Edificios Inteligentes
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Congreso RSectorial Energía
Edificios Inteligentes
Congreso RSectorial Energía
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
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Born
1 June 1796 Palais du PetitLuxembourg, Paris,France 24 August, 1832 (age 36) Paris, France
Died
Fields Institutions Alma mater Nicolas Léonard Sadi Carnot
(1796-1832) in the traditional uniform of a student of the École Polytechnique.
Physicist and engineer French army École Polytechnique École Royale du Génie Sorbonne Collège de France Siméon Denis Poisson André-Marie Ampère François Arago Carnot cycle; Carnot efficiency; Carnot theorem; Carnot heat engine
Academic advisors Known for
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Stages of the Carnot Cycle The 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 the "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 work 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 graph Figure 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.
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Agenda:
•Antecedentes •Demanda / Ahorros en los edificios •Sustentabilidad, eficiencia energética •Edificios Inteligentes, edificios Verdes; Seguridad en edificios •Juntando las partes, ejemplos •Conclusiones
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Agenda:
•Antecedentes •Demanda / Ahorros en los edificios •Sustentabilidad, eficiencia energética •Edificios Inteligentes, edificios Verdes; Seguridad en edificios •Juntando las partes, ejemplos •Conclusiones
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En el mundo se perciben seis tendencias
Energía, el reto clave de nuestro planeta Emergencia de nuevas economías, 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 más simples para la creciente complejidad de nuestras vidas y trabajos Seguridad, una preocupación creciente a escala global
Congreso RSectorial Energía
Crecimiento exponencial del consumo
Para 2030
+47%
Demanda de energía
+70% de aumento en la demanda por las
nuevas economías
+100%
Demanda de electricidad
(para 2030)
20%
Participación de China en la demanda mundial del 2030
Fuentre: IEA
Congreso RSectorial Energía
El dilema de la energía, llegó para quedarse
Los hechos La necesidad
vs.
Demanda de energía
Para 2030
Fuente: IEA 2007
Emisiones CO2
para evitar cambios climáticos dramáticos
Fuente: IPCC 2007, figura (vs. Nivel de 1990
La administración de la energía es la clave para resolver este dilema
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La demanda por la energía crece cada día …
Congreso RSectorial Energía
El tema de la generación preocupa pero la demanda preocupa aún más!
Cerca del 50% de las reducciones de CO2, vendrán de la eficiencia energética
Congreso RSectorial Energía
Los segmentos clave comprenden el 72% del consumo global de energía
31%
<2%
18%
Edificios
21%
Residencial
28%
Transporte
Industria Centros de e infraestructura datos y redes
Fuente: EERE Building Energy Data book 2006 EERE Manufacturing Systems Footprint, http://www1.eere.energy.gov/industry/energy_systems/pdfs/mfg_footprint.pdf
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Agenda:
•Antecedentes •Demanda / Ahorros en los edificios •Sustentabilidad, eficiencia energética •Edificios Inteligentes, edificios Verdes; Seguridad en edificios •Juntando las partes, ejemplos •Conclusiones
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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
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Consumo de energía en edificios (BTU)
Fuente: EIA (Energy Information administration USA)
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¿En dónde están los ahorros?
Industria e Infraestructura Es el consumidor mas grande, es responsable por el 60% del consumo de electricidad.
Variadores de Velocidad Monitoreo de potencia
Edificios modernizació La modernización en podrí edificios podría significar hasta 30% de ahorros
Residencial energí El uso eficiente de la energ ía representa entre 10 y 40 % de ahorro en electricidad
Control de iluminación
Control de HVAC
Control De Iluminación
Sistemas de Admin. De energía Sistemas Administración de Energía Soluciones de automatización
Corrección de Factor de potencia
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.
Consume 20% del total de energía 3 áreas primordiales: HVAC, iluminación y Automatización de edificios Los motores consumen el 35% de la electricidad.
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%
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Oportunidades de ahorro en edificios
HVAC
hasta 20%
Iluminación hasta 30%
Administración de la energía hasta 30%
Bombeo de agua hasta 20%
• Corrección del Factor de Potencia. • Control de la demanda. • Programas internos de comunicación y reducción en el consumo. • Monitoreo de derivados.
