建筑物是全球对产生副产品温室气体 ( GHG ) 的能源和材料需求的主要来源。减缓温室气体排放的增长速度然后扭转它是应对气候变化和保持全球平均温度低于工业化前阈值 2°C 的关键。为此,Architecture 2030 发布了 The 2030 Challenge,要求全球建筑和建筑界在未来 20 年内采用以下目标:

所有新建筑、开发项目和重大改造的设计均应满足该建筑类型的化石燃料、温室气体排放、能源消耗性能标准低于区域(或国家)平均水平的 60%。

每年至少应翻新等量的现有建筑面积,以达到该建筑类型的区域(或国家)平均水平的 60% 的化石燃料、温室气体排放、能源消耗绩效标准。

所有新建建筑和重大改造的化石燃料削减标准应提高至:

2015 年 70%

2020 年 80%

2025 年 90%

2030 年实现碳中和(不使用排放能源的化石燃料温室气体运行)。

这些目标可以通过实施创新的可持续设计策略、产生现场可再生能源和/或购买(最多 20%)可再生能源来实现。挑战很明确:到 2030 年建造和运营净零碳建筑。但如何应对挑战?本文件旨在成为一份清晰而简单的路线图,确定改进现有研究实验室设施以应对 2030 年挑战的具体方法。

虽然本文档中提出的许多想法适用于其他建筑类型,但本页的重点主要是研究建筑的翻新,因为这些建筑历来是最大的能源消耗者。如下图所示,研究建筑比医院、办公楼和住宅等其他建筑类型消耗的能源要多得多。因此,净零碳研究建筑有可能对减少温室气体产生最大的影响。

1 平方米(平方英尺)的研究空间 = 9+ 平方米(平方英尺)家庭的能源使用。

目前,有大量研究设施需要升级,并且发现大多数研究人员都非常容易接受新的想法和挑战。本文档旨在提供具体的方法来做到这一点。

专注于既有建筑的改造

截至 2010 年,美国建筑总存量约为 3000 亿平方英尺。

在正常经济时期,大约 17.5 亿平方英尺。建筑物每年被拆除。

每年约有 50 亿平方英尺的面积被翻新。

每年大约有 50 亿平方英尺是新建筑。

上述数字每年涉及大约 3.5% 的现有建筑物,并在每年的总建筑存量中再增加 2%。到 2030 年,超过 60% 的现有建筑将被翻新,另外 20% 的建筑将被添加到美国景观中。这是非常重要的,也是我们现在应该关注 2030 年零碳倡议的另一个原因,因为我们可以在未来 18 年内产生重大影响。

到 2035 年,大约四分之三 (75%) 的建筑环境将是新的或翻新的。未来 25 年的这一转变为建筑和建筑界避免危险的气候变化提供了历史性机遇。

战略:概述

该战略分为四个阶段,作为到 2030 年逐步实现碳中和的手段。第一阶段是一项财务计划,重点关注从今天到 2015 年要考虑的关键思想。这一阶段解决“唾手可得的果实”——将除了将个人(来自内部或外部顾问)集中在工作上的时间和劳动力成本之外,组织的初始成本很少或没有。其中许多行动将立即获得财务回报,而其他行动将在五年内获得财务回报。接下来的三个阶段是 2015-2020 年、2020-2025 年和 2025-2030 年的财务计划。

到 2030 年实现零碳的计划概述

改善工作习惯

购买节能实验室设备

了解建筑性能

重新思考研究的科学

减少废物

本文的目的是关注应在 2015 年之前实施的实验室内的行为和设施的运营。其中许多行动将立即获得经济回报,而其他行动将在五年内获得良好的经济回报。本文件正文中提出的想法为现有研究设施提供了许多最重要的节能和减少碳的机会。如果成功实施,这些适度策略中的几种组合将产生显着的结果。

强烈建议每年将至少 50% 的年度节省用于购买新的解决方案,最终将到 2030 年将现有设施提升到净零。我们建议在 2015 年之前完成一项全面的 2030 战略计划。同时,现在专注于改变习惯并通过降低能源成本来节省资金。2015 年及以后的投资回报估计是根据专家认为该技术在那个时间点的位置来预测的。例如,今天的光伏电池板可能有 15 到 18 年的投资回报期,但到 2020 年,预计它们在财务上是可行的,投资回报期为 7 年或更短。

主要目标是与所有对最有效的实验室趋势感兴趣的人分享想法并提供最新数据。话虽如此,如果没有世界各地组织的投入,我们就无法做到这一点。分享最近的数据和成功案例将鼓励世界各地的其他人加紧应对 2030 年的挑战,并在此过程中节省资金!

