Post on 29-Jun-2015
1
Claudia VALDERRAMA ULLOA E. VELÁZQUEZ ROMO
J.-R. PUIGGALI
UNA METODOLOGÍA DE DECISIÓN PARA UNA
EVOLUCIÓN SOSTENIBLE DE EDIFICIOS EXISTENTES
A DECISION METHODOLOGY FOR A SUSTAINABLE EVOLUTION OF EXISTING BUILDINGS
4th European Conference on Energy Efficiency and Sustainability in Architecture and Planning Donostía San Sebastián, Spain / 1-3 July 2013
2
UNIVERSIDADES
INVESTIGACIÓN
Bordeaux Institute of
Engineering and
Mecanics
Actores del estudio
Dirección de Extensión en
Construcción, centro de
investigación, desarrollo e innovación
en el sector construcción
Campus San Joaquín
Pontificia Universidad
Católica de Chile
Campus: Ciencias y Tecnologías,
Centro de recursos de Ingenieria y
Mantención Aeronáutica y
Departamento Universitario de Ciencias
de Agen
Campus Principal
Derecho, Ciencias
económicas y Gestión
Presentación del estudio
3
Presentación del estudio
CONTEXTO
METODOLOGÍA
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES 4
5
La problemática
CONTEXTO METODOLOGÍA
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
Campus de Ciencias y Tecnologías 120 hectáreas, 165.000m² de superfcie construida, 45 edificios, 9.500 usuarios
6
La problemática
CONTEXTO METODOLOGÍA
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
Campus de Ciencias y Tecnologías 120 hectáreas, 165.000m² de superfcie construida, 45 edificios, 9.500 usuarios
Usuarios / Usos Multiplicidad de exigencias energéticas y de confort
7
La problemática
CONTEXTO METODOLOGÍA
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
Campus de Ciencias y Tecnologías 120 hectáreas, 165.000m² de superfcie construida, 45 edificios, 9.500 usuarios
Leñ
a G
as
Elec
tric
idad
Elec
tric
idad
P
rod
ucc
ión
tér
mic
a
C
O
N
S
U
M
I
D
A
F
A
C
T
U
R
A
D
A
Energía En 2010, 55 GWh consumidas Singular sistema de abastecimiento energético
Usuarios / Usos Multiplicidad de exigencias energéticas y de confort
8
Meses de
Invierno Meses de
Transición
Meses de
Verano
GDU (°C)
Meses de
Invierno Meses de
Transición
Meses de
Verano
GDU (°C)
Consum
o n
orm
aliz
ado
Consum
o n
orm
aliz
ado
El comportamiento energético: Una relación entre:
clima, usos-usuarios y recursos
CONTEXTO METODOLOGÍA
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
I A D
E ENER
GIA
9
Meses de
Invierno Meses de
Transición
Meses de
Verano
GDU (°C)
Consumo de Gas
«Un comportamiento
Climático»
Meses de
Invierno Meses de
Transición
Meses de
Verano
GDU (°C)
Consum
o n
orm
aliz
ado
Consum
o n
orm
aliz
ado
y2010=0,04x+0,10
y2009=0,04x+0,25
y2008=0,04x+0,40
El comportamiento energético: Una relación entre:
clima, usos-usuarios y recursos
CONTEXTO METODOLOGÍA
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
I A D
E ENER
GIA
10
Meses de
Invierno Meses de
Transición
Meses de
Verano
GDU (°C)
Consumo de Electricidad
« Un comportamiento
individual »
Meses de
Invierno Meses de
Transición
Meses de
Verano
GDU (°C)
Consum
o n
orm
aliz
ado
Consum
o n
orm
aliz
ado
Climatización
Individual
Calefacción
Individual
Días hábiles
de verano
Uso de transición
Días hábiles de
invierno
Días no laborales
El comportamiento energético: Una relación entre:
clima, usos-usuarios y recursos
CONTEXTO METODOLOGÍA
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
I A D
E ENER
GIA
11
¿Qué es un indicador?
CONTEXTO METODOLOGÍA
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
Un indicador es un instrumento de medida que permite observar la evolucion
de un fenomeno en el tiempo y de compararlo con el objetivo esperado
En la
edific
ació
n
Eficiencia energética
(kWh/(m² x año))
Consumo de energía
(kWh/m²)
Factura energética
(kWh/año)
Datos primarios
Análisis
Indicador
Superficie
(m²)
Entrevistas / Monitoring Medidas
12
¿Qué es un indicador?
