antoni quintana - emte service - construmat 2011- oficinas. fachadas. vidrios. confort, energía,...

1

OFICINAS. FACHADAS. VIDRIOS

CONFORT, ENERGÍA, ESTÉTICA

Construmat 2011 Antoni Quintana. Director Facilities Management Emte Service

OFICINAS. FACHADAS. VIDRIOS

ECONOMÍA, SEGURIDAD…

Construmat 2011 Antoni Quintana. Director Facilities Management Emte Service

3

FACHADAS ENERGÍA ESE’s

CONSUMO Y CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA

CONFORT TÉRMICO Y CÓDIGO TÉCNICO

1

APROXIMACIÓN A CASOS PRÁCTICOS

RADIACIÓN SOLAR

EL VIDRIO EN FACHADAS DE OFICINAS

CONCLUSIONES

2

3

4

5

6

7

EMPRESAS DE SERVICIOS ENERGÉTICOS (ESE’s)1

4

Directiva Europea 2006-32 CE:

“Empresa de Servicios Energéticos (ESE), es una persona física o jurídica que proporciona servicios energéticos o de mejora de la eficiencia energética en las instalaciones o locales de un usuario y afronta cierto grado de riesgo económico al hacerlo. El pago de los servicios prestados se basará […] en la obtención de mejoras de la eficiencia energética y en el cumplimiento de los demás requisitos de rendimiento convenidos.”

A diferencia del “Contrato de Medios”, de las empresas tradicionales de mantenimiento, la relación entre la ESE y el cliente se formaliza mediante un “Contrato de Resultados”, denominado “Contrato de Servicios Energéticos”.

EMPRESAS DE SERVICIOS ENERGÉTICOS (ESE’s)1

Hacia el contrato de empresas ESE’s

R.D. 314/2006 de17 marzo 2006Código Técnico de la Edificación

Ley 30/2007 de30 octubre 2007Ley de Contratos del Sector Público

Contrato de Colaboración

Público PrivadoCCPP

R.D. 1826/2009 de27 noviembre 2009Modificaciones al RITE 2007

R.D. 1027/2007 de20 julio 2007Reglamento Instalac. Térmicas en Edificios

Contrato de Mantenimiento

Integral con Gestión Energética

Contrato de Eficiencia

Energética con Inversión inicial

1

5

Por qué una ESE Fachadas?

En el año 2009, se lanza un concurso, desde la administración central:

Complejo de Cuzco, 240.000 m2, en Madrid.

Actuación en profundidad, renovando:

• Sistemas de producción y distribución de clima

• Instalación de iluminación

• Tratamiento de fachadas

Se enmarca en la Ley 30/2007 de Contratos del Sector Público

Se promueve un Contrato de Colaboración Público Privada (CCPP)

Se conduce mediante la fórmula del Diálogo Competitivo.

1




1


RADIACIÓN SOLAR


CONCLUSIONES

2

3

4

5

6

7

6

175Total

7Otros consumos (PCI, Máquinas vending, etc.)

9Fontanería, riego y A.C.S.

23Ofimática. CPD, Ordenadores

10Transporte de personas

81Climatización y ventilación

45Iluminación interior y exterior del edificio

kWh/m2 y añoServicio / Utilidad

Consumo eléctrico en edificio de oficinas2

Protagonistas del consumo

126 = 72 % del

consumo eléctrico (equivalente) total

Climatización

Iluminación

TOTAL

En Climatización, y en menor medida en Iluminación, los consumos dependen, en-tre otros factores, de la fachada del edificio.

81 kWh/m2 año

45 kWh/m2 año

126 kWh/m2 año

2

7

Certificaciones energéticas de edificios

Certificación obligatoria de edificios de nueva construcción: R.D. 47/2007 > año 2008. Herramientas: Lider, Calener,

Certificación de edificios existentes: Existe un Proyecto de R.D. de noviembre 2008. Sigue estando

Certificaciones voluntarias:• LEED (> 2000; LEED V3 > abril 2010): Nueva Construcción y Mantenimiento

• GBCe (> abril 2010)

• BREEAM (Instituto Tecnológico de Galicia) (> junio 2010)

• Spain Greenbuilding Council (Universitat Rovira Virgili, Tarragona)

• BEQ – Ashrae (> 2009)

• Living Building Challenge (> 2009)

2

Certificaciones energéticas de edificios2

8




1


RADIACIÓN SOLAR


CONCLUSIONES

2

3

4

5

6

7

Diagrama Psicométrico. Confort térmico

Verano

Invierno

3

Índices vestimenta clo: 0,5 (Verano) y 1,0 (Invierno) para 1,2 met

9

Bienestar térmico s/. RITE 2007

Temperatura operativa ≈ media aritmética entre la temperatura seca del aire TS y la temperatura radiante media TR de los cerramientos del local.

