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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
1
2
1
FACHADAS  ENERGÍA  ESE’s
2
CONSUMO Y CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA
3
CONFORT TÉRMICO Y CÓDIGO TÉCNICO
4
RADIACIÓN SOLAR
5
EL VIDRIO EN FACHADAS DE OFICINAS
6
APROXIMACIÓN A CASOS PRÁCTICOS
7
CONCLUSIONES
1
EMPRESAS DE SERVICIOS ENERGÉTICOS (ESE’s)
3
1
EMPRESAS DE SERVICIOS ENERGÉTICOS (ESE’s)
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”.
1
Hacia el contrato de empresas ESE’s
R.D. 314/2006 de
17 marzo 2006
Código Técnico de la
Edificación
Contrato de
Colaboración
Público Privado
CCPP
R.D. 1027/2007 de
20 julio 2007
Reglamento Instalac.
Térmicas en Edificios
Ley 30/2007 de
30 octubre 2007
Ley de Contratos del
Sector Público
Contrato de
Mantenimiento
Integral con
Gestión Energética
R.D. 1826/2009 de
27 noviembre 2009
Modificaciones al
RITE 2007
Contrato de
Eficiencia
Energética con
Inversión inicial
4
1
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
FACHADAS  ENERGÍA  ESE’s
2
CONSUMO Y CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA
3
CONFORT TÉRMICO Y CÓDIGO TÉCNICO
4
RADIACIÓN SOLAR
5
EL VIDRIO EN FACHADAS DE OFICINAS
6
APROXIMACIÓN A CASOS PRÁCTICOS
7
CONCLUSIONES
5
2
Consumo eléctrico en edificio de oficinas
kWh/m2 y
año
Servicio / Utilidad
Iluminación interior y exterior del edificio
45
Climatización y ventilación
81
Transporte de personas
10
Ofimática. CPD, Ordenadores
23
Fontanería, riego y A.C.S.
9
Otros consumos (PCI, Máquinas vending, etc.)
7
Total
2
175
Protagonistas del consumo
Climatización

81 kWh/m2 año
Iluminación

45 kWh/m2 año
TOTAL

126 kWh/m2 año
126 = 72 % del
consumo eléctrico (equivalente) total
En Climatización, y en menor medida en
Iluminación, los consumos dependen, entre otros factores, de la fachada del edificio.
6
2
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 edificios
7
1
FACHADAS  ENERGÍA  ESE’s
2
CONSUMO Y CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA
3
CONFORT TÉRMICO Y CÓDIGO TÉCNICO
4
RADIACIÓN SOLAR
5
EL VIDRIO EN FACHADAS DE OFICINAS
6
APROXIMACIÓN A CASOS PRÁCTICOS
7
CONCLUSIONES
3
Diagrama Psicométrico. Confort térmico
Verano
Invierno
Índices vestimenta clo: 0,5 (Verano) y 1,0 (Invierno) para 1,2 met
8
3
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 térmico
1=
2
RITE
2007
1
1
2
2=
Modif.
RITE
2009
+
RD
486/1997
La vestimenta, de “1” a “2”, obviamente no es la misma
9
3
Condiciones en actividad de oficinas
Precepto legal
Reglamento Instalaciones
Térmicas en Edificios
RD 1027/2007 +
RD 1826/2009
Seguridad y Salud en
Centro de Trabajo
RD 486/1997
A
B
> 26ºC
< 21ºC
30-70% HR
< 27ºC
> 17ºC
30-70% HR
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)
Atención: Del RD 1027 al 1826, la tª deja de ser operativa !!!
