ANSI / ASHRAE / IES Standard 90.1: Estándar de energía para edificios excepto edificios residenciales de poca altura es un estándar del American National Standards Institute (ANSI) publicado por ASHRAE y patrocinado conjuntamente por Illuminating Engineering Society (IES) que proporciona requisitos mínimos para diseños energéticamente eficientes. para edificios, excepto para edificios residenciales de poca altura (es decir, viviendas unifamiliares , edificios multifamiliares de menos de cuatro pisos de altura, casas móviles y casas modulares). La norma original, ASHRAE 90, se publicó en 1975. Desde entonces, ha habido varias ediciones. En 1999, la Junta Directiva de ASHRAE votó para colocar el estándar en el mantenimiento continuo, basado en cambios rápidos en la tecnología energética y los precios de la energía. Esto permite que se actualice varias veces al año. El estándar pasó a llamarse ASHRAE 90.1 en 2001. [1] Desde entonces se ha actualizado en 2004, 2007, 2010, 2013, 2016 y 2019 para reflejar tecnologías más nuevas y eficientes. [2]
Estructura y forma
En general, hay dos medios o caminos para que los diseñadores de edificios cumplan con ASHRAE 90.1:
- Ruta prescriptiva : Todos los componentes del edificio cumplen con los estándares mínimos especificados por ASHRAE 90.1.
- Ruta de rendimiento : se demuestra que un diseño de edificio propuesto (a través de la simulación de rendimiento del edificio ) utiliza menos energía que un edificio de referencia construido según las especificaciones ASHRAE 90.1. Esto ahora tiene tres caminos. Para el cumplimiento del código, está el Capítulo 11, que compara un modelo energético para su edificio con un modelo energético para un edificio que apenas cumple con el mismo sistema HVAC y en la edición de 2016 se agregó una ruta del Apéndice G que compara un modelo energético de su edificio con un modelo de referencia basado en la edición de 2004 de la Norma 90.1 y requiere un menor consumo de energía que varía según el tipo de edificio.
Dentro de las secciones de la norma, hay algunas variaciones a esto. Algunas secciones tienen disposiciones obligatorias, enfoques simplificados u oportunidades de compensación.
Ruta prescriptiva
ASHRAE 90.1 incluye requisitos prescriptivos para lo siguiente:
- Envolvente del edificio (Sección 5): aislamiento mínimo de la pared, aislamiento mínimo del techo, reflectancia del techo, rendimiento mínimo de acristalamiento
- HVAC (Sección 6): eficiencia mínima del equipo, características mínimas del sistema, limitación de recalentamiento, limitación de la potencia del ventilador
- Agua caliente sanitaria (Sección 7): eficiencia mínima del equipo, características mínimas del sistema
- Energía (Sección 8): eficiencia del transformador, controles automáticos de receptáculos, monitoreo de energía
- Iluminación (Sección 9): densidad máxima de potencia de iluminación interior (LPD, expresada en vatios / pies cuadrados), controles de iluminación mínimos, iluminación exterior, iluminación del estacionamiento
- Otro equipo (Sección 10): motores eléctricos, bombas de refuerzo de agua potable, ascensores y escaleras mecánicas
Ruta de rendimiento
En el enfoque de desempeño, se establece un presupuesto de costos de energía de referencia ( ECB ), basado en el tamaño del edificio y el programa. Este ECB de referencia se establece mediante la simulación del rendimiento del edificio para modelar un edificio con el mismo tamaño y programa que el edificio del proyecto, construido de acuerdo con los requisitos prescriptivos de ASHRAE 90.1 (secciones 5-10). El BCE está expresado en dólares.
A continuación, se realiza una simulación del rendimiento del edificio en el diseño del edificio propuesto . El presupuesto de costos de energía propuesto debe ser menor o igual que el presupuesto de costos de energía de referencia para lograr el cumplimiento.
El enfoque de rendimiento también se utiliza para demostrar la eficiencia energética del diseño, a menudo expresada como un porcentaje mejor que el estándar 90.1 de ASHRAE . Los diseños de edificios indicarán su desempeño como "40% mejor que ASHRAE 90.1-2007" o "20% mejor que ASHRAE 90.1-2010". La mejora porcentual sobre ASHRAE 90.1 es la base para otorgar puntos de energía dentro del sistema de clasificación LEED .