2012年至2015年思路总结目标:减少 20–30% 的能源/碳排放1. 改善工作习惯

在冬季和夏季调整恒温器,使其更能耐受更暖和更冷的温度。这是一个简单的变化,应该成为该机构的一项政策,并影响所有建筑物。

对于研究建筑,按楼层或空间类型对恒温器进行分区非常有助于降低能源成本。NIH 根据运行每个空间的能源成本对他们的研究空间进行基准测试。

在冬季,将恒温器从 72°F 降低到 68°F 或更低。

如有必要,人们可以穿一件毛衣或另一层衣服。这在中国等许多其他国家是常见的做法。

调查是否需要再加热。首席研究员或实验室经理应确定湿度可以达到多低。如果空气不必那么干燥,则可以提高送风温度,从而减少重新加热空气的需要。

案例研究:哈佛大学

在降温季节(在许多实验室设施中,降温季节可能会非常长,包括某些地区的整个冬季),哈佛维持降温至不低于 74°F 的温度政策。该政策得到了每所学校的院长的认可,因为加热设定点每增加一个度数,我们平均会多消耗 3% 的能源,并多排放 3% 的排放[美国能源部]。空间加热器在哈佛是被禁止的,所有机构都应该不鼓励使用。

在夏季,恒温器应设置在 74 到 78°F 之间,而不是典型的 70 到 72°F 范围。

许多欧洲国家以及中国都有要求可操作窗户的建筑规范。夏季使用交叉通风比空调更节能、更舒适。最好在非潮湿研究实验室的空间使用风扇,以帮助为人们提供方便的冷却。风扇使用的能源是空调的十分之一。

案例研究:哈佛大学

在取暖季节(大约 10 月中旬至 4 月中旬),哈佛维持不超过 20°C (68°F)的温度政策。

一次将恒温器降低 10 到 15°F 8 小时或更长时间。

美国能源部 (DOE) 建议,建筑物可以在冬季轻松节省能源,方法是在居住者清醒时将恒温器设置为 20°C (68°F),并在居住者睡着或远离空调时将其设置为较低。建造。对于实验室建筑,倒退应该能够发生在晚上,并且在许多情况下整个周末都可以发生。冬季的回退温度为 16°C (60°F),夏季为 26°C (78°F)。将恒温器调回 6 至 8°C(10°F 至 15°F)并保持 8 小时,一年可节省 5% 至 15% 的取暖费——每度可节省 1%如果挫折期长达八小时。当建筑物或实验室被占用时,提高或降低温度的能源成本估计在 1% 的节约指南内。气候温和的建筑物比气候更恶劣的建筑物节省的百分比更大。

其他要实施的关键想法包括避免或尽量减少校园或地区所在建筑物在能源使用高峰期间的运营。对于印度等一些国家来说,这实际上是必需的。

重新考虑再加热。如果不需要控制湿度,可以避免重新加热。大多数实验室的湿度范围是 30% 到 60%。

根据 Labs21 发布的信息,实验室的照明能源使用量占总用电量的 8% 至 25%。电照明应始终作为采光的补充。还建议进入建筑物的所有自然光都是间接光,以最大程度地减少热量增加并减少计算机上的眩光问题。

(1)使用平行于工作台的直接间接环境照明。天花板应具有至少 80% 的反射率,墙壁应具有 65% 或更高的反射率。

(2)环境照明的使用量从 700 lux (70 fc) 降低到 300 到 500 lux(30 到 50 fc)。

NIH 目前允许在他们的实验室中使用 500 lux (50 fc),这比之前的最低要求 700 lux (70 fc) 有所降低。

(3)移除过亮区域的荧光灯。加州大学圣巴巴拉分校发起了一项计划,鼓励用户报告过亮区域的灯光(由维护人员移除)。在标准实验室设施中移除 15% 到 20% 的灯可以将整体实验室能源需求降低 4%。

(4)对周边区域的环境照明使用日光控制。

(5)确保照明区域足够小以提供本地控制。

(6)使用双层切换。这是许多地区的建筑规范所要求的。在典型的安装中,一个开关控制 1/3 的灯,而另一个开关控制 2/3 的灯。这允许四个亮度级别:关闭、1/3、2/3 和完全。

