ESTIMACIÓN CURVA DE ABATIMIENTO DE GASES EFECTO INVERNADERO SECTOR EDIFICACIONES Ángela Cadena, Hernando Vargas, Ana Ozuna, José Guevara, Mónica Espinosa, Katherine Ovalle, Camila Rodríguez, Mario Flórez, Camilo Vasquez FACULTAD DE INGENIERÍA Octubre de 2012 1
2 Créditos
Estrategia Colombiana de Desarrollo Bajo en Carbono (ECDBC)
Sectores Estrategia Generación y transformación: Electricidad, hidrocarburos y minería Transporte Residencial y comercial Industria Agricultura Residuos
Gases Efecto Invernadero (GEI) en Edificaciones Edificaciones Residenciales VIS No VIS Sector Terciario Institucional Educación Salud Comercio Hotelería Recreación Financiero
Análisis de ciclo de vida - etapas Producción de materiales Construcción Uso y operación Diseño técnico y arquitectónico Demolición y disposición final Alcance: Cálculo de emisiones por procesos productivos y combustión (vidrio, acero, ladrillo y cemento) Evaluación de medidas de mitigación para cemento Alcance: Se identificó potencial de reducción y se presenta de forma descriptiva 3 medidas de mitigación por: mejoras operativas, en combustible y tecnológicas Alcance: Planteamiento de un escenario de referencia incluyendo confort Evaluación de medidas por eficiencia energética y sustitución de combustible Alcance: Simulación en HEED de los prototipos de viviendas seleccionadas Evaluación de medidas agrupadas en 3 paquetes: pasivas, activas y retrofit No fue evaluada por falta de información 9
Alcance sector residencial Conformar la línea base de emisiones Gases Efecto Invernadero (GEI) del sector vivienda urbana en Colombia Contemplar el período comprendido entre 2008-2040 Proponer escenarios Inercial y de referencia de emisiones a partir de información del sector Identificar y evaluar medidas de mitigación Conformar curvas de abatimiento Se tomaron una variedad de prototipos que representaran la vivienda en Colombia. Para eso se seleccionaron tres ciudades en diferentes pisos térmicos (Bogotá, Medellín y Barranquilla); se evaluaron dos segmentos de vivienda (VIS y No VIS); dos tipologías (unifamiliar y multifamiliar); y tres técnicas constructivas (mampostería estructural, mampostería confinada e industrializado). 10
Alcance sector comercial Tres ciudades: Bogotá, Medellín y Barranquilla Etapas del ciclo de vida: Diseño técnico y arquitectónico Operación y uso
Identificación medidas: diseño técnico y arquitectónico Grupos Descripción Grupos Descripción Medidas Grupo 1 Medidas pasivas. Medidas a incorporar en etapa de diseño. Pueden ser incorporadas a corto plazo sin mayor dificultad para diseñadores y constructores. Solo aplica para viviendas nuevas. Cambios en orientación de edificación, configuración de plantas arquitectónicas, patios interiores, inclinación de cubiertas, relación área muro/área ventana, aumento de altura libre, y aligeramiento de placas Grupo 2 Incorporación de nuevos y mejores materiales. Modificaciones en técnicas constructivas. Solo aplica para viviendas nuevas. Cambio en materiales en fachadas y muros interiores. Grupo 3 Pueden ser incorporadas en la etapa de uso y operación para viviendas nuevas y existentes. Pueden ser incentivadas políticas públicas. Aplica para viviendas nuevas y usadas (Retrofitting). Medidas de protección solar (modificación de ventanas, instalación de aleros, cortinas y persianas), de ventilación (calados y cambios en acabados). 12
Identificación medidas: uso y operación Categorías Horizonte 1 Medidas de implementación hoy (evaluadas) Horizonte 2 Medidas a implementar en 10-15 años Iluminación eficiente Chatarrización de neveras Precalentamiento solar Mejora de eficiencia en aires acondicionados Descripción Medidas Generación distribuida con energía foto-voltaica o eólica Horizonte 3 Medidas a implementar en 20 años Hidrógeno solar Climatización geotérmica 13
Costo tonelada USD/ton CO2 MACC: uso y operación 235 185 135 85 35-15 0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000-65 -115-165 -215 Potencial de reducción [Gg CO2] Iluminación eficiente Aires acondicionados eficiente en Barranquilla Mejora eficiencia estufas a gas natural Precalentamiento de agua con energía solar Chatarrización neveras mayores a 10 años Aires acondicionados eficiente en Medellín 14
Análisis de co-beneficios Tecnológicos Sociales Económicos Competitividad Crecimiento sostenible
Modelación Bioclimática en Edificaciones Camilo Vásquez L.
Modelación Bioclimática Consiste en la simulación de edificaciones teniendo en cuenta las condiciones climáticas del lugar y aprovechando los recursos disponibles (Sol, viento, vegetación, lluvia) para disminuir los impactos ambientales y reducir el consumo energético
Surgimiento 1970: Departamento de Energía de EE.UU (DOE) Diseños integrados con una perspectiva ambiental: Eficiencia Energética dentro de la edificación Involucrar Sostenibilidad Costos de construcción y operación Impacto ambiental del proyecto
Integración Factores Herramientas tecnológicas de simulación Toma de decisiones (Medidas, Materiales, Comportamientos, etc.) Diseño sostenible y eficiente energéticamente
Modelación Energética en equest Herramienta computacional para analizar el desempeño energético de una edificación 8760 Iteraciones para calcular el desempeño de todos los flujos de energía en la edificación Simulación: Efecto de iluminación natural Dinámica de HVAC Impacto en T debido a cargas
Cargas solares Calor por personas, iluminación y equipos Transferencia a través de paredes y techo Interacción del edificio con su entorno Interacción de los equipos HVAC con las cargas Cargas Edificación Sistemas HVAC Plantas Economía Equipos primarios (Calderas, Chillers, Intercambiadores de calor) Estructura de las tarifas de energía Análisis de ciclo de vida
Módulos de ejecución Diseño, construcción y visualización 3D Simulación y resultados en gráficos y tablas Comparación de escenarios de eficiencia energética
Ubicación Parámetros de entrada Archivo Climático Geometría Tamaño superficies y volúmenes que encierran Orientación (N,S,E,O) Sombras
Parámetros de entrada Construcción de muros y techo Importante modelar materiales específicamente con sus propiedades Transferencia de calor por Conducción, Radiación y Convección
Parámetros de entrada Zonificación y Configuración Arquitectónica Primordial para un modelo preciso Uso de los espacios Horarios de ocupación Dinámica del sistema HVAC
Parámetros de entrada Ventanas Transferencia de calor Iluminación Normalmente de gran impacto en el consumo anual de la edificación
Parámetros de entrada Cargas Internas Iluminación Personas Equipos Cargas asociadas enchufes Ascensores Escaleras eléctricas Sistemas de HVAC Ventiladores Sistema de A/C Sistema de Calefacción Economizadores
Presentación de resultados
Presentación de resultados Línea Base
Presentación de resultados Línea Base
Presentación de resultados Línea Base
Medidas de Eficiencia Energética
Medidas de Eficiencia Energética Toma de Decisiones
Resultados Cuantificación del consumo energético anual Producción de emisiones de GEI Dinámica entre sistemas de A/C y calefacción Comparación entre medidas de eficiencia energética Cuantificación de la disminución del consumo energético por la aplicación medidas de eficiencia energética Análisis de decisión para materiales de construcción y establecimiento de niveles de confort en una edificación Cantidad de puntos LEED
Cómo pueden participar los centros comerciales en la formulación de la Estrategia?
GRACIAS