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Proyecto de control de iluminación artificial y solar

Este proyecto analiza la influencia del control de iluminación y de protección solar en el consumo energético de un edificio de oficinas.

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Los edificios de oficinas están sujetos a una serie de condiciones que hacen que su consumo energético sea superior al de los edificios de viviendas. En primer lugar, sus ocupantes, los trabajadores, no son los propietarios, y no se centran tanto en un consumo energético eficiente sino en alcanzar las condiciones el confort, que nunca son iguales para todos los usuarios del edificio. En segundo término, el sistema de iluminación y climatización de estos edificios permanece funcionando un mayor número de horas durante el día, por lo que la factura energética es superior.

Fachada del proyecto, antes

A menudo, se encuentran puestos de trabajo sobreiluminados, con aporte de luz exterior y luminarias totalmente encendidas, u oficinas con una correcta distribución de luminarias para una iluminación nocturna confortable pero, de día, el aporte extra de la iluminación natural, hace que los niveles fluctúen y se produzcan, sombras, deslumbramiento, reflejo, etc.

Fachada posterior

En este sentido, los sistemas de control de iluminación pueden controlar el aporte de luz natural (mediante persianas o estores motorizados) y la regulación del nivel de las luminarias artificiales para no sobreiluminar determinadas zonas y dejar otras iluminadas deficientemente. También pueden, por otro lado, ajustar la iluminación en cada zona predefinida, por presencia o por horario. Por tanto, el uso de sistemas de control de iluminación contribuye también a alargar la vida útil de las fuentes de luz, reducir el consumo energético y proporcionar mejores condiciones ambiente en los puestos de trabajo, con niveles de luminosidad constantes y adecuados.

Edificio de oficinas

En el edificio de los Servicios Territoriales del Departamento de Treball de Barcelona, la empresa AJ Ingeniería , en colaboración con CREVER (Grupo de Investigación de Ingeniería Térmica Aplicada) y URV (Universitat Rovira i Virgili de Tarragona), han implantado un sistema de control de iluminación y protección solar de fachadas acristaladas con automatización en función de la luz diurna y los horarios de ocupación del edificio, todo ello para determinar la incidencia que tiene el mismo en el consumo y ahorro energéticos de un edificio de oficinas.

Edificio del proyecto, después

Para ello, se realizaron simulaciones energéticas del edificio implementando los sistemas de control instalados para poder evaluar tanto de manera individual como de forma conjunta, la incidencia que tienen éstos en el consumo energético de edificios, en términos de iluminación y climatización.

El edificio de este proyecto, dedicado a oficinas administrativas, consta de seis plantas con una superficie total de unos 5.500 m2. Al simularse un edificio real, situado en Barcelona, con un sistema de control de iluminación de LUXMATE, se dispone de un registro de consumos eléctricos asociados a la iluminación de un año entero con la instalación funcionando (de mayo de 2010 a mayo de 2011), el cual se podrá comparar con los datos extraídos de la simulación.

Fachada lateral

Para la simulación, se ha llevado a cabo un proceso de análisis basado en simulaciones energéticas dinámicas con programas como Design Builder, que tiene integrado el motor de cálculo EnergyPlus. Este programa ofrece una simulación integrada que permite calcular la energía necesaria para enfriar o calentar un edificio.

Sistema de control de iluminación

LUXMATE ha sido la encargada de suministrar el sistema de control de iluminación, que se basa en bus de campo con libertad de topología que permitirá, en un futuro, realizar modificaciones o ampliaciones de la instalación. Para ello, no será necesaria la utilización de consolas de programación, ordenadores personales ni softwares específicos para realizar el direccionamiento.

Lamas del edificio

En primer lugar, las luminarias fluorescentes se controlan a través del sistema DALI. A través de esta señal digital, se regulan las luminarias individualmente. Por su parte, el sensor de luminosidad exterior, situado en la parte más elevada del edificio, recoge los datos de iluminación natural tanto directa como difusa, en dirección vertical y horizontal, sobre cada uno de los puntos cardinales, así como el estado general del cielo. En las zonas en las que el aporte de la luz natural sea suficiente, se realizará una regulación de las luminarias en función de la luz natural disponible.

Heliómetro

Para las lamas, se realiza un control automático de las mismas, ya sea por recinto o por grupos, de manera que, cuando el sol incida directamente sobre la ventana, se irá ajustando el ángulo de las lamas en función de la posición instantánea del sol, evitando de esta forma la entrada directa de luz, pero permitiendo a su vez el paso de la luz difusa.

En cuanto a la climatización, la producción de agua fría se realiza mediante una enfriadora condensada por aire situada en cubierta y la producción de agua caliente es mediante calderas de gas natural. Las unidades terminales son fancoils a 4 tubos, con batería de frío o calor. Y la aportación del aire exterior se realiza con climatizadores que tratan y filtran el aire en origen para introducirlo a los fancoils a una temperatura próxima a la temperatura de confort interior.

Edificio con las lamas

Una de las conclusiones a las que se llegó mediante la implantación del sistema es que el ahorro energético es superior en la zona denominada E con lamas y control de iluminación  (46,73%) que el ahorro registrado en todo el edificio (sin lamas, 32,51%). Por ello, para un clima como el de Barcelona, se aconseja el uso de lamas móviles y motorizadas.

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