Sustentabilidad y ahorro de energía - … · satisfacer sus aspiraciones a una vida mejor, pero...

Sustentabilidad

y

ahorro de energía

Aplicado a la ciudad y la vivienda

Instituto de Investigaciones y Políticas el Ambiente Construido – iipac

INENCO-CONICET

Facultad de Arquitectura y Urbanismo - FAU

Universidad Nacional de La Plata - UNLP

Conceptos básicos

1

ENFOQUE SUSTENTABLE

Resumen: “..."... el desarrollo sostenible requiere la satisfacción de las

necesidades básicas de todos y extiende a todos la oportunidad de

satisfacer sus aspiraciones a una vida mejor, pero los niveles de vida

que trascienden el mínimo básico son sostenibles si los niveles de

consumo tienen en cuenta en todas partes la sostenibilidad a largo

plazo (...) como exigencia mínima, el desarrollo duradero no debe

poner en peligro los sistemas naturales que sostienen la vida en la

Tierra: la atmósfera, las aguas, los suelos, los seres vivientes...”

Comisión mundial del medio Ambiente y Desarrollo de las naciones

Unidas (CMMAD, 1987). Informe Brundland.

Resumen:

“el desarrollo sostenible, como el que satisface las necesidades del

presente sin limitar el potencial para satisfacer las necesidades de las

futuras generaciones”

Sustentabilidad ecológica

(Economía de los recursos naturales, explotación de un ecosistema)

“La capacidad para mantener constante con el tiempo la utilidad de sus

componentes y los procesos de funcionamiento, teniendo en cuenta sus

características (capacidad de carga, resilencia, persistencia, tasa de uso

de los recursos)”

Nicoli Gligo

Sustentabilidad ambiental

(Incorpora los factores socioeconómicos y el desarrollo humano)

“El desarrollo sustentable debe movilizar los recursos para la

satisfacción de las necesidades esenciales de la población como forma

de elevar la calidad de vida de esa generación y de las futuras, a través

de la máxima utilización de los recursos naturales a largo plazo con

tecnologías adecuadas para esos fines y con la activa participación de la

población en las decisiones fundamentales del desarrollo”

H. Sejenivich

En la Conferencia Mundial sobre medio

ambiente y desarrollo (Río ´92), se aprobó la

Agenda XXI busca incorporar el desarrollo

sustentable a escala mundial (Primera acción política).

De la IV sesiones tratadas, la II estaba

orientada a la Conservación y gestión de los

recursos naturales ; Y en el capítulo 9:

“Protección de la atmósfera”, plantea en una

de sus áreas el desarrollo sostenible,

eficiencia y consumo de la energía como un

tema prioritario.

La conjunción en juego tiene que ver con el equilibrio de las

siguientes dimensiones:

Dimensiones de la Sustentabilidad: Desarrollo Sustentable Globall depende de las dimensiones : 1.Ecológica-Ambiental, 2.

Económica; 3. Tecnológica; 4. Política; 5. Etica; 6. Institucional; 7. Humana; 8. Social

Jimenez Herrero, 1997

Que desagregadas son:

En el marco de las dimensiones mencionadas,

la energía representa uno de los insumos

estructurales de nuestro desarrollo. Esto llevó

en los inicios de los 70 a pensar en

URE

Uso Racional de la Energía (Equivalente a “Ahorro” de Energía)

UEE

Uso Eficiente de la Energía (Equivalente a “Ahorro” de Energía, sin pérdida de “Calidad”)

Uso Racional de la Energía (URE):

El uso racional de la energía significa el cuidado y el ahorro

en el uso de los servicios energéticos tanto del gas como de

la electricidad.

El resultado del uso racional del gas se traduce en una

importante disminución del monto de la factura y es también

una medida de seguridad, un aporte a la solución de los

problemas coyunturales de abastecimiento y una importante

contribución al cuidado del medio ambiente y de los

recursos no renovables.

Uso Eficiente de la Energía (UEE) y los servicios:

Se debe considerar la calidad al igual que la cantidad de

energía usada para lograr un objetivo dado,

sin pérdida de eficiencia.

