Existe la idea errónea de que construir de forma ecológica significa asumir mayores costos para proteger el medio ambiente. De hecho, el diseño ecológico es una excelente decisión financiera: reduce el costo de propiedad de un edificio durante su vida útil y al mismo tiempo reduce su huella ambiental.
La construcción sustentable mejora la imagen corporativa y es más probable que las empresas atraigan clientes que dan alta prioridad a la sostenibilidad. En el caso de los promotores inmobiliarios, un edificio ecológico resultará atractivo para los inquilinos que compartan estos valores.
Este artículo describirá 20 características de diseño ecológico para edificios que reducen las emisiones y los desechos y al mismo tiempo ofrecen un atractivo retorno de la inversión. Para cada característica de diseño ecológico descrita, proporcionaremos información general sobre el costo, los requisitos de espacio, los ahorros y el período de recuperación. Tenga en cuenta que estas son estimaciones amplias y los costos del proyecto pueden variar según las condiciones de construcción.
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Para describir el desempeño de las características de diseño ecológico, asumiremos un edificio de departamentos de 100,000 pies cuadrados con las siguientes características:
Las facturas de gas, electricidad y agua suman $42,600/mes, o $511,200/año.
1. Cogeneración
Nivel exótico: 5/5
Costo: 1,4 millones de dólares (microturbina de 200 kW, costo de material 3.000 dólares/kW, costo total instalado 7.000 dólares/kW)
Requisito de espacio: Sala 400m2
Ahorro de energía: $195,000/año
Recuperación de la inversión: 7-8 años
La cogeneración también se conoce como combinación de calor y energía (CHP) , y consiste en producir electricidad y calor simultáneamente. Muchos métodos de generación liberan calor como producto secundario, que normalmente se desperdicia. Sin embargo, este calor se puede recuperar y utilizar para aplicaciones como calefacción de espacios, calentamiento de agua y procesos industriales.
Los equipos de cogeneración se pueden clasificar en dos tipos principales: microturbinas y motores alternativos. Ambos dependen de la combustión de gas natural para impulsar el generador y el calor se recupera del agua de refrigeración del motor y de los gases de escape.
| PROS | CONTRAS |
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1) Menores gastos de electricidad y calefacción en comparación con una dependencia del 100% de los servicios públicos. 2) El sistema de cogeneración se puede utilizar como generador de emergencia, combinando dos equipos en uno. |
1) Sistema complejo y costoso. 2) Sólo viable en instalaciones que requieran mucha calefacción. Si este no es el caso, recurrir a los servicios públicos puede resultar más barato. |
Hoteles y hospitales son algunos ejemplos de tipos de edificios donde la cogeneración es viable. También es posible accionar una enfriadora de absorción con calor residual, implementando un concepto llamado trigeneración: electricidad, calefacción y refrigeración simultáneamente.
2. Pilas de combustible
Nivel exótico: 5/5
Costo: Costo típico $2 millones, $1,46 millones después del crédito fiscal federal del 26 % (unidad de 200 kW, costo de material de $8000/kW, costo de instalación de $10 000/kW)
Requisito de espacio: normalmente menos de 200 pies cuadrados.
Ahorro de energía: US$180.000/año
Recuperación de la inversión: 8 años
Las pilas de combustible producen electricidad y calor a partir de una reacción química y algunos tipos también pueden utilizarse como dispositivos de almacenamiento de energía. Al igual que los sistemas de cogeneración, las pilas de combustible son rentables cuando la producción de calor y electricidad se puede utilizar de forma continua.
A diferencia de las baterías, que contienen reactivos que producen electricidad, las pilas de combustible utilizan una fuente externa y no pueden "descargarse". La reacción puede continuar indefinidamente mientras se suministren reactivos.
| PROS | CONTRAS |
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1) Compacto y ligero. 2) Algunos tipos pueden utilizarse para el almacenamiento de energía, complementando sistemas de energía renovable con producción variable (paneles solares y aerogeneradores). |
1) La viabilidad financiera puede verse afectada si los precios del combustible se vuelven volátiles. 2) El mantenimiento es complejo y requiere mano de obra especializada. |
Hay muchas composiciones de pilas de combustible y dos tipos emergentes son muy prometedores: las pilas de combustible de óxido sólido (SOFC) y las pilas de combustible de hidrógeno. Bloom Energy Server es un ejemplo de SOFC disponible comercialmente, que ha sido utilizado con éxito por gigantes tecnológicos como Google, Yahoo y eBay.
