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MADRID MAYO 2.011 CONSTRUMAT 2.011

CONFERENCIA INTERNACIONAL

“EDIFICIOS DE CONSUMO ENERGÉTICO

CASI NULO:

DE LA INVESTIGACIÓN

A LA CONSTRUCCIÓN REAL”

EDIFICIOS DE OFICINAS CLASE - A - DEL GRUPO ORTIZ EN MADRID

- Los 3 edificios poseen un marcado propósito de incorporar en ellos técnicas

constructivas y medios de producción, que consigan un elevado índice de

eficiencia energética.

- Están localizados en el entorno del P.A.U. del Ensanche de Vallecas, paralelos a la

M-45 y situados frente al recinto del centro comercial “La Gavia”.

- Tienen una arquitectura idéntica y están formados por planta baja y 5 alturas,

junto con 3 sótanos de aparcamiento, así como una cubierta donde

se encuentran las salas de instalaciones y los equipos de distribución.

- El objetivo de estos se ha realizado pensando que uno de ellos constituya un

edificio ajustando su diseño y elementos de producción a las exigencias básicas

del CTE.

- Los otros dos, tomarán este como base, incorporando distintas técnicas de mejora

en los medios de producción, con el fin de aumentar la eficiencia energética y

comparando los resultados con el anterior, así como entre ellos mismos.

- Todos los edificios cuentan con un sistema de monitorización que registrará los

datos energéticos para poder estudiar y comparar los resultados obtenidos.

1.- Diseño……Las bases



EDIFICIOS DE OFICINAS DEL GRUPO ORTIZ EN EL P.A.U. DE VALLECAS

1.- Diseño……La orientación

- La orientación de las parcelas hace que el eje de los edificios se encuentre

desviados 33º de la dirección N-S, lo que a efectos del CTE se puede considerar que

las fachadas tienen orientación Norte, las otras Sureste y Suroeste.



- Para el diseño inicial del edificio, se utilizó la idea del estudio de Arquitectura y

Proyectos GOP, utilizando diversas fuentes de datos.

- Estos datos aportaron conclusiones conocidas y típicas del clima de Madrid,

de las que se reflejan a continuación las más importantes.

- Se trata de un clima seco, siendo frío en invierno y caluroso en verano.

- Alcanza la zona máxima de “Calor Seco” en julio, con temperatura de 34 ºC.

- Se trata de un clima continental, con importantes variaciones de

temperatura entre el día y la noche.

- Presenta gran inestabilidad climática en primavera y otoño, pero de corta

duración.

- Importante aportación de energía por radiación solar.

- Clima apropiado para el uso de las técnicas de enfriamiento gratuito.




COSTILLAS ESTRUCTURALES Y VIDRIOS




- La envolvente es una sucesión de grandes pórticos de hormigón que conforman la

imagen de un prisma de vidrio, albergando en su interior los diferentes usos que

requiere el programa funcional.

- Los pórticos cumplen la misión de proporcionar un control selectivo de la radiación

solar :

* Amortiguan los efectos negativos del sol en verano.




* Eliminan algunos deslumbramientos, al

conformar parte de la estructura del edificio.

- LAS COSTILLAS ESTRUCTURALES Y ORNAMENTALES

- Constituyen un gran sistema inercial, evitando parte de las ganancias de calor

por transmisión.

- La gran masa de hormigón de estas, acumula parte de la radiación, que es devuelta

al ambiente cuando el sol no incide sobre ellas, impidiendo la transmisión al interior.

- Protegen de la radiación solar directa al

interior, produciendo paulatinas sombras

- Proyectan la luz hacia el interior, con una

gran luminosidad y ahorro energético




ACTUACION VEGETAL EN TERRAZA DE CUBIERTAMADRID MAYO 2.011 CONSTRUMAT 2.011


- Se prolongan a la cubierta,

conformando de nuevo, una protección

adicional para la última planta ante la

radiación solar, ya que ofrece una zona

sombreada durante gran parte del día.

