EDIFICIOS CON CERTIFICACIÓN LEED. NUEVAS EXIGENCIAS PARA AIRE ACONDICIONADO Ponente: Ing. Yanio Tejeda Torres | Gerente Comercial INGESIN S.A.C.
ASHRAE PUCP Student Branch
Trayectoria: Ingeniero Mecánico. Especialista en Sistemas de Climatización y Refrigeración. Con veinte años de experiencia en el campo de la Climatización Especializada en la Industria Biotecnológica, Farmacéutica y Hospitalaria, y en la filtración de aire en sistemas climatizados. También en diseños de sistemas de Aire Acondicionado comercial e industrial, ventilación, presurización escaleras y extracción American Society of Heating, Refrigeratingdeand Air-Conditioning Engineersde CO. Validación y diseño de Áreas Limpias y Salones de Operación, Diseño e Tema: Nuevas exigencias del ANSI/ASHRAE/IESNA Standard 90.1-2007 y Instalación de Sistemas de Control ANSI/ASHRAE/USGBC/IES Standard 189.1-2009 para los sistemas de Automático, Monitoreo y HVAC. Ahorro Eficiencia minima de los equipos. Controles. Construcción y Aislamiento de los Energético. sistemas HVAC. Rutas prescriptivas. Documentación y entrega. Conclusiones.
“EDIFICIOS CON CERTIFICACIÓN LEED. ” Nuevas Exigencias para Aire Acondicionado
Ing. Yanio Julio Tejeda Torres
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Introducción
¿Qué es el diseño verde? Son prácticas de diseño y construcción que reducen en gran medida o eliminan el impacto negativo de los edificios sobre el medio ambiente y sus ocupantes en cinco áreas generales. •Emplazamiento sostenible. USO DEL SUELO • Protección y eficiencia del agua. USO DEL AGUA • Eficiencia energética y energía renovable. USO DE LA ENERGÍA. • Conservación de materiales y recursos naturales. USO DE LOS MATERIALES. • Calidad ambiental interior. USO DEL AIRE
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Introducción
Beneficios de la construcción verde Beneficios Ambientales • Reduce el impacto del consumo de recursos naturales Beneficios Económicos • Mejora el fondo financiero neto y mejora la productividad Beneficios de Salud y Seguridad • Aumenta la salud, la seguridad, y la comodidad de los ocupantes Beneficios Sociales • Disminuye la presión sobre la infraestructura comunal local y mejora la calidad de vida.
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Introducción
Impacto Ambiental de los Edificios • 65.2 % del consumo total de la electricidad en EE.UU. • 40% del total de la energía consumida en EE.UU. • 39% del total de las emisiones de CO2 • 136 millones de toneladas de escombros de demolición y construcción en EE.UU. • 13% del agua potable en EE.UU • 40% (3 billones de toneladas anuales) del uso global de materias primas
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LEED LEED (acrónimo de Leadership in Energy & Environmental Design) es un sistema de certificación de edificios sostenibles, desarrollado por el Consejo de la Construcción Verde de Estados Unidos (US Green Building Council). Fue inicialmente implantado en el año 1998, utilizándose en varios países desde entonces.
Es un sistema de Vanguardia para diseñar, construir, operar, y certificar los edificios mas verdes del mundo
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LEED
Se compone de un conjunto de normas sobre la utilización de estrategias encaminadas a la sostenibilidad en edificios de todo tipo. Existen cuatro niveles de certificacion: • Certificado (LEED Certificate), • Plata (LEED Silver) • Oro (LEED Gold) • Platino (LEED Platinum).
La certificación es de uso voluntario, y tiene como objetivo avanzar en la utilización de estrategias que permitan una mejora global en el impacto medioambiental de la industria de la construcción.
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LEED
Sistema de certificaciรณn El sistema de certificaciรณn LEED se basa en el anรกlisis y validaciรณn por parte de un agente independiente, el US Green Building Council (USGBC), de una serie de aspectos de cada proyecto relacionados con la sostenibilidad.