3. Paneles solares fotovoltaicos
Nivel exótico: 3/5
Costo: $400,000 para un sistema de 120 kW (alrededor de $296,000 después del crédito fiscal del 26%)
Requisito de espacio: Aproximadamente 10,000 pies cuadrados de área de techo (12 vatios/pie cuadrado de área de techo)
Ahorro de energía: $44,000 por año
Recuperación de la inversión: de 6 a 7 años, puede ser menor con incentivos estatales o de empresas de servicios públicos
Un sistema de energía solar puede ser una excelente inversión, especialmente si tienes un edificio con mucha área de cobertura. Los paneles solares de calidad suelen venir con una garantía de 10 años contra defectos de fabricación y una garantía de 25 años contra pérdida de generación, que se aplica si la productividad cae por debajo del 80% antes de los 25 años. Algunos fabricantes pueden ofrecer términos de garantía mejorados.
EE.UU. ofrece un crédito fiscal federal del 26% para paneles solares en todos los estados, que estará disponible hasta finales de 2022.
- En otras palabras, los hogares y las empresas pueden deducir $260 de sus impuestos federales por cada $1,000 invertidos en energía solar.
- El crédito fiscal se reducirá al 22% en 2023 y en 2024 bajará al 10% para las empresas y al 0% para los propietarios de viviendas.
- El crédito fiscal federal se puede combinar con programas de reembolso locales y créditos fiscales estatales, lo que hace que la energía solar sea aún más asequible.
El techo solar de Tesla es una innovación prometedora que añade células solares a las tejas. Son costosos de usar en edificios existentes , ya que es necesario reemplazar el techo. Sin embargo, el concepto es viable en construcciones nuevas, donde de todos modos existe un costo básico de cobertura.
| PROS | CONTRAS |
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1) El periodo de recuperación de la inversión de los paneles solares representa sólo una pequeña fracción de su vida útil. Tu ROI está garantizado gracias a la garantía. 2) Mantenimiento sencillo, donde el principal requisito es mantener las superficies de los paneles limpias y libres de sombras. 3) Puede ser elegible para recibir incentivos del gobierno o de las empresas de servicios públicos. |
1) La generación de energía depende de la luz solar. Cesa por la noche y disminuye drásticamente en tiempo nublado. 2) Encontrar espacio puede ser una limitación en algunos edificios, debido a los permisos del Departamento de Bomberos y al equipo mecánico del techo. |
4. Colectores solares térmicos
Nivel exótico: 2/5
Costo: $200,000 ($2,000 por hogar), $148,000 después del crédito fiscal federal del 26%
Requisito de espacio: 10,000 pies cuadrados de área de cobertura (igual que los paneles solares)
Ahorro de energía: $20,000 por año
Recuperación de la inversión: 7-8 años
Un colector solar es una alternativa viable a los paneles fotovoltaicos, con menor ahorro, pero también con un menor coste inicial. En este caso, la radiación solar se utiliza para calentar agua en lugar de generar electricidad.
Cuando un edificio tiene colectores solares, los ocupantes pueden depender menos de calentadores de agua eléctricos o de gas. Puede haber un costo de bombeo menor en edificios más altos ya que el agua tiene que llegar al techo, pero es mucho menor que el costo continuo de un calentador de agua.
| PROS | CONTRAS |
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1) Financieramente viable: Proporciona calefacción gratuita cuando hay luz solar disponible. 2) Instalación y mantenimiento sencillos. |
1) Sin calefacción por la noche y eficacia limitada durante el invierno. Necesita otro sistema de calefacción como respaldo. 2) Compite con los paneles solares por el área de cobertura. Si el espacio es una limitación, los paneles solares tienden a ofrecer un mejor retorno de la inversión. |
5. Planta de refrigeración central
Nivel exótico: 3/5
Costo: 2 millones de dólares EE.UU.
Requisito de espacio: 1,500 pies cuadrados. sala de estar
Ahorro de energía: $187,800 por año
Recuperación de la inversión: 10-15 años
Los enfriadores se encuentran entre los sistemas de aire acondicionado más eficientes para edificios, especialmente los enfriadores enfriados por agua conectados a torres de enfriamiento. Algunas unidades modernas incluso están equipadas con IA y pueden ajustar dinámicamente su salida de refrigeración para satisfacer las necesidades del edificio.
