Adaptive control in existing facilities and its potential in the context of climate change

En la actualidad, la mayoría de los edificios de oficinas tienen un elevado consumo energético provocado principalmente por el uso de los sistemas de HVAC, en los que se logra el confort térmico sin considerar las implicaciones energéticas. El objetivo de la investigación que aquí se expone es reducir la demanda y consumo energético, manteniendo altos niveles de confort térmico adaptativo, en base a la aplicación de temperaturas de consigna adaptativas calculadas según la norma EN 15251, como también identificar el potencial de estos procedimientos en el contexto del cambio climático de los años 2020, 2050 y 2080. Para ello, se desarrolla una metodología que contempla fases de (1) recopilación de datos; (2) trabajo de campo –monitoreo de las temperaturas del edificio y realización de encuestas de confort térmico-; (3) validado del modelo de simulación, en base a temperatura, voto medio predictivo (PMV) y consumo energético; (4) simulaciones; y (5) obtención de resultados. Como aplicación del método se selecciona un edificio de reciente construcción en Sevilla (España) que cumple la normativa vigente. Los resultados muestran reducciones muy importantes en la demanda y consumo energético, con valores entre 52% y 63% y entre 51% y 61%, respectivamente, dependiendo del escenario climático analizado.Currently, energy consumption is high in most office buildings mainly due to the use of HVAC systems, which achieve thermal comfort without considering the energy implications. The objectives of this research are to reduce energy demand and consumption while maintaining high levels of adaptive thermal comfort, based on the application of adaptive setpoint temperatures calculated according to CEN Standard EN 15251, and to identify the potential of these procedures for the years 2020, 2050 and 2080, in the context of climate change. To that end, a five-stage methodology was carried out, which consisted of: (1) data collection; (2) field work involving monitoring building temperature and conducting thermal comfort surveys; (3) validation of the simulation model, according to temperature, Predicted Mean Vote (PMV), and energy consumption; (4) simulations; and (5) results. The method was implemented in a recently constructed building in Seville (Spain) that complies with current regulations. The results reveal important reductions in energy demand and consumption, with values between 52% and 63%, and between 51% and 61%, respectively, depending on the climate scenario analyzed

Adaptive control in existing facilities and its potential in the context of climate change

Currently, energy consumption is high in most office buildings mainly due to the use of HVAC systems, which achieve thermal comfort without considering the energy implications. The objectives of this research are to reduce energy demand and consumption while maintaining high levels of adaptive thermal comfort, based on the application of adaptive setpoint temperatures calculated according to CEN Standard EN 15251, and to identify the potential of these procedures for the years 2020, 2050 and 2080, in the context of climate change. To that end, a five-stage methodology was carried out, which consisted of: (1) data collection; (2) field work involving monitoring building temperature and conducting thermal comfort surveys; (3) validation of the simulation model, according to temperature, Predicted Mean Vote (PMV), and energy consumption; (4) simulations; and (5) results. The method was implemented in a recently constructed building in Seville (Spain) that complies with current regulations. The results reveal important reductions in energy demand and consumption, with values between 52% and 63%, and between 51% and 61%, respectively, depending on the climate scenario analyzed.En la actualidad, la mayoría de los edificios de oficinas tienen un elevado consumo energético provocado principalmente por el uso de los sistemas de HVAC, en los que se logra el confort térmico sin considerar las implicaciones energéticas. Los objetivos de la investigación que aquí se expone es reducir la demanda y consumo energético, manteniendo altos niveles de confort térmico adaptativo, en base a la aplicación de temperaturas de consigna adaptativas calculadas según la norma EN 15251, como también identificar el potencial de estos procedimientos en el contexto del cambio climático de los años 2020, 2050 y 2080. Para ello, se desarrolla una metodología que contempla fases de (1) recopilación de datos; (2) trabajo de campo –monitoreo de las temperaturas del edificio y realización de encuestas de confort térmico-; (3) validado del modelo de simulación, en base a temperatura, voto medio predictivo (PMV) y consumo energético; (4) simulaciones; y (5) obtención de resultados. Como aplicación del método se selecciona un edificio de reciente construcción en Sevilla (España) que cumple la normativa vigente. Los resultados muestran reducciones muy importantes en la demanda y consumo energético, con valores entre 52% y 63% y entre 51% y 61%, respectivamente, dependiendo del escenario climático analizado

Landscape Energy conflicts: seven myths and the need for collaborative and adaptive management.