3
Bienestar térmico. Categoría B
1,2
0,3
1,1
s/. Norma UNE EN-ISO 7730. Método de Fanger
10
3
Vestimenta para cumplir el RD 1826/2009
Actividad sedentaria de oficina: 1,2 met
Norma UNE EN-ISO 7730
Tabla E.1. Aislamiento térmico para combinaciones típicas de
ropa
Icl
Combinación típica de ropa
0,30
Slip, camiseta, pantalón corto, calcetines finos,
sandalias
1,10
Ropa interior, camiseta interior de manga corta, camisa,
pantalón, chaqueta, calcetines, zapatos
3
Temperatura radiante acristalamiento
Control Solar
11
3
Temperatura radiante acristalamiento
A
B
En Barcelona, la tª operativa variaría solo en 1ºC de A a B
1
FACHADAS  ENERGÍA  ESE’s
2
CONSUMO Y CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA
3
CONFORT TÉRMICO Y CÓDIGO TÉCNICO
4
RADIACIÓN SOLAR
5
EL VIDRIO EN FACHADAS DE OFICINAS
6
APROXIMACIÓN A CASOS PRÁCTICOS
7
CONCLUSIONES
12
4
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
La tª, función de la Radiación Solar
Valores diarios para cada mes (media 1995-2003). Fuente JRC
ago
25
jul
Madrid
Barcelona
jun
sep
Temperatura media (ºC)
20
may
oct
15
abr
mar
nov
10
dic
5
1.500
feb
ene
2.000
2.500
3.000
3.500
4.000
4.500
5.000
5.500
Irradiación solar (Wh/m2)
6.000
6.500
7.000
7.500
13
4
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
Zonas
1
SCV ≤ 0,6
2
0,6 < SCV ≤ 0,9
3
0,9 < SCV ≤ 1,25
4
1,25 < SCV
Nota: Válido exclusivamente para las capitales de provincia
14
4
CTE. Zonas Severidad Climática Invierno
Zonas
A
SCI ≤ 0,3
B
0,3 < SCI ≤ 0,6
C
0,6 < SCI ≤ 0,95
D
0,95 < SCI ≤ 1,3
E
1,3 < SCV
Nota: Válido exclusivamente para las capitales de provincia
4
Espectro de la radiación solar
15
4
Espectro de la radiación solar
4
Espectro de la radiación solar
16
4
La energía solar a través del cristal
g=
1
FACHADAS  ENERGÍA  ESE’s
2
CONSUMO Y CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA
3
CONFORT TÉRMICO Y CÓDIGO TÉCNICO
4
RADIACIÓN SOLAR
5
EL VIDRIO EN FACHADAS DE OFICINAS
6
APROXIMACIÓN A CASOS PRÁCTICOS
7
CONCLUSIONES
17
5
El vidrio en construcción (1)
Parámetros energéticos habituales (en un doble acristalamiento):
Energía luminosa:
• Trasmisió
Trasmisión luminosa
• Reflexión luminosa exterior
• Reflexión luminosa interior
• Índice de rendimiento cromático
Tl
Rext
Rint
Ra8
%
%
%
%
Energía térmica:
• Trasmisión energética directa
• Reflexión energética exterior
• Absorción del vidrio exterior
• Absorción del vidrio interior
• Factor solar (EN410)
• Transmitancia: aire/gas (EN 673)
T
Re
A1
A2
g
U
%
%
%
%
%
W/m
W/m2K
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
18
1
FACHADAS  ENERGÍA  ESE’s
2
CONSUMO Y CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA
3
CONFORT TÉRMICO Y CÓDIGO TÉCNICO
4
RADIACIÓN SOLAR
5
EL VIDRIO EN FACHADAS DE OFICINAS
6
APROXIMACIÓN A CASOS PRÁCTICOS
7
CONCLUSIONES
6
Edificio en Barcelona. L’Illa
19
Edificios coherentes con su entorno
6
L’Illa. Fachada tipo
4,2
6
3,9
2,4
1,9
20
6
Simplificación geométrica. Planta y 3D
Planta rectangular de 337,5 x 37,5 m
100 m
6
N
Edificio referencia. Datos identificativos
• 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
21
6
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 límites
22
6
CTE. Máximo % de huecos en fachada
E/O
S
6
U (W/m ·ºK)
Zonas climáticas
2
Tipo de
N
acrsitalamiento
fachada
Orientación
Máximo % de huecos en fachada para cada tipo de acristalamiento
A
B
C
DyE
SM
5,7
10
0
0
0
DN
2,8
100
50
30
20
100
DE
1,4
100
100
100
SM
5,7
20
10
0
0
DN
2,8
100
100
50
30
100
DE
1,4
100
100
100
SM
5,7
100
30
0
0
DN
2,8
100
100
100
70
DE
1,4
100
100
100
100
Transmitancia límite de huecos s/. CTE
Transmitancia térmica máxima en Barcelona (Zona C s/. CTE DB HE-1)
4,5
Fachada Norte
4,0
4,0
Fachada Sur
Fachadas E y O
U (W/m2·ºK)
3,5
3,2
3,0
2,8
2,5
2,0
28
1,5
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
% Huecos en fachada
Valor U medio ponderado límite para l’Illa: 3,4 W/m2K
23
6
Factor solar límite huecos s/. CTE
Factor solar modificado límite FHlim en Barcelona (Zona C2 s/CTE) DB HE-1
100
90
Factor solar modificado F (%)
Fachada Sur
80
Fachadas E y O
74
70
60
55
50
40
30
20
28
10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
% Huecos en fachada
Valor FHlim medio para l’Illa: 68%    gmàx del vidrio = 89%
6
CTE. Reducción demanda por retranqueo
0,67
0,82
Valores edificio l’Illa:
R/W = 0,16
R/H = 0,12
24
Barcelona. Caso práctico. Resultados
mm
Factor
Solar
(g)
Cumple el CTE ?
