SoCalGas - Eficiencia energética

Eficiencia energética

Unidad estructural del edificio

La unidad estructural del edificio se puede considerar como un armazón o una barrera que separa los espacios interiores del ambiente exterior. Los techos y los muros protegen a los habitantes de los elementos, mientras que las ventanas transmiten luz, visibilidad y ventilación a los ocupantes.

Sistemas de aislamiento

El aislamiento del edificio está integrado por sistemas nuevos y antiguos. El edificio actual está fabricado principalmente de hormigón prefabricado. La espuma rígida sin CFC añadida a los muros existentes, a menudo conocida como "sistema de aislamiento de acabado exterior" o "EFIS" (siglas de "Exterior Finish Insulation System"), mejoró el índice de aislamiento de las paredes de R-7 a R-11. Las nuevas paredes exteriores combinan aislamientos con relleno de fibra de vidrio con resguardo de aluminio y EFIS para alcanzar un valor R de 11. Estos sistemas de aislamiento reducen la ganancia y la pérdida de calor a través de las paredes del edificio en un 50%.

El aislamiento del techo en las secciones remodeladas del este y del oeste del ERC proporciona un valor R de 38, el doble del valor R de los techos tradicionales de California. El aislamiento en la sección central del nuevo techo tiene un valor R de 30.

Técnicas de infiltración

Un enmasillado y sellado deficiente de las juntas de las paredes y de los puntos de conexión de los edificios da como resultado la pérdida sustancial de energía de los mismos. Un diseño específico "sin fugas ni pérdidas", junto con una instalación ejecutada con cuidado, reduce la infiltración.

Canalizaciones

El sistema de distribución de aire del ERC fue cuidadosamente planeado para un suministro y retorno precisos. Los diseños de vanguardia de los difusores y las canalizaciones mejoran la eficiencia de los sistemas mecánicos. Una de las principales características de este sistema es el contar con controles de volumen de aire variable ubicados estratégicamente en todo el edificio. La instalación cuidadosa del ventilador de la fuente de aire al difusor minimiza aún más el uso de energía.

Sistema de techos

El ERC presenta sistemas de techos tanto nuevos como antiguos. El techo tradicional está fabricado con asfalto caliente y adhesivos tóxicos. Los nuevos techos de membrana del segundo piso, que cubren un tercio del edificio, se fijan mecánicamente, eliminando la necesidad de trabajar con máquinas de calor, asfalto caliente y adhesivos y selladores tóxicos. Un revestimiento blanco altamente reflectante para techos reduce drásticamente el calor capturado, disminuyendo así las necesidades de aire acondicionado entre un 10 y un 40%. Este techo de bajo mantenimiento es también altamente resistente a las temperaturas extremas, a la punción y a la oxidación.

Ventanas

Vidrio de baja emisividad. Con el fin de reducir la ganancia o la pérdida de calor radiante, se utilizó vidrio de baja emisividad en todas las ventanas. Las ventanas están rellenas de gas de baja conductividad entre los paneles y poseen un doble cristal con una hoja de "espejo de calor", un material transparente que permite que penetre la luz, pero poco calor, en los meses cálidos y retiene el calor en invierno. Estas ventanas no solo proporcionan un ahorro de energía, sino que también conllevan beneficios acústicos porque reducen al mínimo el ruido externo.

Iluminación

La iluminación natural reduce las necesidades de alumbrado eléctrico hasta en un 80%.

El uso de lámparas fluorescentes de alta eficiencia T-8, balastros electrónicos, sistemas de iluminación natural y sensores de luz y ocupación reduce los requerimientos de energía eléctrica para iluminación ambiental y concentrada en un 47%. Reducir el uso de luz eléctrica y el calor que emiten las lámparas también disminuye la carga de los sistemas de refrigeración durante los meses de verano. Este ahorro se ve contrarrestado parcialmente por un ligero aumento en la carga de calefacción durante los meses de invierno, debido a la ausencia del calor residual de la iluminación tradicional.