3

Diagrama Psicométrico. Confort térmico3

La vestimenta, de “1” a “2”, obviamente no es la misma

1

12

2

1 =

RITE 2007

2 =

Modif. RITE 2009

+

RD 486/1997

10

Atención: Del RD 1027 al 1826, la tª deja de ser operativa !!!

Condiciones en actividad de oficinas

> 17ºC< 27ºCRD 486/1997

Seguridad y Salud en Centro de Trabajo

< 21ºC> 26ºC

30-70% HR

30-70% HR

A BPrecepto legal

RD 1027/2007 + RD 1826/2009

Reglamento Instalaciones Térmicas en Edificios

A ≡ La temperatura del aire en los recintos refrigerados no será inferior a 26 ºC, cuando para ello se requiera consumo de energía convencional para la generación de frío por parte del sistema de refrigeración (≈ Verano)

B ≡ La temperatura del aire en los recintos calefactados no será superior a 21 ºC, cuando para ello se requiera consumo de energía convencional para la generación de calor por parte del sistema de calefacción (≈ Invierno)

3

s/. Norma UNE EN-ISO 7730. Método de Fanger

Bienestar térmico. Categoría B

0,3 1,1

1,2

3

11

Vestimenta para cumplir el RD 1826/2009

Ropa interior, camiseta interior de manga corta, camisa, pantalón, chaqueta, calcetines, zapatos1,10

Slip, camiseta, pantalón corto, calcetines finos, sandalias0,30

Combinación típica de ropaIcl

Norma UNE EN-ISO 7730

Tabla E.1. Aislamiento térmico para combinaciones típicas de ropa

Actividad sedentaria de oficina: 1,2 met

3

Control Solar

Temperatura radiante acristalamiento3

12

Temperatura radiante acristalamiento

En Barcelona, la tª operativa variaría solo en 1ºC de A a B

AB

3




1


RADIACIÓN SOLAR


CONCLUSIONES

2

3

4

5

6

7

13

La Energía Térmica

La energía del Sol nos afecta:

• Directamente por la radiación que penetra en los edificios y se absorbe

• Indirectamente por el aire exterior, calentado a su vez por la radiación solar

Nos protegemos de la radiación solar, mediante:

• Cuerpos opacos: Cerramientos de construcción, láminas, capas

• Toldos, Sombrillas, Aleros, Retranqueos, Lamas, Persianas, Cortinas

4

Valores diarios para cada mes (media 1995-2003). Fuente JRC

5

10

15

20

25

1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000 5.500 6.000 6.500 7.000 7.500Irradiación solar (Wh/m2)

Tem

pera

tura

med

ia (ºC

)

Madrid

Barcelona

La tª, función de la Radiación Solar

enefeb

mar

abr

may

jun

julago

sep

oct

nov

dic

4

14

CTE. Radiación Solar anual en España

Radiación solar global media

diaria anual sobre plano horizontal

Valor en Barcelona:

4,1 kWh/m2 año

4

CTE. Zonas Severidad Climática Verano

41,25 < SCV

30,9 < SCV ≤ 1,25

Zonas

20,6 < SCV ≤ 0,9

1SCV ≤ 0,6

Nota: Válido exclusivamente para las capitales de provincia

4

15

CTE. Zonas Severidad Climática Invierno

ASCI ≤ 0,3

B0,3 < SCI ≤ 0,6

Zonas

C0,6 < SCI ≤ 0,95

D0,95 < SCI ≤ 1,3

E1,3 < SCV

Nota: Válido exclusivamente para las capitales de provincia

4

Espectro de la radiación solar4

16



17

La energía solar a través del cristal

g =

4




1


RADIACIÓN SOLAR


CONCLUSIONES

2

3

4

5

6

7

18

El vidrio en construcción (1)

Parámetros energéticos habituales (en un doble acristalamiento):

Energía luminosa:

•• TrasmisiTrasmisióón luminosa n luminosa TlTl %%• Reflexión luminosa exterior Rext %• Reflexión luminosa interior Rint %• Índice de rendimiento cromático Ra8 %

Energía térmica:• Trasmisión energética directa T %• Reflexión energética exterior Re %• Absorción del vidrio exterior A1 %• Absorción del vidrio interior A2 %

•• Factor solar (EN410)Factor solar (EN410) gg %%

•• Transmitancia: aire/gas (EN 673)Transmitancia: aire/gas (EN 673) UU W/W/mm22KK

5

El vidrio en construcción (2)

Otros parámetros:

• Emisividad ξ

• Dimensiones máximas de fabricación mm x mm

• Resistencia a la compresión Mpa

• Planimetría

• Resistencia a la flexión MPa

• Densidad kg/m3

• Índice global de reducción acústica Rw dB

• Coeficiente de dilatación lineal

• Resistencia al impacto / Seguridad

• Resistencia al fuego

5

19




1


RADIACIÓN SOLAR


CONCLUSIONES

2

3

4

5

6

7

Edificio en Barcelona. L’Illa6

20

Edificios coherentes con su entorno6

1,9

2,4

3,9

4,2

L’Illa. Fachada tipo6

21

Simplificación geométrica. Planta y 3D

Planta rectangular de 337,5 x 37,5 m

100 mN

6

• Superficie sobre rasante: 37,5 x 337,5 x 6 = 75.937 m2

• Planta: 37,5 x 337,5 m. Perímetro: 750 m

• Nº de plantas (media ponderada): 6

• Altura entre plantas (top to top): 4,2 m

• Distancia horizontal entre ejes de ventanas: 3,9 m

• Dimensión ventana: 1,9 x 2,4 m

• Retranqueo plano del vidrio: 30 cm

• Fachada: Transventilada, con cámara de aire (U < 0,4 W/m2K)

• Orientación de fachadas (aprox): N: 45% S: 45% E: 5% O: 5%

• Superficie total fachada: 6 x 750 x 4,2 = 18.900 m2

• Acristalamiento: Laminado 4+4/ Cámara 12/ Monolítico 8 mm

• Superficie acristalada: 28%

• Hipótesis: COP = EER = 2,5

• Hipótesis: GDR2020 Barcelona = 325

Edificio referencia. Datos identificativos6

22

Barcelona. Caso práctico. Observaciones

El cálculo se ha llevado a cabo sobre un volumen equivalente al edificio de l’Illa, pero las simplificaciones practicadas invalidan las conclusiones para el propio edificio. Se ha tomado la fachada Norte como tipo. En el caso real, la fachada Sur es distinta de la Norte

Se ha trabajado con valores de acristalamientos de 6/X/6 por facilidad de obtención de información. Estos espesores podrían no ser suficientes mecánicamente para las dimensiones de los vidrios del edificio estudiado

No se han considerado los apantallamientos de otros edificios

Los valores que corresponderían para un acristalamiento de (8/X/8) de:• Transmisión luminosa Tl• Factor Solar del vidrio,

se reducirían entre un 5 y un 6%, sin que por ello las conclusiones que anotaremos queden desvirtuadas por estas diferencias

Hipótesis: En la época fría, las cargas internas (iluminación, personas, equipos, etc.), cubren las necesidades de calefacción, excepto arranque

6

CTE. Transmitancia y Factor Solar límites6

23

A B C D y E

SM 5,7 10 0 0 0

DN 2,8 100 50 30 20

DE 1,4 100 100 100 100

SM 5,7 20 10 0 0

DN 2,8 100 100 50 30

DE 1,4 100 100 100 100

SM 5,7 100 30 0 0

DN 2,8 100 100 100 70

DE 1,4 100 100 100 100

Máximo % de huecos en fachada para cada tipo de acristalamiento

Orie

ntaci

ón

fach

ada

Tip

o d

e

acr

sita

lam

ient

o

U (W

/m2·ºK)

Zonas climáticas

N

E/O

S

CTE. Máximo % de huecos en fachada6

Transmitancia térmica máxima en Barcelona (Zona C s/. CTE DB HE-1)

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

% Huecos en fachada

U (

W/m

2·ºK

)

Fachada Norte

Fachada Sur

Fachadas E y O

28

2,8

3,2

4,0

Transmitancia límite de huecos s/. CTE

Valor U medio ponderado límite para l’Illa: 3,4 W/m2K

6

24

Factor solar modificado límite FHlim en Barcelona (Zona C2 s/CTE) DB HE-1

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

% Huecos en fachada

Fa

cto

r s

ola

r m

od

ific

ad

o F

(%

)

Fachada Sur

Fachadas E y O

28

55

74

Valor FHlim medio para l’Illa: 68% gmàx del vidrio = 89%

Factor solar límite huecos s/. CTE6

0,67

0,82

CTE. Reducción demanda por retranqueo

R/W = 0,16 R/H = 0,12Valores edificio l’Illa:

6

25

(1) Superficie horizontal construida cubierta del edificio

Barcelona. Caso práctico. Resultados

0,3240%0100%24SI0%0%0,4---8. Fachadas ciegas, sin huecos al exterior

8,464086%57514%65SI7%10%1,16/15/67. 100% Acristalamiento con vidrio Low E óptimo (Argón)

2,015269%11731%35SI7%10%1,16/15/66. Geometría actual, vidrio Low E óptimo (Argón)

4,736087%32713%33SI60%28%1,06/15/65. Geometría actual, vidrio Low E óptimo (Argón) Selectivo

6,750789%46711%40SI60%40%1,46/12/64. Geometría actual, vidrio Low E (Aire)

11,385790%79410%63SI77%68%2,84+4/12/83. Geometría actual: Vidrio doble, en el 28% de la superficie

14,61.11291%1.0399%73SI---89%3,4---2. Geometría actual. Cumpliendo C.T.E. (no existe)

66,55.04891%4.7129%336NO89%82%5,761. 100% Acristalamiento con vidrio simple (virtual)

MWh%MWh%MWh

kWh/m2

verano (1)

TOTALRadiaciónTransmisión%mm

Energía eléctrica consumida junio-septiembre para compensar la ganancia térmica a través de las

fachadas, por:Tl

Factor Solar

(g)

Espe-sores

Composición del acristalamiento

Cu

mp

le e

l C

TE

?

