Curso de Sistemas Energéticos en la vivienda.pptx

Presentacin de PowerPoint

Sistemas energticos en la vivienda

Curso-taller:Tecnologas sustentables innovadoras

Tuxtla Gutirrez, Chiapas a 5 de febrero de 2015.Identificar las caractersticas energticas de las viviendas y el equipamiento de hogares, para encontrar medidas que ayuden a disminuir los consumos energticos y a mejorar el acondicionamiento de la residencia. En este curso se incluyen los fundamentos tcnicos de los sistemas energticos destinados a calefaccin, refrigeracin, iluminacin y aparatos electrodomsticos, para la promocin del ahorro en el desempeo integral de los sistemas energticos en la vivienda. Tecnologas sustentables innovadoras

OBJETIVO DEL CURSO2Para la elaboracin de un diagnstico energtico en la vivienda, es necesario conocer las caractersticas energticas de las viviendas y el equipamiento de hogares, incluidos los sistemas energticos destinados a la calefaccin, refrigeracin, iluminacin y aparatos electrodomsticos, donde existen consumos ineficientes.Es ideal para los agentes que intervienen en la construccin de una vivienda (diseadores, promotores, constructores, etc.) que adquieran los conocimientos para emplear criterios mnimos de racionalizacin de energa en el inmueble.Tecnologas sustentables innovadoras

JUSTIFICACIN3Tecnologas sustentables innovadoras

CONTENIDOIntroduccin a los sistemas energticos en la viviendaGeneralidadesEnerga, Consumo de energa, Demanda elctrica, Aparatos de mayor impacto energtico, coeficiente de rendimiento.Criterios mnimos de racionalizacin de las necesidades energticas bsicas del inmueble: forma y orientacin, color, iluminacin, cerramientos exteriores, paisaje.Conceptos preliminares de los sistemas de transformacin energticaDiagnosticar el desempeo integral de los sistemas energticos de la vivienda.Levantamiento de informacin de los equipos consumidores de energa y agua.

Promocin del ahorro en el desempeo integral de los sistemas energticos en la vivienda.Proponer estrategias de diseo/mejora para los sistemas energticos de la vivienda. La envolvente trmica de un edificio: Tipos de cerramientos, materiales y caractersticas Las energas renovables en la vivienda.Proyecto de la vivienda nueva Tecnologas energticas sustentables Estufas ecolgicas , calentadores solares, paneles solares , iluminacin LED ,Letrinas ecolgicas, refrigerador solar, biodegestoresConsejos prcticos para la eficiencia energtica en edificios y viviendas4Tecnologas sustentables innovadoras

La eleccin de una vivienda eficiente desde el punto de vista energtico supone un ahorro para el bolsillo y adems un beneficio para el medio ambiente. Se puede afirmar que la vivienda es un elemento fundamental a la hora de determinar las necesidades energticas del usuario domstico.

El consumo de energa no depende exclusivamente de los equipos elctricos, sino que se encuentra relacionado con las necesidades y requerimientos derivados del inmueble en s y de los equipos que incorpora. FACUA Andaluca (2010).INTRODUCCINHay que implantar un sistema en el que el consumidor pueda estar seguro de que la vivienda que elige comprar tiene, adems de unas determinadas calidades de carpintera, sanitarios, servicios, etc., una determinada calidad energtica certificada por un organismo especializado que le d una certeza al consumidor de que los incrementos en el costo van a tener una amortizacin clara en beneficios ambientales y econmicos. http://www.facua.org/es/guia.php?Id=134&capitulo=12035Tecnologas sustentables innovadoras

El concepto de eficiencia energtica en la vivienda se define como la rentabilizacin de los consumos derivados de la edificacin y el equipamiento de hogares, incluidos los sistemas energticos destinados a la calefaccin, refrigeracin, iluminacin y aparatos electrodomsticos.

Hay que destacar la Certificacin Energtica, entendida como la descripcin de las caractersticas energticas de las viviendas. De este modo, los consumidores podrn conocer la calidad energtica de una vivienda antes de adquirirla. Por un lado, se pretende que los agentes que intervienen en la construccin de una vivienda (diseadores, promotores, constructores, etc.) estn obligados a utilizar unos criterios mnimos de racionalizacin de las necesidades energticas bsicas del inmueble, y en especial, de las referidas a la climatizacin, iluminacin o aislamiento.6

Tecnologas sustentables innovadoras

Energa: Electricidad, gas natural, gas LP. GENERALIDADESConsumo de energa: Energa elctrica utilizada por toda o por una parte de una instalacin de utilizacin durante un periodo determinado.

Demanda elctrica: Requerimiento instantneo a un sistema elctrico de potencia, normalmente expresado en megawatts (MW) o kilowatts (kW ). CONOCER, Formato de Estndar de Competencia N-FO-02.(2013). Para la elaboracin de un diagnstico energtico en la vivienda, es necesario conocer las caractersticas energticas de las viviendas y el equipamiento de hogares, incluidos los sistemas energticos.

Antes de explicar los procesos fundamentales de transformacin energtica en los edificios o viviendas, es necesario comprender los conceptos siguientes:

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GENERALIDADESCoeficiente de rendimiento: CoP Es la relacin entre la energa til y la energa consumida del equipo de aire acondicionado.

Aparatos de mayor impacto energtico:Refrigerador, televisin, equipos de cmputo.Envolvente trmica: Referida al techo, paredes, vanos, puertas, piso y superficies inferiores, que conforman el espacio interior de un edificio para su uso habitacional. Para la elaboracin de un diagnstico energtico en la vivienda, es necesario conocer las caractersticas energticas de las viviendas y el equipamiento de hogares, incluidos los sistemas energticos.


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GENERALIDADES

Para la elaboracin de un diagnstico energtico en la vivienda, es necesario conocer las caractersticas energticas de las viviendas y el equipamiento de hogares, incluidos los sistemas energticos.


9Tecnologas sustentables innovadoras

GENERALIDADES

Para la elaboracin de un diagnstico energtico en la vivienda, es necesario conocer las caractersticas energticas de las viviendas y el equipamiento de hogares, incluidos los sistemas energticos.



GENERALIDADES

Temperatura Confort11Tecnologas sustentables innovadoras

GENERALIDADES


GENERALIDADES


CRITERIOS MNIMOS DE RACIONALIZACIN DE LAS NECESIDADES ENERGTICAS BSICAS DEL INMUEBLEForma y orientacin: la forma es imprescindible para evitar prdidas de calor, de manera que una forma redondeada y las estructuras compactas sufren menos prdidas que las que presentan huecos, esquinas, etc. La orientacin de los muros y ventanas tambin determina las posibles prdidas de calor.

FACUA Andaluca (2010).Hay que destacar la Certificacin Energtica, entendida como la descripcin de las caractersticas energticas de las viviendas. De este modo, los consumidores podrn conocer la calidad energtica de una vivienda antes de adquirirla. Por un lado, se pretende que los agentes que intervienen en la construccin de una vivienda (diseadores, promotores, constructores, etc.) estn obligados a utilizar unos criterios mnimos de racionalizacin de las necesidades energticas bsicas del inmueble, y en especial, de las referidas a la climatizacin, iluminacin o aislamiento.http://www.facua.org/es/guia.php?Id=134&capitulo=120314Tecnologas sustentables innovadoras

CRITERIOS MNIMOS DE RACIONALIZACIN DE LAS NECESIDADES ENERGTICAS BSICAS DEL INMUEBLEColor: un color adecuado en los muros y tejados puede suponer un ahorro energtico importante. As, en sitios fros suele emplearse el color oscuro a fin de absorber calor, y en sitios clidos, en cambio, se usa el color blanco para evitar la captacin de calor.


CRITERIOS MNIMOS DE RACIONALIZACIN DE LAS NECESIDADES ENERGTICAS BSICAS DEL INMUEBLEIluminacin: los diseos de las construcciones deben orientarse a la consecucin de obtener la mxima ganancia de luz sin provocar un sobrecalentamiento excesivo. Es preciso prestar atencin a la orientacin de las habitaciones teniendo en cuenta los elementos anteriores.


CRITERIOS MNIMOS DE RACIONALIZACIN DE LAS NECESIDADES ENERGTICAS BSICAS DEL INMUEBLEPaisaje: si en lugar de cemento o asfalto, la vivienda se encuentra en un entorno de rboles y zonas verdes, se puede conseguir un descenso de la temperatura.


