Congreso RSectorial Energ ía - Comunidad...

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EnergEnergííaa

Edificios InteligentesEdificios Inteligentes


Responsabilidad social (Wikipedia)

Se llama responsabilidad social a:- la carga, compromiso u obligación- miembros de una sociedad (Individuos o grupo)- tienen entre sí Y para la sociedad en su conjunto.

“La responsabilidad social es la teoría ética o ideológica que:- Una entidad

- gobierno, corporación, organización o individuo

- Responsabilidad hacia la sociedad:- Negativa: actitud de “abstención”- Positiva: actitud proactiva


Carnot cycle; Carnot efficiency;Carnot theorem; Carnot heat engine

Known for

Siméon Denis PoissonAndré-Marie AmpèreFrançois Arago

Academicadvisors

École PolytechniqueÉcole Royale du GénieSorbonneCollège de France

Alma mater

French armyInstitutions

Physicist and engineerFields

24 August, 1832 (age 36)Paris, France

Died

1 June 1796Palais du Petit-Luxembourg, Paris,France

Born

Nicolas Léonard Sadi Carnot(1796-1832) in the traditional

uniform of a student of the ÉcolePolytechnique.


Stages of the Carnot CycleThe Carnot cycle when acting as a heat engine consists of the following steps:1.Reversible isothermal expansion of the gas at the "hot" temperature, TH (isothermal heat addition or absorption). During this step (1 to 2 on Figure 1, A to B in Figure 2) the expanding gas makes the piston work on the surroundings. The gas expansion is propelled by absorption of quantity Q1 of heat from the high temperature reservoir.2.Isentropic (reversible adiabatic ) expansion of the gas (isentropic work output). For this step (2 to 3 on Figure 1, B to C in Figure 2) the piston and cylinder are assumed to be thermally insulated, thus they neither gain nor lose heat. The gas continues to expand, working on the surroundings. The gas expansion causes it to cool to the "cold" temperature, TC.3.Reversible isothermal compression of the gas at t he "cold" temperature, TC. (isothermal heat rejection) (3 to 4 on Figure 1, C to D on Figure 2) Now the surroundings do work on the gas, causing quantity Q2 of heat to flow out of the gas to the low temperature reservoir.4.Isentropic compression of the gas (isentropic wor k input). (4 to 1 on Figure 1, D to A on Figure 2) Once again the piston and cylinder are assumed to be thermally insulated. During this step, the surroundings do work on the gas, compressing it and causing the temperature to rise to TH. At this point the gas is in the same state as at the start of step 1.

The pressure-volume graphFigure 1: A Carnot cycle illustrated on a pressure-volume graph to illustrate the work done.

When the Carnot cycle is plotted on a pressure-volume graph, the isothermal stages follow the isotherm lines for the working fluid, adiabatic stages move between isotherms and the area bounded by the complete cycle path

represents the total work that can be done during one cycle.


Agenda:

•Antecedentes

•Demanda / Ahorros en los edificios

•Sustentabilidad, eficiencia energética

•Edificios Inteligentes, edificios

Verdes; Seguridad en edificios

•Juntando las partes, ejemplos

•Conclusiones


En el mundo se perciben seis tendencias

Energía, el reto clave de nuestro planeta

Emergencia de nuevas econom ías,una importante oportunidad para nuestra generación

Conectividad para todo, en cualquier momento y lugar

Globalización, que permite a cualquiera conseguir lo mejor del mundo

Soluciones m ás simples para la creciente complejidad de nuestras vidas y trabajos

Seguridad, una preocupación creciente a escala global


+47% Demanda de energía

+70%de aumento en la demanda por las nuevas economías

20%Participación de China en la demanda mundial del 2030

Fuentre: IEA

+100% Demanda de electricidad(para 2030)

Crecimiento exponencial del consumo

Para 2030


El dilema de la energía, llegó para quedarse

vs.Demanda de energíaPara 2030

Emisiones CO2para evitar cambios climáticos dramáticos

Los hechos La necesidad

Fuente: IEA 2007 Fuente: IPCC 2007, figura (vs. Nivel de 1990

La administración de la energía es la clave para resolver este dilema


La demanda por la energía crece cada día …


El tema de la generación preocupapero la demanda preocupa aún más!

