ANÁLISIS ENERGÉTICO DE DIMENSIONAMIENTO DE ENERGÍA EN … · ANÁLISIS ENERGÉTICO DE...

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)

INGENIERO INDUSTRIAL

ANÁLISIS ENERGÉTICO DE DIMENSIONAMIENTO DE ENERGÍA EN FASE DE PROYECTO Y LA

REALIDAD DE CONSUMO EN UN EDIFICIO DE NUEVA CONSTRUCCIÓN

Autor: Eduardo Garrido Quintana Director: José Elías Gómez López

Madrid 2014

UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)

ANÁLISIS ENERGÉTICO DE DIMENSIONAMIENTO DE ENERGÍA EN FASE DE PROYECTO Y LA REALIDAD DE CONSUMO EN UN EDIFICIO DE NUEVA CONSTRUCCIÓN

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ÍNDICE ÍNDICE DE FIGURAS ........................................................................................................................ 7

ÍNDICE DE TABLAS .................................. ........................................................................................ 9

MEMORIA ........................................................................................................................................ 11

1 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO .......................................................................................... 13

1.1 INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................... 13 1.2 ESTADO DEL ARTE ................................................................................................................. 14 1.3 MOTIVACIÓN .......................................................................................................................... 15 1.4 OBJETIVOS ............................................................................................................................ 15

2 CARACTERÍSTICAS DEL COMPLEJO ...................... ........................................................... 17

2.1 VIGAS FRÍAS ACTIVAS ............................................................................................................. 17 2.1.1 Análisis previo para la elección del sistema de climatización .................................... 17

2.1.1.1 Comparación de coste de instalación de los distintos sistemas: ..................................... 18 2.1.1.2 Comparación de coste de consumo de energía.............................................................. 19 2.1.1.3 Comparación de gastos de mantenimiento ..................................................................... 20 2.1.1.4 Coste del ciclo de vida de los sistemas a 25 años: ......................................................... 21

2.1.2 Principio y funcionamiento.......................................................................................... 22 2.1.3 Diagrama de Velocidad de Aire en un despacho tipo ................................................ 23 2.1.4 Diagrama de temperatura........................................................................................... 23 2.1.5 Elección de modelo .................................................................................................... 24

2.1.5.1 Especificaciones a cumplir: ............................................................................................. 24 2.1.5.2 Especificaciones del test: ................................................................................................ 24 2.1.5.3 Resultados del test de laboratorio: .................................................................................. 25 2.1.5.4 Comentarios a los resultados del test: ............................................................................ 27

2.1.6 Disposición final de las vigas...................................................................................... 27 2.2 CLIMATIZADORES ................................................................................................................... 28

2.2.1 Análisis previos para la elección del modelo.............................................................. 28 2.2.1.1 Especificaciones a cumplir: ............................................................................................. 28 2.2.1.2 Sistemas estudiados: ...................................................................................................... 29 2.2.1.3 Recuperadores estudiados ............................................................................................. 30

2.2.2 Climatizador Swegon Gold RX ................................................................................... 30 2.3 AGUA .................................................................................................................................... 32

2.3.1 Sistema de recogida de aguas grises ........................................................................ 32 2.3.2 Sistema de recogida de aguas pluviales .................................................................... 33 2.3.3 Jardinería eficiente en agua. Uso de agua no potable. .............................................. 35 2.3.4 Aljibes de almacenamiento......................................................................................... 37 2.3.5 Adecuación del agua .................................................................................................. 37

3 REALIDAD DEL EDIFICIO ............................. ........................................................................ 38

3.1 ASPECTOS GENERALES .......................................................................................................... 38 3.1.1 Duración del proyecto ................................................................................................. 38 3.1.2 Curva de ocupación del edificio ................................................................................. 38 3.1.3 Herramientas de control energético ........................................................................... 39

3.1.3.1 Sistema de control de las vigas frías .............................................................................. 39 3.1.3.2 Sistema de control de los climatizadores ........................................................................ 41 3.1.3.3 Sistema de control del agua............................................................................................ 43 3.1.3.4 Sistema de control de otros sistemas ............................................................................. 46

3.1.4 Sistema helpdesk – Incidencias confort de usuario ................................................... 47


3.2 COMPROBACIÓN DE LOS PARÁMETROS DE LAS VIGAS FRÍAS ..................................................... 48 3.2.1 Análisis de la velocidad del aire ................................................................................. 48

3.2.1.1 Planteamiento del estudio ............................................................................................... 48 3.2.2 Análisis de la estratificación ....................................................................................... 49

3.2.2.1 Estratificación en “Open Office” ...................................................................................... 49 3.2.2.2 Estratificación “Despacho Tipo” ...................................................................................... 51

3.2.3 Análisis del confort (Draft Rating) ............................................................................... 52 3.2.3.1 Normas en relación al porcentaje de insatisfechos por corrientes de aire ...................... 52 3.2.3.2 Disconfort por corrientes ................................................................................................. 52 3.2.3.3 Normas en relación al porcentaje de insatisfechos por temperatura y humedad RITE ... 53 3.2.3.4 Disconfort por frio ............................................................................................................ 53 3.2.3.5 Conclusiones acerca del confort ..................................................................................... 53

3.2.4 Consumo de las vigas ................................................................................................ 54 3.2.4.1 Temperatura exterior ...................................................................................................... 54 3.2.4.2 Consumo real .................................................................................................................. 55 3.2.4.3 Comentarios al consumo de gas ..................................................................................... 56

3.2.5 Flexibilidad en la implantación ................................................................................... 56 3.2.5.1 Sala de reuniones para menos de 6 personas................................................................ 57 3.2.5.2 Sala de reuniones para 6/8 personas ............................................................................. 58 3.2.5.3 Sala de reuniones para 10/12 personas ......................................................................... 59 3.2.5.4 Conclusión ...................................................................................................................... 59

3.2.6 Capacidad de funcionamiento del Open Office .......................................................... 60 3.2.7 Capacidad de funcionamiento de la sala de reuniones ............................................. 61

3.3 ANÁLISIS DE LOS PARÁMETROS DE LOS CLIMATIZADORES ......................................................... 62 3.3.1 Confirmar parámetros de funcionamiento .................................................................. 62

3.3.1.1 Rueda entálpica .............................................................................................................. 62 3.3.1.2 Recirculación .................................................................................................................. 65

3.3.2 Capacidad utilización .................................................................................................. 66 3.3.3 Facilidad de uso ......................................................................................................... 67 3.3.4 Consumo .................................................................................................................... 67 3.3.5 Funcionamiento del humectador ................................................................................ 68

3.4 ANÁLISIS DE LA EFICIENCIA DEL AGUA ..................................................................................... 69 3.4.1 Consumo de diciembre ............................................................................................... 69 3.4.2 Comentarios al consumo ............................................................................................ 70

4 ANÁLISIS POSTERIOR ................................ .......................................................................... 71

4.1 ANÁLISIS DE SOBREDIMENSIONAMIENTO Y DESVIACIÓN DE LO PREVISTO ................................... 71 4.1.1 Valores Generales - Capacidad de enfriamiento y calefacción ................................. 71

4.1.1.1 Capacidad de enfriamiento ............................................................................................. 73 4.1.1.2 Capacidad de Calefacción .............................................................................................. 74

4.1.2 Dimensionamiento de la calefacción .......................................................................... 75 4.1.3 Datos de partida ......................................................................................................... 75 4.1.4 Análisis del consumo real frente a la simulación energética realizada con el programa CALENER. ............................................................................................................................... 76

4.2 COSTE QUE REPRESENTA AUMENTAR EN UN GRADO LA TEMPERATURA DE CONSIGNA. ............... 78 4.3 ESTIMACIÓN DEL CONSUMO DE MEDIO AÑO ............................................................................. 80

4.3.1 Datos de partida ......................................................................................................... 80 4.3.2 Estimación obtenida ................................................................................................... 81 4.3.3 Comparación consumo real con el estimado ............................................................. 82 4.3.4 Consumo total estimado corregido ............................................................................. 83 4.3.5 Estimación de costes – Análisis económico ............................................................... 83

4.4 COMPARACIÓN CON OTRO EDIFICIO DE OFICINAS ..................................................................... 85 4.4.1 Comparación del consumo de gas ............................................................................. 85

4.4.1.1 Acumulado ...................................................................................................................... 86 4.4.1.2 Diciembre ........................................................................................................................ 86

