Comunicación presentada al III Congreso Edificios Inteligentes:
Autores
- Daniel Obreo Bermejo, Jefe de Obra, ENGIE España
- Juan Martínez Cambronero, Técnico de Mantenimiento, ENGIE España
- Javier Alcolea, EU Marketing Manager, Philips Lighting Iberia
- María Andérez, Técnico de Innovación, ENGIE España
Resumen
Ante el aumento de las necesidades de información y control de todo nuestro entorno, el Edificio Torre Europa ha implantado un sistema centralizado de iluminación integrado sobre la propia red de datos del edificio y en simbiosis con el sistema gestión de instalaciones que aporta información, control, flexibilidad y posibilidades de uso y explotación únicas en instalaciones similares. Diseñado e instalado por ENGIE para la programación de la tecnología de iluminación PoE (Power over Ethernet) de Philips, este sistema de conectividad genera un ahorro energético estimado del 70% respecto a la tecnología tradicional y convierte a Torre Europa en el primer edificio de oficinas de España y el segundo de Europa en integrar esta tecnología de IoT (Internet of Things). Mediante una aplicación móvil el usuario puede crear entornos de trabajo personales que se anticipen, respondan y se adapten a necesidades específicas y niveles de confort específicos, creando una productividad óptima. Las luminarias inteligentes se comunican a través de un software con la red de comunicaciones del edificio, permitiendo monitorizar y gestionar el consumo energético, así como integrar los sistemas de iluminación con otros parámetros relativos a la climatización, ocupación o a las tareas de facility management.
Introducción
Situado en el distrito financiero de Madrid, Torre Europa es uno de los edificios de oficinas más altos de la ciudad. El edificio, que fue inaugurado en 1985, ha sido objeto de una amplia renovación que ha dado lugar a importantes mejoras en el diseño y la tecnología, tanto en su exterior como en su interior, con una apuesta firme por la innovación en infraestructuras y tecnologías.
Ante la necesidad de renovación de las instalaciones del edificio Torre Europa se opta por la solución innovadora de su sistema de alumbrado basado en luminarias PoE, donde apoyándose en la infraestructura de cableado estructurado, se estable una comunicación global entre el sistema de control de alumbrado y el sistema de gestión de instalaciones, siendo esta misma infraestructura, además de la base de comunicación, el camino para el transporte para la potencia lumínica necesaria en el edificio.
Torre Europa es el primer edificio en España y el segundo de Europa que se convierte en oficina inteligente utilizando la tecnología PoE para la iluminación sostenible conectada, que permite crear entornos de trabajo que pueden anticiparse y responder a las necesidades específicas de los usuarios en cada momento, creando niveles de confort, seguridad y productividad como no había ocurrido antes. De este modo, los empleados pueden personalizar su espacio de trabajo utilizando sus smartphones y los gestores del edificio pueden optimizar la utilización del espacio y la eficiencia del mismo.
El proyecto ha recibido dos premios enerTIC Awards: Smart Buildings y Smart IT Infrastructure. Estos galardones reconocen aquellos proyectos que destacan en materia de innovación y tecnología para la mejora de la eficiencia energética y la sostenibilidad. La categoría de Smart Buildings premia las más recientes soluciones tecnológicas para la monitorización y telegestión de una nueva generación de edificios, más eficientes energéticamente y confortables, mientras que la categoría Smart IT Infrastructure reconoce a los dispositivos con un menor consumo de energía y herramientas para gestionar el consumo de los grandes parques de infraestructuras TIC.
Además, el sistema de conectividad de iluminación con tecnología PoE ayuda a los edificios a conseguir un alto nivel de sostenibilidad, que puede ser acreditado con certificaciones de construcción sostenible como LEED y BREEAM. En este sentido, Torre Europa cuenta con la certificación LEED Oro en la categoría de Operación y Mantenimiento.
El proyecto
El sistema de iluminación PoE conecta las luminarias a la red informática del edificio, permitiendo recoger, almacenar, compartir y distribuir datos anónimos adquiridos por sensores integrados en las luminarias. Información como la ocupación de las estancias o la temperatura se puede utilizar para ajustar los niveles de iluminación, calefacción o aire acondicionado o para optimizar el uso de espacio de la oficina, así como la programación de servicios de limpieza o mantenimiento.
