Comunicación presentada al IV Congreso de Edificios Inteligentes
Autor
Albert López Crespo, Arquitecto, SOMFY ESPAÑA
Resumen
Cuando vamos a aparcar nuestro coche en un aparcamiento descubierto sabemos perfectamente cuál es el mejor sitio si es verano o invierno. Si aparcamos el coche al sol en verano cuando volvamos nuestro coche estará a 65ºC en el interior (5ºC más si el coche es de color negro). En ese momento sólo tenemos la opción de abrir ventanillas y poner el aire acondicionado al máximo para sacar el calor. Hemos de esperar a poder entrar en el coche unos 10 minutos debido a las altas temperaturas del interior. Nuestro confort térmico no existe hasta pasados unos 20 minutos además de tener un consumo altísimo de energía en combustible para que funcione el aire acondicionado. Este ejemplo es el mismo para un edificio debido a que reciben la misma radiación solar que un coche y se calientan igual. ¿Qué es limitar la demanda? Sencillamente poner el coche a la sombra, bajo un árbol, parasol o porche. Poniendo el coche a la sombra evitamos el calentamiento excesivo debido a la radicación solar consiguiendo una temperatura de confort que no es necesario el aire acondicionado. Pero ¿podemos poner los edificios a la sombra? Sí, primero hemos de limitar la demanda evitando que el calor entre al edificio con un control solar automático. Un edificio cuesta 3 veces más enfriarlo que calentarlo. Después tendremos la eficiencia energética o rendimiento de las instalaciones como segundo valor, pero primero hay que evitar que entre el sol poniendo el edificio a la sombra. Y tercero incluir el máximo de energías renovables para conseguir un edificio de consumo casi nulo (EECN).
Palabras clave
Demanda, Fachada, Control, Solar, Automático, Gestión, Radiación, Confort, Luz Natural
Historia de Vilaurania
La VILAUrània fue su hogar y observatorio del astrónomo Josep Comas i Solà (1868-1937) situada en el Barrio del Farró de Barcelona, que posteriormente legó al municipio, y en la que también tenía un observatorio. Fue el primer director del Observatorio astronómico Fabra en Barcelona. En el nuevo proyecto sólo se conservarán las fachadas y la escalinata de acceso a la vivienda original de VILAUrania, complementada con un nuevo edificio contiguo para crear una superficie total de 3.242 metros cuadrados que albergará un centro cívico, un casal para la tercera edad, espacio para jóvenes, ludoteca y espacios polivalentes.
El nuevo edificio (Figura 1) contará con un semisótano, planta baja y seis plantas, y se conectará con VILAUrània a través de la planta baja y el semisótano. El acceso principal al complejo de equipamientos se ha proyectado desde la calle Saragossa. El proyecto tiene Con un presupuesto de 7,4 millones de euros. El proyecto ha sido proyectado por UTE SUMO ARQUITECTOS y Yolanda Olmo. La inauguración se realizó el 6 noviembre de 2017.
Espacio intermedio, medianera con telón de fondo
Una fachada es la cara visible de los muros exteriores de un edificio en relación con su situación. Puede ser la fachada un espacio intermedio entre la ciudad y el espacio interior. Puede ser la fachada un espacio intermedio habitable con un sentido mayor que no sólo para el mantenimiento. Un espacio habitable sin climatización (sin consumo energético) que tenga las condiciones mínimas de confort que le proporcionen la fachada dinámica con un sistema de vidrios motorizados, persianas técnicas de lamas orientables automatizadas y un jardín. Y si además hacemos ilusionismo con la fachada revitalizando el jardín existente (muy valorado por los vecinos) y extenderlo en vertical por delante del conjunto de medianeras y patios, haciendo desaparecer el nuevo edificio de equipamientos. Como si de un juego de ilusionismo se tratase, el barrio del Farró de Barcelona disfrutará un espacio con jardines, pero también de un gran equipamiento público con una altísima eficiencia energética. A pesar de la dificultad de las condiciones, las dos realidades son posibles
El espacio INTERMEDIO se configura como la parte esencial del proyecto del edificio. Distribuye, en horizontal y en vertical. Es un mecanismo de control energético, y se configura como el telón de fondo de VILAUrània. En este espacio se incluye la fachada de vidrio motorizada, persiana técnica automatizada y controlada por Somfy de lamas horizontales orientables y apilables de Schenker Storen (Figura 2) y el nuevo jardín vertical de la villa, que complementa al existente y que se regenerará en el proceso. También se colocan un conjunto de huertos en las jardineras inferiores.