Estado como código energético y estándar industrial
Muchos estados aplican ASHRAE 90.1 a los edificios en construcción o en renovación. La mayoría de los estados aplican los estándares estándar o equivalentes para todos los edificios comerciales. Otros aplican los estándares estándar o equivalentes para todos los edificios gubernamentales. Hay algunos estados que usan otros estándares de conservación de energía para todos los edificios comerciales y algunos otros estados que usan una combinación del estándar ASHRAE 90.1 para todos los edificios gubernamentales y usan otros estándares de conservación de energía para sus edificios comerciales. Algunos estados no aplican ningún estándar de conservación de energía para sus edificios gubernamentales y comerciales. [3]
El proyecto de asistencia de códigos de construcción realiza un seguimiento del estado actual de adopción de los códigos de energía . A partir de septiembre de 2020, 7 estados tienen códigos que cumplen o superan el estándar 90.1-2016 de ASHRAE; 14 estados tienen códigos que cumplen o superan el estándar 90.1-2013 de ASHRAE; 8 estados tienen códigos que cumplen o superan el estándar 90.1-2010 de ASHRAE; 9 estados tienen códigos que cumplen o superan la norma ASHRAE 90.1-2007 y 8 estados no tienen un código estatal o tienen un código anterior al 90.1-2004. [4] El Código de Energía de California (CCR Título 24 Parte 6) tiene una estructura y requisitos muy similares.
ASHRAE 90.1 también es un estándar de la industria al que hace referencia el USGBC en el programa de certificación de edificios LEED . Se utiliza con frecuencia como línea de base para la comparación durante proyectos de modernización energética o cualquier proyecto que emplee simulación de desempeño de edificios.
Fuera de los EE. UU., El Código de Construcción para la Conservación de la Energía de la India tiene una forma y alcance similares a ASHRAE 90.1. (Otros países tienen diferentes formas, como la clasificación energética de edificios de Irlanda o la Ordenanza de eficiencia energética de edificios de Hong Kong )
Historia y desarrollo
Estándar 90-1975
El desarrollo del Estándar 90 comenzó a raíz de la crisis energética de la década de 1970 . El presidente de ASHRAE, Robert R. Kirkwood, creó el tema de ASHRAE de 1973 "Utilización óptima de la energía a través de la tecnología". En la reunión de invierno de ASHRAE en Los Ángeles en febrero de 1974, la Oficina Nacional de Estándares (NBS) presentó sus primeros desarrollos de un estándar de energía para edificios a 200 participantes de la reunión de ASHRAE. NBS y la Conferencia Nacional de Estados sobre Códigos y Estándares de Construcción (NCSBCS) ofrecieron entregar el desarrollo del estándar a ASHRAE, y ASHRAE aceptó. [5]
El desarrollo de la norma propuesta, Norma 90P, se completó en menos de seis meses. ASHRAE reclutó a representantes del Instituto Americano de Arquitectos (AIA), la Sociedad de Ingeniería de Iluminación (IES), la Asociación de Contratistas Mecánicos de América (MCAA), el Instituto de Refrigeración y Aire Acondicionado (ARI) y la Asociación de Energía Eléctrica (EEA). El 21 de junio de 1974 se emitió un borrador de la norma a 5,000 partes interesadas de la industria para su revisión pública. Se recibieron comentarios, se hicieron revisiones y la versión inicial se publicó como Norma ASHRAE 90-1975 el 14 de enero de 1975. [5]
2004
En 2004, la norma ASHRAE 90.1 se aplicó a los edificios, la envolvente del edificio y la mayoría de los sistemas mecánicos y de iluminación del edificio. Los nuevos edificios que se están construyendo y los sistemas que hacen funcionar los nuevos edificios estarían cubiertos por la norma. La norma también se aplicaría a las adiciones a los edificios existentes y sus sistemas, así como a las alteraciones a un sistema de edificios existente. Para que la norma ASHRAE 90.1 se aplique a la envolvente del edificio, el edificio deberá ser calentado por un sistema de calefacción que tenga una capacidad de salida mayor a 3.4 btu / h-ft2 o ser enfriado por un sistema de enfriamiento que tenga una capacidad de salida mayor a 5 btu. / h-ft2. Los edificios que están exentos de ASHRAE 90.1 son viviendas unifamiliares, viviendas multifamiliares de tres pisos o menos, viviendas prefabricadas o modulares, edificios que no utilizan electricidad ni combustibles fósiles y equipos y sistemas de construcción que se utilizan para industrias, manufactura o propósitos comerciales. [2]
