SUBSECRETARIA DE EDUCACIÓN SUPERIOR PROGRAMA DE MEJORAMIENTO DEL PROFESORADO UNIVERSIDAD DE SONORA REDES TEMÁTICAS DE COLABORACIÓN CONVOCATORIA 2008 INFORME DEL PRIMER AÑO DE PROYECTO (2009-2010) JUNIO DE 2010 Nombre de la red: ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA Nombre del proyecto: REGLAMENTACIÓN Y NORMATIVIDAD PARA ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA Cuerpos académicos que presentan este informe: UNISON-CA-79 Estudios Integrales en Arquitectura Universidad de Sonora Arquitectura y Energía Universidad Politécnica De Cataluña (Invitado Externo) Dr. José Manuel Ochoa de la Torre (Responsable) Dra. Helena Coch Roura (Responsable) Dra. Irene Marincic Lovriha Dr. Rafael Serra Florensa Dra. María Guadalupe Alpuche Cruz Dr. Antoni Isalgué Buxeda M. C. E. Alejandro Duarte Aguilar Dr. Jaume Roset Calzada M. C. Luisa María Gutiérrez Sánchez Dr. Juan Antonio Marín Herrera (Colaborador) M. Arq. Luis Arturo Vargas Robles (Colaborador) Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática CONTENIDO INTRODUCCIÓN 1. NORMATIVIDAD PARA ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA EN CLIMA CÁLIDO SECO 2. BASE DE DATOS SOBRE EL CONOCIMIENTO DE USUARIOS, PROFESIONALES DE LA CONSTRUCCIÓN, AUTORIDADES Y ACADÉMICOS DE LA NORMATIVIDAD Y REGLAMENTACIÓN NACIONAL RELACIONADA CON ARQUITECTURA BICLIMÁTICA 3. BASE DE DATOS SOBRE ELEMENTOS URBANOS, ARQUITECTÓNICOS Y SISTEMAS MECÁNICOS QUE PUEDEN AFECTAR LA EFICIENCIA ENERGÉTICA Y EL CONFORT AMBIENTAL DE LA EDIFICACIONES EN CLIMA CÁLIDO SECO 4. MONITOREO DE LAS CONDICIONES AMBIENTALES Y DE CONFORT TÉRMICO EN VIVIENDAS TÍPICAS DE INTERÉS SOCIAL EN HERMOSILLO 5. SIMULACIÓN DE LA CONDICIONES ACTUALES DE USO Y DE PROPUESTAS DE OPTIMIZACIÓN PARA MINIMIZAR EL CONSUMO DE ENERGÍA EN EL ACONDICIONAMIENTO DE EDIFICACIONES, EMPLEANDO SISTEMAS DE AIRE ACONDICIONADO, SISTEMAS PASIVOS Y ENERGÍAS RENOVABLES, EN CASOS DE ESTUDIO 6. ALGUNOS COMENTARIOS ESPAÑOLA Y EUROPEA SOBRE LAS NORMATIVAS ENERGÉTICAS 7. CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA EN ESPAÑA: ESTUDIOS DE CASO 8. DIFUSIÓN Y DIVULGACIÓN DE LOS RESULTADOS DEL PROYECTO A TRAVÉS DE UN PORTAL DE INTERNET Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Introducción El presente documento es un informe parcial del primer año del proyecto de investigación “Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática. Este proyecto está realizado los tres Cuerpos Académicos Consolidados en el área de Arquitectura Bioclimática que existen en México en el marco del SES-PROMEP. Este informe muestra de manera sintética el avance en cada uno de los objetivos específicos marcados en el protocolo de investigación. Y aunque cada uno de ellos tiene un responsable de su ejecución, por lo regular han intervenido dos o más miembros del CA, y en todo momento el proceso de elaboración y la metodología ha sido comentado en conjunto por todo el CA y en la mayoría de los casos por los demás miembros de la red. En cuanto a los productos académicos cabe mencionar que, para el primer año, la mayoría de ellos están en proceso, ya sea por que los resultados no se han generado todavía, o bien por que un año es poco tiempo para llevarlo a cabo, como podría ser la formación de recursos humanos (tesis). A lo largo del primer año se han llevado a cabo reuniones de trabajo presenciales y a distancia por medio de video conferencias, además de innumerables sesiones de chat y correo electrónico, dando como resultado un verdadero trabajo en interinstitucional. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática 1. Normatividad para Arquitectura Bioclimática en Clima Cálido Seco En este apartado se ha hecho una investigación de tipo documental a cerca de la normatividad y reglamentación relativa a la eficiencia energética y confort ambiental en edificaciones de países y regiones de clima cálido seco como el del estado de Sonora. Para llevar a cabo este estudio se analizaron las siguientes regiones: México y Norteamérica, Medio Oriente y Asia, Norte de África y península Arábiga y Australia y Nueva Zelandia. 1.1 Normatividad y ahorro de energía en el norte de México México tiene una variedad de climas que van desde el templado hasta el cálido seco y el cálido húmedo, sin embargo pese a esta variedad de climas, más del 70% corresponde a climas cálidos y de este 70% casi el 50% es clima seco o muy seco (figura 2). Aunque predomina el clima cálido, existen regiones del territorio nacional, particularmente la zona norte y las regiones montañosas, donde estacionalmente se presentan bajas temperaturas (INEGI, 2006). Esto significa que, en la mayoría del territorio, los espacios construidos tienen que integrar, en algún sentido, tecnologías de acondicionamiento ambiental. A partir de los años cuarenta, pero sobre todo cuando México se volvió una potencia petrolera, el país experimentó un acelerado proceso de urbanización, sobre todo en el norte del país, por la actividad industrial y agrícola, y en las zonas costeras, debido a la pesca y al turismo. Ciudades como Mexicali, Hermosillo o Chihuahua, pudieron crecer hasta superar los 600 mil habitantes, todo esto gracias a la disponibilidad de energía eléctrica a precios subvencionados. Lo anterior se refleja en el Balance Nacional de Energía (SENER, 2006), que en la publicación del 2006 indica que del total de la energía consumida en México, casi el 20% corresponde a edificios del sector residencial, comercial y público y si consideramos la energía utilizada para la construcción, fabricación y transporte de materiales de construcción, esa cifra podría elevarse, como señala Mazria (2003) casi al 45%. De esa energía, el 89% se produjo a partir de la quema de hidrocarburos, con el consecuente aporte de gases de invernadero y contaminación ambiental. A pesar de lo anterior, el sector de la construcción en México, sobre todo el sector habitacional, no ha experimentado cambios que reflejen una preocupación por el medioambiente, el ahorro de energía ni el confort de los usuarios, por lo regular las viviendas se diseñan y construyen bajo criterios predominantemente comerciales. Sin embargo, la presión internacional, a través de la divulgación de los efectos de la contaminación ambiental y del uso excesivo de energía sobre el efecto invernadero, han propiciado una mayor consciencia en la población sobre temas ecológicos y ambientales, lo que hace necesaria mayor regulación por parte del gobierno, desde luego acompañado de programas de capacitación y campañas de divulgación y educación. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Figura 1 Distribución de las zonas climáticas en el mundo (Yeang, K. 1994). 1.1.2 la normatividad energética en México Los programas gubernamentales han sido sobre todo de tipo remedial, es decir que actúan una vez que el edificio o la casa ya están construidos, centrándose básicamente en colocar aislamiento térmico en cubiertas e instalar equipos eficientes de aire acondicionado, iluminación y electrodomésticos, entre otras acciones, (programa ASI de la CFE). Aunque estas acciones han ahorrado miles de pesos a los usuarios en pago de facturas eléctricas, podrían tener más impacto si se incluyen desde la concepción misma del proyecto arquitectónico. Consciente de esto, el gobierno federal a través de la CONAE, con la participación de diferentes sectores públicos y privados, ha redactado normas que permiten mejorar diversos aspectos de la eficiencia energética de las edificaciones nuevas, destacándose la NOM-008-ENER sobre la Eficiencia energética en edificaciones, envolvente de edificaciones no residenciales y el anteproyecto de la NOM-020-ENER dedicada a edificios residenciales. La aplicación de estas normas dependerá de que cada municipio del país la implemente como parte de su reglamentación, tal y como lo marca la Constitución de los Estados Unidos Mexicanos. El municipio de Hermosillo, Sonora, en México, es uno de los precursores en el país en la aplicación de las mencionadas normas, ya que desde 2006 está en consulta pública en el Instituto Municipal de Planeación de Hermosillo una propuesta de Norma Técnica Complementaria al reglamento de construcción de la ciudad, que establece los requerimientos de diseño y construcción para la eficiencia energética en envolvente de edificaciones, tomando como base las citadas Normas Oficiales Mexicanas, efectuando correcciones y adaptaciones al ámbito regional. En el presente apartado se presentan las principales características de la norma propuesta, así como su aplicación en diversos estudios de caso locales. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática 1.1.3 Clima y consumo de energía El estado de Sonora está ubicado al noroeste de México entre los 26 y 32 grados de latitud norte, lo que lo ubica en la franja de climas desérticos a nivel mundial (ver figura 1), es aquí donde se localiza la zona más árida del país: el Desierto de Altar. En cuanto a la distribución climática, la mayor parte de la superficie del estado tiene clima cálido seco (59%) y muy cálido muy seco (23%), ubicado sobre todo en las llanuras de la zona occidental sobre la costa del Mar de Cortés (INEGI 2006). Por otra parte, la influencia altitudinal de la Sierra Madre Occidental, ubicada al oriente de la entidad, se manifiesta en temperaturas menos cálidas y en lluvias más abundantes con respecto a las de las zonas muy secas, secas y semisecas Su clima es templado, abarcando el 19% del territorio (ver figura 2). Esta predominancia de clima cálido seco, obliga a que por lo menos durante 6 meses al año se requiera la utilización de algún sistema de acondicionamiento ambiental. Por ejemplo, una familia típica de 4 integrantes en Hermosillo la capital del estado, durante los meses considerados templados (noviembre a abril), tiene un consumo de energía eléctrica en promedio de 450 kWh. Pero durante el período de verano que va de mayo a octubre el consumo oscila entre los 900 y 1500 kWh, considerando viviendas que tienen algún tipo de aislamiento térmico en el techo y que cuentan con equipo de aire acondicionado de reciente adquisición. Lo anterior, aún con la tarifa preferente de la Comisión Federal de Electricidad (1F) representa un gasto grande para las familias de ingresos medios y bajos. Para poder tener la tarifa 1F, la localidad deberá tener una temperatura media durante el verano de 33 grados centígrados como mínimo . El alto consumo de energía eléctrica, no solo representa, como ya se mencionó, un problema económico para la población, también lo es para la CFE que debe cubrir un fuerte incremento en la demanda durante la mitad del año. Por otro lado está el problema ambiental, ya que la mayor parte de esta energía se genera en plantas termoeléctricas que queman combustibles fósiles. Esto da pie a otra situación, que bien podría ser tema de otro trabajo: a pesar de que el estado de Sonora reúne las condiciones óptimas para el aprovechamiento de energía solar, hasta la fecha las aplicaciones son escasas, circunscribiéndose a algunas aplicaciones para bombeo de agua en el sector rural y otras para calentar agua de uso doméstico. Aunque existen algunos proyectos de iniciativas de ley para incentivar el uso de energías renovables en el estado de Sonora, todavía no hay nada concreto al respecto. