Análisis de la aplicación de normativa NEC-HS-EE mediante el uso del software “Energy plus” para la optimización de recursos energéticos en los Edificios de la Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica de la Universidad Técnica de Ambato
Date
2026-01-21
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Técnica de Ambato-Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica-Carrera de Ingeniería Civil
Abstract
This research analyzes the energy performance of the Civil Engineering and Mechanical
Engineering buildings at the Technical University of Ambato through the application of the
Ecuadorian regulation NEC-HS-EE and the EnergyPlus simulation software. The objective is to
identify opportunities for optimizing energy resources and to propose strategies that enhance
institutional energy efficiency. The study responds to the increasing demand for electricity in
university facilities, where daily academic activities rely heavily on lighting, electronic equipment,
and adequate thermal comfort.
This research arises from the need to analyze electrical energy consumption in university
buildings and to propose strategies aimed at its reduction. Educational facilities typically exhibit
sustained energy demand due to the intensive use of lighting systems, electronic equipment, and
the requirement to maintain adequate thermal comfort conditions for academic activities.
The study was conducted using a quantitative approach, supported by digital modeling, thermoenergetic simulation, and normative comparison. In the initial stage, a comparative analysis was
carried out between the Ecuadorian regulation NEC-HS-EE and international standards,
particularly ISO 50001, in order to identify differences in evaluation criteria and methodological
approaches related to energy efficiency in educational buildings. Subsequently, a physical survey
of the two case-study buildings was performed, complemented by the collection of climatic,
constructive, lighting, and operational data. Based on this information, three-dimensional models
were developed in Revit and later processed using SketchUp and OpenStudio to generate the input
files required by the EnergyPlus simulation engine.
The energy simulations considered five scenarios: application of the NEC-HS-EE requirements,
implementation of the ISO 50001 framework, replacement of conventional luminaires with LED
technology, incorporation of lighting systems with sensors, and installation of photovoltaic panels.
For each scenario, detailed configurations of internal loads, occupancy patterns, lighting,
infiltration rates, and equipment use were defined, allowing for the assessment of the annual energy
performance of the buildings. The results revealed significant variations in electrical consumption
depending on the strategy applied. In particular, scenarios incorporating efficient technologies,
such as LED lighting and occupancy sensors, demonstrated substantial reductions in lighting-
related energy demand, whereas the integration of photovoltaic systems exhibited the greatest
potential for decreasing net electricity consumption by supplying part of the building’s energy
requirements.
The comparative assessment of the evaluated strategies indicates that the NEC-HS-EE provides
an appropriate baseline for energy-efficient building design; however, its impact can be enhanced
through the implementation of additional measures, including intelligent lighting control and onsite renewable energy generation. Moreover, ISO 50001 contributes a structured energy
management framework that supports continuous monitoring and ongoing improvement of
institutional energy performance.
Finally, based on the simulation outcomes, a strategic plan was developed to enhance the energy
efficiency of the analyzed faculty buildings. This plan proposes short-, medium-, and long-term
interventions, including lighting system modernization, operational management based on actual
occupancy patterns, thermal envelope optimization, and the adoption of renewable energy sources.
The progressive implementation of these measures would enable reductions in operational costs,
improvements in thermal comfort conditions, and the promotion of an institutional culture aligned
with sustainability principles.
Description
El presente proyecto analiza el comportamiento energético de los edificios de Ingeniería Civil e
Ingeniería Mecánica de la Universidad Técnica de Ambato mediante la aplicación de la normativa
ecuatoriana NEC-HS-EE y el uso del software EnergyPlus, con el propósito de identificar
oportunidades de optimización de recursos y proponer estrategias que mejoren la eficiencia
energética institucional. La investigación responde a la necesidad de evaluar y reducir el consumo
eléctrico en edificaciones universitarias, cuya operación diaria demanda iluminación, equipos
electrónicos y condiciones de confort térmico acordes con los procesos académicos.
La presente investigación surge a partir de la necesidad de analizar el consumo de energía
eléctrica en edificaciones universitarias y proponer alternativas que permitan su reducción. Este
tipo de infraestructuras presenta una demanda constante de energía debido al uso intensivo de
iluminación, equipos tecnológicos y a la exigencia de mantener condiciones adecuadas de confort
térmico para el desarrollo de las actividades académicas.
El estudio se abordó mediante un enfoque cuantitativo, apoyado en procesos de modelación
digital, simulación termo energética y análisis comparativo de normativas. En una primera etapa,
se efectuó un contraste entre la normativa ecuatoriana NEC-HS-EE y estándares internacionales,
particularmente la ISO 50001, con el propósito de identificar diferencias en los criterios de
evaluación y en los enfoques metodológicos relacionados con la eficiencia energética en
edificaciones educativas. Posteriormente, se realizó el levantamiento físico de los dos edificios
analizados, junto con la recopilación de información climática, constructiva, lumínica y operativa.
Con estos datos se desarrollaron modelos tridimensionales en Revit, los cuales fueron procesados
mediante SketchUp y OpenStudio para generar los archivos de entrada requeridos por el software
EnergyPlus.
Las simulaciones energéticas contemplaron cinco escenarios: la aplicación de la normativa
NEC-HS-EE, la implementación del enfoque propuesto por la ISO 50001, la sustitución de
luminarias convencionales por tecnología LED, la incorporación de sistemas de iluminación con
sensores y la instalación de paneles fotovoltaicos. En cada caso se definieron detalladamente las
condiciones de ocupación, cargas internas, iluminación, infiltración y uso de equipos, lo que
permitió evaluar el comportamiento energético anual de los edificios. Los resultados obtenidos
evidencian diferencias significativas en el consumo eléctrico según la estrategia aplicada. En
particular, las alternativas basadas en tecnologías eficientes, como luminarias LED y sensores de
presencia, registraron reducciones importantes en la demanda asociada a la iluminación, mientras
que la incorporación de sistemas fotovoltaicos mostró el mayor potencial para disminuir el
consumo neto, al cubrir parcialmente la demanda energética de la edificación.
El análisis comparativo de los escenarios permitió establecer que la NEC-HS-EE constituye una
base adecuada para promover el diseño eficiente de edificios, aunque su impacto puede potenciarse
mediante la aplicación de medidas complementarias, como el control inteligente de la iluminación
y el uso de fuentes renovables de energía. Por su parte, la ISO 50001 aporta un enfoque de gestión
energética que facilita el monitoreo continuo y la mejora progresiva del desempeño energético
institucional.
Finalmente, a partir de los resultados de las simulaciones, se formuló un plan estratégico
orientado a incrementar la eficiencia energética de la facultad analizada. Dicho plan contempla
acciones de corto, mediano y largo plazo, entre las que se incluyen la modernización del sistema
de iluminación, la gestión operativa basada en patrones reales de ocupación, la optimización de la
envolvente térmica y la incorporación de energías renovables. La aplicación gradual de estas
medidas permitiría no solo reducir los costos operativos, sino también mejorar las condiciones de
confort térmico y fortalecer una cultura institucional alineada con los principios de sostenibilidad.
Keywords
EFICIENCIA ENERGÉTICA, ENERGYPLUS, NEC-HS-EE, SIMULACIÓN ENERGÉTICA
Citation
Universidad Técnica de Ambato-Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica-Carrera de Ingeniería Civil