4.4.2 Comparación del consumo de agua acumulado en el año ........................................ 87


5

4.4.2.1 Acumulado ...................................................................................................................... 87 4.4.2.2 Diciembre ........................................................................................................................ 87

4.4.3 Ahorros Esperados ..................................................................................................... 88 4.5 PROPUESTA DE MEJORA ........................................................................................................ 89

4.5.1 Soluciones adoptadas ................................................................................................ 89 4.5.1.1 Solución a problemas por frío y corrientes ...................................................................... 89

4.5.2 Soluciones propuestas ............................................................................................... 90 4.5.2.1 Pasillos sin climatizar ...................................................................................................... 90 4.5.2.2 Puertas de pasarelas ...................................................................................................... 90 4.5.2.3 Implantación Sistema Inverter ......................................................................................... 91

5 CONCLUSIONES .................................................................................................................... 93

5.1 VIGAS FRÍAS ......................................................................................................................... 93 5.2 CLIMATIZADORES ................................................................................................................... 96 5.3 AGUA .................................................................................................................................... 97

ANEXOS .......................................................................................................................................... 99


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ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1- Comparación de coste de instalación ............................................................................... 18 Figura 2- Comparación de coste de energía ..................................................................................... 19 Figura 3- Comparación de gastos de mantenimiento ....................................................................... 20 Figura 4- Comparación del coste de ciclo de vida ........................................................................... 21 Figura 5- Principio y funcionamiento viga fría ................................................................................ 22 Figura 6- Fotografía de una viga fría instalada ................................................................................ 22 Figura 7- Diagrama de velocidad de aire en un despacho tipo ........................................................ 23 Figura 8- Diagrama de temperatura en un despacho tipo ................................................................. 23 Figura 9- Disposición de las vigas frías ........................................................................................... 27 Figura 10- Swegon Gold RX Fuente: Swegon ................................................................................. 29 Figura 11- Trox TKM Fuente: Trox ................................................................................................. 29 Figura 12- Recuperador de placas .................................................................................................... 30 Figura 13- Rueda entálpica .............................................................................................................. 30 Figura 14- Fotografía del climatizador ............................................................................................ 30 Figura 15- Ilustración de reutilización de aguas .............................................................................. 32 Figura 16- Esquema de recogida de aguas pluviales........................................................................ 33 Figura 17- Curva de ocupación del edificio ..................................................................................... 38 Figura 18- Planos de control de climatización ................................................................................. 39 Figura 19- Visualización de estado de vigas frías ............................................................................ 39 Figura 20- Panel de control vigas frías ............................................................................................ 40 Figura 21 - Climatizadores dando servicio al núcleo 2.1 ................................................................. 41 Figura 22- Esquema conexión vertical de climatizadores ................................................................ 41 Figura 23 - Sistema de control del climatizador .............................................................................. 42 Figura 24- Sistema de control aguas pluviales ................................................................................. 43 Figura 25- Sistema de control tratamiento de aguas grises .............................................................. 43 Figura 26- Sistema de control agua fría sanitaria ............................................................................. 44 Figura 27- Sistema de control de ACS ............................................................................................. 45 Figura 28- Esquema de producción de frío ..................................................................................... 46 Figura 29- Velocidad de aire proyectada en Open Office ................................................................ 48 Figura 30- Temperatura a 0,2 m ....................................................................................................... 49 Figura 31 - Temperatura a 1,5 m ...................................................................................................... 49 Figura 32- Temperatura a 2,3 m ....................................................................................................... 49 Figura 33- Estratificación en un despacho tipo ................................................................................ 51 Figura 34 - Incidencias en núcleo 2/1 .............................................................................................. 52 Figura 35- Temperatura media exterior Fuente: AEMET ................................................................ 54 Figura 36- Consumo de gas Diciembre ............................................................................................ 55 Figura 37 - Sala de reunión pequeña ................................................................................................ 57 Figura 38- Sala de reuniones 4,5 x3 sobre plano ............................................................................. 57 Figura 39- Sala de reuniones para 6/8 personas ............................................................................... 58 Figura 40- Caso sala de reuniones en posición vertical 3,75 x4,5 ................................................... 58 Figura 41- Sala de reuniones para 10/12 personas ........................................................................... 59 Figura 42- Sala de reuniones 6 x4,5 sobre plano ............................................................................. 59 Figura 43- Funcionamiento de rueda entálpica ................................................................................ 62 Figura 44- Diagrama psicométrico rueda entálpica ......................................................................... 63 Figura 45- Efecto Rueda Entálpica sobre Potencia .......................................................................... 64 Figura 46- Funcionamiento normal VS recirculación ...................................................................... 65


Figura 47- Capacidad de utilización de climatizadores ................................................................... 66 Figura 48- Rango Óptimo de humedad Fuente: E. M. Sterling Study ............................................. 68 Figura 49- Consumo de agua en diciembre ...................................................................................... 69 Figura 50- Boceto del complejo ....................................................................................................... 71 Figura 51- Capacidad de enfriamiento ............................................................................................. 73 Figura 52- Capacidad de calefacción ............................................................................................... 74 Figura 53- Simulación CALENER M14 .......................................................................................... 76 Figura 54- Simulación CALENER M17 .......................................................................................... 76 Figura 55- Benchmarking de gas acumulado ................................................................................... 86 Figura 56- Propuesta de mejora ....................................................................................................... 90


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ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1- Comparativa entre sistemas de climatización .................................................................... 17 Tabla 2- Resultados test de laboratorio vigas frías .......................................................................... 25 Tabla 3 - Necesidades de riego ........................................................................................................ 35 Tabla 4- Distribución de depósitos para riego ................................................................................. 36 Tabla 5 - Valores Climatológicos Normales – Madrid Fuente: AEMET......................................... 36 Tabla 6- Niveles de ocupación mes a mes ....................................................................................... 38 Tabla 7- Sistema helpdesk ............................................................................................................... 47 Tabla 8- Ejemplo de informe de incidencias .................................................................................... 47 Tabla 9- Condiciones interiores de diseño RITE ............................................................................. 53 Tabla 10 - Ganancias que afectan a la flexibilidad de las salas ....................................................... 56 Tabla 11- Criterios de diseño de ventilación de oficinas ................................................................. 60 Tabla 12- Criterios de diseño para cargas de refrigeración de oficinas ........................................... 60 Tabla 13- Criterios de diseño de ventilación de salas de reuniones ................................................. 61 Tabla 14- Criterios de Diseño para cargas de refrigeración de salas de reuniones .......................... 61 Tabla 15- Consumo Semanal de agua .............................................................................................. 69 Tabla 16- Capacidad de enfriamiento .............................................................................................. 73 Tabla 17- Capacidad de calefacción ................................................................................................ 74 Tabla 18- Instalación receptora ........................................................................................................ 75 Tabla 19- Simulación VS Realidad .................................................................................................. 76 Tabla 20- Temperaturas previstas en fase de diseño ........................................................................ 78 Tabla 21- Costes de aumentar un grado la temperatura de consigna ............................................... 79 Tabla 22- Coste de aumentar 3,5 grados la temperatura de consigna .............................................. 79 Tabla 23- Factor de carga de la instalación ...................................................................................... 80 Tabla 24- Horas de funcionamiento ................................................................................................. 81 Tabla 25- Estimación de consumo en oficinas ................................................................................. 81 Tabla 26- Consumo estimado diciembre .......................................................................................... 82 Tabla 27- Comparación real - estimado ........................................................................................... 82 Tabla 28- Comparación real - estimado corregido ........................................................................... 82 Tabla 29- Consumo total estimado corregido .................................................................................. 83 Tabla 30- Costes fijos anuales.......................................................................................................... 83 Tabla 31- Coste estimado de consumo a 6 meses ............................................................................ 84 Tabla 32- Capacidad y dimensiones de edificios ............................................................................. 85 Tabla 33- Benchmarking de gas en diciembre ................................................................................. 86 Tabla 34- Benchmarking agua ......................................................................................................... 87


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MEMORIA


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1 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

1.1 INTRODUCCIÓN

El proyecto se va a desarrollar en la nueva sede corporativa de Servicios Financieros Internacionales, SFI en adelante. El nombre de la empresa ha sido sustituido para salvaguardar la confidencialidad de la empresa. El complejo está compuesto de siete edificios, aunque el proyecto se va a central principalmente en dos, el M14 y el M17. El complejo se encuentra actualmente parcialmente terminado. La primera fase del proyecto ya ha sido acabada, mientras que la segunda se encuentra todavía en periodo construcción. Este centro se compone de unos 114.000 m2 de oficinas y servicios que llegará a acoger en el futuro alrededor de 6.000 personas. Este personal será trasladado entre junio de 2013 y el primer trimestre de 2015.

