ANSI/ASHRAE/IES Standard 90.1: Energy Standard for Buildings Except Low-Rise Residential Buildings es unanorma del American National Standards Institute (ANSI) publicada por ASHRAE y patrocinada conjuntamente por la Illuminating Engineering Society (IES) que proporciona requisitos mínimos para diseños energéticamente eficientes para edificios excepto edificios residenciales de baja 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. Ha habido múltiples ediciones desde entonces. En 1999, la Junta Directiva de ASHRAE votó para colocar la norma en mantenimiento continuo, basándose en los rápidos cambios en la tecnología energética y los precios de la energía. Esto permite que se actualice varias veces al año. La norma 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]
En general, existen dos medios o caminos para que los diseñadores de edificios cumplan con ASHRAE 90.1:
Dentro de las secciones de la norma, existen algunas variaciones a este respecto. Algunas secciones contienen disposiciones obligatorias, enfoques simplificados u oportunidades de compensación.
ASHRAE 90.1 incluye requisitos prescriptivos para lo siguiente:
En el enfoque de desempeño, se establece un presupuesto de costo energético de referencia ( ECB , por sus siglas en inglés) basado en el tamaño y el programa del edificio. Este ECB de referencia se establece utilizando una simulación del desempeño 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 ECB se expresa en unidades de dólares.
Luego se realiza una simulación del rendimiento del edificio según el diseño propuesto . El presupuesto de costos de energía propuesto debe ser menor o igual al presupuesto de costos de energía de referencia para lograr el cumplimiento.
El enfoque de desempeño también se utiliza para demostrar la eficiencia energética del diseño , a menudo expresada como un porcentaje mejor que la norma ASHRAE 90.1 . Los diseños de edificios indicarán su desempeño como "40 % mejor que la norma ASHRAE 90.1-2007" o "20 % mejor que la norma ASHRAE 90.1-2010". La mejora porcentual con respecto a la norma ASHRAE 90.1 es la base para otorgar puntos de energía dentro del sistema de clasificación LEED .
Muchos estados aplican la norma ASHRAE 90.1 a los edificios que se están construyendo o renovando. La mayoría de los estados aplican la norma o normas equivalentes para todos los edificios comerciales. Otros aplican la norma o normas equivalentes para todos los edificios gubernamentales. Hay algunos estados que utilizan otras normas de conservación de energía para todos los edificios comerciales y otros estados que utilizan una combinación de la norma ASHRAE 90.1 para todos los edificios gubernamentales y utilizan otras normas de conservación de energía para sus edificios comerciales. Algunos estados no aplican ninguna norma de conservación de energía para sus edificios gubernamentales y comerciales. [3]
El Proyecto de Asistencia para Códigos de Construcción hace un seguimiento del estado actual de la adopción de códigos de energía . A partir de septiembre de 2020, 7 estados tienen códigos que cumplen o superan la Norma ASHRAE 90.1-2016; 14 estados tienen códigos que cumplen o superan la Norma ASHRAE 90.1-2013; 8 estados tienen códigos que cumplen o superan la Norma ASHRAE 90.1-2010; 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 que precede a 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 referencia para la comparación durante proyectos de modernización energética o cualquier proyecto que emplee simulación del rendimiento de los edificios.
Fuera de los EE. UU., el Código de construcción para la conservación de la energía de la India tiene una forma y un alcance similares a los de la norma ASHRAE 90.1. (Otros países tienen formas diferentes, como la clasificación energética de los edificios de Irlanda o la Ordenanza de eficiencia energética de los edificios de Hong Kong ).
