Green Building Retrofit Case Study_v3
PDF | 613.57KB
تُعتبر Daikin Industries شركة رائدة عالمياً في مجال تطوير وتصنيع منتجات تكييف الهواء والتدفئة والتهوية والتبريد (HVAC-R) المتقدمة والعالية الجودة وتقدم حلولاً للتطبيقات السكنية والتجارية والصناعية. تأسست Daikin في اليابان عام 1924، وتسعى الشركة جاهدة إلى الجمع بين الخبرة والتجربة لإيجاد تقنيات مبتكرة جديدة من خلال توقع المتطلبات المستقبلية للعملاء والمجتمع. ولقد تطورت Daikin على مدار تسعة عقود لتوظف 80,000 شخص مع 100 قاعدة إنتاج ووجود في 150 دولة حول العالم.
كان التزام Daikin تجاه السوق المحلية هو المحرك الرئيسي للانتقال إلى مكتب جديد داخل المنطقة الحرة في جبل علي لتعزيز منشآت التصنيع والمبيعات والتدريب، وليصبح مقرها الرئيسي في منطقة الشرق الأوسط وأفريقيا. وقد احتاج مبنى Daikin إلى ترقية تحديثية كاملة لتلبية معايير الاستدامة وليشمل تقنيات تكييف الهواء الشهيرة حول العالم لكفاءتها العالية في استخدام الطاقة وتأثيرها البيئي المنخفض.
انتقلت شركة Daikin إلى مقرها الجديد في يوليو 2019 ويقع المبنى الرئيسي لشركة Daikin في المنطقة الحرة في جبل علي في دبي، الإمارات العربية المتحدة. ويشغل المبنى 5000 م2 من المساحة، بما في ذلك 3500 م2 مصنع لوحدات معالجة الهواء، وطابقين للمكاتب لوظائفه الإقليمية، وأكاديمية تدريب على أحدث طراز.
نهج الاستدامة
يتماشى نهج Daikin في الترقية التحديثية للمبنى مع هدفها نحو تحقيق رؤيتها البيئية 2050 مع هدف تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري إلى الصفر بحلول عام 2050. وقد ركزت حلول الترقية التحديثية على تسهيل الوظائف التي سيتم تنفيذها في المبنى، مع اهتمام خاص براحة مستخدمي المبنى، والأثر البيئي للمبنى، والتوافق مع النظم والاستراتيجيات الوطنية والعالمية لتوفير الطاقة.
ولقد تحقق ذلك من خلال التركيز على النواحي التالية:
- معدات تكييف الهواء ذات الكفاءة في استخدام الطاقة
- جودة هواء داخلي عالية المستوى
- أنظمة إدارة الطاقة
- إضاءة وأدوات تحكم فعّالة
- حلول بيئية مبتكرة
أنظمة تكييف الهواء
من المعروف أن استهلاك الطاقة في أنظمة تكييف الهواء هو الأعلى في أي مبنى أثناء التشغيل في ظروف درجات حرارة خارجية عالية. ولقد اختارت Daikin الأنظمة المصممة والمصنعة داخل الشركة لتحقيق أعلى كفاءة عند التحميل الجزئي على مدار العام مع التركيز على الأداء في ظروف درجات الحرارة الخارجية العالية والتوافق مع نظم ESMA المتعلقة بأداء كفاءة استخدام الطاقة.
في المساحة المكتبية المفتوحة وغرف الاجتماعات، اختارت Daikin نظام VRV متعدد الأجزاء باستطاعة تبريد إجمالية تبلغ 341 كيلوواط. وقد تم توصيل ما مجموعه 13 وحدة نمطية خارجية مع 54 وحدة داخلية مختلفة عبر المساحة المكتبية المفتوحة وغرف الاجتماعات. ومع تحقيق مستوى عالٍ من إمكانية التحكم بدرجة الحرارة في مختلف المناطق، فإن هذا النظام قادر على ضبط استهلاكه للطاقة للسماح بتحقيق أعلى مستويات الكفاءة في استخدام الطاقة عند التحميل الجزئي. ويتم ضبط جميع منظمات الحرارة أو الثيرموستات على 25oمئوية ولها وظيفة مضمّنة وهي تقييد الحد الأدنى لنقطة الضبط إلى 20oمئوية وفق إرشادات ESMA.