CONTEXTO METODOLOGÍA
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
Un indicador es un instrumento de medida que permite observar la evolucion
de un fenomeno en el tiempo y de compararlo con el objetivo esperado
En la
edific
ació
n
Escala de observación:
INTERVALOS ]50 – 500[
reglamentación local francesa
Eficiencia energética
(kWh/(m² x año))
Consumo de energía
(kWh/m²)
Factura energética
(kWh/año)
Datos primarios
Análisis
Indicador
Superficie
(m²)
Entrevistas / Monitoring Medidas
13
La evaluación técnica y económica Criterios de evaluación
CONTEXTO
METODOLOGÍA RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
14
Adaptación a
diferentes países
o contextos
La evaluación técnica y económica Criterios de evaluación
CONTEXTO
METODOLOGÍA RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
15
Definidos de:
certificaciones
internacionales,
valores
recomendados por la
OMS, encuestas a
expertos y/o
regulaciones locales
La evaluación técnica y económica Criterios de evaluación
CONTEXTO
METODOLOGÍA RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
16
La evaluación técnica y económica Criterios de evaluación
CONTEXTO
METODOLOGÍA RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
Normalización
Método OIA
(Collignan et al., 2011 ;
Quirante et al., 2011)
17
z1
z2
zi
zn
Z Y
y1
y2
yn
yi I Modelo de Interpretación Y Z
Funciones de normalización (Harrington, 1965)
yi
zi
0
Modelo de
Interpretación
CONTEXTO
METODOLOGÍA RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
A. Collignan, 2012 I A
D E EN
ERG
IA
18
z1
z2
zi
zn
Z Y
y1
y2
yn
yi I Modelo de Interpretación Y Z
Funciones de normalización (Harrington, 1965)
yi
zi
0
Modelo de
Interpretación
CONTEXTO
METODOLOGÍA RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
A. Collignan, 2012 I A
D E EN
ERG
IA
19
z1
z2
zi
zn
Z Y
y1
y2
yn
yi I Modelo de Interpretación Y Z
Funciones de normalización (Harrington, 1965)
yi
zi
0
1
Modelo de
Interpretación
CONTEXTO
METODOLOGÍA RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
A. Collignan, 2012
Variable de interpretación: Z (adimensional) Nivel de aceptabilidad entre 0,01 y 0,99
I A D
E ENER
GIA
20
z1
z2
z3
zi
zn
Z
A IPA1
IPAi
IPAm
Función de Agregación 1
Función de Agregación n
Función de Agregación i
IPA
Variable de Interpretación Indice Parcial de Aceptabilidad
(Sebastian et al., 2010)
A. Collignan, 2012
Modelo de
Agregación
CONTEXTO
METODOLOGÍA RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
I A D
E ENER
GIA
21
z1
z2
z3
zi
zn
Z
A IPA1
IPAi
IPAm
Función de Agregación 1
Función de Agregación n
Función de Agregación i
IPA
Variable de Interpretación Indice Parcial de Aceptabilidad
Agregación Continua(Yager, 2004)
(Sebastian et al., 2010)
A. Collignan, 2012
Modelo de
Agregación
CONTEXTO
METODOLOGÍA RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
I A D
E ENER
GIA
22
z1
z2
z3
zi
zn
Z
A IPA1
IPAi
IPAm
Función de Agregación 1
Función de Agregación n
Función de Agregación i
IPA
Variable de Interpretación Indice Parcial de Aceptabilidad Indice Global de Evaluación
Agregación Continua(Yager, 2004)
(Sebastian et al., 2010)
A. Collignan, 2012
Modelo de
Agregación
CONTEXTO
METODOLOGÍA RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
Nivel de compromiso (Scott, 1999)
I A D
E ENER
GIA
Escenarios -Pesimista -Optimista
-Intermedio
23
z1
z2
z3
zi
zn
Z
A IPA1
IPAi
IPAm
Función de Agregación 1
Función de Agregación n
Función de Agregación i
IPA
Variable de Interpretación Indice Parcial de Aceptabilidad Indice Global de Evaluación
Agregación Continua(Yager, 2004)
Matriz de jerarquización (Saaty, 1977)
(Sebastian et al., 2010)
A. Collignan, 2012
Modelo de
Agregación
CONTEXTO
METODOLOGÍA RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
Nivel de compromiso (Scott, 1999)
I A D
E ENER
GIA
Encuesta de apreciación de los:
Usuarios / Decidores /
Expertos, etc…….