El desarrollo de la Norma 90 comenzó tras la crisis energética de los años 70. El presidente de ASHRAE, Robert R. Kirkwood, eligió como lema de la 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 Normas (NBS) presentó sus primeros desarrollos de una norma energética para edificios a 200 participantes de la reunión de ASHRAE. La NBS y la Conferencia Nacional de Estados sobre Códigos y Normas de Construcción (NCSBCS) ofrecieron dejar en manos de ASHRAE el desarrollo de la norma, y ASHRAE aceptó. [5]
El desarrollo de la norma propuesta, la Norma 90P, se completó en menos de seis meses. ASHRAE contó con la participación de representantes del Instituto Americano de Arquitectos (AIA), la Sociedad de Ingeniería de Iluminación (IES), la Asociación de Contratistas Mecánicos de Estados Unidos (MCAA), el Instituto de Aire Acondicionado y Refrigeración (ARI) y la Asociación de Energía Eléctrica (EEA). El 21 de junio de 1974 se envió 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]
En 2004, la norma ASHRAE 90.1 se aplicó a los edificios, a la envolvente del edificio y a la mayoría de los sistemas mecánicos y de iluminación del edificio. Los edificios nuevos que se construyan y los sistemas que los hagan funcionar estarán cubiertos por la norma. La norma también se aplicará a las ampliaciones de los edificios existentes y a sus sistemas, así como a las modificaciones de los sistemas de los edificios existentes. 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 superior a 3,4 btu/h-ft2 o ser enfriado por un sistema de refrigeración que tenga una capacidad de salida superior a 5 btu/h-ft2. Los edificios que están exentos de la norma ASHRAE 90.1 son las viviendas unifamiliares, las viviendas multifamiliares de tres pisos o menos, las viviendas prefabricadas o modulares, los edificios que no utilizan electricidad ni combustibles fósiles y los equipos y sistemas de construcción que se utilizan para fines industriales, de fabricación o comerciales. [2]
En 2007, la versión actualizada de ASHRAE 90.1 cubre muchas secciones de un edificio que incluyen la envolvente del edificio, el sistema HVAC, el agua caliente y la iluminación. [1]
La envolvente del edificio debe clasificarse en tres categorías diferentes de espacio acondicionado, que son (a) espacio acondicionado no residencial, (b) espacio acondicionado residencial y (c) espacio semicalentado. Cada una tiene diferentes requisitos que cumplir. También existen disposiciones obligatorias que las envolventes del edificio deben cumplir, que son el aislamiento, las ventanas y 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 una. Cada sección de la envolvente del edificio, techo, paredes y piso, tiene diferentes requisitos 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 HVAC tiene la mayor cantidad de 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 requisitos mínimos de eficiencia para cada sistema. [1]
Los sistemas de agua caliente deben pasar por un cálculo de carga antes de su instalación. Cada sistema debe cumplir con las pautas de dimensionamiento del fabricante. Cada sistema también debe tener equipos que cumplan 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 bomba de circulación. También existen requisitos para calentadores de piscinas, cubiertas de piscinas y trampas de calor para piscinas climatizadas. [1]
Si se instalan o reemplazan luces nuevas 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 que cumplir, 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 sobre iluminación que incluyen señales de salida y luces exteriores. [1]
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 enchufe, y de aproximadamente el 31 por ciento, excluidas las cargas de enchufe. 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 antes de octubre de 2013.
El alcance se amplió para incluir procesos industriales definidos, que en la edición de 2010 incluyen 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 de eficiencia mínima para muchos tipos de equipos de HVAC. Otras revisiones afectan los límites de potencia máxima del ventilador, el cálculo de la altura de la bomba, el dimensionamiento de la tubería de agua helada, 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 de HVAC. Se eliminaron o modificaron varias excepciones de recalentamiento. Se impusieron restricciones a la calefacción de aire superior. 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 pruebas funcionales independientes de controles de iluminación, controles de ocupación y desocupación, controles de iluminación exterior y apagado 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 bombas de refuerzo de agua de servicio y ascensores. [6] [7]
