Recomendaciones de diseño para optimizar la protección solar y disminuir la demanda energética de los edificios
Palabras clave:
demanda energética de edificios, protección solar, recomendaciones de diseño, clima cálido-húmedoResumen
A pesar de la crisis ambiental global, el desempeño energético de edificios no se corresponde con los cambios necesarios. El marco regulatorio cubano no considera el diseño urbano-arquitectónico como recurso para disminuir la demanda energética de los edificios, donde la protección solar de las aberturas es fundamental. El objetivo del trabajo fue proponer recomendaciones de diseño fundamentadas en la influencia del contexto urbano y la orientación en la protección solar y la demanda energética para enfriamiento. Se utilizó la herramienta Energy Plus para simular diferentes escenarios urbanos y orientaciones, evaluando su impacto en la protección solar y la demanda energética. Se demuestra que al considerar estos factores, es posible reducir los costos de protección solar y la demanda energética. Se destaca la importancia de diseñar cada porción de la envolvente vertical considerando su orientación y relación con el contexto inmediato para lograr una mayor eficiencia energética.
Citas
Chirag D, Siew L. Determining key variables influencing energy consumption in office buildings through cluster analysis of pre- and post-retrofit building data. Energy and Buildings [Internet]. 2018 [consultado: 17 de enero de 2023]; 159:228-245. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.11.007
Brøgger M, Bjarne K. Estimating the energy-saving potential in national building stocks–A methodology review. Renewable and Sustainable Energy Reviews [Internet]. 2017 [consultado: 20 de enero de 2023]; 82(Part 1):1489-1496. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.239
Ministerio de Energía y Minas, et al. Cuba apuesta por una energía más limpia, diversa y eficiente [Internet]. MINEM, 2014 [consultado: 22 de marzo de 2022]. Disponible en: http://www.cubadebate.cu/especiales/2014 /08/14/cuba-apuesta-por-una-energia-mas-limpia-diversa-y-eficiente/#respond
Martins T, Faraut S, Adolphe L. Infuence of context-sensitive urban and architectural design factors on the energy demand of buildings in Toulouse, France. Energy & Building [Internet]. 2019 [consultado: 20 de marzo de 2022]; 190:262-278. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2019.02.019
Oficina Nacional de Normalización. NC 220-1: Edificaciones - requisitos de diseño para la eficiencia energética - parte 1: envolvente del edificio. La Habana: ONN, CTN 40, 2009.
Garcia-Nevado E, Beckers B, Coch Roura H, Crespo I. Façade design and energy demand: fenestration indexes from an urban approach. En: Libro de Ponencias: 33rd International Conference on Passive and Low Energy Architecture PLEA. Edinburgh; 2017 [consultado: 20 de marzo de 2022]. Vol. III: p. 5230-5237. Disponible en: www.nceub.org.uk
Shi X, Zhichao T, Wenqiang C, Binghui S, Jin X. A review on building energy efficient design optimization room the perspective of architects. Renewable and Sustainable Energy Reviews [Internet]. 2016 [consultado: 15 de junio de 2022]; 65:872–884. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.07.050
Kheiri F. A review on optimization methods applied in energy-efficient building geometry and envelope design. Renewable and Sustainable Energy Reviews [Internet]. 2018 [consultado: 20 de enero de 2023]; 92:897–920. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.04.080
Sanhudo L, Ramos N, Martins J P, Almeida R, Barreira E, Simões ML & Cardoso V. Building information modeling for energy retrofitting–A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews [Internet]. 2018 [consultado: 23 de febrero de 2022]; 89:249–260. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.03.064
Natephra W, Yabuki N, Fukuda T. Optimizing the evaluation of building envelope design for thermal performance using a BIM-based overall thermal transfer value calculation. Building and Environment [Internet]. 2018 [consultado: 2 de septiembre de 2020]; 136:128-145. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2018.03.032
Yoshino H, Hong T, Nord N. IEA EBC annex 53: Total energy use in buildings—Analysis and evaluation methods. Energy and Buildings [Internet]. 2017 [consultado: 20 de enero de 2023]; 152():124-136. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.07.038
Egwunatum S, Joseph-Akwara E, Akaigwe R. Optimizing energy consumption in building designs using Building Information Model (BIM). Slovak Journal of Civil Engineering [Internet]. 2016 [consultado: 15 de enero de 2021]; 24(3):19–28. Disponible en: https://doi.org/10.1515/sjce-2016-0013
Tapia-Maureira C, Piderit M. Design Criteria to Reduce Energy Demand and Improve Thermal Comfort in Desert-coastal Climate Office-building [Internet]. En: Libro de Ponencias: 34th International Conference on Passive and Low Energy Architecture PLEA. Hong Kong; 2018 [consultado: 20 de marzo de 2022]. Vol. II: p. 676-681. Disponible en: http://web5.arch.cuhk.edu.hk
Rueda LA. Influencia del diseño en la carga térmica y el consumo de energía en habitaciones de hoteles con “destino sol y playa” en Cuba [tesis doctoral]. Ciudad de La Habana: Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría, 2003.