في منشآت المصنع والأكاديمية، يجب أن يُغطي نظام التبريد الحمل الحراري لنفس المنطقة. وبالتالي فقد تم تركيب مبرد سائل بتقنية العاكس تبريد هوائي وتوصيله بوحدة معالجة الهواء ووحدات الوشائع ذات المراوح المزوّدة بالماء والموجودة في أجزاء كثيرة من الطابق الأرضي. ويتم الحفاظ على درجة حرارة 27°مئوية في منطقة المصنع عندما تكون درجة الحرارة الخارجية أعلى من 33°مئوية. وعندما تنخفض درجة الحرارة الخارجية إلى ما دون 33°مئوية، يتوقف استخدام نظام التبريد، وبدلاً منه يتم استخدام نظام التهوية فقط. ويقوم المبرد العاكس ذو التبريد الهوائي بضبط استهلاكه للطاقة بحسب الحمل الحراري للمبنى وكذلك درجة حرارة الهواء الخارجي.
في الغرف الوظيفية المنفردة، يمكن أن تكون متطلبات التبريد مستقلة عن مناطق المكتب والمصنع. ولهذا السبب، اختارت Daikin نظام مجزأ بتقنية العاكس قائم بذاته مثبت على الجدار يستخدام تقنية العاكس وغازات تبريد ذات احتمالية حدوث احتباس حراري (GWP) منخفضة لتحقيق أقل انبعاثات كربونية مع ضمان مستوى عالٍ من الراحة.
أنظمة إدارة الطاقة
يتم تحسين كفاءة استخدام الطاقة في أنظمة تكييف الهواء من خلال وحدة تحكم جماعي تُعرف باسم Intelligent Touch Manager والتي تسمح بتحديد نقاط ضبط درجة الحرارة وجدولة التشغيل بما يتماشى مع إشغال المبنى وذلك لتجنب إهدار الطاقة.
عادة، يتم ضبط جميع منظمات الحرارة أو الثيرمو ستات على 25°مئوية. يتم عرض استهلاك الطاقة بتنسيق رسم بياني، يعرض البيانات المتوقعة والحقيقية. وتسمح وظيفة Energy Navigator باكتشاف الطاقة المهدورة، مع إظهار الوحدات التي تعمل خارج حدود فترة التشغيل أو لديها نقاط ضبط عالية جداً أو منخفضة جداً.
أيضاً، يتم تسجيل بيانات مختلفة تتعلق باستهلاك الطاقة في حال الحاجة إلى مزيد من التحليل. ومن الجدير بالذكر أيضاً أنه يمكن الوصول إلى جميع معلمات تشغيل النظام وإنذارات الأعطال في أنظمة إدارة المباني (BMS) عن بُعد عبر برنامج VRV Cloud من Daikin وبرنامج المراقبة Daikin On-Site.
إضاءة وأدوات تحكم فعّالة
يتم التحكم في إضاءة مصابيح LED الداخلية عالية الكفاءة من خلال مفتاح محلي، أو حساس أو من خلال نظام إدارة المباني BMS. ويتم تطبيق نظام الحصاد النهاري في النواحي القريبة من الواجهات الزجاجية الخارجية للمبنى. يتم إطفاء الأضواء غير الضرورية خلال ساعات عدم النشاط وذلك لتوفير الطاقة. ويتم تشغيل مصابيح المنطقة المكتبية المفتوحة بشكل أساسي من خلال مؤقت أسبوعي يستند إلى ساعات العمل في المكتب. وبعد ساعات الدوام الرسمي، يتم التحكم في هذه الأضواء باستخدام ميزة كشف وجود أشخاص. وفي حال عدم وجود حركة لأكثر من 20 دقيقة، تنطفئ أضواء المنطقة المغطاة تلقائياً. وينطبق الأمر نفسه على غرف الاجتماعات المجهزة بمفاتيح ذكية لكشف تواجد الأشخاص. وعند دخول أي شخص إلى الغرفة، يمكنه تشغيل الأضواء باستخدام المفتاح الذكي.