Actualmente, tanto globalmente como nacionalmente, se está produciendo un incremento de conciencia medioambiental. Además de las unas políticas generadas con el objetivo de minimizar el impacto ambiental de las distintas actividades desarrolladas en el país. Concretamente en el caso de los edificios, por ejemplo, la obligatoriedad de contar con un certificado energético en todos los edificios de nueva construcción. Con estas leyes se pretende obtener una reducción de la emisión de CO2, además de una importante reducción del consumo de energía en las edificaciones. Asimismo también se consigue una apuesta por una mayor sostenibilidad de los edificios.

La clave del éxito para conseguir la eficiencia energética y la sostenibilidad del proyecto final es la fase de diseño. Esto se debe a que durante la ejecución del proyecto es cada vez más costoso y difícil implementar soluciones para mejorar estos dos aspectos. Los requisitos para la sostenibilidad son diversos y va mucho más allá de seleccionar “materiales verdes”. Para conseguir un edificio sostenible es fundamental implementar dentro del proyecto elementos como la gestión de energía, transporte de materiales o gestión de consumo de agua.

Englobado en este contexto, el complejo ha sido diseñado siguiendo unos exigentes criterios de sostenibilidad con el objetivo de conseguir una certificación LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) oro, tema sobre el que anteriormente se realizó un proyecto de fin de carrera. Esta certificación acredita una construcción realizada con el menor impacto ambiental posible, por ejemplo, se gestionan los residuos generados durante la construcción de manera que se pueden reutilizar y reciclar más del 90% de los que se generen. Además esta certificación ha evaluado el comportamiento medioambiental del edificio a lo largo de su ciclo de vida. Comportamiento que ha contribuido a una alta calificación energética del edificio. La alta inversión inicial será compensada con los ahorros producidos durante la vida útil del complejo.

Mediante todas estas actuaciones SFI se asocia a sus elementos de identidad más característicos como son su globalidad- nombrando edificios como continentes-, confianza -apostando por un complejo innovador- y preocupación por la sostenibilidad.


1.2 ESTADO DEL ARTE

En el contexto de esfuerzo de protección medioambiental en el que nos encontramos y concretamente en el esfuerzo por hacer los edificios más respetuosos con el medioambiente, son numerosas las soluciones tecnológicas que se están empleando y desarrollando actualmente. Por ejemplo, el uso de sistemas de aprovechamiento energético innovadores o incorporación de instalaciones de energías renovables al edificio. Pero no sólo elementos externos contribuyen a una mayor eficiencia y reducción de consumo, el diseño del edificio junto a los elementos instalados en él contribuyen también.

Ampliando el apartado de instalación de energías renovables en edificios; destacan por su mayor utilización la instalación de placas de aprovechamiento de energía solar, tanto térmica como fotovoltaica. Soluciones con las que se reduce un 1.6-3% de emisiones de CO2 y alrededor de un 3% el consumo de energía de la red. Otra solución es la trigeneración, producción de electricidad combinada con calor en invierno y refrigeración en verano desde un motor a gas. Aunque la trigeneración no es propiamente considerada como energía renovable pero puede llegar a reducir los consumos hasta un 10%. En la mayoría de los casos los costes iniciales de instalación son elevados por lo que son necesarios unos estudios de viabilidad económica previos.

En cuanto a sistemas de aprovechamiento energético, en el complejo será implantado el Sistema de Gestión Ambiental que permitirá la reducción en el consumo de recursos naturales, puesta en marcha de políticas de compras sostenibles, así como programas de formación, difusión y sensibilización ambiental. Además existe un sistema de tratado de aguas grises para su reutilización. Mediante este sistema, el agua de los lavabos será reutilizado para el suministro de agua a inodoros y urinarios reduciendo en un 50% el consumo de agua potable.

El diseño del edificio juega, a su vez, un papel fundamental en ahorros energéticos. La orientación del edificio puede maximizar el aislamiento térmico y mejor el aprovechamiento de la luz. El uso de cubiertas verdes contribuye a mejorar la transmitancia de las edificaciones, así como la inercia térmica. El sustrato y plantación absorberá la radiación solar, evitará cambios bruscos de temperatura y permitirá la evaporación de la humedad acumulada reduciendo la temperatura ambiente y disminuyendo el uso de aire acondicionado. Además actúan como aislamiento acústico. El diseño y la selección de las plantas son cuidadosamente elegidos para evitar sobrecargas estructurales.

Por otro lado, la apropiada elección de equipos de climatización contribuirá también a mejorar la eficiencia del edificio. En la mayor parte del complejo hay instaladas vigas frías como elemento terminal de climatización, que destacan por su menor consumo de energía y mantenimiento frente a los sistemas convencionales como fan coils y sistemas VAV. Esta solución evitará también la conducción de grandes volúmenes de aire climatizado a lo largo del complejo. Además aportarán una mayor flexibilidad a la hora de realizar cambios en las salas que integran las oficinas.

De la experiencia que se ha obtenido en otros edificios, la viga fría representa el elemento más importante de cara a los usuarios, debido a aspectos como ergonomía, confort del puesto de trabajo o rendimiento de trabajo. Se ha trabajo previamente durante al menos dos años en la selección del equipo terminal instalado debido a su gran repercusión en el comportamiento final del complejo.

Finalmente, la elección de climatizadores también interviene decisivamente en la eficiencia del complejo. Los climatizadores incorporan una rueda térmica entálpica de eficacia de hasta el 78%.


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Mediante este sistema se recuperará parte del calor del agua. Además los climatizadores con recirculación tendrán la capacidad de realizar enfriamiento gratuito (free cooling) en régimen de refrigeración.

1.3 MOTIVACIÓN

En el contexto actual y con las soluciones tecnológicas instaladas en la sede de SFI, surge la necesidad de evaluar hasta qué punto estas medidas son eficaces. Se ha desarrollado el estudio para describir los sistemas de climatización del espacio de trabajo mediante viga fría con sus estudios de ciclo de vida, costes de explotación, mantenimiento etc... Igualmente se ha incluido el análisis de los climatizadores como elemento novedoso de tratamiento de aire de aporte a las oficinas.

Por último, se han incluido los sistemas relacionados con el ciclo del agua para describir el aspecto de sostenibilidad de los sistemas en relación con el compromiso con el medio ambiente. Una vez descritos estos sistemas, se comparará con la realidad de la explotación para confirmar lo real de proyectado.

1.4 OBJETIVOS

- Analizar la eficiencia energética y comportamiento de los climatizadores y vigas frías.

- Realizar una estimación de costes del complejo.

- Comprobar si el consumo producido por los climatizadores y vigas frías se ajusta al que se había previsto de manera teórica, estudiando si se ha producido sobredimensionamiento.

- Comparar la realidad de consumo y eficiencia de los equipos con otros edificios de oficinas.

- Analizar el ahorro producido por los sistemas de energías renovables, centrándose en lo relacionado con el agua como elemento de sostenibilidad determinando por ejemplo; si se recoge todo el agua de lluvia para el riego de las zonas ajardinadas, sistemas de tratamiento de aguas grises... trasladándolos a medidas de sostenibilidad y tangibles para las personas.


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2 CARACTERÍSTICAS DEL COMPLEJO En esta sección se van a analizar las propuestas previas que ha usado SFI con el objetivo de clarificar el estado del complejo a estudiar. Analizando, por tanto, los elementos instalados en el complejo y aquellos que había sido previamente propuestos.