Green Building Design & Construction LEED for New Construction and Major Renovations LEED for Core & Shell Development LEED for Schools LEED for Retail New Construction Green Interior Design & Construction LEED for Commercial Interiors LEED for Retail Interiors Green Building Operations & Maintenance LEED for Existing Buildings: Operations & Maintenance Green Neighborhood Development LEED for Neighborhood Development Green Home Design and Construction LEED for Homes EDIFICIOS CON CERTIFICACIร N LEED
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LEED En general, la metodología de todos los sistemas de evaluación LEED es la misma. Se establecen varias categorías, típicamente siete: Sustainable Sites (parcelas sostenibles) Water Efficiency (ahorro de agua) Energy and Atmosphere (eficiencia energética) Materials and Resources (materiales) Indoor Environmental Quality (calidad de aire interior) Innovation in Design (Innovación en el proceso de diseño) Regional Priorities (prioridades regionales). Dentro de estos capítulos se incluye una serie de requisitos de cumplimiento obligatorio (Prerequisitos) y créditos de cumplimiento voluntario (créditos). La justificación del cumplimiento de dichos parámetros otorga una serie de puntos, en función de los cuales se otorga el grado de la certificación
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LEED Según el tipo de certificado LEED logrado, un edificio reduce: • entre el 30% y el 70% de energía de uno convencional • del 30% al 50% de agua • entre el 50% y el 90% del coste de los residuos • el 35% de las emisiones de dióxido de carbono (CO2).
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Green Building Council El Consejo de la Construcción Ecológica de Estados Unidos (U.S. Green Building Council - USGBC) es una organización sin ánimo de lucro que promueve la sostenibilidad en el diseño, construcción y funcionamiento de los edificios en EE.UU. Comprende más de 13.000 organizaciones miembros de cada sector de la construcción y trabaja para promover los edificios que son medioambientalmente responsables, provechosos y lugares sanos donde vivir y trabajar. Para alcanzar esto ha desarrollado una variedad de programas y servicios, que trabajan de cerca con organizaciones de la industria dominante, con las agencias de investigación y con las agencias tanto federales, del estado, así como con las locales.
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Green Building Council - Perú
Peru Green Building Council ASEGURANDO UNA HERENCIA VERDE El Consejo Peruano de Construcción Sostenible PeruGBC es una organización privada sin fines de lucro, cuya misión es liderar la transformación de las actividades constructivas, y el desarrollo urbano hacia una realidad mas sostenible...
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Estándares y Normas
a) ANSI/ASHRAE Standard 55-2004 b) ANSIIASHRAE Standard 62.1-2007 c) ANSI/ASHRAE/IESNA Standard 90.1-2007 d) ANSI/ASHRAE/USGBC/IES Standard 189.1-2009 e) Reglamento Nacional de Edificaciones f) Código Mecánico Internacional g) NFPA (National FIRE Protection Association). h) ASHRAE (American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers). i) SMACNA (Sheet Metal and Air Conditioning Engineers). j) ANSI (American National Standards Institute). k) MCA (Air Moving & Conditioning Association Inc.) l) Código Eléctrico del Perú.
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ANSI/ASHRAE/IESNA Standard 90.1-2007
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ANSI/ASHRAE/IESNA Standard 90.1-2007 El propósito de este estándar es brindar los requerimientos mínimos para el diseño eficiente de la energía en edificios, excepto los edificios residenciales de baja altura. • El estándar original fue publicado en 1975 • Ediciones revisadas fueron publicadas en 1980, 1989, y 1999. • Como la tecnología y los precios de la energía cambiaban muy rápidamente el directorio de la ASHRAE votó por colocarlo en mantenimiento continuo, permitiendo al estándar ser actualizado varias veces al año a través de adendas aprobadas al estándar. • Comenzando por la edición del 2001, el estándar es ahora publicado enteramente cada tres años.
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ANSI/ASHRAE/USGBC/IES Standard 189.1-2009
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ANSI/ASHRAE/USGBC/IES Standard 189.1-2009 El propósito de esta norma es proporcionar los requisitos mínimos para el emplazamiento, diseño, construcción, y el plan para la operación de edificios verdes de alto rendimiento: a. Equilibrar la responsabilidad ambiental, la eficiencia de los recursos, confort y el bienestar de los ocupantes, la sensibilidad de la comunidad, y b. apoyar el objetivo de desarrollo que satisface las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades. Este estándar proporciona criterios mínimos que: a. se aplican a los siguientes elementos de proyectos de construcción: 1. nuevos edificios y sus sistemas 2. nuevas partes de edificios y sus sistemas 3. nuevos sistemas y equipos en edificios existentes
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ANSI/ASHRAE/USGBC/IES Standard 189.1-2009 b. se dirige hacia la Sustentabilidad del Lugar, Eficiencia en el uso del agua, eficiencia Energética, Calidad Ambiental Interior (IEQ), y el Impacto del edificio sobre la atmósfera, materiales, y recursos. Esta es la primera edición del Estándar 189.1 de ANSI/ASHRAE/USGBC/IES. Este estándar fue creado en un esfuerzo de colaboración entre ASHRAE, el Consejo de Edificios Verdes , y la Sociedad de Ingenieros de Iluminación Estadounidenses.
