Case:6 リッチモンド大学

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既存スペース内での費用対効果の高い実験室拡張

1830年創立のリッチモンド大学は、学部学生が主体の小規模な私立大学ですが、すぐれた学術研究により米国内で高い評価を得ている大学です。 リッチモンド大学の化学科では、実験室内での研究活動を安全に行えるように、積極的に研究施設の環境改善に取り組んでいます。大学のキャンパスは、バージニア州リッチモンド周辺の他地域と同様、いつも湿度が高い状態にあります。このため快適な室内環境が必要な化学実験室においては、利用者は温度の不均衡や湿度の高さによる不快感から、よく不満を訴えていました。 また、既存の風量制御システムがヒューム・フードを流れる風速を適切に保持していなかったため、様々な問題が起きていました。風量バランスがくずれ、耐火ドアをはじめ、外部に通じるドアを開けることが非常に困難になっていたり、ヒューム・フードにおける過剰な面風速によって実験室内に乱気流が発生し、安全性が問題視されていたのです。

リッチモンド大学の管理責任者 Julian Morgan氏

改善計画においてヒューム・フードの数を40台から60台に増やす必要に迫られたとき、リッチモンド大学のエンジニアリング・サービス責任者、George Souleret氏にとって、実験室の正味面積を変えずに数々の問題の解決する方法を探すことが最優先課題となりました。
以下の条件を満たしながら、現在の風量制御に関わるすべての問題を解決しなければならなかったのです。

このプロジェクトを担当したTorrence, Dreelin, Farthing, Buford Inc.（TDFB） のコンサルタント・エンジニアは、すべての基準を満たすには、可変風量(VAV)ヒューム・フード・システムを採用するのが最良であると判断しました。
TDFBのBill Lamp氏とBill Weaver氏は、リッチモンド大学のプロジェクトを担当する前からフェニックスのVAVシステムについての知識を得ており、このシステムの特徴である圧力独立性に注目していました。リッチモンド大学の場合、フェニックスのシステムを導入することにより、以下に示す具体的な利点がありました。

実験室の拡張と新しい制御システムの運転試験は、1993年11月に行われました。それ以来このプロジェクトは、UBC（使用状況に応じた制御システム）がいかに顕著にエネルギー費用を削減できるかの好例となっています。

作業者がヒューム・フードの前に立っていない場合、フェニックスのシステムは、各フードに取り付けられた人検知センサ（ZPS）によりヒューム・フードの風量を安全な待機レベルまで自動的に減少させます。これにより空調機器の合計空気使用量を減らしながらヒューム・フードの数を増加させることが可能となりました。
その他の利点としては、安全性の向上、最大流量の削減、大幅なエネルギー節減、メインテナンス・コストの削減、将来の改修対応などがあります。UBC無しでは、リッチモンド大学のプロジェクトは機械システムの全面更新が必要になり、費用がかかりすぎて恐らく中止を余儀なくされたことでしょう。

このプロジェクトでは、給排気処理容量を増やさずに、すでに過負荷状態にあった定風量システムにヒューム・フードを20基追加することができました。
化学実験棟には、定風量能力が56,000 cfm（95200CMH）必要でしたが、UBC適用後はここ1年間、実際の総排気量が28,000 cfm（47600CMH）を超えた例はありません。すなわち、流量が50％削減されたことになります。実際、稼動時間中99％で、総排気量は25,000 cfm（42500CMH）以下であり、稼動時間中90％で、総排気量は15,000 cfm（25500CMH）以下となっています。
全体の結果として、実験室のエネルギー・コストは同等の定風量システムと比べて61％削減され、図1に詳細を示す通り、リッチモンド大学にとって、年間72,109ドルを上回るコスト節減となったのです実験室の拡張と新しい制御システムの運転試験は、1993年11月に行われました。それ以来このプロジェクトは、UBC（使用状況に応じた制御システム）がいかに顕著にエネルギー費用を削減できるかの好例となっています。

作業者がヒューム・フードの前に立っていない場合、フェニックスのシステムは、各フードに取り付けられた人検知センサ（ZPS）によりヒューム・フードの風量を安全な待機レベルまで自動的に減少させます。これにより空調機器の合計空気使用量を減らしながらヒューム・フードの数を増加させることが可能となりました。
その他の利点としては、安全性の向上、最大流量の削減、大幅なエネルギー節減、メインテナンス・コストの削減、将来の改修対応などがあります。UBC無しでは、リッチモンド大学のプロジェクトは機械システムの全面更新が必要になり、費用がかかりすぎて恐らく中止を余儀なくされたことでしょう。

このプロジェクトでは、給排気処理容量を増やさずに、すでに過負荷状態にあった定風量システムにヒューム・フードを20基追加することができました。
化学実験棟には、定風量能力が56,000 cfm（95200CMH）必要でしたが、UBC適用後はここ1年間、実際の総排気量が28,000 cfm（47600CMH）を超えた例はありません。すなわち、流量が50％削減されたことになります。実際、稼動時間中99％で、総排気量は25,000 cfm（42500CMH）以下であり、稼動時間中90％で、総排気量は15,000 cfm（25500CMH）以下となっています。
全体の結果として、実験室のエネルギー・コストは同等の定風量システムと比べて61％削減され、図1に詳細を示す通り、リッチモンド大学にとって、年間72,109ドルを上回るコスト節減となったのです。

図1：フェニックス・ソリューションによるリッチモンド大学化学科の年間エネルギー節約

リッチモンド大学化学科の責任者、Stuart Clough博士は、フェニックスのシステムに大変満足し、サッシを上げても大風がおきないことに驚いています。学生達はより快適な環境で作業ができ、安全性が高いことを実感しており、実験室責任者のJohn Wimbush氏は、従来の臭いの問題がなくなったことを確認しました。

システムの恩恵は、ビルメインテナンス分野にも及んでいます。
リッチモンド大学の制御責任者であるJulian Morgan氏は、「以前に比べ、スペースの温度と圧力を非常に安定した状態に維持できています」と述べており、事実、湿度に対する不満が極端に減っていました。また彼は、フェニックスのシステムがほとんどメインテナンスを必要としないことに気が付きました。設置以来、Morgan氏が調整したフードは1基だけであり、したがってフードのメインテナンス・コストは年間10,000ドル、バランス調整コストは、5,000ドルも節減することができました。

エネルギーとメインテナンス、両者合わせたコスト節減についてMorgan氏は、「フェニックスのソリューションにより相当額のコスト節約になるとは聞いていましたが、実際の総額には驚いています」と話しています。