Maria Guadalupe Alpuche

Este estudio determinó el consumo eléctrico óptimo de sistemas de enfriamiento en cinco edificios ubicados en el Campus Hermosillo de la Universidad de Sonora, México, construidos bajo las directrices del organismo mexicano denominado Comité Administrador del Programa Federal de Construcciones Escolares (CAPFCE). Originalmente, estos edificios fueron diseñados para climas templados y construidos en todo el país, sin distinción de zonas climáticas. Se realizaron simulaciones en OpenStudio con termostatos a temperaturas de 17 °C, 24 °C y 28 °C, evaluándose cinco escenarios: cambios en la envolvente, ocupantes, iluminación, apertura de puertas/ventanas y estrategias combinadas. Las simulaciones se validaron in situ mediante cámara termográfica y sensores. Se obtuvieron valores anuales de carga térmica total y carga térmica sensible del sistema de enfriamiento, así como la temperatura operativa interior promedio. Los resultados muestran que en el mes de agosto, los consumos iniciales sin estrategias oscilaron entre 26.45 y 12.68 kWh/m², correspondiendo a la envolvente el 74–78 %, a los ocupantes el 20–25 % y menores porcentajes a la iluminación, ventilación e infiltración (<2 %). Con estrategias, los consumos finales bajaron a 22.36–11.42 kWh/m². El mayor ahorro provino de la eficiencia de los equipos (hasta 13.26 %), seguido por la implementación de aislamiento en muros (1.75 %), losas (0.71 %), ventanas de doble vidrio (0.03 %) y optimización de ventilación e iluminación (1.19 %). Elevar la temperatura del termostato de 17 °C a 28 °C redujo el consumo entre 25 % y 28 %, con mayor efecto cuando el consumo base era alto. Las cargas térmicas máximas fueron 59.79 y 51.84 kWh/m² (total y sensible) y las mínimas 0.31 y 0.0024 kWh/m², mientras que la temperatura interior sin enfriamiento varió de 34.06 °C a 20.8 °C. Los resultados confirman que la envolvente y la masa térmica determinan la demanda de enfriamiento, y que la eficiencia de los equipos y el ajuste del termostato son las estrategias más efectivas para reducir el consumo. No existen estudios previos que integren estas variables y resultados en edificios tipo CAPFCE, lo que aporta criterios aplicables a otras instituciones en climas cálidos secos.

In urban spaces, areas that can be used for cultivation are largely limited. In addition, the use of areas belonging to green–blue infrastructure for agricultural purposes is not always feasible under conditions of high urban population density. Currently, over half of the global population live in cities, which affects the price of land and how it is developed within the urban fabric. By 2050, at least 70% of the human population is estimated to be living in cities; therefore, problems related to the economics and logistics of supplying food to residents are expected to increase and become significantly more complex. Attempts to develop alternative solutions for food production that minimally absorb usable urban space and have low climate impacts on the urban fabric have already been made. One such solution is large-scale vertical food cultivation in the underground areas of cities, such as unused parts of metro stations, bunkers, basements, and underground parking lots. This study aims to analyze the feasibility of using underground urban spaces for efficient and environmentally friendly food production in terms of spatial, economic, ecological, and climatic aspects. The conducted research is based on a review of literature and urban documents, which was complemented by a SWOT analysis, a Weighted SWOT, and a TOWS matrix. The results obtained indicate a number of benefits, such as independence from weather conditions and the shortening of supply chains, while simultaneously pointing to barriers related to high energy costs and the lack of regulatory frameworks. The conclusions, however, suggest that underground farming may serve as one of the elements of critical food-related infrastructure, provided that this system is integrated into urban policies and receives additional systemic support.

En este libro se abordan distintas problemáticas que ofrecen un acercamiento al conocimiento de los temas edificación-energía, tratados con una perspectiva muy práctica y particular del análisis de las problemáticas y de las posibles propuestas de solución a cada uno de los planteamientos. Los proyectos arquitectónicos abordados desde la aplicación de la tecnología han marcado una diferencia en las últimas décadas al tener herramientas más tecnológicas para su análisis, que suelen ser más exactas y optimizan tiempos de ejecución; como es el caso del que nos habla el capítulo desarrollado por Ochoa de la Torre, Galindo Borbón y Marincic Lovriha, referente a una metodología para el diseño lumínico de un edificio educativo y a los resultados de su evaluación utilizando un programa de cómputo complementada con mediciones de iluminación en un modelo a escala, montado sobre un heliodón, que simula el recorrido del sol en los días de diseño seleccionados, con el objetivo de demostrar cuál es el método más fiable para una óptima iluminación natural.

