infraestructura de i+d+i para la eficiencia energÉtica … · 2010. 12. 16. · gestión de la...

INFRAESTRUCTURA DE I+D+i PARA LA

EFICIENCIA ENERGÉTICA EN

EDIFICACIÓNMASTER OFICIAL INDUSTRIALIZACION Y

PREFABRICACION ARQUITECTONICAUniversidad CEU Cardenal Herrera

Escuela Superior de Enseñanzas Técnicas.Arquitectura. Área: Proyectos Arquitectónicos

Dr. Ing. José A. Chica

Valencia, 30 de Noviembre de 2010

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Índice

• Introducción.

• Planteamiento General.• Programa de necesidades.• Conceptualización y formalización.

• Fases de la construcción.• Equipamiento y capacidades.

• Industrialización y concepto “Open Building”• 16th “Open and Sustainable Building”.

• Bibliografía recomendada.

Contenidos de la jornada

15:00 - 16:30: “La razón de ser de KUBIK. Planteamientos iniciales y programa de necesidades”.

16:30 - 18:00: “Proceso constructivo de KUBIK. El resultado de nuestras apuestas y capacidades presentes”.

18:00 - 19:00: “Industrialización del concepto de edificación abierta”.

19:00 - 19:30: Debate y Conclusiones

Introducción

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Introducción.

www.tecnalia.com

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Introducción.

Directiva de Eficiencia Energética

“El sector de la vivienda y de los servicios, compuesto en su mayoría por edificios, absorbe más del 40% del consumo final de energía en la Comunidad y se encuentra en fase de expansión, tendencia que previsiblemente hará aumentar el consumo de energía y, por lo tanto, las emisiones de dióxido de carbono.”

La adopción e implementación de la Directiva se realiza a través del Código Técnico de la Edificación y, más concretamente, a través de su Documento Básico de Ahorro Energético, DB-HE, donde se fijan los requisitos mínimos a cumplir.

www.energiaenedificacion.com

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Introducción.

Directive 2008/98/EC of the European Parliament and of the Council of 19 November 2008

Directive 2008/98/EC4 on waste stresses the need to improve the material recovery efficiency and settles “by 2020, the preparing for re-use, recycling and other material recovery, …shall be increased to a minimum of 70 % by weight”.

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Introducción.

SBI, Stahl Bygggnads Institutet, on Sustainability of the Open House System, SBI 228.

For highly pre-fabricated systems such as modular construction is possible to achieve the following benefits:40% reduction in construction time.30% reduction in materials use.70% reduction in transport movements.90% reduction in site waste.90% increase in recycling of C&DW (mainly in the factory).500% improvement in safety.60% fewer site workers.

Wembley Futureform project. Fotografía cortesía de Mark Lawson, The Steel Construction Institute (R.U.)

Planteamiento general

EdEnEdEn--KUBIKKUBIKEdificio LaboratorioEdificio Laboratorio

EdEnEdEn--PRODPRODDesarrollo de productoDesarrollo de producto

EdEnEdEn--EB +EB +Edificio de BalanceEdificio de Balance ++

EdEnEdEn--CERTCERTCertificaciCertificacióón Energn Energééticatica


EdEnEdEnEnergEnergíía en Edificacia en Edificacióónn

Desarrollo de productos en el ámbito de la energía en edificación para su posterior lanzamiento al mercado vía industriales o creación de NEBT

Desarrollo de productos conjuntamente con industriales, a riesgo y beneficios compartidos


Desarrollo del edificio de balance energético positivo (10 10 100 10)

Oferta a mercado de apoyo en el diseño energético de edificios y sistemas comunitarios


Desarrollo técnico de la certificación energética de edificio existente en España

Certificación y Auditoría Energética de Edificios

Apoyo a las CC. AA. en el desarrollo de normativo


Programa de necesidades

¿Qué hace KUBIK?

demuestrademuestra La puesta en obra y La puesta en obra y ejecuciejecucióónn

De elementos De elementos pasivospasivos

En En condiciones condiciones

reales de usoreales de usoanalizaanaliza El comportamiento El comportamiento

ttéérmicormico--energenergééticotico

De soluciones De soluciones constructivasconstructivas

validavalida El confort, seguridad El confort, seguridad y calidad de airey calidad de aire

De componentes De componentes industrializadosindustrializados

Optimiza/mejoraOptimiza/mejora El mantenimientoEl mantenimiento

De instalacionesDe instalaciones

Funcionalidades de KUBIKFuncionalidades de KUBIK

De diseDe diseñño de o de edificiosedificios


Cos

te

Grado de desarrolloIdea

Diseño y modelización de Producto

Ensayos de desarrollo

de producto

Validación en condiciones

reales de uso

Certificación

Análisis de viabilidad técnico-económica del proyecto

Lanzamiento comercial

¿Qué hace KUBIK?