Criterios de ahorro energético y sostenibilidad
Reducción de la demanda energética: Se ha realizado un estudio de la radiación solar sobre el edificio, donde se puede comprobar los importantes valores en verano y los nada despreciables valores en invierno en la fachada Sur-Este. Se ha diseñado el edificio incorporando un espacio intermedio en fachada con la función de distribuidor y espacio de encuentro. El espacio intermedio funciona como protección solar en verano mientras que en invierno aprovecha el efecto invernadero. El espacio se condiciona de forma natural. Los cerramientos de fachada, por detrás del espacio intermedio, tiene una transmitancia térmica muy baja, (Figura 3).
En el edificio se han instalado 104 persianas técnicas automatizadas y controladas por Somfy de lamas horizontales orientables y apilables de 2,40 x 3,50 m. (ancho x alto) de aluminio guiadas y motorizadas. La motorización de las lamas horizontales permite un control solar automático en cada momento de la mejor posición y orientación para optimizar la luz natural y controlar la radiación solar en el espacio intermedio. Dichas protecciones solares disponen de un sensor de viento y temperatura para su funcionamiento automático integrado en el gestor global del edificio quien controla también iluminación, climatización, etc. Building Management System (BMS). En los edificios de Consumo Casi Nulo es necesario un control y gestión de las diferentes soluciones de forma coordinada para conseguir con óptimos costes los mejores resultados de confort lumínico-térmico y ahorro energético
Las Fachadas Dinámicas aprovechan la luz natural tanto como sea posible además de incrementar las vistas al exterior, pero preservando la intimidad de los espacios interiores. Esta relación exterior-interior ha de ser flexible en función de las necesidades del usuario. Las condiciones fuera del centro son completamente variables ya que dependen del tiempo meteorológico con diferentes niveles de luz y temperatura exterior, época del año y el ángulo de incidencia del sol. Por ese motivo la Fachada Dinámica se comunica continuamente con el exterior mediante sensores y controles para dar una respuesta inmediata que mejoran el confort visual y térmico de los usuarios, de esta forma también se mejora notablemente el ahorro energético del edificio reduciendo las emisiones de CO2 respetando el medioambiente
La solución de la fachada dinámica es una innovación en la fachada tradicional incorporando un control solar automático que mejora (Figura 4):
- Control Lumínico: Optimizar la luz natural minimizando el uso de luz artificial.
- Control Térmico: Mantener la temperatura de confort entre 21ºC (invierno) y 26ºC (verano).
- Ventilación Natural: Permitir el control de la calidad y caudal de aire, además de la eliminación de olores molestos.
Sistema de la fachada dinámica
La fachada dinámica es una solución innovadora en el “espacio intermedio del edificio” que incluye el sistema Somfy Animeo. También pueden admitir “imputs” o indicaciones de otros sistemas como climatización o iluminación para optimizar su eficacia y eficiencia energética.
Por ejemplo: La estación meteorológica o sensor exterior detecta las condiciones exteriores (sol, viento, lluvia, y temperatura) y conjuntamente con el sensor interior (iluminación y temperatura) de la planta procesa dicha información en el Building Controller (BuCo) del centro. A partir de las necesidades de confort y ahorro energético del usuario la fachada se posicionará con la mejor opción. Cada momento la información se verifica y se actualiza la posición de la protección solar para conseguir la mejor opción de confort y ahorro energético. Las protecciones solares se mueven siguiendo los parámetros de confort fijados por el cliente en el interior del centro que son 21ºC en invierno y 26ºC en Verano con una Iluminación media de 400lx.
Dichas protecciones solares están conectadas al sistema Somfy Animeo que según las condiciones meteorológicas exteriores suben o bajan las lamas horizontales en tiempo real para conseguir los parámetros de confort del usuario. Desde la instalación de la fachada dinámica se registran 7ºC menos de temperatura en el interior del edificio mejorando el confort del usuario y el ahorro energético en climatización e iluminación además de la optimización de la luz natural.
El sistema Somfy Animeo tiene 4 características innovadoras para integrar en los proyectos:
- Reacción instantánea de la fachada adaptándose cada minuto a los cambios meteorológicos y las necesidades internas del Centro. No es una fachada estacional o pasiva que se comporta bien en verano o invierno, sino que en cada momento aporta la mejor opción de confort y ahorro energético.
