米国では、建物の運用と建設が排出量の 40% 以上を占め、総電力使用量の 76% を占めています。特にヘルスケアの建物と病院は、商業ビルの建築面積のわずか 1% であるにもかかわらず、商業ビルのエネルギーの 5.5% を消費します。これにより、改善の対象とするのに適した領域になります。
病院を設計する際に考慮すべき重要な指標には、 EUI 、 SDA 、 ビュー、 運用 CO2 、 具体化された炭素、運用コストと資本コストがあります。運用コストの観点からは、 Target 100によると、1 ドルの利益は総収入の 20 ドルに相当します。米国の典型的な病院の場合、エネルギー料金は、建物の規模と特定の地域によって異なりますが、200 万ドルから 400 万ドル (USD) になります。 60% の削減を達成するエネルギーの削減は、典型的な病院で年間 500,000 ～ 1,000,000 ドルのエネルギー節約 (利益に換算) を示唆しています。
適切な設計戦略を実施できるように、病院の総エネルギー消費に最も寄与する要因を特定することが不可欠です。
次の図は、2 つの病院の最終用途の内訳を示しています。
最終用途の内訳を見ると、全体的なエネルギー使用の最大の原因は、病院の内部負荷を支配する暖房、冷房、および換気であると結論付けることができます。再加熱は、総エネルギー使用量の大部分を占めることも示されています。この再加熱エネルギーは、中央システムが入ってくる空気を冷却して、病院内の最も暖かい空間、典型的なプラグ負荷の高い病院の内部空間を調整した結果です。他のすべてのスペースを冷やしすぎないように、建物の空気は局所的に再加熱されます。このため、暖房システムへの直接的なエネルギー効率設計は、病院のエネルギー消費を削減するための優れた出発点戦略です。
病院のエネルギー効率を改善できる設計戦略に飛び込む前に、病院を他のタイプの建物と区別する主な設計要素を特定することが不可欠です。病院を設計する際に考慮すべき重要な側面は、空気中のウイルスやバクテリアが空気の流れを介して他の部屋に移動するのを防ぐための部屋の換気と空気ろ過です。 ANSI/ASHRAE/ASHE 規格 170-2017 は、医療施設の換気に関する要件を規定しています。この規格は、スペースの種類に応じて換気の最小回数 ( ACH ) を指定するとともに、麻酔室、緊急治療室など、外部への直接排気が必要なスペースのタイプを指定します。次の表は、いくつかの換気設計要件を示しています。部屋。
エネルギー使用と二酸化炭素排出量を削減するための改善戦略
外部シェーディング デバイスを追加することにより、適切な日射制御によりエンベロープ負荷を軽減します。エンベロープ負荷を減らすと、ピーク時の太陽熱取得が低くなり、より小規模で効率的な中央プラントの使用が可能になります。これにより、ファンの電力負荷も軽減されます。
ゾーニング戦略を改善し、ほとんどのスペースでスペースの温度調節と換気の分離を行い、ピーク時の温度調節を航空輸送に完全に依存するのではなく、暖房と冷房に補助的な放射源を使用します。ゾーン冷却は、適切な冷却を提供する放射冷却パネルによって実現されます。換気は、潜在負荷と顕負荷の一部を処理するデュアル熱交換器とともに、専用の外気システム ( DOAS ) を使用して行われ、さまざまな気候に適した選択肢となります。温水パネルラジエーターは、ゾーン暖房に使用できます。加熱と冷却の分離を実装することで、過冷却と再加熱負荷を排除し、システムの重点を空気から水に移します
置換換気を使用して、100% 外気で 1 時間に 4 回の換気を行います。これは、非常に低い空気速度で部屋の下部容積に冷たい新鮮な空気を導入することによって行うことができます。熱回収ホイールは、手術室や緊急治療室などの高度に規制された部屋を除くほとんどのスペースの排気システムに追加できます。 DOASシステムと一緒に置換換気を使用すると、コードの換気要件を満たしながらエネルギー効率が向上します。
高度に規制されたスペースでの空気の変化を減らし、不在時のプラグ/照明の負荷を減らすことで、ゾーンの負荷を減らします。