Posicionamiento de KUBIKPosicionamiento de KUBIK


¿Cómo es KUBIK?

Edificio laboratorio de estructura metálica completamente modular, flexible y desmontable.

Totalmente monitorizado para analizar en condiciones realesde uso cada uno de los elementos, desde el punto de vista del confort y comportamiento térmico/energético.

Edificio de planta cuadrada de 100m2 de superficie en 4 niveles: sótano + baja + 2.

Orientaciones de fachadas a los cuatro puntos cardinales y sin obstáculos próximos (fachadas completamente libres).

Edificio diseñado bajo la premisa de flexibilidadpara permitir ensayos simultáneos en condiciones realistas.


Conceptualización y formalización.

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Conceptualización y formalización


es una infraestructura singular y única a nivel mundial para la I+D+i relacionada con la mejora de la eficiencia energética en edificación orientada al desarrollo de nuevos conceptos, productos y servicios.


La singularidad principal de consiste en su capacidad de generar escenarios realistas sobre los que investigar la eficiencia energética resultante de la interacción de las soluciones constructivas, la gestión inteligente de los sistemas de climatización e iluminación y el suministro procedente de energías renovables.


Fases de la construcción.

http://edificacionindustrializada.com/

http://www.flickr.com/photos/28618409@N07/sets/72157621871755662/show/

Entidades colaboradoras

Fases de la construcción.

Equipamiento y capacidades. www.energiaenedificacion.com

¿Cómo es KUBIK?

Edificio laboratorio de estructura metálica completamente modular, flexible y desmontable.

Totalmente monitorizado para analizar en condiciones realesde uso cada uno de los elementos, desde el punto de vista del confort y comportamiento térmico/energético.

Edificio de planta cuadrada de 100m2 de superficie en 4 niveles: sótano + baja + 2.

Orientaciones de fachadas a los cuatro puntos cardinales y sin obstáculos próximos (fachadas completamente libres).

Edificio diseñado bajo la premisa de flexibilidadpara permitir ensayos simultáneos en condiciones realistas.

Equipamiento y capacidades.

¿Cómo es KUBIK?

Zonas de medidaZonas de medida

Hasta seis zonas de medida por planta con medición de aportes energéticos en cada zona (caudales y temperaturas) para evaluación de consumos energéticos


Monitorización y control


¿Cómo es KUBIK?

Sistema de monitorizaciSistema de monitorizacióónn

Sistema de monitorizaciSistema de monitorizacióón n

Medidas ensayosMedidas ensayos AutomatizaciAutomatizacióón del edificion del edificio Control sistemas (HVAC)Control sistemas (HVAC)

El Sistema de monitorizaciEl Sistema de monitorizacióón estn estáá encargado del almacenamiento y encargado del almacenamiento y gestigestióón de los datos: sistema IMEDAS (IBP)n de los datos: sistema IMEDAS (IBP)

Medidas meteorolMedidas meteorolóógicasgicasexterioresexteriores

T aireT aireHumedad relativaHumedad relativaVelocidad del aireVelocidad del aireT flujo aire/aguaT flujo aire/aguaCaudal flujo aire/aguaCaudal flujo aire/aguaConsumo energConsumo energíía ele a ele auxiliares (ventiladores, auxiliares (ventiladores, bombas)bombas)

Control Control sombreamientosombreamientoControl deslumbramientoControl deslumbramientoControl iluminaciControl iluminacióónnControl ventanas open/Control ventanas open/closecloseControl puertas open/Control puertas open/closeclose

T aireT aireHumedad relativaHumedad relativaPresiPresióón atmosfn atmosfééricaricaViento; direcciViento; direccióón, velocidadn, velocidadPrecipitaciPrecipitacióónnRadiaciRadiacióón: solar directa, difusan: solar directa, difusa

T aireT aireT superficialT superficialT radianteT radianteHumedad relativaHumedad relativaFlujo de calorFlujo de calorRadiaciRadiacióón solarn solarIluminanciaIluminanciaVelocidad del aireVelocidad del aire