Actualmente, más de la mitad de la población mundial habita en ciudades (Naciones Unidas, 2021), y se espera un incremento del uso de energía en los servicios de vivienda. Además, las ciudades se caracterizan por un crecimiento disperso, por lo que, como medida correctiva, la estrategia de densificación urbana es introducida en la planeación de las ciudades. Esta investigación tiene por objetivo analizar el impacto de la misma en la Intensidad de Uso de Energía (IUE) de las viviendas del clima cálido seco y su relación con los parámetros de densidad. Con el fin de fundamentar la viabilidad y mejorar las herramientas de análisis y toma de decisiones para el diseño de ciudades con mayor resiliencia. En particular evalúa el uso de aire acondicionado y calefacción a través de la selección de una muestra de análisis en Hermosillo, Sonora, de la cual se generan escenarios hipotéticos densificados analizados a través de la herramienta de cálculo EnergyPlus. Finamente, los resultados muestran los parámetros morfológicos con mayor relación con el consumo e indican que la estrategia puede reducir hasta en un 37% la IUE. Cabe mencionar que la definición de los escenarios representa solo una pequeñísima fracción de la casi infinita combinación de parámetros (geometría, clima, etc.) y se limita al estudio de un solo caso. La investigación tiene un aporte en el diseño estrategias de crecimiento de las ciudades, en especial, las de clima cálido seco. Además de evaluar niveles de densificación y establecer parámetros de análisis a través de una metodología experimental.

Some of the greatest potentials for improving building energy efficiency are found in the residential sector. Public housing, in particular, has drawn heavy research interest because it affects the welfare of large populations, is the source of significant energy consumption and has outsize importance in the construction and regulatory sectors. Energy regulation in Mexico focuses on reducing the energy needed to cool buildings down, neglecting the importance of heating buildings built in the colder regions of the country. To address this gap, the present work focuses on the thermal behavior of public housing in the regions of Mexico with cold semi-arid climate. We found that thermal discomfort inside houses is primarily driven by low temperatures. We calculated annual heat flows in houses, visualizing heat gains and losses through each part of the building envelopes, and found that the highest heat flows occur through the floor. We also found that windows have the greatest heat transfer per unit area of all construction elements. We estimated the energy that each building would require if heating and air conditioning were used throughout the year to bring indoor temperatures within the range of thermal comfort. Finally, we used evaluation schemas from several countries to evaluate the energy demand per unit area (kWh/m²) of several local houses in a typical year. The houses analyzed here presented low scores under these schemas.

In Mexico, as in many other countries around the world, the current energy situation has spread through the consciousness of some sectors and di erent measures for the e cient use and optimization of energy have been implemented. Therefore, the eld of building construction has applied di erent o cial standards to try to regu- late the use of energy in the interior design adaptation of buildings. One of the main objectives of this work, is to design architectural spaces aimed to generate optimal comfort conditions, so users perform their activities e ciently. This is the main reason why the climate conditions of buildings have to be properly designed, calculated and controlled as well as the lightning in function of the activities, proper acoustics, and su cient ventilation, all of these with the lowest consump- tion of energy. The O cial Mexican Standard, NOM-020-ENER-2011-Energy e ciency in buildings, was developed to improve the thermal design of buildings within the residential sector, restraining the gain of heat from the enclosure. En México, como en muchos otros países del mundo, la situación energética ha permeado en la concientización de algunos sectores y se han comenzado a poner en marcha medidas para el buen uso y la optimización de la energía. En este orden, en el campo de la edi cación se han instrumentado diversas normas o ciales para tratar de regular el uso de la energía en la adecuación dentro de las edi caciones. Uno de los principales objetivos al diseñar un espacio arquitectó- nico es que sea confortable para que el usuario realice sus actividades, por lo que se deben diseñar, calcular y controlar condiciones climáticas confortables, iluminación necesaria en función de la actividad, sonido adecuado, ventilación su- ciente, utilizando el menor consumo de energía. La Norma Oficial Mexicana NOM-020-ener-2011, E ciencia energética en edificaciones, publicada en el Diario Oficial de la Federación (DOF) el 9 de agosto de 2011, fue realizada con el fin de mejorar el diseño térmico de las edificaciones que se encuentren en el ámbito residencial, limitando la ganancia de calor por medio de la envolvente. Como parte de las actividades realizadas por la Red de Arquitectura Bioclimática-PRODEP.

The first phase of the project presented in this paper consisted of an analysis of the current conditions of the users of social housing units, and has...