Las plantas de refrigeración pueden lograr importantes economías de escala concentrando el aire acondicionado en un solo lugar y haciéndolo lo más eficiente energéticamente posible. La refrigeración del espacio se logra con circuitos de tuberías hidrónicas y fan coils, y el sistema se vuelve aún más eficiente cuando las bombas y los ventiladores se controlan mediante variadores de frecuencia (VFD).
| PROS | CONTRAS |
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1) Las plantas de refrigeración proporcionan una de las opciones de aire acondicionado más eficientes. 2) Lograr sinergia con otras medidas de eficiencia energética como unidades VFD para ventiladores y bombas hidrónicas. |
1) Alto costo inicial y requiere área dedicada para enfriadores y sus sistemas complementarios. 2) Un diseño centralizado significa que todo el edificio puede funcionar sin aire acondicionado si falla un componente clave. |
6. Calefacción y refrigeración geotérmica
Nivel exótico: 4/5
Costo: $3.33 millones, $3 millones después del 10% de crédito fiscal federal ($10,000 por tonelada de capacidad, 300 pies cuadrados por tonelada, un pozo por tonelada, 333 toneladas para este edificio)
Requisito de espacio: Igual que un refrigerador, una caldera o un horno convencional.
Ahorro de energía: $105,000 por año
Recuperación de la inversión: 18-25 años
El suelo es un excelente disipador de calor durante el verano y una fuente de calor durante el invierno. Las bombas de calor geotérmicas aprovechan esto, proporcionando calefacción y refrigeración a edificios con un consumo de kWh menor que otros sistemas.
La calefacción y refrigeración interior se logra con tuberías hidrónicas, unidades de tratamiento de aire (AHU) y conductos. La bomba de calor geotérmica utiliza un circuito de agua secundario que va bajo tierra para recolectar o rechazar el calor según sea necesario.
| PROS | CONTRAS |
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1) Las bombas de calor geotérmicas se encuentran entre los sistemas de calefacción y refrigeración más eficientes para el interior de edificios. 2) Puede proporcionar calefacción por el mismo coste que el gas natural (o incluso menos), eliminando al mismo tiempo las emisiones asociadas. 3) El campo de pozo elimina la necesidad de una torre de enfriamiento y una caldera. |
1) Sistema costoso que requiere mantenimiento especializado. 2) No todos los edificios cuentan con condiciones subterráneas adecuadas para una bomba de calor geotérmica. 3) Perforar pozos de tuberías de 200 pies de profundidad en lugar de una simple torre de enfriamiento y una caldera es una alternativa más costosa. 4) Los pozos geotérmicos deben estar espaciados aproximadamente a 15 pies, por lo que un campo de pozos para manejar este edificio es aproximadamente del tamaño de un campo de fútbol. |
7. Recolección de agua de lluvia
Nivel exótico: 3/5
Costo: $30,000 por un sistema de 10,000 galones
Requisito de espacio: Tanque de 10,000 galones, 141” de diámetro y 160” de altura
Ahorro de agua: $3,200 por año
Recuperación de la inversión: 9-10 años
La humanidad ha estado recolectando agua de lluvia durante siglos, pero el concepto ha ganado más importancia en el mundo moderno, especialmente en lugares con suministros de agua limitados. La recolección de agua de lluvia requiere un método de recolección y un sistema de almacenamiento, y toda el agua retenida se resta de su factura de electricidad.
En áreas densamente pobladas como Nueva York, la recolección de agua de lluvia también reduce el volumen de agua que se mueve a través de las alcantarillas durante una tormenta, lo que previene derrames. Un solo edificio con recolección de agua de lluvia no tiene un gran impacto, pero el efecto aumenta cuando muchos propietarios lo implementan.
| PROS | CONTRAS |
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1) Suministro gratuito de agua. 2) Reducir la descarga de agua tratada de las alcantarillas durante una tormenta. 3) Modernizar las propiedades existentes utilizando agua de lluvia es relativamente sencillo. |
1) No proporciona un suministro continuo de agua durante todo el año, ya que depende de las precipitaciones. |
8. Reciclaje de aguas grises y negras
Nivel exótico: 4/5
Costo: $200,000 ($2,000 por hogar)
Requisito de espacio: Un tanque de 250 galones por hogar, 36” de diámetro y 66” de altura
Ahorro de agua: US$20.000
Recuperación de la inversión: 10-12 años
Los conceptos de aguas grises y aguas negras se utilizan para describir el agua que ha sido utilizada previamente en instalaciones de fontanería. Las aguas negras incluyen el agua de todos los equipos, mientras que las aguas grises excluyen el agua descargada de los inodoros.