Todos los nuevos desarrollos pueden crear problemas, especialmente en lugares con alta densidad de población. En el paisaje Europeo existen ya muchos tipos de usos del espacio así como usuarios de estos paisajes. Ahora que los gobiernos tienen como uno de sus objetivos la creación de parques eólicos, huertos solares, cultivos energéticos, etc., los conflictos en relación con energías renovables al nivel del paisaje se multiplican. Con diferentes tipos de usuarios de recursos locales (stakeholders) y diferentes públicos involucrados directa o indirectamente, estos conflictos tienden a politizarse fuertemente. Esto se cristaliza en el lenguaje y el tipo de argumentos usados por los partidarios y los oponentes de desarrollos de energía renovable, donde se presentan hechos, cuando en realidad la ciencia es más sutil, compleja y fragmentaria o incluso completamente ausente (patchy or altogether lacking). Esta es la forma en que, en este debate politizado, se crean mitos. En este artículo prestamos atención a algunos de estos mitos. Si bien hay diversos e interesantes estudios empíricos relacionados con paisajes de energía renovable, nuestro objetivo es contribuir a un mejor entendimiento teórico sobre estos temas. Nuestra contribución está basada en dos teorías que hacen una aportación novedosa en este debate. Any new development can create conflicts, especially in a crowded place. The European landscape already has many users and uses. Now that governments are aiming to have more wind farms, solar farms, energy crops etc., energy-landscape confl icts are growing in number. With many different stakeholders and publics being directly and indirectly involved, these confl icts can become strongly politicized. This is clearly reflected in the language and arguments used by supporters and opponents of renewable energy developments, whereby often facts are presented when in reality the science is more subtle, complex, patchy or altogether lacking. This is how myths are created in this politicized debate and we draw attention to some of these. Whilst there are many interesting empirical studies appearing on energy-landscape issues, we set out to contribute a more theoretical understanding. We make a novel contribution to the debate by drawing on two theories. The theory of pastoralism is used to picture the land as unspoiled, and the theory of complex-adaptive systems is used to indicate the nature of the processes by which such problems can be overcome. We propose that individual renewable energy developments should be seen as on-going landscape experiments and that the management of these experiments needs to be both adaptive and collaborative in order to facilitate an inclusive process of learning-by-doing for all parties involved

Efectividad a futuro de las estrategias de diseño pasivas en viviendas

Passive architectural design strategies have been an effective response to the energy crisis of the 20th century. In temperate climates, their integration results in thermal behaviors that combine indoor comfort and energy efficiency. However, projected future climate change scenarios will not offer the same performances, resulting in such strategies being less effective. The objective of this work is to quantify the relative change in the effectiveness of passive design strategies in dwellings for arid temperate-cold climates (Bwk), taking the city of Mendoza (Argentina) as an example. Regarding future climate projections for warm arid climates (Bwh), using the CMIP5’s RCP8.5 scenario, equivalent to the IPCC’s CMIP6 SSP85 scenario, the results show a 20% decrease in the number of hours in annual comfort, with a 24% increase in the need for passive summer strategies.Las estrategias de diseño arquitectónico pasivo han sido una respuesta efectiva a la crisis energética del siglo XX. En climas templados, su integración resulta en comportamientos térmicos en los que se combinan el confort interior y la eficiencia energética. Sin embargo, los escenarios de cambio climático proyectados a futuro no ofrecerán los mismos rendimientos, resultando dichas estrategias menos efectivas. El objetivo de este trabajo es la cuantificación del cambio relativo en la efectividad de las estrategias de diseño pasivas en viviendas para clima árido templado-frío (Bwk), tomando como ejemplo la ciudad de Mendoza (Argentina). Respecto delas proyecciones de clima futuro para clima árido cálido (Bwh), utilizando el escenario RCP8.5 del CMIP5, equivalente al escenario SSP85 del CMIP6 del IPCC, los resultados muestran una disminución del 20% en la cantidad de horas en confort anual, con un incremento del 24% en la necesidad de estrategias pasivas de verano.As estratégias de projeto arquitetônico passivo têm sido uma resposta eficaz à crise energética do século XX. Em climas temperados, sua integração resulta em comportamentos térmicos que combinam conforto interno e eficiência energética. No entanto, os cenários de mudanças climáticas projetados para o futuro não oferecerão os mesmos desempenhos, tornando essas estratégias menos eficazes. O objetivo deste trabalho é quantificar a mudança relativa na eficácia das estratégias de projeto passivo em habitações para clima árido temperado-frio (Bwk), tomando como exemplo a cidade de Mendoza (Argentina). Com relação às projeções climáticas futuras para o clima árido quente (Bwh), usando o cenário CMIP5 RCP8.5, equivalente ao cenário CMIP6 SSP85 do IPCC, os resultados mostram uma redução de 20% no número de horas de conforto anual, com um aumento de 24% na necessidade de estratégias passivas de verão

Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático

Universidad de Sevilla. Grado en Ciencia y Tecnología de Edificació

Edificación Passivhaus

La eficiencia energética se presenta como uno de los pilares fundamentales de la política energética de nuestro tiempo y del sector de la construcción. Esto se debe a su contribución a enfrentar los compromisos de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, la seguridad energética y la mejora de la competitividad de la economía en general. Por tanto se hace necesario implementar una serie de mejoras que permitan la normalización de estándares para el cálculo del ahorro energético en los edificios, la definición de eficiencia energética en la edificación, y la operativa técnica y económica asociada a los distintos sistemas de gestión de la demanda energética. El proyecto “Pasive-On” es una iniciativa financiada por la Comisión Europea que pretende exportar el exitoso concepto “Passivhaus” a los países del Sur de Europa, para lograr los objetivos de eficiencia energética en la edificación. El Estándar Passivhaus es de origen alemán y describe un tipo de edificio que entre otras cualidades solamente consume 15kWh/m2 para calefacción y refrigeración. Los parámetros arquitectónicos, procedimientos técnicos, programa de cálculo, certificación, análisis de comportamiento climático y viabilidad de implantación en otros países, son presentados en esta investigación. Temas asociados al desarrollo del “Estándar”, fueron incluidos en el esquema de análisis de desarrollo en este trabajo: marco normativo europeo actual, costes/extra costes y períodos de recuperación de la inversión, y tipologías climáticas entre algunos países miembros. Igualmente, fueron expuestos modelos de viviendas aisladas y adosadas Passivhaus en los países de: Reino Unido, Portugal, Italia, Francia, España, Alemania y Austria, con la finalidad de estudiar su comportamiento, sus procesos constructivos y sus diferencias con el modelo inicial alemán. El resultado deducido al final del trabajo, es que el Estándar Passivhaus logra un ahorro energético significativo y ganancias en confort, calidad de vida de los usuarios, inversión rentable y costes menores de mantenimiento. Su implantación en otros países puede llegar a ser viable, siempre y cuando se tomen en cuenta las variables climáticas, procedimientos constructivos, el mercado local imperante, normativas sectoriales de aplicación y ayudas gubernamentales disponibles

Optimización multiobjetivo de la eficiencia energética y el confort térmico en edificios de oficina públicos. Periodo crítico de verano en la ciudad de San Juan, Argentina