Sistema de Sistema de monitorizacimonitorizacióónn

Gestor Inteligente de la Energía

Actuadores

El Sistema de MonitorizaciEl Sistema de Monitorizacióón estarn estaráá integrado en un integrado en un Gestor Inteligente de la EnergGestor Inteligente de la Energíía que optimiza el a que optimiza el

consumo de energconsumo de energíía en el edificioa en el edificio

Monitorización y control


Sistema de distribuciSistema de distribucióón todo aguan todo agua

Sistema principal de aporte de energía térmica para mantenimiento condiciones interiores zonas de ensayo

Sistema de distribuciSistema de distribucióón todo airen todo aire

Climatizador encargado de llevar a cabo la ventilación de todo el edificio

Dimensionado para permitir que una planta completa pueda funcionar reproduciendo las condiciones de operación de un edificio atendido por un sistema todo aire

¿Cómo es KUBIK?


DiseDiseñño sistema de climatizacio sistema de climatizacióón (HVAC)n (HVAC)

3 zonas clim3 zonas climááticas independientes por planta ticas independientes por planta

Instalaciones


GeneraciGeneracióón de Frn de Frííoo

2 enfriadoras condensadas por aire ubicadas en el sótano (PN 25 kW)

GeneraciGeneracióón de Calor n de Calor

Caldera de condensación (PN 40 kW)

Microcogenerador (12,5 kW térmicos / 5,5 kWeléctricos) acoplado a un acumulador (750 l) para optimizar horas de funcionamiento

Instalación de apoyo solar para calefacción

¿Cómo es KUBIK?


Geotermia (agua y aire)Geotermia (agua y aire)

¿Cómo es KUBIK?


Ejemplos de aplicación

Prototipo fachada prefabricada de hormigPrototipo fachada prefabricada de hormigóón armadon armado

KUBIKKUBIK

puesta en obrapuesta en obray ejecuciy ejecucióónn

En En condiciones condiciones

reales de usoreales de usoanalizaanaliza

comportamiento comportamiento ttéérmicormico--energenergééticotico

comportamiento comportamiento acacúústicostico

fachada de fachada de hormighormigóónn

Optimiza/mejoraOptimiza/mejora

estanqueidadestanqueidad

demuestrademuestra


Gestor energGestor energéético de Edificiostico de Edificios

demuestrademuestra

La puesta en obra La puesta en obra y ejecuciy ejecucióónn En En

condiciones condiciones reales de usoreales de uso

analizaanaliza

El comportamiento El comportamiento ttéérmicormico--energenergééticotico

Del gestor Del gestor energenergéético tico

de Edificiosde Edificiosvalidavalida

Optimiza/mejoraOptimiza/mejora



Renovables y gestión inteligente

Gestión de la multigeneraciónFuentes de generación de energía

Generadores renovables• Energía solar fotovoltaica• Generación eólica

Sistema de CHP (cogeneración), partiendo de una microturbina o motor stirling con intercambiador. Pila de combustible.



ViviendasViviendas

OficinasOficinas

Edificios educacionalesEdificios educacionales

Bibliotecas Bibliotecas

ValidaciValidacióón del disen del diseñño deo deedificios de bajo consumo energedificios de bajo consumo energééticotico

ValidaciValidacióón en el disen en el diseñño de la ventilacio de la ventilacióón n de edificiosde edificios



Industrialización y concepto “Open

Building”

Industrialización y concepto “Open Building”.

Prof. Dr. Alfonso del Águila (ETSA-UPM)

INDUSTRIALIZACIÓN= RACIONALIZACIÓN + PREFABRICACIÓN + AUTOMATIZACIÓN

Industrialización



Habraken (“Supports an Alternative to Mass Housing”, 1962/1972/1999): www.habraken.com

• Distinct Levels of intervention in the built environment, such as those represented by 'support' and 'infill', or by urban design and architecture. • Users / inhabitants may make design decisions as well. • Designing is a process with multiple participants also including the different kinds of professionals. • The interface between technical systems allows the replacement of one system with another per-forming the same function.• The built environment is in constant transformation and change.• The built environment is the product of an ongoing, never ending, design process in which environment transforms part by part.