Cerca del 50% de las reducciones de CO2, vendrán de la eficiencia energética


Los segmentos clave comprenden el 72%del consumo global de energía

28%Transporte

31%Industriae infraestructura

21%Residencial

18%Edificios

Fuente:EERE Building Energy Data book 2006EERE Manufacturing Systems Footprint, http://www1.eere.energy.gov/industry/energy_systems/pdfs/mfg_footprint.pdf

<2%Centros de datos y redes


Agenda:

•Antecedentes






•Conclusiones


Impacto Ambiental de los Edificios

65.2% del total del consumo eléctrico+36% del total del uso de energía primaria

30% del total de emisiones de gas

136 millón tons de construcción y desperdicio de demolición (aprox.. 1.3 Kg./persona/día)

12% del consumo total de agua potable

40% (3 billones tons anualmente) del consumo de materias primas utilizadas globalmente

Datos de USA 2006


Consumo de energía en edificios (BTU)

Fuente: EIA (Energy Information administration USA)


¿En dónde están los ahorros?

Industria e InfraestructuraIndustria e InfraestructuraIndustria e InfraestructuraIndustria e Infraestructura

Es el consumidor mas Es el consumidor mas Es el consumidor mas Es el consumidor mas

grande, es responsable por grande, es responsable por grande, es responsable por grande, es responsable por

el 60% del consumo de el 60% del consumo de el 60% del consumo de el 60% del consumo de

electricidad.electricidad.electricidad.electricidad.

Edificios Edificios Edificios Edificios

La modernizaciLa modernizaciLa modernizaciLa modernizacióóóón en n en n en n en

edificios podredificios podredificios podredificios podríííía significar a significar a significar a significar

hasta 30% de ahorroshasta 30% de ahorroshasta 30% de ahorroshasta 30% de ahorros

ResidencialResidencialResidencialResidencial

El uso eficiente de la energEl uso eficiente de la energEl uso eficiente de la energEl uso eficiente de la energíííía a a a

representa entre 10 y 40 % representa entre 10 y 40 % representa entre 10 y 40 % representa entre 10 y 40 %

de ahorro en electricidadde ahorro en electricidadde ahorro en electricidadde ahorro en electricidad

� Un 25% de ahorros podría ahorrar

hasta el 7% de la energía en el

mundo.

� Una planta promedio puede

ahorrar entre el 10 y el 20% de

energía.

Control de

iluminación

� Representan entre el 20 y el 25%

de la energía consumida.

� El calentamiento es el 30% de la

energía

� La iluminación y los equipos son el

40%

Variadores

de Velocidad

Soluciones de

automatizaciónSistemas

Administración de

Energía

Monitoreo de potenciaControl

De

Iluminación

Control de

HVAC

Corrección

de

Factor de

potencia

Sistemas de

Admin. De

energía

� Consume 20% del total de energía

� 3 áreas primordiales: HVAC,

iluminación y Automatización de

edificios

� Los motores consumen el 35% de

la electricidad.


Oportunidades de ahorro en edificios

Iluminaciónhasta 30%

HVAChasta 20%

• Corrección del Factor de Potencia.• Control de la demanda.• Programas internos de comunicación y reducción en el consumo. • Monitoreo de derivados.

Administración dela energía hasta 30%

Bombeo de aguahasta 20%


Agenda:

•Antecedentes






•Conclusiones


¿Qué es sustentabilidad?


Satisfacer las necesidades de las generaciones presentes, sin comprometer las posibilidades, de las del futuro,

para atender sus propias necesidades.

SOCIAL

AMBIENTAL

soportablesoportablesoportablesoportableviableviableviableviable

SUSTENTABLESUSTENTABLESUSTENTABLESUSTENTABLE

equitativoequitativoequitativoequitativoECONOMICO

Informe de la Comisión Mundial sobre el

Medio Ambiente y el Desarrollo

(Comisión Brundtland): Nuestro Futuro Común

Una empresa ligada al desarrollo sustentable, sin

importar su giro, no perdurará a menos que cumpla tres exigencias:

•ser económicamente viable,

•ecológicamente vivible y

•socialmente justa.

