Роль первичных систем в достижении сертификации зеленого строительства

Как первичные системы способствуют успеху сертификации зеленого строительства

Сертификаты на строительство в зеленом секторе изменили подход к проектированию и эксплуатации. Такие стандарты, как LEED (Лидерство в области энергетики и экологического проектирования), BREEAM (Метод оценки экологической эффективности строительного исследовательского учреждения) и WELL устанавливают ориентиры экологической ответственности, эффективности использования ресурсов и здоровья жильцов. В то время как выбор материалов и выбор места имеют значение, основные механические, электрические и сантехнические системы внутри здания определяют, соответствует ли проект этим строгим порогам. Эти первичные системы — HVAC, освещение, управление водными ресурсами и на месте генерация энергии — представляют собой самые большие возможности для повышения производительности и точек сертификации. Понимание того, как эффективно интегрировать их, отделяет совместимые здания от действительно высокоэффективных.

Что такое первичные системы в контексте зеленых зданий?

Первичные системы относятся к базовой инфраструктуре, которая поддерживает повседневные строительные операции. Они регулируют климат в помещении, обеспечивают освещение, управляют водопользованием и поставляют энергию. В обычном строительстве эти системы предназначены для базовой функциональности и минимальной первоначальной стоимости. В зеленых зданиях акцент смещается на производительность жизненного цикла: энергоэффективность, сохранение ресурсов, качество окружающей среды в помещении и устойчивость. Каждый компонент, от завода по охлаждению до кранового аэратора, должен работать вместе в рамках комплексного подхода к проектированию. Эта взаимозависимость означает, что решения, принятые на ранней стадии проектирования, непосредственно влияют на результаты сертификации позже в процессе.

Роль систем HVAC в сертификации

Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, как правило, являются крупнейшими потребителями энергии в коммерческих зданиях, на которые приходится примерно 40 процентов общего потребления энергии. Снижение этой нагрузки является приоритетом для каждой крупной программы зеленой сертификации.

Энергоэффективность и снижение нагрузки

Высокоэффективные чиллеры, тепловые насосы и системы переменного потока хладагента обеспечивают тот же тепловой комфорт со значительно меньшим количеством энергии, чем старое оборудование. Но одной эффективности недостаточно. Зеленые сертификаты вознаграждают проекты, которые уменьшают тепловую нагрузку перед калибровочным оборудованием. Высокопроизводительные строительные оболочки, улучшенная изоляция, низкое остекление и стратегии дневного освещения снижают спрос, предъявляемый к системам HVAC. Этот комплексный подход позволяет использовать меньшее оборудование, снизить капитальные затраты и текущую экономию на эксплуатации.

Вентиляция и качество воздуха в помещении

LEED и WELL уделяют большое внимание качеству воздуха в помещениях. Повышение скорости вентиляции, усовершенствованная фильтрация (MERV 13 или выше) и системы вентиляции, контролируемые спросом, обеспечивают, чтобы пассажиры дышали чистым воздухом, избегая при этом энергетических отходов. Вентиляторы для рекуперации тепла и вентиляторы для рекуперации энергии захватывают энергию от выхлопного воздуха до предварительного состояния поступающего свежего воздуха, стратегия, которая непосредственно способствует как кредитам энергии, так и критериям здоровья пассажиров. датчики CO и вентиляционные средства управления на основе заполняемости дополнительно оптимизируют доставку воздуха на основе потребностей в режиме реального времени.

Термический комфорт контроль

Зелёные сертификаты требуют, чтобы тепловые условия оставались в пределах установленных диапазонов комфорта. Зоонированные системы HVAC с индивидуальным контролем температуры, лучистые нагревательные и охлаждающие панели и интеллектуальные термостаты обеспечивают точное управление. Документация обследований теплового комфорта и постоянного мониторинга может потребоваться для соответствия кредиту, поэтому системы должны быть разработаны с возможностью измерения и проверки с самого начала.

Системы освещения: помимо энергосбережения

Освещение превратилось из простого элемента энергетической линии в стратегический инструмент для благополучия пассажиров и достижения сертификации. Современный дизайн освещения должен учитывать визуальный комфорт, здоровье циркадных тел, управляемость и энергоемкость.

Светодиодные технологии и эффективность Luminaire

Переход на светодиодное освещение уже снизил потребление энергии освещения на 50 процентов или более по сравнению с флуоресцентными системами. Высокоэффективные светильники в сочетании с датчиками заполняемости и средствами управления уборкой дневного света еще больше увеличивают экономию. LEED v4.1 и BREEAM устанавливают минимальные требования к энергоэффективности для освещения, которые требуют тщательного выбора светильника и планирования макета.