CRITERIOS MNIMOS DE RACIONALIZACIN DE LAS NECESIDADES ENERGTICAS BSICAS DEL INMUEBLECerramientos exteriores: el uso de elementos adecuados en la envolvente de la construccin resultan eficientes energticamente, y al mismo tiempo rentables, ya que posibilitan la captacin, conservacin y almacenamiento de los recursos energticos del entorno.

Es importante la calidad y orientacin de las ventanas y la disposicin de los elementos de sombreado (voladizo, toldos y persianas) que permiten un uso ms racional y moderado de los sistemas de calefaccin y aire acondicionado.

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CRITERIOS MNIMOS DE RACIONALIZACIN DE LAS NECESIDADES ENERGTICAS BSICAS DEL INMUEBLEUso de energas renovables: el uso de este tipo de energa alternativa se convierte en un elemento clave para reducir las emisiones de gases que daan el medio ambiente al no provocar la emisin de monxido de carbono con un impacto ambiental mnimo.Sin embargo, el principal obstculo que frena la implantacin de este tipo de energa se debe a que la instalacin resulta cara, pero hay que pensar que el coste que supone para la sociedad limpiar o reducir la contaminacin provocada por el uso de energas tradicionales (petrleo, gas, carbn) supone un alto precio ambiental y econmico. Es conveniente recordar que existen ayudas oficiales para la compra e instalacin de estos equipos.


CRITERIOS MNIMOS DE RACIONALIZACIN DE LAS NECESIDADES ENERGTICAS BSICAS DEL INMUEBLEDiseo bioclimtico: el uso de este tipo de energa alternativa se convierte en un elemento.

Sin embargo, el principal obstculo que frena la implantacin de este tipo de energa se debe a que la instalacin resulta cara, pero hay que pensar que el coste que supone para la sociedad limpiar o reducir la contaminacin provocada por el uso de energas tradicionales (petrleo, gas, carbn) supone un alto precio ambiental y econmico. Es conveniente recordar que existen ayudas oficiales para la compra e instalacin de estos equipos.


METODOLOGA PARA EL DISEO BIOCLIMTICO

ANES, 2013.https://sites.google.com/site/dcl459tecnoblog/home/tercero/u-d-no-7-electricidad-electromagentismo-produccion-de-energia-electrica/ejercicios-sobre-eficiencia-energtica

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INFORMACIN GENERAL Y ESPECFICAANES, 2013.https://sites.google.com/site/dcl459tecnoblog/home/tercero/u-d-no-7-electricidad-electromagentismo-produccion-de-energia-electrica/ejercicios-sobre-eficiencia-energtica


Procesos fundamentales de transformacin energtica en los edificios

CONCEPTOS PRELIMINARES DE LOS SISTEMAS DE TRANSFORMACIN ENERGTICA23Tecnologas sustentables innovadoras

La inercia trmica

CONCEPTOS PRELIMINARES DE LOS SISTEMAS DE TRANSFORMACIN ENERGTICA


Sistemas pasivos de climatizacinPara la clasificacin de los sistemas pasivos de climatizacin se consideran tres aspectos:

Configuracin estructural

Gnero

Requerimientos de climatizacin

ANES, 2013.25Tecnologas sustentables innovadoras

Sistemas de iluminacinLa energa consumida por una instalacin de iluminacin depende de la potencia del sistema de alumbrado instalado y del tiempo que est encendido.

Potencia InstaladaHoras de UsoConsumo EnergticoEtiquetado energtico

La energa consumida por una instalacin de iluminacin depende de la potencia del sistema de alumbradoinstalado y del tiempo que est encendido.Potencia Instalada:La potencia instalada se calcula multiplicando el nmero de lmparas por su potencia unitaria, teniendo encuenta que en la potencia de la lmpara es necesario incluir la potencia del equipo auxiliar (en caso de quela lmpara lo requiera).Horas de Uso:Las horas de uso de una instalacin dependen de los patrones de ocupacin del espacio, la luz natural disponibley el sistema de control usado.Consumo Energetico:El consumo energtico se calcula multiplicando la potencia instalada por las horas de uso.Etiquetado energetico:Una manera de obtener un ahorro energtico en la iluminacin es empleando fuentes de luz con una clasificacinenergtica alta. Existen siete clases de eficiencia energtica, identificadas con una letra desde laA (ms eficiente) a la G (menos eficiente). El consumo de una lmpara de clase A es casi tres veces menorque el de una lmpara de clase G. Esta medida de ahorro energtico supone tambin ahorro econmico,por lo que es muy interesante para los hogares y edificios en general.El etiquetado de las lmparas debe contener informacin sobre la eficiencia energtica, adems de la potenciade la lmpara (W), el flujo luminoso (lm) y la vida media (h).26Tecnologas sustentables innovadoras

Requerimientos de climatizacin Control TrmicoCalentamientoEnfriamientoControl de humedadHumidificacinDeshumidificacinControl del espacio exterior

ANES, 2013.27Tecnologas sustentables innovadoras

Control trmicoImplica el control de los siguientes elementos:El espacio que va a ser calentadoUn colector, donde la radiacin solar sea admitida dentro del sistema y convertida a calor por una superficie absorbedora (este puede ser solo la envolvente de la edificacin).

ANES, 2013.

Un almacn de calor, para suplir de calor al edificio en el periodo en el que no est disponible la fuenteCuando se refiere al control trmico se deben tener presentes las necesidades de calentamiento e enfriamiento mediante los sistemas pasivos.Llegar a controlar el calentamiento de un espacio implica el control de los siguientes elementos:El espacio que va a ser calentadoUn colector, donde la radiacin solar sea admitida dentro del sistema y convertida a calor por una superficie absorbedora (este puede ser solo la envolvente de la edificacin). En la mayor parte de los casos, el sol es la fuente de calorUn almacn de calor, (que puede ser la capacidad de almacenamiento trmico de la masa en la edificacin) para suplir de calor al edificio en el periodo en el que no est disponible la fuente


Control trmicoLos posibles intercambios de energa durante el funcionamiento del sistema existen entre:La fuente de calor y el almacnLa fuente de calor y el espacio El almacn y el espacioANES, 2013.

Cuando se refiere al control trmico se deben tener presentes las necesidades de calentamiento e enfriamiento mediante los sistemas pasivos.Llegar a controlar el calentamiento de un espacio implica el control de los siguientes elementos:El espacio que va a ser calentadoUn colector, donde la radiacin solar sea admitida dentro del sistema y convertida a calor por una superficie absorbedora (este puede ser solo la envolvente de la edificacin). En la mayor parte de los casos, el sol es la fuente de calorUn almacn de calor, (que puede ser la capacidad de almacenamiento trmico de la masa en la edificacin) para suplir de calor al edificio en el periodo en el que no est disponible la fuente


Equipamiento para calefaccin y agua caliente sanitariaEl sistema juega un papel importante en la vivienda y tiene un gran impacto en el confort ambiental; de hecho, este sistema est creado para calentar las habitaciones en invierno posibilitando la produccin de agua caliente de uso domstico y consiste en:

una unidad de generacin de calor (la caldera),sistemas de distribucin de calor (bombas, tuberas, etc...) y uso (radiadores y otros), unidades de regulacin y control.Los edificios y viviendas en los que habitamos no son, en numerosos casos, energticamente inactivos; dehecho, en relacin con el aire acondicionado, los edificios estn estructurados de tal manera que interactencon los sistemas de calefaccin y refrigeracin.

El edificio y su sistema de calefaccin o refrigeracin, deberan considerarse como un sistema individual que tendra que ser tan energticamente eficiente como fuera posible.

Se debera prestar mucha atencin al potencial del edificio para optimizar la operacin de su sistema de calefaccin y de refrigeracin, como la eleccin de tecnologas.


Agua caliente centralEl sistema de agua caliente central suele consistir en una caldera y un calentador de agua por separado; comparndolo con el sistema de mltiples calderas elctricas o de gas al servicio de pisos independientes, el sistema de agua caliente central es ms eficaz (reduce el consumo de energa), ms confortable (se dispone de agua caliente permanentemente), puede explotar la energa solar y es ms limpio.

En zonas urbanas, el agua caliente para uso domstico es en su mayora producida por calderas elctricas ode gas.

Generar agua caliente para uso domstico con calderas elctricas es costoso desde el punto de vistaenergtico, medio ambiental y econmico, comparado con la produccin de agua caliente por caldera de gas,por lo que la introduccin de paneles solares trmicos conlleva mayores beneficios.