Se añadieron puntos adicionales de control a los equipos para medir de nuevo la eficiencia energética de las unidades. El sistema desecante utiliza dos unidades compactas que contienen una rueda desecante y térmica para acondicionar la temperatura y la humedad del aire exterior a fin de brindar las condiciones de confort necesarias en el interior del edificio. El espacio en el que operan estas unidades contiene una pequeña cocina. Las unidades desecantes controlan la humedad en el espacio y permiten que la temperatura del aire de entrada del bulbo seco se eleve por encima del tradicional DB 55F cuando dicha condición no sea necesaria.

Las unidades utilizan un calentador hidrónico de combustión a gas para regenerar el desecante y proporcionar calefacción. El resultado es una unidad que consume principalmente gas para la calefacción y la refrigeración, haciéndola muy rentable durante los meses de verano, cuando la electricidad es típicamente más cara. El sistema principal de HVAC consta de una planta central de 90 toneladas (tres enfriadores/calentadores de 30 toneladas de doble efecto alimentados con gas y conectados en paralelo) que da servicio a dos unidades principales de tratamiento de aire.

El sistema de distribución de aire está compuesto por un sistema de volumen de aire variable (VAV) con control VFC en los ventiladores de alimentación principal y cajas VAV con recalentador de agua para control del flujo de aire a cada zona. Ambas unidades de tratamiento de aire usan dos extractores de aire junto con un escape motorizado y reguladores de tiro de aire externo y de retorno para facilitar los ciclos del economizador. La planta central es un sistema de cuatro tubos con unidades de refrigeración/calentamiento que utilizan válvulas de cambio de tres vías para suministro de agua refrigerada a los serpentines de enfriamiento localizados en las unidades de tratamiento de aire y suministro de agua caliente a las cajas VAV.

Luz natural y orientación del edificio

El uso máximo de la luz natural "gratuita" reduce la necesidad de iluminación eléctrica de alto consumo de energía. Las técnicas de iluminación natural y la correcta orientación del edificio permiten una reducción considerable del sistema mecánico. Aunque la orientación del edificio antiguo limitaba los beneficios solares, el equipo de diseño trabajó estrechamente con los ingenieros mecánicos para optimizar la orientación solar del segundo piso con el fin de reducir las necesidades de iluminación eléctrica.

Durante los días soleados, la luz natural del segundo piso reduce las necesidades de alumbrado eléctrico hasta en un 80%. El uso de los aparatos de iluminación antes de rediseñar el edificio superaba los 1.7 vatios por pie cuadrado. La Iluminación natural y las técnicas avanzadas de iluminación han disminuido los requerimientos de iluminación en un 40%, a poco menos de un vatio por pie cuadrado.

Tragaluces (sistemas activos de luz de día So-Luminaire)

Tres tragaluces en el corredor principal del primer piso del ERC incorporan un sistema de seguimiento del sol que utiliza espejos, ductos reflectantes y lentes eficientes de difusión para crear un sistema de iluminación interior tecnológicamente avanzado que puede ser utilizado durante el día. Un tragaluz de So-Luminaire puede eliminar el uso de más de dos millones de vatios-hora de luz eléctrica por año. Los tragaluces se pagan por sí mismos a través de los ahorros en los costos de energía después de dos a cinco años.

Clerestorio traslúcido Kalwall. Las secciones de paredes con ventanas traslúcidas están estratégicamente colocadas para permitir que la luz natural sature los espacios interiores, proporcionando una luz ambiental suave, y para reducir al mínimo la transferencia y la pérdida de calor.

Lámparas fluorescentes T-8 y balastros electrónicos. Las lámparas fluorescentes T-8 y los balastros electrónicos proporcionan la mayor parte de la iluminación ambiental y concentrada en el ERC. Las lámparas T-8 son un 25% más eficientes que las lámparas fluorescentes T-12 convencionales. Su diámetro de una pulgada permite utilizarlas con diseños de dispositivos más pequeños y compactos con mejor fotométrica. Los balastros electrónicos aumentan la vida útil de las lámparas y reducen el calor generado normalmente por los balastros magnéticos, reduciendo en última instancia las necesidades de aire acondicionado y las facturas de energía.

