الصفحة الرئيسية > معرض > المحتوى

ما هو مختبر الطاقة المنخفضة؟

Nov 15, 2018

عند تصميم المباني الموفرة للطاقة ، غالبًا ما تكون معايير البناء "السلبية" مطلوبة. ومع ذلك ، فإن بعض المعايير والشروط الحدودية لا تلعب دورها الواجب في تصميم مبنى المختبر.

هل من الاقتصادي بناء مختبر وفقًا لمعايير الطاقة المنخفضة السلبية؟ هذا المقال يعطي إجابات مفصلة.

1

الشكل 1. يجب تحسين استهلاك الطاقة في مبنى المختبر أيضًا.

تميل المتطلبات الخاصة لأعمال المختبرات إلى جعل تطبيق معايير بناء الطاقة المنخفضة السلبية أمرًا صعب التنفيذ ، بالإضافة إلى زيادة تكاليف البناء. يمكن أن يكون للمعايير العازلة لبناء المبني للمجهول تأثير معاكس.

مقارنة بناء المباني السلبية مع إنشاء مبنى المختبرات ، وجدنا بوضوح أن تطبيق معايير البناء السلبية لا يؤدي بالضرورة إلى تأثيرات عالية لتوفير الطاقة ، ولكن يمكن أن يحقق قيمًا موفرة للطاقة دون اتخاذ تدابير أخرى. بمعنى آخر: إن جدوى تطبيق معايير البناء السلبي لها قيود كبيرة.

الوقت العلم هو ما يصل!

يشير مفهوم تشييد المباني السلبية عادةً إلى استخدام تدابير عزل فعالة خاصة لتهيئة بيئة مريحة لدرجة الحرارة (كما هو موضح في الشكل 2) في الغرفة فقط عن طريق تسخين أو تبريد الهواء النقي. في هذه المباني ، ليست هناك حاجة للتدفئة الفعالة لتقنيات البناء التقليدية لتسخين الجزء الداخلي للمبنى.

من أجل التقييم الدقيق لما إذا كان المبنى يمكن أن يلبي متطلبات البناء السلبي ، وضع الأشخاص متطلبات وأهداف محددة وقيود لتحقيق بناء المبنى السلبي وكدليل لأعمال تصميم المباني.

2

تستند المعايير المذكورة أعلاه إلى المعايير الفنية للمباني السكنية وتصف المناخ المعتدل داخل المباني: 15 كيلو واط ساعة / متر مربع للمتر المربع و 120 كيلو واط ساعة أقصى طلب على الطاقة يمكن التخلص منها. / M2A. تجدر الإشارة إلى أن الطاقة المستهلكة هي الطاقة التي يتم الحصول عليها من ناقلات الطاقة الطبيعية أو الموارد الطبيعية.

من أجل استخدام وتخزين ونقل مصدر الطاقة المتاح ، يجب أولاً تحويله إلى مصدر طاقة ثانوي ، على سبيل المثال إلى طاقة حرارية. في عملية تحويل الطاقة ، سيحدث حتما فقدان الطاقة ، مما يقلل من كمية الطاقة المستخدمة بالفعل من قبل المستهلكين. إمكانية استخدام الطاقة المستهلكة مباشرة منخفضة وغير مهمة.

من أجل أن تكون قادرة على مقارنة أنواع مختلفة من مصادر الطاقة التي يمكن التخلص منها ، مثل مقارنة مصادر الطاقة لمرة واحدة مع خصائص مختلفة ، فإن أنواع مختلفة من شركات الطاقة لديها معامل الطاقة لمرة واحدة. باستخدام عامل الترجيح هذا ، يمكنك الحصول على أفضل طلب للطاقة ، وهو الحد الأقصى 120 كيلو وات / (م 2) في معيار تشييد المباني النشط.

مقارنة بالمباني السكنية ، تتميز مباني المختبرات بأحمال داخلية عالية وتهوية عالية أثناء العمل في المختبر. على سبيل المثال ، الحمل الداخلي هو 80W / m2 ، والتي تستهلك معدات المختبرات منها 55W / m2 ، والإضاءة 15W / m2 ، والأفراد 10W / m2. بالإضافة إلى التهوية والتهوية ، عادة ما تكون التهوية المختبرية 25 م 3 / م 2 / ساعة. وفقًا لمقدار الإضاءة الداخلية الذي تبلغ 15 واط / م 2 ، فإن إجمالي الطاقة المستهلكة لمدة 2500 ساعة سنويًا هو 37.5 كيلو واط في الساعة / متر مربع. بالنظر إلى عامل الطاقة لمرة واحدة البالغ 2.6 ، فإن إجمالي كمية الطاقة المستهلكة المطلوبة تبلغ حوالي 97.5 كيلو واط ساعة / متر مربع.

