作为一个例子,美国绿色建筑委员会由美国能源部和其他专业组织专注于设计零能耗建筑的终极目标到2030年碳中性的建筑。迪拜已清洁能源战略的7%,到2020年,在2050年到2030年的25%和75%。
实现这些目标的关键是通过将节能策略纳入设计、建设和运营的新建筑进行改造,提高现有建筑的效率。一旦建筑物能源使用方面进行了优化,可再生能源如太阳能可以应用于实现零能耗建筑。
零能耗建筑
使用零能耗建筑的概念,一个产生能量,因为它使用超过一年的时间里,可以进一步减少对化石燃料的依赖,增加现场和非现场可再生能源的使用。零能耗的设计取决于两个关键元素,减少能源需求和现场生产的能量。在实现零能耗建筑设计包括以下:
被动式设计是可持续建筑的关键。它对当地气候和立地条件最大化构建用户的舒适和健康同时尽可能减少能源的使用。的一些功能包括:
•建筑方向
•高性能信封
•采光
•阳光和阴影装置控制
•谨慎选择窗户和玻璃
活跃的建筑设计包括所有机电系统设计达到最节能系统更好的室内空气质量,如:
•高性能暖通空调系统
•节能插座负载
•节能照明
节能策略,如能量转换系统包括:
•结合热力和电力系统
•燃料电池
•微涡轮机
•热电联产
可再生能源战略实现零能耗建筑从自然资源获取能源如太阳能、风能、地热、等等,不是来源于化石燃料或核燃料。就可以了:
•光伏
•太阳能热水
•风力涡轮机
•地下水
对卫生保健设施设计的挑战
医疗建筑设计提出了两种可持续设施发展的挑战和机遇。的一些挑战是:
•24/7的医院。
•感染控制。
•室内空气质量。
•高外部空气通风率。
•严格的关键区域的温度和湿度要求。
•pressurisation房间。
•房间供应每小时换气次数作为所需的代码。
•高度的系统可靠性和冗余。
成功实现创新
不断地努力减少能源消耗,同时保持所有的功能和实现目标的机械系统拒绝进化的能量减少在医院创新设计,成功实现了泰德雅各布工程集团(TJEG)。
通风双层幕墙系统(图1)
被用于建筑双层幕墙作为一个被动的建筑技术提高能源效率和改善室内热舒适的同时。这包括使用被动双层空气从底部的双门面,羽毛状的双立面层之间。这一概念已被成功地用于在寒冷的气候。
被动双层立面不会工作在海湾地区的炎热和潮湿的气候。我们实现通风双层幕墙的概念,我们排放建筑双层幕墙的底部排气温度远低于设计环境空气温度保持在中间空间温度恒定送风温度全年。上述概念的使用也消除凝结的外立面。
100%遁词外部空气系统热回收(图2)
这个概念只需要两个主要管道系统,送风和一般排气,从而减少系统的最初成本和维护成本。它是最适应的空间利用率的变化。
此外,代码允许减少空气供给的数量导致了能源消耗减少。
TJEG确定,与传统相比,three-duct,供应,返回和排气系统,two-duct, 100%外部空气系统,不仅提供成本和节能但也有较低的生命周期成本。
这个概念的最重要的优势是,它提供了100%的外部空气,因此,全年最好的室内空气质量(IAQ)。
变风量(VAV)系统
所有外部空气系统允许介绍变风量空调的概念而实现代码合规。
本地代码实现变风量空调系统需要自动调节阻尼器在房间里供应/返回/排气管道。two-duct, 100%外空气系统允许所需的控制阻尼器数量的减少,因此,实现了变风量空调系统的使用在病人占领的地区。
这种创新方法代表了一种背离传统的恒容空调系统通常在医疗环境,极大地提高病人舒适控制,同时减少能源消耗。
置换通风(图3):
置换通风是一个众所周知的方法中使用的空气供给各种各样的建筑,除了医疗。为了应对问题有关感染控制和空间舒适、气流速度、温度和分层进行严格的CFD分析。
模拟病人的房间是建立在实验室测试的性能置换通风并确认CFD分析的有效性。
通过一个广泛研究的几个空调系统选项TJEG确定与其他系统相比,置换通风,变风量空调,two-duct, 100%的外部空气和遁词热回收系统,提供节能和生命周期成本最低。
风扇数组与变频驱动器
扇数组或扇墙系统创建统一的气流穿过线圈和管道系统,减少噪音和振动。多个粉丝增加系统冗余和可靠性。风扇阵列安装减少总长度的空气处理器内阁由于短空间需求下游的粉丝。同时,他们消除对声音材料的需求,从而进一步减少内阁的长度以及风扇马力。多个变频驱动器控制风扇操作调节空气供应满足建设的需要。
绕过阻尼器
空气处理单元包含介绍热回收和冷却线圈电阻导致的气流压降。旁通空气处理单元的阻尼器的线圈编程线圈不使用时开放。这种方法提供了一个减少空气压力下降,因此,减少能源消耗。
热收获和拒绝
热量从各种各样的热量生产设备,如计算机房空调、制冷设备冷凝器、医疗、实验室设备等,用于加热线圈和国内水预热。热回收遁词系统可用于拒绝多余的收获热到系统中。
集成项目交付(IPD)和零能耗建筑(NZEB)
采用新技术和创新系统经常遇到的挑战从客户机和建筑运营商,因为他们不想成为第一个实现这些技术。
IPD所有者之间建立了一个合作的三方关系,顾问和承包商,使思维和可视化。它预期未来需求和确定潜在的能源效率策略通过接触许多不同的参与者在项目交付。
对项目的成功至关重要的参与是所有者的代表在设计过程中支持创新和团队合作精神,和开放,接受和鼓励团队引入新能源效率特性不断变化的暖通空调系统。
除了项目协调IPD的好处,它提供了一个项目交付模式,可以更好的构思和实现的概念NZEB鼓励建筑设计减少能源需求和实施可再生能源系统,以满足这些减少能源需求。
结论
在过去的十年里,建筑设计行业经历了一次重大转型的实现可持续建筑设计措施项目。医院的可持续建筑设计指导原则是由美国绿色建筑委员会设置“LEED”和绿色指南医疗和阿联酋地区的绿色建筑委员会。这些都是优秀的指导方针,实施绿色建筑的方法,是鼓励创新的新设计向零能耗建筑。
新建设医疗设施建筑进行了勘察基础上具有最大的节能潜力。改造现有的卫生保健设施提供了最大的整体节能,因为他们的剩余使用寿命和大量的设备操作。我们鼓励每一个设计专业的可持续设计的原则融入他们的实践当工作在新的和/或改造项目。这些设计应该减少整体能源和水的消耗和相关的温室气体的排放。设施将会获得更好的室内空气质量,降低建筑第一和运营成本,最重要的是拯救生命的环境,满足它的使命。