Detectores de ocupación y sensores de luz. Todo el ERC está equipado con sensores de ocupación y sensores de luz. Los sensores tienen un impacto significativo en el ahorro de energía, estimado entre 35 y 60%. La mayoría de los espacios interiores del ERC tienen instalados sensores infrarrojos de ocupación (de movimiento), que apagan o encienden las luces.

Además, en las habitaciones con ventanas, los sensores ajustan continuamente la cantidad de iluminación eléctrica utilizada, dependiendo de los niveles de luz natural. Gracias al ahorro de energía, los sensores de ocupación y de luz permiten recuperar la inversión en un plazo de uno a tres años.

Sistemas de calefacción y refrigeración

Aunque la mayoría de los edificios usa un solo tipo de sistema de calefacción y refrigeración, el ERC utiliza gas natural y sistemas eléctricos con el fin de maximizar la eficiencia y reducir los costos de energía.

Su diseño y el uso de tecnologías de eficiencia energética han reducido las necesidades de energía para enfriamiento del edificio en un 54%. Cuatro tipos de equipos —refrigeración por evaporación indirecta/directa, unidades desecantes, enfriadores/calentadores de absorción y unidades compactas— crean un sistema combinado que equilibra los usos de la electricidad y el gas natural. Al controlar la utilización extrema de ambas fuentes de energía, las dimensiones del sistema mecánico y los costos de energía se reducen.

El sistema de aire acondicionado del ERC está compuesto por partes del sistema que ya existían en el edificio antiguo, entre las que se incluyen dos enfriadores/calentadores alimentados con gas de 30 toneladas y dos de 7.5 toneladas, acopladas con los equipos nuevos para satisfacer las necesidades proyectadas. Al utilizar el sistema de aire acondicionado existente se redujeron significativamente los costos de comprar equipos nuevos y eliminar los antiguos.

Sistema de refrigeración por evaporación indirecta/directa. El enfriamiento por evaporación indirecta y directa da servicio a la nueva sección de la planta baja del ERC, que incluye la sala principal y el vestíbulo. Se introducen grandes cantidades de aire exterior al espacio debido a sus altos niveles de ocupación. El enfriamiento por evaporación indirecta/directa utiliza un medio húmedo para enfriar el aire, tanto directa como indirectamente (mediante un intercambiador de calor).

Aunque el sistema funciona utilizando únicamente refrigeración por evaporación en la mayoría de las estaciones, está conectado a una unidad de condensación eléctrica enfriada por aire que permite enfriamiento mecánico adicional en períodos de clima demasiado caluroso. De acuerdo con la temporada, el sistema es 50% más eficiente que un sistema convencional.

Unidades desecantes

Se han instalado dos unidades desecantes de enfriamiento de dos ruedas en parte del edificio para mejorar la calidad del aire de interiores. Estas unidades dan servicio a la sala de usos múltiples y la cocina para banquetes del ERC. Al eliminar la humedad, las unidades desecantes disminuyen el potencial de crecimiento de contaminantes biológicos que aparecen con la humedad del aire. Están diseñados para una admisión de 100% de aire exterior cuando los niveles de temperatura y humedad son los adecuados.

Aunque la eliminación de la humedad en los sistemas de aire acondicionado convencionales normalmente requiere un consumo de energía significativo, las unidades desecantes reducen los requerimientos de enfriamiento mecánico convencional para estos sectores del edificio en aproximadamente 40%.

Enfriadores/calentadores de absorción

El ERC utiliza tres enfriadores/calentadores de absorción de doble efecto de 30 toneladas alimentados con gas natural para dar servicio a la mayoría de las áreas existentes en el primer piso y en todo el segundo piso de la nueva sección del Centro. Estos enfriadores sin CFC reducen la demanda eléctrica y mantienen fuera de la atmósfera las sustancias nocivas que destruyen la capa de ozono.