Detalle del proyecto
Junto con Grupo Infinorsa, propietario mayoritario del inmueble, se ha actuado sobre 14 de las 32 plantas del edificio:
- Suministro, montaje y definición del sistema PoE para:
- proporcionar potencia y comunicación inteligente a las 5.400 luminarias del edificio
- la definición y montaje de switches de infraestructura de datos en tres bucles centralizados sobre dos servidores del edificio montados por ENGIE (servidor de BMS y servidor de control de alumbrado de Philips)
- Diseño de funcionamiento y desarrollo de manuales de órdenes de comunicaciones entre los switches Cisco definidos y montados por ENGIE con los swiches suministrados por Philips y montados por ENGIE.
- Montaje de elementos de campo, luminarias PoE, switches secundarios y módulos de control suministrados por Philips.
Sistema de iluminación conectada
Tecnología Power over Ethernet
Con la tecnología de PoE, las luminarias reciben alimentación y datos sobre un único cable Ethernet, eliminando la necesidad de cableado independiente de electricidad y comunicación. De este modo, las luminarias se convierten en parte de un sistema de iluminación conectada completo e integrado, ofreciendo posibilidades que van más allá de la iluminación. El sistema de iluminación y control integrado proporciona a los usuarios de la oficina control personalizado sobre sus ajustes preferidos de luz a través de una aplicación para smartphone. Con sensores integrados, las luminarias pueden seguir patrones de actividad, niveles de luz del día, humedad, CO2, temperatura u otros datos. Esta información permite a los gestores del edificio optimizar la operación y mantenimiento del edificio, ayudándoles a mejorar la experiencia y el rendimiento de los usuarios.
Arquitectura del Sistema
El Edificio Torre Europa se apoya sobre una infraestructura de Red con dos servidores independientes (control de alumbrado y BMS) que comunican con la totalidad de las plantas sobre 3 anillos de fibra óptica.
El sistema está formado por luminarias inteligentes, con sensores integrados, que se conectan a la red de comunicaciones del edificio, convirtiéndose en la plataforma óptima para intercambiar información, con el fin de optimizar el uso del espacio de trabajo. La conectividad del sistema abre paso al IoT, habilitando nuevas formas de integración, colaboración, innovación y sociabilización entre sus empleados. Todo ello sin sacrificar la eficiencia energética, dado que al estar basado en un sistema de luminarias LED, el ahorro estimado puede llegar hasta al 70% comparado con luminarias de tecnología tradicional.
El sistema usa switches PoE, para conectar los puntos de luz con la red de comunicación del edificio, mediante el cableado, sin necesidad de usar cable de alimentación específico.
Software de Gestión
El sistema de gestión del edifico (BMS) monitoriza tanto las diferentes señales de estado de la instalación eléctrica o detección de incendios, como todo el proceso asociado a la climatización del edificio, desde la producción de frio/calor hasta los elementos finales, garantizado automáticamente el confort del usuario y una mayor eficiencia energética en la instalación.
La comunicación con el sistema se realiza a través de Envision Manager, un software que puede ser instalado en un smartphone, un dispositivo móvil o un ordenador, de fácil accesibilidad y uso. Está basado en el Sistema de Gestión Philips Envision y puede ser configurado para controlar los niveles de iluminación y de otros parámetros integrados (como la temperatura y los audiovisuales), así como para monitorizar y gestionar el uso de los espacios. Este sistema recoge, almacena, comparte y distribuye la información a través de las luminarias inteligentes, aportando datos anónimos sobre la ocupación de salas y la temperatura, que el gestor del edificio puede usar para optimizar de forma precisa el nivel de iluminación, calefacción, aire acondicionado y recursos de limpieza, resultando en un ahorro de tiempo, dinero y energía.
Este sistema de gestión habilita un control avanzado de la iluminación, comisionado y optimización de los recursos. Es un software pensado para aplicaciones multiusuario. Ofrece control total de un único punto de luz o de un conjunto de ellos. Entre algunas de sus funcionalidades se incluye:
- reserva de espacios de trabajo (salas de reuniones)
- organización de tareas de mantenimiento (limpieza, evaluación de los espacios usados para evitar problemas de funcionamiento)
- conocimiento de la ocupación del espacio
- monitorización del consumo energético
- análisis para mejorar la eficiencia energética
La aplicación móvil dedicada al usuario del edificio es Philips PCA (Personal Control Application), que está disponible para iOS y Android. Usa la tecnología VLC (Visible Light Communication) para ofrecer la personalización de la iluminación y la temperatura en los espacios individuales de trabajo, con la posibilidad de integración de otros parámetros.