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Eficiencia en el uso del agua Las torres de enfriamiento deberán estar equipadas con medidores del agua de reposición y la purga, controladores de conductividad, y alarmas de rebalse, en conformidad con el estándar 189.1-2009 de ANSI/ASHRAE/USGBC/IES. Las torres de enfriamiento deberán estar equipadas con eliminadores de gota eficientes que logren la reducción de la deriva a un máximo del 0,002% del volumen de agua recirculada para torres de contraflujo y el 0,005% del caudal de agua recirculada para torres de flujo cruzado.
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Eficiencia en el uso del agua
El agua que se descarga desde las torres de enfriamiento para los sistemas de de agua enfriada se limitará de conformidad con el método (a) o (b): a. Para el agua de reposición que tenga menos de 200 ppm (200 mg/L) de dureza total, expresada en carbonato de calcio, para lograr un mínimo de cinco ciclos de concentración. b. Para el agua de reposición que tenga más de 200 ppm (200 mg/L) de dureza total, expresada en carbonato de calcio, para lograr un mínimo de 3,5 ciclos de concentración.
El condensado de las unidades de aire acondicionado será recuperado para su reutilización. EDIFICIOS CON CERTIFICACIÓN LEED
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Eficiencia energética
•Eficiencias mínimas del equipamiento bajo condiciones de operación estándar. Serán listadas en las especificaciones de cada equipamiento. El suministrador deberá certificar los niveles de eficiencia de los equipos y deberá etiquetarlos bajo las condiciones listadas en ANSI/ASHRAE/IESNA Standard 90.1-2007 y ANSI/ASHRAE/USGBC/IES Standard 189.1-2009
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Eficiencia energética
Controles. Los siguientes requisitos deberán aplicarse: a. Sistemas de DX con una capacidad mayor de 65.000 Btu/h (19 kW) deberán tener un mínimo de dos etapas de capacidad de refrigeración. b. Las unidades de tratamiento de aire y los fan-coils con serpentinas de enfriamiento enfriadas por agua y ventiladores de alimentación con motores mayores o iguales a 5 hp deberán tener sus ventiladores de inyección controlados por motores de dos velocidades o variadores de velocidad. Con demandas de refrigeración menores o iguales a 50%, los controles del ventilador de alimentación deberán ser capaces de reducir el flujo de aire a un valor no más grande que el mayor de los siguientes: 1. La mitad de la velocidad total del ventilador, o 2. El volumen de aire exterior necesaria para cumplir con los requerimientos de la ventilación según el Standard ANSI/ASHRAE 62.1.
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Eficiencia energética c. Todos los equipos de aire acondicionado y unidades de tratamiento de aire con refrigeración a expansión directa y una capacidad de enfriamiento en condiciones AHRI mayor o igual a 110.000 Btu/h (32,2 kW) que alimenten a zonas simples tendrán sus ventiladores de alimentación controlados por motores de dos velocidades o variadores de velocidad. Con demandas de refrigeración menores o iguales a 50%, los controles del ventilador de alimentación deberán ser capaces de reducir el flujo de aire a un valor no más grande que el mayor de los siguientes: 1. Dos tercios de la velocidad máxima del ventilador o 2. El volumen de aire exterior necesaria para cumplir con los requerimientos de la ventilación según el Standard ANSI/ASHRAE 62.1. d. Todos los DX y unidades VAV enfriadores de agua deberán estar equipados con ventiladores de velocidad variable que causan un consumo menor que el 30% con un caudal de alimentación del 50%. Excepción: Cuando el porcentaje del aire de ventilación o los porcentajes de intercambio de aire requieren una operación del ventilador a volumen constante.