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Agenda:
•Antecedentes •Demanda / Ahorros en los edificios •Sustentabilidad, eficiencia energética •Edificios Inteligentes, edificios Verdes; Seguridad en edificios •Juntando las partes, ejemplos •Conclusiones
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¿Qué es sustentabilidad?
Congreso RSectorial Energía
Sustentabilidad
Satisfacer las necesidades de las generaciones presentes, sin comprometer las posibilidades, de las del futuro, para atender sus propias necesidades.
ECONOMICO
equitativo
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.
SOCIAL
SUSTENTABLE viable
soportable
AMBIENTAL
Informe de la Comisión Mundial sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo (Comisión Brundtland): Nuestro Futuro Común
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Sustentabilidad
Automatización Comunicaciones
Códigos reguladores
ECONOMICO
equitativo
SOCIAL
SUSTENTABLE viable
soportable
Técnicas de construcción
Reciclar Reducir Reusar
AMBIENTAL
Energías alternas
Tecnología de materiales
Recursos renovables
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¿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 economía para controlar el costo de la energía proporcionando los servicios necesarios en edificios e industrias
» Capehart, Turner Kennedy. Guide to Energy Managment 4th edition
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¿Compraría un auto sin analizar opciones?
(Rendimiento)
9 de cada 10 ejecutivos (Fortune 1000) tienen la responsabilidad moral de hacer más eficientes a sus empresas Los obstáculos para lograr eficiencia energética son: – Complejidad del inmueble y arrendamientos – Consciencia en el uso de la energía la
El primer paso es el más difícil
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Ciclo de vida de la eficiencia energética
Medir, obtener información, documentar
Monitoreo, mantenimiento, mejora
Toma de decisiones en tiempo real
Etapa Pasiva
Etapa Activa
Optimizar con automatización y control integrado
Arreglar lo básico
Auditoria
Monitoreo constante, análisis de información
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Cambio climático y eficiencia
Dr. Armando Llamas, Monterrey, N. L. AEE
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Y ¿el retorno de la inversión?
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 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
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Agenda:
•Antecedentes •Demanda / Ahorros en los edificios •Sustentabilidad, eficiencia energética •Edificios Inteligentes, edificios Verdes; Seguridad en edificios •Juntando las partes, ejemplos •Conclusiones
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Definiciones
Edificio inteligente (IMEI): – Máxima Economía – Máxima Flexibilidad – Máxima Seguridad (entorno, usuario, patrimonio) – Máxima Automatización – Máxima Predicción y prevención Confort, seguridad & sustentabilidad: – Productividad – Lealtad
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Definiciones
• Edificios inteligentes
1. Edificios que se diseñan bajo un nivel arquitectónico funcional para optimizar los recursos humanos y materiales que requiere para su buen funcionamiento. 3. Se caracteriza por
Flexibilidad Eficiencia Seguridad Confort Administración Central
2. Optimiza 4 elementos básicos:
Estructura Sistemas Servicios Administración
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Elementos básicos
3.Servicios: 2.Sistemas:
Aire acondicionado, electricidad, seguridad, etc. Admon Comunicaciones, automatización de oficinas, estacionamiento, helipuerto, recepción, sanitarios, centros de conferencias, etc.
Servicios
4.Administración:
1. Estructura:
Estructura y Diseño arquitectónico
Sistemas
Estructura
Mantenimiento, reportes de energía, manejo de vigilancia, manejo de proveedores, etc.
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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
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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)
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Beneficios de un Edificio Sustentable
Beneficios Operativos
No. 1 2 3 Causa Confort y seguridad. Confiabilidad de los Sistemas(cero interrupciones). Monitoreo remoto. Efecto Incremento Productividad Evitar tiempos muertos operativos Optimización de Recursos
Beneficios Administrativos
No. 1 2 3 4 5 Causa Información en línea oportuna. Administración de las operaciones Administración de energía Disminución en prima de seguro por siniestros. Inversión Efecto Planeación ejecutiva Planeación de presupuesto Ahorros y retornos de Inversión Ahorros en gastos fijos Incrementar Plusvalia
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¿Qué es un edificio verde o sustentable?