Desde este ltimo punto de vista, se recomiendan las calderas para agua de acero inoxidable; permitensu colocacin en la base de la caldera y adems calientan todo el contenido, sin dejar reas fras donde lasbacterias se depositan. Si la bacteria es llevada por todo el trayecto del agua fra, se elimina en el proceso decalentamiento del agua.Una alternativa a las calderas de acero inoxidable son las calderas de doble esmalte; el esmalte es una clasede cristal que protege las paredes de la caldera de la corrosin; en este caso tambin, el contenido de la calderaes calentado, debido a largos serpentines, que evitan la formacin de la bacteria.

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Agua caliente generada por energa solarLos paneles solares son tambin apropiados para la produccin de agua caliente de uso domstico y como calefaccin para las habitaciones.

Un sistema de energa solar integrado al sistema de calefaccin central en invierno, est comprobado que es conveniente, si se hacen trabajos de modernizacin o rehabilitacin de edificios. La energa solar es una fuente discontinua, sin embargo, los paneles trmicos solares deberan considerarsecomo un suplemento a las tecnologas tradicionales, proveen slo una parte de la energa necesitada, que deotra manera sera generada por una caldera de gas o electricidad.

El uso de paneles solares para agua caliente de uso domstico, es generalmenteuna buena inversin. Como la inversin es bastante importante puede ser incluida en los costes de renovacin.Para rentabilizar la inversin, los colectores de energa solar deben ser de tamao adecuado, para cubrirlas necesidades de uso de agua caliente durante todo el ao y energa solar durante el verano. Esto significaque slo un 40-50% de la necesidad total es cubierta y en invierno se requiere que los paneles solares seande mayor tamao para generar la misma cantidad de energa. Sin embargo, elegir el tamao de los panelessolares, en funcin de la energa requerida durante los meses de invierno, conllevara generar energa extra,que no se utilizara en el verano, por lo que el coste sera mayor a menos que se utilizara para calentar el aguade una piscina.


Aplicaciones informticasEn la actualidad existen una variedad de programas en el mercado para realizar clculos de energa solar trmica.Algunas webs donde podemos encontrar programas para calcular:

www.saunierduval.es/www.tsol.dewww.aiguasol.coopwww.salvadorescoda.cmwww.censolar.eswww.fchart.com


Programas que existen en el mercado para efectuar instalaciones solares trmicasTRNSYSSIMCADCENSOLPC-SOLAR 2.0T-SOLF-CHART


Programa LIDER

LIDER es una aplicacin informtica que se puede emplear para verificar, de forma temporal y bajo ciertas condiciones tcnicas, las exigencias de demanda energtica establecidashttp://www.codigotecnico.org/web/recursos/aplicaciones/contenido/texto_0002.html

http://ropraro.es.tl/REPLANTEOS-DE-CONSTRUCCI%D3N.htm

LEED CERTIFICACIONESGREEN BUILDING CERTIFICACIONES


MicrogeneracinLa utilizacin de la cogeneracin en edificios de viviendas es ms difcil y menos extendida.

Las instalaciones de cogeneracin para edificios de apartamentos de medio tamao, necesitan menos capacidad de instalacin,se llaman plantas de micro-cogeneracin.


Energa geotermiaProfundizando en la tierra unas docenas de metros, la temperatura se mantiene durante todo el ao, lo cual permite recuperar el calor en invierno para calentar los edificios y liberarlo durante el verano para enfriarlos. Este intercambio de calor se obtiene a travs de sondas geotrmicas en combinacin con bombas propulsadas por electricidad o gas natural.

La energa de los campos geotrmicos y otras manifestaciones del calor interno de la tierra se transfierea la superficie de la tierra por los movimientos del magma o de las aguas que circulan bajo tierra. El intersen explotar este calor es debido a la gran cantidad de energa disponible, sin embargo, una parte no puedeser utilizada porque se produce en forma de erupciones volcnicas. La energa geotrmica es una de las msseguras de las energas alternativas, porque es prcticamente inagotable, no contamina y es muy eficiente yaque una vez que se origina el calor, se captura y es gratuito.

La mayor ventaja de esta tecnologa es la disponibilidad de una casi inagotable fuente de energa con costesde mantenimiento muy bajos. Pero los elevados costes de la perforacin de los sistemas geotrmicos, hacenque la inversin tarde mucho en recuperarse en un edificio residencial, por esta razn, la inversin es rentableslo en algunas circunstancias muy especficas.


Energas renovablesLa microgeneracin de energas renovables refiere a generacin de energa elctrica en pequea escala, que se obtiene a partir del viento o del sol.

La potencia de generacin obtenida normalmente no supera los 20kW.

La microgeneracin de energas renovables refiere a generacin de energa elctrica en pequea escala, que se obtiene a partir del viento o del sol. La potencia de generacin obtenida normalmente no supera los 20kW. Generalmente se utiliza para brindar provisin elctrica domiciliaria o rural. Con el avance de la tecnologa y tambin de la concientizacin ciudadana sobre las ventajas de la utilizacin de energas renovables, se esta incrementando la oferta de equipamiento que permite producir pequeas cantidades de energa en el mismo lugar que se consume.Una de las principales ventajas de la microgeneracin es que mediante su utilizacin, se incluye al usuario final en la ecuacin energtica de las poblaciones. El modelo clsico de provisin de energa plantea la generacin en grandes usinas alejadas de los centros urbanos y un sistema de transporte y distribucin hacia los hogares y usuarios finales. Los costos y perdidas de trasladar la energa elctrica son muy elevados y adems, este modelo de mercado de provisin de energa tiende, en todos los casos, a ver y a tratar al usuario como cliente, quien en definitiva, termina pagando sobreprecios a empresas privadas, por la electricidad, por las perdidas en el transporte, por la construccin y mantenimiento de las redes y por los procesos de administracin y facturacin.38Tecnologas sustentables innovadoras

Dinmica de conceptos


Coffee break

Curso de Sistemas energticos en la vivienda


PROMOCIN DEL AHORRO EN EL DESEMPEO INTEGRAL DE LOS SISTEMAS ENERGTICOS EN LA VIVIENDA

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REFERENCIAS DE INFORMACINNOM-008-SCFI-2002: Sistema General de Unidades de MedidaNOM-020-ENER-2011: Eficiencia energtica en edificaciones.- Envolvente de edificios para uso habitacional.NOM-001-SEDE-2012: Instalaciones elctricas. (utilizacin)Manual explicativo vivienda ecolgica, Hipoteca Verde, INFONAVIT.Gua del uso eficiente de la energa en la vivienda, CONAFOVI Concepto Demanda y Consumo. Guas de eficiencia energtica CONUEE.42COMISIN NACIONAL PARA EL AHORRO DE ENERGACOMIT CONSULTIVO NACIONAL DE NORMALIZACIN PARA LA PRESERVACIN Y USO RACIONAL DE LOS RECURSOS ENERGTICOS.


ALGUNAS NORMAS DE EFICIENCIA ENERGTICAFuente: SENER,2015.43


ALGUNOS GESTORES DE EFICIENCIA ENERGTICA EN LA VIVIENDA


DIAGNOSTICAR EL DESEMPEO INTEGRAL DE LOS SISTEMAS ENERGTICOS CRITERIOS DE EVALUACIN45Tecnologas sustentables innovadoras

DIAGNOSTICAR EL DESEMPEO INTEGRAL DE LOS SISTEMAS ENERGTICOS CRITERIOS DE EVALUACIN46Tecnologas sustentables innovadoras

LEVANTAMIENTO DE INFORMACIN DE LOS EQUIPOS CONSUMIDORES DE ENERGA Y AGUA Se recomienda que la evaluacin para vivienda existente se realice en un contexto real de trabajo, en una vivienda que se encuentre habitada, y la evaluacin para vivienda nueva puede realizarse de manera simulada. El evaluador deber de asegurar que la vivienda cuente con las caractersticas necesarias para poder evaluar todos los aspectos especificados.47Tecnologas sustentables innovadoras

PROPONER ESTRATEGIAS DE DISEO/MEJORA PARA LOS SISTEMAS ENERGTICOS

48GRACIAS POR SU ATENCIN


CONTACTO:[email protected]



Tuxtla Gutirrez, Chiapas a 6 de febrero de 2015.http://dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=5203931&fecha=09/08/2011 CLCULO DE PRESUPUESTOS DE CONSUMO DE ENERGA 50Tecnologas sustentables innovadoras

CONTENIDOPromocin del ahorro en el desempeo integral de los sistemas energticos en la vivienda.Proponer estrategias de diseo/mejora para los sistemas energticos de la vivienda. La envolvente trmica de un edificio: Tipos de cerramientos, materiales y caractersticas Las energas renovables en la vivienda.Proyecto de la vivienda nueva Tecnologas energticas sustentables Estufas ecolgicas , calentadores solares, paneles solares , iluminacin LED ,Letrinas ecolgicas, refrigerador solar, biodegestoresConsejos prcticos para la eficiencia energtica en edificios y viviendas51Tecnologas sustentables innovadoras

CONTENIDOTecnologas energticas sustentables Iluminacin LED Estufas ecolgicas Paneles solaresCalentadores solaresRefrigerador solarLetrinas ecolgicasBiodegestoresConsejos prcticos para la eficiencia energtica en edificios y viviendas52Tecnologas sustentables innovadoras

PROPONER ESTRATEGIAS DE DISEO/MEJORA PARA LOS SISTEMAS ENERGTICOS


LA ENVOLVENTE DE UN EDIFICIO: TIPOS DE CERRAMIENTOS. MATERIALES Y CARACTERSTICASPara el estudio de la eficiencia energtica de un edificio, es imprescindible conocer las caractersticas de los elementos que separan el interior del edificio con el exterior, ya que es ah donde se produce la principal prdida energtica.

al mantener climatizados los espacios interiores para conseguir el confort que todos queremos dentro de nuestros edificios.

