实验室赏析|威斯康星大学·威斯康星能源研究所(WEI)

实验室赏析

威斯康星能源研究所(Wisconsin Energy Institute 简称“WEI”),汇集了多个学科的研究人员共同合作解决世界能源需求问题。该项目于2013年1月落成,整体建筑共五层,建筑面积约10万平方英尺,这是一个可替代能源跨学科研究中心,也是可持续设计的建筑典范。

该研究所内设有大湖生物能源研究中心(GLBRC,美国能源部负责开展生物能源研究中心之一),还有来自农学、细菌学、生物化学、生物系统工程、可持续发展与全球环境中心、计算机与电气工程、工程物理学和昆虫学等八个部门的跨学科团队。

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1为各学科的科学家随机交流提供机会

     威斯康星能源研究所旨在清洁能源学术的研究,为各学科的科学家随机交流提供随机机会,促进团队合作。设置有五个主要研究实验室,总计2.5万平方英尺,重点放在分子生物学,化学工程和有机化学,每个专业实验室都是可适应和灵活的。地下室包含核磁共振成像和计算机服务器;一楼是公众访问区域,有会议和外联空间;第二层是有机化学工程;第三层是农学、昆虫学等生物工程;基因组学和计算机影像学位于第四层;生物反应器和分子生物学位于第五层。

其中的应用工程实验室用于示范太阳能和生物燃料项目;采用共享解决方案的核磁共振实验室,以及两个视频会议室将研究人员与全球成员联系起来。

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大湖生物能源研究中心(GLBRC)主任和威斯康星大学细菌学教授Tim Donohue 说:“我们需要一个功能强大、灵活的建筑,这可以让不同学科的科学家之间的互相学习,可以获得突破性进展,这是我们的目标。该设施还需要尊重正在进行的研究,采用最先进的策略来节约能源使用,并优化可再生资源的使用。”

作为在五层实验室的微生物学家,Donohue已经看到了与多种专业共同工作的好处。在用纤维素制造先进的燃料时,他经常与二楼的合成有机化学家和工程师进行交流,这种联系非常有助于合作发现。

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Donohue说:“以前,我们的各个部门在四个不同的建筑物中分开。即使在电子通讯时代,也没有面对面的交流方便。但是现在我们可以派一个研究生到楼下和化学家谈一个想法或者建议。当我们了解到我们的邻居所做的事情时,我们可以讨论关于太阳能和智能电网技术等方面的新想法。”

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中央天井的灯光提供了水平和垂直的视线,同事们可以通过亲身的问候,面对面地接触,而不需要使用电话或者电子邮件。在休息区和白板附近设有开放式座位的各种交互区域,我们希望研究生和教师能够坐下来,将新的想法,勾画出来,把它们变成论文,并提出研究建议。

2开发和灵活的设计

威斯康星能源研究所(WEI)将实验室进行模块化设计,是为了适应潜在的新能源出现带来的研究方向的变化。

Donohue说:“目前不清楚未来化石燃料领域的新技术,但作为一所州立大学,需要规划一个需要50年甚至更长时间的设施;我们需要一个不但适合当今项目的建筑,而且足够灵活,能够快速响应清洁能源领域的新机遇,并促进这些领域的研究。”

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两个开放实验室区域,由一个服务走廊隔开,使实验室空间几乎可以互换,包括可移动的实验台,位于关键部位的地漏,容易修改的管道,电力和其他公用事业的架空配电系统。例如,如果用户在纳米技术研究或光敏实验中需要的实验室空间不足,可以很容易地进行隔断组合,而不会影响基本建筑结构或干扰消防系统要求的进出口。

3可持续性的设计

正如大湖生物能源研究中心所期待的那样,WEI的可持续性特征非常丰富。该设施约96%的建筑垃圾,超过10600吨混凝土,220吨钢铁和40吨木材,被回收利用;低流量固定装置,提高水效率30%;一个22千瓦光伏阵列,以补充建筑物的电力需求;利用自然空气流动的冷梁技术,以最大限度地减少办公空间的供暖和制冷能耗。这一切要归功于最先进的节能战略,优化可再生资源的使用。

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WEI的“集成和创造性”组合,从热量回收、冷梁到天花板接口面板、低风量通风柜。所有实验室都配备了传感器,当空闲时,每小时换气四次,自动降低通风量。同样,通风柜上的传感器在不使用时会降低气流,由于每个实验室都有多达18个通风柜,所以这比传统的通风罩产生了“巨大的节能效益”。

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自然照明对达到建筑节能目标至关重要,通过中央照明天井和落地窗,整个建筑的窗墙比为22.1%。将17种不同类型的玻璃应用于各种方向的窗户,利用日光采集传感器帮助管理人造照明的使用,以使日光捕获和保温最大化,中央控制电脑屏幕以图形方式显示实时功耗和各种节能措施的影响。

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作为最新的替代能源研究中心,威斯康星能源研究所(WEI)因为可持续性设计和节能方案赢得赞誉,已获得美国绿色建筑委员会(USGBC)颁发的LEED金牌认证和当地商业设计的最高荣誉。