Новое исследование, проведенное в Сингапуре, показывает, что незначительное повышение температуры в помещении и оснащение офисных работников умными вентиляторами значительно снижает общие затраты на электроэнергию офисного здания, сохраняя при этом комфорт сотрудников. Исследование было проведено консорциумом инженеров из США и Азии во главе с доцентом кафедры архитектуры Колледжа экологического дизайна Стефано Скьявоном.
В последнем выпуске Indoor Air группа междисциплинарных исследователей из Калифорнийского университета в Беркли, Наньянского технологического университета в Сингапуре и Стэнфордского университета под руководством Шиавона изложила результаты экспериментов, проведенных в тропическом городе-государстве Сингапур. Согласно исследованию, 50 процентов электроэнергии в Сингапуре потребляется коммерческими и жилыми зданиями, в основном для обеспечения кондиционирования воздуха для комфорта жильцов и для осушения кондиционируемых помещений.
Ключевые выводы в отчете включают: - Температурный комфорт, воспринимаемое качество воздуха и симптомы синдрома больного здания равны или лучше при 26°C и 29°C, а не при обычной "установочной точке". " 23°C, если используется вентилятор с индивидуальным управлением.
- Наилучшие когнитивные способности, судя по скорости выполнения заданий, были зарегистрированы при 26°C; при 29°C наличие вентилятора, управляемого пассажиром, частично смягчило негативное влияние повышенной температуры. Типичная сингапурская уставка температуры воздуха в помещении 23°C показала самые низкие когнитивные способности.
- В Соединенных Штатах около 75 процентов электроэнергии используется в зданиях. Между тем, в США и во всем мире на кондиционирование воздуха приходится 40 процентов общего энергопотребления и относительных выбросов парниковых газов.
В 2050 году большая часть населения мира будет жить в тропиках, а использование кондиционеров уже стремительно растет в тропических странах. Прогнозы для еще более жаркой, более густонаселенной и богатой планеты только добавляют значимости нашего исследования», - объяснил профессор Шиавон, который также является исследователем Центра искусственной среды.
Главный исследователь сингапурских исследований, Шиавон работал с коллегами из Сингапурского Беркли по эффективности и устойчивости зданий в тропиках (SinBerBEST), обширной группой исследователей из Калифорнийского университета в Беркли, Наньянского технологического университета (NTU) и Национальный университет Сингапура (NUS). Это программа Образовательного альянса исследований Беркли в Сингапуре (BEARS). Для когнитивных тестов Шиавон сотрудничал с докторантом из Стэнфорда.
Кондиционирование воздуха необходимо для обеспечения комфортной и продуктивной работы и сна, но его влияние на окружающую среду и электросеть велико, говорят исследователи. Ли Куан Ю, премьер-министр Сингапура с 1959 по 1990 год, называл кондиционирование воздуха «самым важным изобретением», без которого работа в островном городе-государстве ограничивалась бы прохладными ранними утренними часами или сумерками. «Первое, что я сделал, став премьер-министром, - установил кондиционеры в зданиях… Это было ключом к общественной эффективности», - написал Лью в статье 2009 года для New Perspectives Quarterly.
Цель команды состояла в том, чтобы показать, что можно обеспечить такой же или больший комфорт с меньшими затратами энергии. Типичная уставка температуры внутри офисного здания на протяжении десятилетий составляла 23°C в Сингапуре, где среднегодовая температура наружного воздуха в течение дня составляет 29°C (84°F). Но Скьявон и его команда хотели посмотреть, что произойдет, когда они включат термостат.
Летом 2014 года они провели пять экспериментов с 56 участниками, одетыми в типичную сингапурскую офисную одежду - длинные брюки, рубашку с короткими рукавами, носки и деловую обувь с закрытыми носками - и собрались в комнате технологического центра Наньян. Университет с открытой планировкой, без кабинетов.
Во время 90-минутных тестов исследователи попросили участников оценить свой уровень комфорта при изменении температуры на 23°C (73,4°F), 26°C (78,8°F) или 29°C (84,2°F).). Относительная влажность контролировалась на уровне 60 процентов, что является типичным уровнем внутри помещений в Сингапуре. В двух тестах (26 и 29°C) испытуемым разрешалось управлять движением воздуха с помощью личных электрических вентиляторов, если они того хотели.
В тестах использовались интеллектуальные энергоэффективные настольные вентиляторы, которые работают на более эффективных двигателях постоянного тока (DC), потребляющих от 3 до 17 Вт, а не на двигателях переменного тока (AC), потребляющих около 100 Вт.
Увеличение уставки температуры в помещении до значений в диапазоне 26-29°C (79-84°F) и одновременное обеспечение жильцов индивидуально управляемыми вентиляторами может быть экономичным, устойчивым и энергоэффективным вариантом. для обеспечения теплового комфорта в новых и существующих зданиях в тропиках, сказал Скьявон.
«Применительно к коммерческому зданию в Сингапуре мы могли бы сэкономить до 35 процентов энергии для кондиционирования воздуха», - сказал он.
«Кроме того, сейчас мы работаем над умными вентиляторами, которые могут адаптироваться к условиям окружающей среды и обеспечивать необходимый комфорт», - пояснил Скьявон, добавив, что его команда имеет предварительный патент на интеллектуальное управление системой вентиляторов и подача заявки на полный патент.