Congreso RSectorial Energía
¿Qué es un edificio verde o sustentable?
Congreso RSectorial Energía
¿Qué es un edificio verde o sustentable?
“Un edificio, es un ciudadano que tiene obligaciones 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?
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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
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La evolución . . .
Verde
Aire & Energía
Reduced GHG emissions Improve IAQ Improve Energy Efficiency Waste to Energy
Inteligente
Convergencia de redes
Data collection, measurement & verification, diagnostics, sensors, control, monitoring, remote monitoring, etc.
Agua
Reduce wastewater discharge Lower contamination release
Controles integrados
HVAC, lighting, energy, AV, security, fire & life safety, etc.
Infraestructura
Structured cabling solution, wireless systems, unified communication system
Desperdicios & Mejoras
Reuse and recycle products Reduce Waste disposal More brown fields instead of green fields Green architecture
Admin. agua
Monitoring and metering
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La evolución . . .
Bright Green
Energy 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 más inteligentes
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La evolución . . .
Facilitando el alto desempeño
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Sustentabilidad:
¿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.
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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.
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Biomímesis en edificios:
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Building Management Systems
Sistemas de control que garantizan confort y flexibilidad a los usuarios del inmueble
(1)
- 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 Congreso RSectorial Energía
Automatización
Building Management Systems
Sistemas de control que garantizan confort y flexibilidad a los usuarios del inmueble
(2)
– 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
4 4
Automatización
1 10 9 8 7 10 2 2
7 9
3 10 2 11 6 3 4 5
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Building Management Systems
Sistemas de monitoreo y control para la seguridad (SECURITY)
– 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 Congreso RSectorial Energía
Security
Building Management Systems
Sistemas de monitoreo y control para la seguridad (SAFETY)
Safety
– 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
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Interoperabilidad
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Agenda:
•Antecedentes •Demanda / Ahorros en los edificios •Sustentabilidad, eficiencia energética •Edificios Inteligentes, edificios Verdes; Seguridad en edificios •Juntando las partes, ejemplos •Conclusiones
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Planes para edificios sustentables
Fiabilidad
Controlar la evolución
Su necesidad
Plan de monitoreo Plan de modernización Plan de mantenimiento adecuado Plan de management
Valor original
t1
t2
t3
t4
Tiempo
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¿Seguridad y ahorro en edificios?
HVAC
Solo donde / cuando Se necesita
Ethernet TCP/IP
PC Continuum
Web Client
Iluminación Zona segura / confort
Network Controller
Entradas
Salidas Entradas
Salidas Entradas Entradas
Bombeo de agua Solo servicios básicos / Por consumo
Administración de la energía Permanente
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Soluciones comerciales
LAN Ethernet TCP/1P-10/100MBPS
Cyberstation
Webclient
ACX
DVR
BCx Rooms NetController Motors / HVAC
NetController Power / Lights
BacNet
P7330
PM850
Chillers i288x
PL-3
Fan&Coils
ATV
ION7650
Bombas
UPS-1 PL-2
Elevadores i2810-14
• •
Vent. Retorno
UPS-2
• • Mezcla • •
Vent. Inyección
Alumbrado
12 MC 12 MC 15 MM 15 MM
UMA
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Agenda:
•Antecedentes •Demanda / Ahorros en los edificios •Sustentabilidad, eficiencia energética •Edificios Inteligentes, edificios Verdes; Seguridad en edificios •Juntando las partes, ejemplos •Conclusiones
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Puntos a recordar (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 / impuestos •Mejora continua •Sentido común, ir a lo básico •Esquemas de financiamiento
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Puntos a recordar
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Edificios Inteligentes
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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
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Born
1 June 1796 Palais du PetitLuxembourg, Paris,France 24 August, 1832 (age 36) Paris, France
Died
Fields Institutions Alma mater Nicolas Léonard Sadi Carnot
(1796-1832) in the traditional uniform of a student of the École Polytechnique.