VISTA DE LOS PORTICOS Y COSTILLAS ESTRUCTURALES



VISTA AEREA EDIFICIO 2.91



1.- Diseño……La envolvente y las necesidades

- El edificio resultante, presenta por la aplicación del CTE, una gran superficie expuesta

a orientación Norte.

- Esto exige vidrios de altas prestaciones en términos de aislamiento térmico.

- La ocupación prevista en los edificios y la calidad

del aire comprometida con los mismos, obligan a un

caudal de renovación, que oscila entre 24.000 m3/h

40.000 m3/h.

- Por ello se han incorporado vidrios transparentes

para todas las fachadas, siendo la mejor solución

para verano e invierno.

2.- Ocupación y ventilación

- La colocación de vidrios tintados para proteger de la radiación en verano, penalizaba

el consumo de calefacción y de iluminación.



En la construcción

- Aumento del índice de sombreamiento.

- Mejora de los acristalamientos.

- Aplicación de sistemas inerciales

2.- Diseño……Las estrategias pasivas y activas

- Observando la orientación del edificio y el estudio de los esquemas y diagramas que

se observarán a continuación, nos permite comprobar que Madrid ofrece una buena

posibilidad de emplear estrategias pasivas y activas, muy eficientes y económicas,

tanto para calefacción , como para refrigeración, así pues:

En los sistemas

- Técnicas de enfriamiento evaporativo.

- Free - cooling

- Ventilación forzada nocturna.



Las distintas gráficas, permiten comparar la evolución del diseño, según las medidas

incorporadas

Edificio de referencia del CTE Edificio de inicial de proyecto

Con la incorporación de protecciones solares Con la mejora en los acristalamientos

Diferencia en la escala temporal



2.- Diseño……La estrategias activas

- Definido el edificio y con las medidas correctoras pasivas, las soluciones activas

incorporadas y las energías renovables o de eficiencia energética, son las siguientes:

ILUMINACION

PROTECCION DEL MEDIO AMBIENTE

- Sistema de regulación de la intensidad lumínica en

las pantallas próximas a las ventanas, en

cumplimiento del HE-3 del CTE

- Sensores de luz exterior en todas las pantallas, del

edificio 2-91.

- Puntos de recogida y reciclado de papel, envases, pilas en plantas y accesos

- Centralización de impresoras en puestos localizados de plantas.

- Acceso codificado a recogida de documentos

-Detectores de presencia en aseos

y zonas comunes.

- Pulsadores de luz en Garajes y

zonas similares.



3.- Los sistemas…. Medios de producción y energías renovables

INTERCAMBIADOR GEOTERMICO TIERRA –AIRE

-Bajo el tercer sótano a 18 mts bajo rasante en dos de los edificios.

- Consta de 65 tubos de 315 m.m., con una longitud total de 900 mts.

- Las temperaturas de uso oscilan entre los 10 y 22 ºC.

- La potencia máxima estimada es de 45 Kw.

- 8 sondas embutidas en el terreno, controlan el funcionamiento de las

compuertas de los climatizadores, en función de la temperatura

del terreno y la exterior.

- El ahorro estimado es de 21 Mwh en invierno y 41 Mwh en verano.

- El caudal de aire coincide con el de renovación del edificio.

- El sistema de control y regulación de los edificios, logra que el

terreno funcione alternativamente a lo largo del año como fuente o

sumidero energético.



3.- Los sistemas…. Medios de producción y energías renovables GEOTERMIA



3.- Los sistemas…. Medios de producción y energías renovables GEOTERMIA

- ESQUEMA DEL INTERCAMBIADOR GEOTERMICO TIERRA –AIRE



3.-Los sistemas…. Medios de producción y energías renovables GEOTERMIA

SOPORTE DE TUBOS



3.- Los sistemas…. Medidas de eficiencia energética

- Los climatizadores están provistos de compuertas que hacen posible

el uso del free-cooling para el ahorro de energía.