Дневной сбор и интеграция

При сборе дневного света фотодатчики автоматически тускнеют при наличии достаточного количества естественного света. Эта стратегия снижает потребление энергии при сохранении комфорта помещений. Кредиты часто требуют, чтобы по крайней мере 50 процентов занимаемой площади пола имели доступ к дневному свету, измеренному с помощью моделирования или на месте тестирования. Автоматизированные системы затенения, которые реагируют на солнечные углы и условия блика, работают в тандеме с элементами управления освещением для поддержания визуального комфорта без ущерба для качества зрения.

Циркадное освещение и человеческая деятельность

В настоящее время в пилотных проектах WELL и некоторых LEED признается важность дизайна циркадного освещения. Настраиваемые белые светодиодные системы, которые меняют цветовую температуру в течение дня— охладитель утром, теплее вечером— поддерживают естественные циклы сна-бодрствования. Первичные системы должны включать инфраструктуру управления для автоматического управления этими изменениями, позволяя ручное переопределение для предпочтений пассажиров.

Системы управления водными ресурсами и сертификационные кредиты

Эффективность использования воды является основной категорией во всех основных сертификатах зеленого строительства. Первичные системы водоснабжения охватывают все, от поставки и распределения до дренажа и очистки. Каждое сэкономленное падение способствует кредитоспособности и долгосрочному снижению затрат на коммунальные услуги.

Низкотекущие приспособления и эффективность прибора

Высокоэффективные туалеты, писсуары, краны и душевые краны являются базовыми. Кредиты обычно присуждаются на основе процентного сокращения использования воды в помещениях по сравнению с исходными показателями, рассчитанными с использованием стандартов Закона об энергетической политике. Выбор светильников с этикетками WaterSense или эквивалентными рейтингами обеспечивает соответствие. Аппаратные приспособления с сенсорным управлением дополнительно уменьшают отходы, ограничивая поток до фактических периодов использования.

Утилизация дождевой воды и переработка серой воды

Системы сбора и повторного использования воды на месте предлагают самые большие кредитные возможности. Системы сбора дождевой воды собирают стоки с крыш и других поверхностей, фильтруют их и хранят для непотопляемых применений, таких как орошение, косметика градирни и смывка туалетов. Системы серы собирают воду из раковин, душевых и прачечных и обрабатывают ее для аналогичного повторного использования. Эти системы требуют тщательной интеграции со строительной сантехникой и иногда одобрение местного департамента здравоохранения, но они резко снижают спрос на питьевую воду.

Ирригация и ландшафтное водопользование

Использование воды на открытом воздухе часто упускается из виду, но представляет собой значительную часть общего потребления в определенных климатических условиях. Коренные и адаптивные виды растений, которые требуют минимального орошения в сочетании с интеллектуальными контроллерами на основе погоды и капельным орошением, снижают потребность в ландшафтной воде на 50 процентов или более. Датчики дождя и датчики влажности почвы предотвращают перелив. Сертификаты обычно требуют 50-процентного сокращения использования воды на открытом воздухе по сравнению с обычным базовым уровнем.

Возобновляемая энергетика и генерация на месте

Интеграция возобновляемых источников энергии непосредственно в строительные системы снижает зависимость от поставляемого энергосистемами ископаемого топлива и напрямую способствует кредитованию энергии в LEED, BREEAM и других программах.

Солнечные фотоэлектрические системы

На крыше и в здании интегрированные фотоэлектрические массивы являются наиболее распространенными на месте возобновляемые технологии. Размер системы, чтобы компенсировать значительный процент годового потребления энергии — 10 процентов или более для определенных кредитов LEED требует тщательного анализа нагрузки и координации с электрической инфраструктурой. Соглашения о сетевом измерении и системы хранения аккумуляторов могут еще больше повысить устойчивость и окупаемость инвестиций.

Геотермальные тепловые насосы

Системы наземных тепловых насосов используют стабильную температуру земли для обеспечения высокоэффективного отопления и охлаждения. В то время как первоначальные затраты выше, чем обычные HVAC, экономия энергии значительна и последовательна в течение срока службы системы. Геотермальные системы могут зарабатывать очки как в категориях оптимизации энергии, так и в категориях возобновляемых источников энергии большинства программ сертификации.