2.1 VIGAS FRÍAS ACTIVAS

2.1.1 Análisis previo para la elección del sistema de climatización

Inicialmente se valoraron siete soluciones que se dividían en tres de todo aire y cuatro de aire fresco con el fin de analizar cuál era la óptima para la instalación en el complejo. Los parámetros analizados fueron: espacio necesario en falso techo, coste de instalación, consumo de energía, coste del ciclo de vida y otros aspectos como el ruido, coste de mantenimiento y fiabilidad, entre otros. Tras un primer análisis se redujeron a sólo tres soluciones, la instalación de Fan Coils, Vigas Frías Activas o VAV (Caudal de aire variable) con Fan Coil perimetral. Estas soluciones son comparadas en la siguiente tabla:

Tabla 1- Comparativa entre sistemas de climatización

En la tabla se puede observar que las principales ventajas de las vigas frías frente a sus rivales es su mayor eficiencia tanto energética como durante la vida útil, además de un menor mantenimiento. Por otro lado, el control de temperatura es inferior, la capacidad de enfriamiento máxima también es ligeramente inferior y su coste capital inicial es superior.


2.1.1.1 Comparación de coste de instalación de los distintos sistemas:

Debido al mayor coste de capital inicial es necesario saber con certeza los costes finales de instalación de los distintos sistemas, dividiéndolos en importes de agua, electricidad, aire y elementos terminales. Estos importes hacen referencia a los costes (€) de los distintos elementos de cada equipo para cumplir con las necesidades del edificio por m2. En la siguiente gráfica se ilustra esta comparación de costes de las soluciones propuestas inicialmente:

Las principales conclusiones que se pueden extraer de la gráfica anterior son:

- El coste de instalación de sistema de Fancoil es aproximadamente un 20 % menor que la Viga Fría y el sistema híbrido de Fancoil y VAV.

- El coste de instalación del sistema de Fancoil es un 35% inferior que el sistema de Viga Fría y calefacción perimetral por suelo.

Es importante resaltar también que al sistema de Fancoils, habría que añadirle los elementos terminales de rejillas y difusores, lo cual incrementaría el coste de instalación. Mientras que el sistema de Viga Fría no requiere elementos terminales. Por otro lado el sistema híbrido requiere mayor tamaño de climatizador y mayores espacios en patinillo.

Cost Comparision

€ 0

€ 20

€ 40

€ 60

€ 80

€ 100

€ 120

€ 140

€ 160

Option 1 - FCU Option 2a - ACBPCB

Option 2b - ACBPCB+TH

Option 3a - ACB Option 3b - ACB+TH Option 4 - FCU &VAV

Cap

ital C

ost (

Cos

t € /m

²)

Electrical

Water

Air

Terminal Units

Opción 1: FanCoil Opción 2a: Viga Fría Activa y Pasiva con Calefacción Opción 2b: Viga Fría Activa y Pasiva mas Calefacción Suelo Opción 3a: Vigas Frías Activas con Calefacción Opción 3b: Viga Fría Activa más Calefacción por Suelo Opción 4: Fancoil y Volumen de Aire

Figura 1- Comparación de coste de instalación


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2.1.1.2 Comparación de coste de consumo de energía

Se ha realizado una comparación previa de consumo de energía en los sistemas para ayudar en la correcta elección del sistema a instalar. En este gráfico se realizan los costes de enfriamiento, calentamiento y del ventilador en kWh/m2/year para ver fácilmente cuál es la solución más eficiente por m2. No se incluyen las opciones 2b y 3b ya que la calefacción en estos casos va por el suelo. El gráfico obtenido es el siguiente:

Figura 2- Comparación de coste de energía

Se puede observar:

- La opción de Viga Fría Activa es un 5% más eficaz que la opción de Fancoils. Es un 11% más eficaz que la opción híbrida de Fancoils y VAV central.

- La opción Viga Fría Activa/Pasiva es un 11% más eficiente energéticamente que la opción de todo Viga Fría Activa.

- El sistema de Volumen Variable es menos eficiente principalmente debido a que en los periodos de verano el sistema requiere mayor energía para enfriar el aire del sistema.

Comparando este gráfico con el del coste de instalación se puede apreciar que los mayores costes de instalación probablemente se vean compensados con un menor coste energético durante la operación de los sistemas.

Energy Use Comparison

0

10

20

30

40

50

60

70

Ene

rgy

kWh/

m²/

annu

m

CoolingHeatingFans

Cooling 35.2 34.1 39.5 33.8

Heating 0.8 0.8 0.8 2.4

Fans 24.9 16.0 16.7 29.2

Option 1 - Fan Coil UnitsOption 2a - Active/Passive Chilled

BeamsOption 3a - Active Chilled Beams

throughoutOption 4 - Fan Coil Units with

internal VAV

En

erg

y kW

h/m

2 /ye

ar

Opción 1: FanCoil Opción 2a: Viga Fría Activa y Pasiva con Calefacción Opción 3a: Vigas Frías Activas con Calefacción Opción 4: Fancoil y Volumen de Aire


2.1.1.3 Comparación de gastos de mantenimiento

Debido a lo comentado anteriormente acerca de la diferencia entre costes energéticos y de energía, habrá que realizar otro estudio sobre los gastos de mantenimiento de los equipos y las necesidades que tengan de recambios para clarificar la decisión final sobre qué solución instalar. En el siguiente gráfico se incluyen estos datos:

Figura 3- Comparación de gastos de mantenimiento

Se puede apreciar que los costes de mantenimiento en la opción Fancoils son aproximadamente un 46% mayor que la Viga Fría y que los costes de reemplazamiento el valor en la Viga Fría con calefacción por suelo es mayor, debido al cambio del inductor de suelo a 15 años (según recomendaciones de fabricantes).

Los resultados son similares a los obtenidos en el gráfico de comparación de energía, de nuevo son las vigas frías las que poseen un mejor comportamiento con respecto a los otros sistemas propuestos.

€ 0

€ 200,000

€ 400,000

€ 600,000

€ 800,000

€ 1,000,000

€ 1,200,000

€ 1,400,000

€ 1,600,000

Option 1 FCUOnly

Option 2a ACBPCB

Option 2b ACBPCB+TH

Option 3a ACB Option 3bACB+TH

Option 4 FCU &VAV

AC option

Tot

al C

ost

Energy Costs

Component Replacement

Maintenance Cost

Capital Replacement

Capital Investment


21

2.1.1.4 Coste del ciclo de vida de los sistemas a 25 años:

Finalmente, se realiza un análisis del coste acumulado durante la vida útil para analizar la rentabilidad o no de las soluciones y elegir por tanto, la más adecuada. El ciclo de vida es uno de los aspectos más críticos, ya que estudia el coste de los sistemas no al inicio sino en un horizonte temporal de 25 años. Si se analizan los edificios con estos periodos se determina que el 15-20% del coste es construcción, mientras que el 75-80% es de explotación de ahí la criticidad de este informe.

En el citado diagrama, se incluyen las reposiciones de los elementos según la información del ciclo de vida facilitada por los fabricantes. Se ha obtenido el siguiente gráfico:

Figura 4- Comparación del coste de ciclo de vida

En la tabla se observa que a los 4-5 años los costes del sistema Fancoil son superiores a los valores de Viga Fría en cualquiera de sus opciones, superando así su mayor inconveniente de mayor coste capital.

Por lo tanto, la solución elegida fueron las Vigas Frías Activas ya que es la que más se ajusta a los objetivos de SFI. Éstos son principalmente que el confort para los usuarios está garantizado debido a que nivel de ruido y las corrientes de aire son mínimos, el mantenimiento se reduce enormemente –ya que no hay elementos mecánicos con necesidad de mantener- contribuyendo a una mejor eficiencia y el consumo energético es menor que cualquiera de los comparados. También se tuvo en cuenta el aporte significante de las vigas frías a la hora de obtener créditos LEED.

Total Cumulative Costs - Inflated @ 4.4%/Annum

€ 0

€ 200,000

€ 400,000

€ 600,000

€ 800,000

€ 1,000,000

€ 1,200,000

€ 1,400,000

€ 1,600,000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Years

Tot

al In

flate

d C

ost

Fan Coils Units Only Active + Passive Chilled Beams Fan Voil Units & VAVs

Active Chilled beams only Active + passive chilled beams + trench heating Active chilled beams + trench heating


2.1.2 Principio y funcionamiento

Puntos de Diagrama: 1. Entrada de Aire del Climatizador (Aire Tratado) 2. Microtoberas de salida de aire una vez tratado 3. Entrada de Aire Caliente de la Oficina 4. Serpentín de tubería de Agua Fría procedente de la Enfriadora 5. Salida de Aire Enfriado hacia la Oficina

Principio de Funcionamiento:

• El aire caliente de la oficina (3) entra en la Viga Fría, pasa a través del serpentín de tuberías de agua fría (4), y es lanzado de nuevo a la oficina (5) una vez tratado, forzado por la microtoberas (2) que han recibido el aire del climatizador.