- El aire extraído se enfría mediante la aportación de humedad, permitiendo obtener

una mayor capacidad de recuperación de energía con el aire de admisión.

- Un conjunto de sondas de temperatura y humedad, junto con el sistema de

regulación, controla la apertura o cierre de las compuertas, para permitir estos

objetivos.

- FREE-COOLING Y RECUPERACION ADIABATICA EN CLIMATIZADORES

- La energía ahorrada supera los 125 Mwh/ año




- Las cargas internas aportan una energía que se acumula en los muebles y

paramentos, cuando el edificio detiene su actividad fuera del horario habitual.

- Esta energía residual puede eliminarse por métodos de reducido consumo

energético, barriendo y renovando el aire interior durante las horas nocturnas.

- Esta situación se da en Madrid, en más del 25% del número total de horas anuales.

- De nuevo el conjunto de sondas de temperatura y el sistema de regulación,

controlan la apertura o cierre de las compuertas y permite el funcionamiento de

los climatizadores

- Puede llegar a ahorrarse hasta el 8% de las cargas internas, 24 Mwh.

Ventilación forzada nocturna




- UTILIZACION DEL AGUA DE TORRE PARA ENFRIAMIENTO DIRECTO

- El RITE hace posible el uso del agua de las torres de refrigeración, para

utilizarla directamente en fan-coils o climatizadores, como fuente de agua fría.

- En ciertas épocas climáticas, la torre es capaz de enfriar el agua hasta su posible

utilización, con temperaturas inferiores a 14 ºC.

- En Febrero y Marzo, se han logrado 12,5 ºC, suponiendo un ahorro de 12 Mwh.

- La energía ahorrada por este medio puede superar los 20 Mwh anuales.

- El ahorro total de las medidas aplicadas en el edificio puede estimarse

entre el 25 y el 29%

- En Madrid, esta medida puede superar casi el 19 % de las horas de refrigeración.

- De nuevo un conjunto de sondas de temperatura y humedad, junto con el sistema

de regulación controla la apertura o cierre de las válvulas del circuito de agua fría y

de torre para permitir el funcionamiento del sistema.



4.- Los equipos de producción … Edificio 2.50

- Como sistemas de producción principal, el edificio necesita otros que tengan la

capacidad de aportar calor o frío, tanto para calefacción, como para

refrigeración a los equipos terminales.

- El edificio va provisto de sistemas VRV bomba de calor divididos en 20 sectores,

uno por cada oficina en los que se divide el edificio, puesto que se trata de un edificio

multiusuario.

- Junto a estos se ha instalado una bomba de calor aire-agua que alimenta a los

climatizadores de aire primario, así como para la climatización del hall de recepción,

por suelo radiante.

- El calentamiento del ACS, se realiza por medio de paneles solares térmicos y el

sistema de recuperación de la bomba de calor.

- Las instalaciones se completan con el montaje de paneles solares fotovoltaicos con

una potencia instalada de 12 Kwp.

- Se trata de un edificio que cumple estrictamente con las exigencias del CTE.



4.- Los equipos de producción … Edificios mejorados

- Los otros dos edificios llevan enfriadoras de agua de compresión mecánica,

condensadas por agua de torre provistas de compresor de tornillo de doble husillo, con

COP superior a 3’5.

- La potencia es progresiva y regulable del 10 al 100%.

- Como complemento a las anteriores y medida de eficiencia energética, se

incorporan además enfriadoras por ciclo de absorción de LiBr con agua.

- El flujo caliente en ambas enfriadoras, es agua a 80 y 85 ºC, procedentes de

fuentes de calor diferentes.

- Uno de los edificios incorpora 2 equipos de 70 Kwr , mientras que el otro

solo se instala 1 equipo de la misma potencia y produciendo ambos agua fría a 7ºC.