U (

W/m

2 K)

6




1


RADIACIÓN SOLAR


CONCLUSIONES

2

3

4

5

6

7

26

La tª exterior incide en el consumo por el aire de renovación

Caso de referencia. ConclusionesDentro del margen de cumplimiento del CTE, en el periodo junio/septiembre:

• Mejorando la U de 3,4 a 1,0 el consumo eléctrico por ganancia de calor por transmisión pasa de 73 a 33 MWh Ahorro 40 MWh (0,5 0,5 kWhkWh/m/m22)

• Mejorando la g de 89 a 10 el consumo eléctrico por ganancia de calor por radiación pasa de 1.039 a 117 MWh Ahorro 922 MWh (12,1 12,1 kWhkWh/m/m22)

En las composiciones 6 y 7:• Absorción energética del vidrio muy alta temperatura superficial cara 4

alta tª operativa (efectiva a efectos de confort), alta• Transmisión luminosa muy baja no aprovechamiento luz natural,

ergonomía del espacio afectada (poca visión hacia el exterior)• Mayor especularidad desde el exterior Estético, seguridad vial• Necesidad templar el vidrio Especularidad deformada• Mayor riesgo de choque térmico por sombras Menos compatible con

aleros y retranqueos• Menor permeabilidad de visión desde el exterior Estética

7

Cinco productos 8/12/5+5 1 Solución

El pay-back del ∆ de Inversión es < 8 años

7

27

El gráfico evidencia que la temperatura base para los GDR es de 21ºC

Barcelona. Sensibilidad a la tª exterior

R² = 0,49

8.500

9.000

9.500

10.000

10.500

11.000

11.500

12.000

12.500

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

Co

nsu

mo

dia

rio (

kWh

)

tª media diaria

Periodo junio - septiembre. Sensibilidad a la tª media diaria

1ºC 25Wh/m2 ·día 3 kWh/m3 kWh/m22 (jun-sep)

7

Fachadas ensanche Barcelona

Fac

hada

ori

enta

da a

l SO

Fac

hada

ori

enta

da a

l SE

7

28

Evolución del vidrio con cámara

Fachada Norte

Fachadas Sur, E y

O

Recta de relaciónTl/g máxima

7

Frases escritas, frases dichas

• Los arquitectos y propietarios de edificios suelen elegir vidrios de capa, que, con una transmisión de la luz natural muy elevada, garanticen al mismo tiempo el ahorro de energía y la protección solar

• Construimos para las personas, no para los números

• La moda condiciona la investigación y el desarrollo de los productos por parte de las empresas fabricantes

• El frío no pasa. Quien pasa es el calor

• La pantalla del ordenador debe colocarse perpendicularmente al plano de fachada

• Sin estores, ningún vidrio es capaz de evitar la molestia del sol directo. Luego…

• Copiamos modelos de países con necesidades opuestas a las nuestras

7

29

www.emteservice.com

BARCELONA

C/ del Vallès 2

08940 Cornellà de Llobregat

Tel. +34 93 480 91 50

Fax +34 93 473 49 12

MADRID

C/ Ulises 108, 2ªplanta

28043 Madrid

Tel. +34 91 789 55 89

Fax +34 91 789 55 90

TARRAGONA

Avda. Europa, nave 5Pol. Ind. Constantí

43120 Constantí

Tel. +34 97 752 45 42

ANDALUCÍA

Pol. Ind. Calonge

C/ Calcio, 5

41007 Sevilla

Tel. +34 95 436 01 18

GIRONA

C/Sant Hipòlit, 11

17003 Girona

Tel. +34 972 41 22 40

PAÍS VASCO

Pol. Ind. Larrondo

Goiko Kalea, 3 Pabellón B 01

48180 Loiu (Bizkaia)

Tel. +34 94 453 69 53

BALEARES

C/ Gremi de Boneters, 19 B

07009 Palma

Tel. +34 971 459 438

LEVANTE

Pol. Ind. Vara de Quart

C/ Dels Velluters, 4

46014 Valencia

Tel. +34 96 399 03 29

e-mail: [email protected]

MoltesMoltes grgrààciescies

antoni quintana - emte service - construmat 2011- oficinas. fachadas. vidrios. confort, energía,...

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