Impacto de las Soluciones de Automatización en créditos LEED v4 by Memorias Conferencias ACIEM

Impacto de las Soluciones de Automatización en créditos LEED v4 ING. DAYYANET DÍAZ

Agenda

1 Introducción al Sistema de Certificación LEED v4

Componentes Básicos de los BAS/BMS

Impacto de las Soluciones de Automatización BAS/BMS en los créditos LEED v4

Overview de los protocolos de comunicación estandarizados

¿Cómo alinear mi profesión como ingeniero electrónico con los temas que me preocupan como ser humano? En el WBCSD afirman que “actualmente los edificios suponen “En Latinoamérica, los edificios consumen el 21% del agua, 42% un 40 por ciento del consumo de energía en los países de la energía eléctrica, producen el 2 % de las emisiones de CO2 desarrollados” y el 65% de los residuos/desechos“ El WBCSD demostró mediante un modelo que el uso de energía en los edificios puede reducirse hasta un 60% de aquí a 2050, para ello se debe: • Reforzar los códigos de construcción y el etiquetado energético para conseguir mayor transparencia. • Fomentar diseños e innovaciones integrados. • Desarrollar y utilizar tecnologías avanzadas para impulsar un comportamiento que ahorre energía

Motivación

“La experiencia internacional reconoce al uso eficiente de la energía como la medida más efectiva a corto, mediano y largo plazo para lograr una significativa reducción de GEI y emisiones de CO2”

*Situación de la Edificación Sostenible en América Latina. UNEP 2014

Agenda

1 Introducción al Sistema de Certificación LEED v4

Componentes Básicos de los BAS/BMS

Impacto de las Soluciones de Automatización BAS/BMS en los créditos LEED v4

Overview de los protocolos de comunicación estandarizados

Organizaciones LEED

Liderazgo en DiseĂąo EnergĂŠtico y Medioambiental. Informa sobre el grado de sustentabilidad del edificio

Objetivo del Programa

Evoluciรณn de LEED V1.0

V2.0

v2.1

v2.2

v3.0

V4.0

1998

2000

2002

2005

2009

2013 *31 de Octubre de 2016

Tipos de Certificaciรณn LEED v4

Requerimientos del Sistema de Evaluación MPR

Credit Category

• • • • • • •

Cumplir con las leyes ambientales Ser una edificación permanente Poseer delimitaciones razonables Área mínima de 93m2 para NC, CS y 22m2 par CI Ocupación mínima de 1FTE Uso de la información energética y uso de agua por 5 años Área Bruta Edificada/Area del terreno: no menor al 2%

Prerequisites

Credits

Intent(s)

Requirements

Certification Level Credit Category

Proceso de Certificaciรณn LEED

Triple Bottom Line

¿Que es sustentabilidad?

Liderazgo en Diseño Energético y Medioambiental. Es el programa de certificación más reconocido y utilizado en edificio eficientes en América Latina

John Elkington 1998

Scorecard

Créditos LEED v4 BD+C New Construction

EA Energía y Atmosfera

LT Localización y Transporte

4 1

EQ Calidad ambiental interior

33 MR Materiales y recursos WE Eficiencia en Agua

SS Sitios Sostenibles 13

16 16

IN Innovación RP Prioridad Regional IP Proceso integrado de diseño y construcción

Total Proyectos LEED Registrados por paĂs Andina y Caribe desde el inicio 350 300 250 200 150 100 50 0

*761

Peru [pe]

Puerto Rico [pr]

Bolivia [bo]

109

Chile [cl]

Colombia [co]

Argentina [ar]

Ecuador [ec] Venezuela [ve]

Certified

Silver

Gold

Platinum

Blank

177

Total

321

184

112

Total Proyectos LEED v4 Registrados Andina y Caribe

Country Qty Peru [pe] Chile [cl] Venezuela [ve] Colombia [co] Grand Total

8 3 2 2 15

Total Proyectos LEED Registrados por Versiรณn Andina y Caribe

Total Proyectos LEED Registrados por Sistema de Certificaciรณn - Andina y Caribe

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1 Introducción al Sistema de Certificación LEED v4