حلول بيئية مبتكرة للمباني
لتقليل استهلاك المياه، يتم توجيه الماء المتكثّف الذي يتشكل في الوحدة الداخلية عبر قنوات نحو خزان ليُستخدم في ري النباتات المزروعة حول المبنى. ويتم استخدام ما يقرب من 45 غالوناً من الماء المتكثّف يومياً لري مزرعة موظفي الشركة باستخدام أنابيب الري بالتنقيط.
بقيادة رئيس مجلس إدارة شركة Daikin، شهدت مزرعة حيوية زراعة المحاصيل الخفيفة والموسمية بالإضافة إلى زراعة نباتات مثل البندورة والورود وعباد الشمس ونباتات دائمة مثل الباوباب والعناية بها.
لتقليل النفايات، يتم استخدام أخشاب التغليف والتعبئة من الشحنات الواردة التي يتم استلامها لإنتاج كراسي وطاولات خشبية لاستخدامها في حدائق الموظفين ولتصنيع أوعية خشبية للنباتات الخضراء.
يتم جمع الأوراق المكتبية التالفة بانتظام من قبل شركة إعادة التدوير. وحتى تاريخه، تمت إعادة تدوير 1624 كغ من الورق وهو ما يعادل توفير 27 شجرة أو 11368 غالوناً من الماء.
يتم فصل المواد التالفة في المصنع بشكل صحيح. ويتم جمع المواد المعدنية التالفة بانتظام من قبل شركة إعادة التدوير. ولقد قمنا بإعادة تدوير أكثر من 3 أطنان من المواد المعدنية هذا العام. يتم جمع النفايات الخطرة، والتي لا تمثل أكثر من 0.001% من إجمالي النفايات، من قبل شركة تجميع نفايات معتمدة.
- يستخدم مستودع المصنع رافعتين شوكيتين دائمتين تعملان بالكهرباء بالكامل لتجنب أي انبعاثات كربونية ناتجة عن احتراق الوقود.
لتقليل الانبعاثات وتشجيع استخدام وسائل النقل العام، تم تعيين نقل جماعي للعاملين في المكاتب بجداول زمنية محددة مسبقاً ومنتظمة من وإلى أقرب محطة مترو وذلك من أجل تشجيع الموظفين على استخدام وسائل النقل العام
موقف السيارات مظلل ومجهز بإضاءة على الطاقة الشمسية تعمل تلقائياً في ظروف الإضاءة المنخفضة.
جودة الهواء الداخلي
تؤدي الزيادة في تصاميم المباني التي تتميز بكفاءتها في استخدام الطاقة إلى زيادة الحاجة إلى أنظمة التهوية المناسبة. وتتطلب المباني ذات الكفاءة في استخدام الطاقة مزيداً من العزل لتقليل ضياعات التدفئة والتبريد. وهذا يعني أن الهواء يبقى داخل المبنى فترة أطول دون تغيير ويصبح فاسداً. كما أن الهواء الفاسد يُعرّض المبنى لمخاطر أكبر، كالحساسية والروائح الدائمة والتكاثف والعفن وغير ذلك.
تم تصميم وحدات معالجة الهواء النقي (FAHU) التي يتم تركيبها في المبنى وتصنيعها في نفس الموقع وفقاً لإرشادات التهوية ASHRAE لجلب الهواء النقي وتصفيته من الجسيمات المتطايرة وتبريده على ملف ماء مبرّد يتم توفيره بواسطة مبرّدات بتقنية العاكس ذات تبريد هوائي. ويتم توفير الهواء النقي في مناطق العمل المختلفة في المبنى. تضمن وحدات معالجة الهواء النقي (FAHU) تغيير كافٍ للهواء وتكرار أكثر لتغيير الهواء في الساعة كإجراء مضاد لمرض COVID-19 وذلك لزيادة معدل تهوية المبنى.