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Figura 2. Distribución de los climas en México (modificado de INEGI 2006) 1.1.4 Iniciativa municipal en Sonora En el año 2005 se formó, a iniciativa del gobierno municipal de la ciudad de Hermosillo, la Comisión de Redacción de Normas Técnicas Complementarias al Reglamento de Construcción del Municipio de Hermosillo en Materia de Eficiencia Energética, constituida por diversos organismos del gobierno municipal, asociaciones gremiales, cámaras industriales y comerciales e instituciones de educación superior. Dicha comisión tenía la encomienda de redactar la Norma Técnica Complementaria al Reglamento de Construcción del Municipio de Hermosillo que estableciera los requerimientos de diseño y construcción para mejorar la eficiencia energética en envolvente de edificaciones (NTC4E), tomando como referencia la NOM-008-ENER-2001. Desde el 2006 el proyecto de norma se encuentra en consulta pública en el Instituto de Planeación Urbana de Hermosillo, la cual se puede consultar en su web site: http://www.implanhermosillo.gob.mx/ntc.html. La norma propuesta tiene como objetivo establecer los requerimientos técnicos de diseño y construcción que deben cumplir edificaciones que se pretendan construir, ampliar o modificar en el municipio de Hermosillo, a fin de disminuir la transferencia de calor a través de su envolvente, reduciendo el consumo de energía y garantizando en éstas un ambiente confortable. En cuanto al campo de aplicación, la NTC4E es más amplia que la NOM-008-ENER, ya que esta última solo abarca edificios no habitacionales, y para la norma propuesta se decidió que su aplicación abarcará también las edificaciones de tipo habitacional, ya que se pretende incidir directamente en la calidad de vida de la población, sobre todo en la de menores recursos económicos. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Entre los edificios no habitacionales están considerados los siguientes: • • • • • • • • • • Edificios para oficinas Edificios para escuelas y otros centros docentes Edificios para establecimientos comerciales Edificios para hospitales y clínicas Edificios para hoteles y moteles Edificios para restaurantes, bares y cafeterías Bodegas Edificio para recreación y cultura Talleres de servicio Edificios para carga y pasaje (Centrales de Pasajeros) Y como edificios habitacionales los siguientes: • • Unifamiliar: o Vivienda en serie o Autoconstrucción o Popular o Vivienda Media o Vivienda Residencial Multifamiliar: o Horizontal o Vertical Al igual que la NOM-008-ENER, la NTC4E utiliza un edificio de referencia que tiene las mismas características de volumen y superficie de la envolvente, para determinar si la ganancia de energía térmica a través de la envolvente es la correcta. Se ajustó el área de las ventanas y domos, haciéndolo igual al del edificio proyectado hasta un cierto límite, así como el coeficiente de transferencia de calor de los muros para el clima de la localidad tal y como lo indican las tablas 1 y 2. Nótese que los porcentajes del área total de las fachadas opaca y transparente, en el techo y la pared, han sido ajustados a las condiciones requeridas para el municipio de Hermosillo, sin afectar la metodología de la NOM-008-ENER, así mismo los valores del Coeficiente global de Transferencia de Calor (K) son los correspondientes a la Región 2 del ANSI/ASHRAE Standard 90.1 y 90.2. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Tabla 1. Características del edificio no-habitacional de referencia. Techo Elemento Porcentaje del área total % Coeficiente global de transferencia de calor K (W/m2 ºK) Coeficiente de Sombreado CS Transparente Igual al edificio proyectado ó 5%, lo que sea menor 7.720 0.85 Opaca Igual al edificio proyectado ó 95%, lo que sea mayor 0.360 ----- Coeficiente global de transferencia de calor K Coeficiente de Sombreado Pared Elemento Porcentaje del área total % CS (W/m2 ºK) Fachada transparente Igual al edificio proyectado ó 40%, lo que sea menor 6.930 1 Fachada opaca Igual al edificio proyectado ó 60%, lo que sea mayor 3.293 ----- 100 3.293 ----- Colindancia opaca Tabla 2. Características del edificio habitacional de referencia. Techo Parte Opaca Transparente Porcentaje del área total % Coeficiente global de transferencia de calor K (W/m2 ºK) Coeficiente de Sombreado CS 100 0.477 ----- 0 ----- ----- Coeficiente global de transferencia de calor K Coeficiente de Sombreado Pared Parte Porcentaje del área total % CS (W/m2 ºK) Fachada opaca* Igual al edificio proyectado ó 90%, lo que sea mayor 1.481 ----- Fachada opaca** Igual al edificio proyectado ó 90%, lo que sea mayor 0.857 ----- Fachada transparente Igual al edificio proyectado ó 10%, lo que sea menor 3.802 1 Colindancia opaca* 100 1.481 ----- Colindancia opaca** 100 0.857 ----- *Hasta tres niveles y conjunto horizontal con muros compartidos. **Más de tres niveles. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Tanto para edificios habitacionales como para no habitacionales, se aplican los siguientes parámetros: Temperatura equivalente promedio, Te (°C): Temperatura interior: 25 Superficie interior: 33 Techo: 48 Tragaluz y domo: 28 Para superficies verticales: Muro Muro Masivo Ligero Norte 34 39 Este 38 43 Sur 35 41 Oeste 36 43 Ventana 29 30 31 31 Factor de ganancia solar promedio, FG (W/m2): Tragaluz y domo: 322 Norte 70 Este 159 Sur 131 Oeste 164 Los valores de la resistencia térmica superficial a considerar para las capas de aire exterior e interior serán: 0.044 m2-K/W para exterior en cualquier posición; 0.12 m2-K/W para muro interior, y 0.16 m2-K/W para techo interior. Como anexos, se incluyeron tablas con las propiedades térmicas de sistemas constructivos y cerramientos más usados en la localidad. Aunque se pueden usar otros sistemas que no estén en la lista, estos deberán cumplir con las Normas Oficiales Mexicanas vigentes. El cálculo del balance térmico, así como el informe de los resultados, se hará de la misma forma que está propuesto en la NOM-008-ENER, asimismo se elaboró una hoja de cálculo que facilita los cálculos. 1.1.5 Conclusiones Durante los años 2006 y 2007 se construyeron en México más de 1.7 millones de casas, 36% de las cuales son de interés social y se espera construir por lo menos 900 mil unidades por año. En las condiciones actuales esto representa un gran número de viviendas que no cumplirán con los requerimientos mínimos de confort térmico y eficiencia energética, con el correspondiente gasto en energía, inversión en infraestructura y daños ambientales irreversibles. Pero si se regulasen los aspectos ambientales y energéticos sobre todo en la construcción de vivienda y edificios habitacionales, no sólo se estarían disminuyendo los impactos económicos y ambientales, sino que se estaría contribuyendo a mejorar la calidad de vida de las personas de menores recursos en México. Iniciativas como las que se han tomado en Hermosillo, Sonora, deberían llevarse a cabo en el resto de los municipios del país. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática 1.1.6 Bibliografía y referencias Secretaría de Energía. 2006. Balance Nacional de Energía. Ed. Dirección General de Información y Estudios Energéticos, México. ISBN 968-874-196-5 Instituto Nacional de Estadística Geografía e Informática (2006) México de un vistazo Edición 2006. Ed. INEGI. México. ISBN 970-19-1774-9 Hawthorne, C. 2003. Turning down the Global Thermostat, Metropolis Magazine, October 2003, pp. 102-107, 149, 151, 152. Mazria, E. 2003. It's the Architecture, Stupid! Solar Today, May/June 2003, pp. 48-51 Yeang, K. 1994, Bioclimatic Skyscrapers. Artemis, London, Zürich, München. Secretaría de Energía. 2001. NOM-008-ENER-2001, Eficiencia energética en edificaciones, envolvente de edificios no residenciales. Publicada en el Diario Oficial el 25 de abril de 2001. 1.2. Normatividad energética en medio oriente: No se encontraron específicamente normas energéticas en estos países, sino artículos que comentan estas normas. Suponemos que la causa es que se buscan en idioma inglés y éstas se encuentren en internet sólo en su idioma original o bien en árabe. 