Consumo de energía en el mundo

Consumo de energía según fuente – IPCC. Panel Internacional de Cambio Climático.

Consumo mundial de energía por tipo

Petróleo

Concentración mundial de Dióxido de Crabono (CO2) IPPC - 2007

Concentración mundial de Metano y Oxidos Nitrosos IPPC - 2007

Correlación entre Temperatura y CO2 IPCC Efectos sobre Aire, Mar y Hielo

Algunas consecuencias

Consumo Residencial en distintas partes del mundo

Brasil

Argentina

En la Argentina la distribución del consumo por

sector es:

Consumo de Gas Natural para Calefacción a nivel territorial

(IIPAC-FAU-UNLP)

Regionalización del Consumo de Gas Natural

Prov. de Buenos Aires y Gran Buenos Aires. (IIPAC-FAU)

GBA y La Plata

Bahía Blanca

M.del Plata

Capital Federal

Fuente propia

Demanda de energía anual

Consumo Residencial: Puntos críticos de demanda

Efectos colaterales

El diseño como alternativa

2

DISEÑO SOLAR

DISEÑO BIOCLIMATICO

DISEÑO BIO-AMBIENTAL

DISEÑO ECOLOGICO

DISEÑO AMBIENTALMENTE CONSCIENTE

DISEÑO SUSTENTABLE

Diseño sustentable

D.sust = CV + CAm + SaH + SaE + EE + Co

Donde:

Dsust = Diseño sustentable

CV = Calidad de Vida

Cam = Calidad Ambiental

SaH = Salud humana

SaE = Salud del edificio

EE = Eficiencia Energética

Co = Costo

C + P

Conservación + Sistemas Pasivos

C = Equivalente a impedir la transferencia de calor

desde el interior al exterior o viceversa

+

P = Con los cuales captar y acumular el calor proveniente

de la energía solar.

Se los llama pasivos ya que no se utilizan otros

dispositivos electromecánicos

Estacionalidad

Características

Climáticas

Parámetros

Región

Lugar

Sitio

Orientación

Diseño + Tecnología

Análisis del lugar y sus recursos

Energía Consumida en la vida útil de un edificio. Incorporada: energía utilizada en la fabricación y transporte de la

materia prima; Gris: la utilizada en la distribución y transporte de los materiales; Inducida: la utilizada para la construcción; Operativa: la utilizada en el

uso cotidiano; Demolición y Reciclaje: la utilizada para su eliminación y/o reutilización.

Fuente: David Lloyd Jones

DEMOLICION

RECICLAJE

ENERGIA

OPERATIVA

ENERGIA

INDUCIDA

ENERGIA GRIS

ENERGIA

INCORPORADA

Consumo

de

Energía

(MW/m2)

10 20 30 40 50 60

Tiempo en Años

A Menor pendiente

Mayor rendimiento

energético

Niveles de mejoras

La gestión como instrumento de

desarrollado

3

IVBA Instituto de la Vivienda

prov. de Buenos Aires

MOP Ministerio

Obras

Públicas

Actores: Gestión de Gobierno

IVBA Instituto de la Vivienda

prov. de Buenos Aires

MT Municipio de Tapalqué

prov. de Buenos Aires

MOP Ministerio

Obras

Públicas

Actores: Gestión de Gobierno

IVBA Instituto de la Vivienda

prov. de Buenos Aires

MT Municipio de Tapalqué

prov. de Buenos Aires

IIPAC

FAU – UNLP

MOP Ministerio

Obras

Públicas

Actores: Gestión de Gobierno

Actores: Ciencia y Tecnología

IVBA Instituto de la Vivienda

prov. de Buenos Aires

MT Municipio de Tapalqué

prov. de Buenos Aires

IIPAC

FAU – UNLP

MOP Ministerio

Obras

Públicas

INTI Instituto

Nac. Tec.

Industrial

Actores: Gestión de Gobierno

Actores: Ciencia y Tecnología

IVBA Instituto de la Vivienda

prov. de Buenos Aires

MT Municipio de Tapalqué

prov. de Buenos Aires

IIPAC

FAU – UNLP

MOP Ministerio

Obras

Públicas

UNSa Universidad Nac. Salta

INTI Instituto

Nac. Tec.