• Las temperaturas con las que funciona el sistema son 15º - 18º. • El sistema apenas genera corrientes de aire debido que utiliza las microtoberas como

elemento de difusión de aire. • La baja velocidad del aire a la salida, origina la velocidad del aire no sea apreciable por el

usuario (muy bajo nivel de ruido) • La viga fría tiene el aporte de agua caliente procedente de las calderas y agua caliente

procedente de la enfriadora

La siguiente figura es una fotografía de una viga fría real instalada, en ella se pueden apreciar bien las cuatro tomas de tubos en el lado izquierdo y el aporte de aire del climatizador en la parte frontal:

Figura 6- Fotografía de una viga fría instalada

Figura 5- Principio y funcionamiento viga fría


23

2.1.3 Diagrama de Velocidad de Aire en un despacho tipo

La siguiente figura es un diagrama representa la velocidad de aire en un despacho.

Figura 7- Diagrama de velocidad de aire en un despacho tipo

Se puede observar que los valores de velocidad son muy bajos. Los valores predominantes son de entre 0 y 0,2 m/s. Además el movimiento del aire recorre todos los espacios del despacho. Estos valores son ideales para evitar la creación de estratificación o corrientes.

2.1.4 Diagrama de temperatura

La siguiente figura representa un diagrama de temperatura en un despacho tipo:

Figura 8- Diagrama de temperatura en un despacho tipo

Se puede observar que los rangos de temperatura que se obtienen están entre los 20-21º que marca la norma de Salud e Higiene en el trabajo. También se puede observar que no se produce estratificación de temperatura en todo el espacio del despacho, contribuyendo a un mayor confort.


2.1.5 Elección de modelo

Para la elección del modelo se llevaron a cabo ensayos de laboratorio de los modelos de cuatro fabricantes de vigas frías. Los cuatro fabricantes elegidos fueron: Swegon, Schako, Trox y Halton.

El objetivo de estos ensayos fue confirmar el comportamiento de las vigas frías en diferentes modos de funcionamiento, además de asegurase que los parámetros de carga, temperatura y confort podían ser conseguidos. Adicionalmente, también era preciso demostrar que las condiciones de confort (Draft rating) estipuladas en ASHRAE estándar 55 se cumplían. De esta manera se conseguían créditos para la consecución del objetivo de certificación “LEED Oro” del complejo.

2.1.5.1 Especificaciones a cumplir:

Las especificaciones de la viga fría se presentan a continuación:

- Dimensión 1200 x 600mm

- Temperatura de agua fria 15°/18°C

- Temperatura de agua caliente 45°/35°C

- Suministro de aire 18°C verano, 18°C invierno

- Vigas cada 2.4 m de centro a centro

- la humedad absoluta 0.011 Kg/Kg

- temperatura de rocío 15.5ºC

2.1.5.2 Especificaciones del test:

En los test han tenido en consideración dos tipos de estancias. La primera es la típica “Open Office” y la segunda es una sala de reunión. Dos vigas activas serán montadas en el falso techo para que proporcionen aire caliente y frío al área. Las vigas deben ser diseñadas para poder ser adaptadas manualmente para cumplir las condiciones de tanto la Open Office como de las salas de reuniones.

Se llevaron a cabo cinco ensayos. Cada espacio sería probado para una situación pico de verano y otra de invierno. El escenario “típico” de invierno también fue ensayado, coso con máxima perdida de calor y con plena ganancia interna por ocupación. Por lo tanto los cinco test fueron:

• T1 - Open Plan - Pico verano • T2 - Open Plan - Pico invierno (sin ganancias internas) • T3 - Open Plan - Típico invierno (con ganancias internas) • T4 - Sala de Reuniones - Pico verano • T5 - Sala de Reuniones - Pico invierno (sin ganancias internas)

Las medidas de velocidad de aire, turbulencia y temperaturas fueron tomadas en puntos estratégicos para comprobar que el confort se consiguiese en el diseño para la situación real.

En caso de que un test no se lleve a cabo es porque un caso más restrictivo ya se ha realizado satisfactoriamente.


25

2.1.5.3 Resultados del test de laboratorio:

De los test de laboratorio realizados por los diferentes fabricantes se ha obtenido la siguiente tabla:

Las celdas en color gris oscuro significa que la infomación no ha sido proporcionada por le fabricante.

Tabla 2- Resultados test de laboratorio vigas frías


Las celdas resaltadas indican que en esa área no se cumplen con las especificaciones.


27

2.1.5.4 Comentarios a los resultados del test:

Los modelos que mejor cumplieron el criterio de confort y eficiencia, que eran los más importantes, fueron los Swegon y Halton. Por lo tanto Schacko y Trox fueron descartados. Sin embargo la viga de Halton, mostró problemas de estratificación en un caso típico de invierno. Por lo que finalmente el modelo seleccionado fue la Swegon, modelo Parasol, ya que había sido la que había obtenido los mejores resultados. Además con una importante ventaja que es la impulsión de aire por las cuatro caras del equipo.

En algunas zonas perimetrales para adaptarse a la carga térmica que soportan, se han dispuesto las vigas frías funcionando con reguladores de caudal variable para así conseguir que el caudal se mantenga constante y bajo la mayor parte del tiempo y para cuando la carga térmica solar aumente (sólo en determinados momentos al año) este caudal pueda aumentar. Pero al ser situaciones aisladas no serán ampliadas a lo largo del proyecto.

2.1.6 Disposición final de las vigas La disposición final de las vigas se representa en la siguiente figura:

Figura 9- Disposición de las vigas frías

Como se puede observar la disposición final elegida ha sido con las vigas frías perpendiculares a la fachada.


2.2 CLIMATIZADORES

2.2.1 Análisis previos para la elección del modelo.

Un procedimiento parecido al usado con las vigas frías se ha aplicado con la elección del modelo de climatizadores. Para su correcta elección se han seleccionado varios modelos previamente para elegir el que mejor se ajusta a las necesidades del complejo. La diferencia es que al ser un elemento mucho menos numeroso y su peso en la obtención de créditos LEED no era tan grande, el estudio necesario para su elección es menos extenso.

2.2.1.1 Especificaciones a cumplir:

Las principales propuestas que se barajaron tenían que cumplir las siguientes especificaciones,

- Se recuperará energía del aire expulsado, en los sistemas de climatización en los que el caudal de aire expulsado al exterior, por medios mecánicos, sea superior a 0.5 m3/s (1.800 m3/h).

- Sobre el lado del aire de extracción se ha previsto un aparato de enfriamiento adiabático. - Se han considerado las eficiencias mínimas del 66% en la recuperación de calor sobre el aire

exterior. - En el diseño se ha tenido en cuenta la posible estratificación en locales en altura y la posibilidad de

zonificación. - Se ha considerado la zonificación y la división en subsistemas de los sistemas de climatización, a

efectos de obtener un bienestar y ahorro de energía.


29

2.2.1.2 Sistemas estudiados: Los equipos analizados fueron Swegon RX y Trox TKM.

Figura 10- Swegon Gold RX

Fuente: Swegon

El sistema Gold RX es un sistema de tratamiento de aire completo. Posee ventiladores de aire de impulsión y aire de retorno de accionamiento directo, filtro del aire de impulsión y del aire de retorno, intercambiador de calor y equipo de control incorporado.

El sistema electrónico y de control está completamente integrado en el equipo. El equipo está basado en un microprocesador controla y regula las temperaturas, los flujos de aire y demás funciones. Para frío y calor adicional hay instaladas baterías en los conductos.

Figura 11- Trox TKM

Fuente: Trox

El sistema Trox TKM también es un sistema de aire completo. Este sistema permite la posibilidad de ofrecer varias configuraciones con múltiples accesorios y componentes. Entre ellos hay; baterías de frio y calor, filtros, recuperadores de energía o secciones de free cooling.