يتدفق الهواء إلى فاصل الرمال لتقليل مستوى الغبار PM 2.5 قبل المرور عبر مرشحات MERV8 عالية الكفاءة. يطيل فاصل الرمال عمر المرشح ويساعد في الحفاظ على كفاءته. كما يتم وضع حساسي CO2 في مجرى الهواء الراجع. يعمل هذان الحساسان على زيادة سرعة المروحة في حال كان مستوى CO2 أعلى من الحد المعيّن. وبالإضافة إلى ذلك، تتم إضافة عجلة مزدوجة لاسترداد الحرارة إلى وحدة معالجة الهواء لاستعادة الهواء البارد من الهواء الراجع إلى المبنى وهذا يضمن توفيراً في الطاقة في الأوقات العادية. وتستخدم معدات التهوية محركات مراوح عالية الكفاءة تضمن مستويات صوت أخفض، وتقلل من ضياعات الطاقة، مما يطيل عمرها، والسرعة المتغيرة مقارنة مع المراوح التقليدية.
فرض وضع COVID-19 بعض التعديلات على نظام التهوية، وتشمل هذه التعديلات ما يلي:
• زيادة معدل تغيير الهواء النقي بنسبة 20%
• التشغيل المستمر لنظام وحدات معالجة الهواء النقي FAHU
• الترقية إلى مرشحات MERV 11 في نظام وحدات معالجة الهواء النقي FAHU
• تعطيل عجلة استرداد الحرارة لإيقاف دوران الهواء الراجع
• تعطيل تهوية المطلوبة استناداً إلى مستوى غاز ثاني أكسيد الكربون CO2 بما أن خط الإمداد عبارة عن هواء نقي بنسبة 100%
الخطوات التالية نحو الترقية التحديثية
تعد عملية الترقية التحديثية للمباني الخضراء رحلة مستمرة من عمليات التحقق، والعمل، وإشراك جميع شاغلي المبنى لزيادة تقليل استهلاك الطاقة في المبنى وانبعاثات الكربون الصادرة منه، وفي النهاية تقليل تأثيره البيئي السلبي. حاليًا، تستهلك Daikin ما معدله 78000 كيلو واط ساعي شهرياً، وإذا تم التقدير على أساس سنوي، فهذا يعطي استهلاكاً للطاقة يبلغ 178 كيلو واط ساعي/م2/سنة. وتتعقب Daikin باستمرار الفرص لتقليل استهلاك الطاقة في المبنى، وبما أن Daikin ستكمل قريباً عاماً واحداً على تشغيل المبنى الذي تم إجراء ترقية تحديثية له، من خلال تتبع فواتير الطاقة، تعتزم Daikin اتخاذ الاستهلاك في العام الأول كخط أساس للمقارنة المستقبلية. وتستهدف Daikin خفض استهلاك الطاقة بنسبة 10% في العام التالي.
يتمثل طموح Daikin التالي والذي هو قيد الدراسة حالياً في توليد الطاقة الكهربائية الشمسية عن طريق تركيب ألواح كهروضوئية على سطح المبنى. ويهدف ذلك إلى تقليل البصمة الكربونية للمبنى باستخدام الطاقة المتجددة كمصدر رئيسي للطاقة، والذي يغذي الشبكة أيضاً بأي طاقة شمسية زائدة يتم توليدها.
الملخص والمخرجات الرئيسية
تماشياً مع استراتيجية دبي للطاقة النظيفة 2050، يهدف مجتمع الأعمال في دبي إلى التوجه نحو المباني الخضراء التي تقلل من استهلاك الطاقة، وتعتمد على مصادر الطاقة المتجددة، وتستخدم مواد بناء مستدامة مع ضمان رفاهية شاغلي المبنى. ويقدم هذا المنشور بعضاً من أفضل الممارسات من خمس مؤسسات مقرها في دبي.
تسلط دراسات الحالة الضوء على الحاجة إلى الاعتماد على مواد البناء المستدامة وتحسين جودة الهواء الداخلي لشاغلي المبنى. وبالإضافة إلى ذلك، تقدم دراسات الحالة طرقاً مبتكرة ناجحة تم تنفيذها أثناء إجراء الترقية التحديثية للمباني لتحسين مناطق مختلفة من إدارة النفايات، والمناظر الطبيعية والزراعة المستدامة، وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، ونظام إدارة المباني العامة، وشهادات المباني الخضراء.