24
z1
z2
z3
zi
zn
Z
A IGE
IPA1
IPAi
IPAm
Función de Agregación 1
Función de Agregación n
Función de Agregación i
IPA
Variable de Interpretación Indice Parcial de Aceptabilidad Indice Global de Evaluación
Agregación Continua(Yager, 2004)
Matriz de jerarquización (Saaty, 1977):
(Sebastian et al., 2010)
A. Collignan, 2012
Modelo de
Agregación
CONTEXTO
METODOLOGÍA RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
Nivel de compromiso (Scott, 1999)
I A D
E ENER
GIA
Función de Agregación
25
IGE E VE
Reducción de la demanda Nuevas necesidades energéticas Análisis Económico
Modelo
Económico
CONTEXTO
METODOLOGÍA RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
Calefacción
Electricidad
Envolvente
Sensibilización usuarios
Gestión de la demanda
Costos de una renovación
Economía de energía
Progresión del costo de
la energía
I A D
E ENER
GIA
D
E
C
I
S
I
Ó
N
26
IGE
D Decisión Preliminar Técnica y Económica Decisión Final
Modelo de Decisión
Económico
CONTEXTO
METODOLOGÍA RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
Explotar
Rehabilitar
Comportamiento del edificio
Evaluación energética
Satisfacción de los usuarios
Ret
roal
imen
taci
ón
VE
Demoler Sensibilización de los usuarios
Edif
icio
s re
pre
sen
tati
vos
CA
MP
US
UN
IVER
SITA
RIO
I A D
E ENER
GIA
27
Ejemplo
Edificio de Investigación
CONTEXTO
METODOLOGÍA
RESULTADOS Y DISCUSIÓN CONCLUSIONES
Construido en 1966
Superficie útil 11.069
m²
6 niveles
550 visitantes, de los
cuales 241 son
permanentes
X Es uno de los
edificios con más
consumo energético
S
O N
E
28
Ejemplo: Edificio de Investigación Variables de observación y de interpretación
CONTEXTO
METODOLOGÍA
RESULTADOS Y DISCUSIÓN CONCLUSIONES
Consumo de gas y
electricidad
Cantidad de emisiones
de CO2
Variable de Observación Función de normalización
29
Ejemplo: Edificio de Investigación Variables de observación y de interpretación
CONTEXTO
METODOLOGÍA
RESULTADOS Y DISCUSIÓN CONCLUSIONES
Consumo de gas y
electricidad
Producción de EnR
Cantidad de emisiones
de CO2
Satisfacción olfativa
Satisfacción higrotérmica
Variable de Observación Función de normalización
30
Ejemplo: Edificio de Investigación Variables de observación y de interpretación
CONTEXTO
METODOLOGÍA
RESULTADOS Y DISCUSIÓN CONCLUSIONES
Consumo de gas y
electricidad
Producción de EnR
Distancia (max) a las
vistas
Cantidad de emisiones
de CO2
Satisfacción olfativa
Cantidad de vistas
Nivel de ruido
Cantidad de iluminación
Velocidad del aire interior
Temperatura interior
Humedad relativa
Satisfacción higrotérmica
Variable de Observación Función de normalización
31
Energía: Z1 = 0,10
EnR: Z2 = 0,01
Emisiones de CO2: Z3 = 0,81
C. Acústico: Z6 = 0,01
C. Higrotérmico: Z7 = 0,55
C. Visual: Z5 = 0,66
C. Olfativo: Z4 = 0,95
Ejemplo: Edificio de Investigación Variables de observación y de interpretación
CONTEXTO
METODOLOGÍA
RESULTADOS Y DISCUSIÓN CONCLUSIONES
Consumo de gas y
electricidad
Producción de EnR
Distancia (max) a las
vistas
Cantidad de emisiones
de CO2
Satisfacción olfativa
Cantidad de vistas
Nivel de ruido
Cantidad de iluminación
Velocidad del aire interior
Temperatura interior
Humedad relativa
Satisfacción higrotérmica
Variable de Observación Apreciación de los Variables de Interpretación Usuarios
32
Energía: Z1 = 0,10
EnR: Z2 = 0,01
Emisiones de CO2: Z3 = 0,81
C. Acústico: Z6 = 0,01
C. Higrotérmico: Z7 = 0,55
C. Visual: Z5 = 0,66
C. Olfativo: Z4 = 0,95
Ejemplo: Edificio de Investigación Variables de observación y de interpretación
CONTEXTO
METODOLOGÍA
RESULTADOS Y DISCUSIÓN CONCLUSIONES
Consumo de gas y
electricidad
Producción de EnR
Distancia (max) a las
vistas
Cantidad de emisiones
de CO2
Satisfacción olfativa
Cantidad de vistas
Nivel de ruido
Cantidad de iluminación
Velocidad del aire interior
Temperatura interior
Humedad relativa
Satisfacción higrotérmica
w1=35%
w2=13%
w3=9%
w4=1%
w5=10%
w6=8%
w7=24%
Variable de Observación Apreciación de los Variables de Interpretación Usuarios