بالإضافة إلى ذلك ، تستهلك معدات التهوية والتهوية أيضًا كمية معينة من الطاقة الكهربائية. يمكن حساب طاقة الطاقة المستهلكة من قبل التهوية والتهوية في حوالي 25W / m2. وفقًا لحساب 2500 ساعة سنويًا ، يبلغ الاستهلاك السنوي من الطاقة للتهوية والتهوية حوالي 62.5kWh / m2a ؛ التحويل إلى طاقة لمرة واحدة هو 163 كيلو واط ساعة / متر مربع.

وبهذه الطريقة ، فإن الطاقة ذات الاستخدام الفردي المطلوبة للإضاءة والتهوية وحدها تصل إلى 260.5 كيلو واط / m2a. لنفترض أن الطلب على الطاقة الكهربائية من المعدات الكهربائية الأخرى ، ومعدات المختبرات ، وأجهزة تكييف الهواء هو 38.5 كيلو واط / m2a (حوالي 100 كيلو واط / م 2 من الطاقة المستهلكة) ، وأن إجمالي الطاقة المستهلكة هو 360.5 كيلو واط ساعة / متر مربع. هذه القيمة أعلى بثلاثة أضعاف من القيمة المحددة في معيار البناء الخامل ؛ على الرغم من أنه من المفترض أن التدفئة المركزية قد تم تبنيها بالكامل ، إلا أنه لا يتم استهلاك أي شكل من أشكال الطاقة المستهلكة.

في الممارسة العملية ، من المفترض عمومًا أن يكون الطلب على التدفئة للمبنى السلبي هو 20 كيلو واط / م 2. يمكن أيضًا اعتماد هذه البيانات لجعل المقارنات والتقديرات أقرب إلى الواقع. ونتيجة لذلك ، فإن إجمالي استهلاك الطاقة اللازم لبناء مختبر افتراضي يصل إلى 380.5 كيلو واط / m2a (انظر الشكل 3).

نظرًا لاستخدامات مختلفة ، فإن الحد الأدنى لمتطلبات الطاقة في المختبر أعلى بكثير من متطلبات الطاقة في المعايير السكنية السلبية منخفضة الطاقة. يسمح المعيار السلبي ذو الطاقة المنخفضة للطاقة بحد أقصى من متطلبات الطاقة المستهلكة يبلغ 120 كيلو واط / م 2 ، وهو ما يلبي فقط احتياجات الإضاءة والتهوية المختبرية ، ولا يمكن استخدام جميع معدات المختبرات في المختبر.

الجدول 1. مقارنة بين أساليب البناء التقليدية وطرق بناء السلبي منخفضة الطاقة

لوائح العزل "السلبية" ليس لها أي مزايا تقريبًا

للهيكل المحيطي للمبنى تأثير قوي على تأثيرات التدفئة والتبريد في مبنى المختبر. يشير عدد من عمليات المحاكاة الحرارية الخاصة بالتصميم المعماري المحدد بوضوح إلى أن استخدام معايير البناء السلبي في مباني المختبرات له درجة معينة من الأهمية ، ولكن ليس له أهمية اقتصادية في عملية البناء.

من خلال تطبيق معيار EnEV 2009 ، يمكن أن يؤدي بناء مختبر ذي مباني سلبية منخفضة الطاقة إلى تقليل الطلب الكلي على التدفئة بنسبة 25٪ ، والطلب على طاقة التدفئة بنسبة 10٪ ، وتبريد أجهزة تكييف الهواء بنسبة 1٪. إذا كان استخدام استرداد الحرارة بكفاءة وإعادة استخدام WRG يمكن أن يقلل حتى من الطلب الكلي التدفئة بنسبة 43 ٪. يتم تقليل الطلب على الطاقة الحرارية المطلوبة بنسبة 28 ٪ ، ويتم تقليل التبريد وتكييف الهواء بنسبة 2 ٪. النفقات الرأسمالية اللازمة لتحقيق هذه الوفورات لا تتناسب مع تحسن كفاءة الطاقة نسبيا.

لذلك ، لا تنطبق معايير المباني السكنية السلبية الحالية ذات الطاقة المنخفضة على مباني المختبرات ذات المتطلبات العالية من الطاقة. دفعات أعلى من تخطيط مبنى المختبر والاستثمار ، وخاصة من منظور الحياة النموذجية لمبنى المختبر ، ليست اقتصادية.

من أجل أن تكون قادرة على بناء مختبرات موفرة للطاقة حقًا ، من الضروري مراعاة خصائص المبنى ، خاصةً خصائص استخدامه: الخصائص التي لا يمكن تحقيقها من خلال التقييس. لا يزال يتعين أن يكون كما كان من قبل: لتنسيق جميع الاحتياجات والإمكانات المتعلقة بالمشروع ، وتنسيق كفاءة الطاقة ، وفعالية التكلفة ، والوظائف والراحة.