1.2.1 Países no productores de petróleo Los países no productores de petróleo como Líbano, Israel, Jordania y Turquía (bajo productor de petróleo) aplican leyes y reglamentos de eficiencia energética para todo tipo de los edificios, en algunos casos voluntarios y en otros obligatorios, como en los dos últimos países mencionados. Los aspectos que abarcan estas legislaciones son, en el caso más completo, como el código de eficiencia energética de Jordania: • • • • • Arquitectura (orientación, forma, envolvente, aislamiento, paisajismo, diseño pasivo, ventilación e infiltración, iluminación natural) Aire acondicionado y calefacción Agua caliente sanitaria Iluminación artificial Instalación eléctrica 1.2.2 Países productores de petróleo En el caso de los países productores de petróleo, su preocupación en cuanto a la necesidad de disminuir los consumos energéticos es sobre todo debido a los elevados niveles de contaminación, y dirigen sus esfuerzos la disminución de consumos por el uso de aire acondicionado. Arabia Saudí aplica un Programa Nacional de Eficiencia Energética para todo tipo de edificios, de cumplimiento voluntario. Los Emiratos Árabes aplican también programas de eficiencia energética en edificios. Otros países petroleros, como Kuwait, Siria, Irán, Irak, si bien están conscientes del problema, no cuentan aún con reglamentación. En algunos casos hay propuestas y no en todos los casos es para todos los tipos de edificios. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática En los países de la península Arábiga hay proyectos de aprovechamiento de energía renovables. 1.2.3 Links consultados y archivos bajados de internet (se anexan): Países árabes: http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6V4S-4GNTFK71&_user=10&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1 025255009&_rerunOrigin=google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid= 10&md5=31702273f3353e4068bc93918bb83ff2 Arabia saudí: http://esa.un.org/unenergy/mapping/DESA.EFF/51_Saudi%20Arabia_National%20EE%20programme.htm http://esa.un.org/techcoop/flagship.asp?Code=SAU01002 Emiratos Árabes: http://www.arabenvironment.net/archive/2007/11/390955.html Kuwait: http://www.actapress.com/Abstract.aspx?paperId=15392 Siria: Sy-summary.pdf Jordania: Awadal….pdf Turkia: Energaia08…pdf Líbano: wkshp tunisia Lebanon…pdf Israel: P3_israel…pdf Armenia: http://www.usea.org/Programs/Eurasia/Armenia_page.htm Arabia saudí, palestina, libano, (pakistan): voluntario Turkia, Jordania,emiratos árabes: obligatorio Janda09.pdf Otros: http://www.iccsafe.org/IGCC/newsroom-background.html http://www.icc-foundation.org/ http://www.arch.hku.hk/research/BEER/besc.htm http://en.wikipedia.org/wiki/Energy_law http://www.energycode.com/ http://esa.un.org/techcoop/regional.asp?ID=RAB http://www.thenational.ae/article/20081029/NATIONAL/229065952/0/FRONTPAGE Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática 1.3 Australia El gobierno australiano ha desarrollado e implementado programas e iniciativas para lograr minimizar el consumo de energía en todo el país que incluye las diversas áreas económicas de la región, así se tienen programas específicos para las áreas industriales, urbanas y residenciales. Existen 8 regiones en las que se divide el país y cada región tiene sus programas e iniciativas específicas que se encuentran coordinadas por las diferentes autoridades que regulan a éstas. Según la Estrategia Nacional sobre la eficiencia energética, gobiernos estatales y territoriales se han comprometido a desarrollar una construcción de la Energía Nacional de establecimiento de normas, Evaluación y Calificación que tendrá por objeto la coherencia en cómo los edificios son evaluados y clasificados para lograr la eficiencia energética y establecer una vía para mejorar los niveles mínimos de eficiencia en ellos. Esta estrategia tiene como principal objetivo lograr normas mínimas que permita que los edificios nuevos sean más eficientes y así mismo poder revisar estos estándares para lograr elevar cada vez la eficiencia de los edificios. Se planteas iniciativas tanto para edificios industriales, comerciales y residenciales. Incluir tanto a edificios nuevos como ya existentes. En estas iniciativas se incluyen aspectos relacionados con la evolvente de las edificaciones, techos, muros, vanos, así como la eficiencia energética que incluya los diferentes servicios que deben tener los mismos. Se han enfocados en tratar de lograr herramientas para la evaluación y calificación de los edificios existentes y nuevos. Tienen implementadas herramientas de evaluación del desarrollo de las normas y estándares que se aplican para buscar mejorar las mismas. Se permite el uso de herramientas de evaluación desarrolladas en el mercado, siempre y cuando sean fáciles de utilizar y cumplan con los objetivos marcados por el gobierno. Otro objetivo es fomentar la aplicación de las diferentes normas y estándares para el desarrollo de las edificaciones. Así como facilitar el monitoreo y aplicación efectiva de las mismas. Para lograr estas medidas se designó un área de gobierno que regula a los nuevos edificios que se diseñen y construyan dentro de las diferentes regiones del país. El programa también será capaz de extenderse en el tiempo para cubrir los temas de sostenibilidad, incluido el nivel de emisiones de gases de efecto invernadero generados y el agua utilizada por los hogares y edificios comerciales. Se ha establecido un programa de seguimiento y de consulta conformado por expertos en el área de eficiencia energética. Para llegar al establecimiento de este programa nacional, se realizaron diversos estudios para analizar la factibilidad y potencialidad del mismo, actualmente se encuentra en marcha y en proceso de evaluación los resultados que se han estado obteniendo. 1.3.1 Referencias National Building Energy Standard-Setting, Assessment and Rating Framework, Recuperado 11 de agosto de 2010 de http://www.climatechange.gov.au/government/submissions/buildingframework-paper.aspx Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática 2. Base de Datos Sobre El Conocimiento De Usuarios, Profesionales de la Construcción, Autoridades y Académicos de la Normatividad y Reglamentación Nacional Relacionada con Arquitectura Bioclimática 2.1. Diseño de la encuesta Con el fin de tener un panorama sobre el conocimiento que profesionistas dedicados a la construcción y al diseño arquitectónico diseñamos una encuesta cuyos reactivos permitieron vislumbrar un panorama general del conocimiento que los profesionistas tienen sobre las normas y reglamentos relacionados con el diseño bioclimático 2.2. Aplicación de la encuesta Una primera encuesta piloto se aplicó en el Colegio de Arquitectos de la ciudad de Hermosillo, A.C. (CACH) y en el Colegio de Ingenieros Civiles del Estado de Sonora, A.C. (CIC). De los resultados obtenidos se rediseñó una encuesta definitiva (Figura 1). Figura 1: Páginas 1 y 2 del formato definitivo de la encuesta 2.3. Resultados Al momento se cuenta con un total de 80 encuestas aplicadas en las asociaciones gremiales antes citadas, así como a académicos de la Universidad de Sonora, y a otros profesionistas independientes. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Las encuestas aplicadas al momento arrojan la siguiente información. Los profesionistas encuestados fueron entre arquitectos e ingenieros, prácticamente la mitad de cada uno (Figura 2). Figura 2: Resultados de encuesta. Tipo de profesión de los encuestados De un modo similar, aproximadamente la mitad de los encuestados pertenecen al Colegio de Ingenieros del Estado de Sonora, y la otra mitad al Colegio de Arquitectos de la Ciudad de Hermosillo (Figura 3).. Figura 3: Resultados de encuesta. Asociación profesional de los encuestados Del 100% de los encuestados, el 51% tiene solo licenciatura, el 28% grado de maestría, y el resto otras especialidades (Figura 4). Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Figura 4: Resultados de encuesta. Grado de estudios de los encuestados Más del 70% de los encuestados trabajan en el sector privado. Las otras opciones son el sector público y educativo (Figura 5). Figura 5: Resultados de encuesta. Lugar de trabajo de los encuestados Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Aproximadamente una cuarta parte se dedica al diseño, el otro cuarto a la construcción, y el 50% restante a otras actividades como administración de obra, actividades académicas, y diseño y cálculo estructural, entre otros (Figura 6). Figura 6: Resultados de encuesta. Actividad a la que se dedican Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática La mayoría desconoce las normas sobre eficiencia energética, sin embargo la diferencia no fue significativa, pues el 46% si las conoce (Figura 7). Así también, es solo el 39% quienes reportan haberlas utilizado en sus proyectos (Figura 8). Figura 7: Resultados de encuesta. Conocimiento que tienen de las normas Figura 8: Resultados de encuesta. Aplicación de las normas en sus proyectos Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Aun así, existe un conocimiento moderado por parte de los encuestados sobre estrategias de adecuación climática para esta región (Figura 9), así como los criterios que han aplicado en los proyectos que han construido o diseñado (Figura 10). Figura 9: Resultados de encuesta. Estrategias de climatización que conocen Figura10: Resultados de encuesta. Aplicación de criterios bioclimàticos Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Los encuestados en su mayoría, se asesoran por personas externas a su empresa para realizar los cálculos referentes a cuestiones de eficiencia energética (Figura 11), además muestran poco conocimiento de las herramientas de apoyo para tales fines (Figura 12). Figura11: Resultados de encuesta. Quien hace los cálculos de aplicación de las estrategias Figura12: Resultados de encuesta. Herramientas conocidas por los encuestados Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática La mayoría de los encuestados estimaron conveniente que existiera una norma que regule estas cuestiones (Figura 13), y así mismo la mayor parte aceptó volver a participar en futuras encuestas sobre el mismo tema y sus datos personales fueron registrados (Figura 14). Figura13: Resultados de encuesta. Ponderación del encuestado sobre que exista una norma a modo de guía. Figura14: Resultados de encuesta. Encuestados que aceptarían participar nuevamente Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática 2.4 Conclusiones Como una primera aproximación los resultados de la encuesta muestran un conocimiento moderado por parte de los actores del medio del diseño y la construcción sobre la normatividad y reglamentación relacionada con la eficiencia energética y el diseño bioclimático, ya que solo el 46% afirma conocer alguna, sin embargo aunque solo el 39% de los encuestados afirma haberlas aplicado, la mayoría conoce y aplica estrategias de adecuación climática, siendo la más popular el aislamiento térmico. Por otro lado no es frecuente que se realicen cálculos o simulaciones para conocer el desempeño del proyecto previo a su construcción, cuando los hacen el 44% contrata asesores externos ya que desconocen la utilización de herramientas de cálculo. Por último algo importante fue que la gran mayoría (84%)considera que es necesario que existan normas y reglamentos que guíen a los proyectistas y constructores en los aspectos de eficiencia energética y sustentabilidad de las edificaciones. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática 3. Base de Datos Sobre Elementos Urbanos, Arquitectónicos y Sistemas Mecánicos que Pueden Afectar La Eficiencia Energética y el Confort Ambiental de la Edificaciones en Clima Cálido Seco Otro de los productos a generar en el desarrollo de esta etapa del proyecto, fue el levantamiento fotográfico sobre elementos urbanos, arquitectónicos y sistemas mecánicos que afectan la eficiencia energética y el confort ambiental en edificaciones en la ciudad de Hermosillo. 3.1. Diseño de la ficha Como herramienta de registro y ordenamiento de la información, se diseñó una ficha en la cual se anotó la información correspondiente a las características del elemento levantado. 3.2. Levantamiento de la información Se realizó un recorrido a pié por distintos sectores de la ciudad en busca de los citados elementos. Una vez identificados, se procedió a tomar fotografías, y anotar características particulares según el caso. Posteriormente la información se pasó en el mismo formato, anexando las fotografías, y croquis de cada elemento (Figura 15). Los elementos que se eligieron destacan por sus características en cuanto a que ofrecen cierto control sobre condiciones ambientales tanto urbanas como a nivel de la vivienda, algunos ejemplos son: volados y aleros, parasoles, cubiertas, ventanas remetidas, uso de vegetación, uso de equipos de acondicionamiento del clima, elementos en fachada, celosías, dimensiones y ubicación diferente de ventanas, espacios intermedios e interiores como patios y porches, etc. Figura 15: Anverso y reverso de la ficha Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática 3.3. Resultados Se levantó un total de 60 elementos, mismos que se registraron en las fichas, las cuales se conservan en formato digital. Así mismo, la información fue transferida a una base de datos en línea con imágenes incluidas, con el respectivo respaldo digital (Figura 16). Los resultados no se han elaborado, dado que la base de datos está aún en formación, estos resultados se mostrarán en la segunda etapa del proyecto . Figura 16: Ejemplo de ficha en base de datos Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática 4. Monitoreo de las Condiciones Ambientales y De Confort Térmico en Viviendas Típicas De Interés Social En Hermosillo Introducción El objetivo del monitoreo de edificios en el clima a analizar es, por un lado, conocer el comportamiento térmico de las edificaciones típicas de la región, y por otro lado, ajustar los parámetros necesarios para introducir al programa de simulación para poder efectuar con posterioridad modificaciones que mejores la eficiencia térmica de estas edificaciones. Para esto se seleccionaron dos viviendas, de las cuales se conocen tanto las características físicas de las mismas como el tipo de usuario y de equipos que se utilizan habitualmente en las mismas. 4.1 Casos monitoreados Se monitorearon dos viviendas de interés social ocupadas, ubicadas en la ciudad de Hermosillo, Sonora. Se trata de viviendas de una planta, de entre 50 y 60 m2. Por su domicilio, se las denominará en adelante: • • Casa Retorno Monza Casa Privada Pisticci 4.1.1. Ubicación Ambas viviendas están ubicadas en la zona urbana de la ciudad de Hermosillo, en el fraccionamiento Villa Bonita. A continuación se presentan los planos de ubicación: Fig. 4.1: Fraccionamiento Villa bonita con ubicación de las viviendas monitoreadas. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Fig. 4.2, a y b: Ubicación de la casa Retorno Monza Fig 4.3, a y b: Ubicación de la casa Privada Pisticci 4.1.2. Descripción La vivienda de Retorno Monza en de 50.23 m2 construidos y la de Priv. Pisticci de 57.18 m2 construidos. Se trata de viviendas sin aislamiento, con techo de vigueta y bovedilla e impermeabilizante elastomérico. Los muros son de block de concreto de 12 cm, con texturizado en ambas caras. En ninguno de los dos casos hay protecciones solares en las ventanas. Se muestran a continuación algunas imágenes de las viviendas. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Fig. 4.4, a y b: Casa Retorno Monza Fig. 4.5, a y b: Casa Privada Pisticci 4.2 Metodología de medición e instrumentación Se midieron como variables interiores en las viviendas temperatura del aire y humedad relativa durante más de seis semanas en forma continua, con un intervalo de una hora. Ambas casas se midieron simultáneamente durante el mismo período en varios puntos de espacios interiores, como se mostrará más adelante. Los sensores utilizados son dataloggers marca Hobo U12. Es un sensor de temperatura del aire, humedad relativa y luz, de 12 bits de resolución. Incorpora una pila, lo que lo hace autónomo y además tiene memoria para almacenar los datos en el mismo dispositivo. El rango de medición de la temperatura es de 20°C a 70°C y el de la humedad relativa de 5% a 95%. La precisión en la temperatura es de ± 0.35 °C entre 0°C y 50°C, y la de la humedad de ± 2.5% de 10% a 90%. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Fig. 4.6: Datalogger Hobo U12 utilizado (Fuente: Onset). Para mayores detalles sobre la metodología de monitoreo, se anexa el “Protocolo de monitoreo de viviendas” elaborado por el Cuerpo Académico de la Universidad de Sonora. Como variables exteriores se utilizaron las disponibles en la estación meteorológica de Laboratorio de Energía, Medioambiente y Arquitectura de la Universidad de Sonora, ubicada en la ciudad de Hermosillo, a pocos kilómetros de los casos estudiados. La estación mide, entre otras variables, temperatura del aire, humedad relativa, velocidad y dirección del viento, radiación solar global y difusa, entre otras. Estas mediciones se utilizaron asimismo para la simulación, como dato para el software. 4.3 Monitoreo y resultados Si bien el período completo de monitoreo fue de poco más de seis semanas, se muestra, para su mejor visualización una semana de monitoreo (Figs. 4.9 y 4.10). Esta semana se encuentra aproximadamente a la mitad del período completo. También, de las variables exteriores se muestra sólo la temperatura exterior, si bien para la simulación se utilizó un mayor número de variables, disponibles en la estación meteorológica (se detallará este aspecto en el apartado correspondiente a simulación). De las variables interiores medidas, se muestran las temperaturas de todos los espacios interiores medidos en ambas viviendas (Figs. 4.9 y 4.10). Se muestran a continuación plantas con ubicación de los sensores interiores (Figs. 4.7 y 4.8). Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Fig. 4.7: Ubicación en el lote y planta con ubicación de sensores de la casa de Retorno Monza Fig. 4.8: Ubicación en el lote y planta con ubicación de sensores de la casa de Priv. Pisticci Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática En la Tabla 4.1 se detallan algunas características de la ubicación de los sensores, que aclaran algunos criterios de colocación. Tabla 4.1: Ubicación de sensores en los dos casos estudiados Nro. de sensor 1 Vivienda Ubicación del sensor Observaciones Retorno Monza Sala-comedor 2 3 4 5 Retorno Monza Priv. Pisticci Priv. Pisticci Priv. Pisticci Dormitorio Cocina Dormitorio Dormitorio Se optó por esta alternativa debido a la ubicación del radiador del refrigerador Tiene minisplit Se instaló lejos de la estufa Tiene A.A. de ventana Tiene minisplit Se muestran a continuación los resultados del monitoreo de ambas viviendas, según se comentó anteriormente. Los gráficos incorporan asimismo una zona de confort de temperatura según Nicol y Humphreys (2002), como se explicará más adelante. Fig. 4.9: Resultados del monitoreo en la casa de Retorno Monza. Se muestran temperaturas interiores, temperatura exterior y zona de confort. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Fig. 4.10: Resultados del monitoreo en la casa de Privada Pisticci. Se muestran temperaturas interiores, temperatura exterior y zona de confort. 