Abstract: The energy-intensive buildings of the health sector represent a scenario with significant potential for the application of energy efficiency measures. A methodology is proposed that allows to identify and quantify energy consumption and the basic technical-constructive situation of the built building and analyse the design variables that have the greatest impact on energy saving and habitability, both globally (building) and differential (areas). This methodology constitutes a tool to propose specific improvement alternatives by area, aimed at recycling the building envelope, based on “passive design” techniques. The application of the methodology to a case study of the city of La Plata, Buenos Aires, Argentina is presented. Likewise, its instrumentation makes it possible to compare scenarios between buildings with similar characteristics, and / or replicate the methodology to buildings in other regions based on considering the guidelines of the bioclimatic zones of the IRAM 11603.

Resumen: Los establecimientos energo-intensivos del sector salud representan un escenario con significativas potencialidades para la aplicación de medidas de eficiencia energética. Se plantea una metodología que permite identificar y cuantificar el consumo energético, reconocer la situación técnicoconstructiva de base de la edilicia construida y analizar las variables de diseño que tienen mayor incidencia en el ahorro energético y la habitabilidad, tanto a nivel global (establecimiento) como diferencial (áreas). Dicha metodología constituye una herramienta para proponer alternativas específicas de mejoramiento por área, orientadas al reciclado de la envolvente edilicia, a partir de técnicas de “diseño pasivo”. Se presenta la aplicación de la metodología a un caso de estudio de la ciudad de La Plata, Buenos Aires, Argentina. Asimismo, su instrumentación permite comparar escenarios entre establecimientos de similares características, y/o replicar la metodología a establecimientos de otras regiones a partir de considerar los lineamientos de las zonas bioclimáticas de la Norma IRAM 11603.

Resumen Este trabajo presenta el desarrollo de un modelo sistémico, construido utilizando la metodología de dinámica de sistemas, para el análisis de escenarios de consumo energético por climatización en el sector residencial. El modelo permite analizar el consumo de energía total de las viviendas y desagregado por equipamiento, aplicando medidas de eficiencia. Para la modelización del consumo para refrigeración y calefacción se tuvieron en cuenta diferentes equipos considerando para cada uno la cantidad, potencias nominales, niveles de etiquetado acordes con normas vigentes y las horas de uso promedio. Asimismo, se incluyó en el modelo la posibilidad de analizar diferentes medidas de eficiencia energética. El modelo desarrollado permite analizar la evolución temporal de la demanda energética desagregada y total del equipamiento edilicio y posibilita comparar, mediante análisis de sensibilidad, distintos escenarios, a partir de la adopción de diversas medidas tecnológicas y de eficiencia energética.

Resumo Este artigo apresenta o desenvolvimento de um modelo sistêmico, construído a partir da metodologia de dinâmica de sistemas, para a análise de cenários de consumo de energia por resfriamento e aquecimento no setor residencial. O modelo permite analisar o consumo total de energia das residências e discriminado por equipamentos, aplicando medidas de eficiência. Para a modelagem de consumo para refrigeração e aquecimento, foram considerados diferentes equipamentos, considerando para cada um: a quantidade, potências nominais, níveis de rotulagem de acordo com a regulamentação em vigor e as horas médias de uso. Da mesma forma, foi incluída no modelo a possibilidade de analisar diferentes medidas de eficiência energética. O modelo desenvolvido permite analisar a evolução temporal da procura energética desagregada e total dos equipamentos construtivos, permitindo a comparação, através de análise de sensibilidade, de diferentes cenários possíveis com base na adoção de várias medidas tecnológicas e de eficiência energética.

Abstract This paper presents the methodology and development of a systemic model, built using the systems dynamic methodology, for the analysis of energy consumption scenarios by air conditioning in the residential sector. The model allows to analyze the total energy consumption of homes and disaggregated by equipment applying efficiency measures. For the modeling of the consumption for cooling and heating, different equipment was taken into account considering for each one: the quantity, nominal powers, labeling levels according to current norms and the average hours of use. Likewise, the possibility of analyzing different energy efficiency measures was included in the model. The developed model allows analyzing the temporal evolution of the disaggregated and total energy demand of the building equipment, allowing to compare, through sensitivity analysis, different possible scenarios from the adoption of various technological and energy efficiency measures.

