Evaluación de soluciones de bajo consumo con miras a edificaciones a energía casi cero en Panamá

Proyecto I+D financiado por SENACYT: FID18-056

Estado: Finalizado

Periodo: 2019 – Agosto 2022

Resumen:

Una de las barreras más importantes al buscar mejorar la eficiencia energética en edificios, es la falta de conocimiento sobre los factores que determinan el uso final de la energía. Entre ellos se han identificado seis factores determinantes en el uso de energía: clima, envolvente, sistemas, diseño interior, operación y mantenimiento, y comportamiento de los ocupantes. Así, este proyecto busca evaluar diferentes tecnologías de bajo consumo con miras a fomentar edificaciones a energía cero en Panamá. Para esto, se contempla realizar un estudio del confort por medio de cuestionarios, medición de condiciones interiores y modelos numéricos de dichas edificaciones. Se espera que el mayor impacto en el consumo energético recaiga en el acondicionamiento del aire, en donde el comportamiento del ocupante y la estructura de la envolvente, sean los responsables primordiales de este consumo. Al final, se desea sugerir que tecnologías se necesitan con el objetivo de disminuir el consumo.

Objetivo General: Evaluar diferentes técnicas de bajo consumo mediante simulación con miras a edificaciones a energía casi cero en Panamá.

Objetivos específicos:

  • Evaluar viabilidad de la aplicación de tecnologías de bajo consumo (pasivas o semi pasivas), mediante simulación, con la intención de desarrollar estrategias de optimización.
  • Evaluar mediante simulación el desempeño energético de edificaciones de uso residencial y uso comercial en Panamá.
  • Evaluar la incidencia del comportamiento de los ocupantes en el desempeño energético de un edificio a través de la aplicación de encuestas, y simulación.
  • Desarrollar modelos para predecir la ocupación de un espacio, mediante el uso de mediciones de parámetros ambientales.

Colaboradores del proyecto:

  • Dra. Dafni Mora (Investigadora principal)
  • Dr. Miguel Chen Austin (Co-Investigador principal)
  • Dra. Marilena de Simone (Co-Investigador Internacional)
  • Dr. Denis Bruneau (Co-Investigador Internacional)
  • Lic. Ulises Jiménez, M.Sc.
  • Ing. Katherine Chung, M.Sc.
  • Arq. Angela Collado, M.Sc.

Estudiantes involucrados:

  • Jesús Araúz (Tesista pregrado)
  • Agnieszka Moreno (Tesista pregrado)
  • Steyci Santamaría (Tesista pregrado)
  • Walter Herrera (Tesista pregrado)
  • Irvin Merchant (Tesista pregrado)
  • Milvia Castillo (Tesista pregrado)
  • Ing. Eric Parker (Tesista maestría)
  • Ing. Policarpio Delgado (Tesista doctorado)
  • Alejandro Arias (Asistente de investigación)

Publicaciones asociadas:

  • Dafni Mora, Marilena De Simone & Miguel Chen Austin. (2020). Tecnologías para la detección de ocupación en edificios. Revista Prisma Tecnológico, 11(1), 17-22. https://doi.org/10.33412/pri.v11.1.2530  https://revistas.utp.ac.pa/index.php/prisma/article/view/2530
  • Towards nearly zero energy buildings in Panama through low-consumption techniques: A numerical study. Dafni Mora, Jesús Araúz, Miguel Chen Austin. 74th Congreso Anual de la Asociación Termotécnica Italiana (ATI). Septiembre 2019. AIP Conference Proceedings 2191, 020114 (2019) https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.5138847
  • Impact of the Envelope Layout in the Thermal Behavior of Buildings in Panama: A Numerical Study. Jesús Araúz, Dafni Mora, Miguel Chen Austin. 7th international Engineering Sciences and Technology Conference 2019. Panamá, Panamá. Octubre 2019. https://ieeexplore.ieee.org/document/8943584

Tesis asociadas:

  • Adaptación de arquitectura bioclimática a edificaciones en Panamá: Estudio numérico del acople entre ventilación natural y la inercia térmica de la envolvente (Estudiante: Jesús Araúz, Asesora: Dafni Mora, Co-asesor: Miguel Chen Austin). Ver tesis
  • Modelado paramétrico y evaluación numérica de la implementación de cubierta vegetal en edificaciones en Panamá (Estudiante: Agnieszka Moreno, Asesor: Miguel Chen Austin, Co-asesores: Dafni Mora, Ulises Jiménez). Ver tesis
  • Adaptación de arquitectura bioclimática a edificaciones en Panamá: Estudio numérico sobre la implementación de MCF en la envolvente (Estudiante: Steyci Santamaría, Asesor: Miguel Chen Austin, Co-asesor: Dafni Mora). Ver tesis
  • Acondicionamiento de espacios utilizando el potencial geotérmico inverso en Panamá: Modelado usando EES y estudio de impacto ambiental (Estudiante: Walter Herrera, Asesor: Miguel Chen Austin, Co-asesora: Dafni Mora). Ver tesis
  • Evaluación de estrategias de enfriamiento radiativo para confort en edificaciones en Panamá (Estudiante: Irvin Merchant, Asesor: Miguel Chen Austin, Co-asesoras: Dafni Mora, Katherine Chung). Ver tesis
  • Estrategias bioclimáticas y técnicas de optimización para diseño de edificaciones en Panamá: Evaluación numérica (Estudiante: Milvia Castillo, Asesor: Miguel Chen Austin, Co-asesoras: Angela Collado, Dafni Mora). Ver tesis
  • Análisis del impacto del comportamiento del ocupante en el consumo de energía en edificaciones: Auditoría y enfoque experimental en Panamá (Estudiante: Eric Parker, Asesora: Dafni Mora, Co-asesor: Miguel Chen Austin). Ver tesis

Subproyectos:

  • Implementación de la aerotermia como solución de bajo consumo en edificaciones en Panamá: Estudio numérico y modelado con EES (Estudiante: Alejandro Arias, IP: Miguel Chen Austin, Co-IPs: Dafni Mora, Katherine Chung). Ver subproyecto

Actividades FID18-056: Ver actividades

Difusión de resultados: VIII Ciclo de conferencias de I+D

Entidades colaboradoras/asociadas:

Referencias bibliográficas:

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  • D. Mora, G. Fajilla, M. Chen Austin, and M. De Simone, “Occupancy patterns obtained by heuristic approaches: cluster analysis and logical flowcharts. A case study in a university office,” Energy and Buildings, vol. 186, pp. 147–168, 2019.
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  • C. Carpino, D. Mora, N. Arcuri, and M. De Simone, “Behavioral variables and occupancy patterns in the design and modeling of Nearly Zero Energy Buildings,” Building Simulation, 2017.
  • E. Burleson, “Paris agreement and consensus to address climate challege,” American Society of International Law, vol. 20, no. 8, 2016.
  • Secretaría Nacional de Energía, Resolución N° 3142 del 17 de noviembre de 2016, que adopta la guía de construcción sostenible para el ahorro de energía en edificaciones y medidas para el uso racional y eficiente de la energía, para la construcción de nuevas edificaciones en la República, vol. 3142, no. 28165. Panama, 2016, pp. 1–66.
  • SENACYT, “Política Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación de Panamá y Plan Nacional (PENCYT) 2015-2019,” Panamá, 2015.
  • DesignBuilder Software Ltd, “DesignBuilder Version 5.5.” 2018.
  • V. S. K. V. Harish and A. Kumar, “A review on modeling and simulation of building energy systems,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 56, pp. 1272–1292, 2016.
  • R Development Core Team, “R: a language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing.” Vienna, Austria, 2014.