ENFRIAMIENTO DE AGUA




La producción del equipo de absorción se estima en 115 Mwh/año

CALENTAMIENTO DE AGUA

- La superficie de paneles es superior a 250 m2.

- La fuente convencional son calderas de condensación por gas natural

- Utiliza además una instalación de paneles solares térmicos de alta eficiencia, que

produce agua caliente y la acumula en depósitos de regulación.

- La energía solar no utilizada en el ciclo

de absorción, se aprovecha para la

producción de ACS, o para la calefacción

cuando así sea posible.

Se prevé una producción de los

paneles solares superior a

250 Mwh/año




- Utiliza dos microturbinas de cogeneración, con una potencia eléctrica de 65 Kwe

cada una.

- La energía no utilizada en el ciclo de

absorción, se aprovecha para la producción de

ACS, o calefacción cuando sea posible.

La producción anual estimada es:

- Energía agua fría absorción……. 290 Mwh

- Energía térmica cogeneración ... 445 Mwh

- Energía eléctrica producida ..….. 300 Mwh

- Energía de cogeneración para calefacción

y ACS …………………………………….... 72

Mwh

Horas de uso de la cogeneración estimadas ≈ 2.300

CALENTAMIENTO DE AGUA



5.- Los sistemas de distribución

La climatización de las plantas se realiza por medio de:

- Uta’s de tratamiento de aire con baterías de agua fría

y caliente, en edificios 2.91 y 2.72, provistas de:

* Recuperadores entálpicos y enfriamiento adiabático en extracción.

* Prefiltros , filtros y filtros de carbón activo en impulsión.

* Humectación por lanza de vapor.

* Free-cooling y ventilación nocturna.

* Aspiración del intercambiador geotérmico.

-Fan-coils con 3 velocidades en el ventilador y sistema 4 tubos.

- Termostato electrónico individual, por cada fan-coil.

- Impulsión a suelo y distribución del aire por desplazamiento.

-Cajas de volumen variable con regulación de caudal por

diferencial de presión y sondas de temperatura en retorno.



CARACTERISTICAS CONSTRUCTIVAS Y DE DISEÑO2.50 2.72 2.91

INCL. INCL. INCL.

Edificación y Código Técnico de Edificación SI SI SI

Estudio climático previo SI SI SI

Consumos de energía del edificio de referencia y de los de proyecto SI SI SI

Mejora de la protección solar a través de las costillas verticales SI SI SI

Mejora de la protección solar por los parasoles horizontales en fachada sur SI SI SI

Incremento del sombreamiento de la cubierta por las costillas superiores. SI SI SI

Mejora de la inercia térmica interior por forjados de techo al aire NO (1) SI SI

Mejora de los acristalamientos del muro cortina SI SI SI

ENERGÍAS RENOVABLES, ALTERNATIVAS o SISTEMAS DE AHORRO ENERGETICO 2.50 2.72 2.91

Paneles solares fotovoltaicos SI NO (4) NO (4)

Intercambiador geotérmico tierra-aire NO (2) SI SI

Paneles solares térmicos SI SI NO (6)

Unidad enfriadora de agua con sistema de absorción cuyo foco

de calor se alimenta por medio de:

Paneles solares térmicos con de alto rendimiento NO (2) SI NO (7)

La energía térmica de los gases de combustión de dos

turbinas de microcogeneraciónNO (2) NO (5) SI

Ventilación exterior o cruzada nocturna NO (2) SI SI

Utilización de free-cooling en climatizadores SI SI SI

Incorporación de recuperadores de energía en climatizadores SI SI SI

Utilización de agua de torre para su uso en los fan-coils en las épocas templadas NO (3) SI SI

Reducción de la intensidad de la luz artificial en función de la iluminación crepuscular SI SI SI

