Nachhaltigkeit im Betrieb

Transkript

1 DECHEMA-Kolloquium "Nachhaltigkeit von Laboratorien" Nachhaltigkeit im Betrieb Dr. Christoph Heinekamp

2 Prioritäten der Nachhaltigkeit 1. Funktionalität 2. Energieoptimierung 3. Sicherheit 4. Arbeitsbedingungen

3 Nachhaltigkeit: Gleichgewicht der Kräfte Funktionalität Energieoptimierung Arbeitsbedingungen Sicherheit

4 Energie Bedarf Laborgebäude 16% 5% 25% Wärmebedarf Lüftung Nachwärmung 6% 22% 24% 2% Wärmerückgewinnung Stromverbrauch Geräte Beleutung Stromverbrauch Ventilatoren Kühlung Daten aus Studie von

5 Energie Produktion Laborgebäude 2% Wärmebedarf Lüftung 8% 21% 38% Nachwärmung Wärmerückgewinnung Stromverbrauch Geräte 29% Beleuchtung 0% 3% Stromverbrauch Ventilatoren Kühlung Daten aus Studie von

6 Energie Kosten Laborgebäude Energiebedarf Technik 3% Wärmebedarf Lüftung 28% 11% 17% 1% 0% 39% Energiebedarf Nutzer Nachwärmung Wärmerückgewinnung Stromverbrauch Geräte Beleutung Stromverbrauch Ventilatoren Kühlung Daten aus Studie von

7 Energieeffiziente Geräte

8 Reinwasseraufbereitung 100 l Rohwasser = 70 l Konzentrat Abwasser ( l) + 30 l Reinwasser ( l) VE- Wasser = Vollentsalztes Wasser = Umkehrosmosewasser

9 VE-Wasser als Kühlmedium Kein Umlaufkühler: 250 l / 100 l VE-Wasser pro Charge Verwurf Mantelfüllung 60 l / 4 l VE-Wasser pro Mantelfüllung

10 VE-Wasser als Kühlmedium Eisflockenbereiter Luftgekühlt VE-Wasserverbrauch als Verwurf 16 l / h = ca. 400 l pro Tag + Wassermenge für Eis

11 VE-Wasserentnahmestellen Zentrale Zapfstelle? höherer VE-Wasserverbrauch

12 Laborlüftung

13 Verdrängungsströmung

14 Drallauslass Zu- und Abluft Mischlüftung (Verdünnungslüftung)

15 Schlitzauslässe Mischlüftung (Verdünnungslüftung)

16 Zuluft Textilauslass Mischlüftung (Verdünnungslüftung)

17 Wirksame Laborlüftung

18 Der ideale Rührkessel In einem idealen Rührkessel erfolgt eine "ideale", also sehr gute Durchmischung der Reaktionsmasse. Sie soll so gut sein, dass im Reaktorraum zu einem diskreten Zeitpunkt und an allen Stellen die Konzentrationen exakt gleich sind und die gleiche Temperatur vorliegt. Die Konzentration (c) und die Temperatur (T) sollen also räumlich gradientenfrei sein. Es gilt also für eine räumliche Dimension (x), dass der grad(c) = 0 und grad(t) = 0 ist.

19 Zugluftverhinderer

20 Lufteinbringung über einen Zuluftschlauch Zulufttemperatur 19 C und Raumtemperatur 21 C

21 Bodenabsaugung Kryotechnik Grenzen der Durchmischung: Anreicherung von schweren Gasen am Boden. Bodenabsaugung als Verdünnung (Ablauf)

22 Energie Kosten Technik 5% 28% Wärmebedarf Lüftung Nachwärmung 65% 2% 0% Wärmerückgewinnung Stromverbrauch Lüftungsventilator Kühlung Daten aus Studie von