33
Ejemplo: Edificio de Investigación Indice Parcial de Aceptabilidad y Decisión Técnica
CONTEXTO
METODOLOGÍA
RESULTADOS Y DISCUSIÓN CONCLUSIONES
IPAECONÓMICO
0,04
IPAMEDIOAMBIENTAL
0,07
IPASOCIAL
0,21
w’E=35%
w’M=22%
w’S=43%
IGE
12%
Indice Apreciación Indice Parcial de de los Usuarios Global de Aceptabilidad Evaluación
Energía: Z1 = 0,10
EnR: Z2 = 0,01
Emisiones de CO2: Z3 = 0,81
C. Acústico: Z6 = 0,01
C. Higrotérmico: Z7 = 0,55
C. Visual: Z5 = 0,66
C. Olfativo: Z4 = 0,95
w1=35%
w2=13%
w3=9%
w4=1%
w5=10%
w6=8%
w7=24%
Apreciación de los Variables de Interpretación Usuarios
34
Ejemplo: Edificio de Investigación Evaluación económica
CONTEXTO
METODOLOGÍA
RESULTADOS Y DISCUSIÓN CONCLUSIONES
Envolvente
optimizada
Re
du
cció
n d
e la
de
man
da
35
ATENUAR DISMINUIR
Ejemplo: Edificio de Investigación Evaluación económica
CONTEXTO
METODOLOGÍA
RESULTADOS Y DISCUSIÓN CONCLUSIONES
Envolvente
optimizada
Gestión del consumo e
intermitencia
Re
du
cció
n d
e la
de
man
da
36
Ejemplo: Edificio de Investigación Evaluación económica
CONTEXTO
METODOLOGÍA
RESULTADOS Y DISCUSIÓN CONCLUSIONES
Envolvente
optimizada
Gestión del consumo e
intermitencia
Comportamiento
de los usuarios
Re
du
cció
n d
e la
de
man
da
“Un pequeño gesto una gran economía”
37
ENERGIA
Consumo (kWh/año.m²) Costos del consumo (€/año)
Actual Optimizado Actual Optimizado
Electricidad 143 142 78.842 77.673
Gas 128 60 49.459 23.184
Totales 271 202 128.301 100.857
Ahorro de energía anual (€) 27.444
Costos de renovación (€) 1.964.011
Tasa anual de actualización (%)
Progresión costo de la energía (%)
2,3
3,0
Nuevas necesidades energéticas
Ejemplo: Edificio de Investigación Decisión económica
CONTEXTO
METODOLOGÍA
RESULTADOS Y DISCUSIÓN CONCLUSIONES
38
ENERGIA
Consumo (kWh/año.m²) Costos del consumo (€/año)
Actual Optimizado Actual Optimizado
Electricidad 143 142 78.842 77.673
Gas 128 60 49.459 23.184
Totales 271 202 128.301 100.857
Ahorro de energía anual (€) 27.444
Costos de renovación (€) 1.964.011
Tasa anual de actualización (%)
Progresión costo de la energía (%)
2,3
3,0
Nuevas necesidades energéticas
Ejemplo: Edificio de Investigación Decisión económica
CONTEXTO
METODOLOGÍA
RESULTADOS Y DISCUSIÓN CONCLUSIONES
39
ENERGIA
Consumo (kWh/año.m²) Costos del consumo (€/año)
Actual Optimizado Actual Optimizado
Electricidad 143 142 78.842 77.673
Gas 128 60 49.459 23.184
Totales 271 202 128.301 100.857
Ahorro de energía anual (€) 27.444
Costos de renovación (€) 1.964.011
Tasa anual de actualización (%)
Progresión costo de la energía (%)
2,3
3,0
Nuevas necesidades energéticas
Ejemplo: Edificio de Investigación Decisión económica
CONTEXTO
METODOLOGÍA
RESULTADOS Y DISCUSIÓN CONCLUSIONES
Evaluación técnica (IGE) MUY MALA (12%)
Evaluación económica (VE) SIN RECUPERACIÓN (VAN <0)
40
Unas últimas reflexiones
CONTEXTO
METODOLOGÍA
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
- Los indicadores mejor apreciados por los usuarios no
son los que tienen mejores resultados
- Una innovación es la incorporación del usuario a través
de la valorización de los indicadores y en el trabajo de
sensibilización sobre el consumo energético
- El método de decisión puede ser adaptado a distintos
contextos al adecuar el proceso de observación del nivel
macro y los intervalos de normalización
- Finalmente para que las reducciones de consumos
energéticos perduren en el tiempo las estrategias
necesitan ser planteadas como un compromiso que
involucre a toda la comunidad
- Perspectivas………… Método de decisión evolutivo
41
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
UNA METODOLOGÍA DE DECISIÓN PARA UNA
EVOLUCIÓN SOSTENIBLE DE EDIFICIOS EXISTENTES
A DECISION METHODOLOGY FOR A SUSTAINABLE EVOLUTION OF EXISTING BUILDINGS
4th European Conference on Energy Efficiency and Sustainability in Architecture and Planning Donostía San Sebastián, Spain / 1-3 July 2013