(7)提供移动LED工作照明。 LED 工作照明效果很好,而且现在价格实惠。考虑为大约 25% 的工作台区域提供移动工作照明。工作照明可以放置在需要的地方,并且在可以轻松移动时非常实惠。LED 应用于新建和改造应用。由于需要更换整个夹具,因此它们目前尚未广泛实施。

C.更好的计算机管理

研究变得越来越少“引擎驱动”,而是变得越来越“计算机驱动”。随着计算机在仿真建模和研究过程中的其他应用中不断增长,运行服务器和计算机的能量管理非常重要。

(1)使用水冷服务器。数据中心现在能够在温度较高的空间内运行。水冷服务器比传统的风冷方法更节能。

(2)启用计算机的桌面电源管理。让计算机进入“睡眠”状态通常可以节省 75% 的能源成本。没有初始成本,回报是立竿见影的。

D.其他提示:

(1)关闭电源板并拔下未使用的设备以逗留“吸血鬼”电子产品。

示例包括:离心机、风扇、监视器、打印机、水浴、热循环仪

(2)在购买新仪器之前评估能源之星评级。

(3)组合项目以运行更充分的负载。

2. 购买节能实验室设备

在比较不同供应商之间的性能时,重要的是要验证所执行测试的条件并以整体方式评估节省的成本。例如,较小的冰柜是否比较大的冰柜按比例使用更少的能源?

需要开发能效评级系统,以向 NIH 购买者提供有关能效设备的信息。

A.通风柜

保持腰带向下。

如果 VAV 控制系统上的通风柜未使用,则保持窗扇打开每年每个通风柜会浪费约 1,500 美元的能源成本。这与在美国运行一所典型房屋所需的能量大致相同。

一系列通风柜选项可供实验室设计人员和研究人员使用。每个通风柜都带有相关的能源负担(1 个通风柜大约等于典型美国家庭每年消耗的能源)。组合窗扇减少了打开的面积,从而最大限度地减少了排出的空气量(因此 100% 的室外空调量并供应给空间)。

组合窗扇比垂直窗扇花费大约 1,000 美元。如果研究人员没有使用组合窗扇,强烈建议提供带有组合窗扇的引擎盖模型进行测试。

高效或低流量通风柜也为降低能源提供了机会。这里可以节省基础设施和运营能源。建议对低流量通风柜进行 ASHRAE 110 测试,如已安装。最近在一家位于加利福尼亚的生物技术公司进行的测试显示,在 60fpm 时有效运行。加利福尼亚州代码要求 100fpm,该项目在 80fpm 时获得了差异。

2005 年,哈佛发起了一项名为“关闭窗扇”的通风橱运动。他们的目标是提高对能源使用的认识,并鼓励在实验室中养成更好的习惯。哈佛使用各种视觉辅助工具,从海报到电子仪表,提醒学生和教职员工保持通风柜关闭。教授们还选择了一名志愿者来“监管”他们实验室的开放式通风柜。哈佛开始在他们的实验室大楼之间进行竞争,看谁能做得最好。作为奖励,最有效的实验室将获得葡萄酒和奶酪派对。在整个活动期间,所有通风柜的平均窗扇高度从 12 英寸降低到只有 2 英寸。 最后,哈佛的活动每年为该大学节省了 100,000 美元的能源成本。 它还提高了学生对他们在不使用时记住关闭通风柜的习惯的认识。在第一次活动取得成功后,哈佛现在一直在努力训练新学生掌握关门的高难度艺术。

几年前,麻省理工学院的一名学生在校园里做了一个关于通风柜的研究项目。他发现其中许多都处于打开状态,这浪费了大量的能源。他的研究使校园里的其他人继续他开始的工作,并开始让校园里的学生和教师意识到这个问题。一位研究生主动通过发送电子邮件、张贴海报和四处传播消息来确保人们意识到关闭他们的腰带。他们已经看到,一旦学生意识到并得到提醒,当他们不再使用通风柜时,他们就会努力关闭窗扇。麻省理工学院发现,通过学生参与关闭通风柜,他们每年可以为大学节省 100 万美元。