2.2.1.3 Recuperadores estudiados

A continuación se detallan los recuperadores que se estudiaron para la elección del climatizador:

Recuperador de placas: - Eficiencia total comprendida 50-60 % - Sólo recuperación sensible (temperatura y no humedad)

Rueda Entálpica:

- Eficiencia total comprendida entre 75-85% para equipo Swengon. - Eficacia menor en otros equipos - Recuperación de calor sensible y latente (temperatura y humedad)

La importancia de la eficiencia energética ha contribuido de manera crucial en la elección del equipo. Los intercambiadores de calor (Rueda entálpica) del Swegon RX tienen un rendimiento térmico muy elevado, que puede llegar a ser del 85%, y una caída de presión baja. Este rendimiento ayudará a reducir los costes de funcionamiento del sistema de climatización del edificio. Además los ventiladores instalados son de bajo consumo, producen pocas pérdidas de presión y tienen un bajo coste de instalación.

Por lo tanto, finalmente, siendo ambas soluciones muy buenas por la gran cantidad de opciones que ofrecían, fue seleccionada la Swegon Gold RX debido a su gran eficiencia energética.

2.2.2 Climatizador Swegon Gold RX

El climatizador Swegon Gold RX un sistema de tratamiento de aire completo, como ya se ha descrito anteriormente. En el complejo se encuentran situados en la cubierta exterior. En la siguiente tabla se van a presentar algunas características más del climatizador.

Características del climatizador

Caídas de presión del ventilador de suministro:

1600 Pa

Caídas de presión del ventilador de extracción:

1100 Pa

Rendimiento de los ventiladores: 0,6

Eficiencia de recuperación de calor (%) 0,5

Hay que diferenciar entre la eficiencia de recuperación de calor total que es del 50%, con la eficiencia del recuperador de calor (rueda entálpica) que tiene un valor medio del 75%. Y sensible y latente mayor de 75%.

Figura 12- Recuperador de placas

Figura 13- Rueda entálpica

Figura 14- Fotografía del climatizador


31


2.3 AGUA

El diseño del sistema de agua se ha realizado con los objetivos de conseguir créditos LEED, principalmente son; reducción del consumo en un 50%, minimizar el agua potable empleada para riego y reutilización de aguas grises. Estos sistemas son analizados para el conjunto del complejo, ya que las medidas de ahorro son generalizadas para el mismo.

2.3.1 Sistema de recogida de aguas grises

En la instalación de saneamiento del edificio se ha previsto una recogida independiente de aguas grises para su posterior reutilización como suministro de agua de aparatos que no necesitan agua potable para su funcionamiento como son los inodoros repartidos por todo el edificio. La siguiente figura ilustra el sistema:

Figura 15- Ilustración de reutilización de aguas

Así, se recoge el agua procedente de lavabos situados sobre rasante del edificio para su posterior

acumulación y tratamiento previos a su reutilización.

Para llevar a cabo este objetivo se ha previsto una red de desagües, bajantes y colectores horizontales de evacuación de estas aguas hasta las zonas donde se procederá a su tratamiento.

Las bajantes de esta instalación disponen de ventilación primaria en su mayoría consistente en la prolongación de la bajante hasta dos metros por encima de la cubierta, pues se trata de una cubierta transitable. Las bajantes que no pueden ser ventiladas a cubierta por incompatibilidad con la arquitectura, disponen de válvulas de aireación situadas en falso techo que permiten la entrada de aire a la instalación y evitará la salida de olores.

Los desagües de aparatos se efectúan por falso suelo hasta que la altura que éste permite en cada caso y, por falso techo de planta inferior los tramos que lo necesitan hasta llegar a la bajante correspondiente. En los casos de aparatos suspendidos, hay instalados tramos empotrados en pared hasta alcanzar el falso suelo.

La pendiente de estos desagües será de entre el 2 y el 4% hasta alcanzar la bajante.


33

Las bajantes discurren por huecos previstos en arquitectura o junto a elementos estructurales hasta el techo de planta sótano, donde se unen para formar colectores horizontales colgados y alcanzar así el depósito de recuperación de aguas grises del edificio, donde se trata éste agua. La pendiente mínima de los tramos de colectores colgados será del 1%.

Existe una sala de tratamiento de aguas grises en cada uno de los edificios. En general, se llega con cota suficiente para desaguar el agua gris evacuada en la zona de tratamiento, salvo en el edificio M14, en el que parte de los aseos se evacuarán a una zona de acumulación y posterior bombeo a la zona de tratamiento. Esta estación de bombeo contará con dos bombas, una principal y una de reserva y tendrá como única función el traslado del agua gris a la planta de tratamiento.

Todos los aparatos sanitarios de esta instalación disponen de sifón individual para evitar la transmisión de olores de la red al interior del aseo.

2.3.2 Sistema de recogida de aguas pluviales

La evacuación de aguas pluviales de este edificio se inicia en una red de sumideros sifónicos colocados en cubierta y otras zonas en las que pueda caer agua procedente de lluvia, como terrazas en plantas primera y segunda, y jardines y calle interior en planta baja. El número y disposición de sumideros se ha proyectado teniendo en cuenta la intensidad pluviométrica de la zona, 90 mm/h, la superficie recogida en cada uno de los sumideros y la geometría de la cubierta del edificio. El sistema de recogida es representado en la siguiente figura:

Figura 16- Esquema de recogida de aguas pluviales

El principio de funcionamiento del sistema sifónico es la depresión creada en la bajante a modo de pistón hidráulico al llenarse completamente la tubería. Esto supone tuberías de menor diámetro, pues se utiliza la tubería a sección llena, y una disminución en el número de bajantes, que cubrirán una mayor superficie de cubierta, al necesitar evacuar mayor cantidad de agua. Otra de las grandes ventajas en comparación con un sistema tradicional de evacuación por gravedad, es la ausencia de pendiente en colectores, colocándose éstos horizontalmente, evitando así problemas de previsión de alturas.


Asimismo, se prescinde de registros, pues el sistema es autolimpiable debido a la velocidad que alcanza el agua en las tuberías. Los sumideros sifónicos son un elemento esencial de la instalación, pues deben evitar la entrada de aire en el sistema. Disponen para ello de una placa deflectora, con nervios radiales, que rompen el curso natural del agua, evitando la creación de remolinos que favorecen la entrada del aire.

Para las escaleras que llegan hasta cubierta se han colocado sumideros en la planta segunda, que evacuan así agua que pudiese colarse por las escaleras. Estos sumideros se conectan a un sistema de evacuación por gravedad, que también recoge agua de zonas cubiertas con pendiente situadas en planta baja, próximas a zonas descubiertas y por las que podría colarse agua. A esta red de evacuación por gravedad se conectan también las tuberías de desagüe de las fuentes y jardineras de planta baja, así como tuberías de agua condensada de los fancoils de la instalación de climatización.

De acuerdo con el esquema vertical de la red de pluviales (ver Anexo), de los desagües de sumideros se instalarán canalizaciones horizontales de diferentes longitudes y diámetros de forma que se viertan las aguas pluviales a diversas bajantes que llegan al techo de la planta sótano -1, para continuar horizontalmente hasta los depósitos de acumulación y bajar finalmente a los aljibes situados en el sótano -2 de cada edificio.

Las bajantes se situarán en huecos previstos por arquitectura o junto a pilares estructurales para su mejor soporte.

En las canalizaciones horizontales colgadas del sistema por gravedad que discurren por falso techo, se han instalado registros en cambios de dirección y otros puntos en los que se haya previsto su utilidad. Las canalizaciones horizontales colgadas que discurren por techo de plantas de aparcamiento también disponen de registros en puntos críticos como cambios de dirección o, al menos, uno cada 15 metros como indica el Código Técnico de la Edificación en su sección HS 5 Evacuación de aguas.

Las canalizaciones del sistema sifónico van enrailadas y no necesitan registros, pues el sistema es autolimpiable como ya se ha mencionado previamente.

Una vez en el aljibe de acumulación de aguas pluviales, se instalará un rebosadero como medida de seguridad en su parte superior, por encima del nivel máximo de agua previsto.

Para el cumplimiento de objetivos LEED, se controlará el caudal de vertido así como su calidad, para lo cual se realizará la laminación de los caudales de avenida mediante una infraestructura que retenga temporalmente parte de la tormenta. Este volumen de almacenamiento debe estar vacío, y disponible en cualquier momento para laminar cualquier eventual tormenta y por lo tanto será adicional al necesario para cubrir las necesidades de riego.

