השפעת לוח התכנון על אנרגיה ועלויות תפעול

גודל הרצפה של בניין - האזור הכולל של קומה אחת בתוך מבנה - משחק תפקיד קריטי בעיצוב ביצועי האנרגיה והוצאות תפעול ארוכות טווח.במשך עשרות שנים, אדריכלים, מפתחים ומנהלי המתקן נאבקים עם הבורסות בין לוחות קומה עמוקה, רחבה וקומפקטית יותר, עיצובים צרים יותר, הבנה של הדינמיקה הזו חיונית לכל מי שמעורב בתכנון מסחרי או למגורים, רטרופורטים, או תיק ניהול זה מציע, אמצעי זהירות, ואפקטים תפעוליים, ואסטרטגיות תחזוקה, תפעוליים, תפעוליים, ואפקטים תפעוליים, עיצובים.

הבנת גודל לוח הרצפה: הגדרות וטירפולגות

גודל צלחת הרצפה, המכונה גם טביעת רגל רצפת או שטח הרצפה האופייני, הוא האזור הגולמי של רמה אחת של בניין, נמדד מן הפנים החיצוני של קירות חיצוניים.זה לא כולל חדירה אנכית כמו פירים מעלית, מדרגות ו רודפים מכניים אבל כולל את כל שטח דיקור ושירות על הצלחות קומה זו הם בדרך כלל מסווגים על ידי עומק, יחס, וקטע הכולל:

• (FLT:0) לוחות הרצפה של רצפה (Deep FloorsFLT:1) - לעתים קרובות מעל 30 מטר (100 רגל) בעומק, נפוץ במגדלי משרדים גדולים, מרכזי נתונים ומחסנים תעשייתיים.
• (FLT:0) הצלחות רצפת נחרו 1 - בדרך כלל מתחת ל 18 מטרים (60 רגל) בעומק, ומאפשר גישה לאזור חד-ממדי יותר וחדירה טבעית של אור יום משותף במבנים למגורים, משרדים בוטיקים ובתי מלון.
• (FLT:0) מנדרט ריצוף לוחות 1:1 - בין 18 ל -30 מטר עמוק, נמצא לעתים קרובות במבנים מעורבים או בלוקים מסחריים מודרניים שעוצבו עם אטריום או בארות אור כדי לאזן אור טבעי וצפיפות.

טיפולוגיה בנייה מכתיבת נורמות רצפה.לדוגמה, בניין משרדים טיפוסי באזור עירוני צפוף עשוי להיות רצפה של 20,000 עד 30,000 רגל רבוע (1,860-2,790 מ'2), בעוד פארק משרדים פרברי עשוי להיות בעל הצלחות של 15,000 רגל רבוע או פחות.מגדלי מגורים גבוהים לעתים קרובות יש צלחות קטנות יותר - כ-5,000-8,000 רגל מרובעות - כדי להבטיח כי ברובן יש חשיפה חיצונית.

הקשר הישיר בין גודל פלטת רצפה ואנרגיה

צריכת האנרגיה של בניין קשורה קשר אינטימי לגיאומטריה של רצפת הרצפה שלה.לוחות קומה גדולות יותר יכול ליצור הן הזדמנויות אתגרים יעילות אנרגיה.המפתח הוא כיצד העיצוב מנהל אור יום, עומס תרמי, ו- HVAC zoning.

תאורה מלאכותית ו-Artificial Light

אחד צרכני האנרגיה המשמעותיים ביותר בבניינים מסחריים הוא תאורה מלאכותית, לעתים קרובות חשבונאות עבור 15-25% מכלל השימוש בחשמל. ריצוף Narrow הצלחות מאפשרות אור יום להגיע עמוק לתוך החלל הכבוש, צמצום הצורך אורות חשמליים בשעות היום. מחקרים הראו כי מבנים עם לוחות קומה פחות מ-15 מטרים (50 רגל) עמוק יכול להשיג אוטונומיה יום עבור 60–80% מהשטח כאשר מוכוון כראוי, לעומת 20 מטרים, בדרך כלל, דורשות תאורה רציפה, אפילו יותר מ קיבולת השמש, אפילו יותר מ קיבולת השמש.

