Automatización de espacios para optimizar el confort y el consumo energético en edificaciones en Panamá

Proyecto I+D financiado por SENACYT: FIED19-R2-005

Estado: Pendiente de inicio

Periodo: 2020 – 2022

Resumen:

Recientemente se ha determinado que una de las formas más adecuadas para mejorar la eficiencia energética en edificios, es a través de su automatización. Sin embargo, la automatización absoluta aparenta no ser la mejor opción. El nivel de la automatización (¿qué tanto del edificio está automatizado?) necesario es todavía desconocido, dado que depende fuertemente de los seis factores determinantes en el uso de la energía: clima, envolvente, sistemas, diseño interior, operación y mantenimiento, y comportamiento de los ocupantes. Así, este proyecto busca evaluar diferentes niveles de automatización aplicado a una edificación que cuenten con soluciones de bajo consumo, con respecto al confort interior y el uso de la energía (estrategias de operación manual/automática enfocado en el ocupante). Al final, se desea proponer lineamientos para determinar que estrategias de operación (manual y automáticas) deben aplicarse, enfocándose primordialmente en los ocupantes, con miras hacia edificaciones inteligentes en Panamá.

Objetivo General: Evaluar numéricamente diferentes estrategias de operación manual y automática, enfocado en el ocupante con respecto al confort, aplicadas a una edificación que cuente con soluciones de bajo consumo (SBC).

Objetivos específicos (OE):

  • Determinar la contribución de cada SBC a la edificación en términos de confort interior y uso de la energía, a través de simulación dinámica (OE1 y OE2).
  • Construir modelo paramétrico simplificado de cada SBC con el objetivo de control, estableciendo las variables a monitorear (OE3).
  • Validar los modelos paramétricos simplificados de cada SBC (OE4).
  • Elaborar y calibrar un sistema de control para cada SBC según preferencias de los ocupantes (confort y uso de la energía), así como las variables a monitorear (OE5).
  • Construir un metamodelo que acople los modelos de cada SBC conjunto con la edificación y validar metamodelo (OE6).
  • Proponer estrategias de operación manuales y automáticas de cada sistema (OE7).

Colaboradores del proyecto:

  • Dr. Miguel Chen Austin (Investigador principal)
  • Dra. Dafni Mora (Co-Investigadora principal)
  • Dr. Carlos Boya (Co-Investigador principal)
  • Ing. Carmen Castaño, M.Sc. (Co-Investigadora principal)

Estudiantes involucrados:

  • Ing. Dubin Price (Tesista maestría)

Actividades FIED19-R2-005: Ver

Publicaciones asociadas:

Tesis asociadas:

  • Ver publicaciones

Entidades colaboradoras/asociadas:

Referencias bibliográficas:

  • IEA, “IEA-EBC Annex 66: Definition and simulation of occupant behavior in buildings,” 2015. [Online]. Available: www.annex66.org.
  • The International Energy Agency (IEA), “Energy efficiency 2O18,” 2018.
  • J. Y. Park et al., “A critical review of field implementations of occupant-centric building controls,” Building and Environment, 2019.
  • Energy in Buildings and communities programme, “IEA EBC – Annex 79 – Occupant-Centric Building Design and Operation,” 2019. [Online]. Available: https://annex79.iea-ebc.org/. [Accessed: 28-Aug-2019].
  • U.S. Green Building Council Inc., Guía de estudio de LEED AP Operaciones y Mantenimiento del USGBC (USGBC LEED AP Operations + Maintenance Study Guide). Washington, 2009.
  • P. Domingues, P. Carreira, R. Vieira, and W. Kastner, “Building automation systems: Concepts and technology review,” Computer Standards & Interfaces, vol. 45, pp. 1–12, 2016.
  • S. Gilani and W. O’Brien, “A preliminary study of occupants’ use of manual lighting controls in private offices: A case study,” Energy and Buildings, vol. 159, pp. 572–586, 2018.
  • H. B. Gunay, W. Shen, G. Newsham, and A. Ashouri, “Modelling and analysis of unsolicited temperature setpoint change requests in office buildings,” Building and Environment, vol. 133, pp. 203–212, 2018.
  • M. Chen Austin and et al, “Statistical analysis of architectural features effects on indoor environmental conditions in a Plus Energy House prototype,” in Passive and Low Energy Architecture (PLEA) – Hong Kong, 2018, pp. 132–137.
  • M. Chen Austin, A. Sempey, D. Bruneau, and L. Mora, “Evaluation expérimentale d’une stratégie domotique de pilotage des éléments mobiles : vers un contrôle semi-passif simple du confort d’été en BEPos,” Congrès SFT 2018 – Pau, France, pp. 762–769, 2018.
  • M. Chen Austin and et al, “Experimental study of a natural ventilation strategy in a full-scale enclosure under meteorological conditions: a buoyancy-driven approach,” in 6th Engineering Science and Technology Conference (ESTEC), 2017, pp. 657–667.
  • Secretaria Nacional de Energía, “Plan energético Nacional 2015-2050 ‘Panamá el futuro que queremos,’” Panamá, 2017.
  • Junta Técnica de Ingeniería y Arquitectura, Resolución de la JTIA No.035 de 26 de junio de 2019 por medio de la cual se aprueba el reglamento de edificiación sostenible para la república de Panamá. 2019.
  • Gaceta Oficial, Decreto ejecutivo No. 398, que reglamenta la Ley 69 de 12 de octubre de 2012, que establece los lineamientos generales de la política nacional para el uso racional y eficiente de la energía en el territorio nacional, vol. 3, no. 27313-A. Panamá, 2013, pp. 1–101.
  • Ministerio de Comercio e Industrias, “Gaceta Oficial No. 28434-A, por la cual se aprueba el reglamento técnico DGNTI-COPANIT 104:2017 Eficiencia energética en acondicionadores de aire tipo dividido,” 2017.
  • B. Dong and K. P. Lam, “A real-time model predictive control for building heating and cooling systems based on the occupancy behavior pattern detection and local weather forecasting,” Building Simulation, vol. 7, pp. 89–106, 2014.
  • S. Naylor, M. Gillott, and T. Lau, “A review of occupant-centric building control strategies to reduce building energy use,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 96, no. August 2016, pp. 1–10, 2018.
  • SENACYT, “Política Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación de Panamá y Plan Nacional (PENCYT) 2015-2019,” Panamá, 2015.
  • E. Burleson, “Paris agreement and consensus to address climate challege,” American Society of International Law, vol. 20, no. 8, 2016.
  • M. D. Morris, “Factorial Sampling Plans for Preliminary Computational Experiments,” Technometrics, vol. 33, no. 2, pp. 161–174, 1991.
  • [21]     DesignBuilder Software Ltd, “DesignBuilder Version 6.0.1.019.” 2018.
  • C. Boya, G. Robles, E. Parrado-Hernández, and Marta Ruiz-Llata, “Detection of partial discharge sources using UHF Sensors and blind signal separation,” Sensors, vol. 17, pp. 1–13, 2017.