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Eficiencia energética Temas Reglamentados en Eficiencia Energética: • Sistemas de Energía Renovables locales • Gestión del Consumo de Energía • Envolvente del Edificio • Eficiencia de Equipamientos Mínimas • Controles de Ventilación para Espacios Densamente Ocupados • Perdidas en el Pleno y en los Conductos • Economizadores. • Controles de Zona • Limitación de Energía al Sistema de Ventiladores • Controles • Recuperación de Energía del Aire de Escape • Control de Velocidad Variable para Ventilador de Campanas extractoras de cocinas comerciales • Aislamiento de Conductos • Aislamiento de tuberías • etc, etc, etc, etc
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Eficiencia energética
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Procedimientos y documentación requeridos para certificación LEED Niveles mínimos de eficiencia energética (EAp 2, Pre requisito) Climatización
Equipamiento HVAC: Declaración de cumplimiento de la norma para elementos tales como: - certificación de eficiencia de equipos, - dampers de control de ventilación, - perdidas máximas aceptables por dampers, - prohibición de usar dampers gravitacionales en escaleras y otros shaft verticales, - termostatos, - controles automáticos, - controles de ventilación, - cierre de dampers de aire fresco con equipos detenidos, - zonificación, - uso de economizadores, - poder eléctrico máximo en ventiladores, - condensadores de aire y agua, - recuperadores de energía del aire de escape, - espesores de aislación de ductos y cañerías, y otros. - Otros equipos: Eficiencia mínima de motores eléctricos. EDIFICIOS CON CERTIFICACIÓN LEED
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Procedimientos y documentación requeridos para certificación LEED Manejo fundamental de refrigerante (EAp 3, Pre requisito) Climatización • Declaración firmada del proveedor, estipulando el tipo de refrigerante que usan los equipos de aire acondicionado, confirmando que el refrigerante es 410A, 407C o el que sea y que no afecta a la capa de ozono por no contener cloro en su formulación. Optimización del uso de la energía (EAc 1, NC: hasta 19 puntos y CS: hasta 21 puntos) Modelo Digital Para la modelación térmica del edificio: Se necesita listado de equipos estableciendo la selección del equipo y su memoria de cálculo y la eficiencia energética (EER o COP) y eléctrica.
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Procedimientos y documentación requeridos para certificación LEED Optimización de energías Renovables, en terreno (EAc 2, NC: hasta 7 puntos y CS: hasta 4 puntos) Climatización Narrativa describiendo el sistema, tipo de energía que utiliza, total anual que se genera y tipo de energía de respaldo con sus planos, especificaciones y fotografías, para cada tipo de energía que se use. Agregar los documentos en relación a cualquier subsidio o incentivo que se logre con la instalación de sistemas de energía renovable.
Manejo mejorado de refrigerantes (EAc4, 1 punto) Climatización Certificación del proyectista de la cantidad de refrigerante que habrá en el edificio. Se necesita el proyecto detallado de tuberías de refrigerante Para todos los sistemas de expansión directa se requiere que el valor ponderado de ambos efectos sea igual o menor que el valor de un impacto atmosférico igual a 100, según fórmula aplicada por LEED.
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Procedimientos y documentación requeridos para certificación LEED Calidad Ambiental Interior Mínima aceptable (EQp 1.0, Pre requisito) Climatización - Los sistemas de ventilación natural, mecánica o mixta serán capaces de cumplir con los niveles proyectados anticipadamente para cada usuario según los mínimos establecidos por ASHRAE 62.1 – 2004 / 2007. Secciones 4 a 7. -Memoria de cálculo espacio por espacio demostrando que la cantidad mínima de aire de ventilación según la norma ASHRAE se cumple. - Para la ventilación natural se usara las cantidades de apertura y la ubicación según la sección 5.1.que es un 4% del área neta de piso a ventilar (área libre de ventana) abierta hacia el espacio y no estará más lejos que 25 pies de distancia del espacio. En caso de espacios en segunda fila la abertura entre ambos será de un 8%. Entregar planos o diagramas con ejes, con las ventanas marcadas, las áreas de ventana y las áreas de los espacios a ventilar.
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Procedimientos y documentación requeridos para certificación LEED Calidad Ambiental Interior, Monitoreo de la ventilación (EQc 1.0, 1 punto) Climatización -El sistema de control permitirá monitorear el funcionamiento del sistema de ventilación para asegurar los mínimos de diseño. - Para espacios de alta concentración de personas, 4 m2/persona o más, se requiere sensores de CO2 con alarma visual y sonora, con sistemas de ventilación mecánica o natural. - Para todos los espacios ventilados mecánicamente se medirá el flujo de aire con una exactitud no menor del 15% según lo calculado por ASHRAE 62.1.Se dará alarma para corregir en caso de malfuncionamiento. - El sistema de control centralizado debe tener la capacidad de detectar CO2 mediante sensores y proveer a los futuros ocupantes la posibilidad de medir su CO2 - Todos los espacios con ventilación natural deben también ser monitoreados y el sensor ubicado entre 3 a 6 pies de altura del suelo. El sensor debe dar una señal visual o sonora en caso de sobrepasar los límites de CO2 (800 ppm).