一些机构安排了一个人在一天结束时穿过实验室以降低窗扇。建议制定一项政策,以在不使用时保持腰带降低。许多机构都尝试过竞争和激励措施。它们的目的是好的,但通常结果是短期的,最终用户会回到以前的不良习惯。

2.使用自动窗扇闭合

存在用于改造应用的技术。改造需要可变风量 (VAV) 解决方案和附加传感器。Pacific Gas and Electric 在加州大学戴维斯分校进行的一项研究表明,通过实施自动窗扇关闭系统可以显着节省成本。 他们为每个引擎盖支付了大约 4,500 美元,简单的回报是一到四年。对于引擎盖驱动的负载,通常需要 2.3 到 2.5 年的投资回收期。一个典型的六英尺罩节省了大约 3.40 到 3.90 美元/cfm。这相当于每年节省约 1,700 美元。

3.禁用或移除未使用的通风柜

一个标准的 6' 定容罩使用超过 35,000kWh/年的冷却器和风扇能量(相当于 3-1/2 个家庭)。加州大学圣巴巴拉分校积极鼓励实验室用户报告实验室中未充分利用和未使用的通风柜。这些罩然后由校园工程和 EH&S 进行评估,通常是断开连接或物理移除。

4.购买新的高性能罩

基线

选项1

选项 2

选项 3

选项 4

产品名称

SafeAire II

SafeAire II

概念

概念

先锋

引擎盖样式

长椅

长椅

长椅

长椅

长椅

窗扇类型

垂直的

垂直的

垂直的

组合

垂直的

窗扇开口高度 x 宽度

[mm](in)

724 x 1595

(28.5 x 62.8)

724 x 1588

(28.5 x 62.5)

724 x 1588

(28.5 x 62.5)

610 x 1588

(24.0 x 62.5)

699 x 1588

(27.5 x 62.5)

窗扇开口面积

[m²](SF)

1.2 (12.4)

1.2 (12.4)

1.2 (12.4)

1.0 (10.4)

1.1 (12.0)

面速度

[m/s](FPM)

0.5 (100)

0.4 (80)

0.3 (60)

0.3 (60)

0.25 (50)

排气量

[m³/h](CFM)

2,107 (1240)

1,685 (992)

1,264 (744)

1,060 (624)

1,019 (600)

罩数

77

77

77

77

77

总排气量 =

抽油烟机数量 x

排气量

[m³/h](CFM)

162,239

(95,480)

129,745

(76,384)

97,398

(57,288)

81,620

(48,048)

78,463

(46,200)

运营成本 [$] = 总排气量 x $2.94/m³/h*年

($5.00/CFM*year)

477,400

381,920

286,440

240,240

231,000

从基线节省项目成本

95,480 美元

190,960 美元

237,160 美元

246,400 美元

关键变量

面速度从 0.5 降低到 0.4 m/s(100 到 80 FPM)

排气量从 2,107 减少到 1,685 m³/h(1,240 到 992 CFM)

引擎盖从 SafeAire II 更改为 Concept

面速度从 0.4 降低到 0.3 m/s(80 到 60 FPM)

排气量从 1685 减少到 1264 m³/h(992 到 744 CFM)

组合窗扇代替垂直窗扇

窗扇开口从 724 减少到 610 毫米(28.5" 到 24")

排气量从 1264 减少到 1060 m³/h(744 到 624 CFM)

引擎盖从概念更改为先锋

面速度从 0.3 降低到 0.25 m/s(60 到 50 FPM)

将排气量从 1060 减少到 1019 m³/h(624 到 600 CFM)

Thermo Scientific 提供的研究。

Face Velocity——一些政府和行业组织已经采用了通风柜安全标准。这些标准旨在测量通风柜容纳烟雾的能力。它们基于对实验室空气进入通风柜正面开口的速度(即正面速度)的测量。这些标准的目的是指定足够高的面风速以包含烟雾,但不会高到导致引擎盖面和工人之间的空气湍流。

[m/s](FPM)——窗扇开口处的气流速度

[m³/h](CFM)—应用于通风柜时的排气量

窗扇尺寸—计算排气量:

1. 计算窗扇开口面积

2. 将窗扇开口面积 x 面速度相乘

降低排气量的三种方法:

A. 降低面风速

B. 减少窗扇开口

C. 或同时做 A 和 B

(计算总排气量(通风柜)以达到所需的每小时房间换气率。)