Sustentabilidad


SOCIAL

AMBIENTAL

soportableviable

SUSTENTABLE

equitativoECONOMICO

Automatización

Tecnología demateriales

Comunicaciones

Técnicas deconstrucción

Energíasalternas

Recursosrenovables

ReciclarReducirReusar

Códigosreguladores

Sustentabilidad


¿Qué es uso eficiente de la energía?

El uso razonable y efectivo de la energía para maximizar la utilidad y mejorar la posición competitiva

El uso de los principios de la ingeniería y econom ía para controlar el costo de la energía proporcionando los servicios necesarios en edificios e industrias

» Capehart, Turner Kennedy. Guide toEnergy Managment 4th edition


¿Compraría un auto sin analizar opciones?(Rendimiento)

9 de cada 10 ejecutivos (Fortune1000) tienen la responsabilidad moral de hacer más eficientes a sus empresas

Los obstáculos para lograr la eficiencia energética son:

– Complejidad del inmueble y arrendamientos

– Consciencia en el uso de la energía

El primer paso es el más difícil


Auditoria

Monitoreo constante, análisis de información

Toma de decisiones en tiempo real

Optimizar con automatización y control integrado

Medir, obtener información, documentar

Arreglar lo básico

Monitoreo, mantenimiento,mejora

Etapa Pasiva Etapa Activa

Ciclo de vida de la eficiencia energética


Cambio climático y eficiencia

Dr. Armando Llamas, Monterrey,

N. L. AEE


Menos de un año– Consciencia / labor humana– Mantenimiento– Ajuste de sistemas de control

existentes

<1 y 3 años– Modernización del alumbrado

(lámparas eficientes / balastros)– Control del alumbrado

(automatización, sensores de ocupación)

– Control HVAC (termostatos programables)

– Proyectos con variación de velocidad

– Sistemas para administración del edificio

– Corrección de Factor de Potencia

Y ¿el retorno de la inversión?

3 años o mas– Reemplazo de motores por

alta eficiencia

– Retiro de equipos ineficientes (reemplazo / modernización)

● Los retornos de inversión se pueden reducir o extender de acuerdo a cada caso

●En algunas situaciones, los gobiernos y los proveedores de energía otorgan estímulos económicos que fomentan el ahorro de la energía


Agenda:

•Antecedentes






•Conclusiones


Edificio inteligente (IMEI):

– Máxima Economía

– Máxima Flexibilidad

– Máxima Seguridad (entorno, usuario, patrimonio)

– Máxima Automatización

– Máxima Predicción y prevención

Confort, seguridad & sustentabilidad:

– Productividad

– Lealtad

Definiciones


Definiciones

• Edificios inteligentes

1. Edificios que se diseñan bajo un nivel arquitectónic o funcional para optimizar los recursos humanos y materiales que requiere para su buen funcionamiento.

2. Optimiza 4 elementos básicos:

� Estructura

� Sistemas

� Servicios

� Administración

3. Se caracteriza por� Flexibilidad

� Eficiencia

� Seguridad

� Confort

� Administración Central


Elementos básicos

2.Sistemas:

� Aire acondicionado,

electricidad,

seguridad, etc.

Estructura

Sistemas

Servicios

Admon

3.Servicios:

� Comunicaciones, automatización de oficinas, estacionamiento, helipuerto, recepción, sanitarios, centros de conferencias, etc.

4.Administración:� Mantenimiento,

reportes de energía, manejo de vigilancia,

manejo de proveedores, etc.