Energía eléctrica consumida junio-septiembre para
compensar la ganancia térmica a través de las
fachadas, por:
U (W/m2K)
6
MWh
MWh
%
1. 100% Acristalamiento con vidrio
simple (virtual)
6
5,7
82%
89%
NO
336
9%
4.712
91%
5.048
66,5
2. Geometría actual. Cumpliendo
C.T.E. (no existe)
---
3,4
89%
---
SI
73
9%
1.039
91%
1.112
14,6
4+4/12/8
2,8
68%
77%
SI
63
10%
794
90%
857
11,3
4. Geometría actual, vidrio Low E
(Aire)
6/12/6
1,4
40%
60%
SI
40
11%
467
89%
507
6,7
5. Geometría actual, vidrio Low E
óptimo (Argón) Selectivo
6/15/6
1,0
28%
60%
SI
33
13%
327
87%
360
4,7
6. Geometría actual, vidrio Low E
óptimo (Argón)
6/15/6
1,1
10%
7%
SI
35
31%
117
69%
152
2,0
7. 100% Acristalamiento con vidrio
Low E óptimo (Argón)
6/15/6
1,1
10%
7%
SI
65
14%
575
86%
640
8,4
8. Fachadas ciegas, sin huecos al
exterior
---
0,4
0%
0%
SI
24
100%
0
0%
24
0,3
Espesores
Composición del acristalamiento
3. Geometría actual: Vidrio doble,
en el 28% de la superficie
Tl
%
Transmisión
%
Radiación
TOTAL
MWh
kWh/m2
verano
(1)
(1) Superficie horizontal construida cubierta del edificio
1
FACHADAS  ENERGÍA  ESE’s
2
CONSUMO Y CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA
3
CONFORT TÉRMICO Y CÓDIGO TÉCNICO
4
RADIACIÓN SOLAR
5
EL VIDRIO EN FACHADAS DE OFICINAS
6
APROXIMACIÓN A CASOS PRÁCTICOS
7
CONCLUSIONES
25
7
Caso de referencia. Conclusiones
Dentro 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 kWh/m
kWh/m2)
• 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
kWh/m
kWh/m2)
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
La tª exterior incide en el consumo por el aire de renovación
7
Cinco productos 8/12/5+5  1 Solución
El pay-back del ∆ de Inversión es < 8 años
26
7
Barcelona. Sensibilidad a la tª exterior
Periodo junio - septiembre. Sensibilidad a la tª media diaria
12.500
1ºC  25Wh/m2 ·día  3 kWh/m2 (jun-sep)
12.000
Consumo diario (kWh)
11.500
11.000
10.500
10.000
9.500
R² = 0,49
9.000
8.500
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
tª media diaria
El gráfico evidencia que la temperatura base para los GDR es de 21ºC
Fachada orientada al SO
Fachadas ensanche Barcelona
Fachada orientada al SE
7
27
7
Evolución del vidrio con cámara
Fachada Norte
Recta de relación
Tl/g máxima
s
da
ha
c
Fa
7
r, E
Su
yO
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
28
Moltes gràcies
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
ANDALUCÍA
PAÍS VASCO
Pol. Ind. Calonge
Pol. Ind. Larrondo
C/ Calcio, 5
Goiko Kalea, 3 Pabellón B 01
41007 Sevilla
48180 Loiu (Bizkaia)
Tel. +34 95 436 01 18
Tel. +34 94 453 69 53
GIRONA
BALEARES
C/Sant Hipòlit, 11
C/ Gremi de Boneters, 19 B
17003 Girona
07009 Palma
Tel. +34 972 41 22 40
Tel. +34 971 459 438
Avda. Europa, nave 5Pol. Ind.
Constantí
43120 Constantí
Tel. +34 97 752 45 42
LEVANTE
Pol. Ind. Vara de Quart
C/ Dels Velluters, 4
46014 Valencia
Tel. +34 96 399 03 29
e-mail: [email protected]
www.emteservice.com
29