American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers. ANSI/ASHRAE/IES Standard 90.1-2013, Energy Standard for Buildings Except Low-Rise Residential Buildings (I-P Edition) [Internet]. Atlanta: ASHRAE, 2013 [consultado: 7 de enero de 2021]. Disponible en: www.ashrae.org
González D, Martínez R. Sistema de elementos de protección solar para los edificios en Cuba. Estudio de caso. Arquitectura y Urbanismo [Internet]. 2014 [consultado: 7 de enero de 2019]; 35(3):5-17. Ciudad de La Habana. Cujae. Disponible en: https://rau.cujae.edu.cu/index.php/revistaau/issue/view/45/showToc
Sole Bonet J. OpenStudio y Energy Plus [Internet]. Madrid: URSA Insulation SA, 2017 [consultado: 7 de enero de 2019]. Disponible en: http://www.josepsole.260mb.net/Energy.html
Oficina Nacional de Normalización. NC-ISO 8995/CIE S 008: 2003. Iluminación de puestos de trabajo en interiores. La Habana: ONN, CTN 58, 2003.
Ghosh A, Neogi S. Effect of fenestration geometrical factors on building energy consumption and performance evaluation of a new external solar shading device in warm and humid climatic condition. Solar Energy [Internet]. 2018 [consultado: 20 de abril de 2020]; 169:94–104. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.solener.2018.04.025
U.S. Department of Energy. Input Output Reference. EnergyPlus™ Version 8.8 Documentation [Internet]. Washington D. C.: DOE, 2019 [consultado: 7 de octubre de 2019]. Disponible en: https://energyplus.net/
CITEC (Centro de Investigación en Tecnologías de la Construcción). Manual de Diseño Pasivo y Eficiencia Energética en Edificios Públicos [Internet]. Instituto de la Construcción. Universidad del Bío Bío, Santiago de Chile, 2012 [consultado: 20 de abril de 2022]. Disponible en: www.iconstruccion.cl
Olgyay V. Arquitectura y clima. Manual de diseño bioclimático para arquitectos y urbanistas (Trads. J Frontado y L Cavet). Barcelona: Gustavo Gili; 1998.
Kirimtat A, Kundakci Koyunbaba B, Chatzikonstantinou I, Sariyildiz S. Review of simulation modeling for shading devices in buildings. Renewable and Sustainable Energy Reviews [Internet]. 2016 [consultado: 20 de enero de 2023]; 53:23–49. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.08.020
De la Paz Pérez GA, De la Paz Vento G. Impacto energético-ambiental por climatización de un edificio de oficinas en condiciones tropicales [Internet]. En: Libro de Ponencias: Quinto Congreso Internacional MACDES. La Habana: MES; 2018 [consultado: 20 de marzo de 2022]. p. 439-450. Disponible en: https://www.academia.edu/38069843/Memorias_Congreso_Internacional_Medio_Ambiente_Construido_y_Desarrollo_Sustentable_MACDES_2018_
Oficina Nacional de Normalización. NC 219: 2002 Urbanismo - código de buena práctica para el diseño ambiental de los espacios urbanos. La Habana: ONN, CTN 40, 2002.