- La fachada puede adaptarse a los cambios de uso del edificio sólo con modificaciones en la programación sin necesidad de obras en la fachada. La flexibilidad de las fachadas dinámicas favorece que se pueden adaptar a los procesos cambios de uso en los centros.
- Invisible. Respeta la imagen arquitectónica y estética de la fachada ya que sólo actúa cuando es necesario cambios para mejorar el confort y el ahorro energético. Si no hace falta la protección solar está oculta. La protección sólo es visible unas 5 ó 6 horas al día. Al estar guardada alarga su vida útil, favorece el mantenimiento y conservación de los tejidos y lamas.
- Las fachadas dinámicas se pueden integran con la climatización y la iluminación en un mismo equipo o sistema de gestión-control del edificio para reducir el consumo de un edificio. La climatización y la iluminación suponen aproximadamente entre el 70-75% del consumo de un edificio.
Objetivos
El lugar de trabajo equilibrado: Equilibrio de Luz también tiene un efecto positivo en cómo la gente siente en su edificio debido a la luz natural que es tan importante para la calidad del espacio y la salud. La luz natural ayuda a los ritmos naturales del organismo y aumenta la sensación general de bienestar. Y cuando se sienten mejor, trabajan mejor. Maximización de la luz natural, con sus cambiantes patrones sutiles de la luz, mantiene a la gente en sintonía con el mundo fuera de las paredes del centro.
Espacios confortables: Conseguir espacios con una temperatura de confort constante e iluminación sin contrastes. Espacios con una privacidad e intimidad necesaria.
La creación de espacios sugerentes: Equilibrio de luz natural y artificial también puede mejorar su imagen corporativa. Crear y contribuir con la iluminación a mejorar el ambiente de oficina contribuirá a mejorar la opinión interna y externa de su empresa. Actualmente ya hay un ranking de edificios o empresas donde la gente le gusta trabajar y atención al cliente por la calidad del espacio interior en los centros (Figura 6).
sostenibilidad, no sólo en términos de consumo de energía y las emisiones, sino también porque el confort lumínico y térmico es una parte explícita de los programas de certificación como LEED y BREEAM. La fachada dinámica contribuye en 19 de los 80 puntos de la certificación LEED. Calificación energética con el objetivo de la letra A. Desde 2014 los edificios terciarios u oficinas ya hay un mínimo obligatorio de letra B.
Reducir su huella de carbono: La reducción de la cantidad de energía que utiliza su edificio tiene también otras ventajas. También puede conseguir que las facturas de energía sean más pequeñas, menores emisiones de CO2 y una huella de carbono más verde. La luz natural hace más verde su construcción utilizando una energía mucho más eficiente. La fachada dinámica reduce sus emisiones de carbono y respeta el medio ambiente como valor añadido del centro entre pacientes, personal sanitario y gerencia.
Conclusión
Las dos instalaciones que consumen más energía son la Climatización y la iluminación. Ambas instalaciones representan el 75% del consumo total de energía de un edificio. Los edificios a fecha de hoy tienen un consumo de energía de 150 a 200 kWh/m2 y la Unión Europea nos ha marcado como objetivo en 2020 de 50kWh/m2. El Clima es para enfriar una sala. Entonces… ¿Es necesario poner los edificios a la sombra? La conclusión es que si es necesario. Primero hemos de limitar la demanda evitando la entrada de la radicación solar al edificio con un control solar automático. Un edificio cuesta 3 veces más enfriarlo que calentarlo. Después tendremos la eficiencia energética o rendimiento de las instalaciones como segundo valor, pero primero hay que evitar que entre el sol poniendo el edificio a la sombra. Y tercero incluir el máximo de energías renovables para conseguir un edificio de consumo casi nulo (EECN). La fachada dinámica es el primer control energético del edificio que mejora el confort lumínico y térmico de los usuarios al incrementar la iluminación natural reduciendo el consumo de luz artificial y climatización. Con el control solar reducimos el consumo de energía en el edificio y respeto por el medio ambiente contribuyendo a la reducción de las emisiones de CO2 para conseguir centro es de Consumo Casi Nulo.
El control solar automático también respeta la arquitectura de la fachada ya que es invisible cuando no es necesaria y además de ser flexible a los posibles cambios de uso del edificio en el futuro.