Evaluación de un Edificio para Oficinas, Según Requerimientos de la Norma ASHRAE 90.1, para Tres Zonas Climáticas de Chile

Abstract

El consumo energético de las edificaciones está determinado por el uso para las que éstas están diseñadas. También influye en el consumo de energía las características climatológicas del lugar donde están emplazadas dichas construcciones. Es así como por ejemplo, un hotel tendrá consumos diferentes al de una casa habitación; y así los consumos de este mismo hotel, variarán de acuerdo a las características climatológicas del lugar donde se emplaza.

Se estudia el desempeño energético de un edificio para oficinas, próximo a iniciar obra de construcción, en las ciudades de Santiago, Antofagasta y Concepción. Centrándose en el diseño de arquitectura y especificaciones de ingeniería como son los sistemas de iluminación, de computación y de climatización de ambientes. Todas éstas, dimensiones involucradas en el consumo energético del edificio.

El objetivo del trabajo es analizar de forma comparativa el desempeño energético de un edificio de oficinas tipo, según estándares de construcción local y normativa “ASHRAE 90.1-2007 Energy Standard for Buildings Except Low-Rise Residential Buildings"', para distintas zonas climáticas de Chile. Y proponer mejoras cuantitativas a nivel de diseño pasivo, equipamiento de climatización e iluminación.

Una vez reconocidas dichas dimensiones en el diseño tradicional (proyecto inicial), éstas se comparan de forma cuantitativa con una línea base entregada por la metodología de cuantificación del desempeño energético, incluida en el apéndice G de la normativa ASHRAE 90.1-2007$"'. Dicha línea base representa una variación del mismo edificio, pero cumpliendo con los requerimientos mínimos especificados en la normativa, considerando entre sus variables: climatología del lugar, geometría, orientación, materialidad de envolvente, iluminación, climatización de ambientes (calefacción y aire acondicionado), etcétera.

Los resultados del estudio indican consumos energéticos del diseño tradicional superiores a la línea base descrita en el párrafo anterior, en un 37%, 35% y 47%; para las ciudades de Santiago, Concepción y Antofagasta respectivamente.

Se concluye que existen dos falencias en el diseño del edificio que causan aumento en el consumo energético por sobre la línea base. Éstas son, primero, sistemas de iluminación ineficientes, de alto consumo energético y sin control automático; y segundo, una fachada mayoritariamente vidriada, con alto traspaso de radiación solar al interior del edificio. Falencias que en conjunto provocan un sobrecalentamiento de los espacios interiores, generando mayor uso de aire acondicionado y con esto un aumento en el consumo energético del edificio.

Finalmente se proponen cuatro estrategias de mejoras en el diseño, que pretenden alcanzar consumos de energía bajo la línea base. Estas corresponden a mejoras en el sistema de iluminación y control de éste; modificación de la fachada; y un diseño integral de iluminación y fachada, el que se evalúa para dos sistemas de climatización.

El beneficio económico producido gracias a la disminución del consumo (en comparación al del diseño tradicional) y la inversión necesaria para realizar dichas estrategias, permite realizar un análisis de inversión, proponiendo criterios para la toma de decisión focalizados en el aumento y el periodo de retorno de dicha inversión. Se concluye que existen dos formas que permiten reducir el consumo energético, primero, reducir la potencia instalada en iluminación mediante sistemas eficientes de iluminación y control automático de encendido y apagado. Y Segundo, modificaciones en la fachada vidriada, considerando la disminución del porcentaje vidriado (opacidad) y con un coeficiente de ganancia solar bajo. Dichas variaciones deben ser tratadas en forma paralela de manera que interactúen en beneficio de un diseño eficiente energéticamente.