Comunicación presentada al I Congreso Edificios Inteligentes:
Autor
- José Luis Hernández, AJ Ingeniería.
En colaboración con: CREVER (Grupo Investigación de Ingeniería Térmica Aplicada) URV (Universitat Rovira i Virgili de Tarragona).
Resumen
El objeto del Estudio es el de determinar la incidencia que tiene en el consumo energético de un edificio de oficinas, la implantación de un sistema de control de iluminación y de protección solar de fachadas.
Al simularse un edificio real que tiene un sistema de control de la iluminación de LUXMATE, se dispone de un registro de consumos eléctricos asociados a la iluminación de un año entero con la instalación funcionando (Mayo 2010 hasta Mayo 2011), el cual se podrá comparar con los datos extraídos de la simulación.
Herramientas Informáticas Utilizadas
Para cumplir con el objetivo establecido se ha llevado a cabo un proceso de análisis basado en simulaciones energéticas dinámicas, con el programa Design Builder, que tiene integrado el motor de cálculo de EnergyPlus, con sus herramientas auxiliares Slab y Weather Tool.
El programa ofrece una simulación integrada que permite calcular la energía necesaria para enfriar o calentar un edificio. Las zonas del edificio, el sistema de manejo del aire y el equipamiento de climatización, son resueltas simultáneamente con retroalimentación.
Modelos de Simulación
Control de Ilumianción
Se trata de un sistema de control LUXMATE, basado en bus de campo con libertad de topología que permitirá, en un futuro, realizar, de una forma sencilla y económica, cualquier modificación o ampliación en la instalación.
No será necesario la utilización de complejas consolas de programación, ordenadores personales ni software específicos para realizar el direccionamiento.
Control de luminarias
Las luminarias fluorescentes se controlan a través del sistema DALI. A través de esta señal digital se regulan las luminarias, individualmente, con un margen mínimo 1%-3% al 100%.
Todos los módulos para el control de luminarias disponen de un servicio de vigilancia de sus salidas, de manera que serán capaces de enviar códigos de error al sistema, en el caso de mal
Sensor de luminosidad exterior
El sistema dispone de un sensor general para toda la instalación situado en la parte más elevada del edificio, el cual recoge los datos de iluminación tanto directa como difusa, en dirección vertical y horizontal, sobre cada uno de los puntos cardinales, así como el estado general del cielo.
Regulación en función de la luz natural
En aquellas zonas en las que el aporte de luz natural sea suficiente, se realiza una regulación de las luminarias en función de la luz natural disponible que repercutirá en el confort del usuario así como en un importante ahorro energético.
Automatización de lamas
Se realiza un control automático de las lamas, ya sea por recinto o por grupos, de manera que cuando el sol incida directamente sobre la ventana se irán ajustando el ángulo de las lamas en función de la posición instantánea del sol, evitando de esta manera la entrada directa de luz, pero permitiendo el paso de la luz difusa.
El sistema tiene en cuenta la geometría del edificio, así como otros edificios o elementos colindantes que pudieran proyectar sombra sobre las lamas a controlar.
Instalación de Climatización
La producción de agua fría es mediante una enfriadora condensada por aire situada en cubierta y la producción de agua caliente es mediante calderas a gas natural. Las unidades terminales son fancoils a 4 tubos, con batería de frío y de calor.
La aportación de aire exterior se realiza con climatizadores que tratan y filtran el aire en origen para introducirlos a los fancoils a una temperatura próxima a la temperatura de confort interior.
Configuración Geométrica y Zonificación
El modelo de simulación se ha desarrollado tratando de respetar al máximo la configuración geométrica del edificio real, si bien se han efectuado algunos ajustes con el objeto de optimizar los procesos de análisis, tales como zonificación interna simplificada, configuración con todas las zonas convexas (condición necesaria para poder emplear la opción de distribución solar completa interior y exterior de Design Builder) y bloques adicionales que representan a los edificios vecinos, con el objeto de considerar las sombras.
La configuración del edificio incluye todas las fachadas y plantas, con un sistema de protección solar sólo en las fachadas E, S, SE, no existiendo en orientación O, ni en la PB y P.altillo. Asi pues, tan sólo el 42.2% de las fachadas, cuenta con protección solar.
El impacto de la protección solar es para todo el edificio (no tan sólo en la zona que dispone de él). La mejora sería superior si la fachada O y la PB y P.altillo tuviesen protección solar.
Para apreciar mejor el impacto de la protección solar, se ha simulado una zona (frontal 02) representativa, orientación E, con lamas móviles, en P2ª, mostrando los resultados obtenidos en los gráficos.
Conclusiones finales
- Ahorro mayor en una zona E con lamas y control que en todo el edificio (fachada O, PB, P.Alt. sin lamas)
- Edificio administrativo en Barcelona : cargas casi siempre positivas y calefacción con poco peso.
- Lamas móviles: Aconsejables en clima Barcelona.
- Ahorros conseguidos:
- Alto grado de fiabilidad al coincidir casi totalmente la simulación con los consumos reales medidos.