Industrial

Actores: Gestión de Gobierno

Actores: Ciencia y Tecnología

IVBA Instituto de la Vivienda

prov. de Buenos Aires

MT Municipio de Tapalqué

prov. de Buenos Aires

IIPAC

FAU – UNLP

MOP Ministerio

Obras

Públicas

UNSa Universidad Nac. Salta

INTI Instituto

Nac. Tec.

Industrial

■ Coordinación

Territorial

■ Coordinación

de Proyecto

■ Coordinación

de Actores

■ Documentación

gráfica - Pliego

■ Asignación

de fondos

■ Inspección

■ Certificación obra

Actores: Gestión de Gobierno

Actores: Ciencia y Tecnología

IVBA Instituto de la Vivienda

prov. de Buenos Aires

MT Municipio de Tapalqué

prov. de Buenos Aires

IIPAC

FAU – UNLP

MOP Ministerio

Obras

Públicas

UNSa Universidad Nac. Salta

INTI Instituto

Nac. Tec.

Industrial

Obras públicas

■ Acción Social

■ Areas:

Huerta orgánica

Gestión Residuos

Forestación, Efluentes

■ Asignación terrenos

■ Administración de

Proyecto

■ Construcción

■ Coordinación

Territorial

■ Coordinación

de Proyecto

■ Coordinación

de Actores

■ Documentación

gráfica. Pliego

■ Asignación

de fondos

■ Inspección

■ Certificación obra

Actores: Gestión de Gobierno

Actores: Ciencia y Tecnología

IVBA Instituto de la Vivienda

prov. de Buenos Aires

MT Municipio de Tapalqué

prov. de Buenos Aires

IIPAC

FAU – UNLP

MOP Ministerio

Obras

Públicas

UNSa Universidad Nac. Salta

INTI Instituto

Nac. Tec.

Industrial

Obras públicas

■ Acción Social

■ Areas:

Huerta orgánica

Gestión Residuos

Forestación, Efluentes

■ Asignación terrenos

■ Administración de

Proyecto

■ Construcción

■ Proyecto Gral.

de Prototipos

■ Desarrollo

Tecnológico

■ Dimensionamiento

y simulación

■ Auditoría

Post-ocupacional

■ Capacitación

■ Coordinación

Territorial

■ Coordinación

de Proyecto

■ Coordinación

de Actores

■ Documentación

gráfica. Pliego

■ Asignación

de fondos

■ Inspección

■ Certificación obra

Actores: Gestión de Gobierno

Actores: Ciencia y Tecnología

IVBA Instituto de la Vivienda

prov. de Buenos Aires

MT Municipio de Tapalqué

prov. de Buenos Aires

IIPAC

FAU – UNLP

MOP Ministerio

Obras

Públicas

UNSa Universidad Nac. Salta

INTI Instituto

Nac. Tec.

Industrial

Obras públicas

■ Acción Social

■ Areas:

Huerta orgánica

Gestión Residuos

Forestación, Efluentes

■ Asignación terrenos

■ Administración de

Proyecto

■ Construcción

■ Certificación

de Proyecto

■ Certificación

de materiales

constructivos

■ Coordinación

Territorial

■ Coordinación

de Proyecto

■ Coordinación

de Actores

■ Documentación

gráfica. Pliego

■ Asignación

de fondos

■ Inspección

■ Certificación obra

■ Proyecto Gral.

de Prototipos

■ Desarrollo

Tecnológico

■ Dimensionamiento

y simulación

■ Auditoría

Post-ocupacional

■ Capacitación

Actores: Gestión de Gobierno

Actores: Ciencia y Tecnología

IVBA Instituto de la Vivienda

prov. de Buenos Aires

MT Municipio de Tapalqué

prov. de Buenos Aires

IIPAC

FAU – UNLP

MOP Ministerio

Obras

Públicas

UNSa Universidad Nac. Salta

INTI Instituto

Nac. Tec.