Se ha dimensionado por tanto un rebosadero a menor altura que el rebosadero de seguridad para poder realizar laminación de la parte superior del volumen del depósito. Así, se tendrá una capacidad de agua inferior a la capacidad total del aljibe, que se tratarán y se destinarán al riego de las zonas verdes del edificio. El diámetro de la tubería de laminación se ha calculado de forma que el caudal de salida no supere los 8 l/s para no saturar el colector de la red pública.


35

2.3.3 Jardinería eficiente en agua. Uso de agua no potable.

Los sistemas de almacenamiento propuestos dentro de la parcela de la nueva sede del SFI responden a las necesidades de gestión del agua derivadas de los requerimientos para la obtención del certificado LEED Oro y los créditos relacionados con el agua. Es el caso de la jardinería eficiente en agua, que propone el uso de agua no potable en el riego, lo que hace necesario la creación de depósitos de almacenamiento de agua de lluvia para su posterior uso en el riego.

A continuación en base a la demanda de riego mes a mes proporcionada por paisajismo se realiza el balance de aguas necesarias mes a mes.

Pluviometría

(mm/h) *

Volumen pluvial

recogido

mensualmente (m3)

Consumo

diario

riego (m3)

Consumo

mensual

riego (m3)

Balance

pluvial -

riego (m3)

Enero 37 1.685 5 145 1.541

Febrero 35 1.594 8 226 1.368

Marzo 26 1.184 13 408 776

Abril 47 2.141 20 588 1.553

Mayo 52 2.368 23 716 1.652

Junio 25 1.139 31 919 220

Julio 15 683 35 1.070 -375

Agosto 10 455 35 1.070 -481

Septiembre 28 1.275 21 631 644

Octubre 49 2.232 12 358 1.873

Noviembre 56 2.550 6 191 2.359

Diciembre 56 2.550 7 231 2.319

19.857 17,56 6.430 13.426

Tabla 3 - Necesidades de riego

* El valor de la pluviometría media mensual ha sido obtenido de AEMET, con un periodo de retorno de 20 años (Ver tabla anexa). Se puede observar del balance realizado que para poder garantizar el suministro a la red de riego en los meses de Julio y Agosto sin realizar consumo de agua sanitaria, será requerido un volumen de acumulación de 856 m3


La distribución de los depósitos de acumulación de agua para el riego se incluyen en la siguiente tabla:

Volumen

requerido (m3) Volumen implantado (m3) Total (m3)

Fase I + Fase II M-14 M-17 Fase 2 Fase I +

Fase II

856 189 119 701 1009

Tabla 4- Distribución de depósitos para riego

Se observa que el volumen requerido es menor que el volumen implantado por lo que existe cierto margen, concretamente 153 m3, para asegurar el riego sin agua potable.

Tabla 5 - Valores Climatológicos Normales – Madrid Fuente: AEMET


37

2.3.4 Aljibes de almacenamiento

En el edificio utilizan unos aljibes compartimentados en dos superficies, cada una de ellas acumulara aproximadamente el 50% del volumen de aguas pluviales. Los aljibes tienen en su proyección vertical varias salidas, las situadas en el fondo serán para purgas y vaciados de mantenimiento, ligeramente por encima estará el suministro a grupo de presión y por encima respetando los volúmenes de acumulación previstos, el rebose de laminación de vertido y por último el rebose de seguridad. El volumen acumulado de aguas pluviales asegura la disponibilidad de aguas para riego en el mes de máxima demanda.

2.3.5 Adecuación del agua

También esta prevista una recirculación de los tanques con un caudal capaz de homogenizar el agua almacenada, la recirculación sirve para efectuar control de potencial y dosificar hipoclorito en la línea de retorno a cabeza. En caso de una acumulación por encima del nivel de rebose de laminación, el nivel máximo anulará este dispositivo hasta ser recuperado el nivel de operación. Los reboses de los aljibes se conducen a la red de aguas pluviales, los vaciados y purgas a la red de saneamiento enterrado. En ausencia de aguas pluviales almacenadas y con demanda de aguas de riego, se suministra agua sanitaria a través de la red de agua potable, en su interconexión hay instalada una válvula de corte, filtro, contador de agua y desconector.

Tras la descripción de todos estos elementos el lector ya puede tener una foto clara de los elementos que integran el edificio y luego muchos de ellos se podrán corroborar cuando se expliquen con detalle los sistemas de control del edificio.


3 REALIDAD DEL EDIFICIO En esta sección se encuentran todas las medidas y cálculos que se realizan para comprobar la realidad de lo que ocurre en el edificio, para poder realizar la comparación con lo proyectado.

3.1 ASPECTOS GENERALES

3.1.1 Duración del proyecto En primer lugar es necesario explicar que el proyecto se ha realizado desde el principio de septiembre hasta mediados de abril. Esta situación provoca que no vaya a ser posible realizar un análisis comparativo en una situación de verano ya que no se ha tenido la oportunidad de experimentarla. Consecuentemente, este proyecto se va a centrar en la casuística de invierno.

3.1.2 Curva de ocupación del edificio

El edificio ha sido ocupado progresivamente comenzando en julio con 200 personas y a partir del mes de septiembre a razón de alrededor de 200 personas por semana hasta noviembre, a partir del cual la ocupación ha sido plena.

Abr - May May - Jun Jun - Jul Jul - Ago Ago - Sep Sep - Oct Oct - Nov Nov- Dic Dic - Ene

0 0 200 200 650 1200 1900 1900 1900

Tabla 6- Niveles de ocupación mes a mes

Figura 17- Curva de ocupación del edificio

Gracias a esta evolución de la ocupación también se va a tener la ocasión de depurar problemas según vayan surgiendo y analizar la evolución de los consumos según la ocupación vaya en aumento.

0 0200 200

650

1200

1900 1900 1900

Curva de ocupación

Personas


39

3.1.3 Herramientas de control energético

El complejo tiene implementado un innovador sistema de gestión energética, mediante este sistema se obtener diversas medidas o informes en tiempo real acerca del estado de los diversos sistemas de climatización instalados. La parte relevante para este proyecto es la que atañe a las vigas frías y a los climatizadores que serán ampliadas a continuación.

La primera capa de que se plantea en el sistema de control es para seleccionar en qué situación del complejo se desea consultar o modificar algún parámetro. La visualización es la siguiente:

Figura 18- Planos de control de climatización

A un nivel inferior están ya los controles de vigas frías y climatizadores.

3.1.3.1 Sistema de control de las vigas frías

La planta se divide en varias zonas desde las que puedes visualizar algunos parámetros como la temperatura y humedad relativa que hay en tiempo real en dicha zona. Cada zona puede englobar una o más vigas frías. A continuación se muestra un ejemplo:

Figura 19- Visualización de estado de vigas frías

Se puede observar que si algún parámetro se sale fuera de los niveles predeterminados es mostrado con un fondo rojo para facilitar su localización. En este caso el nivel de HR es inferior a 30% establecido por lo que se muestra en rojo en esa zona. Si se desea ver el plano acudir al Anexo Plano Núcleo 2.1.


En caso de querer manejar alguna zona concreta con sus correspondientes vigas, estos cambios se realizan desde el siguiente cuadro de diálogo:

Figura 20- Panel de control vigas frías

Se puede observar que varios parámetros puedes ser modificados, los más relevantes son:

i. Temperatura de consigna: Establece la temperatura de consigna de funcionamiento. Ésta varía en función de si nos encontramos en verano o en invierno.

ii. Banda muerta: Establece el margen de temperaturas con el que se permite operar a la temperatura de consigna. Diferenciando entre casos de ocupación y no ocupación.

iii. Tiempo mínimo tras condensación: Establece el tiempo de adecuación a las nuevas condiciones específicas.

iv. Horario: Establece el horario en el que se encuentra el edificio según la ocupación para optimizar y aumentar la eficiencia del mismo.

Se pueden ajustar estos valores en función de las necesidades del personal que trabaja en las oficinas. Por ejemplo, la temperatura de consigna es 26,5 ºC que es superior a los 21 ºC que marca el RITE, principalmente por motivos de confort y será estudiado más adelante. (Ver sección Análisis del confort (Draft Rating)).

Los siguientes valores son lo que se muestran en tiempo real:

I. Temperatura del aire impulsado II. Porcentaje de agua fría/caliente consumida

III. Temperatura de rocío IV. Punto de rocío

Analizando estos valores en tiempo real es sencillo evaluar el estado en el que se encuentra el complejo, pudiendo por lo tanto optimizar los recursos utilizados.