2007
En 2007, la versión actualizada de ASHRAE 90.1 cubre muchas secciones de un edificio que incluyen la envolvente del edificio, HVAC, agua caliente e iluminación. [1]
La envolvente del edificio debe clasificarse en 3 categorías diferentes de espacio acondicionado que son (a) espacio acondicionado no residencial, (b) espacio acondicionado residencial y (c) espacio semiacalentado. Cada uno tiene diferentes requisitos que cumplir. También hay disposiciones obligatorias que deben respetar las envolventes de los edificios, como el aislamiento, las ventanas y las puertas, y las fugas de aire. Los requisitos para estas disposiciones se encuentran en el manual ASHRAE 90.1 y tienen muchos requisitos para cada uno. Cada sección de la envolvente del edificio, el techo, las paredes y el piso tienen requisitos diferentes para cada una de las disposiciones obligatorias. [1]
El sistema HVAC tiene muchos requisitos diferentes que deben cumplirse. Esto se debe a que existen muchos tipos de sistemas HVAC, cada uno con diferentes requisitos. La sección de HVAC tiene la mayoría de los requisitos porque hay muchos tipos diferentes de sistemas. Hay sistemas que no se pueden usar y cosas que los sistemas deben tener para cumplir con los requisitos. El documento ASHRAE 90.1 tiene varias tablas que brindan los requisitos mínimos de eficiencia para cada sistema. [1]
Los sistemas de agua caliente deben pasar por un cálculo de carga antes de ser instalados. Cada sistema debe cumplir con las pautas de tamaño del fabricante. Cada sistema también debe tener un equipo que cumpla con la eficiencia mínima que se encuentra en una tabla en el documento ASHRAE 90.1. Las tuberías que contienen el agua caliente deben estar aisladas y existen ciertos requisitos de aislamiento para cada tipo de sistema y material de tubería. Hay muchos controles que necesitan los sistemas de agua caliente y cada control tiene un requisito diferente. Estos incluyen controles de temperatura, controles de mantenimiento de temperatura, controles de temperatura de salida y controles de la bomba de circulación. También existen requisitos para calentadores de piscina, cubiertas de piscina y trampas de calor para piscinas climatizadas. [1]
Si se instalan o reemplazan nuevas luces en cualquier espacio del edificio, con algunas excepciones, deben cumplir con los requisitos de densidad de potencia de iluminación. La iluminación también tiene muchos requisitos a seguir, que incluyen los requisitos prescriptivos para determinar la cantidad de luces para el edificio. También hay controles de iluminación interior que deben instalarse en edificios de más de 5000 pies cuadrados. También hay muchos requisitos de iluminación que incluyen señales de salida y luces exteriores. [1]
2010
En la edición 2010 de ASHRAE 90.1, se realizaron muchos cambios, incluidas definiciones, tablas y secciones. Los ahorros de energía en comparación con 90.1-2004 fueron de aproximadamente el 25 por ciento, incluidas las cargas de los enchufes, y aproximadamente el 31 por ciento, sin incluir las cargas de los enchufes. El DOE emitió una determinación positiva y notificó a los estados que deberían adoptar 90.1-2010 o un código que el DOE acepte como equivalente para octubre de 2013.
El alcance se amplió para incluir procesos industriales definidos, que en la edición de 2010 incluye solo economizadores para centros de datos. Los cambios en la envolvente del edificio incluyen tragaluces, reflectancia solar, emisión térmica, barreras de aire y orientación solar.
Se revisaron los requisitos mínimos de eficiencia para muchos tipos de equipos HVAC. Otras revisiones afectan los límites máximos de potencia del ventilador, el cálculo de la altura de la bomba, el tamaño de la tubería de agua enfriada, el aislamiento del panel radiante, el VAV de zona única y el restablecimiento de la temperatura del aire de suministro. La recuperación de energía es necesaria para muchos más sistemas HVAC. Se eliminaron o modificaron varias excepciones de recalentamiento. Se impusieron restricciones al calentamiento del aire por encima de la cabeza. Se agregaron requisitos de economizador para más zonas climáticas y sistemas más pequeños. Ahora se requiere la clase A para todos los sellados de conductos.