Industrial

Obras públicas

■ Acción Social

■ Areas:

Huerta orgánica

Gestión Residuos

Forestación, Efluentes

■ Asignación terrenos

■ Administración de

Proyecto

■ Construcción

■ Certificación

de Proyecto

■ Certificación

de materiales

constructivos

■ Coordinación

Territorial

■ Coordinación

de Proyecto

■ Coordinación

de Actores

■ Documentación

gráfica. Pliego

■ Asignación

de fondos

■ Inspección

■ Certificación obra

■ Proyecto Gral.

de Prototipos

■ Desarrollo

Tecnológico

■ Dimensionamiento

y simulación

■ Auditoría

Post-ocupacional

■ Capacitación

Actores: Gestión de Gobierno

Actores: Ciencia y Tecnología

Capacitación

La vivienda de interés social

como objeto de estudio

4

“… entendemos que vivienda de interés social interpreta y

lleva implícito el sentido de solidaridad, dentro del cual se

desea que se cumplan los principios de equidad y

oportunidad para todos, visto como atributo natural de la

vida en sociedad y no como una dádiva que rebaja la

dignidad de los afectados.”

(Sepúlveda Mellado, O.; Carrasco Pérez, G., 1991)

Antecedentes de vivienda social con estas características:

Proyecto CESAD. Conjunto de viviendas de interés social

Financiado por el Instituto de la Vivienda de la Pcia. de Buenos Aires.

Desarrollado por el

IAS - FABA - 1979

Ejemplo de vivienda social con C+P de los ´70

Prototipo Solar de La Plata IAS - FABA - 1979

Prototipo Solar de La Plata IAS - FABA - 1979

Prototipo Solar de La Plata IAS - FABA - 1979

Prototipo Solar de La Plata IAS - FABA - 1979

Módulo sanitario solar de bajo costo Educación no formal

Módulo Sanitario Comunitarios. Municipio de Ensenada FAU UNLP - 2005

Medición estática- Período 27 de Julio al 10 de agosto

0

10

20

30

40

50

60

70

27/07/2007 29/07/2007 31/07/2007 02/08/2007 04/08/2007 06/08/2007 08/08/2007 10/08/2007 12/08/2007

Tiempo

Te

mp

era

tura

°C

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Rad

iació

n s

/ p

lan

o

ho

rizo

nta

l (w

/m2)

T ambiente inf- PVC Inf polietileno Sup. PVC sup. Tanque polietileno Radiacion

Situación 1 Situación 3Situación 2

Nivel térmico aceptable

El proyecto

Viviendas de interés social

bioclimáticas

Municipio de Tapalqué

4

Una Vivienda Tres Viviendas

El Lugar

El Lugar

Marzo – Septiembre : 8:00 hs

Marzo – Septiembre : 8:00 hs

Marzo – Septiembre : 8:00 hs

Pautas de Diseño

1. Aislación de la envolvente

(Muros + Piso + Techo)

2. Ganancia Directa de sol por ventanas

3. Iluminación natural

4. Calefacción por muro “MAC”

(Hormigón y hormigón + agua)

4. Invernadero + secador de ropa

5. Control de la radiación solar

6. Ventilación cruzada

Sistemas alternativos

5. Colector solar para calentamiento de agua

6. Sistema fotovoltaico para iluminación eléctrica

7. Arbolado del terreno

8. Espacio para producción : huerta orgánica

9. Gestión de residuos domiciliarios

Aislación térmica

de la envolvente

Zona Bioambiental IIIb, según Norma IRAM 11603/96.

(*) Construcción propia en función de la media entre A y B.

Tabla 9: Tabla síntesis de transmitancia térmica (K) por componente y espesores de aislación térmica para cada situación. Poliestireno expandido, densidad 20kg/m3

Según Norma IRAM 11601/02

(*) Construcción propia en función de la media entre A y B.

Los valores de espesor de aislación recomendada son:

Muro perimetral: 3cm; Cubierta de chapa: 10cm; Cubierta de losa: 3cm

Transmitancia K de Muros

Zona Bioambiental IIIb, según Norma IRAM 11603/96.

