Merancang untuk keberlanjutan:Mulailah dengan tujuan akhir

Bisnis saat ini ditantang untuk menemukan cara yang lebih efisien untuk beroperasi. Biaya energi meningkat dan menghadirkan implikasi jangka panjang yang signifikan bagi kelangsungan hidup banyak perusahaan. Pengambilan keputusan, dalam hal total biaya kepemilikan, membutuhkan lebih banyak fokus daripada sebelumnya. Merancang untuk keberlanjutan mengharuskan Anda memperhatikan pemikiran Stephen Covey dan "mulai dengan tujuan akhir." Untuk mengurangi biaya yang terkait dengan konsumsi energi dan timbulan limbah, perusahaan harus memaksimalkan investasi mereka menggunakan metodologi manajemen aset siklus hidup.

Life Cycle Asset Management (LCAM) adalah dasar untuk membuat keputusan yang baik dari desain konseptual melalui pelepasan jenis aset apa pun, dan diukur berdasarkan dampak jangka panjang pada bisnis Anda. Ini memeriksa waktu terpendek ke pasar untuk proyek peningkatan modal sambil memberikan total biaya kepemilikan terendah untuk memaksimalkan pengembalian. LCAM adalah pendekatan holistik yang harus diterapkan dalam proses engineering Front End Loading (FEL) perusahaan Anda.

Data LCAM (termasuk konsumsi energi) harus diidentifikasi sejak awal proses penanaman modal. Data dan sumber daya yang diambil di front end harus digunakan untuk mengevaluasi Life Cycle Costs (LCC) dari awal hingga akhir untuk meminimalkan total biaya kepemilikan. Mengadopsi pendekatan ini untuk proyek modal membantu mendorong keberlanjutan.

Contoh Dunia Nyata
Saat bekerja dengan perusahaan farmasi besar, saya sedang mengadakan lokakarya tentang manfaat merancang keandalan ketika salah satu peserta angkat bicara, dengan mengatakan, "Ini adalah contoh yang baik tentang apa yang tidak boleh dilakukan."

Perusahaan ini membutuhkan pusat pengunjung baru untuk menggantikan bangunan yang lebih tua, kurang fungsional, dan kurang mencolok di pintu masuk pabrik mereka. Gedung baru itu diharapkan untuk membuat pernyataan tentang perusahaan, dan akan menampung barang-barang bersejarah dan penghargaan yang dengan sangat bangga diperlihatkan oleh perusahaan. Sebuah firma arsitektur dipekerjakan untuk menciptakan alternatif desain yang bersifat progresif dan menggambarkan nilai-nilai perusahaan. Satu nilai khusus yang harus dimasukkan adalah keberlanjutan.

Bangunan ini dibangun menggunakan kaca sebagai fitur eksterior, dan di dalamnya terdapat material modern dan kelas atas yang mencerminkan posisi kepemimpinan perusahaan di industri. Merancang dengan mempertimbangkan keberlanjutan, firma arsitektur menggabungkan teknologi HVAC hemat energi yang dirancang dan diukur secara khusus untuk ruang, dengan mempertimbangkan dimensi bagian dalam bangunan (A), koefisien kehilangan panas (U) dari bahan jendela, bagian dalam dan varians suhu luar (To – Ti) dan jumlah hari derajat per tahun. Contoh perhitungan yang digunakan untuk menentukan kebutuhan energi tahunan untuk teknologi yang ditentukan, dinyatakan dalam Btu/jam, adalah:

Ht =AU (Ti – Ke)

Desain diselesaikan dan rencana dikontrak untuk tahap konstruksi. Selama fase ini, proses pengadaan dimulai. Perusahaan konstruksi pergi ke basis pemasok mereka dan mendekati pembelian ini dengan tujuan departemen mereka sebagai pendorong utama:"pembelian dengan biaya terendah." Kelompok pengadaan secara rutin diberi penghargaan untuk jenis kinerja ini, dan bekerja untuk membawa kaca dengan biaya terendah, namun sedikit di luar spesifikasi aslinya. Di sinilah masalah signifikan membahayakan keberlanjutan masa depan, LCC, dan efisiensi energi gedung.