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LA ENVOLVENTE DE UN EDIFICIO: TIPOS DE CERRAMIENTOS. MATERIALES Y CARACTERSTICASLa envolvente trmica

Est compuesta por todos los cerramientos que limitan espacios habitables con el ambiente exterior (aire o terreno u otro edificio) y por todas las particiones interiores que limitan los espacios habitables con los espacios no habitables que a su vez estn en contacto con el ambiente exterior.55Tecnologas sustentables innovadoras

:Cerramientos y particiones interiores de los espacios habitables se clasifican segn su situacin en las siguientes categoras:a) cubiertas, comprenden aquellos cerramientos superiores en contacto con el aire cuya inclinacin sea inferior a 60 respecto a la horizontal.

b) suelos, comprenden aquellos cerramientos inferiores horizontales o ligeramente inclinados que estn en contacto con el aire, con el terreno, o con un espacio no habitable.

c) fachadas, comprenden los cerramientos exteriores en contacto con el aire cuya inclinacin sea superior a 60 respecto a la horizontal.56Tecnologas sustentables innovadoras

:Cerramientos y particiones interiores de los espacios habitables se clasifican segn su situacin en las siguientes categoras:d) medianeras, comprenden aquellos cerramientos que lindan con otros edificios ya construidos o que se construyan a la vez y que conformen una divisin comn. Si el edificio se construye con posterioridad elcerramiento se considerar, a efectos trmicos, una fachada.

e) cerramientos en contacto con el terreno, comprenden aquellos cerramientos distintos a los anteriores que estn en contacto con el terreno.

f) particiones interiores, comprenden aquellos elementos constructivos horizontales o verticales que separan el interior del edificio en diferentes recintos.Vamos a estudiar en este tema los distintos elementos de cerramiento que componen la envolventetrmica, clasificndolos en fachadas particiones y huecos, cubiertas y otros cerramientos.57Tecnologas sustentables innovadoras

LA ENVOLVENTE DE UN EDIFICIO: TIPOS DE CERRAMIENTOS. MATERIALES Y CARACTERSTICASFachadasLlamamos fachada o cerramiento exterior a la envolvente vertical de un edificio cuya misin es la de cerrar y proteger el interior del mismo.

Las fachadas ms utilizadas las clasificamos como:FbricasMuros cortina58Tecnologas sustentables innovadoras

LA ENVOLVENTE DE UN EDIFICIO: TIPOS DE CERRAMIENTOS. MATERIALES Y CARACTERSTICASFachadasLlamamos fachada o cerramiento exterior a la envolvente vertical de un edificio cuya misin es la de cerrar y proteger el interior del mismo.

Las fachadas ms utilizadas las clasificamos como:FbricasMuros cortina59Tecnologas sustentables innovadoras

FbricasSe realizan colocando elementos de pequeo formato como son ladrillos, bloques, prefabricados o piedras, solapados entre s de acuerdo a unas determinadas leyes de traba o aparejo y recibidas con mortero.

Normalmente estn formados por varias capas, con inclusin de aislamiento trmico y acstico entre ellas.Fachadas60Tecnologas sustentables innovadoras

Muros cortina

Estn realizados con una estructura auxiliar que pasa por delante del edificio, a la cual se le acoplan unospaneles opacos y/o unos elementos acristalados.Fachadas


PARTICIONESParticiones o cerramientos interiores son los elementos de cierre cuya misin es la de independizar o dividir las zonas interiores de un edificio.

Las particiones las clasificamos segn sean: Fbricas Placas y paneles62Tecnologas sustentables innovadoras

PARTICIONESFbricasAl igual que en las fachadas de fbricas, las particiones de tabiquera de fbrica se construyen con materiales de pequeo formato, como pueden ser ladrillos, bloques o pavs, trabados entre s y recibidos con mortero.

Placas y panelesSon cerramientos interiores que se construyen con materiales de mediano o gran formato, generalmente de escayola o de cartn-yeso y que se unen entre s mediante piezas de ensamble o adhesivos y, habitualmente, no necesitan de un revestimiento posterior.63Tecnologas sustentables innovadoras

HUECOSSon los elementos de cierre para pasar, iluminar o ventilar, esto es, carpintera de puertas y ventanas.

Los clasificaremos en: Carpinteras exteriores Carpinteras interiores64Tecnologas sustentables innovadoras

HUECOSCarpinteras exterioresSon las ventanas o puertas balconeras que encontramos en fachadas y que nos separan de ambienteexterior.Los materiales que se suelen emplear son la madera, el acero, el aluminio o el PVC (policloruro devinilo). La carpintera de madera tiene una gran durabilidad y facilidad de elaboracin, as como un buenaislamiento trmico, pero presenta como inconveniente el mantenimiento que necesita, ya que es necesariopintarla cada cierto tiempo. Su empleo como carpintera exterior es poco usual, pero si que es el material msempleado en el caso de puertas interiores.La carpintera de acero tiene un bajo aislamiento trmico y no es posible utilizarla para elacristalamiento con vidrio doble, por lo que prcticamente no se utiliza.65Tecnologas sustentables innovadoras

HUECOSCarpinteras interioresSon las tambin denominadas puertas de paso, que encontramos en las particiones interiores y que nos separan distintos espacios, permitiendo el paso de uno a otro.

En la mayora de los casos el material que se emplea para su fabricacin es la madera, bien maciza o, normalmente hueca, compuesta por un bastidor, un relleno o trillaje y dos tableros de contrachapado. Se suelen clasificar en funcin del n de hojas o por su sistema de apertura (abatible, corredera,plegable, etc)66Tecnologas sustentables innovadoras

CUBIERTASEs el cerramiento superior del edificio, por tanto, las caractersticas que debe cumplir una cubierta son las mismas que cualquier cerramiento exterior, pero con unas condiciones especiales, derivadas de su mayor exposicin a la radiacin solar, a los cambios trmicos y a la mayor disposicin ante la lluvia o la nieve.

Funciones Aislamiento trmico Aislamiento acstico Impermeabilidad Buen comportamiento frente a las dilataciones Debe permitir la transpiracin y ventilacin Debe tener suficiente resistencia con poco peso: soporta su propio peso y sobrecargas comoviento, nieve, el uso, las vibraciones, sismos, etc. adems de cargas accidentales o temporales(instalacin de poleas de elevacin, maquinaria de mantenimiento, etc.). Deben transmitir los esfuerzos a los elementosresistentes del edificio.67Tecnologas sustentables innovadoras

CUBIERTASDeben transmitir los esfuerzos a los elementos resistentes del edificio.

Las clasificaremos en: Cubiertas planas Cubiertas inclinadas68Tecnologas sustentables innovadoras

CUBIERTAS PLANASSon aquellas que presentan unas pendientes superiores al 1% e inferiores al 15%, segn su carcter transitable o no transitable.

Se utilizan en zonas de clima templado y seco, con poca probabilidad de nieve, ya que la evacuacinde estos elementos sera muy difcil, ocasionando problemas y patologas.