(*) Construcción propia en función de la media entre A y B.

Tabla 9: Tabla síntesis de transmitancia térmica (K) por componente y espesores de aislación térmica para cada situación. Poliestireno expandido, densidad 20kg/m3

Según Norma IRAM 11601/02

(*) Construcción propia en función de la media entre A y B.

Los valores de espesor de aislación recomendada son:

Muro perimetral: 3cm; Cubierta de chapa: 10cm; Cubierta de losa: 3cm

Condensación de muros y techos

Ganancia directa + Iluminación natural

Ventilación cruzada

Control de la radiación solar

Invernadero – Secadero de ropa

Invernadero – Secadero de ropa

Muro “MAC”

Muro “MAC”

Calentamiento de agua solar

Calentamiento de agua solar

Forestación + Huerta

Esquema de Planta

Esquema de Vista Norte

Esquema de Corte general

Detalle de Muro Norte

Detalle de Muro MAC (Hormigón + Agua)

Detalle de Muro MAC (Hormigón + Agua)

Planta y localización de los Muros MAC

Detalle de vista Norte (Muros MAC + Ventanas)

Localización de Muros MAC

Muros MAC + Ganancia Directa + Invernadero

Temperatura mínima exterior= 0°C

Temperatura máxima interior= 23°C

∆ T= 11°C

Temperatura mínima interior= 12°C

Simulación de Muro Trombre pesado (hormigón + agua)

Simulación térmica Prototipo bioclimático Tapalque

0

5

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15

20

25

tiempo

Tiempo

Tem

per

atura

(ºC

)

0

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800

1000

1200

Rad

iaci

ón (

W/m

2)

Dormitorio exterior Dormitorio interior Estar Exterior Radiación horizontal

8°C

0

5

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25

30

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47

Tem

pera

tura

(ºC

)

Tiempo (hr)

Temperaturas en el interior de un local de 9 m2 con el aporte de un muro Trombe de 30 cm

de espesor

T ambiente T int mod LC-2 T int mod Ho

Temperatura mínima exterior= 0°C

Temperatura máxima interior= 23°C

Temperatura Confort: 18 a 24,5°C

∆ T= 12°C

∆ T= 11°C

Temperatura mínima interior= 12°C

Simulación de Muro Trombre pesado (hormigón)

Simulación térmica de los MAC (Hormigón + Agua)

Detalle de los MAC (Hormigón + Agua)

Proceso de construcción y montaje de los MAC

0

100

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300

400

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700

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0

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06

:00

:…0

6:5

0:…

07

:40

:…0

8:3

0:…

09

:20

:…1

0:1

0:…

11

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:…1

1:5

0:…

12

:40

:…1

3:3

0:…

14

:20

:…1

5:1

0:…

16

:00

:…1

6:5

0:…

17

:40

:…1

8:3

0:…

19

:20

:…2

0:1

0:…

21

:00

:…2

1:5

0:…

22

:40

:…2

3:3

0:…

00

:20

:…0

1:1

0:…

02

:00

:…0

2:5

0:…

03

:40

:…0

4:3

0:…

05

:20

:…

Ra

dia

ció

n p

lan

o 9

0°-

W/m

2

Te

mp

era

tura

s °C

5. COMPARACIÓN: Muro MAC mixto y simple- dia tipo 1 (HR mayor a 70%)-temperaturas superficiales SIN FERRITE

T° AMBIENTE

(1) H°- N

(1) H°+ H2O-N

T° int caja-H°+H2O

T° int caja H°

radiacion

Montaje y Medición térmica de los MAC (Hormigón y Hormigón + Agua)

Armado de los MAC

Frente Norte – Dos dormitorios

Frente Norte

Frente Norte

Frente Sur

Frente Norte –Dos dormitorios

Frente Norte – Tres Dormitorios

Instituto de Investigaciones y Políticas del Ambiente Construido. (iipac)-INENCO-CONICET

www.energiayambiente.com.ar

Laboratorio de Modelos y Diseño Ambiental (LAMBDA)

www.fau-lambda.blogspot.com

Muchas gracias