Physicist and engineer French army École Polytechnique École Royale du Génie Sorbonne Collège de France Siméon Denis Poisson André-Marie Ampère François Arago Carnot cycle; Carnot efficiency; Carnot theorem; Carnot heat engine
Academic advisors Known for
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Stages of the Carnot Cycle The 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 the "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 work 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 graph Figure 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.
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Agenda:
•Antecedentes •Demanda / Ahorros en los edificios •Sustentabilidad, eficiencia energética •Edificios Inteligentes, edificios Verdes; Seguridad en edificios •Juntando las partes, ejemplos •Conclusiones
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Agenda:
•Antecedentes •Demanda / Ahorros en los edificios •Sustentabilidad, eficiencia energética •Edificios Inteligentes, edificios Verdes; Seguridad en edificios •Juntando las partes, ejemplos •Conclusiones
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En el mundo se perciben seis tendencias
Energía, el reto clave de nuestro planeta Emergencia de nuevas economías, 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 más simples para la creciente complejidad de nuestras vidas y trabajos Seguridad, una preocupación creciente a escala global
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Crecimiento exponencial del consumo
Para 2030
+47%
Demanda de energía
+70% de aumento en la demanda por las
nuevas economías
+100%
Demanda de electricidad
(para 2030)
20%
Participación de China en la demanda mundial del 2030
Fuentre: IEA
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El dilema de la energía, llegó para quedarse
Los hechos La necesidad
vs.
Demanda de energía
Para 2030
Fuente: IEA 2007
Emisiones CO2
para evitar cambios climáticos dramáticos
Fuente: IPCC 2007, figura (vs. Nivel de 1990
La administración de la energía es la clave para resolver este dilema
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La demanda por la energía crece cada día …
Congreso RSectorial Energía
El tema de la generación preocupa pero la demanda preocupa aún más!
Cerca del 50% de las reducciones de CO2, vendrán de la eficiencia energética
Congreso RSectorial Energía
Los segmentos clave comprenden el 72% del consumo global de energía
31%
<2%
18%
Edificios
21%
Residencial
28%
Transporte
Industria Centros de e infraestructura datos y redes
Fuente: EERE Building Energy Data book 2006 EERE Manufacturing Systems Footprint, http://www1.eere.energy.gov/industry/energy_systems/pdfs/mfg_footprint.pdf
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Agenda:
•Antecedentes •Demanda / Ahorros en los edificios •Sustentabilidad, eficiencia energética •Edificios Inteligentes, edificios Verdes; Seguridad en edificios •Juntando las partes, ejemplos •Conclusiones
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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
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Consumo de energía en edificios (BTU)
Fuente: EIA (Energy Information administration USA)
Congreso RSectorial Energía
¿En dónde están los ahorros?
Industria e Infraestructura Es el consumidor mas grande, es responsable por el 60% del consumo de electricidad.
Variadores de Velocidad Monitoreo de potencia
Edificios modernizació La modernización en podrí edificios podría significar hasta 30% de ahorros
Residencial energí El uso eficiente de la energ ía representa entre 10 y 40 % de ahorro en electricidad
Control de iluminación
Control de HVAC
Control De Iluminación
Sistemas de Admin. De energía Sistemas Administración de Energía Soluciones de automatización
Corrección de Factor de potencia
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.
Consume 20% del total de energía 3 áreas primordiales: HVAC, iluminación y Automatización de edificios Los motores consumen el 35% de la electricidad.
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%
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Oportunidades de ahorro en edificios
HVAC
hasta 20%
Iluminación hasta 30%
Administración de la energía hasta 30%
Bombeo de agua hasta 20%
• Corrección del Factor de Potencia. • Control de la demanda. • Programas internos de comunicación y reducción en el consumo. • Monitoreo de derivados.
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Agenda:
•Antecedentes •Demanda / Ahorros en los edificios •Sustentabilidad, eficiencia energética •Edificios Inteligentes, edificios Verdes; Seguridad en edificios •Juntando las partes, ejemplos •Conclusiones
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¿Qué es sustentabilidad?
Congreso RSectorial Energía
Sustentabilidad
Satisfacer las necesidades de las generaciones presentes, sin comprometer las posibilidades, de las del futuro, para atender sus propias necesidades.