Díaz G, De la Peña AM. Urbanismo y medioambiente. La Habana: Efe Consultores; 2009.
González D, Martínez O, Rodríguez V, Salazar M. Outdoor thermal environment in Havana [Internet]. En: Libro de Ponencias: International Conference for Sustainable Design of the Built Environment SDBE 2018. London: University of East London; 2018 [consultado: 20 de marzo de 2022]. p. 776-784 Disponible en: http://newton-sdbe.uk/wp-content/uploads/2018/09/SDBE2018_Conference-Proceedings-.pdf
Garcia-Nevado E, Pagès-Ramon A, Coch Roura H, Beckers B. Characterization of solar access in mediterranean cities: oriented sky factor [Internet]. En: Libro de Ponencias: 31nd International Conference on Passive and Low Energy Architecture PLEA. Bologna (Italy); 2015 [consultado: 20 de marzo de 2022]. p.1-7. Disponible en: http://plea-arch.org/plea-proceedings/
Masoud B, Coch H, Crespo I, Beckers B. Effects of Urban Morphology on Shading for Pedestrians: Sky View Factor (SVF) as an Indicator of Solar Access [Internet]. En: Libro de Ponencias: 34th International Conference on Passive and Low Energy Architecture PLEA. Hong Kong; 2018 [consultado: 20 de marzo de 2022]. Vol. III:p.1029-1030. Disponible en: http://web5.arch.cuhk.edu.hk
De la Paz GA. Influencia del contexto urbano y la orientación en la protección solar de los vanos y en la demanda energética de los edificios en Cuba [tesis doctoral]. Ciudad de La Habana: Universidad Tecnológica de La Habana José Antonio Echeverría, 2019.
De la Paz GA, Sandiumenge E. Influencia de la geometría urbana en la demanda energética anual para enfriamiento. Estudio de caso Camagüey [Internet]. Arcada. Revista de Conservación del Patrimonio Cultural. 2019 [consultado: 25 de octubre de 2022]; 7(2):62-71. Disponible en: https://revistas.reduc.edu.cu/index.php/arcada/article/view/3262
González D. Uso de suelo y ambiente interior. Arquitectura y Urbanismo [Internet]. 2011 [consultado: 20 de enero de 2023]; 32(2):9-15. Disponible en: https://rau.cujae.edu.cu/index.php/revistaau/issue/view/45/showToc
De la Paz Pérez GA, González Couret D, Rodríguez-Algeciras J.A, De la Paz Vento G. Influence of the urban context on solar protection of the vertical envelope and the cooling energy demand of buildings in Cuba. Journal of Building Engineering [Internet]. 2023 [consultado: 20 de enero de 2023]; 76:107224. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.107224
De la Paz G. Brise-soleil, recurso arquitectónico de control solar: Evolución y propuesta de diseño optimizado para Camagüey. Arquitectura y Urbanismo [Internet]. 2012 [consultado: 12 de enero de 2023]; 33(2):79-94. Disponible en: https://rau.cujae.edu.cu/index.php/revistaau/article/view/201/196

Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2024 Revista Científica de Arquitectura y Urbanismo

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.
Los autores que publican en esta revista están de acuerdo con los siguientes términos:a. Los autores conservan los derechos de autor y garantizan a la revista el derecho de ser la primera publicación del trabajo al igual que licenciado bajo una Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0) que permite a otros compartir el trabajo con un reconocimiento de la autoría del trabajo y la publicación inicial en esta revista.
b. Los autores pueden establecer por separado acuerdos adicionales para la distribución no exclusiva de la versión de la obra publicada en la revista (por ejemplo, situarlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro), con un reconocimiento de su publicación inicial en esta revista.
c. Se permite y se anima a los autores a difundir sus trabajos electrónicamente (por ejemplo, en repositorios institucionales o en su propio sitio web) antes y durante el proceso de envío, ya que puede dar lugar a intercambios productivos, así como a una citación más temprana y mayor de los trabajos publicados (Véase The Effect of Open Access, en inglés).