よりクリーンな車を作るための持続可能な実験施設の取り組み

Apr 21, 2023

MaryBeth DiDonna は、ラボ マネージャーのラボ デザイン エディターおよびデジタル イベント エディターです。 この出版物のラボ設計セクションでの彼女の作品は、プロジェクト チームが直面する課題を調査しています...

カリフォルニア大気資源委員会 (CARB) は、大気汚染の悪影響から国民を保護するとともに、気候変動と戦うためのプログラムや行動を開発する責任を負っています。 1967 年に設立された CARB は、スモッグを形成する大気汚染のすべての主要な原因に対処する州の大気質規制を制定し、クリーンな自動車と燃料の要件を定めています。 CARBは現在、カリフォルニア州が温室効果ガス排出量を1990年レベルよりさらに40パーセント削減するという2030年の目標を達成できるよう取り組んでいる。 同州の最終目標は、2050年までに温室効果ガスを1990年のレベルより80パーセント削減することだ。CARBの取り組みはカリフォルニア州に限定されない。たとえば、2015年にはCARBの技術者がフォルク​​スワーゲンの自動車車両でのディフィート装置の使用を暴露する責任を負った。軽量ディーゼルエンジン。

CARB の新しい本部は、エル モンテにある時代遅れのハーゲン・スミット研究所を置き換えるだけでなく、組織の 5 つの別々の施設を 1 つの屋根の下に統合するために、10 年をかけて建設されました。 さらに、CARBは、エネルギー消費と温室効果ガス排出量の削減に関する新たな基準を設定し、業務のパフォーマンスと効率を向上させ、組織の約500人の従業員に健康的な職場を提供する「極めて持続可能な研究施設」を開発したいと考えていた。 リバーサイド本社にある 3 つの新しいタイプの研究所 (燃料分析研究所、一般化学および温室効果ガス研究所、エアロゾル分析研究所) は、CARB のゼロまたはゼロに近い排出ガス技術への移行をサポートする拡張機能を備えて設計されました。 402,000 平方フィートのこの施設は、米国最大のゼロ ネット エネルギー施設であり、リバーサイドの半乾燥気候においては特に注目に値する偉業です。

世界最大かつ最先端の自動車排出ガス試験研究施設の設計に対して、ラボマネージャーは ZGF に 2022 年のデザイン エクセレンス アワードでサステナビリティにおけるエクセレンス賞を授与しました。 ZGF は、カリフォルニア州リバーサイドにある CARB 南カリフォルニア本部、メアリー D. ニコルズ キャンパスの建築家を務めました。

CARB 本部では、車両テストや実験室テストを実施するために膨大なエネルギー負荷が必要となるため、設計チームはアクティブ戦略とパッシブ戦略の両方を活用して、現場でのエネルギー生産を増やしながらエネルギー需要を削減しました。 CARB は、この種の施設としては最大の真のネット ゼロ エネルギー施設でもあり、使用するエネルギーよりも多くのエネルギーを生産します。 この施設は、タイトル 24 の要件を 30 パーセント上回り、エネルギーコストの節約を 75 パーセント削減します。これにより、10 年弱で太陽電池システムの 100 パーセントが回収できるコスト削減になります。 その結果、世界最大かつ最先端の自動車排ガス試験研究施設が誕生しました。 このプロジェクトは LEED プラチナを達成するように設計されており、CalGreen Tier 2 建築基準をすべて満たしています。

ZGF のプリンシパルであるゲイリー・カボ氏は、施設の設計計画は 3 つの主要なコンセプトによって推進されたと述べています。 「1 つ目は、単純に業務の機能に対応することです。このプロジェクトでは CARB の以前の 5 つの拠点が 1 つ屋根の下に統合されたため、各研究部門をどのように集中させ、十分なスペースを確保し効率を高める方法で再編成するかについて十分な検討が行われました。」ワークフローです」と彼は言います。 「CARB の中核的価値観の 1 つを表す 2 番目の設計推進力は、より安全な作業環境を提供することです。CARB の試験と研究の実践では、あらゆる種類の可燃性の高い燃料とガスが使用されるため、スペースを階層化し、リスクを最小限に抑えるベンチ構成を設計することが重要でした」不可欠。"

CARB は、現在および今後何年にもわたって、自社が知られている革新的なクリーン エア ソリューションの継続的な生産をサポートする施設の構築を目指していました。

3 番目の使命主導のコンセプトは、透明性を高めることです。 「各研究室スペースには、全長にわたる広大な窓があり、外側に面した窓からは自然光が入り、内側に面した窓からは外も中も見通しがよくなります」とカボ氏は言います。 「この設計戦略の利点は 3 つあります。自然光は CARB 研究者に概日リズムと生体親和性の健康上の利点をもたらし、より健康な睡眠覚醒サイクルと気分と生産性の向上に役立ちます。視認性の向上は危険や事故を発見できるため安全に貢献します」研究室のスペースに立ち入ることなく、このレベルの透明性により、CARB の研究は教育旅行の目的で展示され、キャンパス内の従業員を研究に結びつけることができます。」