ECONOMICO
equitativo
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.
SOCIAL
SUSTENTABLE viable
soportable
AMBIENTAL
Informe de la Comisión Mundial sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo (Comisión Brundtland): Nuestro Futuro Común
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Sustentabilidad
Automatización Comunicaciones
Códigos reguladores
ECONOMICO
equitativo
SOCIAL
SUSTENTABLE viable
soportable
Técnicas de construcción
Reciclar Reducir Reusar
AMBIENTAL
Energías alternas
Tecnología de materiales
Recursos renovables
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¿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 economía para controlar el costo de la energía proporcionando los servicios necesarios en edificios e industrias
» Capehart, Turner Kennedy. Guide to Energy Managment 4th edition
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¿Compraría un auto sin analizar opciones?
(Rendimiento)
9 de cada 10 ejecutivos (Fortune 1000) tienen la responsabilidad moral de hacer más eficientes a sus empresas Los obstáculos para lograr eficiencia energética son: – Complejidad del inmueble y arrendamientos – Consciencia en el uso de la energía la
El primer paso es el más difícil
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Ciclo de vida de la eficiencia energética
Medir, obtener información, documentar
Monitoreo, mantenimiento, mejora
Toma de decisiones en tiempo real
Etapa Pasiva
Etapa Activa
Optimizar con automatización y control integrado
Arreglar lo básico
Auditoria
Monitoreo constante, análisis de información
Congreso RSectorial Energía
Cambio climático y eficiencia
Dr. Armando Llamas, Monterrey, N. L. AEE
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Y ¿el retorno de la inversión?
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 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
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Agenda:
•Antecedentes •Demanda / Ahorros en los edificios •Sustentabilidad, eficiencia energética •Edificios Inteligentes, edificios Verdes; Seguridad en edificios •Juntando las partes, ejemplos •Conclusiones
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Definiciones
Edificio inteligente (IMEI): – Máxima Economía – Máxima Flexibilidad – Máxima Seguridad (entorno, usuario, patrimonio) – Máxima Automatización – Máxima Predicción y prevención Confort, seguridad & sustentabilidad: – Productividad – Lealtad
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• Edificios inteligentes
1. Edificios que se diseñan bajo un nivel arquitectónico funcional para optimizar los recursos humanos y materiales que requiere para su buen funcionamiento. 3. Se caracteriza por
Flexibilidad Eficiencia Seguridad Confort Administración Central
2. Optimiza 4 elementos básicos:
Estructura Sistemas Servicios Administración
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Elementos básicos
3.Servicios: 2.Sistemas:
Aire acondicionado, electricidad, seguridad, etc. Admon Comunicaciones, automatización de oficinas, estacionamiento, helipuerto, recepción, sanitarios, centros de conferencias, etc.
Servicios
4.Administración:
1. Estructura:
Estructura y Diseño arquitectónico
Sistemas
Estructura
Mantenimiento, reportes de energía, manejo de vigilancia, manejo de proveedores, etc.
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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
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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)
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Beneficios de un Edificio Sustentable
Beneficios Operativos
No. 1 2 3 Causa Confort y seguridad. Confiabilidad de los Sistemas(cero interrupciones). Monitoreo remoto. Efecto Incremento Productividad Evitar tiempos muertos operativos Optimización de Recursos
Beneficios Administrativos
No. 1 2 3 4 5 Causa Información en línea oportuna. Administración de las operaciones Administración de energía Disminución en prima de seguro por siniestros. Inversión Efecto Planeación ejecutiva Planeación de presupuesto Ahorros y retornos de Inversión Ahorros en gastos fijos Incrementar Plusvalia
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¿Qué es un edificio verde o sustentable?
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¿Qué es un edificio verde o sustentable?
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¿Qué es un edificio verde o sustentable?
“Un edificio, es un ciudadano que tiene obligaciones 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
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¿Un edificio verde debe ser certificado como verde, o solo es cuestión de optimizar su desempeño?
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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
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La evolución . . .
Verde
Aire & Energía
Reduced GHG emissions Improve IAQ Improve Energy Efficiency Waste to Energy
Inteligente
Convergencia de redes
Data collection, measurement & verification, diagnostics, sensors, control, monitoring, remote monitoring, etc.
