El consumo de energía en los laboratorios ha sido un desafío importante tanto para los diseñadores como para los operadores durante la última década. Los laboratorios son grandes consumidores de energía debido al gran volumen, sistemas de todo aire exterior y cargas de proceso que generan altas demandas eléctricas y de refrigeración. Un laboratorio suele consumir de 3 a 5 veces la energía de un edificio de oficinas de tamaño equivalente, con instalaciones mucho más especializadas.

A lo largo de los años, se han realizado varias mejoras en el diseño de sistemas de ingeniería para reducir la demanda de energía: sistemas de volumen variable, controles de iluminación mejorados, implementación de cierres automáticos en las campanas de extracción, entre otros. Estas intervenciones han sido más efectivas cuando se llevan a cabo como parte de un enfoque holístico del diseño de bajo consumo energético, algo que Arup siempre ha defendido.

Existen importantes limitaciones a los ahorros que se pueden realizar cuando se enfoca de manera aislada con intervenciones de ingeniería. En los próximos años, la presión para reducir la demanda de energía crecerá como consecuencia de diversos factores. Los cambios legislativos aumentarán la necesidad de los propietarios de edificios de reducir la huella de carbono. La investigación sobre el cambio climático y el agotamiento de los recursos naturales sigue en aumento y los edificios deberán reflejar esa misión. Por último, mostrar un liderazgo sólido en sostenibilidad será un factor clave en la atracción y retención de talento para las organizaciones dedicadas a la investigación.

Para seguir logrando avances significativos en la reducción del consumo de energía dentro de este sector, será necesario que los diseñadores dejen de depender exclusivamente de los sistemas ingenieriles clásicos y adopten un enfoque más innovador y holístico. Hay tres áreas clave a considerar: sistemas de control y retroalimentación dinámica en tiempo real, mejor modelado de la energía de operación y mayor consideración de cómo el comportamiento del usuario y la interacción del edificio impactan el consumo de energía.

Registrar el feedback en tiempo real

Monitorear el uso de energía en tiempo real debería ser un estándar en todos los nuevos desarrollos, por otro lado, registrar simplemente el consumo de energía en nuestras acometidas no genera mucha información.

Debería considerarse el nivel apropiado de monitorización, por ejemplo, separar la demanda del laboratorio de la demanda que no es del laboratorio, diferenciar entre el uso de energía primaria y el uso de energía almacenada, la supervisión específica de las cargas de procesos (la energía consumida en el edificio edificios no relacionada con el confort), y la monitorización individual por procesos de investigación. Cuanto mayor sea el nivel de granularidad requerido en un sistema de monitorización, mayor énfasis debe ponerse en la etapa inicial de diseño, incluyendo la consideración sobre cómo se realizan los distintos suministros a cada área del laboratorio y cómo y dónde se ubicarán los medidores.

Además de la energía, incluir la monitorización de otros parámetros, como partículas, compuestos orgánicos volátiles y gases específicos u otros elementos, permite el control dinámico de sistemas y espacios más allá un control basado únicamente en la temperatura y la humedad.

Para que la información de monitorización en tiempo real sea más útil, debe estar disponible para aquel personal cualificado que pueda asimilarla y actuar en consecuencia; la información debe mostrarse gráficamente a través de un “dashboard” para permitir comparaciones rápidas entre conjuntos de datos recientes.

Implementación de modelos energéticos operativos

En Reino Unido, Estados Unidos y otros países, se ha observado una brecha entre el rendimiento previsto en diseño de los laboratorios de "low energy" y el rendimiento real, evidenciado a través de las facturas de los distintos suministros. Un desafío importante en el diseño de un laboratorio low energy, es que muchas de las herramientas estándar en la industria del modelado de energía no prevén adecuadamente las cargas de proceso, cargas utilizadas para los procesos industriales y de fabricación, que dominan los consumos de energía de los laboratorios. Debido a que las demandas de cargas de proceso en los entornos de investigación varían mucho, el benchmarking tiene un valor limitado. Los cambios significativos en los consumos solo podrán obtenerse a través de evaluaciones detalladas de las cargas de proceso prevista en cada instalación.