DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE EVALUACIÓN …
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTEUniversidad de Chile
EVALUACIÓN TÉCNICO ECONÓMICA
Eduardo Sanhueza RuizMail: [email protected]
CLASE 1: INTRODUCCIÓN
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
AGENDA
Conceptos generales
Ubicación del proyecto
Alcance y programación del curso
Evaluación de proyectos, casos:
Ubicación del proyecto
Uso del proyecto
Orientación del proyecto
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Dado sus conocimientos en Eficiencia Energética se le pide realizar eldiseño de un colegio eficiente, que estará emplazado en Antofagasta, conuna capacidad de 600 alumnos de básica.
¿qué preguntas me harían para desarrollar esta tarea?¿qué aspectos son los relevantes para que usted pueda hacer este¿qué aspectos son los relevantes para que usted pueda hacer estediseño?
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DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
ALCANCE DEL CURSO
Al final de este curso, el alumno será capaz de:
- Comprender los conceptos básicos asociados a la evaluación deproyectos de edificaciones eficientes energéticamente.
- Plantear un escenario referencial que le permita evaluar solucionesde eficiencia energética y/o calidad ambiental, tomando decisionesen base a análisis técnicos y económicos
- Evaluar proyectos, según ubicación, uso, orientación, envolventetérmica, iluminación, climatización y energías renovables. Conociendodistintas aplicaciones para cada situación.
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PROGRAMACIÓN DEL CURSO
Clase 1:Conceptos GeneralesEvaluación de proyectos: Ubicación
UsoOrientación
Clase 2:Clase 2:Evaluación de proyectos: Envolvente
IluminaciónClimatizaciónEnergías Renovables
Clase 3:Ejercicio Integrador
Clase 4:Ejercicio Integrador (Continuación)
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DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
CONCEPTOS GENERALES
Proyecto …
Presupuesto
Conjunto de actividades que se encuentran interrelacionadas ycoordinadas para hacer frente a una necesidad
Proyecto
Presupuesto
Calidades Establecidas
Tiempo
Resultado Único
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DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Evaluación de Proyectos …Identifica, mide y valoriza, cuantitativa y cualitativamente, los costos ybeneficios que determinan la conveniencia de que un proyectodeterminado se realice por sobre otras iniciativas.
Según la naturaleza de la evaluación
- Evaluación Privada
- Evaluación Social
Según la naturaleza de la evaluación
- Evaluación Ex-ante
- Evaluación Ex-post
Según el momento en que se realiza
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Ft1 Ft2 Ft3 Ft4 Fti Ftn
Modelo simplificado de evaluación
Flujos Futuro
Ft0 = I0
Inversión Inicial
Flujos Futuro
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Valor presente Neto (VPN): Valor al día de hoy del flujo efectivogenerado por el proyecto en el horizonte de evaluación. Paracalcularlo se utiliza una tasa de descuento (r), la cual refleja elcosto de oportunidad de los recursos.
Periodo de retorno de la inversión (PRI): instante de tiempo enque el VPN se hace 0 a la tasa de descuento (r).
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Tasa interna de retorno (TIR): indica la rentabilidad de realizar unproyecto y a su vez la tasa de descuento que hace el VPN 0.
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r=10,0%
t (años) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Fet -1000 1100
VPN -0
TIR 10,0%
r=10,0%r=10,0%
t (años) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Fet -1000 1200
VPN 83
TIR 20,0%
r=10,0%
t (años) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Fet -1000 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
VPN -350
TIR 0,0%
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DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
r=10,0%
t (años) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Fet -1000 162,7 162,7 162,7 162,7 162,7 162,7 162,7 162,7 162,7 162,7
VPN -0
TIR 10,0%
r=10,0%
t (años) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Fet -1000 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250
VPN 487
TIR 21,4%
VPNi -702,5 -514,7 -343,9 -188,7 -47,5 80,7
PRI 6 años
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DiseñoDiseño ConstrucciónConstrucción Operación y mantenciónOperación y mantenciónCierre o
remodelaciónCierre o
remodelaciónPre diseñoPre diseño
Ciclo de vida de un proyecto de edificación
Forma de evaluar los proyectos
¿Quién asume la mayor inversión?
¿Quién capitaliza los beneficios?