Resumen Se busca identificar las posibilidades de insertar el sistema de envolvente de fachadas ventiladas en el contexto urbano-edilicio de la región de Cuyo, Argentina. A tal fin se consideran dos áreas de análisis: primero, la ciudad de Barcelona, España, donde se contrastan resultados del monitoreo de casos en relación con las normativas de edificación. Segundo, la ciudad de Mendoza, Argentina, donde se abarcan dos dimensiones: por un lado, si existe promoción para la implementación de nuevas tecnologías desde los dispositivos jurídicos y normativos; por otro, el análisis económico de los materiales necesarios para adaptar la tecnología local disponible al sistema de envolvente en estudio, así como las reducciones en los consumos energéticos para climatización que el sistema implica. Los resultados del trabajo advierten limitaciones instrumentales debido a los complejos requerimientos del código de edificación local para la aprobación y la implementación de nuevas tecnologías. Respecto a los costos para adaptar la tecnología local al sistema en estudio, estos resultan diez veces menores que los importados disponibles. Así mismo, el análisis edilicio interior por simulación dinámica mostró reducciones en los consumos energéticos para climatización del orden del 20%. Los resultados advierten potenciales oportunidades para el desarrollo local de soluciones integrales, mediante tecnologías tendientes a la eficiencia energética, que incluyan a todos los sectores de la ciudad y su diversidad constructiva.

Abstract This paper aims to identify the possibilities of inserting the Ventilated Façade envelope system in the urban-building context of the Cuyo region, Argentina. To this end, two areas of analysis are considered: first, the city of Barcelona, Spain, where the results of case monitoring concerning building regulations are contrasted. Second, the city of Mendoza, Argentina, where two dimensions are covered: on the one hand, if there is a promotion for the implementation of new technologies from the legal and regulatory devices; and on the other hand, the economic analysis of the materials necessary to adapt the local technology available to the envelope system under study, as well as the reductions in energy consumption for air conditioning that the system implies. The results of the work point out instrumental limitations, due to the complex requirements of the local building code for the approval and implementation of new technologies. [Regarding the costs to adapt the local technology to the system understudy, these are ten times lower than the available imported ones. Likewise, the internal building analysis by dynamic simulation showed reductions in energy consumption for air conditioning in the order of 20%. The results reveal potential opportunities for the local development of comprehensive solutions, through technologies aimed at energy efficiency, which include all sectors of the city and its building diversity.

Abstract: The purpose of this work is to provide solutions for mass retrofitting of building envelope in residential areas at urban level. An innovative methodology is developed that identify the different construction materials of the urban-building envelope in large-scale to estimate energy saving by recycling them with energy efficiency criteria. It is proposed the digital processing of SPOT 6 satellite and aerial images through semi-automatic classifications. In this case, the roofs are classified, the quality of the results is determined, the most appropriate processing is defined, and with these results envelope improvement strategies are applied for mass treatment at urban level. The work was carried out in the residential area of La Plata department, Argentina. The results showed that the classifications with aerial images achieve good precision for the complexity addressed (70%). This allowed estimating energy savings which can be seen on urban maps easily showing the annual energy saving potentialities for heating between 2000 and 3000 kWh/year per house. In effect, the use of remote sensors applied to the detailed and massive analysis of urban sectors provides a little disseminated knowledge of interest in our region. In turn, this methodology can be applied to cities with similar characteristics.

Resumen: El presente trabajo busca generar soluciones para abordar la problemática del reciclado edilicio masivo del sector residencial a nivel urbano. Para ello, se desarrolla una metodología innovadora orientada a identificar los distintos materiales constructivos de la envolvente urbana-edilicia para realizar estimaciones de ahorro de energía por incorporación de eficiencia energética. Se propone el procesamiento digital de imágenes satelitales SPOT 6 y aéreas a través de clasificaciones. En este caso se clasifican los techos; se determina la calidad de los resultados; y sobre los mejores resultados se aplican estrategias de mejora de la envolvente para su tratamiento masivo a escala urbana. Como caso de aplicación se trabajó con el sector residencial del partido de La Plata, Argentina. Los resultados mostraron que las clasificaciones con imágenes aéreas alcanzan una buena precisión para la complejidad urbana abordada (70 %). Esto permitió estimar la potencialidad de ahorros de energía anual para calefacción entre 2000 y 3000 kWh/año por vivienda, visualizados en forma ágil por medio de cartografía urbana. En efecto, el uso de sensores remotos aplicados al análisis detallado y masivo de áreas urbanas aporta un conocimiento de interés y poco difundido en nuestra región. A su vez, esta metodología puede ser extrapolada a ciudades con características análogas.