Resultados
El uso eficiente de la iluminación LED conectada a los sensores asegura que las luces se apagan cuando las salas están desocupadas. Paralelamente, si se combina con datos precisos y en tiempo real sobre el edificio de Torre Europa, el uso de energía destinado a la iluminación puede reducirse hasta un 70%, lo que representa una reducción anual de 15 toneladas de CO2 por planta.
Beneficios
Los beneficios principales que el sistema aporta se describen a continuación:
- Confort del empleado para personalizar su espacio de trabajo en función de las tareas que realice en cada momento, mediante una aplicación informática, con el consiguiente cumplimiento de la normativa de iluminación para espacios de trabajo.
- Integración del sistema de iluminación con otros parámetros del edificio (como la temperatura y los audiovisuales), mediante una aplicación de software.
- Conectividad del edificio que permite establecer patrones de uso, así como la posibilidad de análisis de ocupación, creando mapas de calor que permitan al gestor del edificio optimizar funciones de mantenimiento.
- Monitorización y gestión del consumo energético del edificio mediante una plataforma software.
- Ahorro energético total estimado del 70% (comparado con una tecnología de iluminación tradicional). Considerando el uso de 3.000 h/año, representa 831.600 kWh/año.
- Reducción de 15 Ton de CO2 al año, por planta, Equivalente a 200 Ton CO2/año (El cálculo está hecho, usando un ratio de 0,24 kg de CO2 por kWh).
- Ahorro de cable de alimentación en la instalación del sistema, ya que el cable Ethernet es usado tanto para alimentar las luminarias como para enviar datos (Este ahorro aún no está cuantificado).
- Reduce el coste de instalación aproximadamente un 25% y el coste del proceso de puesta en marcha en torno a un 50%.
Estimación del ahorro económico
El ahorro energético de hasta un 70% de energía junto a la reducción del coste de mantenimiento, con una vida útil media de 50.000 horas por lámpara, permite un retorno de la inversión en menos de 3 años (estimando un funcionamiento anual de 3.000 horas y una tarifa de electricidad de 0,12 €/kWh).
Conclusiones
La conectividad está transformando la forma en que las personas interactúan con la información y entre sí. La iluminación es un elemento muy importante en los espacios de trabajo, está en todas partes y puede hacer uso del Internet de las Cosas para optimizar su funcionamiento. Mediante luminarias con sensores, integradas en la red del edificio, se puede ahorrar energía, cableado y conseguir nuevas funcionalidades y formas de trabajo más inteligentes y flexibles que optimicen la productividad.
Torre Europa es el primer edificio de oficinas en España y el segundo en Europa que opta por esta novedosa tecnología, que abre el IoT al mundo empresarial. Las posibilidades de implementación de funcionalidades son innumerables, permitiendo que el usuario del espacio pueda proponer ideas para llevarlas a cabo usando la iluminación y las TIC.
Este sistema, mediante el uso de una aplicación móvil, también permite al empleado personalizar su espacio de trabajo, devolviéndole el control del mismo, para personalizarlo según sus necesidades.
La escucha activa del usuario final es la mejor práctica que hace posible la innovación, para desarrollar una nueva forma de usar las tecnologías en pro del bienestar del empleado y de la integración de parámetros para una mejor experiencia de uso del edificio.
Se estima que para 2020, el 70% de las nuevas instalaciones de iluminación de edificios comerciales implementarán iluminación inteligente. Las grandes corporaciones con múltiples sedes están comenzando a implementar tecnología con control de iluminación LED y sensores de conectividad analítica. La tecnología, en la que los algoritmos se utilizan para retroalimentar el sistema para generar ahorros de energía adicionales, es minoritaria por el momento y sólo unas pocas compañías de iluminación tienen la capacidad analítica y de algoritmo disponible.
Agradecimientos
Este proyecto ha sido posible gracias al compromiso de Grupo Infinorsa con la innovación y es un paso sólido hacia un entorno de trabajo sostenible, situando a Torre Europa a la vanguardia de las oficinas del futuro.
Los autores agradecen también su colaboración al resto de socios tecnológicos del proyecto: BOVIS como project manager del proyecto de reforma y Aguilera Ingenieros como ingeniería del proyecto de Reforma.