Aunque las aguas grises están contaminadas con agentes de limpieza y grasa, se pueden recolectar para fines como la descarga de inodoros o el riego exterior. Las aguas negras también se pueden reciclar para algunos fines, pero requieren un tratamiento especial.
| PROS | CONTRAS |
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1) Reducción de las facturas de agua: se toma menos agua del suministro municipal cuando la misma agua se utiliza para múltiples propósitos. 2) Descongestionar las aguas residuales públicas. |
1) Puede no ser práctico en propiedades existentes donde las aguas grises no están separadas de las aguas negras. 2) El reciclaje de aguas negras requiere un sistema de tratamiento costoso. |
La separación de aguas grises y negras es más fácil en construcciones nuevas ya que no se ha instalado el sistema de plomería. El reciclaje de agua es más desafiante en los edificios existentes, especialmente si el agua descargada de todos los equipos se combina con la descarga de los inodoros.
9. Iluminación LED
Nivel exótico: 1/5
Costo: $102,000
Requisito de espacio: No hay espacio adicional, reemplaza las lámparas y accesorios existentes
Ahorro de energía: $39,000 por año
Recuperación de la inversión: 2-3 años
La iluminación LED se encuentra entre las mejoras de edificios más rentables y ofrece una rápida amortización y una larga vida útil. Además, el ahorro en iluminación se resta de la carga de refrigeración de la habitación, ahorrando en aire acondicionado. Las bombillas LED también ofrecen una vida útil mucho más larga que las bombillas incandescentes, fluorescentes y HID, lo que significa que los reemplazos son menos frecuentes.
| PROS | CONTRAS |
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1) Enormes ahorros de electricidad: 30-50% menos que los fluorescentes, 50-80% menos que los HID, 80-90% menos que los incandescentes. 2) Reducción de la carga de refrigeración para equipos de aire acondicionado y refrigeración. 3) Larga vida útil y bajo mantenimiento. |
1) Alto costo inicial. 2) Algunas personas prefieren el brillo cálido de las luces incandescentes y halógenas, pero esto se puede solucionar con LED que las imiten. |
10. Luz natural
Nivel exótico: 3/5
Costo: $10,000 por cinco tragaluces en el piso de arriba
Requisito de espacio: sin espacio adicional
Ahorro de energía: $2,600 por año
Recuperación de la inversión: 3-4 años
Los LED proporcionan iluminación de bajo costo, pero sólo la luz del sol es gratuita. La iluminación natural consiste en maximizar el aprovechamiento interno de la luz solar, evitando sus dos efectos negativos:
- Deslumbramiento, que es la limitación visual que se produce cuando el sol es visible directamente.
- Calefacción solar, que aumenta la carga de los equipos de aire acondicionado.
El deslumbramiento y la calefacción solar se pueden controlar optimizando la ubicación de las ventanas, y los tragaluces se pueden utilizar en edificios de un solo piso o en los niveles superiores de edificios de varios pisos.
| PROS | CONTRAS |
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1) Iluminación libre. 2) Las ventanas y tragaluces tienen requisitos de mantenimiento muy sencillos. |
1) No disponible por la noche. 2) Potencial de deslumbramiento y calentamiento solar no deseado. |
11. Controles de iluminación con detección de ocupación
Nivel exótico: 2/5
Costo: $4,500 por 30 sensores para todo el edificio ($150 cada uno)
Requisito de espacio: Mínimo, del mismo tamaño que los detectores de humo y los interruptores de pared.
Ahorro de energía: $5,250 por año
Recuperación de la inversión: menos de un año
La iluminación LED a veces tiene un efecto rebote. Como los ocupantes son conscientes de que las luces son más eficientes, pueden volverse descuidados y dejarlas encendidas con más frecuencia. Los sensores de ocupación pueden resolver este problema asegurándose de que las luces estén encendidas sólo cuando sea necesario.
| PROS | CONTRAS |
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1) Sinergia con la iluminación LED, potenciando los ahorros conseguidos. 2) Los ocupantes no tienen que preocuparse por encender y apagar las luces. |
1) Incrementa el costo de los sistemas de iluminación. 2) Pueden surgir problemas de compatibilidad cuando se utilizan muchos tipos de iluminación. |
Los sensores de ocupación se pueden combinar con otros controles de iluminación para lograr un mayor ahorro de energía. Por ejemplo, se pueden complementar con sistemas de atenuación que respondan a la luz del día: las luces solo se utilizan a pleno brillo cuando no hay iluminación natural.