עם זאת, ניתן לתכנן צלחות קומה גדולות עם אספקת אור של FLT:0 (הכולל מערכות צוהר של 1Freaph), שילוב תמונות ותיקון LED מלוטש כדי להפחית את השימוש באנרגיה לאורך הקיר החלון.בנוסף, השימוש בסולמות, אטריות אור, או חצרות מרכזיות יכול להביא אור טבעי לתוך הפנים של הצלחות עמוקות.

מחיאות כפיים ו- Cooling Loads

גודל הצלחת הרצפה משפיע ישירות על יחס המעטפה התרמית של הבניין - לנפח. צלחת קומפקטית, רצפת הרצפה עמוקה נוטה להיות בעל יחס שטח נמוך יותר לנפח, אשר יכול להפחית את אובדן החום באקלים קר ורווח חום באקלים חם.עם זאת, יתרון זה לעתים קרובות מחלחל על ידי הצורך כדי לסכן אזורי פנים גדולים שיש להם חשיפה מוגבלת לחיצוני.

לעומת זאת, לוחות הרצפה הצרים יש שטח חיצוני יותר רגל מרובע, מה שהופך אותם רגישים יותר לרווח חום השמש והפסדים התנהגותיים.אבל הם גם מאפשרים אוורור טבעי יעיל יותר חימום סולארי פסיבי.באקלים ממוזג, צלחות צרות יכולות להפחית משמעותית את אנרגיית HVAC אם נועדו עם חלונות אופרות ומיסה תרמית.

HVAC Zoning ו- Efficiency

לוחות הרצפה קטנים יותר תומכים באופן טבעי יותר בתיקון HVAC.כל אזור יכול להיות נשלט על ידי התרמוסטטי שלו נפח אוויר משתנה (VAV) תיבת, המאפשר טמפרטורה מדויקת והתאמות זרימת אוויר המבוססים על דיקור וחשיפה לשמש.ב צלחת קומה גדולה ופתוחה, אזורי הם לעתים קרובות הרבה יותר גדול, המוביל לגזול או יותר של כמה אזורים כדי לענות על הצרכים של אחרים.

מערכות ניהול בנייה מודרניות (BMS) יכולות להפחית באופן חלקי את זה על ידי שימוש ב-FLT:0) ventilation מבוקרת-דרישהFLT:1 וחיישנים ברמה האזורית. עם זאת, המגבלות הפיזיות של פועלי דוקטר ומיקום diffuser אומר כי רצפות מתוכננות עמוקות עם רשתות תקרה אחידות עדיין להיאבק כדי להשיג את אותה רצף של חללים קטנים, בודדים, באופן אישי, כשלטון של 50 אלף רגל, כדי לשמור על שטח גדול יותר מ-50,000 רגלים, לפחות, לפחות, על שטח נמוך יותר מאשר שטח HD.

Envelope ו-Gazing

אחוז הצלחת הרצפה שהוא היקפי (עם 15 מטרים של קיר חיצוני) מול אזור צלחת השפעה דרמטית על ביצועי המעטפה.הצלחות עמוק יש יחס היקפי נמוך אל-שטח, כלומר פחות אזור זוהר יחסית לאזור הרצפה הכולל. בעוד זה מקטין את קצב חום התנהגות / ירידה דרך חלונות, זה גם מגביל הזדמנויות לחימום סולרי ואור טבעי, עלייה ועומס גבוה הראו כי יש חיסכון מלא של 15 דקות (מסלול) עם חיסכון חום גבוה דינמית (מסלולארי) עם חיסכון נמוך יותר עם חלונות דינמית (מסלולארי) עם רמה גבוהה.