23 Laborlüftung Druckregelung der Zentralanlage Schlechtpunktregelung oft nur Regelung am schlechten Punkt Kanaldruck vor dem Volumenstromregler < 180 Pa Strömungsgeschwindigkeiten < 5 m /s

24 Optimierter Kanalnetz mit Zwangsstelle

25 Laborabzug mit Abluftwäscher Verbraucher mit höheren Druckverlusten Belastung für die Gesamtanlage oder separate Abluft

26 Laborlüftung - Systembetrachtung Sonderabluft Raum-, Laborabzugsabluft 24-h Abluft

27 Auswerte- und Dokumentationsbereich Zuluft Abluft als Überströmung ins Labor Belüftete Auswertebereiche ohne zusätzliche Luftmenge

28 Arbeitsplatzspezifische Laborlüftung Abluft Laborraum Auslegung mindestens 25 m³/h m² Arbeitsplatzspezifische Lüftung Gefährdungsbeurteilung gemäß Betriebssicherheitsverordnung Betriebsweise Abluftmenge Raum = Summe Abluft sicherheitstechnische Einrichtungen: - Laborabzüge, - Sicherheitsschränke, - Punktabsaugungen

29 Laborlüftung Optimierter Betrieb Auslegung Laborabzug 150 Abluftmenge (max.) 600 m³/h Abluftmenge (min.) 200 m³/h Sicherheitsschrank 60 Abluftmenge 30 m³/h Unterbausicherheitsschrank Abluftmenge 30 m³/h Fläche 20 m² ohne Auswertebereich Mindestluftmenge Auslegung Abluftmenge 500 m³/h Zuluftmenge 470 m³/h Arbeitsplatzspezifische Betriebsweise Laborabzug 150 geöffnet Abluftmenge (max.) 600 m³/h Sicherheitsschrank 60 Abluftmenge 30 m³/h Unterbausicherheitsschrank Abluftmenge 30 m³/h Gesamtabluftmenge 660 m³/h Laborabzug 150 geschlossen Abluftmenge (max.) 200 m³/h Sicherheitsschrank 60 Abluftmenge 30 m³/h Unterbausicherheitsschrank Abluftmenge 30 m³/h Gesamtabluftmenge 260 m³/h

30 Laborabzug mit automatischer Frontschieberschließung

31 Laborlüftung Optimierter Betrieb Gesamtabluftmenge 100 %: m³/ d Nachtabsenkung (77 %) Absenkung bis 6.00 Uhr Gesamtabluftmenge m³/d Arbeitsplatzspezifische Betriebsweise (47 %) Laborabzug 150 geöffnet 3 h Gesamtabluftmenge m³/d Arbeitsplatzspezifische Betriebsweise mit Nachtabsenkung (42 %) Laborabzug 150 geöffnet 3 h Absenkung Uhr Absenkung Laborabzug 120 m³/h Gesamtabluftmenge m³/d

32 Gebäudebetrieb GLT DDC BUS LON M eldungen S innvoll S R eduzieren EIB

33 Laborgebäude für Lebensmittelchemie

34 Großlabor für Lebensmittelchemie

35 Bedarfsangepasster Lüftungsbetrieb Betriebsschalter Betriebsschalter: Lüftung aus 24-h Abluft Nachströmung 0,5 LW Betriebsschalter: Lüftung aus Einzelabluftventilator Nachströmung mit elektrischer Notheizung

36 Neubau Fachhochschule Technische Chemie in Nürnberg E. Grabow + H. Hoffmann Architekten BDA

37 Praktikumslabor Chemie FH Nürnberg

38 Praktikumslabor Chemie FH Nürnberg Abluft max m³/h Abluft min m³/h 24 h Abluft 390 m³/h Betriebsschlüsselschalter Laborlüftung aus 24 h Abluft Dauerbetrieb 24 h Zuluft Dauerbetrieb

39 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dr. Christoph Heinekamp dr. heinekamp Labor- und Institutsplanung Gaußstr.12 D Karlsfeld (bei München)