En la edición de 2013 se realizaron varias actualizaciones a las secciones de la norma sobre envolvente del edificio, iluminación y mecánica. Con cada nueva edición de la norma ANSI/ASHRAE/IES 90.1, el DOE está obligado por ley [8] a emitir una determinación sobre si la edición actualizada mejorará la eficiencia energética en los edificios comerciales. El DOE emitió una determinación positiva en la que se afirma que la norma 90.1-2013 lograría una mayor eficiencia energética en los edificios sujetos a ese código. En comparación con la 90.1-2010, se espera que la 90.1-2013 ahorre aproximadamente un 8,7 % en costes energéticos, un 8,5 % en energía de origen y un 6,7 % en energía del sitio. [9]
Las actualizaciones de la sección de envolvente del edificio de 90.1-2013 incluyen cambios en los requisitos prescriptivos de rendimiento de envolvente opaca y fenestración en varias zonas climáticas y modificaciones a los requisitos de orientación de fenestración. Las actualizaciones de la sección de iluminación incluyen un requisito modificado de asignación de potencia de iluminación para luces interiores y exteriores; y modificaciones a los requisitos de control de iluminación basados en sensores de ocupación y luz natural . En la sección mecánica, se revisan los requisitos de eficiencia mínima para muchos tipos de equipos de 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]
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 una nueva vía de cumplimiento conocida como método de Calificación de Desempeño incluido en el Apéndice G [11] del documento de normas, la adición de dos nuevas zonas climáticas, un nuevo formato de documento y nuevos requisitos técnicos para la envolvente del edificio, la iluminación y los 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 la Norma 90.1-2016 o un código que el DOE acepte como equivalente para febrero de 2020. [12] En comparación con la Norma 90.1-2013, se espera que la Norma 90.1-2016 ahorre aproximadamente un 8,2 % en costos de energía, un 7,9 % en energía de la fuente y un 6,7 % en energía del sitio. [13]
Las actualizaciones de la sección de 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 fuga de aire de las puertas basculantes; cambios en los requisitos prescriptivos para techos, paredes y ventanas de edificios de metal y puertas opacas y requisitos adicionales para la zona climática 0. Las actualizaciones de la sección de iluminación incluyen un requisito modificado de asignación de potencia de iluminación para luces interiores y 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 helada, DOAS, eficiencia del elevador, detección y diagnóstico de fallas del economizador .
Además del método de presupuesto de costos de energía, se permite el Apéndice G como una nueva vía de cumplimiento. [14] La línea base del Apéndice G se fija en un nivel específico, lo que permite comparar edificios de cualquier versión del código con una línea base estable utilizando una nueva métrica llamada factor de desempeño 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]
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 la norma ASHRAE/IES 202; [17] y actualizaciones de las secciones de envolvente del edificio, iluminación, mecánica, presupuesto de costos de energía y método de calificación del desempeño.
Las actualizaciones de la sección de envolvente del edificio incluyen la revisión de las excepciones para los requisitos de fuga de aire y SHGC , revisiones del factor U para fenestraciones . En la sección de iluminación, se modifica la asignación de densidad de potencia de iluminación para los métodos de espacio por espacio y área de construcción. Se agrega un nuevo método de iluminación simplificado para edificios de oficinas y minoristas de hasta 25 000 pies cuadrados (2300 m2 ) . Además, se incluyen los requisitos de control de iluminación para estacionamientos y excepciones para controles en áreas con luz natural. 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 computadoras con carga de equipo de TI mayor a 10 kW; eficiencia de la bomba; actualizaciones a las tablas de eficiencia del equipo, nuevos requisitos para informar la potencia del ventilador para 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 del condensador para hospitales de pacientes hospitalizados de cuidados agudos.
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 a la sección Método de Calificación de Desempeño (Apéndice G) de las normas incluyen aclaraciones para el dimensionamiento de ventiladores y serpentines, COP explícito de calefacción y refrigeración sin ventilador para equipos de refrigeración empaquetados de referencia, nuevas reglas para modelar controles automáticos de receptáculos e infiltración de envolvente de referencia y factores de desempeño de edificios actualizados. Además, en ambas vías de cumplimiento se incluye un lenguaje actualizado para el tratamiento de energías renovables y modelado de iluminación.
{{cite web}}: CS1 maint: copia archivada como título ( enlace ){{cite web}}: CS1 maint: copia archivada como título ( enlace ){{cite web}}: CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )Rosenberg, Michael I., and Hart, Philip R. Developing Performance Cost Index Targets for ASHRAE Standard 90.1 Appendix G – Performance Rating Method. United States: N. p., 2016. Web. doi:10.2172/1240225.