וידוי, אני חי בתוך איכות אוויר

ventilation טבעי הוא הרבה יותר אפשרי בטבלאות הרצפה הצרות שבו ניתן להשיג בין הצדדים המנוגדים של הבניין. בלוחות הרצפה העמוקות, ventilation טבעי הוא בדרך כלל מוגבל אסטרטגיה חד-צדדית, אשר מפחיתה את שערי חליפין האוויר ועשויה לדרוש סיוע מכני כדי לעמוד בדרישות ASHRAE סטנדרטי 62.1.זה מוסיף צריכת אנרגיה ותחזוקה עבור יחידות טיפול היברידיות.

עלויות תפעול של עיצוב לוח הרצפה

מעבר לשימוש באנרגיה, גודל הצלחת הרצפה משפיע על מגוון רחב של עלויות תפעוליות המצטברות על מחזור החיים של בניין.מנהלי Facility חייבים לשקול תחזוקה, ניקוי, אבטחה, ועלויות החלפת מערכת כאשר הם מבצעים הערכת אפשרויות עיצוב.

עלויות תחזוקה ותיקון

לוחות קומה גדולים יותר דורשים מערכות בנייה נרחבות ומורכבות יותר. Longer duct פועל, יותר תקדיונים תאורה, סניפים נוספים צנחנים, וקיבולת מכונית מעלית מוגברת כולם דורשים בדיקה ותחזוקה סדירה.שעות העבודה עבור קשקשים תחזוקה מונעת בערך ליניארי עם שטח הרצפה, אבל המורכבות יכולה להגדיל את לוחות לא לינארית עבור לוחות עמוקים שבו רודף אנכיים ורצים אופקיים הם ארוכים יותר.

ניקוי ו Janitorial Services

עלויות ניקוי הן יחסית ישירות לאזור הרצפה, אבל הפריסה חשובה.Open-plan לוחיות עמוקות עם חללים רחבים יותר ניתן לנקות ביעילות עם קווי שטח על הרצפה וניקוי אבק רובוטי אוטומטי.עם זאת, נוכחות של מחיצות פנים רבות, תמיכה עמודות, או אזורי ריהוט יכולים לשלול את רצפת ה- קיבולת גבוהה יותר.Narrow עם משרדים פרטיים או תאים ממולאים דורש יותר ניקוי ידניים בטווח החודשי נמוך יותר מ-160 רגל.

אבטחה וגישה

שמירה על צלחת קומה גדולה מציגה אתגרים ייחודיים.עם יותר נקודות כניסה, יציאות חירום ונקודות מקלט פוטנציאליות, העלות של פריסת מצלמות CCTV, קוראי כרטיס גישה ומערכות אזעקה עולה.עקב אחר קומה אחת גדולה ופתוחה עשוי לדרוש פחות מצלמות רגל מרובע מאשר צפיפות מלחמה של חדרים קטנים, אבל עלויות הציוד עבור ריצות כבל ארוכות ועיבוד מרכזי הן גם גורם: רצפה עמוקה יותר דורשות לעתים קרובות יותר לוחות תחזוקה גבוהים יותר, או להגדיל את הבנקים.

עלויות אנרגיה ועלויות של שימוש

כפי שנדון, תאורה, חימום וקירור שולטים בעלויות השירות.הממשל האמריקני מידע מדווח כי מבנים מסחריים בארה"ב מבלים בממוצע 2.15 דולר ל רגל רבועה מדי שנה על אנרגיה.בניינים עם לוחיות רצפה עמוקה שחסרות אסטרטגיות אור יום יכולות לדחוף את הדמות הזאת ל- 2.60 דולר ל רגל מרובעת, בעוד שהצלחות מתועדות היטב יכולות להשיג 1.70 דולר.