Evaluación de proyectos tradicional
Evaluación de proyectos eficientes
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DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
BeneficiosO
Flujo
Ft1 Ft2 Ft3 Ft4 Fti Ftn
Medibles
Ahorro en la operaciónFlujo
Efectivo
Ft0 = I0
objetivos
operación
¿Qué pasa con los intangibles y no tan fáciles de medir? ¿Cómo capitalizo esos
beneficios?
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Muros exterioresU=1,8 W/m2 K
Cubierta exterior de granito 10 mm.Ladrillo Princesa Extra Titán 140 mm.Cubierta interior de granito 10 mm.
Muros exteriores (EIFS)U=0,53 W/m2 K
Cubierta exterior de granito 10 mm.Poliestireno expandido 50mm.Albañilería 14 mm.Cubierta interior de granito 10 mm.
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Ref: 3.294 [kWh]
Cal: 10.954 [kWh]
Ref: 2.071 [kWh]
Cal: 1.868 [kWh]
Muros exterioresU=1,8 W/m2 K
Muros exteriores (EIFS)U=0,53 W/m2 K
Consumo Calefacción
Consumo Refrigeración
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Consumo anual climatización [kWh]Equipo fuente energía Estándar Con EIFS
Calefacción gas natural 10954 1868
Refrigeración electricidad 3294 2071TOTAL 14249 3939
Precio de combustibles
Electricidad 80 [$/kWh]Gas natural 50 [$/kWh]
Superficie muro [m2] 130
Costo unitario sistema
EIFS [$/m2] 13.650
revestimiento [$/m2] 4.200
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r=10,0%
t (años) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Operación
S0 -546.000 -811.290 -811.290 -811.290 -811.290 -811.290 -811.290 -811.290 -811.290 -811.290 -811.290
Operación S1 -1.774.500 -259.141 -259.141 -259.141 -259.141 -259.141 -259.141 -259.141 -259.141 -259.141 -259.141
Fet -1.228.500 552.149 552.149 552.149 552.149 552.149 552.149 552.149 552.149 552.149 552.149
VPN 1.967.470
TIR 43,8%
VPN i -660.497 -245.659 131.466
PRI 3 años
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Un Proyecto Eficiente con Confort Interior, además de generar ahorros de energía,optimizar la cantidad de energía, genera:
AUMENTO DE LA PRODUCTIVIDAD
BENEFICIOS DE SALUD
¿Cómo evaluar estos productos o beneficios?
MENOR ABSENTISMO LABORAL
MAYOR CONFORT INTERIOR
AUMENTO DE LA PLUSVALÍA DEL PROYECTO
DURABILIDAD DEL PROYECTO
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DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Se pueden evaluar a través de parámetros no incluidosen los beneficios como las Horas de Disconfort (HD).
Estudios efectuados en USA se puede decir que unproyecto eficiente con confort interior, genera unproyecto eficiente con confort interior, genera unaumento de productividad de un 3 a 10 % c/r a unoque no lo es.
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DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Ejemplo, solo de carácter ilustrativo:
Edificio de oficina de 10.000 m2 con 300personas.
Sueldo promedio $600.000 /persona.
Edificio eficiente con confort ambientaltiene un 5% más de productividad que unonormal.
0,05 x 600.000 x 300 x 12= $108.000.000ahorro al año por concepto deproductividad
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DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
¿Cómo vender un proyecto eficiente con confort ambiental?
Depende del mandante:
Inmobiliaria CorporativoInmobiliaria Corporativo
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DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Edificación que durante todo su ciclo de vida, optimiza el uso de los recursosenergéticos, hídricos y materiales y que al mismo tiempo presenta optimascondiciones de calidad del ambiente interior, mejorando el rendimiento de loshabitantes
Edificio de Alto Rendimiento
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DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
-Oportunidad perdida.La edificación diseñada para sólo lograr los mínimosrequerimientos legales locales para elcomportamiento mínimo.
3 FORMAS DE ENFRENTAR UN PROYECTO
- La estrategia de la actualización.El diseño estándar se actualiza con equipamientoeficiente para mejorar el comportamientoenergético.
- La estrategia del Diseño Integrado.Los asuntos energético son incorporados a lafilosofía general del diseño para el comportamientoóptimo.
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DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Energías Renovables
CLIMATIZACIÓN
ESTRUCTURAS
SANITARIO Y AGUAS LLUVIAS
ILUMINACIÓN
PAISAJISMO
REDES
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DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Curva de ahorro energético potencial VS grado de esfuerzo
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
CUALES SON LAS ACCIONES PARA DESARROLLAR UN EDIFICIO DE ALTO RENDIMIENTO?