用节能模型替换旧的生物安全柜

使用适当的生物安全柜。. . 教育用户(B2 机柜的运营成本是 A2 的 3 倍)

外部排气 (B2) 的平均成本估计为每个生物安全柜每年 2,100 美元。所有非排气 (A2) 成本的平均值为每个生物安全柜每年 240 美元(Thermo Fisher 的 Moffitt 研究)

假设更换为节能、非耗尽的 4 英尺,更换外部耗尽的 BSC 的投资回报 (ROI) 范围为 2.45 至 5.05 年。平衡计分卡。如果更换是在计划的过滤器更换和认证之前进行,则投资回报率范围为 1.92 至 3.94 年。

为电力用户提供节能的 BSC。为较老的 BSC 退休制定计划。美国国家科学基金会 (NSF)/ANSI 49 为 BSC 提供了大约 15 年的寿命。

生物安全技术的改进也显示出在遏制、人体工程学、适用性和能源效率方面的改进。

在高使用率机柜上从交流电机切换到直流电机。每个机柜每年可节省约 800 美元的能源成本。四英尺交流机柜的工作功率为 800 瓦,而直流机柜的工作功率约为 210 瓦。

使用 CarbonNeutral® 产品

BioMAT Class 2 — 世界上第一个碳中性 2 级微生物安全柜。新 BioMAT2 中使用的所有材料都经过精心挑选,以尽可能减少嵌入的碳排放。与碳中和公司合作,测量产品碳排放并将其减少至净零。确保通过供应 BioMAT2 安全柜排放的每吨 CO 2都节省了等量的 CO 2量。排放研究从摇篮到坟墓。整体功耗降低到190W。

冰柜/冰箱

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用新型节能冰柜取代旧冰柜

仅在绝对必要时使用 -80°C 存储。典型的 -80°C 立式冰箱每天消耗 35 kWh 的电量,外加额外的冷却以散发热量输出。

当必须使用 -80°C 储存时,使用水冷式冰柜比使用风冷式更有效。

有关高效的风冷冰箱和冰柜,请参阅以下内容:

取消一台 -80°C 冰箱 = 每年节省 1,000 美元以上的能源成本(这不包括额外的热负荷、维护和使用的空间)。

Store Smart计划始于加州大学戴维斯分校,其目标是尽可能高效地使用实验室冷库。 该计划寻求与研究人员合作,以改善样品获取、降低与冷冻机使用相关的风险并节省能源。加州大学戴维斯分校正在使用大约 1,000 台超低温 (ULT) 冰柜,并且需求正在增长。每个超低温冰箱每年使用的电量与典型的单户住宅相当,并且会产生维护成本。当冷冻机出现故障时,样品可能会永久丢失或损坏,从而危及研究项目和数据档案。而且,如果没有样本管理工具,样本和生物测定材料可能会被放错地方或被遗忘,从而导致重要科学数据的存档不确定。

“冰柜、冰箱和液氮杜瓦瓶最多可以使用实验室使用的所有能源的 5%,并且通常需要额外的能源‘开销’来消除它们产生的热量。纽卡斯尔、约克和其他大学的调查——在 S-Lab 的可持续实验室采购论文中进行了总结——显示不同品牌、尺寸和类型的设备之间的成本差异很大。超冷(-60 至 -80°C)冷冻机的使用在 7.5(最新的绿色型号)和 20 kWh 之间。1 升的存储空间,对于许多型号来说,相当于每年 1,000 英镑(1,500 美元)或更多。”

NIH 专注于冷冻机的整体效率和基于 kW/ft³ 的最佳价值。超过五年的典型冷冻机每年使用 9,000 至 12,000 千瓦。具有相同存储容量的新冷冻机每年最多可节省 5,000 千瓦。研究冷冻机并以整体方式进行评估非常重要。卧式冰柜应该更有效地运行,但两个立式冰柜可以与一个卧式冰柜安装在同一空间中。需要考虑空间的价值和布局的效率来了解所有的成本节约。高效地包装样品并在实验室之间共享冰柜。

较大的冷冻装置通常更有效:

“以千瓦每立方英尺计算。较新的 26 立方英尺单位消耗 0.5kW/立方英尺,而较小的 5 立方英尺单位使用 1.5kW/立方英尺。”

(美国国立卫生研究院-法哈德·梅马尔扎德)