Agua
Reduce wastewater discharge Lower contamination release
Controles integrados
HVAC, lighting, energy, AV, security, fire & life safety, etc.
Infraestructura
Structured cabling solution, wireless systems, unified communication system
Desperdicios & Mejoras
Reuse and recycle products Reduce Waste disposal More brown fields instead of green fields Green architecture
Admin. agua
Monitoring and metering
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La evolución . . .
Bright Green
Energy 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 más inteligentes
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La evolución . . .
Facilitando el alto desempeño
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Sustentabilidad:
¿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.
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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.
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Biomímesis en edificios:
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Building Management Systems
Sistemas de control que garantizan confort y flexibilidad a los usuarios del inmueble
(1)
- 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 Congreso RSectorial Energía
Automatización
Building Management Systems
Sistemas de control que garantizan confort y flexibilidad a los usuarios del inmueble
(2)
– 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
4 4
Automatización
1 10 9 8 7 10 2 2
7 9
3 10 2 11 6 3 4 5
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Building Management Systems
Sistemas de monitoreo y control para la seguridad (SECURITY)
– 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 Congreso RSectorial Energía
Security
Building Management Systems
Sistemas de monitoreo y control para la seguridad (SAFETY)
Safety
– 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
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Interoperabilidad
Congreso RSectorial Energía
Agenda:
•Antecedentes •Demanda / Ahorros en los edificios •Sustentabilidad, eficiencia energética •Edificios Inteligentes, edificios Verdes; Seguridad en edificios •Juntando las partes, ejemplos •Conclusiones
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Planes para edificios sustentables
Fiabilidad
Controlar la evolución
Su necesidad
Plan de monitoreo Plan de modernización Plan de mantenimiento adecuado Plan de management
Valor original
t1
t2
t3
t4
Tiempo
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¿Seguridad y ahorro en edificios?
HVAC
Solo donde / cuando Se necesita
Ethernet TCP/IP
PC Continuum
Web Client
Iluminación Zona segura / confort
Network Controller
Entradas
Salidas Entradas
Salidas Entradas Entradas
Bombeo de agua Solo servicios básicos / Por consumo
Administración de la energía Permanente
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Soluciones comerciales
LAN Ethernet TCP/1P-10/100MBPS
Cyberstation
Webclient
ACX
DVR
BCx Rooms NetController Motors / HVAC
NetController Power / Lights
BacNet
P7330
PM850
Chillers i288x
PL-3
Fan&Coils
ATV
ION7650
Bombas
UPS-1 PL-2
Elevadores i2810-14
• •
Vent. Retorno
UPS-2
• • Mezcla • •
Vent. Inyección
Alumbrado
12 MC 12 MC 15 MM 15 MM
UMA
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Agenda:
•Antecedentes •Demanda / Ahorros en los edificios •Sustentabilidad, eficiencia energética •Edificios Inteligentes, edificios Verdes; Seguridad en edificios •Juntando las partes, ejemplos •Conclusiones
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Puntos a recordar (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 / impuestos •Mejora continua •Sentido común, ir a lo básico •Esquemas de financiamiento
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Puntos a recordar
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Datos
En el marco del Congreso RSectorial Energía, el Ing. Jorge Hagg, Product Development Manager de Schneider Electric México, explicó el concepto de “Edificios Inteligentes”. Para que un edificio sea considerado "inteligente" debe considerar todo el equipamiento que permita garantizar el confort y la seguridad de los usuarios, a la vez que ayuda a que su operación sea flexible y confiable. Como un ciudadano más, el edificio debe ser responsable con su entorno y la comunidad, operando de la forma más eficiente posible. La demanda eléctrica de los edificios crece a pasos agigantados, pero será a través del uso eficiente de las energías que se lograrán los ahorros en la operación.
“Los edificios modernos, no sólo deben ser inteligentes sino que deben buscar ser verdes o sustentables, más allá de la automatización, la responsabilidad y el respeto a su entorno para cumplir con el balance entre la parte económica, la social y la ambiental”, comentó Jorge Hagg.