Establecer Procesos de Diseño Integrado1
Establecer sistemas de Control
Desarrollar Simulación del Comportamiento Energético
Comparar su rendimiento con un edificio estándar2
3
4
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
CUALES SON LAS ACCIONES PARA DESARROLLAR UN EDIFICIO DE ALTO RENDIMIENTO?
Establecer Procesos de Diseño Integrado1
2
Establecer sistemas de Control
Desarrollar Simulación del Comportamiento Energético
Comparar su rendimiento con un edificio estándar
3
4
2Evaluación de Proyectos !!!
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DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Caso Base representa un modelo respecto al cual se pueden establecercomparaciones, para evaluar una o más alternativas que apunten al mismoobjetivo.
Se pueden mencionar 3 situaciones, bajo las cuales se puede plantear unSe pueden mencionar 3 situaciones, bajo las cuales se puede plantear unCaso Base para evaluar un proyecto de edificación.
- Proyecto de Reposición
- Proyectos frecuentes
- Proyectos certificados
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Proyecto de Reposición
El caso base lo define la SITUACIÓN ACTUAL del proyecto
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DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Proyecto de Reposición
Se cuenta con datos de ubicación, forma, uso, materialidad, sistemas de energía…
Temperatura
Radiación Solar
La ubicación (variables de emplazamiento), la forma y el uso del edificio, no varían en un proyecto de reposición
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DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
El proyecto puede contemplar una renovación de la fachada
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
El proyecto puede contemplar unarenovación mayor del sistema declimatización, del sistema deiluminación, etc.…
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Proyectos Frecuentes
Los proyectos del tipo Oficinas, Colegios, Hospitales (por mencionaralgunos), cuentan con parámetros de diseño estandarizados yampliamente estudiados.
Para estos casos, se puede utilizar como caso de referencia un estudio deBENCHMARK, en el cual se establezcan resultados que permitanestablecer comparaciones entre el estudio y el caso a evaluar.
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DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Ejemplo: “GREENER HOSPITALS - Environment Science Center”, Augsburgo, Alemania
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Ejemplo: “GREENER HOSPITALS - Environment Science Center”, Augsburgo, Alemania
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DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Ejemplo: “GREENER HOSPITALS - Environment Science Center”, Augsburgo, Alemania
Distribución consumo de energía en hospitales Distribución consumo de agua en hospitales
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DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Proyectos Certificados
La mayoría de los sistemas de certificación energética y calidadambiental existentes en el mundo, definen un llamado CASO BASE,modelo teórico que representa el nivel mínimo de eficiencia que debecontemplar el proyecto que se está evaluando.contemplar el proyecto que se está evaluando.
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DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Puntualmente, la certificación LEED define un CASO BASE para la evaluación energética del edifico.
Apéndice G estándar ASHRAE 90.1-2007
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DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Área de superficie vidriada- área propuesta o el 40% del área de muro
sobre cota terreno- distribuida uniformemente en bandas
horizontales a lo largo de las orientaciones
Tipo de VidrioTipo de Vidrio- Transmitancia térmica = 2,84 (W/m2K)- Factor de Sombra (SHGC) = 0,4
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DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Orientación del edificio
- Simular con la orientación actual y luego rotar todo el edificio en 90, 180 y 270°. 180 y 270°.
- Después promediar los resultados.
- Modelar el edificio para que no se genere sombra hacia el mismo.
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DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Un caso base podría ser la reglamentación actual
La reglamentación térmica chilena, capítulo 4.1.10 de la O.G.U.C. define un requerimiento mínimo de transmitancia térmica para techos, muros y pisos ventilados. Así también, limita el porcentaje máximo de superficie vidriada para un proyecto de viviendas.
Se divide a Chile en 7 zonas térmicasSe divide a Chile en 7 zonas térmicas
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Exigencia para Cerramientos Opacos Exigencia para Superficies vidriadas
Reglamentación Térmica 4.1.10
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Reglamentación Térmica 4.1.10 VS Caso BASE Estados Unidos
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
¿ Qué pasa si no tenemos caso base ?
Cuando nos encontramos frente a un proyecto de características únicas, ladefinición de un caso BASE queda abierta a supuestos planteados por elCONSULTOR, basado en la teoría (papers, etc.) y en su propia experiencia.