12. Casa Pasiva
Nivel exótico: 5/5
Costo: Un 10% adicional del costo total de construcción, $3.62 millones por 100,000 pies cuadrados. construcción
Requisito de espacio: el tamaño del edificio no se ve afectado
Ahorro de energía: $333,000 por año
Recuperación de la inversión: 10-15 años
La construcción de casas pasivas proviene de Alemania (Passivhaus), pero se aplica a todo tipo de edificios, a pesar de la palabra “casa”. La construcción de casas pasivas se basa en maximizar la ventilación natural y utilizar aislamiento de alto rendimiento para reducir significativamente los gastos de HVAC o eliminarlos por completo.
La construcción de casas pasivas también optimiza el efecto de la calefacción solar, previniéndola durante el verano y maximizándola durante el invierno. Cualquier sistema HVAC utilizado se combina con medidas de recuperación de energía para reducir aún más los costos operativos.
| PROS | CONTRAS |
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1) Gran ahorro energético, que puede superar el 75% respecto a los edificios convencionales. 2) Excede el nivel de rendimiento requerido por la mayoría de los códigos de energía. |
1) Encarece el proyecto de construcción entre un 5 y un 10%. 2) Uso limitado en edificios existentes, ya que los alrededores ya están construidos. |
13. Ventilación con recuperación de energía.
Nivel exótico: 3/5
Costo: $150,000 ($1,500 por hogar)
Requisito de espacio: Mínimo, instalado en conductos de aire.
Ahorro de energía: $34,000 por año
Recuperación de la inversión: 4-5 años
El aire interior debe renovarse constantemente para mantener unas condiciones de ocupación adecuadas. Sin embargo, existe un costo de energía cuando el aire exterior reemplaza el aire interior.
- Durante el verano, el aire de entrada suele ser más caliente y húmedo que el aire de salida.
- En invierno ocurre lo contrario: el aire aspirado es más frío y seco.
Se puede ahorrar algo de energía intercambiando calor y humedad entre ambos flujos de aire, lo que reduce la carga de HVAC. Este concepto se llama ventilación con recuperación de energía y hay dos tipos : la ventilación con recuperación de alimentos (HRV) intercambia solo calor, mientras que la ventilación con recuperación de entalpía (ERV) intercambia calor y humedad.
| PROS | CONTRAS |
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1) Cumplir con las mismas cargas de calefacción y refrigeración con menores costos operativos de HVAC. 2) Ahorro en electricidad y gas. |
1) Efectivo sólo bajo ciertas condiciones climáticas. 2) El mantenimiento se vuelve más complejo. |
14. Instalaciones hidráulicas de bajo caudal
Nivel exótico: 1/5
Costo: $90,000
Requisito de espacio: Sin espacio adicional, reemplazan el equipo existente.
Ahorro de energía: $13,500 por año
Recuperación de la inversión: 7-10 años
Ahorrar agua no sólo reduce la factura correspondiente, sino también el coste operativo del sistema de agua caliente. La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. administra el programa de etiquetado WaterSense, que promueve el uso de accesorios de plomería de bajo flujo .
Una forma rápida de reducir el consumo de agua es actualizar su plomería a sus versiones eficientes. Además, no es necesario modificar tuberías empotradas en paredes o losas.
| PROS | CONTRAS |
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1) Reducción de las facturas de agua y gastos de calefacción. 2) También se ahorra en bombeo si el edificio dispone de bomba de refuerzo. |
1) Si los accesorios y las tuberías existentes son muy antiguos, el procedimiento de sustitución puede dañar las tuberías. |
15. Microturbina eólica
Nivel exótico: 5/5
Costo: $400,000 por una turbina de 100 kW instalada ($296,000 después del crédito fiscal federal)
Requisito de espacio: 3000 – 4000 pies cuadrados de espacio libre alrededor de la turbina
Ahorro de energía: $43,800 por año
Recuperación de la inversión: 7-10 años
Si bien los paneles solares son más fáciles de instalar y mantener, la energía eólica puede ser rentable si el sitio tiene las condiciones adecuadas. Como fuente de energía renovable, la energía eólica también se beneficia de incentivos.