Ветер и новые технологии

Мелкие ветровые турбины могут использоваться на определенных участках с достаточными ветровыми ресурсами. Топливные элементы, работающие на природном газе или водороде, также набирают силу в качестве решений для генерации на месте. Каждая технология требует анализа осуществимости конкретного участка и интеграции с основной электрической системой здания.

Интеграция и ввод в эксплуатацию: недостающее звено

Наиболее эффективные компоненты в мире не будут работать хорошо, если они не будут должным образом интегрированы и введены в эксплуатацию. Зеленые сертификаты уделяют большое внимание фундаментальному и усиленному вводу в эксплуатацию всех первичных систем.

Фундаментальная комиссия

LEED требует, чтобы все системы, связанные с энергетикой, были введены в эксплуатацию в соответствии с требованиями проекта владельца и основой проектирования. Этот процесс проверяет, что оборудование установлено правильно, элементы управления запрограммированы должным образом, а системы работают так, как задумано. Документация деятельности по вводу в эксплуатацию требуется для представления кредита.

Усовершенствованная система ввода в эксплуатацию

Усовершенствованный ввод в эксплуатацию идет дальше за счет привлечения стороннего органа по вводу в эксплуатацию на этапе проектирования, проведения регулярных посещений объектов и проведения сезонных испытаний. Системы контролируются на предмет эффективности в течение первого года эксплуатации, и любые недостатки устраняются. Этот процесс обеспечивает практическую реализацию энерго- и водосбережения, а не только на бумаге.

Ввод в эксплуатацию на основе мониторинга

Постоянный мониторинг эффективности с использованием систем управления зданиями позволяет группам предприятий выявлять деградацию или неисправности в первичных системах до того, как они будут тратить ресурсы. Для получения кредитов на сертификацию часто требуется проведение измерений основных видов использования энергии и воды и предоставление данных, необходимых для постоянного улучшения.

Влияние первичных систем на результаты сертификации

Совокупный эффект оптимизированных первичных систем существенен. Хорошо спроектированная система HVAC может достичь 30-50-процентной экономии энергии по сравнению с кодовым минимальным дизайном. Расширенные средства управления освещением при сборе дневного света могут сократить потребление энергии освещения на 60 и более процентов. Водноэффективные светильники и повторное использование на месте могут снизить потребление питьевой воды на 40-80%. На месте возобновляемая энергия может компенсировать 10-30% от общего потребления энергии в здании.

Эти показатели напрямую транслируются в точки сертификации. Например, в LEED v4.1 Building Design and Construction категория «Энергия и атмосфера» предлагает до 30 баллов за оптимизированные энергетические показатели. Качество окружающей среды в помещениях предлагает до 16 баллов за качество воздуха, тепловой комфорт и освещение. Эффективность воды предлагает до 11 баллов. Без сильных первичных систем эти точки просто недостижимы.

Помимо погони за точками, хорошо спроектированные первичные системы снижают эксплуатационные расходы, повышают удовлетворенность арендаторов, повышают стоимость недвижимости и способствуют достижению климатических целей. Здания с сертификатом LEED Gold или Platinum обычно имеют более высокие арендные ставки и ставки аренды, что делает инвестиции в первичные системы финансово обоснованным решением.

Практические шаги для проектных команд

Для получения сертификации с помощью первичного проектирования системы требуется продуманный процесс с самых ранних этапов проекта.

• Установить цели по производительности на ранней стадии. Установить интенсивность использования энергии, интенсивность использования воды и цели качества окружающей среды в помещении до начала схематического проектирования. Эти цели должны соответствовать уровню сертификации, который проводится.
• Использовать интегрированные мастерские дизайна. Объединить архитекторов, инженеров-механиков, дизайнеров освещения и органы по вводу в эксплуатацию для координации взаимодействия систем. Дневной свет, производительность оболочки и размер HVAC должны решаться вместе, а не изолированно.
• Использовать инструменты моделирования энергии всего здания, такие как EnergyPlus, IES VE или eQUEST, для оценки вариантов проектирования и документирования прогнозируемой производительности.
• Выберите оборудование, основанное на стоимости жизненного цикла, а не на первой стоимости. Высокоэффективное оборудование может нести предварительную премию, но обеспечивает более низкие эксплуатационные расходы и более высокие оценки сертификации с течением времени.
• План измерения и проверки. Установите подметры, датчики и надежную систему автоматизации здания для отслеживания производительности и поддержки текущего ввода в эксплуатацию.