4.4 Análisis de las condiciones de confort Se analizaron las condiciones de confort interior en las viviendas a partir de la conocida fórmula de Nicol y Humphreys (2002) para confort adaptativo, que se expresa mediante la fórmula (1): Tc = 13.5 + 0.54 T0 (1) donde: Tc: Temperatura de confort o de neutralidad. To: Temperatura media mensual exterior. Para determinar la zona de confort se calculó: Tc ± 2°C, lo que resulta en una zona de confort de: Tc mínima = 25.6°C Tc = 27.6 °C Tc máxima = 29.6°C Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Esta zona de confort está representada en los gráficos Figs. 4.9. y 4.10. como la zona enmarcada entre las dos líneas horizontales. Mediante un primer análisis cualitativo se puede apreciar visualmente que la vivienda más pequeña (retorno Monza) presenta las temperaturas máximas interiores fuera de las condiciones de confort, durante varias horas del día, mientras la de la Priv. Pisticci se encuentra la mayor parte del tiempo dentro de las condiciones de confort. Un motivo probable es la orientación más favorable de la segunda (N-S) respecto de la primera, con orientación E-O, poco favorable para el clima local. Además, la primera presenta una ubicación en esquina con orientación Sur, con lo cual se ve más desfavorecida por no poder aprovechar en esa fachada ni la colindancia ni las sombras de otras viviendas. También se observan algunas pequeñas diferencias con respecto a los diferentes espacios monitoreados, causados también probablemente por la orientación. Cabe mencionar que el período monitoreado, que corresponde a la primavera, presenta temperaturas relativamente benignas para la región, ya que las temperaturas más altas se presentan en el período junio- agosto. Este análisis se llevó a cabo para constatar las condiciones de habitabilidad de las viviendas desde el punto de vista térmico. Además, el monitoreo fue imprescindible para recabar datos reales a fin de realizar los ajustes necesarios para utilizar el programa de simulación de manera confiable. 4.5 Conclusiones El objetivo del monitoreo de edificios ha sido, por un lado, conocer el comportamiento térmico de las edificaciones típicas de la región, y por otro lado, ajustar los numerosos parámetros térmicos correspondientes a las viviendas y sus ocupantes para ser usados en la simulación. Con estos datos podemos tener una idea bastante concreta del comportamiento de las viviendas y del nivel de confort que se puede esperar para sus habitantes, y además los datos serán útiles para la etapa siguiente del proyecto, la simulación. 4.6 Referencias International Organization of Standardization (1998) ISO 7726:1998 (E) Ergonomics of the thermal environment – instruments for measuring physical quantities. Nicol, J.F. y Humphreys, M.A. (2002) Adaptive thermal comfort and sustainable thermal standards. Energy and Buildings 34, pp. 563-562. Onset Computer Corporation (2006). HOBOware Pro. Getting started. Bourne, USA. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática 5. Simulación de las condiciones actuales de uso y de propuestas de optimización para minimizar el consumo de energía en el acondicionamiento de edificaciones, empleando sistemas de aire acondicionado, sistemas pasivos y energías renovables, en casos de estudio Como una primera parte del presente objetivo, se realizaron las simulaciones de dos viviendas representativas de las condiciones urbanas actuales de la ciudad de Hermosillo, Sonora. Para la primera simulación se contempla que las variables de entrada deben representar las condiciones actuales de las viviendas, por lo que se realizó un levantamiento arquitectónico, tipo de sistema constructivo, condiciones de uso de las viviendas y número de usuarios. Para recabar toda la información requerida, se elaboró un formato denominado “Ficha Técnica” de las viviendas tomadas como casos de estudio, en esta se incluyen datos de ubicación, croquis arquitectónicos, áreas de las superficies, materiales de construcción y sus propiedades térmicas, ver anexo. De igual manera se elaboró el protocolo para la simulación de las viviendas. El programa de simulación elegido fue el Design Builder en su versión más reciente, que tiene como motor de cálculo los modelos de Energy Plus creado por el Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE) el cual por experiencias previas y por las características de los modelos determinó que era el mas adecuado para las simulaciones de este proyecto. Para los datos meteorológicos se utilizará la base de datos global Meteonorm, cuya información es confiable para las localidades que se evaluarán. 5.1 Protocolo de Simulación para Estudios de caso 5.1.1 Condiciones de entrada en el programa Design Builder El archivo de datos meteorológico a utilizar será de preferencia el que traiga cargado el software Desing Building, en segundo lugar los datos producto de Meteonorm y por último los adquiridos por las diferentes estaciones meteorológicas. A nivel de edificio los elementos constructivos adyacentes serán dibujados como bloques de edificios de componentes. A nivel de sitio es importante checar las temperaturas del terreno, ubicado en sitio, detalle del sitio, terreno, temperaturas mensuales del terreno, en el cual de preferencia se debe ubicar una temperatura dos grados debajo de la temperatura media mensual. Las condiciones de entrada serán ubicadas a nivel del Edificio para que se carguen a todas las diferentes zonas. Ventilation setpoint temperatures 0 Delta -50 Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Level iluminance 300 Todos los demás rubros, apagados Para los rubro de construction, cada región debe de crear sus template de acuerdo a la base de datos de propiedades termofísicas que se encuentran en la página de la Red En cuanto a las propiedades de superficie ubicadas en la pestaña Editar Material en la pestaña Propiedades superficiales, cada región definirá las propiedades ópticas de absortancia del material utilizado. Los valores de referencia serán tomados de la fuente bibliográfica Man, Climate and Architecture de Givonni, 1969. La tasa de cambio de aire por infiltración será de 0.50 Para Openings, utilizar vidrio claro 3mm con marco sin barrera térmica Lighting, todo apagado En HVAC, se usará el template “None”, se activará el ícono de ventilación natural y el cambio de aire ubicado será cero. El Schedule será colocado en “on”. Todo lo demás se dejará por default 5.1.2 Datos de salida Con los datos de entrada listos, realizaremos la primera simulación en la pestaña inferior de simulación. En la pestaña de general se ubicará las fechas del 1 de Enero al 31 de Diciembre, con datos horarios, diarios, mensuales y anuales. En la pestaña de Options, se deberá incluir todos los edificios en el cálculo de sombreado y la modelación de reflexiones y sombreado de la radiación solar reflejada por el suelo. La temperatura de control será la temperatura del aire. Todo lo demás quedará por default. Las Salidas serán: Datos de zonas en edificios y bloques Incluir zonas desocupadas y totales en promedio de bloques y edificios---Todos los períodos--Ambiental- Confort—Ganancias Internas---Energía---Suministro de aire fresco—Generación de modelo dxf---detalles de cerramientos y superficies---Archivo RDD. Correr la simulación y exportar los datos a una hoja de cálculo para su correspondiente análisis. 5.2 Descripción de los casos de estudio simulados Se tomaron dos tipos de viviendas medias para su evaluación, ubicadas en el fraccionamiento Villa Bonita de la ciudad de Hermosillo, Sonora. Las variables de entrada para ambos casos fueron las mismas. El archivo climático utilizado fue obtenido del Programa Meteonorm v5.0, las variables de entrada que se consideraron para la presente simulación son los siguientes: La vivienda se considera habitada por dos usuarios, que realizan actividades ligeras. La vivienda se considera sin acondicionamiento de aire mecánico y únicamente con ventilación natural. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática 5.2.1. Vivienda Retorno Monza Esta vivienda cuenta con dos pequeñas recámaras, sala-comedor, cocina y baño completo, tiene una superficie de construcción de 50.23 m2, el sistema constructivo es a base de muros de block de 12 cm, recubiertos con texturizado. La cubierta es losa de vigueta y bovedilla y los pisos de loseta de cerámica. En la Fig. 1, Fig. 2 y la Tabla 1, se muestran la distribución espacial de la vivienda así como las propiedades térmicas del sistema constructivo. Figura 1: Croquis de la vivienda Retorno Monza Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Figura 2: Croquis de la vivienda Retorno Monza en el programa de simulación Tabla 1: Descripción del sistema constructivo de la vivienda 5.2.2. Vivienda Privada Pisticci Esta vivienda cuenta con dos pequeñas recámaras, sala-comedor, cocina y baño completo, tiene una superficie de construcción de 57.18 m2, el sistema constructivo es a base de muros de block de 12 cm, recubiertos con texturizado, losa de vigueta y bovedilla y pisos de loseta de cerámica. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Figura 3: Croquis de la vivienda Privada Pisticci Figura 4: Croquis de la vivienda Privada Pisticci en el programa de simulación Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Tabla 2: Descripción del sistema constructivo de la vivienda En la Fig. 3, Fig. 4 y la Tabla 2, se observan el croquis arquitectónico y la descripción del sistema constructivo así como las propiedades de los materiales de la vivienda de estudio. 5.3 RESULTADOS Para un mejor análisis de los resultados se presentan datos obtenidos para un periodo de siete días que representan los días más cálidos de la zona de estudio. Los datos corresponden para los días del 22 al 27 de julio, donde se tiene una temperatura promedio de 32.9°C. Figura 5: Resultados del 22 al 27 de julio de la Casa Monza Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Figura 6: Resultados del 22 al 27 de julio de la Casa Pisticci En la Fig. 5 se muestran los resultados obtenidos para la Casa Monza, en ella se muestran las temperaturas exteriores y las temperaturas interiores horarias para toda la vivienda en los días analizados. Así mismo, se muestran las temperaturas mínimas y máximas del rango de confort, calculadas con la Tn de Nichols y el promedio de temperaturas mensual para el mes de julio. En esta vivienda se tiene una temperatura máxima de 43.95°C al interior y una temperatura mínima de 32.48°C, que comparadas con las temperaturas del rango de confort, la mayor parte de los días analizados se encuentran en disconfort. En la Fig. 6, se grafican los resultados para la vivienda Pesticci, que presenta un comportamiento muy similar a la vivienda Monza existiendo sólo variaciones mínimas en los valores obtenidos. En esta vivienda la temperatura máxima es de 43.32°C y la temperatura mínima es de 32.15°C. Este es un primer análisis donde se reportan resultados globales para las viviendas, por lo cual las diferencias son pequeñas, pero es necesario evaluar los datos obtenidos para los diferentes espacios que conforman las viviendas. Así mismo, se necesita afinar la simulación para acercarse lo más posible con los datos monitoreados. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática 6. Comentarios sobre las Normativas Energéticas Española y Europea en la práctica profesional del arquitecto Presentación hecha por el Dr. Juan Antonio Marín Herrera en la reunión de la Red Arquitectura Bioclimática en la Universidad de Colima en Marzo de 2010 Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática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`L6)]8D8)6M)8]:B<8<BaH)^H7;ID8F & Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática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`IVNQ+IaRIVTNQ]+$"+bUVVITY+X"+.UcLO+UTO+$"+dNeO 'e+MVNfI\RN+QI+VIUeLgU+IT+IQRVI\hU+\NeU[NVU\LST+\NT+KT+\N_MeIRN+\NT`KTRN+OI+ NVPUTLgU\LNTIQ+iMUVUPKUQjY+\NeU[NVUONVUQY+IKVNMIUQ" ! Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática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ed Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática !"#$%#!$&$ !"#$%&'(#$$' )(*++*$%#$#,#+-.) (#$/01232")!24,$%#$%#3),%)$#,#+-5"2!) *6789:;<= !"*"#+, !" "# $+ $ %-*+.%+ % % -.-,/&#"0+ &#" .-0-1+,"+ " 2+,+ +$0+.3+, $ -$$ '"-.-1#+, '" # #&,*"04 #& " -. (5.0"). 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Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática 7. Certificación energética en España: estudios de caso Presentación hecha por la Dra. Helena Coch Roura en la reunión de la Red Arquitectura BIoclimàtica en la Universidad Autónoma Metropolitana Azcapotzalco en Junio de 2010. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática La certificación energética en España: Estudios de caso Doctora Helena Coch Universidad Politécnica de Cataluña Antecedentes ! Durante los últimos años la Unión Europea ha concentrado su atención en el consumo energético del sector de la edificación. ! Más del 40% de la energía que se gasta en la Unión Europea está relacionado con el sector residencial. ! La eficiencia energética en este sector es un objetivo prioritario. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Antecedentes Principales normativas que llevaron a la introdución de la certificación energética en España: ! Protocolo de Kyoto ! Directiva Europea 2002/91/CE sobre la eficiencia energética de los edificios Antecedentes ! Código Técnico de la Edificación RD 314/2006 del 28/3/2006. ! Regulamiento Técnico de 1027/2007 del 29/8/2007. ! Aplicación de la certificación energética RD 47/2007 del 31/1/2007. Instalaciones Térmicas RD Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Normativa Secciones del Documento Básico de Ahorro de Energía del CTE ! ! ! ! ! HE1: Limitación de la demanda energética. HE2: Rendimiento de las installaciones térmicas. HE3: Eficiencia energética de installaciones de illuminación. HE4: Contribución solar mínima de agua caliente. HE5: Contribución fotovoltaica mínima de energia eléctrica. Normativa Real Decreto 47/2007. Procedimiento básico para la certificación de eficiencia energética de edificios de nueva construcción ! Publicado en el Boletin Oficial del Estado el 31 de enero de 2007. ! Pretende favorir la promoción de edificios de alta eficiencia energética e informar los consumidores sobre las características energéticas de los edificios. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Procedimientos Procedimientos: existen dos opciones: ! ! Opción general: Lider y Calener – Edificios de viviendas o pequeño terciario: Calener VYP – Edificios del sector terciaro: Calener GT Opción simplificada: ficheros HE1 del CTE Estrategias españolas Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Calener VYP Funcionamiento de Calener VYP: ! Definición geométrica y constructiva con Lider ! Definición mínima de cargas internas e de illuminación. ! Definición de sistemes de climatización i produción de ACS ! Comparación con un edificio de referencia con el motor de cálculo ESTO2 Calener GT Funcionamiento Calener GT: ! Definición geométrica y constructiva con Lider o directamente con Calener GT ! Definición de la utilización y de los horarios de los espacios ! Definición precisa de los sistemas y de los equipos ! Comparación con un edificio de referencia con motor de cálculo DOE-2 Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Documentación Calener VYP: documentación necesaria 1. Ubicación y planos del edificio 2. Información de los materiales 3. Información de los sistemas Edificio Calener VYP: definición del edificio - Con planos dxf - Con imagines bmp - Por coordenadas Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Materiales Calener VYP: definición de los materiales - Librerías - Definición propia (a través de conductividad, calor específico, densidad y resistencia a la difusión del vapor de agua) Sistemas Calener VYP: sistemas admitidos ! ! ! ! ! Sistemas solo frío Sistemas de calefacción y refrigeración Sistemas de calefacción Sistemas de calefacción e ACS Sistemas de ACS Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Equipos Calener VYP: equipos admitidos ! ! ! ! ! ! ! ! Calefacción eléctrica mono zona Caldera eléctrica o de combustible Expansión directa bomba de calor aire-agua Expansión directa aire-aire solo frío Expansión directa aire-aire bomba de calor Unidad exterior de expansión directa Acumulación de agua Equipo de rendimiento constante Unidades terminales Calener VYP: unidades terminales ! De agua caliente: radiadores, suelo radiante o fancoils utilizados sólo para calefacción. Se definen a través de la capacidad nominal de calefacción ! De impulsión de aire: toveras, rejillas, difusores. Se definen a través del caudal de aire que impulsan ! De expansión directa: elementos de calefacción y refrigeración. Se definen a través de las capacidades de calefacciónrefrigeración y del caudal de aire impulsado Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Descripción de los espacios Calener VYP: descripción de los espacios - Habitables o no, acondicionados o no - Intensidad de uso - Producción de humedad - Redistribucción interior de la radiacción solar - Potencia de illuminación Parámetros considerados TIPOLOGÍA PARÁMETRO UNIDAD TIPOLOGÍA PARÁMETRO UNIDAD Climáticos Zona climática / Uso / Altura m Características del edificio Producción interna de humedad / Coeficiente de renovación horária 1/h Orientación / Correción de las pérdidas en invierno % Conductividad linear de los materiales W/mK Uso de proteciones solares en verano % Calor específico de los materiales J/kgK Tipología de caldera / Resistencia a la difusión del vapor / Rendimiento de la caldera % Factor solar del vidrio % Potencia nominal de la caldera kW Transmitancia del vidrio W/m2K Tipología de combustible / Protecciones solares fijas % Tipología de unidad terminal / Absorción de las proteciones fijas % Potencia de las unidades terminales kW Densidad de los materiales kg/m3 Contribicción solar para ACS % Dependientes usuario del Dependientes de los sistemas Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Problemas Problemas principales: ! el programa genera un edificio de referencia con la misma orientación y tamaño: falta una evaluación de la forma arquitectónica ! el programa fundamenta su evaluación sobre los rendimientos de los equipos y más aún sobre las potencias nominales de equipos y unidades términales ! el programa calcula el consumo de energía pero asigna la etiqueta energética sólo midiendo las emisiones de Co2 asociadas: depende mucho del combustible Ejemplos Ejemplos de certificaciones ! ! ! bloques de viviendas pequeños bloques de viviendas medianos casas unifamiliares Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Climas de España y Cataluña Emplazamiento de los edificios Manlleu Les Franqueses Campolier Figueres Mas Torrent Blanes Llinars Barcelona Cambrils Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Bloques de vivienda pequeños Alta Cortada Miriana Les Franqueses Superficie media pisos [m2] 65 80 30 Número de pisos totales 7 7 14 Orientación principal S/N SO/NE SO/NE Ventanas a sur 19 23 20 Ventanas a este 0 0 0 Ventanas a oeste 0 0 0 Cubierta ventilada no no no Fachada ventilada no sí no Balcones 16 12 0 Sistema de refrigeración no no no radiadores radiadores radiadores 0,65 0,33 0,48 Proteciones solares moviles sí sí sí Potencia nominal caldera (kW) 80 80 80 gas natural Sistema de calefacción Transmitancia paredes [W/m2K] gas natural gas natural Transmitancia ventana [W/m2K] Combustible 2,8 2,8 2,8 Eficiencia caldera 85% 85% 95% Paneles solares (fracción solar) 0% 0% 50% Bloques de viviendas medianos Cambrils Figueres Blanes Superficie media pisos [m2] 37 75 65 Número de pisos totales 50 30 32 SE/NO E/O S/N Orientación principal Ventanas a sur 84 6 40 Ventanas a este 7 72 6 Ventanas a oeste 8 72 6 Cubierta ventilada sí no no Fachada ventilada no no no Balcones 39 24 48 Sistema de refrigeración no no no radiadores radiadores radiadores 0.48 0.52 0.57 sí sí sí 150 150 150 gas natural Sistema de calefacción Transmitancia paredes [W/m2K] Proteciones solares moviles Potencia nominal caldera (kW) gas natural gas natural Transmitancia ventana [W/m2K] 2,8 2,8 2,8 Eficiencia caldera 95% 95% 95% Paneles solares (fracción solar) 70% 50% 50% Combustible Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Viviendas unifamiliares aisladas Campolier Mas Torrent Superficie total [m2] 300 240 200 Orientación principal SO/NE S/N S/N Ventanas a sur 3 8 2 Ventanas a este 7 1 4 Ventanas a oeste 2 1 5 Cubierta ventilada no no no Fachada ventilada no no no Balcones 0 1 2 Sistema de refrigeración no no no Sistema de calefacción Llinars radiadores radiadores radiadores