Cubiertas planas sobre tabiquillos a la catalanaCubiertas planas sobre hormign aligerado a la andaluzaSon generalmente ms econmicas que las inclinadas y su mantenimiento es ms fcil.Cubiertas planas sobre tabiquillos a la catalanaLa formacin de pendientes se realiza mediante tabiquillos separados 100 cm entre s, previacolocacin de la barrera de vapor y el aislante trmico. Sobre los tabiquillos se apoyarn los tableros hechosde ladrillo que se enrasarn con una capa de mortero de cemento para recibir la lmina impermeable. Seextender otra capa separadora de mortero de cemento y se proceder a la colocacin del baldosnCubiertas planas sobre hormign aligerado a la andaluzaEstas cubiertas se diferencian de las anteriores sobre todo por la forma de ejecucin de laspendientes, que se realizan mediante el vertido de hormign aligerado y utilizando como maestras filas deladrillo hueco. Sobre la capa de formacin de pendientes, una vez fraguado el hormign, se extender unacapa de mortero de cemento para regularizar la superficie para recibir a la lmina de impermeabilizacin.A nivel de organizacin este tipo de cubiertas, supone menor complicacin que la de las azoteas sobretabiquillos. Para edificios de mucha superficie de cubierta este mtodo suele ser ms rpido y rentable.


CUBIERTAS INCLINADASCubierta Inclinadas con tejados de tejasTejados de pizarra

Cubiertas industrialesLas cubiertas inclinadas son las que tienen una pendiente superior al 15%.

Se utilizan en zonas lluviosas y aumentan su inclinacin en aquellas zonas donde hay nieve frecuente,con el fin de facilitar el desage de la misma y as reducir el peso sobre ella.s se utiliza para cubiertas con mucha inclinacin, es muy similar a la colocacin deteja plana, pero en este caso en lugar de correas, es preferible utilizar entablados de madera, dadas lascualidades aislantes de la misma, ya que la pizarra debe utilizarse en climas fros y de frecuentes nevadas.Si el clima es muy hmedo, el entablado puede impermeabilizarse con pinturas asflticas y tambinpueden reforzarse los aislamientos trmicos con capas de poliestireno, extrusionado colocadas sobre elentablado o con paneles de fibra de vidrio, protegida pegada en la parte interior.

Cubiertas industrialesDefinimos como cubiertas industriales las que se fabrican en taller y se montan en obra y quegeneralmente se utilizan para cubrir edificios de carcter industrial.Tambin se llaman cubiertas ligeras ya que los materiales de cobertura con los que se ejecutan conmateriales de cobertura ligeros tales como: chapa metlica tratada o protegida o paneles aislantes compuestospor varias capas de chapa metlica que encierran una capa de aislante denominados paneles sandwich.Este tipo de cubiertas, puede ser plana o inclinada, independientemente del sistema de cubricin, perono se utiliza como cubierta pisable.70Tecnologas sustentables innovadoras

MEDIANERAS:Las medianeras o cerramientos de separacin con otros edificios existentes no son ms que un caso especial de fachada exterior, y se construye de forma parecida que lo visto para ellas.Otros cerramientos


Suelos en contacto con el terrenoSon las llamadas soleras. Suelen estar constituidas por una capa de grava o zahorra sobre el terrenonatural compactado, que evita la subida de la humedad del terreno por capilaridad, una lmina de pilietileno,una solera de hormign con un mallazo de reparto interior y la terminacin interior (alisado, solera, etc)Otros cerramientos72Tecnologas sustentables innovadoras

CERRAMIENTOS VERTICALES EN CONTACTO CON EL TERRENO:

Son los muros de contencin. Normalmente estn construidos con fbrica de ladrillo perforado o, mshabitualmente, muros de hormign armado. La cara hacia el terreno se encuentra impermeabilizada conlmina o pintura asfltica. Se dispone un drenaje perimetral para evitar la entrada de agua exterior.Otros cerramientos


LA ENVOLVENTE DE UN EDIFICIO: TIPOS DE CERRAMIENTOS. MATERIALES Y CARACTERSTICASOtros cerramientos74Tecnologas sustentables innovadoras

LAS ENERGAS RENOVABLES EN LA VIVIENDAEnerga solar trmica: se emplea para calentar un fluido, normalmente agua, que circula por unos elementos que transmiten el calor de los rayos solares.

Energa de la biomasa: deriva de la materia orgnica de origen animal o vegetal, que incluye los residuos y desechos orgnicos (astillas de madera, desechos agrcolas, cscaras de almendra, etc.) para producir energa.75Tecnologas sustentables innovadoras

LAS ENERGAS RENOVABLES EN LA VIVIENDAEnerga solar fotovoltaica: hay materiales en los que al recaer la radiacin lumnica se produce un desplazamiento de electrones entre sus tomos, provocando corriente elctrica que se almacena en bateras.

Energa elica: se emplea para producir electricidad. La energa del viento hace girar las palas de las mquinas elicas transmitiendo su movimiento a un generador que produce electricidad.


PROYECTO DE LA VIVIENDA NUEVA

http://www.csostenible.net/index.php/es/temes_clau/inercia-trmicahttp://www.miliarium.com/ATECOS/HTML/Soluciones/Fichas/Sistemas_pasivos_inercia_termica.PDF


Recomendaciones bioclimticaspara el diseo de la vivienda

se integraron estudios del bioclima con anlisis del comportamiento solar y de los vientos de cada regin, a fin de definir los requerimientos de climatizacin: calentamiento, enfriamiento, humidificacin, deshumidificacin, proteccin o captacin solar.

De esta manera, las recomendaciones resultantes cubren satisfactoriamentelas estrategias y requerimientos de climatizacin.

Para emitir estas recomendaciones bioclimticas de diseo arquitectnicoy urbano, se integraron estudios del bioclima con anlisis delcomportamiento solar y de los vientos de cada regin, a fin de definirlos requerimientos de climatizacin: calentamiento, enfriamiento, humidificacin,deshumidificacin, proteccin o captacin solar. De estamanera, las recomendaciones resultantes cubren satisfactoriamentelas estrategias y requerimientos de climatizacin.78Tecnologas sustentables innovadoras

ANES, 2013.

Ventilacin natural de microclima al edificio Cuando se refiere al control trmico se deben tener presentes las necesidades de calentamiento e enfriamiento mediante los sistemas pasivos.Llegar a controlar el calentamiento de un espacio implica el control de los siguientes elementos:El espacio que va a ser calentadoUn colector, donde la radiacin solar sea admitida dentro del sistema y convertida a calor por una superficie absorbedora (este puede ser solo la envolvente de la edificacin). En la mayor parte de los casos, el sol es la fuente de calorUn almacn de calor, (que puede ser la capacidad de almacenamiento trmico de la masa en la edificacin) para suplir de calor al edificio en el periodo en el que no est disponible la fuente


Arquitectura del paisaje bioclimticoLa arquitectura bioclimtica es una arquitectura saludable, adecuada al entorno y al clima.

Bio: significa respeto por la vida, hacia las personas que habitan en su interior (protege su salud) y hacia el medio ambiente (no contaminante).Climtica: se adapta a las condiciones ambientales de cada lugar, respeta los recursos naturales y se aprovecha de ellos.80Tecnologas sustentables innovadoras

Arquitectura del paisaje bioclimticoLa arquitectura bioclimtica es una arquitectura saludable, adecuada al entorno y al clima.

Bio: significa respeto por la vida, hacia las personas que habitan en su interior (protege su salud) y hacia el medio ambiente (no contaminante).Climtica: se adapta a las condiciones ambientales de cada lugar, respeta los recursos naturales y se aprovecha de ellos.81Tecnologas sustentables innovadoras

Arquitectura del paisaje bioclimtico


ANES, 2013.Arquitectura del paisaje bioclimticoBeneficios de la vegetacin: Arquitectnicos o Control de privacidad o Articulacin de espacios o Manejo de visuales Ingenieriles o Purificacin del aire o Control de erosino Control acsticoo Control lumnicoo Control de trfico Climticoso Control de vientoso Control de humedad Econmicoso Conservacin y utilizacin de material orgnicoo Provisin de alimento Psicolgicoso Humanizacin del espacioCuando se refiere al control trmico se deben tener presentes las necesidades de calentamiento e enfriamiento mediante los sistemas pasivos.Llegar a controlar el calentamiento de un espacio implica el control de los siguientes elementos:El espacio que va a ser calentadoUn colector, donde la radiacin solar sea admitida dentro del sistema y convertida a calor por una superficie absorbedora (este puede ser solo la envolvente de la edificacin). En la mayor parte de los casos, el sol es la fuente de calorUn almacn de calor, (que puede ser la capacidad de almacenamiento trmico de la masa en la edificacin) para suplir de calor al edificio en el periodo en el que no est disponible la fuente