Aunque la mayoría de los sistemas de aire acondicionado eléctrico todavía utilizan refrigerantes basados ​​en CFC, los enfriadores de absorción son más respetuosos con el medio ambiente ya que usan agua como refrigerante. Los enfriadores/calentadores de absorción también suministran la mayor parte de las necesidades de calefacción del Centro. Los enfriadores se canalizan a las unidades de tratamiento de aire que poseen economizadores de aire exterior y distribución de volumen de aire variable.

Unidades compactas

Las unidades compactas para refrigeración eléctrica y calefacción a gas dan servicio a diferentes partes del Centro, incluida una gran sala de equipos. Estas unidades avanzadas tienen un Índice estacional de eficiencia energética (SEER) de 11.0, lo cual supera los requisitos del CEC en un 10%.

Impulsores de frecuencia variable

Todos los sistemas principales de tratamiento de aire del ERC usan tecnología de impulsores de frecuencia variable para conservar energía. Esta característica varía la velocidad de los ventiladores en función de la demanda de refrigeración o calefacción. La conversión de volumen constante a distribución de volumen de aire variable (VAV) da como resultado una reducción del 75% de las necesidades de energía del ventilador. La energía de los ventiladores ocupa generalmente el tercer lugar en el consumo de energía de los edificios comerciales, después de la iluminación y la refrigeración.

Además, uno de los impulsores expuestos es una unidad de "energía limpia", que prácticamente elimina la necesidad de tener los costosos sistemas electrónicos de filtrado de armónicos que suelen ser necesarios en el procesamiento de datos y en otras operaciones sensibles desde el punto de vista del consumo energético.

Unidad de aire de reposición

La unidad de aire de reposición (MAU) da servicio a la zona de equipos de demostración de gran tamaño. Cuando los extractores están trabajando para eliminar el calor de los equipos, la MAU aspira el aire exterior para reponer el aire desalojado y mantener una presión de aire adecuada en el recinto. La unidad emplea un calentador de gas y un módulo de refrigeración por evaporación directa, que templan el aire en lugar de proceder a un enfriamiento mecánico costoso.

Campana de compensación

La campana de compensación, que se encuentra en el techo por encima de la cocina de banquetes del ERC, actúa como un equipo autónomo de escape y de reposición de aire que reduce la cantidad de energía del ventilador eléctrico requerida para el control de ventilación de la cocina.

Automatización del edificio

Un sistema computarizado de gestión de energía optimiza el uso de energía en el ERC monitoreando y controlando los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado del edificio a través de una extensa red de más de 230 sensores de recopilación de datos. El sistema está compuesto por equipos del edificio antiguo y equipos nuevos.

El Centro utiliza una tecnología avanzada cliente/servidor de nueva generación que aporta funcionalidad de vanguardia a la operación y mantenimiento del Centro. Con este Sistema Computarizado de Gestión de Mantenimiento (CMMS), los equipos de última generación del Centro pueden funcionar con mayor eficacia, sin complicaciones y ser capaces de mantener una eficiencia de costos superior y un rendimiento máximo.

Además, este sistema permite la interacción de los ingenieros y los administradores de edificios, en una base de datos relacional, para realizar un seguimiento y analizar la disponibilidad de los equipos, el tiempo de inactividad total de los equipos y el tiempo de inactividad operativa con el objeto de identificar las causas y la frecuencia de las fallas y del tiempo de inactividad. El personal del Centro maneja todo, desde las órdenes de trabajo y los planes de trabajo hasta las compras y el inventario. Con este tipo de operación y plan de mantenimiento, el ERC puede implementar la administración de principios sólidos, como Mantenimiento Productivo Total (TPM) y Gestión de Calidad Total (TQM).

El Centro es capaz de mantener y actualizar los registros de todos sus equipos. Puede agregar nuevos equipos a la base de datos, así como su relación con otros equipamientos, hacer un seguimiento de los costos de mantenimiento e ingresar y revisar las lecturas de los medidores. Además, el Centro está en condiciones de agregar archivos electrónicos con dibujos de "cómo quedó construido" un equipo, imágenes de los equipos y una base de datos de la historia de todos los equipos del ERC.