Abstract: Agro production areas are often solved with light structures. Inside them there are temperature peak conditions that affect the crops by producing cooling or overheating. In this context, this work presents the comparison of the internal thermal behavior of an empty light greenhouse with the incorporation of a passive accumulator system, a versatile, and possible to be industrialized, modular thermal buffer which can set up different thermal load conditions and stabilize its temperature. The system is presented in two versions, one only with solid materiality, and the other combining it with encapsulated water, thus showing the benefits for its incorporation. The present work aims to deepen the assessment of a passive solar technological solution for air conditioning in agro production spaces, by comparing the thermal response, the load and the thermal contribution in the use of only solid mass variants with that of mixed solid and liquid mass (concrete and water). The methodology develops the manufacturing, installation and laboratory testing of a greenhouse with the incorporation of cultivation tables built with thermal accumulator/buffer systems for comparison. The results show that the maximum thermal contributions of the systems were quantified in 17 MJ, 32 MJ and 36 MJ for the 864 kg solid system, the 1968 kg solid one and the 864 kg mixed one respectively. The thermal contribution achieved approximately doubles that of the lighter system either by increasing solid mass or by replacing the same solid mass by mixed mass. The costs of the systems are recorded as 17.1 USD/MJ; 20.7 USD/MJ and 9 USD/MJ for the 864 kg solid system, the 1968 kg solid one and the 864 kg mixed one respectively, showing in this way the cost reduction in the mixed system when compared to the others.

Resumen: Los ámbitos destinados a la agroproducción se resuelven frecuentemente con estructuras livianas. En su interior se presentan condiciones de picos de temperatura que afectan a los cultivos produciendo enfriamiento o sobrecalentamiento. En este contexto, el presente trabajo presenta la comparación del comportamiento térmico interior de un invernadero liviano vacío y con la incorporación de un sistema pasivo acumulador, amortiguador térmico, modular, industrializable y versátil para configurar diferentes condiciones de carga térmica y estabilizar su temperatura. El sistema presenta dos versiones, solo con materialidad sólida, y combinando la misma con agua encapsulada, presentado los beneficios de su incorporación. En este contexto, el trabajo tiene por objetivo profundizar en la evaluación de una solución tecnológica solar pasiva para climatización de espacios agroproductivos, a través de comparar la respuesta térmica, la carga y el aporte térmico en el uso de variantes de masa únicamente sólida; y masa mixta sólida y líquida (hormigón y agua). La metodología desarrolla la fabricación, instalación y ensayo en laboratorio de un invernadero con la incorporación de mesas de cultivo construidas con los sistemas acumuladores/amortiguadores térmicos para su comparación. Los resultados muestran que los aportes térmicos máximos de los sistemas se cuantificaron en 17 MJ, 32 MJ y 36 MJ en los sistemas sólidos de 864 kg, sólido de 1968 kg y mixto de 864 kg, respectivamente. Se logra aproximadamente el doble del aporte térmico que provee el sistema más liviano, ya sea por aumento de masa sólida como por reemplazo de igual masa sólida por mixta. Asimismo los costos de los sistemas se registran como 17.1 USD/MJ; 20.7 USD/MJ y 9 USD/MJ para el sistema sólido de 864 kg, sólido de 1968 kg y mixto de 864 kg, respectivamente, demostrando la reducción de costos en el sistema mixto respecto a los demás.

Abstract A methodology for the classification and characterization of residential energy user profiles is developed, in order to address specific measures of energy efficiency and renewable energies that allow optimizing the use of resources. A database of 395 surveys collected in La Plata (Buenos Aires-Argentina) is used as a case study, on which the primary energy consumption is calculated for each user and, then, they are classified into consumption profiles. Finally, socio-demographic and energy variables/indicators are analyzed for each profile in order to identify critical aspects and propose specific guidelines for energy improvement.

Resumen Se desarrolla una metodología para la clasificación y caracterización de perfiles de usuarios energéticos residenciales orientados a dirigir medidas específicas de eficiencia energética y energías renovables que permitan optimizar la utilización de recursos. Se utiliza como caso de estudio una base de datos de 395 encuestas relevadas en La Plata (Buenos Aires, Argentina), a partir de la cual se calcula la demanda de energía primaria de cada usuario, a quien se le clasifica en perfiles de consumo. Finalmente, se analizan variables/indicadores socio-demográficos y energéticos que permiten identificar aspectos críticos y plantear lineamientos específicos para el mejoramiento energético.