Recomendaciones bioclimticas para el bioclima clido secoLa utilizacin de estas recomendaciones permite definir la orientacin favorable de las fachadas, las caractersticastrmicas, espesores y acabados de los materiales de construccin, el asoleamiento en ventanasy la forma de la vivienda, entre otros. Si se toman en cuenta estos factores, se podr disear unavivienda ahorradora de energa y con las condiciones de confort adecuadas al ambiente. Estos conceptospueden aplicarse sin costo extra para el constructor y, al mismo tiempo, brindar muchos beneficios parael usuario, por ejemplo: el ahorro de energa elctrica, la disminucin de la facturacin, las condiciones decomodidad trmica y ambientales, como la mitigacin de CO2, entre otros.Las recomendaciones de esta gua se organizan de acuerdo con el bioclima y conforme al orden que se hamanejado hasta ahora. Estas se dividen en dos grupos: diseo urbano y diseo arquitectnico. Algunasya han sido incorporadas en las normas de eficiencia energtica de la Comisin Nacional para el Ahorrode Energa (CONAE).1 El primero abarca temas como la orientacin correcta de las manzanas respecto aleje elico y solar (viento-sol), a fin de aprovechar ambos factores, y el segundo trata aspectos de orientacinde espacios interiores, desarrollo volumtrico de la envolvente, control solar, uso de la vegetacin yventilacin con fines bioclimticos, entre otros.84Tecnologas sustentables innovadoras







Recomendaciones bioclimticas para el bioclima clido seco91Tecnologas sustentables innovadoras

Arquitectura sustentable


Mtodo de la temperatura equivalenteForma de evaluar la comodidad trmica:

DT (aparente) = T (aire) + DT (evaporativa) + DT (radiacin)

T (aire) - es la temperatura de bulbo seco del aire ambiente medido a la sombra. DT (evaporativa)- es el incremento aparente en la temperatura del aire debido al enfriamiento evaporativo sobre la piel.

Para evaluar la comodidad trmica de los ocupantes de un edificio, es necesario recurrir al mtodo de la temperatura equivalente que aparece en las normas de ASHRAE (1997). 93Tecnologas sustentables innovadoras

Propagacin de calor a travs de los materialesLa transmisin del calor a travs de los materiales depender de varios factores y de la naturaleza de los mismos, como son:

Propiedades fsicas y qumicas Espesor Densidad Textura Color Diferencia de temperatura entre las caras del material Velocidad del aire circndate. Para evaluar la comodidad trmica de los ocupantes de un edificio, es necesario recurrir al mtodo de la temperatura equivalente que aparece en las normas de ASHRAE (1997). 94Tecnologas sustentables innovadoras

Retraso y amortiguamiento trmicoAl aumentar la temperatura exterior, el calor comienza a atravesar la superficie exterior de un material, cada una de sus partculas absorbern cierta cantidad de calor por cada C de elevacin de temperatura y de acuerdo al calor especfico del material.

El calor se transmitir a las otras partculas slo cuando se haya aumentado la temperatura de las primeras, por lo tanto el incremento de la superficie interna del material sufrir un retraso. La variacin de las condiciones climticas de un lugar hace que las variaciones diarias de temperatura sean diferentes produciendo un ciclo repetitivo cada 24 horas, de aumento y descenso de temperatura ocasionando la transmisin peridica de calor. As, al aumentar la temperatura exterior, el calor comienza a atravesar la superficie exterior de un material, cada una de sus partculas absorbern cierta cantidad de calor por cada C de elevacin de temperatura y de acuerdo al calor especfico del material. El calor se transmitir a las otras partculas slo cuando se haya aumentado la temperatura de las primeras, por lo tanto el incremento de la superficie interna del material sufrir un retraso. 95Tecnologas sustentables innovadoras

Retraso y amortiguamiento trmicoPosteriormente al descender la temperatura exterior, el calor almacenado en el material disipar hacia dentro y hacia fuera llegando a invertirse el sentido del flujo calorfico. Las magnitudes que nos permiten medir estos fenmenos son:

Tiempo de retraso trmico Amortiguamiento trmico, que es igual a la relacin entre la temperatura superficial exterior mxima y la interior mxima. La variacin de las condiciones climticas de un lugar hace que las variaciones diarias de temperatura sean diferentes produciendo un ciclo repetitivo cada 24 horas, de aumento y descenso de temperatura ocasionando la transmisin peridica de calor. As, al aumentar la temperatura exterior, el calor comienza a atravesar la superficie exterior de un material, cada una de sus partculas absorbern cierta cantidad de calor por cada C de elevacin de temperatura y de acuerdo al calor especfico del material.

El calor se transmitir a las otras partculas slo cuando se haya aumentado la temperatura de las primeras, por lo tanto el incremento de la superficie interna del material sufrir un retraso. 96


Mtodo numricoMtodo grfico

Retraso y amortiguamiento trmicoLa variacin de las condiciones climticas de un lugar hace que las variaciones diarias de temperatura sean diferentes produciendo un ciclo repetitivo cada 24 horas, de aumento y descenso de temperatura ocasionando la transmisin peridica de calor. As, al aumentar la temperatura exterior, el calor comienza a atravesar la superficie exterior de un material, cada una de sus partculas absorbern cierta cantidad de calor por cada C de elevacin de temperatura y de acuerdo al calor especfico del material.

El calor se transmitir a las otras partculas slo cuando se haya aumentado la temperatura de las primeras, por lo tanto el incremento de la superficie interna del material sufrir un retraso. 97Tecnologas sustentables innovadoras

Es la velocidad a la cual un material transmitir el calor. Se puede considerar como el rea superficial de una esfera sobre la que se extiende la temperatura en la unidad de tiempo.

Depender de dos factores que son:

Si es un material de elevada conductividad, la velocidad ser mayor.

Si es un material denso y de un elevado calor especfico, la velocidad ser ms lenta porque gran parte del calor se absorber.

Inercia trmicaLa variacin de las condiciones climticas de un lugar hace que las variaciones diarias de temperatura sean diferentes produciendo un ciclo repetitivo cada 24 horas, de aumento y descenso de temperatura ocasionando la transmisin peridica de calor. As, al aumentar la temperatura exterior, el calor comienza a atravesar la superficie exterior de un material, cada una de sus partculas absorbern cierta cantidad de calor por cada C de elevacin de temperatura y de acuerdo al calor especfico del material.


1 hp (britnico) = 745.7 W 1 CV (mtrico) = 735.5 W 1 Btu/h = 0.293 W 1 kcal/h = 1.163 W 1 erg/s = 0.0000001 W (10-7) 1 ton de refrigeracin = 3516 W (aproximadamente 3.5 kW) Unidades para medir el flujo calorfico1 ton de refrigeracin = 2000 * 144 / 24 = 12000 Btu /h 12000 * 0.293 W = 3516 W

En la prctica se utiliza con mayor frecuencia el mltiplo del watt, "el kilovatio", que se representa kW (1 kW = 1000 W). El elemento comn de todas estas unidades es que todas son unidades de energa por unidad de tiempo, que puede ser un segundo, una hora o un da, como en el ltimo caso. (Una tonelada de refrigeracin es la potencia refrigerante de 1 ton (ton pequea Americana de 2000 lb) de hielo fundente durante 24 horas. Como 1 lb de hielo requiere 144 Btu de calor para pasar agua a la misma temperatura: 1 ton de refrigeracin = 2000 * 144 / 24 = 12000 Btu /h 12000 * 0.293 W = 3516 W En la prctica se utiliza con mayor frecuencia el mltiplo del watt, "el kilovatio", que se representa kW (1 kW = 1000 W).


El recproco de la resistencia aire a aire es la transmitanca aire (U).

Se refiere a la cantidad de calor transmitida del aire exterior al aire del interior del edificio por una unidad de superficie respecto a una diferencia unitaria de temperatura, en una unidad de tiempo.