Thermo Scientific Revco UxF -86°C 立式 Ffeezers

Fisher Scientific Isotemp 通用冰箱

Fisher Scientific Isotemp 通用冷冻机

更有效地清洁、除霜和管理冷冻机。

过时和不必要的样品通常构成冷冻储存的重要部分。清点冰柜,然后定期检查和丢弃不需要的样品可以帮助避免添加额外的冰柜。定期解冻并检查密封。一些实验室通过在毕业前必须提交并由首席研究员和实验室技术人员会签的完成表格中提出问题来防止研究生将旧样品留在冰箱中。

3. 了解建筑性能

重新调试

重新调试是指对过去已调试的建筑物进行调试。如果定期实施,持续调试可以节省能源、延长系统寿命和资本资产价值。

好处包括:

通过减少或消除重新调试可以显着节省能源:

初始成本从 9 美元到 15 美元/平方米(0.8 美元到 1.4 美元/平方英尺)不等,投资回收期可能不到一年。

加热和冷却同时进行

传感器校准不良

次优控制策略

降低换气率

过早的组件故障

成本约为 11 美元/平方米(1 美元/平方英尺),投资回收期可能不到 1 年。

“调谐”系统还可以提高乘员的舒适度。

通过确保所有系统的正常功能和最佳性能来保护资产。

节能可超过 15% 至 20%,尤其是对于能源密集型实验室。

无线计量和评估

无线计量有助于重新调试和预算。无线传感器网络技术提供了一种可行的解决方案,可用于获取设备能量概况的实时数据、评估最佳管理实践、评估维修和维护的有效性以及实施基于条件的维护。无线计量可以在需要的时候放在需要的地方,是一种非常划算的解决方案。无线计量的另一个好处是可以对建筑物内的特定房间或部门进行计量,以帮助确定运行实验室和向居住者收费的成本。无线系统可以非常用户友好。在每个房间和每个楼层都配备仪表的全硬连线系统通常不是必需的,也不需要像无线系统那样具有成本效益。

电路级监控 (CLM) 的主要优势:

无线控制:可以设置智能手机、平板电脑、便携式计算机来控制即时环境。

控制延伸至:

好处:

无线遥测允许更多的个人控制。

更好地了解建筑物的运行和性能。

个人反馈允许居住者的行为转变,从而导致更好的操作。

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与智能电网技术很好地集成。

人随身携带环境偏好——增强移动工作站体验。

绑定计量可能会改变居住者的行为。

智能地识别和定位改进。

通风和换气次数

室内温度

照明偏好

电脑设置(屏幕分辨率、显示器高度和位置等)

节能机会的识别和定位——极大地简化了未来的能源审计。

系统的持续调试。

显着节省维护成本——CLM 可以提前识别系统故障

教育机会

绩效报告

第一个成本范围——假设 18,600 平方米(20,000 GSF)设施,为 7,500 美元至 10,000 美元

每年 6,000 至 8,000 美元的持续服务费用

总成本在 13,500 美元到 18,000 美元之间

预计每年可节省 5,000 至 15,000 美元的能源

预计每年可节省 5,000 至 20,000 美元的维护成本

项目总节省 10,000 美元至 35,000 美元,预计投资回收期为 1 至 4 年。

4. 重新思考研究的科学

研究人员有很多机会重新思考他们如何进行研究,以及在哪里有机会降低能源成本。这里提供了一些研究。

研究建筑是所有建筑类型中最大的能源用户。以下图表显示了 Peter Rumsey 的一项研究,该研究以图形方式说明了研究建筑如何变得更加节能。很明显,许多研究建筑要实现零碳,需要提高光伏等可再生能源的效率。另一个机会领域是研究人员改变他们的研究方式。一些想法包括:

计算机上的工作更多,实验室中的化学品和通风柜更少。

按换气率划分研究,并专注于需要高换气率的研究空间较小。

高能效样品存储的使用。

研究模型演变为更可持续的过程。

非放射性探针

改进科学——Jean Tiong-Koehler 在 NIH 的研究

减少有毒化学品

放射性核苷酸

DAB(3,3'-二氨基联苯胺)