Las densidades de potencia de iluminación (LPD) se redujeron ligeramente en promedio. Se agregaron requisitos de iluminación natural y control de iluminación asociado. Se agregaron muchos requisitos de control de iluminación, incluidas las pruebas funcionales independientes de los controles de iluminación, los controles de ocupación y desocupación, los controles de iluminación exterior y el cierre de todo el edificio. Las oficinas y las aulas de informática ahora requieren que el 50 por ciento de los receptáculos de 120 V se conmuten automáticamente. Se agregaron requisitos para las bombas de refuerzo de agua de servicio y los ascensores. [6] [7]
2013
En la edición de 2013 se realizaron varias actualizaciones a la envolvente del edificio, la iluminación y las secciones mecánicas de la norma. Con cada nueva edición de ANSI / ASHRAE / IES Standard 90.1, el estatuto [8] requiere que el DOE emita una determinación sobre si la edición actualizada mejorará la eficiencia energética en edificios comerciales. El DOE emitió una determinación positiva que indica que la Norma 90.1-2013 lograría una mayor eficiencia energética en los edificios sujetos a ese código. En comparación con 90.1-2010, se espera que 90.1-2013 ahorre aproximadamente un 8,7% en el costo de energía, un 8,5% en la fuente de energía y un 6,7% en la energía del sitio. [9]
Las actualizaciones a la sección de la envolvente del edificio de 90.1-2013 incluyen cambios a los requisitos de desempeño de la envolvente opaca prescriptiva y la ventana en varias zonas climáticas y modificaciones a los requisitos de orientación de la ventana. Las actualizaciones a la sección de iluminación incluyen el requisito de asignación de potencia de iluminación modificada para las luces interiores y exteriores; y modificaciones a los requisitos de control de iluminación basados en sensores de presencia y de iluminación natural . En la sección mecánica, se revisan los requisitos mínimos de eficiencia para muchos tipos de equipos HVAC. Además, se incluyen nuevos requisitos para refrigeradores comerciales , congeladores y equipos de refrigeración , sistemas de calefacción en vestíbulos y modificaciones para el requisito de arranque óptimo para sistemas DDC , tamaño del sistema y umbrales de aire exterior para recuperación de energía y umbral de ocupación para DCV . [10]
2016
La edición 2016 de ASHRAE 90.1 contiene varios cambios importantes para reducir el consumo de energía en los edificios comerciales. Los cambios significativos incluyen un nuevo camino de cumplimiento conocido como método de Calificación de Desempeño incluido en el Apéndice G [11] del documento de estándares, adición de dos nuevas zonas climáticas, un nuevo formato de documento y nuevos requisitos técnicos para la envolvente del edificio, iluminación y sistemas mecánicos. El DOE emitió una determinación positiva de que la Norma 90.1-2016 lograría una mayor eficiencia energética en los edificios sujetos al código y notificó a los estados que deberían adoptar 90.1-2016 o un código que el DOE acepte como equivalente para febrero de 2020. [12] Comparado con 90.1- En 2013, se espera que 90.1-2016 ahorre aproximadamente un 8.2% en el costo de energía, un 7.9% en la fuente de energía y un 6.7% en la energía del sitio. [13]
Las actualizaciones a la sección de la envolvente del edificio incluyen requisitos obligatorios para la verificación de la envolvente, documentación que respalde la reducción de la infiltración de aire , actualizaciones de los requisitos de fugas de aire de las puertas basculantes; cambios en los requisitos prescriptivos para metal la construcción de techos, paredes y fenestración y puertas opacas y requisitos adicionales para la zona climática 0. Actualizaciones en la sección iluminación incluyen modificados iluminación requisito asignación de potencia para interior y luces exteriores; requisitos de eficacia de la fuente de luz para unidades de vivienda y modificaciones a los requisitos de control de iluminación. En la sección mecánica, las modificaciones incluyen actualizaciones a la medición de la planta de agua enfriada, DOAS, eficiencia del elevador, detección de fallas del economizador y diagnóstico.
Además del método de presupuesto de costos de energía, se permite el Apéndice G como una nueva ruta de cumplimiento. [14] La línea de base del Apéndice G se fija en un nivel específico, lo que permite comparar los edificios de cualquier versión del código con una línea de base estable utilizando una nueva métrica llamada factor de rendimiento del edificio (BPF). El BPF se basa en la zona climática y el tipo de edificio, lo que permite una mayor flexibilidad en el modelado de cumplimiento. [10] [15]
2019
En la edición 2019 de ASHRAE 90.1, [16] se realizaron varias modificaciones y aclaraciones para mejorar la coherencia interna. Los cambios significativos incluyen: nuevos requisitos de puesta en servicio según el estándar 202 de ASHRAE / IES; [17] y actualizaciones de las secciones Envolvente del edificio, Iluminación, Mecánica, Presupuesto de costos de energía, Método de calificación de desempeño.