Proyek konstruksi bergerak maju dan bangunan selesai tepat waktu dan sesuai anggaran. Saya menggarisbawahi di bawah anggaran untuk membuktikan suatu hal. Bagaimana sebuah organisasi mengukur kinerja dapat menghasilkan hasil yang buruk dan implikasi jangka panjang. Dalam situasi ini, situs farmasi dengan sangat cepat mulai mengalami masalah dengan kondensasi, kerusakan kelembaban, dan kinerja HVAC. Mengapa ini terjadi? Investigasi lokasi mengkonfirmasi bahwa praktik pengadaan, yang membeli kaca di luar spesifikasi desain asli, adalah akar penyebab masalah. Kaca pengganti memiliki faktor U yang lebih tinggi – peringkat koefisien energi relatif terhadap kehilangan panas – dan faktor ketahanan kondensasi yang lebih rendah. Beban termal tambahan, yang disebabkan oleh perbedaan dalam spesifikasi kaca, berarti bahwa sistem HVAC yang ditentukan dan dipasang semula sekarang berukuran lebih kecil. Pada titik ini, sebagian besar masa depan dilemparkan. Situs akan terjebak dengan biaya siklus hidup tambahan untuk mempertahankan tingkat kenyamanan yang memadai di dalam gedung dan mencegah kerusakan kelembaban karena dehumidifikasi yang tidak memadai.

Menghitung Biaya Siklus Hidup Berbasis Energi
Dimulai dengan tujuan akhir, ekspektasi konsumsi energi harus didefinisikan dalam setiap proyek modal yang memerlukan pemasangan aset baru atau penggantian aset yang ada. Sehubungan dengan contoh yang dijelaskan dalam artikel ini, konsumsi energi sistem HVAC harus dibandingkan dengan ukuran ruang yang akan dipanaskan, didinginkan, dan dihilangkan kelembapannya, koefisien kehilangan panas dari bahan yang digunakan untuk membangun ruang, dan sifat pembangkitan panas. ruang (misalnya peralatan pemrosesan, orang, dan komputer).

Mari kita asumsikan bahwa perusahaan farmasi yang disebutkan di atas sedang membangun pusat pengunjung seluas 5.000 kaki persegi, dan bahwa bahan jendela yang ditentukan semula memiliki faktor-U (kehilangan panas) 0,35, yang berada di ujung bawah spektrum yang diturunkan oleh American Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE). Untuk menghitung perkiraan tingkat konsumsi energi per tahun, kita juga harus menentukan perbedaan suhu rata-rata di luar dan di dalam. Dalam contoh ini, kita akan mengasumsikan bahwa suhu desain luar untuk wilayah tersebut adalah 27 derajat Fahrenheit, dan suhu dalam yang diharapkan adalah 70 derajat F. Dengan menggunakan persamaan Ht =AU (Ti – To), sistem HVAC harus mempertahankan 75.250 Btu/ jam untuk memanaskan dan menghilangkan kelembapan ruangan.

Ht =(5000 x 0,35) X (70 – 27)

Sekarang, kita perlu menentukan biaya siklus hidup berbasis energi dari sistem HVAC di ruang angkasa. Dengan menggunakan aturan ukuran HVAC untuk memulai analisis kami, satu ton (12.000 Btu) per setiap 800 kaki persegi, kami dapat menentukan bahwa kami memerlukan unit 6-7 ton untuk pusat pengunjung 5000 SF menggunakan bahan jendela yang ditentukan sebelumnya. Demi contoh ini, kita akan mengasumsikan bahwa biaya listrik adalah $19 per juta Btu (British Thermal Units). Biaya pemanas, gas alam, bahan bakar fosil, dan listrik bersifat tidak langsung berdasarkan fluktuasi harga pasar menurut wilayah, tetapi $19 adalah nilai pasar yang wajar untuk Amerika Serikat. Kami membutuhkan satu titik data lagi dan kami siap menghitung biaya energi, yaitu hari derajat – jumlah hari per tahun saat pemanasan diperlukan. Untuk menghitung hari derajat, kurangi suhu luar dari suhu dalam yang diinginkan. Jika nilainya kurang dari atau sama dengan nol, hari itu memiliki hari nol derajat. Tetapi jika nilainya positif, angka yang dihasilkan mewakili jumlah hari derajat. Di banyak wilayah di dunia, hari derajat pemanasan (atau pendinginan) telah ditentukan sebelumnya untuk tujuan desain teknik, jadi kami akan menggunakan 8.000 derajat hari per tahun untuk contoh ini.