La mayoría de las propiedades no tienen suficiente espacio para una turbina eólica a gran escala. Sin embargo, tiene sentido utilizar una unidad más grande en lugar de muchas unidades más pequeñas:
- Una sola turbina da como resultado un menor costo por kilovatio (economías de escala).
- La generación de electricidad mejora con una torre más alta ya que el flujo de aire es más estable a medida que aumenta la altura.
- Por otro lado, las turbinas más pequeñas están cerca del suelo y son susceptibles a las turbulencias causadas por árboles y edificios.
| PROS | CONTRAS |
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1) Ahorro de electricidad, costo de generación cero después del período de recuperación. 2) Puede ser elegible para recibir incentivos del gobierno o de las empresas de servicios públicos. 3) La energía eólica complementa la energía solar, ya que depende de un aporte energético diferente. |
1) Exigente en cuanto a las condiciones del sitio. No todas las propiedades son aptas para la energía eólica. 2) Los vecinos pueden estar preocupados por el ruido o el impacto visual. 3) Mantenimiento más complejo que la energía solar. |
16. Filtración de aire HEPA
Nivel exótico: 3/5
Costo: $45,000
Requisito de espacio: carcasas de filtro un 30 % más grandes en cualquier entrada de aire externa
Ahorro energético: No aplicable, ya que el objetivo es mejorar la calidad del aire.
Devolución: No aplicable.
HEPA significa aire de partículas de alta eficiencia o retención de partículas de alta eficiencia. Estos filtros son muy eficaces y capturan el 99,97% de las partículas de 0,3 micrones de tamaño o más. Pueden eliminar gérmenes y contaminantes del aire, mejorando la calidad del aire interior.
| PROS | CONTRAS |
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1) Fácil de instalar y compatible con muchos tipos de equipos HVAC. 2) Contribuye a la salud de los ocupantes eliminando partículas nocivas. |
1) Provoca un ligero aumento de la potencia requerida del ventilador, ya que el propio filtro provoca una caída de la presión del aire. |
17. Cambio de carga eléctrica máxima
Nivel exótico: 4/5
Costo: $200,000
Requisito de espacio: 5' x 5' para un sistema de 100 kW
Ahorro de energía: $24,000 por año
Recuperación de la inversión: 8-9 años
Dependiendo de cómo esté estructurada su factura de energía, cambiar su carga eléctrica puede reducir el monto facturado, incluso si su consumo total de kilovatios-hora sigue siendo el mismo.
- Algunas tarifas de electricidad tenían precios más altos por kWh durante las horas de mayor demanda. Si este es tu caso, tu factura energética se puede reducir trasladando el consumo a las horas valle.
- A los grandes consumidores se les cobra la demanda medida más alta en el período de facturación , independientemente de cuándo ocurra. En estos casos, se debe monitorear continuamente la demanda para evitar picos de consumo.
Hay muchas formas de reducir los picos de demanda. Las cargas que no son urgentes pueden simplemente apagarse y los sistemas de almacenamiento de energía pueden ayudar a alimentar las cargas necesarias. Tenga en cuenta que los picos de consumo eléctrico no se facturan si se abastecen con recursos energéticos internos:
- Las baterías se pueden utilizar para alimentar cargas eléctricas.
- El almacenamiento de hielo se puede utilizar para enfriar y apagar sistemas de refrigeración y aire acondicionado durante las horas pico de demanda.
| PROS | CONTRAS |
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1) Reducir las facturas de electricidad, incluso si el consumo total de energía sigue siendo el mismo. 2) Los sistemas de reducción de picos también se pueden utilizar a menudo como almacenamiento de energía. |
1) Sólo es posible con determinadas tarifas. El cambio de carga solo proporciona ahorros cuando hay tarifas según la hora del día o cargos por demanda máxima. |
18. Ventilación controlada por CO2
Nivel exótico: 3/5
Costo: $233,000
Requisito de espacio: Mínimo, implica agregar sensores compactos y dispositivos de control
Ahorro de energía: $47,500 por año
Recuperación de la inversión: 4-5 años
Los sistemas de ventilación suelen diseñarse en función de dos valores: los metros cuadrados y el número de ocupantes. Esto significa que el flujo de aire total en pies cúbicos por minuto (cfm) se basa en cfm/sf y cfm/persona. Sin embargo, muchos sistemas de ventilación mantienen el máximo flujo de aire incluso cuando el área atendida no está llena, lo que representa un desperdicio de energía.