2 Componentes Básicos de los BAS/BMS

Overview de los protocolos de comunicación estandarizados

Impacto de las Soluciones de Automatización BAS/BMS en los créditos LEED v4

¿Qué es un BAS? Un BAS Building Automation System es un conjunto de elementos electrónicos interconectados en interacción para lograr un objetivodentro de un edificio (Hardware). Un BAS puede configurarse para automatizar los procesos que ocurren en un edificio de manera que los administradores de instalaciones hagan un trabajo más eficiente y los ocupantes ganen en eficacia. Un BMS Building Management System, es un Sistema de gestión para Edificiaciones constituido por un conjunto de paquetes Software que permiten adquirir datos desde el BAS y Manipular las variables a controlar. Un sistema de gestión de energía, o EMS Energy Mangament System, es un subconjunto de un BAS/BMS. Es la combinación de Hardware y Software que permite gestionar toda la energía del Edificio.

HMI

Elementos de un BAS El objetivo de un BAS con gestión de energía es mantener el confort y la seguridad minimizando el consumo de energía y el esfuerzo de administrar las instalaciones. Los sistemas de control constan de tres tipos de componentes básicos:

◦ Sensores: Dispositivos para medir los datos ◦ Controladores: Dispositivos de control para trasladar dichas medidas y compararlas con los parámetros definidos ◦ Actuadores: Componentes que provoquen una acción que traiga un cambio

Algunos de los parámetros que pueden medirse en un edificio son la temperatura, la humedad, la presión, el caudal, la electricidad.

Arquitectura BAS/BMS

Paquetes BMS

The LEED Dynamic Plaque

Funcionalidades BAS/BMS y EMS

Arquitectura Integrada BAS/BMS

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1 Introducción al Sistema de Certificación LEED v4

Componentes Básicos de los BAS/BMS

Impacto de las Soluciones de Automatización BAS/BMS en los créditos LEED v4

LTc8- VehĂculos Sostenibles

LTc8- Vehículos Sostenibles Aplicaciones de monitoreo: • • • •

Monitorear cuando las estaciones están en servicio y los patrones de uso. Vigilar y alertar a seguridad si ocurre un uso no autorizado. Medir el consumo (kW) con el propósito de verificación y monitoreo o para control de facturación. Detección de fallas

Estratégias de control:

• Habilitar/Deshabilitar sistemas para que sólo estén activos durante ciertas horas. • En el caso de sistemas eléctricos, incorporarlos en las rutinas de reducción de carga y gestión de energía para las estrategias de reducción de carga máxima en respuesta a la demanda. • Activación y habilitación de la estación de servicio, usuario por usuario, mediante acceso con tarjetas, teclado, acceso biométrico u otro método de identificación personal. • Cierre de emergencia por seguridad u otras razones

SSc6 Reducción de la Polución Lumínica Estrategias de control:

• Controlar el porcentaje máximo de lúmenes en horas nocturnas y horas diurnas, así como agrupar las luminarias en escenas de iluminación. • Utilizar sensores de ocupación que apagan las luces cuando los espacios están vacíos y evitan la contaminación lumínica del edificio. • Utilizar relojes para temporizar los encendidos y/o apagados. • Cuando el aporte de iluminación desde el interior hacia el exterior es importante, se pueden controlar las persianas para evitar la polución por esta radiación lumínica.

WEp3. Medición de Agua del edificio Aplicaciones de monitoreo: • Generar reportes de las mediciones de forma gráfica, mensualmente y anualmente de forma automática • Almacenar dicha información por el tiempo que se requiera para nuevos comisionamientos e inspecciones. • Analizar los datos históricos para gestionar mejor los consumos. • Monitorear las tendencias del uso de agua en tiempo real para detectar posible fugas.