HVAC System Lifecycle and Switch

לוחיות גדולות יותר לשים יותר מתוח על ציוד HVAC, פוטנציאל לקצר את תוחלת החיים שלה. המורחבת דוקטרמנט מגביר את הירידה בלחץ, הדורש מעריצים גדולים יותר לרוץ שעות ארוכות יותר. העומס הקירור מרווחי חום פנימיים באזורי הליבה יכול לגרום למפעלים קרירים לפעול בגורמים בעלי יכולת גבוהה יותר.זה מאיץ ללבוש ודמיע על דחוסים, משאבות, מגדלי תחזוקה מונעים חייב להיות אגרסיביים יותר, תחליף וקצר מ קיבולת נמוכה יותר מ קיבולת של 20 שנים פחות.

עיצוב אסטרטגיות עבור ריצוף אופטימי לוח Sizing

בהתחשב במסחר, מעצבי בניין לעתים רחוקות יש את היוקרה של גודל צלחת מושלמת הרצפה במקום, הם מעסיקים חבילת אסטרטגיות כדי למקסם את יעילות האנרגיה ולצמצם עלויות התפעוליות עבור ממדים נבחרים.

בניית אוריינטציה וצורה

לא משנה גודל הצלחת, אווות הבניין לאורך ציר מזרח-מערבי מצמצם את הבוהק הפונה מערבה, צמצום עומסי קירור שיא. צורה מלבנית עם יחס ארוך-עד-מגובה של 2:1 או 3:1 יכול לעזור אפילו צלחות עמוקות לקבל קצת אור טבעי לאורך הצדדים ארוכים.

מילים לשיר Light Wells

עבור צלחות רצפת עמוקות, הצגת אטריום פנימי או אור מביא אור יום לתוך הליבה.זה יכול להפחית דרישות תאורה מלאכותיות על ידי 40-60 אחוזים באזורים שמסביב, וגם מקל על ventilation טבעי באמצעות אפקט ערימה. ... [+] לעשות שטח הרצפה להגדיל את עלויות הבנייה, אבל החיסכון באנרגיה מחזור חיים לעתים קרובות להצדיק את ההשקעה.בנוסף,ריוםs יכול לשמש כמרכזים חברתיים, הגדלת ערך רכוש וספק דייר.

המונחים: Core Zones

מעצבים צריכים להבדיל בבירור אזורי היקפי (עם 15 מטרים של קירות חיצוניים) מאזורי הליבה.אזורי פרימטר יכולים להיות מעוצבים עבור תאורה טבעית, עם תאורה נמוכה יותר של תאורה כוח ונקודות נוחות תרמיות גבוהות יותר. אזורי Core צריך להיות מטופלים כמו חללים עתירי עומס גבוה, אופטימיזציה עבור תאורה מלאכותית יעילה, פעילות גופנית, וציוד חום נמוך.

תוכניות רצפה מודולרית וגמישות

יותר ויותר, מבנים מעוצבים עם לוחות קומה מודולריים שניתן לחלק או לתקן מחדש לאורך זמן. גמישות זו מאפשרת לבעלי להסתגל לשינויים בצרכים של דיירים ללא שיפוץ גדול.לדוגמה, צלחת קומה של 30,000 מטרים מרובע יכול להיות מתוכנן עם מפרץ מבני המאפשר תוספת מאוחרת יותר של קירות מחוסנים, יצירת שני 15,000 אזורי קוהור.זה מאפשר לעשרה נמלים עתידיים לייעל את האופטימיזציה של צריכת האנרגיה שלהם, ולצמצם את מצב האנרגיה שלהם.

טכנולוגיות חכמות

מערכות מתקדמות של אוטומציה מבני בניין (BAS) יכולות להפחית את רבים מהיעילות הטבועה בלוחות קומה גדולות. חיישנים של דיקור בזמן אמת, בקרת תאורה אדפטיבית, ואופטימיזציה של HVAC המונעת על ידי AI יכול להתאים תנאים כדי להתאים את דפוסי השימוש בפועל.לדוגמה, מערכת המבוססת על חיישן יכול לגוון אורות באזורי ליבה לא עסוקים או להפחית את זרימת האוויר בשעות הצהריים.

מחקרים: לוחות קומה גדולים לעומת קטנים בבניה מסחרית

דוגמאות בעולם האמיתי מדגישות את ההשפעה התפעולית של החלטות לוחיות הרצפה.