Se utilizan modelos de Mantenimiento Preventivo (PM) para generar órdenes de trabajo para las tareas realizadas periódicamente ya sea por tiempo transcurrido o medido. El mantenimiento de predicción se proporciona a través de la asociación de modelos de PM con condiciones de alarma preestablecidas. Además, las órdenes de trabajo son un elemento central de las operaciones del Centro y del sistema de gestión de mantenimiento, junto con los planes de trabajo, que se utilizan como una descripción detallada del trabajo a realizar en una tarea.

Junto con los planes de trabajo, que normalmente incluyen descripciones de los procedimientos, mano de obra y herramientas utilizadas en las tareas, el Sistema Computarizado de Gestión de Mantenimiento detalla el trabajo, genera órdenes de trabajo, horarios de trabajo y proporciona una manera integral de operación y mantenimiento del Centro de Recursos Energéticos.

Un sistema computarizado de gestión de energía optimiza el uso de la energía en el ERC.

Computadoras

Todas las 34 computadoras Compaq(tm) instaladas en el primer piso del ERC son "Energy Star". Las computadoras designadas por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (U.S. Environmental Protection Agency) como Energy Star pasan a un estado de bajo consumo de energía cuando se dejan inactivas. En este estado consumen 30 vatios o menos, con una reducción del 50 al 75% en comparación con el consumo normal de energía.

El contexto

  • Vertederos de residuos sólidos. Los vertederos de residuos sólidos en todo el país están llegando a su máxima capacidad y los recursos naturales se están agotando a un ritmo rápido. Para reducir los residuos y conservar los recursos, la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (U.S. Environmental Protection Agency) promueve la siguiente jerarquía de gestión de residuos: reducción en la fuente (disminuir en primer lugar la cantidad de residuos generados), reutilización y reciclado, seguidos de incineración y depósito en los vertederos.

  • Reducción de desechos. El Estado de California ha hecho un llamamiento para una reducción de la eliminación de desechos en el estado del 25% para 1995 y del 50% para el año 2000. El reciclaje será viable solo si se crean mercados para productos finales hechos de desperdicios reciclados postconsumo.

  • Conservación del agua. California ha experimentado condiciones de sequía durante 7 de los últimos 20 años. Por consiguiente, el Distrito Metropolitano de Recursos Hídricos redujo el suministro de agua en un 31%, forzando a las agencias locales a imponer racionamientos, tarifas más altas a los usuarios, sanciones por exceder las asignaciones, moratorias en la adjudicación de nuevas conexiones de agua, restricciones de uso en construcciones y áreas verdes, y ordenanzas que requieren inodoros y accesorios de flujo reducido en edificios nuevos y remodelados. Debido a nuestro clima árido, a la expansión de la población y al suministro limitado de agua, la conservación del agua debe convertirse en un modo de vida en el sur de California.

  • Uso de madera. La construcción es la responsable de una cuarta parte de la demanda de los recursos forestales. El uso de maderas tropicales exóticas, como la madera de teca y la madera de caoba, contribuye a la destrucción de los ecosistemas de la selva tropical, que están desapareciendo a un ritmo de un acre por segundo. Menos del 1% de las maderas tropicales cosechadas en el mundo están certificadas como "sostenibles".

  • Perforación y minería. Los impactos ambientales de la perforación y la minería incluyen la destrucción del paisaje, los residuos tóxicos de las minas y las pilas de desechos y la contaminación del aire y del agua ocasionada por el procesamiento.

El enfoque del ERC

El enfoque del diseño del edificio del ERC busca preservar y minimizar el uso de los recursos naturales al reducir el consumo y fomentar la reutilización de materiales, el reciclaje, la incorporación de productos que incluyen contenido reciclado postconsumo y el abastecimiento sostenible que no ponga en peligro los ecosistemas frágiles.

Entre los procedimientos específicos que se llevan a cabo se incluyen la reutilización de materiales procedentes del antiguo edificio de oficinas de Southern California Gas Company, el reciclaje de residuos de demolición mediante la reutilización y el reciclado de materiales de construcción, la instalación de dispositivos de conservación del agua y evitar el uso de maderas nobles tropicales.

Edificio del ERC

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