WEc1 Reducción de uso de agua exterior Aplicaciones de monitoreo: • Los sensores de humedad y lluvia inteligentes, se combinan para determinar cuando y que cantidad de agua es preciso para el riego, en función del área y tipo de plantas. • Para sistemas de recuperación de aguas de lluvia y sistemas de reciclaje de agua, se monitorean los niveles de almacenamiento y presiones del sistema de bombeo. • Los datos meteorológicos se pueden obtener a través de una conexión a Internet para el monitoreo de condiciones ambientales y tendencias locales (Si están disponibles) Porcentaje de reducción respecto a la línea base

Puntos (Excepto Healthcare)

50%

100%

WEc1 Reducción de uso de agua exterior Estrategias de control: • El BAS/BMS puede controlar un gran número de zonas de riego facilitando escenarios de control individualizados que se aplicarán a las áreas basadas en los requisitos de vegetación, ubicación y carga solar, composición del suelo del área, nivel de humedad del área y horario de uso. • Con el BAS/BMS se pueden analizar dinámicamente los horarios de funcionamiento (Smart Scheduling) los datos meteorológicos, el contenido actual de humedad del suelo, los niveles de suministro de agua y los requisitos de vegetación de la zona. En consecuencia, un algoritmo de control puede maximizar la eficiencia del riego.

WEc2 Reducción del uso de Agua Interior Aplicaciones de monitoreo: • • • • •

Visualización del estado de los aparatos Monitoreo de histórico y tendencias en el uso de agua Registro histórico de las presiones del sistema de bombeo Niveles de agua de los sistemas de almacenamiento de agua potable y no potables Registro de las variables más importantes del sistema de tratamiento y recuperación de las aguas % de Reducción Puntos de lluvia, como por ejemplo el PH.

Estrategias de control • Programación horaria • Gestión optima del agua no potable

25% 30% 35% 40% 45% 50%

1 2 3 4 5 6

WEc2 Reducciรณn del uso de Agua Interior

EAp1 Comissioning Funciones BAS/BMS Se formula un Protocolo de Pruebas para todas las Pruebas en los diferentes Modos de Operación (Manual-Semiautomatico-Automatico) • Capacidad de control, que permite accionar cada elemento desde la sala de control, influir en las operaciones de los equipos y sus modos de operación. • Capacidad de monitorear las mediciones de los elementos sensores en tiempo real. • Capacidad de archivar registros y tendencias para registrar el funcionamiento de los diferentes sistemas a lo largo del tiempo, permitir la visualización de perfiles operativos y comparar modos de funcionamiento. • Generación de alarmas técnicas que permiten la notificación automática de los valores fuera de parámetros preestablecidos, alarmas por Muy alto valor, alto valor, muy bajo valor y bajo valor. • Generación de Reportes Personalizados de información dinámica y archivada en una ventana de tiempo. • Inteligencia para ejecutar rutinas que puedan simular escenarios operativos diversos.

EAp2. Rendimiento energético mínimo El Estándar ASHRAE 90.1-2010. Establece los requisitos mínimos para el diseño eficiente de la energía en edificios. La norma se centra en mejorar el desempeño de dos áreas en los edificios comerciales: la envolvente y los equipos, los cuales se componen del HVAC, la calefacción del agua, la distribución de la energía, los motores eléctricos y la iluminación: • La sección 6.4.3 de la Norma 90.1, relativa a los controles, define los sistemas de control mínimos requeridos. • La Sección 7.4.4, Controles del sistema de calefacción de agua, define la disposición de controles obligatorios. • La Sección 9.4.1, que describen los requisitos mínimos para los controles de iluminación.

EAc2 Optimización del rendimiento Energético *Programa de Respuesta la Demanda Generar Energía OnSite Maximizar la Eficiencia

Reducirla Demanda

Building Automation System

% Ahorro en costos de energía 6% 8% 10% 12% 14% 16% 18% 20% 22% 24% 26% 29% 32% 35% 38% 42% 46% 50%

Puntos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

EAc2 Optimización del rendimiento Energético Aplicaciones de control – Reducción de Carga: • Programación semanal de apagado de un sistema de automatización de edificios es la programación día a día común. • Cada día es independiente y se puede programar cualquier intervalo de tiempo para que el equipo se apague o se encienda • Acontecimientos especiales. Día de la tierra, Día de año nuevo, Días feriados • Lógica de Control tiempo&fotocélula%sensor_de_ocupación: Iluminación. • Lógica de Control condiciones_de_operación&tiempo&sensores_de_ocupación: HVAC