Las actualizaciones a la sección de la envolvente del edificio incluyen la revisión de las excepciones para los requisitos de fugas de aire y SHGC , revisiones del factor U para las ventanas . En la sección de iluminación, la asignación de densidad de potencia de iluminación se modifica para los métodos Espacio por espacio y Área de construcción. Se agrega un nuevo método de iluminación simplificado para oficinas y edificios comerciales de hasta 25,000 pies cuadrados (2,300 m 2 ). Además, se incluyen los requisitos de control de iluminación para los estacionamientos y las excepciones para los controles en las áreas iluminadas. En la sección mecánica se agregan nuevos requisitos para permitir la opción de usar ASHRAE 90.4 [17] en lugar de la Norma ASHRAE 90.1 en salas de computación con carga de equipo de TI superior a 10 kW; eficiencia de la bomba; actualizaciones de las tablas de eficiencia de los equipos, nuevos requisitos para informar sobre la potencia de los ventiladores de techo; requisitos actualizados para la selección del motor del ventilador; y nuevos requisitos para la recuperación de energía en edificios residenciales de gran altura y para la recuperación de calor por condensador para hospitales de pacientes hospitalizados de cuidados intensivos.
En la Sección 11, se agrega el requisito de referencia del método de presupuesto de costos de energía (ECB) para los sistemas de generación de electricidad en el sitio . Las actualizaciones de la sección Método de clasificación de rendimiento (Apéndice G) de las normas incluyen aclaraciones para el tamaño de los ventiladores y serpentines, COP explícito de calefacción y refrigeración sin ventilador para equipos de refrigeración empaquetados de referencia, nuevas reglas para modelar los controles automáticos de receptáculos y la infiltración de la envolvente de referencia y el rendimiento actualizado del edificio. factores. Además, en ambas rutas de cumplimiento se incluye un lenguaje actualizado para el tratamiento de las energías renovables y el modelado de iluminación.
Referencias
- ^ a b c d e f Sociedad americana de ingenieros de calefacción, refrigeración y aire acondicionado, Inc. (2007). Norma Ashrae 90.1. Atlanta, Georgia
- ^ a b Departamento de Energía de Estados Unidos, iniciales. (2004). Ansi / ashrae / iesna estándar 90.1-2004u. Obtenido de "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 2011-10-05 . Consultado el 25 de marzo de 2011 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
- ^ NAIMA, iniciales. (2004, enero / febrero). Adopción estatal de ashrae 90.1. Obtenido de "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 21 de julio de 2011 . Consultado el 25 de marzo de 2011 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
- ^ Estado del código: Comercial http://energycodesocean.org/code-status-commercial Consultado el 15 de noviembre de 2020
- ^ a b Kirkwood RR, "La génesis del estándar 90: ASHRAE asume el estándar energético" Revista ASHRAE, junio de 2010. https://www.ashrae.org/File%20Library/docLib/Public/20100625_ASHRAEDAJ10Jun0320100527.pdf Archivado 2013-08 -13 en Wayback Machine Consultado el 12 de junio de 2014
- ^ Sociedad americana de ingenieros de calefacción, refrigeración y aire acondicionado, Inc.,. (2010). Norma Ashrae 90.1. Atlanta, Georgia
- ^ "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 16 de abril de 2014 . Consultado el 15 de abril de 2014 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
- ^ "Requisitos legales" . EnergyCodes.gov . Consultado el 23 de noviembre de 2020 .
- ^ Norma ANSI / ASHRAE / IES 90.1-2013 Determinación del ahorro de energía: Análisis cuantitativo (PDF) (Informe). Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico para el Departamento de Energía de EE. UU. Agosto de 2014 . Consultado el 23 de noviembre de 2020 .
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- ^ "NORMA 90.1-2019 - NORMA ENERGÉTICA PARA EDIFICIOS EXCEPTO EDIFICIOS RESIDENCIALES DE BAJA PLANTA" . Consultado el 23 de noviembre de 2020 .
- ^ a b "Librería ASHRAE" . Consultado el 23 de noviembre de 2020 .
enlaces externos
- Página web oficial