1. Estructura:

� Estructura y

Diseño

arquitectónico


Preocupaciones:

- Costo Inicial vs. Costo de vida

- Nuevos materiales vs. “más vale malo x conocido …”

- Selección de equipo (desempeño, eficiencia)

- Diseño Integral “El todo es más que la suma de las partes”

- Operación *

• Mayor actividad a través del proyecto

• Énfasis en la calidad del ambiente interior (IEQ**)

*Evaluación del cumplimiento real **IEQ = Indoor Environmental Quality


Ciclo de vida del edificio

Costo Total = inversión en capital + costos de operación

La administración de la energía minimiza los costos de operación (75% del costo del edificio a lo largo de su vida útil)


Beneficios de un Edificio Sustentable

No. Causa Efecto1 Confort y seguridad. Incremento Productividad2 Confiabilidad de los Sistemas(cero interrupciones ). Evitar tiempos muertos operativos3 Monitoreo remoto. Optimización de Recursos

No. Causa Efecto1 Información en línea oportuna. Planeación ejecutiva2 Administración de las operaciones Planeación de pre supuesto3 Administración de energía Ahorros y retornos de Inv ersión4 Disminución en prima de seguro por siniestros. Ahor ros en gastos fijos5 Inversión Incrementar Plusvalia

Beneficios Operativos

Beneficios Administrativos


¿Qué es un edificio verde

o sustentable?


¿Qué es un edificio verde o sustentable?


¿Qué es un edificio verde o sustentable?

“Un edificio, es un ciudadano que tiene obligacione s para con la

sociedad”—Xiaowei Xu, PhD., LEED AP, Chief Engineer,

Shenzhen Institute of Building Research

“Un edificio verde de alto desempeño se diseña para un óptimo desempeño económico y

medioambiental, para TODO su ciclo de vida, considerando necesidades locales de clima y cultura,

con la visión de garantizar salud, seguridad y productividad a sus ocupantes. Minimiza el uso de la

energía, las emisiones de CO2 y los impactos al medio ambiente, proporcionando alto valor (medible)

a los dueños, los ocupantes y la sociedad, durante toda la vida útil del inmueble”

— Schneider Electric

????¿Un edificio verde debe ser certificado como verde, o solo es cuestión de optimizar su desempeño?


Responsabilidad social (Wikipedia)

Se llama responsabilidad social a:- la carga, compromiso u obligación

- que los Edificios- tienen entre sí Y para la sociedad en su conjunto.

“La responsabilidad social es la teoría ética o ideológica que:- Una entidad

- gobierno, corporación, organización, individuo o Edificio- Responsabilidad hacia la sociedad:

- Negativa: actitud de “abstención”- Positiva: actitud proactiva


La evolución . . .

Verde

Aire & Energía

Reduced GHG emissions

Improve IAQ

Improve Energy Efficiency

Waste to Energy

AguaReduce wastewater discharge

Lower contamination release

Desperdicios & MejorasReuse and recycle products

Reduce Waste disposal

More brown fields instead

of green fields

Green architecture

Inteligente

Convergencia de redes

Data collection, measurement& verification, diagnostics, sensors, control, monitoring,

remote monitoring, etc.

Controles integradosHVAC, lighting, energy, AV,

security, fire & life safety, etc.

InfraestructuraStructured cabling solution, wireless systems, unified

communication system

Admin. aguaMonitoring and metering


La evolución . . .

Bright GreenEnergy Management

Asset management

Space utilization

Integrated design process

Sustainability—easier to maintain and built to last

Renewable energy

Healthy and comfortable environment (IEQ)

“Green” loans

Higher resale or lease rates

Los edificios verdes son cada vez m ás inteligentes


La evolución . . .

Facilitando el alto desempeño


¿Qué es un Edificio Verde?

Es aquel que tiene como práctica

general reducir su impacto sobre la

salud del hombre y su medio

ambiente mediante una mejor

planeación, diseño, construcción,

operación, mantenimiento y remoción

de residuos durante su ciclo de vida

útil.

Sustentabilidad:


Biomímesis (Biomimicry):

(de bio , vida y mimesis , imitar), también

conocida como biomimetismo, es la ciencia

que estudia a la naturaleza como fuente de

inspiración, nuevas tecnologías innovadoras

para resolver aquellos problemas humanos

que la naturaleza ha resuelto, mediante los

modelos de sistemas (mecánica), procesos

(química) y elementos que imitan o se inspiran

en ella.