W / m2 C Clculo de transmitancas

El recproco de la resistencia aire a aire es la transmitanca aire, que se representa por U, este se refiere a la cantidad de calor transmitida del aire exterior al aire del interior del edificio por una unidad de superficie respecto a una diferencia unitaria de temperatura, en una unidad de tiempo. En unidades internacionales normalizadas se mide en watts por metro cuadrado por grado centgrado (W / m2 C) y se calcula de la siguiente manera: 100Tecnologas sustentables innovadoras

U = 1/R = 1/ sumatoria de las resistencias

U = 1/ (1/ho + l1/ k1 + l2 / k2 + l3 / k3 + 1/C + 1 / hi)

donde:

ho conductancia de la superficie exterior (W/m2 C) hi conductancia de la superficie interior (w/m2 C) l1,12, l3 espesor de cada una de las capas que compongan la pared o la cubierta (m) k1, k2, k3 conductividad trmica de las capas (W/m C) C conductancia del espacio de aire en cavidades, si se presentan cmaras de aire Clculo de transmitancas

El recproco de la resistencia aire a aire es la transmitanca aire, que se representa por U, este se refiere a la cantidad de calor transmitida del aire exterior al aire del interior del edificio por una unidad de superficie respecto a una diferencia unitaria de temperatura, en una unidad de tiempo. En unidades internacionales normalizadas se mide en watts por metro cuadrado por grado centgrado (W / m2 C) y se calcula de la siguiente manera: 101Tecnologas sustentables innovadoras

Conductancia de la superficie exterior e interior

102Qi + Qs- Qc - Qv - Qe - Qm = 0


Diseo trmico de edificiosIntercambio calorfico de un edificioQi + Qs + Qc + Qv + Qe + Qm = 0 Ecuacin de balance trmico donde Qi = Ganancias internas Qs = Ganancias solares Qc = Ganancias o prdidas por conduccin Qv = Ganancias o prdidas por ventilacin Qe = Ganancias o prdidas por evaporacin Qm = Ganancias o prdidas mecnicas Los ingenieros mecnicos y los diseadores de calefaccin y aire acondicionado hacen uso frecuente de mtodos complicados, pero el principio es la utilizacin de parmetros fijos, es decir la ecuacin de balance trmico (Fig. 5.2): 103Tecnologas sustentables innovadoras

Diseo trmico de edificiosLa medida de flujo calorfico por conduccin (Qc) a travs de una pared de rea dada se expresa mediante la ecuacin:

Qc = A*UT

donde:Qc Es la medida de flujo calorfico por conduccin, en WA Es el rea, en m2U Es la transmitanca, en W/ m2 CT Es la diferencia de temperaturas, en C104Tecnologas sustentables innovadoras

Diseo trmico de edificios105Tecnologas sustentables innovadoras

Diseo trmico de edificiosLa medida del flujo trmico de ventilacin se realiza mediante la ecuacin:

Qv = fm (He-Hi) Donde: Qv = medida del flujo calorfico de ventilacin en W fm = flujo msico (fv) fv es el flujo volumtrico, es la densidad del aire fv = NV/3600 V = Volumen del espacio, en m3 N = nmero de cambios de aire, por requerimientos por actividad (normas y reglamentos), o por condiciones de diseo de vanos o ventanas Si se da el nmero de renovaciones de aire por hora (N) la ventilacin se halla por: V = N * Volumen de la habitacin 3600 (3600 es el nmero de segundos de 1 hora).106Tecnologas sustentables innovadoras

Ganancia solar (Qs)Si se conoce la intensidad de la radiacin solar (I) que incide sobre el plano de la ventana -expresada como densidad de flujo energtico (W/m2)- slo habr que multiplicarla por el rea del hueco (m2) para obtener el flujo calorfico en watts.

Esto dara el flujo calorfico a travs de una abertura sin vidrio. Para ventanas con vidrio se reduce este valor por medio de un factor de ganancia solar (Fgs) que depende de la calidad del cristal y del ngulo de incidencia.

Qs = A*I*Fgs

donde:

A Es el rea de la ventana, en m2I Es la densidad del flujo calorfico de radiacin, en W/ m2Fgs Es el factor de ganancia solar del vidrio (dato del fabricante)107


Ejercicio 1. Clculo trmico de una oficinaEl mtodo de clculo se comprende ms con un ejemplo sencillo.108


Ejercicio 1. Clculo trmico de una oficinaUna oficina de 5 x 5 m y 2.5 m de alto est situada en un piso intermedio de un gran edificio; por consiguiente, slo tiene una pared expuesta y es al sur, siendo las temperaturas: Ti = 20 C y To = -1 C.

La ventilacin es de tres renovaciones por hora, tres focos incandescentes de 100 W estn siempre encendidos para iluminar la parte posterior, que se utiliza para alojar a cuatro empleados.

La pared expuesta de 5 x 2.5 m consta de una ventana sencilla de cristal, de 1.5 x 5 m = 7.5m2; U = 4.48 W/ m2C y una pared de concreto, de 200 mm, mortero cemento-areno y aplanado de yeso, de 1 x 5 m = 5 m2; U = 1.35 W/ m2 C. 109GRACIAS POR SU ATENCIN





Tuxtla Gutirrez, Chiapas a 7 de febrero de 2015.Tecnologas sustentables innovadoras

TECNOLOGAS ENERGTICAS SUSTENTABLESCalentadores solaresRefrigeradores solaresLetrinas ecolgicasBiodegestoresIluminacin LEDSistemas fotovoltaicosEstufas ecolgicas


Calentadores solares

1. Tubos de cristal al alto vaco2. Exterior de acero inoxidable3. Aislamiento trmico4. Tanque interior de acero inoxidable5. Cubiertas laterales de acero inoxidable6. Entradas para tubos al vaco 7. Paneles reflectores de acero inoxidable8. Estructuras de acero inoxidable9. Soporte para tubos de acero inoxidable



Instalacin y mantenimiento-Limpieza de la superficie colectora.(cada 3 0 6 meses)

-Puede ser necesario cada cierto nmero de aos, realizar una limpieza a fondo dependiendo de la dureza del agua del lugar, para quitar las incrustaciones de cal en los conductos.

- En los periodos de vacaciones y por lo tanto de no utilizacin de la instalacin, vaciarla y cubrir los colectores para que no le d el sol.

Mantenimiento de la instalacin

El mantenimiento del calentador solar es en general sencillo y se reduce a pocas acciones. Entre ellas podemos destacar:

-Limpieza de la superficie colectora. Es conveniente realizar una limpieza cada 3 0 6 meses, sobretodo en la estacin seca, para evitar que el polvo se acumule e impida a los rayos solares llegar al absorbedor. En caso de no hacerse se restar algo de eficacia al colector.

-Puede ser necesario cada cierto nmero de aos, realizar una limpieza a fondo dependiendo de la dureza del agua del lugar, para quitar las incrustaciones de cal en los conductos. En caso de no hacerse y si el agua de la zona es muy dura, la instalacin perder eficacia progresivamente pudiendo llegar a quedar inutilizable. Estas limpiezas las realizar de preferencia la empresa instaladora

- Muy importante en los periodos de vacaciones y por lo tanto de no utilizacin de la instalacin, vaciarla y cubrir los colectores para que no le d el sol. Ya que si el agua no se usa se provocar que la temperatura sea cada vez mayor, llegando a hervir y aumentando la presin peligrosamente, llegando a arruinar la instalacin.


Beneficios e impacto116Tecnologas sustentables innovadoras

Refrigerador solarCon una gruesa capa de aislamiento y un sistema de refrigeracin optimizado para trabajar con energa fotovoltaica, nuestros equipos proporcionan una extraordinaria econmica y confiable operacin.

El bajo de consumo de energa es la clave que permite a nuestros refrigeradores y congeladores ser rentables a partir del uso de energa solar, elica, celdas de combustible o batera.APLICACIONES:Viviendas rurales Cabaas Eco-resorts Tiendas rurales Emergencias Clnicas Mercados Villas Granjas Escuelas Fbricas de hielo Microempresas

117Implementacin de Sistemas de Refrigeracin


Energas renovables en el tratamiento de aguas residuales

Importancia del tratamiento de aguas residuales


Importancia del tratamiento de las aguas residualesUtilizacin del agua


Importancia del tratamiento de las aguas residuales

Incremento de contaminacin


Importancia del tratamiento de las aguas residuales

Incremento de descargas de aguas residuales


BiodigestoresOlvdese del gasto generado por el uso de gas en su vivienda. Con el uso de nuestros biodigestores usted podr emplear el biogs generado para la coccin de sus alimentos.

El lquido residual almacenado del biodigestor es una fuente de nutrientes para las plantas.

123Biodigestor rgido para produccin de biogs y bioabono

124

Construccin Instalacin y Puesta a Punto de un Biodigestor Tipo DM


Letrinas ecolgicas

La letrina ecolgica o, por su funcionalidad, bao seco, es una excelente opcin para sustituir el bao de uso comn.

Su instalacin es ms sencilla y menos costosa que los baos comunes ya que evitas el uso de tuberas y las complejas y costosas conexiones al alcantarillado pblico.