Concepto “Open Building”


Proyecto “Manubuild: Open BuildingManufacturing”

www.manubuild.org


Proyecto “I3CON: Industrialised, IntegratedIntelligent Construction”

www.seis6.comwww.i3con.org

http://www.i3con.org/2ndconference/upload/10.zip

16th International Conference about

Open Building Implementation on

“Open and Sustainable

Building”: Bilbao, Spain, May 17-19,

2010

O&SB2010 - 16th International Conference about Open Building Implementation on “Open and Sustainable Building”: Bilbao, Spain, May 17-19, 2010


Bibliografía recomendada.

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• Bretones M. A., Chica José A., Rey Francisco. “Nuevos sistemas basados en acero para construcción residencial”. Septiembre 2006. DYNA Ingeniería e Industria Vol.81-6 p.12-16• Chica José A., Apráiz Inés, Elguezabal Peru, Rips Marc, Sánchez Víctor, Tellado Borja. “KUBIKBY TECNALIA: Open Building approach for the construction ofan unique experimental facility aimed to improve energy efficiency in buildings”. Proceedings of the 16th International Conference about Building Implementation on “Open and Sustainable Building”: Bilbao, Spain, May 17-19, 2010. Organized by CIB W104 Open building implementation, and TECNALIA. p. 40-51. ISBN 978-84-88734-06-8.• Chica José A., Elguezabal Peru, Meno Sandra, Tucho Ricardo, Obeso Faustino. “I+D+i para la industrialización de la edificación mediante nuevas soluciones constructivas basadas en acero”. II Jornadas de Investigación en Construcción. Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (CSIC). Madrid 22 al 24 de Mayo de 2008.• Chica, José A. "STEEL: tecnologías de la información para facilitar la adaptación a los Eurocódigos estructurales de acero". Octubre 2005. DYNA Ingeniería e Industria Vol.80-7 p.14-16• Habraken N. J. “Supports: an Alternative to Mass Housing,Urban”. International Press, UK, Edited by Jonathan Teicher, 1999. Edited reprint of the 1972 English edition.• Kendall S. “Education for an Open Architecture” 2008. Proceedings of the Joint conference of CIB W104 and W110, October 20-22, 2008. College of Architecture and Planning. Ball University, Muncie, Indiana. USA.• Sarja A. “Open and Industrialised Building” 1998. CIB publication 222. Report of Working Commission W24. E&FN Spon, London.• Commission of the European Communities. Directive of the European Parliament and of the Council on the Energy Performance of Buildings (recast). Brussels, Belgium. 2008.• Committee for the Osaka Gas NEXT 21 Project. NEXT 21 – Osaka Gas Experimental housing. http://www.arch.hku.hk/~cmhui/japan/next21/next21-index.html• Detaching from Architecture. The 2nd International Student Competition in Architecture. Amundarain Aitor, Chica José A. (curator), Elguezabal Peru, MenoSandra, Jia Beisi (curator), Kendall Stephen (curator), Jiang Yingying (ed.). 1ª Edición (e-book). Derio: Tecnalia, 2010. 84 p. ISBN: 978-84-88734-07-5.• European Commission Public-Private Partnership (PPP). Energy Efficient building Joint Technology Initiative, E2B JTI. 2010. www.e2b-ei.eu• European Union FP6. ManuBuild: Open Building Manufacturing. www.manubuild.org• Fraunhofer- Instituts für Bauphysik. VERU – Versuchseinrichtung für Energetische und Raumklimatische Untersuchungen. http://www.bauphysik.de/veru/• Ministerio de Obras Públicas y Urbanismo. Norma Básica de la Edificación sobre Condiciones Acústicas en los Edificios (NBE CA 88). Madrid, 1988.• Ministerio de Vivienda. Código Técnico de la Edificación, Documento Básico de Protección frente al Ruido. http://www.codigotecnico.org/web/recursos/documentos/. 2010.• Open building in Education. Open House International Journal, 2006, vol. 31 nº2.• Proceedings of the 16th International Conference about Open Building Implementation on “Open and Sustainable Building”: Bilbao, Spain, May 17-19, 2010. Organized by CIB W104, Open building implementation, and TECNALIA. Amundarain Aitor, Chica José A., Elguezabal Peru, Meno Sandra (Eds). 1ª Edición. 495 p. Derio: Tecnalia, 2010. ISBN 978-84-88734-06-8.• Tecnalia. Energía en Edificación. (KUBIKBY TECNALIA en el blog de este equipo de la Unidad de Construcción de Tecnalia), http://www.energiaenedificacion.com

Bibliografía recomendada

Bibliografía recomendada

infraestructura de i+d+i para la eficiencia energÉtica … · 2010. 12. 16. · gestión de la...

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