Biomímesis en edificios:


Aut

omat

izac

ión

Building Management Systems

- Integración (BMS)- Equipo de automatización (interfaces,

monitoreo y control)– HVAC

•Cuarto de Máquinas•UMAs•VAV•F&C•Bombas de calor•Ventiladores (inyección / extracción)

– Hidráulica•Toma domiciliaria•Cisternas•Bombas

Sistemas de control que garantizan confort y flexibil idad a los

usuarios del inmueble (1)


9

4

1

2

3

4 5

6

7

8

10

11

4

2

2

10

107

9

3

Aut

omat

izac

ión


– Equipo Eléctrico •Plantas de Emergencia; UPS’s•Subestaciones•Distribución en Media y baja tensión

•Transformadores•Arranque y control de motores

– Iluminación•Circuitos de iluminación•Dimeo•Persianas

– Refrigeración•Racks de refrigeración•Coolers; Freezers

Sistemas de control que garantizan confort y flexibil idad a los

usuarios del inmueble (2)


Sec

urity


– Intrusión• Protección perimetral• Alarmas• Dispositivos de protección

mecánica– Control de Acceso

• Dispositivos de identificación• Dispositivos de control• Identificación a largo alcance• Dispositivos especiales

– CCTV• Cámaras• Grabadores Digitales• Monitores• Integración y administración • Video Inteligente

Sistemas de monitoreo y control para la seguridad (S ECURITY)


Saf

ety


Sistemas de monitoreo y control para la seguridad (S AFETY)

– Detección de Incendio• Detección puntual• Detección temprana• Detectores especiales• Dispositivos de notificación

– Monitoreo del sistema de extinción• Supervisión de equipos

– Voceo y Telefonía de emergencia


Interoperabilidad


Agenda:

•Antecedentes






•Conclusiones


Planes para edificios sustentables

t2

Fiabilidad

Tiempot1

Valor original

Controlar la evolución

t4t3

Plan demanagement

Plan demodernización

Plan demonitoreo

Plan demantenimientoadecuado

Su necesidad


¿Seguridad y ahorro en edificios?

IluminaciónZona segura /

confort

HVACSolo donde / cuando

Se necesita

Administración dela energía Permanente

Bombeo de aguaSolo servicios básicos /

Por consumo

Web ClientWeb ClientPC ContinuumPC ContinuumEthernet TCP/IPEthernet TCP/IP

Network ControllerNetwork Controller

EntradasEntradas

EntradasEntradas

EntradasEntradas

EntradasEntradasSalidasSalidas

SalidasSalidas

Web ClientWeb ClientWeb ClientWeb ClientPC ContinuumPC ContinuumPC ContinuumPC ContinuumEthernet TCP/IPEthernet TCP/IPEthernet TCP/IPEthernet TCP/IP

Network ControllerNetwork Controller

EntradasEntradas

EntradasEntradas

EntradasEntradas

EntradasEntradasSalidasSalidas

SalidasSalidas


Soluciones comerciales

LAN Ethernet TCP/1P-10/100MBPS Cyberstation Webclient

15 MM15 MM

12 MC12 MCAlumbrado

ACX DVR

UPS-1

UPS-2

PL-2

PL-3

P7330

PM850

ION7650

Vent. InyecciónMezcla

••

••

••

Vent. Retorno

ATV

Fan&Coils

BCx Rooms

i2810-14

Bac

Net

UMA

i288x

Elevadores

Chillers

Bombas

NetControllerMotors / HVAC

NetControllerPower / Lights


Agenda:

•Antecedentes






•Conclusiones


•Integración, información confiable

•Capex vs. Opex

•Ahorros y Eficiencia como estilo de vida

•Cuidar la demanda, vigilar los consumos

•Toma de decisiones documentada

•Materias primas vs. Gastos / impu estos

•Mejora continua

•Sentido com ún, ir a lo básico

•Esquemas de financiamiento

Puntos a recordar (Conclusiones)


Puntos a recordar

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