Resumo Um problema recorrente na arquitetura e no planejamento urbano-territorial é conseguir encontrar grupos de elementos com características homogêneas. Na arquitetura, as classificações edilícias / construtivas são deduzidas de uma série de parâmetros ou variáveis, e se a estrutura urbana for analisada é possível identificar áreas homogêneas de acordo com o tipo de uso do solo, cobertura de serviços, entre outros aspectos. Quando o volume de dados a processar é tal que não pode ser analisado pelos métodos convencionais, é necessário recorrer às técnicas de Big Data. Neste trabalho, será usado um framework para Big Data (Apache Spark) para descobrir áreas homogêneas em termos de cobertura de infraestrutura urbana básica e serviços de saneamento. Identificar tais áreas permitirá localizar lugares com benefícios semelhantes, inferir novas demandas a partir do possível crescimento urbano e identificar lugares na periferia onde a cidade pode crescer, entre outros usos possíveis.

Abstract A frequent problem in architecture and urban-territorial planning is to be able to find groups of elements with homogeneous characteristics. In architecture, building/construction classifications are deduced from a number of parameters or variables; and if the urban structure is analyzed, it is possible to identify homogeneous areas according to the type of land use, services coverage, among other possible aspects. When the volume of data to be processed is such that it cannot be analyzed by conventional methods, it is necessary to use Big data techniques. In this work, a framework for Big data (Apache Spark) will be used to discover homogeneous areas in terms of coverage of urban basic services of infrastructure and sanitation. Identifying such areas will allow to locate places with similar benefits, infer new demands based on possible urban growths and identify places on the periphery where the city can grow, among other possible uses.

Resumen Un problema recurrente en arquitectura y planificación urbano-territorial es poder encontrar grupos de elementos con características homogéneas. En arquitectura, las clasificaciones edilicias/constructivas se deducen a partir de un número de parámetros o variables, y si se analiza la estructura urbana es posible identificar áreas homogéneas según el tipo de uso de suelo, cobertura de servicios, entre otros aspectos. Cuando el volumen de datos para procesar es tal que no se pueden analizar mediante métodos convencionales, es necesario recurrir a técnicas de Big Data. En este trabajo se utilizará un framework para Big Data (Apache Spark) para descubrir áreas homogéneas en cuanto a cobertura de servicios urbanos básicos de infraestructura y saneamiento. Identificar tales áreas permitirá localizar lugares con similares prestaciones, inferir nuevas demandas en función de posibles crecimientos urbanos e identificar lugares de la periferia hacia donde puede crecer la ciudad, entre otros posibles usos.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento metodológico para a construção de cenários de energia urbana de longo prazo (2014-2040) a partir da implementação de estratégias de eficiência energética e energias renováveis. Esses cenários consideram tanto a oferta quanto a demanda de energia, com foco no setor residencial e nas diferenças intra-urbanas que este apresenta. A cidade de La Plata (Argentina) é usada como estudo de caso. Os aspectos teórico-conceptuais, os métodos, as técnicas, os procedimentos, as variáveis e as hipóteses necessárias para seu desenvolvimento são expostas aqui a os efeitos de que esta metodologia possa ser replicada em outros casos de estudo.

This work shows the methodological development for the construction of long-term urban-energetic scenarios (2014-2040) from the implementation of energy efficient and renewables energies strategies. These scenarios consider both the supply and the energy´s demand, making focus over the residential sector and over the intra-urban differences that it shows. La Plata (Argentina) city is used as study case. Theorical-conceptual aspects, methods, techniques, procedures, variables and hypothesis necessaries to its development, are exposed here with the purpose of replicating this methodology in other study cases.

Este trabajo presenta el desarrollo metodológico para la construcción de escenarios urbano-energéticos de largo plazo (2014-2040) a partir de la implementación de estrategias de eficiencia energética y energías renovables. Dichos escenarios consideran tanto la oferta como la demanda de energía, focalizando sobre el sector residencial y en las diferencias intra-urbanas que este presenta. Se utiliza como caso de estudio la ciudad de La Plata (Argentina). Se exponen los aspectos teórico-conceptuales, los métodos, técnicas, procedimientos, variables e hipótesis necesarias para su desarrollo a los efectos de que la presente metodología pueda ser replicada en otros casos de estudio.