Mengalikan 75.250 Btu/jam dengan 24 (satu hari), kemudian mengalikan hasilnya dengan jumlah hari derajat per tahun (8.000), kita dapat memperkirakan tingkat konsumsi energi menjadi 14,4 miliar Btu per tahun. Dengan harga $19 per mBtu, sistem HVAC yang ditentukan untuk ukuran bahan konstruksi tertentu akan membebani perusahaan farmasi sekitar $275.000 per tahun.

Jika kami lebih lanjut menggunakan model penetapan biaya siklus hidup ini untuk mengevaluasi keputusan selama konstruksi bangunan, kami dapat memastikan dampak finansial dari kaca pengganti terhadap keberlanjutan. Perbedaan paling signifikan antara kaca yang ditentukan sebelumnya dan yang dibeli sebagai alternatif adalah koefisien kehilangan panas (faktor-U). Kaca pengganti memiliki faktor U 0,54, 55 persen lebih tinggi dari kaca asli. Dalam hal kehilangan panas, angka yang lebih rendah selalu lebih baik. Jika Anda melengkapi perhitungan kami di atas dengan menggunakan angka faktor-U yang baru, kami menyadari bahwa keputusan ini pada akhirnya merugikan perusahaan farmasi lebih dari $150.000 lebih per tahun untuk energi tambahan. Jika kami mengevaluasi dampak ini selama periode siklus hidup 10 tahun untuk sistem HVAC, ini setara dengan lebih dari $1,5 juta biaya yang terbuang.

Bagaimana ini bisa dihindari? Cukup dijawab, dengan mengikuti proses LCAM yang didefinisikan dengan jelas yang menetapkan "gerbang tol" untuk mengevaluasi biaya siklus hidup sebagai hasil dari keputusan yang dibuat selama konstruksi bangunan. Berikut adalah beberapa langkah menuju keberlanjutan yang harus diikuti saat memulai FEL atau proses rekayasa modal Anda:

1. Tentukan karakteristik keberlanjutan proyek, termasuk tingkat konsumsi energi secara keseluruhan dan produksi limbah maksimum yang diizinkan.

2. Tentukan kategori biaya keberlanjutan yang harus dipertimbangkan dalam analisis biaya siklus hidup (misalnya biaya per juta Btus)

3. Pilih untuk ditinjau hanya alternatif desain yang mendukung karakteristik keberlanjutan.

4. Pilih total biaya desain kepemilikan terendah untuk pelaksanaan proyek.

5. Membangun gerbang tol sebelum setiap transisi fungsional dalam proses. Misalnya, sebelum pengadaan menyerahkan proyek ke perencanaan konstruksi, mereka harus kembali melakukan analisis biaya siklus hidup untuk memvalidasi bahwa pemilihan material mereka tidak meningkatkan biaya kepemilikan selama periode siklus hidup yang telah ditentukan.

Tentang penulis:
Bruce Wesner membawa lebih dari 24 tahun pengalaman pemeliharaan, teknik, dan manajemen ke perannya sebagai kepala pengelola Life Cycle Engineering (LCE). Pengalaman manajemen seniornya dengan perusahaan kelas dunia mencakup pekerjaan di sejumlah industri:HVAC (Produk OEM), fabrikasi baja berat (pemasok Tier 1), fabrikasi baja tubular (produksi OEM volume tinggi), permesinan dengan toleransi tinggi, farmasi dan bangunan produk. Kekuatan Bruce mendorong peningkatan melalui inisiatif yang ramping dan berbasis keandalan. Bruce dapat dihubungi di [email protected]. Untuk informasi lebih lanjut tentang Life Cycle Engineering, kunjungi www.LCE.com atau hubungi 843-744-7110.