CARB 施設には、正味ゼロを達成するための多くの具体的なエネルギー削減戦略が組み込まれています。 ハイブリッド クーラーを 57°F の高い冷水温度と組み合わせて使用​​すると、施設の推定エネルギー消費量が約 8% 削減されます。 室内空気を継続的に監視することで、換気効率を最大化し、エネルギーを削減します。 蒸気や追加の熱源を使用せずに空気が加湿されるため、エネルギー消費が削減され、温水空冷システムにより空気の使用量が減り、エネルギー要件と全体的な運用コストが削減されます。 化学実験室の換気フードに統合された占有ベースのセンサーにより、エネルギー需要が削減されます。

採光に関する取り組みには、室内の採光を増やす天窓や、まぶしさを軽減する電動の室内シェードが含まれます。 建物の内部には、すべて LED 照明、タスクアンビエント照明、日光収集制御、デュアル照明/HVAC 占有センサーが組み込まれています。 この駐車場には高効率 LED が使用されており、118 台の EV 充電スタンドを備えており、合計 149 台の EV 駐車場まで拡張することができます。 南東と西のファサードに組み込まれた外部ルーバーは、太陽熱とまぶしさを軽減します。

「リバーサイドの乾燥し、しばしば暑い気候は、私たちにとって冷却戦略を再考し、結果として大幅なエネルギーを節約するまたとない機会となりました」と、Affiliated Engineers, Inc. の社長であり、同社の MEP エンジニアであったポール・エリクソン氏は述べています。プロジェクト。 「オフィスエリアに計画されているチルドビームは、より温かい冷水を使用するため、プロジェクトでは常に 57°F の二次冷水ループを計画していました。しかし、オフィス、研究室、およびオフィスで年間を通して除湿がほとんど必要ないことを考慮すると、空気処理ユニットのテストは、通常 42°F の冷水を使用して行われますが、二次ループの容量を拡張して、建物の冷却ニーズのより大きな部分に対応できると判断しました。」

「予熱コイルは少し大きくなり、冷却モード中に57°Fの冷水を使用できるようにバルブが取り付けられました」とエリクソン氏は言います。 「外気の除湿が必要な場合は、メインの冷水コイル (オフィス DOAS ユニットの DX コイル) が使用されます。このアプローチを採用する際、冷却装置の大部分は、より効率的な 57°F を生成するように選択されました。」さらに、より温かい冷水を製造する際に、チラーを作動させることなく、冷却塔 (流体冷却器) で直接製造できる時間数は、年間の 18 パーセントから増加しました。年は61パーセントに達しました。」

このプロジェクトの費用はカリフォルニア州が納税者から支払われていたため、予算内に収まることが特に重要でした。 「ネットゼロエネルギーで稼働するエネルギー集約型の建物を設計すること自体が大きな課題であったが、チームはまた、クライアントの目標を達成し、美しい最先端の車両試験施設と職場を、環境内に保ちながら提供するという課題にも直面した。厳しい予算です」と ZGF のプリンシパル、シャラ・カスティージョは言います。 「設計チームは、従業員のさまざまなニーズ、願望、働き方を満たし、既存の文化を尊重しながら、部門を超えたコラボレーションとイノベーションにつながる、新しくつながりのある生産的な職場を実現するキャンパスの設計に努めました。 」

一般サービス省と CARB のスケジュールと予算要件の範囲内で国内最大の敷地内ネット ゼロ エネルギー ビルを設計したことは、カスティージョにとって特別な成果です。 「このことを最も誇りに思います。なぜなら、私たちは既存のベンチマークが存在しないネット・ゼロ・エネルギー・ビルの設計を任されていたからです。また、将来、設備や試験方法が進化したとしても、施設が確実に機能することを保証したいと考えていたクライアントのために」 「今でもネット・ゼロ・エネルギーとして稼働しています。このプロジェクトを曖昧なレイヤーで設計することは、ネット・ゼロに到達するために逆方向に設計することに挑戦しました」と彼女は言います。

CARB のテスト プログラムと研究能力は常に進化しているため、リバーサイド本社は最新の機能を提供しながら、必要に応じて将来変更できる柔軟性を備えた設計になっています。

「CARB の目標では、進化する研究ニーズに対応するために試験施設をアップグレードおよび統合するだけでなく、将来の車両技術に対応できる設計を優先しました」とカスティージョ氏は言います。 「これらの要素を優先することで、CARB は、現在および今後何年にもわたって、自社が知られている革新的なクリーン エア ソリューションの継続的な生産をサポートする施設の構築を目指しました。」