מקרה מחקר 1: פלטת רצפה עמוקה - מגדל 40 אלף רגל מרובע בשיקגו

מגדל משרדים בן 30 קומות שנבנה בשנת 2010 כולל צלחת רצפת 40,000 רגל מרובע עם 28,000 מטרים רבועים של אזור הליבה.למרות השקעה ב Atriumc מרכזי ביצועים גבוהים, האנרגיה של הבניין צריכת אנרגיה אינטנסיבית (EUI) הוא 95 ktu / ft2 / עף 2 / שנים, בהשוואה הממוצע שיקגו עבור מבנים של 85.

מקרה מחקר 2: Narrow Floor Plate - בניין משרדים של 12,000 Square Foot Office בפורטלנד

בניין משרדים בן ארבע קומות הושלם בשנת 2018 יש לוחיות הרצפה של 12,000 מטרים רבועים, עם עומק מקסימלי של 16 מטר (52 רגל) המיועד חלונות אופרות, חשיפה של מסה תרמית, ורדיונית של זחלים חימום / קירור, הבניין משיג עומק מקסימלי של 38 kBtu / ft2 / שנתי מחסנים טבעי מספק 70% של עלויות הקירור השנתיים הם מתחת לבסיס נטו לעומת $ 2, 000 סטנדרטית, אך גם חיסכון תפעולי של שטח יעיל יותר, לעומת $ לחודש.

מגמות עתידיות ושיקולים

לדחוף לכיוון בנייני אנרגיה של אפס וניטראליות פחמן מעצב מחדש את עיצוב הצלחת הרצפה.בניינים מסחריים רבים מתמקדים פחמן תפעולי אפס אפס, אשר לעתים קרובות מכריח מעצבים כדי לאשר אור יום, אוורור טבעי ומערכות אנרגיה נמוכות. אסטרטגיות אלה הרבה יותר קל להשיג עם סוללות מהירות צרה או מתונה.עם זאת, עלויות קרקע עירוניות ודרישות צפיפות לעתים קרובות מנדטות עמוק יותר.

מגמה נוספת היא ההשפעה של מודלים עבודה היברידית ומרוחקת.דחיסות דיקור נמוך במשרדים מסחריים עשויה לאפשר צלחות רצפה עמוקות יותר להיות מטרה מחדש עם שטח פתוח נדיב יותר, אבל גם מגביר את הצורך בטכניקות כוונון מבוקרות ואסטרטגיות דיקור חלקי.התחלות של מבנים עמוקים קיימים מתמקדות בהוספת בארות אור פנימיות, שדרוג בוהק, והדרכה חכמה לשליטה על מנת לסגור את יעילות.

לבסוף, שיקולי פחמן מגולמים משפיעים גם על החלטות ריצוף.לוחות קומה גדולות יותר בדרך כלל יש אינטנסיביות חומרית מבנית נמוכה יותר ברגל מרובעת בשל יעילות של פרק גדול יותר. צלחת עמוקה עשויה לדרוש 10-15% פחות פלדה או בטון רגל מרובע יותר מאשר צלחת צרה, צמצום פליטות פחמן אחורית. Balancing תפעולי ו emboated פחמן הופך לחלק קריטי של עיצוב בר קיימא.

מסקנה

גודל הצלחת הרצפה אינו רק עניין של שטח הרצפה; הוא מעצב ביסודו את השימוש באנרגיה של בניין, עלויות תפעוליות, ונוחות הדיירים. לוחיות הרצפה עמוק מציעות צפיפות ויעילות מבנית, אלא דורש מערכות מכניות חזקות, תאורה מלאכותית ותקציבי תחזוקה גבוהים יותר. לוחיות רצפת Narrow הצטיין באסטרטגיות פסיביות, ריצוף, ועלויות תפעול נמוכות יותר, אך עשוי להגביל את יעילות השטח ולהגדיל את עלויות העטיפה המוצלחות ביותר.