Tus desechos caen directamente a un sistema de almacenamiento que funciona anaerbicamente el cual, con el paso del tiempo, convertir esos desechos en un recurso nuevo para mejorar tu economa.Los desechos procesados dentro del depsito de tu bao generarn biogs, el cual podrs emplear como gas estacionario para el uso en tu cocina. Adems, podrs utilizar ese residuo lquido ya procesado como un efectivo fertilizante para las plantas de tu jardn, incluso para hacer tu propio huerto ecolgico.

126


Letrina con biodigestorSistema de purificacin y presurizado de biogs


Diseo y Construccin de un biodigestor rgido para produccin de biogs y bioabono

Se construy el prototipo. Diseo y construccin del prototipo. Se realiz con financiamiento de UNICACH y en conjunto con la misma universidad. 0211. Actualmente est en la etapa de evaluacin.


Rediseo de Biodigestor Rgido Anticorrosivo.



Iluminacin LEDLa iluminacin convencional ocupa hasta un 25% del bolsillo del hogar promedio. Son muchos los beneficios de las luminarias LED.El LED, acrnimo de Light Emitting Diode,odiodoemisor de luz de estado slido(solid state),constituye un tipo especial desemiconductor, cuya caracterstica principal es convertir en luz la corriente elctrica de bajo voltaje que atraviesa su chip.

No contamina el medio ambiente.

Desde el punto de vista fsico un LED comn se presenta como un bulbo miniaturizado, carente de filamento o de cualquier otro tipo de elemento o material peligroso, con la ventaja sobre otras tecnologas que no contamina el medio ambiente.


Iluminacin LEDA partir del 1 de enero de 2015, y como resultado de la aplicacin de la tercera etapa de la NOM-028-ENER- 2010, emitida por la Secretara de Energa (SENER), a travs de la Comisin Nacional para el Uso Eficiente de la Energa (CONUEE), en Mxico ya no se venden lmparas incandescentes de 40 watts (W) o ms.

El ahorro (dependiendo de que elijamos led de ltima generacin u otros modelos anteriores) puede oscilar entre el 50% y el 70%, si las comparamos con las bombillas CFL Compactas (bajo consumo convencional), y entre el 85% y el 95% si las comparamos con las bombillas incandescentes. la NOM-028-ENER- 2010, Eficiencia Energtica de Lmparas de Uso General, entr en vigor el 7 de febrero de 2011, y establece los lmites mnimos de eficacia y los mtodos de prueba para verificarlos, de las lmparas o focos destinados a la iluminacin en los sectores residencial, comercial, servicios, industrial y alumbrado pblico. Ver ms en: http://www.oem.com.mx/laprensa/notas/n3676439.htm#sthash.XuhwVcmn.dpuf132Tecnologas sustentables innovadoras

Beneficios de iluminacin LEDLas lmparas led se fabrican ya en todos los modelos de casquillos tradicionales, por lo que es muy fcil sustituir las bombillas antiguas.

EFICIENTES: 9X MS QUE LAS INCANDESCENTES; 2X CFLNO DAAN EL MEDIO AMBIENTE: LIBRE DE MERCURIO Y TXICOS

VIDA TIL: LAS LED DURAN 50 INCANDESCENTES 10 CFLSON RECICLABLESSIN LUZ ULTRAVIOLETA NI INFRARROJALUZ FRARESISTENCIA A VIBRACIONES O GOLPESENCENDIDO INSTANTANEO Y SIN PARPADEOLUZ UNIDIRECCIONALREDUCE EL CANSANCIO VISUALEXCELENTE PARA REAS REMOTAS Y ENERGA RENOVABLE

Ver ms detalles en: http://iluminacionledya.com/beneficios-led.html133Tecnologas sustentables innovadoras

TECNOLOGAS ENERGTICAS SUSTENTABLESSistemas fotovoltaicos


ARREGLO SOLAR FV CONTROLCCINVERSOR BANCO DE BATERIAS C. DIST. CAC. DIST. CDSISTEMA DE TIERRASSISTEMA FOTOVOLTAICO CARGAS EN CA Y CD 135Tecnologas sustentables innovadoras

Tipos de Instalacin de los Mdulos FV


SFV interconectado a Red

Los mdulos solares convierten la radiacin solar en electricidadEl inversor CD/CA convierte la energa y la pone en fase con la red.

La electricidad generada se usa en el sitio, si hay excedentes se inyecta a la red137Tecnologas sustentables innovadoras

ComercialesCentrales de GeneracinResidenciales

Aplicaciones de los SFV interconectados a la Red138Tecnologas sustentables innovadoras

Cunta energa produce un sistema fotovoltaico interconectado?Energa recibida: 5 kWh/m2 al daEficiencia de conversin: 10% - 18%Eficiencia del inversor superior al 95% + otras prdidas.1 kWp: 4 5 kWh CA al da. rea necesaria: 8 - 10 m2


Ejemplo: de qu tamao debe ser mi sistema FV?Consumo diario de Energa: 35.62 kWh1 kWp genera aprox. el 81%, es decir,4.3 kWh de energa en la Cd. de MxicoLa radiacin promedio en Cd. Mxico es de 5.3 hp (kWh/m2)ArregloEnergaAhorro250 Wp X1 kWp4.3 kWh8.3%4 pzas.2 kWp8.6 kWh16.6%8 pzas.3 kWp12.9 kWh24.8%12 pzas.8 kWp34.4 kWh96.6%32 pzas140Tecnologas sustentables innovadoras

Ejemplo: de qu tamao debe ser mi sistema FV?141Tecnologas sustentables innovadoras

Sistemas Fotovoltaicos en comunidades rurales


Implementacin de Sistema de Electrificacin FV de Viviendas y Escuelas Rurales 143Tecnologas sustentables innovadoras

Sistemas Fotovoltaicos implementados


Sistemas Fotovoltaicos implementados

Sistemas Fotovoltaicos en la Granja de Pejelagartos; Comalcalco, Tabasco.

Empresa de Rotomoldeo

ABIOSA145Tecnologas sustentables innovadoras

Estufas ecolgicas

Una estufa ecolgica es aquella que por sus caractersticas de diseo y materiales de construccin, consume menor cantidad de lea que los fogones tradicionales, debido a que la lea se quema mucho mejor combustin eficiente. La estufa ahorradora de lea es una alternativa sustentable que permite optimizar el uso de recursos forestales y mejorar la calidad de vida.


Problemtica

Inhalacin de humoMueren al ao alrededor de 1.5 millones de personas, principalmente mujeres y nios (OMS, 2007).

La combustin incompleta de la madera en fogones abiertos genera gases y partculas, lo cual da origen a una serie de enfermedades respiratorias. USO DE LEA


Funcionamiento y componentes de una estufa ecolgicaLa estructura de las estufas ahorradoras de lea consta de una base y del cuerpo de la estufa. Un esquema general de los componentes y la forma del cuerpo de una estufa ahorradora de lea* se muestra a continuacin:

1. Entrada de lea 2. Fogn o cmara de combustin 3. Hornilla secundaria 4. Hornilla terciaria 5. Conductos de calor y humo 6. Chimenea

*Fuente: Chvez Lpez, M. A. et al. 2005. Estufa ahorradora de lea. Depto. de Agroecologa. UACh. Mxico.148ESTACION DE PRUEBAS DE SISTEMAS ENERGETICOS RENOVABLES E IMPLEMENTACION EN COMUNIDADES DE ALTA MARGINACION EN CHIAPAS

ESTUFAS ECOLOGICAS149Estufa ecolgica EnerCha Caractersticas Tcnicas


INTRODUCCIN

COCINA Eco-ComunitariaTecnologas sustentables innovadoras

Tipos de estufas

Patsari.153Tecnologas sustentables innovadoras

Algunos datos sobre el crecimiento de las Energas Renovables y la necesidad de Ingenieros especialistas

Repblica Dominicana154Tecnologas sustentables innovadoras

VIVIENDA SUSTENTABLE


CONSEJOS PRCTICOS PARA LOS CONSUMIDORES

Conviene disponer de sistemas con acumulacin de agua caliente, evitando los sistemas de produccin instantnea.Cerrar bien los grifos y no dejarlos abiertos sin motivo.Ducharse mejor que baarse, se consume casi cuatro veces menos de agua.No dejar que los grifos goteen: 10 gotas de agua por minuto equivalen a 2.000 litros de agua desperdiciados al ao.Colocar en los grifos reductores de caudal o aireadores.Colocar reguladores de temperatura con termostato, puede suponer un ahorro energtico de un 5%.156


Dinmica: Tecnologas energticas sustentablesPor equipos, relacionen los conceptos con la definicin que le corresponde.157GRACIAS POR SU ATENCIN



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