实验室消耗超过730千瓦时/米2 /年。

实验室通常使用(yòng)100％的新(xīn)鲜空气来满足安全要求，要求每小(xiǎo)时换气8-30次（ACH）。相比之下，在典型的商(shāng)业建筑中，只有(yǒu)四个ACH就足够了。因此，安全且顺应地减少实验室每小(xiǎo)时换气次数而不影响性能(néng)，可(kě)以显着促成30-50％的能(néng)量减少。那么，你如何让世界上一些最耗能(néng)的设施更有(yǒu)效率呢(ne)？

控制污染源
设计一个实验室是一个自上而下的过程，可(kě)以与日常的日常练习结合使用(yòng)，以减少污染风险。如果能(néng)够成功限制污染源，一个优秀的设计团队可(kě)以减少ACH的数量，从而减少HVAC系统使用(yòng)的能(néng)源数量。

小(xiǎo)的行為(wèi)改变，例如确保每个通风柜橱窗框在不使用(yòng)时关闭，减少实验室中存储的污染物(wù)的数量，并引入良好的处理(lǐ)方法，以尽量减少污染物(wù)的释放 - 例如保持容器密封或将空容器从实验室中取出 - 显着减轻了HVAC系统的压力。这使得设计师能(néng)够确定正确的體(tǐ)积流量并创建低能(néng)量的HVAC设计，使设备更接近ACH标尺的下端。

直接数字控制
為(wèi)了进一步降低实验室的能(néng)耗，设计人员可(kě)以引入直接数字控制（DDC），连接到变风量（VAV）风门，供应和提取系统。DDC為(wèi)通风柜提供可(kě)变流量控制，具體(tǐ)取决于它们的占用(yòng)情况和气源的整體(tǐ)可(kě)变流量控制。通风柜内的存在检测还可(kě)以降低面速度或通过窗扇开口的速度。这进一步提高了能(néng)源效率。

自动占空控制可(kě)以在夜晚或周末实验室空置时将空气变化率降至最低。这显着降低了HVAC相关的能(néng)源使用(yòng)量。美國(guó)标准NFPA 45 - 為(wèi)使用(yòng)化學(xué)品的实验室规定防火措施 - 建议空余实验室每小(xiǎo)时至少使用(yòng)四个ACH。但是，在没有(yǒu)大量污染源的实验室中，设计人员可(kě)以安全地进行更低的工作。

能(néng)量恢复
像任何精心设计的建筑物(wù)一样，实验室可(kě)以利用(yòng)能(néng)量回收技术，例如板式换热器或绕制線(xiàn)圈。热交换器可(kě)能(néng)需要使用(yòng)不锈钢，乙烯涂层表面或镀锡線(xiàn)圈来抵御气流中的稀释化學(xué)物(wù)质。低压力损失，高效率的热交换器设计将确保加热和冷却能(néng)量收益不会因风扇所需的额外電(diàn)能(néng)而受损。

提取风扇能(néng)量减少
最大限度地降低充气率和回收能(néng)量為(wèi)节能(néng)实验室奠定了基础。然后设计师应考虑减少抽风机本身使用(yòng)的能(néng)量。例如，引入可(kě)变堆叠孔或多(duō)层排出而不是新(xīn)鲜空气补充，意味着当流量减少时，维持堆排出速度。相比之下，传统使用(yòng)新(xīn)鲜空气补充剂以维持烟囱排放速度需要更多(duō)的能(néng)量。

湿度控制
与流行的观点相反，实验室中的湿度控制主要是為(wèi)了提高用(yòng)户的舒适度，并且很(hěn)少用(yòng)于其他(tā)关键目的。实验室的湿度控制要求可(kě)以比商(shāng)业建筑更加放松。由于实验室中空气交换量的大小(xiǎo)，控制相对湿度并不经济或节能(néng)。

连续的提高
除了对于实验室设计和规划至关重要的技术考虑外，还有(yǒu)一些需要解决的操作问题。软着陆框架确保客户与设计师，施工人员和承包商(shāng)紧密合作，提供实现能(néng)源和环境绩效目标的建筑物(wù)，同时还致力于满足居住者的需求。其目的是弥合预测和实现绩效之间的差距，这些差距可(kě)能(néng)源于简要，设计和施工过程的局限性，或者实验室交付给用(yòng)户后由于操作不当而造成的差异。

设计师的工作不会随着构建而结束。一旦实验室启动并运行，实验室所有(yǒu)者应该建立能(néng)源目标，跟踪绩效并分(fēn)享结果以进行持续改进。仅仅因為(wèi)实验室的设计考虑到能(néng)源效率，并不意味着使用(yòng)日常使用(yòng)的洞察力无法进一步提高效率等级。作為(wèi)此过程的一部分(fēn)，让设计人员留在循环中非常重要，以便可(kě)以更新(xīn)最佳做法。这些學(xué)习可(kě)用(yòng)于开发当前的设施，并有(yǒu)助于设计新(xīn)设施的最佳实践。

同样，现有(yǒu)的实验室可(kě)以更节能(néng)。每个实验室都不一样，但它们的寿命相对较長(cháng)，可(kě)以运行25年以上。在那个时候很(hěn)多(duō)事情可(kě)能(néng)会发生变化，所以与设计师保持联系并与他(tā)们讨论可(kě)能(néng)的改进很(hěn)重要。

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实验室设计和使用(yòng)的最佳实践正在不断变化; 但通过与一位经验丰富的专家合作，企业可(kě)以确保其设施在降低能(néng)耗的同时实现高性能(néng)，同时仍符合所有(yǒu)相关行业和建筑法规。