Cómo la pandemia está impulsando el uso de energía en edificios comerciales

Meses después del bloqueo de COVID-19 el año pasado, los titulares positivos eran pocos y distantes entre sí. Sin embargo, entre los limitados temas edificantes que captaron la atención del público se encontraba la sostenibilidad. En diciembre de 2020, los medios de comunicación de todo el país escribieron sobre los datos publicados en la revista «Earth System Science Data» que mostraban una caída del 7 % en los niveles de emisiones fósiles en comparación con 2019. Eso equivale a una diferencia estimada de 2400 millones de toneladas en emisiones de CO2.

Resulta que todos esos cambios drásticos en el estilo de vida impuestos a gran parte de la fuerza laboral mundial durante el confinamiento pueden haber causado estragos en la economía, pero ofrecieron algo de alivio, aunque temporal, al planeta. Las emisiones del transporte representaron la mayor parte de la disminución.

Como la mayoría de las industrias en 2020, los edificios comerciales sufrieron cambios drásticos durante la pandemia. Restaurantes cerrados. Las grandes tiendas minoristas y las pequeñas empresas estaban vacías. Gran parte de la fuerza laboral abandonó sus oficinas y muchos no han regresado ni siquiera un año después.

Sin embargo, a diferencia del sector del transporte, las emisiones de gases de efecto invernadero de los edificios comerciales durante el cierre son más difíciles de desglosar. En muchos casos, el consumo de energía en los edificios comerciales se mantuvo igual cuando podría haber bajado, y en otros casos, el consumo de energía incluso aumentó. Donde el consumo de energía disminuyó, no fue proporcional a la caída de la ocupación.

Esta es una oportunidad perdida en la lucha climática. La tecnología existente, como el Sistema de gestión de edificios (BMS) basado en IoT, puede reducir los costos operativos en edificios desocupados o parcialmente ocupados, e incluso puede contribuir a entornos más seguros durante una pandemia.

Los edificios comerciales usan mucha energía, incluso en tiempos normales

Los edificios comerciales y residenciales combinados son el cuarto contribuyente principal a las emisiones de gases de efecto invernadero a nivel mundial después de la energía eléctrica, el transporte y la industria.

Según el Centro para Soluciones Climáticas y Energéticas, estos dos sectores por sí solos generaron 565,8 millones de toneladas métricas de dióxido de carbono equivalente en emisiones directas en 2015, o aproximadamente el 8,6 por ciento de las emisiones totales de EE. UU. Ese porcentaje aumenta al 29 por ciento cuando entra en juego el uso de la generación de electricidad fuera del sitio.

¿Qué están haciendo los edificios comerciales para crear todas estas emisiones? Alrededor del 30 por ciento proviene de espacios de calefacción, refrigeración y ventilación; 4 por ciento por calentamiento de agua; 32 por ciento para cocina, electrodomésticos, electrónica e iluminación; y 34 por ciento para factores misceláneos como servidores de datos o ventiladores de techo. Estas diferentes fuentes de uso de energía pueden ayudar a explicar por qué los edificios comerciales experimentaron una caída general del consumo de energía de la industria del 11 por ciento entre abril y junio de 2020 en comparación con el año anterior. Sin embargo, enterradas dentro de esta estadística hay tendencias que demuestran una oportunidad para corregir el uso derrochador de energía cuando los edificios están desocupados.

COVID-19 y la oportunidad energética

A pesar de la caída general del 11 por ciento en el uso de energía, los hospitales sobrecargados vieron un aumento del 600 por ciento en el consumo de energía. Quizás esta estadística no sea tan sorprendente.

Los edificios de oficinas vacíos durante el cierre continuaron consumiendo energía del 40 al 100 por ciento de la operación normal, a pesar de que el 50 por ciento de la población activa de EE. UU. trabaja desde casa.

Echemos un vistazo más de cerca a esa estadística de trabajo desde casa. Según Kastle Systems, una empresa de seguridad cuyos controles de acceso a edificios realizan un seguimiento de los pases FOB, la ocupación de oficinas se desplomó de casi el 100 por ciento en marzo de 2020 a entre el 10 y el 25 por ciento, según la ciudad. Desde entonces, ese número ha tenido problemas para superar el 40 por ciento de ocupación. Tenga en cuenta que los datos de Kastle Systems miden la ocupación individual del edificio, no el porcentaje de trabajadores que regresan a su oficina en todo el país.