Transmitancia paredes [W/m2K] 2,8 0,42 0,48 Proteciones solares moviles sí sí sí Potencia nominal caldera (kW) 50 50 50 GPL gas natural gas natural Transmitancia ventana [W/m2K] 3,3 1,7 2,8 Eficiencia caldera 95% 95% 95% Paneles solares (fracción solar) 50% 50% 0% Combustible Alta Cortada Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Miriana Les Franqueses Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Bloques de viviendas pequeños - los bloques Alta Cortada y Miriana presentan una demanda mucho mayor que el bloque Les Franqueses. Esto se debe al diferente emplazamiento climático. - los bloques Alta Cortada y Miriana no tienen apoyo solar en la producción de agua caliente sanitaría, por este hecho la calificación es peor. En el caso de Alta Cortada, el resultado se mantiene “B” gracias a las disminuidas pérdidas de las dos paredes adosadas a otros edificios. - el edificio de Les Franqueses obtiene una calificación “B”, aunque su aportación de CO2 es menos de la mitad de la de los otros dos edificios Cambrils Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Blanes Figueres Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Bloques de viviendas medianos - los tres bloques obtienen una buena calificación - el bloque de Blanes obtiene una “A”, aunque su resultado absoluto sea peor del de Cambrils (4,9 kg CO2 contra 4,2). Esto se debe al diferente emplazamiento y a la prsencia de un edificio de referencia que determina los límites de las categorías A, B, C, etc... - el edificio de Figueres, evidentemente peor de los otros dos (muchas ventanas a este y oeste, por ejemplo), obtiene una calificación “B”. No obstante, sus emisiones son el doble de los otros dos proyectos. Campolier Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Mas Torrent Llinars Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Viviendas unifamiliares aisladas - los tres proyectos obtienen resultados muy diferentes - el caso de Campolier es una reabilitación, como señala el elevado valor de las transmitancias de muros y ventanas - el edificio de Llinars obtiene un resultado peor al de Mas Torrent por la elección del combustible (GPL) y por la ausencia de instalación solar térmica para agua caliente sanitaria - en general, el resultado de las viviendas aisladas es bastante peor respecto al de los bloques de viviendas (en términos de emisiones absolutas) Resumen bloques pequeños Alta Cortada Miriana Les Franqueses Demanda de calefacción (kWh/m2) Demanda de refrigeración (kWh/m2) Emissiones de calefacción (kgCO2/m2) Emissiones de refrigeración (kgCO2/m2) Emissiones de agua caliente (kgCO2/m2) 47.4 0.0 10.0 0.0 2.7 62.9 3.7 13.3 1.4 2.6 14.0 1.4 3.4 0.5 1.4 Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Resumen bloques medianos Cambrils Blanes Figueres Demanda de calefacción (kWh/m2) Demanda de refrigeración (kWh/m2) Emissiones de calefacción (kgCO2/m2) Emissiones de refrigeración (kgCO2/m2) Emissiones de agua caliente (kgCO2/m2) 5.4 6.7 1.0 2.3 0.9 10.8 4.1 2.5 1.6 0.8 28.9 3.0 7.1 1.2 1.2 Resumen viviendas aisladas Campolier Mas Torrent Llinars Demanda de calefacción (kWh/m2) Demanda de refrigeración (kWh/m2) Emissiones de calefacción (kgCO2/m2) Emissiones de refrigeración (kgCO2/m2) Emissiones de agua caliente (kgCO2/m2) 129.5 1.7 49.7 0.7 3.1 49.1 4.7 11.3 2.1 1.8 21.5 5.2 8.6 2.0 3.6 Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Resumen etiquetas energéticas Emissiones totales (kgCO2/m2) Etiqueta energética Emissiones edificio de referencia (kgCO2/m2) Etiqueta energética de referencia Campolier 53.5 E 31.2 C Mas Torrent 15.2 B 32.9 D Llinars 14.2 C 19.7 D Alta cortada 12.7 B 23.2 D Miriana 17.3 C 27.4 D Les franqueses 5.3 B 16.9 D Cambrils 4.2 B 16.7 D Blanes 4.9 A 14.1 D Figueres 9.5 B 17.0 D Consideraciones - La certificación Lider-Calener española asigna una calificación a los edificios, pero en realidad lo que se evaluan realmente son las instalaciones presentes. - Los parámetros más efectivos se presentan en la tabla final. - En los ejemplos enseñados, se percibe claramente como la obtención de una buen etiqueta energética no depende de la buena arquitectura, ya que los edificios se comparan con un edificio de referencia con la misma geometría y orientación. - Finalmente, resulta sorprendente la efectividad de los parámetros que dependen de los usuarios, cuyos valores no se pueden determinar sino sólo fijar por estimación Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Parámetros y efectividad TIPOLOGÍA PARÁMETRO EFECTIVI DAD TIPOLOGÍA PARÁMETRO EFECTIV IDAD Climáticos Zona climática nula nula baja Características del edificio Uso Altura Producción interna de humedad baja Coeficiente de renovación horária alta Orientación nula Correción de las pérdidas en invierno baja Conductividad linear de los materiales alta Uso de proteciones solares en verano alta Calor específico de los materiales media Tipología de caldera alta Resistencia a la difusión del vapor baja Rendimiento de la caldera alta Factor solar del vidrio media Potencia nominal de la caldera muy alta Transmitancia del vidrio alta Tipología de combustible muy alta Protecciones solares fijas media Tipología de unidad terminal media Absorción de las proteciones fijas media Potencia de las unidades terminales media Densidad de los materiales baja Contribicción solar para ACS alta Dependientes usuario del Dependientes de los sistemas Ejemplo: Mas Torrent potencia nominal caldera (kW) emisiones CO2 (kg/ m2año) etiqueta energética obtenida 50 12,9 B 30 12,3 B 20 10,6 B 10 6,6 A 5 4,8 A Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Ejemplo: Mas Torrent rendimiento caldera (%) emisiones CO2 (kg/ m2año) etiqueta energética obtenida 80 15,0 B 85 14,3 B 90 13,5 B 95 12,9 B 99 12,6 B Ejemplo: Mas Torrent tipología combustible emisiones CO2 (kg/ m2año) etiqueta energética obtenida electricidad 36,4 D Gasoil 17,3 C GLP 15,1 B Gas natural 12,9 B Biomasa 2,2 A Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Ejemplo: Mas Torrent renovación horaria emisiones CO2 (kg/ m2año) etiqueta energética obtenida 1 18,3 C 0.8 16,0 C 0.6 14,6 B 0.4 12,9 B 0.2 11,3 B Conclusiones - resulta muy criticable la falta de evaluación arquitectónica de la eficiencia enegética - para obtener buenas calificaciones es suficiente subdimensionar los equipos o bien modificar su curvas de rendimiento - los usuarios resultan una componente fundamental de la evaluación - como sugerencia final, se puede aconsejar la adopción de un sistema de certificación del edificio separado del de las instalaciones, considerando las demandas de calor y frío en lugar de las emisiones asociadas. Los usuarios se deben considerar como elemento extaño, y tal vez los parámetros dependientes de ellos se deban fijar y diferenciar según las temporadas Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática 8. Difusión y divulgación de los resultados del proyecto a través de un Portal de Internet La información tratada y generada como parte del desarrollo del proyecto, fue manejada a través de un portal en internet. Se planea que al término del proyecto la información sea disponible al público a través de internet. 8.1. Portales de trabajo y de resultados Se programó generar dos sitios en internet para el manejo de la información del proyecto de la red. Durante la fase de trabajo, un portal en un sitio gratuito, para comunicación y manejo de información entre los miembros de la red. Al concluir los trabajos, un sitio exclusivo dedicado para hacer públicos los trabajos y resultados del proyecto de la Red de Arquitectura Bioclimática. 8.1.1 Uso temporal de un portal Se utilizó la aplicación de uso público llamada Google sites, para crear un sitio web de comunicación entre los miembros de la Red de Arquitectura Bioclimática. El citado portal es de acceso público a la información, pero restringido solo a los miembros de la red para el manejo de la información. El link al sitio es https://sites.google.com/site/redbioclimatica/ En este sitio se tiene: información general del proyecto que se está desarrollando (Figura 17 y 18); un calendario donde se registran todas las actividades pendientes de la red, desde el cual automáticamente se les hacen notificaciones a los miembros (Figura 19); Un espacio para anuncios importantes y comunicados (Figura 20); un espacio donde los administradores del sitio como los miembros pueden subir documentos de apoyo al proyecto (Figura 21); una página donde se suben todas las minutas de las reuniones de los CA de la red (Figura 22); una página con enlaces de interés para los propósitos del proyecto (Figura 23); y un directorio con la información de contacto de todos los involucrados en el proyecto (Figura 24). Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Figura 17: Sitio web de trabajo. Página principal. Figura 18: Sitio web de trabajo. Descripción del proyecto. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Figura 19: Sitio web de trabajo. Calendario. Figura 20: Sitio web de trabajo. Anuncios. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Figura 21: Sitio web de trabajo. Minutas. Figura 22: Sitio web de trabajo. Documentos de apoyo. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Figura 23: Sitio web de trabajo. Enlaces. Figura 24: Sitio web de trabajo. Directorio. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática 8.1.2. Portal definitivo. Se ha desarrollado el concepto general de apariencia y contenido del sitio web donde se concentrará la información completa del proyecto (Figuras 25, 26 y 27). Se planea que el sitio web esté en el servidor www.arq.uson.mx. Figura 25: Sitio web definitivo. Página de presentación. Figura 26: Sitio web definitivo. Manu principal. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Figura 27: Sitio web definitivo. Ejemplo de submenú. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática ANEXO 1 PROTOCOLO DE MONITOREO DE LAS CONDICIONES AMBIENTALES Y DE CONFORT TÉRMICO EN VIVIENDAS TÍPICAS DE INTERÉS SOCIAL PROTOCOLO DE MONITOREO DE VIVIENDAS Elaborado por: CA Estudios Integrales en Arquitectura, Universidad de Sonora. Elección de los sensores: Se utilizarán de preferencia sensores de la misma marca y tipo para todas las mediciones que serán empleadas para la misma finalidad. Se usarán preferentemente data loggers HOBO con sensores de temperatura y humedad relativa, de precisión sugerida igual o mejor a ± 0.5°C. Respecto al tiempo de respuesta de los mismos, el intervalo de medición no puede ser menor a 1.5 veces el tiempo de respuesta del sensor. Es decir, si se requiere un intervalo de medición de una hora, el tiempo de respuesta del HOBO no debe ser superior a 40 minutos. Calibración rápida: Colocar todos los sensores juntos en un mismo espacio durante al menos media hora y registrar las diferencias de temperatura y humedad respecto a un sensor que se elegirá para ser tomado como referencia. Se considera que dentro de cierto rango de temperaturas y humedades que incluyen las condiciones ambientales, las respuestas de los diferentes sensores se pueden considerar similares. Las diferencias se sumarán o restarán una vez acabada la medición. Programación de los sensores: Las mediciones de efectuarán durante períodos (intervalos) de 1 hora. Es importante en la programación sincronizar el inicio a horas en punto, por ejemplo, 2.00, 3:00, 4:00, etc., ya que es el modo más sencillo de poder comparar los datos medidos con los datos exteriores de las estaciones meteorológicas y con los resultados de las simulaciones. Para esto se deberá verificar que el tiempo en que se registran los datos (principio, mitad o final del intervalo) sea coincidente con el de los datos meteorológicos. Si no es así, se puede ajustar posteriormente en una hoja de cálculo. Asimismo debe verificarse si las mediciones son instantáneas o corresponden al promedio del intervalo. Se requiere que las unidades de temperatura y humedad relativa estén en unidades de °C y %, lo cual se debe establecer cuando se programa el sensor. Ubicación de los sensores: Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática Se ubicará un sensor por cada espacio interior de la vivienda con excepción del baño. Es decir, uno para la sala-­‐cocina comedor y uno para la/las recámaras. En el caso de viviendas desocupadas, la colocación más adecuada del sensor sería suspendido del techo en una ubicación no cercana a los muros ni ventanas, evitando las zonas arrinconadas y con poca circulación de aire. Si esta ubicación no es posible, ver la posibilidad de apoyar los sensores sobre muebles. En el caso de viviendas habitadas, esto sería desaconsejable, ya que en las superficies de apoyo como mesas, escritorios, etc., los sensores pueden ser tapados por otros objetos que impedirían la correcta medición, y además para evitar que sean movidos o evitar que se caigan. En viviendas habitadas, una ubicación que puede evitar estos inconvenientes sería sobre una pared interior (no colindante ni exterior), colgados de un clavo o cualquier otra sujeción, preferentemente de 1.20 m sobre el nivel del piso interior, que corresponde aproximadamente al tórax de una persona parada o a la cabeza de una persona sentada. Es necesario que estén ubicados en un lugar con circulación normal de aire (no en un rincón o detrás de un mueble). De no ser posible, debido a la presencia de niños o mascotas, por ejemplo, colocar todos los sensores a una altura similar no cercana ni al piso ni al techo. En todos los casos se deberá evitar la cercanía a fuentes de calor (estufa, calefactores, parte posterior de refrigeradores, radiación solar directa, etc.) y de agua (lavabos, tarjas, goteras, manchas de humedad en muros, etc.). Es necesario identificar cada sensor y su lugar de ubicación, por ejemplo, con los últimos tres números de serie del aparato, ubicándolo sobre el croquis de la planta de la vivienda. Para las mediciones exteriores, se podrá colocar un sensor en el exterior de la vivienda, a la sombra y con adecuada ventilación. Para las ciudades en que se cuente con una estación meteorológica local fiable en las cercanías de la vivienda, se podrán utilizar estos datos. Se deberá tener en cuenta el intervalo de medición de los datos disponibles, para que sean comparables con las mediciones interiores. Manejo de los datos: Una vez extraídos los datos de los sensores, se sugiere ingresarlos a una hoja de cálculo, ubicando las mediciones de cada sensor en columnas e identificando número de sensor y ubicación. Es necesario sumarles o restarles las diferencias de calibración con el sensor de referencia. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática ANEXO 2 FORMATO PARA ENCUESTA A PROFESIONISTAS DE LA CONSTRUCCIÓN ! ENCUESTA RED DE ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA UdeC / CIE-UNAM / UAM-A / UNISON *Lugar: *Fecha: *Encuestador: *Para uso exclusivo de los encuestadores Apreciado colega: El siguiente es un instrumento de trabajo de campo para el proyecto de investigación “Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática” conducido por la Red de Arquitectura Bioclimática (RAB) conformada por la Universidad de Colima, El Centro de Investigación en Energía de la UNAM, la Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Azcapotzalco y la Universidad de Sonora, cuyo objetivo es identificar elementos y/o parámetros de reglamentación y normatividad a niveles locales, regionales y nacional para resolver la necesidad de reducir el consumo de energía en las edificaciones atendiendo a las diferencias climáticas y tipológicas de los edificios. La información que nos proporcione será de gran ayuda para determinar estadísticamente el nivel de conocimiento que los profesionales del diseño y la construcción tienen sobre la reglamentación y normatividad vigentes en el país, tendiente a reducir el consumo de energía en las edificaciones para mantener o mejorar el confort ambiental de los usuarios. Los datos aportados son totalmente confidenciales y serán utilizados exclusivamente para los fines académicos antes mencionados, por lo que no serán proporcionados a personas o instituciones ajenas a éste. El tiempo estimado de respuesta es de 12 minutos. De antemano, muchas gracias por su participación. I. DATOS GENERALES. Instrucciones: Encierre en un círculo el número de la opción elegida y/o escriba de manera breve la información solicitada. I!.1. Profesión 1 Arquitecto 2 Ingeniero Civil 3 Arquitecto-Ingeniero 4 Ingeniero Constructor! !I.2. Asociación profesional! 1 Colegio de Arquitectos de la Ciudad de Hermosillo, A.C. 2 Colegio de Ingenieros Civiles del Estado de Sonora, A.C. 3 ! Otra (especificar): !I.3. Grados académicos y/u otros estudios 1 Licenciatura 2 Maestría 3 Doctorado! 4 Especialidad(es) (especificar): !I.4. Lugar de trabajo 1 Sector privado 2 Sector público 3 Sector educativo! I.5. Actividad preponderante 1 Diseño arquitectónico 2 Construcción general 3 Diseño/Cálculo estructural !4 Diseño / Cálculo de instalaciones (eléctricas, hidráulico-sanitarias, gas, etcétera) 5 Administración / Supervisión de obra 6 Academia / Investigación 7 Otra (especificar): ! DATOS SOBRE REGLAMENTACIÓN Y NORMATIVIDAD ENERGÉTICA. Instrucciones: Encierre en un círculo el número II. de la opción elegida y/o escriba de manera breve la información solicitada. II.1. ¿Conoce usted alguna de las Normas Oficiales Mexicanas (NOM) referentes a la eficiencia ! !energética en edificaciones?! !1 Sí 2 No (pase por favor a la pregunta II.4) Continúa al reverso ! Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática 1 Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática ! II.2. ¿Las ha utilizado en sus proyectos? 1 Sí 2 No II.3. ¿Se han construido como se proyectaron? 1 Sí 2 No II.4. ¿Qué estrategias de adecuación climática considera apropiadas para las condiciones de su !región? ! ! ! II.5. ¿Ha aplicado algún criterio para el uso eficiente de la energía en sus proyectos? 1 Sí (especifique cuales): ! ! 2 No (pase por favor a la pregunta II.8) II.6. ¿Quién realiza los cálculos y o modelos de verificación?! ! Yo mismo 1 2 Personal de la empresa o institución 3 Asesores externos 4 Empíricamente !II.7. ¿Qué herramientas de apoyo al diseño o análisis energético conoce? ! ! ! II.8. ¿Estima conveniente que exista alguna norma que guíe a los proyectistas y constructores en los aspectos de diseño de eficiencia energética para conseguir que sus proyectos sean más sustentables? 1 Sí 2 No! II.9. ¿Aceptaría ser entrevistado nuevamente al respecto vía telefónica o por correo electrónico? 1 Sí (escriba por favor sus datos de contacto): Nombre: Teléfono(s): ! Correo electrónico: 2 No !! Los participantes del proyecto de investigación “Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática” conducido por la Red de Arquitectura Bioclimática, agradecen enormemente su tiempo. Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática 2 Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática ANEXO 3 FORMATO PARA ELEMENTOS DE EVALUACIÓN AMBIENTAL !"#$%&''(')'*+,-&'%&'#.%#"/*%)0"'*+%( DATOS GENERALES Ficha de levantamiento: Levanto: Dirección: 52 Arq. Luis Arturo Vargas Robles. Aguascalientes, Col. San Benito Zona climatica (E. García): Forma de operación: Cálido seco. Fijo Denominación del elemento: Forma de integración: Origen del elemento: Parámetro ambiental controlado: Permanencia: Volado/ Alero Integrado Original Sol Permanente UBICACIÓN Croquis de localización Ubicación: Hermosillo, Sonora. Orientación: Sur Sistema constructivo: Lamina galvanizada, Polin MON TEN IMÁGENES Vista general Detalle OBSERVACIONES Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática Reglamentación y Normatividad para Arquitectura Bioclimática !"#$%&''(')'*+,-&'%&'#.%#"/*%)0"'*+%( CRÓQUIS DESCRIPTIVOS (OPCIONES: PLANTA, ALZADO, CORTES POR FACHADA) &'+%((''*#,2+' 1(%*+% Red Temática de Investigación PROMEP: Arquitectura Bioclimática