Ejemplo, Proyecto LEED ARAMARK (Pozo Almonte)Ejemplo, Proyecto LEED ARAMARK (Pozo Almonte)
Este edificio funciona como planta deproducción y distribución de alimentos,sus principales consumos energéticosson de “procesos” (cámaras decongelados, calentamiento de agua, etc.)
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Ubicación geográfica: Temperatura, radiación, viento, humedad
Tipo de uso: Actividad, programaciones
¿ Como optimizar el rendimiento de un edificio minimizando la inversión y sin reducir el confort y calidad ambiental de los
usuarios ?
Diseño Arquitectónico: Orientación, Envolvente, Aberturas, sistemas pasivos
Definir Sistemas de Energía: Climatización + Controles, Iluminación + Controles
Integración de especialidades
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Orientación: Poniente- Oriente
Vidrio: Simple 10mm
Ocupación: 0,1 pers/m2
Ocupación total: 480 personas
ILUMINACIÓN
Energía: 10 W/m2
UBICACIONAntofagasta
Santiago
Zonas NO climatizadas
Energía: 10 W/m2
Luminancia: 400 lux
VENTILACIÓN
Aire fresco mínimo: 8l/s persona
Ventilación mecánicapor área: 2 l/S persona
SUPERFICIEPisos = 5
Superficie total = 5.800 m2
Piso 1 = 1000 m2
Piso 2 = 1200 m2
Piso 3 = 1200 m2
Piso 4 = 1200 m2
Piso 5 = 1200 m2
Superficie climatizada = 4.800 m2
Puerto Montt
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Total = 378,26 MW-h Total = 330,08 MW-h
Modelo en Antofagasta
Ventiladores del Sistema
Bombas del Sistema
Calefacción (Gas)
Refrigeración, Chiller (electricidad)
Calefacción (GAS):3.340 kWhRefrigeración : 179.064 kWh
Calefacción (GAS): 74.680 kWhRefrigeración : 144.370 kWh
Total = 410,23 MW-h
Modelo en Santiago
Modelo en Puerto MonttCalefacción (GAS): 81.873 kWhRefrigeración: 87.065 kWh
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Total = 378,26 MW-h
Modelo en AntofagastaCalefacción (GAS):3.340 kWhRefrigeración : 179.064 kWh
Ventiladores del Sistema
Bombas del Sistema
Calefacción (Gas)
Refrigeración, Chiller (electricidad)
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Total = 330,08 MW-h
Modelo en Puerto MonttCalefacción (GAS): 81.873 kWhRefrigeración: 87.065 kWh
Ventiladores del Sistema
Bombas del Sistema
Calefacción (Gas)
Refrigeración, Chiller (electricidad)
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Total = 410,23 MW-h
Calefacción (GAS): 74.680 kWhRefrigeración : 144.370 kWhModelo en Santiago
Ventiladores del Sistema
Bombas del Sistema
Calefacción (Gas)
Refrigeración, Chiller (electricidad)
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Modelo en Antofagasta
Total = 185,69 h Total = 582,13 h
Modelo en Antofagasta
Modelo en Santiago
Total = 635,34 h
Horas de disconfort
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
USO
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Operación Normal
Ala turno DÍA
Ala turno NOCHE
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Ala turno DÍA
Ahorro energético 17,5 %
Ala turno NOCHE
Ahorro energético 13,4 %
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Modelo Estándar 0°
ORIENTACIÓN
Modelo Estándar 0°Oriente-Poniente
Modelo con orientación 90°Norte-Sur
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Total = 262 MW-hTotal = 410,23 MW-h
Ventiladores del Sistema
Bombas del Sistema
Calefacción (Gas)
Refrigeración, Chiller (electricidad)
Modelo Estándar 0°Oriente-Poniente
Modelo con orientación 90°Norte-Sur
Calefacción (GAS):74.680 kWhRefrigeración : 144.370 kWh
Calefacción (GAS): 88.398 kWhRefrigeración : 90.494 kWh
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DIPLOMA DE POSTÍTULO
DIPLOMADO EN ARQUITECTURA EFICIENTE
Total = 516,98 hTotal = 635,34 h
Horas de disconfort
Modelo Estándar 0°Oriente-Poniente
Modelo con orientación 90°Norte-Sur