Esto significa que, aunque la ocupación de los edificios de oficinas ha sido históricamente baja durante el último año, la reducción del uso de energía de los edificios de oficinas no coincide. Si bien los empleados del edificio ya no están para encender las luces, muchos edificios comerciales continúan calentando, enfriando y ventilando.

Los gerentes de las instalaciones sin controles HVAC o un BMS basado en IoT pueden haber tenido problemas para remediar esto debido a la falta de capacidades de control remoto y al trabajo manual involucrado en ajustar sus sistemas. Sin embargo, con un BMS basado en IoT, los gerentes de las instalaciones pueden poner toda su cartera de edificios en modo de retroceso, asegurándose de que ninguno de sus edificios sufra daños por temperaturas extremas, pero que no desperdicien energía en los estándares de comodidad de los ocupantes.

El Departamento de Energía estima un ahorro de alrededor del 1 por ciento por cada grado de ajuste del termostato cada ocho horas y recomienda que los termostatos retrocedan de 7 a 10 grados de su configuración normal durante ocho horas al día para lograr un ahorro anual de hasta el 10 por ciento. Los edificios en retroceso durante ocho horas adicionales por día podrían lograr un ahorro del 20 por ciento en los costos de HVAC.

Un edificio no necesita estar completamente vacío para que se aplique el potencial de ahorro de energía de la tecnología de construcción. En el caso de una ocupación parcial, los administradores de las instalaciones pueden colocar las zonas del edificio desocupadas, como las salas de conferencias que se usan con poca frecuencia, en un retranqueo, pero mantener las zonas ocupadas en funcionamiento normal.

Espacios Saludables y Consumo Energético

A medida que los expertos adquieren más conocimientos sobre cómo se propaga el COVID-19, se vuelve cada vez más claro que los sistemas de construcción tienen un papel que desempeñar en la mitigación de las infecciones en interiores. Las estrategias recomendadas para disminuir el riesgo van desde las luces ultravioleta y la ionización bipolar hasta la filtración y la ventilación, y todos estos pasos tienen sus propias implicaciones para el uso de energía en los edificios.

Quizás la más efectiva de estas recomendaciones es aumentar la ventilación del aire exterior (OA). Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) recomiendan esta estrategia para ayudar a diluir la carga viral en el interior y los operadores de edificios pueden implementarla simplemente abriendo ventanas y puertas. Sin embargo, no siempre es posible hacer esto: las escuelas y las oficinas con ventanas que no se abren y las malas condiciones climáticas hacen que sea difícil lograrlo durante todo el año. Además, no es muy efectivo si no hay brisa. La otra forma de aumentar la ventilación OA es abrir las compuertas OA de un sistema HVAC en la medida en que la capacidad del equipo y el clima lo permitan. La Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE) tiene una guía completa que los gerentes de las instalaciones pueden consultar para esto.

Sin embargo, aumentar la ventilación OA conlleva una buena cantidad de complicaciones. La mayoría de los equipos HVAC no están dimensionados para manejar todo ese aire exterior adicional, por lo que una técnica incorrecta puede dañar el equipo. La implementación manual de esto en una cartera de edificios requiere mucha mano de obra. Además, el clima extremo en climas cálidos y fríos significará que un sistema HVAC tendrá que usar más energía para tratar el aire para un uso aceptable en interiores.

Donde un BMS basado en IoT es útil para reducir los costos de energía en edificios vacíos, también puede ayudar a los propietarios de edificios que buscan mejorar la ventilación OA en su espacio y no sufrir facturas de energía vertiginosas. El modo epidémico de 75F, por ejemplo, es una secuencia de control HVAC personalizada que promulga automáticamente las pautas de ventilación de CDC y ASHRAE sin necesidad de intervención manual.

La importancia de esto va más allá de la conveniencia, ya que la aplicación se adapta a los tipos de equipos para evitar daños a largo plazo y también se puede adaptar a horarios de ocupación parcial, lo que significa que la ventilación mejorada solo se dirige a los espacios ocupados. En un estudio de modelado realizado por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL), esta estrategia muestra el potencial para ahorrar a los propietarios de edificios una cantidad significativa de energía HVAC.

Si bien los edificios comerciales han tenido problemas para reducir los costos de energía durante la pandemia, la tecnología existente tiene el potencial de mejorar fácilmente la flexibilidad de las operaciones de construcción y allanar el camino para un futuro más saludable y eficiente.

75F ha cubierto ampliamente la pandemia de COVID-19 en relación con la eficiencia energética.

 

Artículo:

Ing. Andrés Rincón – Ingeniero de Proyectos

Laminaire S.A.S

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