El 40% de la demanda mundial de energía y de emisiones de CO2 proviene de las edificaciones. En Argentina, los edificios son también responsables del 40% del consumo total anual de energía. El problema radica en el desequilibrio provocado entre la necesidad de proveer de una elevada calidad de vida y confort a los espacios de oficina y el costo de energía requerido para acudir a tal propósito. Tanto un alto nivel de confort como el ahorro energético representan dos objetivos a alcanzar. En ese sentido, este artículo propone una nueva metodología que combina la medición in situ con herramientas de simulación matemática. Se incorporan técnicas y modelos innovadores para la elaboración de la herramienta aplicando una optimización multiobjetivo termo-energética, que opera dinámicamente durante el horario laboral. Los resultados muestran un importante ahorro en el consumo energético para refrigeración de espacios de oficinas en verano (del 57,5% al 83,3%), junto con un aumento en la calidad del confort térmico de entre el 4,7% y el 29,4%.Buildings represent 40% of the world's energy demand and CO2 emissions. In Argentina, buildings are responsible for 40% of the total annual energy consumption. The problem lies in an imbalance between the need to provide a high quality of life and comfort in office spaces, and the high energy cost required to meet that goal. Both a high comfort level and energy savings represent two objectives to be achieved. In this sense, this paper proposes a new methodology that combines onsite measurement with mathematical simulation tools. Innovative techniques and models are incorporated to make the tool, applying thermal-energy multi-objective optimization, which operates dynamically during working hours. The results show significant savings in energy consumption regarding cooling office spaces in the summer, from 57.5% to 83.3%, together with an increase in the thermal comfort quality, with improvements between 4.7% and 29.4%

La línea de base y el manejo adaptativo como herramientas para enfrentar el desafío del cambio climático en la evaluación de impacto ambiental

Recognizing the magnitude of the effects of climate change demands reviewing some cornerstones of the Environmental Impact Assessment. Amidst of State commitments, bills, judicial pronouncements and great activity in the international arena, policy and guides of comparative law are reviewed to identify mechanisms that allow -in some measure at least- addressing a phenomenon as complex as the climate change, in a restricted context such as environmental assessment. Once this is done, it is examined whether there is room to incorporate such tools, particularly referring to the determination of the baseline and adaptive management, in our environmental legal framework.Reconocer la magnitud de los efectos del cambio climático demanda revisitar algunos pilares estructurales del Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental. Considerando compromisos de Estado, proyectos de leyes, pronunciamientos judiciales y la gran actividad en el concierto internacional, este artículo revisa las normas y guías de derecho comparado para identificar mecanismos que permitan -en alguna medida- abordar un fenómeno tan complejo como el cambio climático, en un contexto restringido como la evaluación ambiental. El texto examina también si existe margen para incorporar tales herramientas, referidas particularmente a la determinación de la línea de base y al manejo adaptativo, en nuestro sistema jurídico ambiental

La gestión del riesgo: una perspectiva desde el desarrollo del turismo en el contexto del cambio climático

In this paper, several approaches to deal with the relation between touristic development and risk management within the context of climate change, are suggested. This study was made possible thanks to various techniques applied, such as, research analysis, interviews, and bibliographic and documentary reviews. The arguments provided in this paper might facilitate the analysis of key elements, and favor the two aspects, in order to fight the impacts of climate change and help introduce new approaches of sustainable tourism based on production and consumption. The underlying purposes were to invigorate the local economy, and implement a more coherent policy for use and preservation of natural resources and the environment. To conclude, tourism generates benefits, but when treated inapropriately, it can disturb the environment, creating potential hazards and new vulnerabilities (or outspreading the existing ones), or leading to risks. Awareness of the above must encourage the tourist sector to take actions that contribute to risk management in terms of climate change response.Se proporcionan puntos de análisis sobre la relación entre el desarrollo del turismo y la gestión de riesgos en el contexto del cambio climático. El análisis de resultados investigativos, entrevistas, la revisión bibliográfica y documental, posibilitó desarrollar este trabajo. Los argumentos aquí suministrados podrían viabilizar el análisis de los elementos fundamentales para favorecer ambos aspectos en el escenario del enfrentamiento a los impactos del cambio climático; así como ayudar a la introducción de nuevos enfoques de turismo sostenible basado en estructuras de producción y consumo que fortalezcan la economía local y desarrollen una política coherente para el uso y preservación de los recursos naturales y el medio ambiente. A modo de conclusiones el turismo genera beneficios; pero además, puede ocasionar problemas en el medio ambiente, que, inadecuadamente gestionados, constituyan peligro, creen nuevas vulnerabilidades o profundicen las existentes e incluso deriven en riesgos. Su conocimiento por las instituciones turísticas debe potenciar acciones que contribuyan a la gestión de riesgos en el enfrentamiento al cambio climático