绿色实验室和节省资金的策略

放射性探针

更改为非放射性探头

保质期至少一年

颜色反应

开发时间:小时—2天

弱表达基因表达的信噪比可能是一个挑战

半衰期短

反应:银粒沉积,需要薄膜

开发时间:几天到几周

用于订购、使用、储存、运输、监测污染和废物处理的繁琐文件

绿色化学

风险 = 危害 x 暴露。使用更少的危险化学品 + 生产 = 更少的危险事故。危害性较小的化学品通常需要较低的换气率,从而减少能源需求。在研究中使用良性化学品可以减少必要的通风柜数量,也可以减少能源需求。

积极开展绿色化学项目的机构包括:

俄勒冈大学

EPA “EPA 推广绿色化学的主要方式是通过享有盛誉的总统绿色化学挑战奖。EPA 还通过项目和计划支持绿色化学,包括教育活动和研发。”

麻省理工学院

“绿色化学替代品采购向导旨在作为一种工具来减少研究实验室中的危险废物,这项工作最终可以为麻省理工学院及其研究人员节省资金,同时减少潜在危险和对我们环境的负担。它得到了以下机构的支持执行副总裁 Curry 的 2003 年秋季研究所范围内采购政策,该政策将环保采购确定为一种节省资金的合理方法,同时保持 MIT 卓越研究的声誉。麻省理工学院根据《资源保护和回收法案》(RCRA)的要求进一步支持了该政策:确定减少浪费的机会和麻省理工学院的污染预防计划。”

面向化学家的绿色教育材料

“GEMs 是一个交互式的化学教育材料集合,专注于绿色化学。搜索 GEMs 数据库。”

耶鲁大学绿色化学和绿色工程中心 “耶鲁大学绿色

化学和绿色工程中心的使命是通过促进绿色化学和绿色工程社区的有效性来促进可持续发展。”

年度ACS 绿色化学与工程会议或ACS 绿色化学研究所

皇家化学学会绿色化学网络(英格兰)

降低前期成本

节省1/3的装修费用

获得额外的工作台空间

较小的管道工作

降低运营成本

减少气流(从 22 个抽油烟机到 5 个抽油烟机,每年可节省 90,000 美元)

减少废物/减少有害废物

容纳更大的班级规模

设计用于在生物活性垃圾填埋场安全降解。对性能、耐化学性、热稳定性和浸出性进行了严格测试。目前塑料的经济替代品将在垃圾填埋场中保留 100 年或更长时间,从而产生长期的污染问题。

加入可生物降解的塑料替代品:

微量离心管、锥形管、移液器吸头、血清移液器。

5. 减少废物流

非危险废物流:

案例研究:到 2012 年哈佛回收计划实现零浪费

电子协议

电子数据录入

纸质信息共享

在实验室内安装纸张回收箱

识别需要更小包装的产品。在购买一次性用品之前考虑可重复使用的物品。

纸张废物占实验室产生的废物的 25% 以上。考虑无纸化:

危险废物流

确定实验室如何产生传染性废物,考虑整合各种活动,研究各种现成的替代品来替代工作流程中的化学品、放射性同位素和其他有害成分,实施回收计划和共享使用计划。

咨询 EH&S 专业人员以确定在处置前对废物进行净化的方法(如果物品通常在一般垃圾中处置而不是通过危险废物流处置,则成本节约将显着)

应用

案例研究:普林斯顿大学

消除——导致消除废物产生的任何修改。

替代——用危害较小的材料替代有害物质。

减少规模——减少程序中使用的有害物质的数量。

回收——将废料再利用回相同的过程或不同的过程。

回收——任何允许材料在经过某种纯化后再次使用的过程,例如溶剂蒸馏。

处理——添加到实验或分析程序中以减少或消除废物毒性的附加步骤。

案例研究:Mt. Baker Bio 的 360 个可持续实验室——绿化实验室的技巧

重复使用:塑料吸头盒经过消毒、重新填充并由各个实验室重复使用。

再利用:聚丙烯再研磨用于制造新的实验室产品,例如试管架和分子工作站。

回收: 任何额外的糊状物都通过当地的直接回收合作伙伴进行回收。

总结

通往 2030 年的道路始于实验室内的用户和实验室外的设施管理人员的认可。实现碳中和设施的唯一方法是在每个连续阶段建立增量变化。到 2015 年实施的近期目标是实现 2030 年的基础。到 2015 年,只需改变思维方式,就可以实现节能 10-20% 的“唾手可得的果实”。许多迈向 2030 年的初始步骤现在可以以很少或没有成本的方式完成。然而,它们代表了将在头五年内实现的重大而持久的财务回报。

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