Como el metabolismo humano produce dióxido de carbono, la ocupación puede correlacionarse con la concentración de CO2 en el aire. La ventilación se puede controlar con sensores de CO2, lo que reduce el flujo de aire según la ocupación para ahorrar energía.
| PROS | CONTRAS |
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1) Reducción del consumo eléctrico de los sistemas de ventilación. 2) La calidad del aire interior no se ve afectada ya que se mantiene el flujo de aire proyectado por persona. |
1) Mayor costo inicial en comparación con un sistema de ventilación convencional. 2) Los dispositivos de control provocan cierta distorsión en el suministro de energía (armónicos). |
19. Modo economizador para aire acondicionado
Nivel exótico: 3/5
Costo: $50,000
Requisito de espacio: Duplica el tamaño de cada controlador de aire con conductos y controles.
Ahorro de energía: $19,500 por año
Recuperación de la inversión: 2-3 años
En algunas zonas climáticas, las condiciones climáticas son propicias para el “aire acondicionado gratuito” durante algunas épocas del año. En estos casos, un suministro constante de aire exterior tiene el mismo efecto que el aire acondicionado y se pueden apagar los compresores para ahorrar energía. Aunque hay un aumento en la potencia del ventilador, el ahorro en refrigeración por aire es mucho mayor.
Este modo de operación está disponible cuando el sistema HVAC tiene un economizador en el lado de aire. En algunas jurisdicciones, incluida Nueva York, el código de energía exige economizadores.
| PROS | CONTRAS |
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1) Ahorra electricidad al reducir el tiempo de funcionamiento del aire acondicionado. 2) La calidad del aire interior no se ve afectada. |
1) Gastos adicionales: coste inicial y mantenimiento. 2) No apto para todas las zonas climáticas. |
20. Variadores de frecuencia en ventiladores y bombas.
Nivel exótico: 3/5
Costo: $38,850
Requisito de espacio: Mínimo, la mayoría son más pequeños que un tablero de distribución residencial.
Ahorro de energía: $16,000 por año
Recuperación de la inversión: 2-3 años
Los variadores de frecuencia son dispositivos electrónicos que ajustan el voltaje y la frecuencia suministrada a los motores, reduciendo la velocidad por debajo de sus rpm nominales. Los VFD son muy útiles en ventiladores y bombas, ya que estos dispositivos suelen estar sujetos a carga parcial. Los VFD también se conocen como variadores de velocidad o VSD.
Cuando no se requiere toda la potencia de una bomba o ventilador, dos estrategias de control son comunes:
- El flujo de agua de la bomba (gpm) se puede controlar con una válvula en serie en la descarga.
- Alternativamente, el flujo de aire promedio (cfm) de un ventilador se puede controlar con operación intermitente. Por ejemplo, para lograr un flujo de aire promedio de 800 cfm con un ventilador de 1000 cfm, puede funcionar el 80 % del tiempo.
Cuando se utiliza un VFD en una bomba, la válvula de descarga se puede abrir completamente para eliminar la pérdida de energía debido a la caída de presión. Para los ventiladores, reducir la velocidad ahorra mucha más energía que reducir el tiempo de funcionamiento: un ventilador que funciona al 80 % de la velocidad utiliza menos electricidad que un ventilador que funciona a máxima velocidad el 80 % del tiempo.
| PROS | CONTRAS |
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1) Ahorro de ventilación y bombeo. 2) Sinergia con otras medidas de eficiencia energética, como el control de la ventilación basada en CO2. |
1) No ofrece ningún beneficio en motores que deben funcionar a velocidad nominal todo el tiempo. 2) Ligera distorsión de la fuente de alimentación (armónicos). |
Conclusión
La construcción sustentable es un tema amplio y hay muchos recursos de diseño disponibles para los propietarios de edificios. Dependiendo de las condiciones del proyecto, algunas medidas pueden lograr mejores resultados que otras. Sin embargo, la construcción sustentable es una forma comprobada de ahorrar energía y agua y al mismo tiempo reducir el impacto ambiental de las ciudades.