EAc2 Optimización del rendimiento Energético Aplicaciones de control – Maximizar Eficiencia: • Optimización de arranque/parada de los equipos de climatización. Secuencia • Control del ciclo de economizador para el sistema HVAC para aprovechar el enfriamiento libre Free-Cooling, cuando las condiciones del aire exterior lo permiten. • Bucles de control en cascada para restablecer los equipos de refrigeración y calefacción primaria en función de las condiciones de la zona. • Control Multietapa o de capacidad variable para reducir el consumo de energía del equipo durante las condiciones de carga parcial. • Ventilación controlada por demanda. • Reducción de la carga y limitación de la demanda de kW eléctrico.

EAc2 Optimización del rendimiento Energético Aplicaciones de monitoreo: • Realizar monitoreo de energía en tiempo real para electricidad, gas natural, fuel oil y otras fuentes de energía

EAc2 OptimizaciĂłn del rendimiento EnergĂŠtico

EAc2 OptimizaciĂłn del rendimiento EnergĂŠtico *Control en casacada Temp-Velocidad

EAc2 OptimizaciĂłn del rendimiento EnergĂŠtico

EAc3. Medición avanzada de energía • Los medidores deben ser permanentes, deben registrar al menos en intervalos de una hora y deben tener la capacidad de transmitir los datos de forma remota a una sala una sala de control. • Debe registrarse tanto el consumo de la energía (kWh) como la demanda de potencia (kW, kVA) así como el factor de potencia. • El sistema de adquisición de datos debe utilizar una LAN, un BAS, una red inalámbrica o una infraestructura de comunicación adecuada. • El sistema debe ser capaz de grabar los datos de los medidores por al menos 36 meses. • Los datos deben ser accesible remotamente. • Todos los medidores del sistema, deben ser capaces de reportar periódicamente el uso de la energía (hora, diario, mensual y anual)

EAc4 Respuesta a la demanda

EAc4 Respuesta a la demanda Algunas Estrategias para reducir la demanda son:

• Liberar las cargas que han sido previamente identificadas en las condiciones adecuadas que no afecten la operación o prestación del servicio. • Incrementar los setpoint de temperatura del HVAC (Enfriamiento) • Apagar los elementos decorativos que consumen energía como fuentes, pantallas, etc.

EAc5 GeneraciĂłn de energĂas renovables

EAc5 Generación de energías renovables • El BAS puede medir y realizar el control de carga de las fuentes de energía renovables on-site para ayudar al propietario en la evaluación de la eficiencia de los sistemas de producción de energía

EQp1 Rendimiento mĂnimo

EQc1. Ventilación Incrementada EQc5. Confort Térmico Aplicaciones de monitoreo: • Para sistemas de VAV es posible integrar al BAS las mediciones del flujo de entrada del aire exterior, con la precisión exigida +/10% del caudal del aire exterior mínimo de diseño. • Para ventilación natural, se incorpora al BAS las mediciones del de flujo de aire de escape • Generar alarma para valores de flujo fuera del rango del 15% respecto al set point • Generar alarma en caso de que las aberturas de ventilación natural se cierren durante las horas de ocupación • Monitoreo en tiempo real de las concentraciones de Dióxido de Carbono (CO2) en las zonas definidas (regularmente ocupadas) • Generación de alarma de alta concentración de CO2 para valores por encima del 10% del setpoint

EQc1. VentilaciĂłn Incrementada EQc5. Confort TĂŠrmico

Ahorro de hasta 10% Damper

Ahorro de hasta

70%

40% IGV

Drive

EQc1. VentilaciĂłn Incrementada EQc5. Confort TĂŠrmico

Drive

Resumen Proceso Integrativo

Localización y Transporte

Sitios Sostenibles

Eficiencia de Agua

Energía y Atmósfera

Materiales y Recursos

Calidad del Aire Interior

LTc8

SSc6

WEc1

EAc2

EQc1

INc1

WEc2

EAc3

EQc5

EAc4

EQc6

EAc5

EQc7

Innovación

Prioridad Regional

*Hasta 44Créditos

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1 Introducción al Sistema de Certificación LEED v4

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Overview de los protocolos de comunicación estandarizados

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