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Procedimientos y documentación requeridos para certificación LEED Calidad Ambiental Interior, Aumento de la ventilación (EQc 2.0, 1 punto) Climatización - El sistema de ventilación mecánica debe ser calculado con un 30% más de capacidad por sobre la indicada en el prerrequisito 1.0., de acuerdo a ASHRAE 62.1 – 2004 / 2007. - Memoria de cálculo espacio por espacio demostrando que la cantidad mínima de aire de ventilación según la norma ASHRAE se sobrepasa en un 30 % a lo menos y que la forma de distribución del aire en cada sala corresponde a un grado de eficiencia de 1.0. Calidad Ambiental Interior durante la construcción (EQc 3.0, CS: 1punto y EQc 3.1, NC: 1 punto) Climatización -Las manejadoras de aire exterior deben tener filtros MERV 8 colocados durante el periodo de construcción, si es que se van a usar en la ventilación de los espacios o confirmar que están paradas y protegidas del polvo y otros contaminantes. - Indicar que tienen capacidad suficiente para manejar filtros MERV 13 durante el periodo de servicio normal con el edificio funcionando (Punto 5.0). EDIFICIOS CON CERTIFICACIÓN LEED
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Procedimientos y documentación requeridos para certificación LEED
Calidad Ambiental Interior antes de la ocupación (EQc 3.2, NC: 1 punto) Climatización - Entregar certificados de que se ha ventilado los espacios a ocuparse por los usuarios con 14.000 cfm/p2 de área Calidad Ambiental Interior y control de fuentes contaminantes (EQc 5.0, 1 punto) Climatización -Entregar planos con fotografías del sistema de extracción de aire de los estacionamientos subterráneos, comprobando que están en depresión con respecto al edificio, incluyendo todos los accesos controlados desde los subterráneos al edificio Presión diferencial promedio con espacios adyacentes de 5 Pa. Y mínima de 1 Pa con las puertas cerradas. - Los equipos de inyección de aire externo que atenderán las áreas regularmente ocupadas del edificio terminado deben tener una eficiencia de MERV 13 o mejor y se deben filtrar tanto el aire de inyección como el de retorno en todas las manejadoras de aire del sistema HVAC. EDIFICIOS CON CERTIFICACIÓN LEED
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Procedimientos y documentación requeridos para certificación LEED Calidad Ambiental Interior, Controlabilidad de los sistemas de confort térmico (EQc 6.0, CS: 1 punto) Climatización - Comprobar que el 50 % de los ocupantes calculados por el factor LEED de ocupación (uno cada 250 pies2) tiene la posibilidad de ajustar los controles térmicos de acuerdo a sus preferencias. - Proveer controles, accesibles, a los espacios compartidos de modo de ajustarse lo mejor posible a las preferencias de grupos de personas que pueden tener distintas exigencias. Pisos falsos con rejillas ajustables por individuo cumplen con este propósito. - Entregar planos del sistema de control con la ubicación de sus sensores y descripción de los mismos si fuera necesario. Adjuntar una lista total de las estaciones individuales de trabajo y de las áreas de trabajo compartido.
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Procedimientos y documentación requeridos para certificación LEED
Calidad Ambiental Interior, Diseño de sistemas de confort térmico (EQc 7.0, CS: 1punto y EQc 7.1, NC: 1 punto) Climatización -Adjuntar los planos, memorias de cálculo y especificaciones que comprueben que el diseño de aire acondicionado y calefacción cumple con las estipulaciones de confort individual y colectivo de los ocupantes del edificio. - Incluir diagramas de control y planos de instalación eléctrica de HVAC, con un listado completo de las capacidades estimadas, perfiles de carga y factores de diversidad para los equipos.
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Procedimientos y documentación requeridos para certificación LEED
Calidad Ambiental Interior, Diseño de los sistemas de confort térmico. Verificación posterior (EQc 7.2, NC: 1 punto) Climatización - Establecer un sistema permanente de monitoreo de condiciones de operación para asegurar el cumplimiento de los criterios de confort del diseño de climatización - Crear un plan de contingencia para el caso en que 20 % o más de los ocupantes no estén satisfechos con el grado de confort.
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