Sistema de control y regulación universal SI SI SI

Sistema de monitorización y seguimiento energético SI SI SI

CLASIFICACION ENERGETICA CALENER B A A



6.- La monitorización …….Resultados

- Los edificios están monitorizados para comprobar su comportamiento y eficiencia

energética y poder hacer la comparación en la eficacia de los distintos sistemas

incorporados. Se pueden controlar más de 175 señales

REAL PONDERADO ESTIMADO

enero-11 AÑO CALCULOS

abril-11 ANUAL

CONSUMO CALEFACCION Mwh 255 418 546

CONSUMO ACS Mwh 15 40 42

CONSUMO SUELO RADIANTE Mwh 16 26 40

CONSUMO REFRIGERACION Mwh 23 575 735

APORTACION AGUA DE TORRE A FAN-COILS 12 24 20

CONSUMO CALEFACCION Kwh/m2 49,27 80,73 106,55

CONSUMO REFRIGERACION Kwh/m2 11,5 104,55 133,64



DENOMINACION EQUIPO 2.91 2.72 2.50

Energía térmica torres de refrigeración 2 uds 2 uds

Uta zona derecha, agua fría SI SI

Uta zona derecha, agua caliente SI SI

Uta zona izquierda, agua fría SI SI

Uta zona izquierda, agua caliente SI SI

Uta central agua fría SI SI SI

Uta central agua caliente SI SI SI

Fan-coils zona izquierda, agua fría SI 5 Uds

Fan-coils zona izquierda, agua caliente SI 5 Uds

Fan-coils zona derecha, agua fría SI 5 Uds

Fan-coils zona derecha, agua caliente SI 5 Uds

Agua caliente turbina cogeneración 2 uds

Energía eléctrica turbina de cogeneración 2 uds

Consumo de gas turbina Común

Consumo de gas caldera SI SI

Equipo de absorción, agua fría SI SI

Equipo de absorción, agua caliente SI SI

Paneles solares térmicos, circuito primario SI

Paneles solares térmicos, circuito secundario SI

Paneles solares térmicos, circuito de acumulación SI

Enfriadora mecánica, agua fría SI SI

Enfriadora mecánica, agua condensación SI SI

Bomba de calor agua fría SI

Bomba de calor agua caliente SI

Suelo radiante SI SI SI

AL

GU

NO

S D

AT

OS

MO

NIT

OR

IZA

DO

S



VISTA GENERAL DE LA SALA DE PRODUCCION DE AGUA FRIA



VISTA GENERAL DE LA SALA DE PRODUCCION CON LOS EQUIPOS DE ABSORCION



VISTA GENERAL TURBINAS DE COGENERACION Y EQUIPOS DE BOMBEO AGUA CALIENTE



VISTA GENERAL DE LA SALA DE PRODUCCION DE AGUA CALIENTE



VISTA GENERAL DE LOS EQUIPOS DE BOMBEOMADRID MAYO 2.011 CONSTRUMAT 2.011


VISTA GENERAL DE LAS UTA’sMADRID MAYO 2.011 CONSTRUMAT 2.011


VISTA EN DETALLE DE UNA UTAMADRID MAYO 2.011 CONSTRUMAT 2.011



Estos edificios constituyen una oportunidad única de comprobar el funcionamiento y

comportamiento de los sistemas, así como el consumo y eficiencia energética de

estos y el conjunto donde se ubican.

A los que se han incorporado un número elevado de sistemas de producción

distintos.

Se están monitorizando y comparando datos de funcionamiento real, que nos

servirán para la obtención de resultados interesantes, que nos ayudarán a

comprobar si……..

……Estamos en el camino acertado para la sostenibilidad y dotar a los

edificios para obtener un mayor ahorro y eficiencia energética.?



El grupo de empresa agradece

personalmente su asistencia

GRACIAS POR SU ATENCION.

Ortiz Construcciones y Proyectos

E-mail.- [email protected]



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