Abstract Simplified HVAC models for buildings estimate energy demand based on a global loss coefficient (G) and the heating and cooling degree days (DD). The DD are calculated, from citie's average temperatures, published by official entities. However different researches have recorded that the city affects the urban climate with thermal variations due to its morphological and material conditions. This paper analyzes the external thermal situations in different representative areas of La Plata city to determine the degree to which the theoretical energy is demanded for thermal conditioning at the intra-urban level are modified. To address the research, the external temperatures of ten urban sectors were measured. Then, the DD were calculated and compared with the official records, different zones were grouped by the k-means technique and, finally, theoretical energy demand was calculated. Results show that energy demand calculated from experimental measurements is overestimated in winter and underestimated in summer regarding the calculation from official measurements. Also, different territorial thermal distributions were found between winter and summer.

Resumen La carga térmica para climatización de edificios (Q) estima la demanda de energía en función de un coeficiente global de pérdidas (G) y de los grados día (GD) de refrigeración o calefacción. En general los GD se calculan con las temperaturas medias publicadas por organismos oficiales. Sin embargo, se ha demostrado que la ciudad afecta al clima urbano generando variaciones térmicas debido a sus condiciones morfológicas y materiales. Este trabajo analiza las condiciones térmicas externas en distintas zonas representativas (mosaicos urbanos [MU]) de la ciudad de La Plata para determinar cómo modifican las condiciones de demanda de energía teórica para climatización. La metodología involucra el registro de la temperatura exterior de diez sectores urbanos; el cálculo de los GD de calefacción (GD18) y de refrigeración (GD23); la comparación con los GD oficiales; el agrupamiento por zonas urbanas mediante técnicas de clustering de k-medias; y el cálculo de la demanda de energía teórica. Los resultados muestran que la demanda de energía calculada con las mediciones experimentales está sobrestimada en invierno y subestimada en verano comparado con el cálculo realizado con los datos oficiales. Asimismo, se encontraron distribuciones térmicas territoriales diferenciadas entre invierno y verano.

Abstract From an environmental point of view, the urban forest in Oasis-Cities defines two strata in height: one with a moderate microclimate under the trees, and a second one over the tree canopy that presents an extreme climatic situation. The aim of this study is to assess the energy efficiency and the conditions of habitability of apartments at different heights in high-rise buildings. Four case studies were selected in the Oasis-City of Mendoza, Argentina: two above and two under the tree canopy. Heavy and light envelopes were evaluated. For two years, in situ temperature measurements were taken in order to perform a diagnosis. These data were used to adjust and validate models using the dynamic Energy Plus software. We studied energy refurbishment strategies. Thermal behaviour and HVAC consumption were analysed. The results show that dwellings under the urban forest influence take advantage of solar radiation protection in summer (thermal differences of 4°C), higher temperatures in winter (thermal differences of 3 °C) and minimum consumption in HVAC systems, close to zero energy buildings. Furthermore, apartments in heavy buildings reported better thermal behaviour than those in light buildings.

Resumen La forestación urbana en Ciudades-Oasis definen desde el punto de vista ambiental dos estratos en altura: una situación micro-climática moderada debajo la copa de los árboles y una situación extrema sobre la misma. El objetivo del trabajo es evaluar la eficiencia energética y las condiciones de habitabilidad de unidades de viviendas en edificios en altura. Se seleccionaron cuatro casos en la Ciudad-Oasis de Mendoza, Argentina: dos ubicados debajo y dos sobre la copa de los árboles. Se evaluaron envolventes del tipo másica y liviana. Se realizaron durante dos años mediciones higro-térmicas in situ utilizadas para validar modelos mediante el programa de simulación Energy Plus. Se estudiaron medidas de rehabilitación energética y se analizaron comportamientos térmicos y consumos de energía para climatización. Los resultados demuestran que los departamentos debajo la copa de los árboles aprovechan en verano la protección de la arboleda urbana a la radiación incidente (diferencias térmicas del orden de 4°C), y cuentan con temperaturas más elevadas en invierno (diferencias del orden de 3°C). Con la materialidad edilicia mejorada, debajo la copa se logran consumos para climatización mínimos, cercanos a un edificio de energía cero. Asimismo, las viviendas de los edificios másicos demuestran comportamientos térmicos más cercanos al rango de confort respecto a los edificios livianos.