41

3.1.3.2 Sistema de control de los climatizadores

Por otro lado, se puede controlar el estado de otro elemento fundamental para el desarrollo de este proyecto como son los climatizadores.

La visualización de los mismos está planteada de forma diferente a las vigas frías, esto se debe principalmente a que los climatizadores en este complejo no dan servicio directamente a salas, sino que dan servicio a las vigas frías de distintas zonas. Por este motivo, la visualización que se ha establecido es la siguiente.

En una cierta zona se puede ver que climatizadores son los que están dando servicio a las vigas frías de las mismas y el caudal que proporcionan en tiempo real, se representa sólo una de las dos zonas de impulsión de aire:

Figura 21 - Climatizadores dando servicio al núcleo 2.1

También es posible ver el esquema vertical de los climatizadores conectado con las enfriadoras y se puede apreciar asimismo el caudal que aportan, tanto de impulsión como de retorno. Además se puede observar como da servicio a ambos lados de la oficina:

Figura 22- Esquema conexión vertical de climatizadores


Por último esta la pantalla de control del propio climatizador, en la que se podrán modificar valores y parámetros de funcionamiento

Figura 23 - Sistema de control del climatizador

En esta pantalla es fácil controlar los distintos elementos del climatizador y comprobar su correcto funcionamiento. Los principales elementos que lo conforman son:

a. Dos ventiladores: uno encargado de la impulsión y otro del retorno b. Rueda entálpica: cuya misión es la recuperación térmica y permite elevar la eficiencia de

recuperación de calor a niveles superiores a 66%. c. Compuerta recirculación: d. Varios termostatos: para el control de la temperatura en distintos puntos de interés e. Filtros: se comprueba la caída de presión que se produce entre ambos para determinar el

impacto que tienen en la pérdida de carga. f. Batería de calor y frío: para el tratamiento del aire.

Mediante la medición de estos parámetros se podrán analizar posteriormente en este proyecto eficiencias y otra serie análisis relevantes.


43

3.1.3.3 Sistema de control del agua

Asimismo existe un sistema de control de agua, que nos permite monitorizar diversos aspectos relacionados con ella.

Es posible ver el estado en el que se encuentra la red de pluviales explicada previamente, la visualización que se obtiene es la siguiente:

En esta pantalla es posible ver el agua de lluvia almacenada en el aljibe de riego, que se utilizará cuando sea necesario para el riego sin agua potable tal y como estaba establecido en la fase de diseño. Se puede observar también que los aljibes están compartimentados en dos superficies, cada una de ellas acumulara aproximadamente el 50% del volumen de aguas pluviales.

Por otro lado, otro sistema de control del agua relevante es el de tratamiento de aguas grises:

Figura 25- Sistema de control tratamiento de aguas grises

Figura 24- Sistema de control aguas pluviales


En este caso se puede ver el estado de las distintas bombas que dan servicio a este sistema, además de los distintos pasos para el filtrado, tratamiento y almacenamiento de esta agua.

De los elementos que se pueden observar cabe destacar:

i. Hipoclorito ii. Colorante iii. Coagulante

En la estación de bombeo existen dos bombas como se puede observar en la parte inferior izquierda de la figura, una principal y una de reserva y tienen como única función el traslado del agua gris a la planta de tratamiento.

También es necesario que una parte de este sistema que se encargue de controlar el agua fría sanitaria, en este caso es sistema de control es mucho más sencillo:

Figura 26- Sistema de control agua fría sanitaria

En esta visualización se controla el tránsito desde la red urbana del Canal de Isabel II a la red de consumo de agua potable del complejo, además existe un depósito para garantizar durante un tiempo la ausencia de agua del Canal para abastecimiento de las personas.

Cabe destacar también que se ha incluido es colorante para diferenciar las aguas grises frente a la del canal Isabel II, ante cualquier incidencia en la instalación.

A partir del año que viene si la pluviometría es buena se podría regar todo el complejo sin uso de agua del Canal Isabel II.


45

Por último, también existe un sistema de control específico para el ACS, la figura siguiente muestra la apariencia que tiene:

Figura 27- Sistema de control de ACS

Mediante esta visualización se controla todo lo referido con el agua caliente sanitaria, se puede observar que existen varias sondas que controlan la temperatura de impulsión y retorno. Asimismo se encuentra representado el sistema solar térmico, del que se marca la temperatura debería tener, y la que tiene realmente en ese momento.

Otros elementos que caben destacar son:

i. Contadores ii. Bombas iii. Calderas

Como se puede observar mediante las distintas visualizaciones mostradas es sistema de control de agua es muy completo y tiene la finalidad de contribuir a los objetivos marcados por SFI de eficiencia y por supuesto, ayudar en la tareas de control y mantenimiento de una manera sencilla y unificada.

En la mayoría de los casos de los sistemas de control explicados es posible también acceder de forma remota desde un dispositivo portátil por ejemplo, lo que permite una monitorización continua siempre que sea necesario.


3.1.3.4 Sistema de control de otros sistemas

Para finalizar con el apartado del sistema de control y para dar una idea de lo completo que es, prácticamente todos los sistemas se pueden monitorizar.

A modo de ejemplo se muestra una visualización del sistema de producción de frío. En él se puede monitorizar el estado de las enfriadoras, las cuales producen el frío de la instalación de vigas frías que mediante unas bombas llega a los equipos.

Figura 28- Esquema de producción de frío

En conclusión, el sistema de control de la instalación es completo y complejo, pero está diseñado para aportar la mayor cantidad de información posible de forma que se pueda monitorizar correctamente el estado de los sistemas de forma inmediata, lo que proporciona rapidez de respuesta en caso de incidencias y mayor flexibilidad para el control.


47

3.1.4 Sistema helpdesk – Incidencias confort de usuario

Para facilitar la introducción de incidencias por parte de los usuarios se dispone de un sistema helpdesk desde el que se pueden notificar las quejas. El objetivo de este sistema es a su vez establecer un orden de prioridad para atender aquellas quejas que sean más críticas, ya sea por razón de puesto o por gravedad de la incidencia.

A continuación se detalla en una tabla con los distintos tipos datos que aparecen para gestionar las incidencias que se han introducido:

Petición Creada Por Puesto

Destino

Fecha

Entrada Estado Prioridad Tipo Solicitud Petición Detalle

Tabla 7- Sistema helpdesk

Se van a definicar cada una de las columnas para que aclarar futuras referencias acerca de alguna de ellas:

1. Petición Creada por: Indica el nombre del usuario que ha introducido la incidencia en el sistema. 2. Puesto Destino: Indica el puesto físico que ocupa el usuario para poder localizar el lugar de la

incidencia de forma sencilla. 3. Fecha Entrada: Almacena el día que se introdujo la incidencia 4. Estado: Indica la etapa de la resolución del problema, puede estar en proceso o solucionado. 5. Prioridad: Indica la urgencia que tiene la incidencia, al tratarse de un edificio muy grande es

necesario aplicar un orden por prioridad en función de la gravedad de la incidencia. 6. Tipo Solicitud: Indica la referencia a la que se debe la incidencia, ya sea por las obras, por

seguridad… 7. Petición Detalle: En este campo se incluye el comentario del usuario en el que se detalla cual es

el problema.

Con la ordenación y almacenamiento de ficheros de este tipo se crea un informe para realizar un seguimiento de los trabajos y coordinar los mismos. A continuación se muestra una tabla ejemplo de este informe en el que están resaltados los trabajos relacionados con este proyecto.

Tabla 8- Ejemplo de informe de incidencias


3.2 COMPROBACIÓN DE LOS PARÁMETROS DE LAS VIGAS FRÍAS

En este apartado se busca completar uno de los objetivos del proyecto que es comprobar los parámetros de funcionamiento de las vigas frías, en este apartado se analizará que tanto parámetros propios de funcionamiento, como la estratificación que producen, como operativos, tales como el consumo, son adecuados conforme a lo que se esperaba en la fase de diseño.

3.2.1 Análisis de la velocidad del aire

No se ha realizado un análisis acerca de la velocidad del aire debido a que se han encontrado otros requerimientos más urgentes en relación con los consumos que se producen y otros ajustes de los sistemas para mejorar la actuación general.

Se han detectado problemas de corrientes que se explicarán en 3.2.3 Disconfort por corrientes ampliamente. A pesar no haberse realizado este informe concretamente se va plantear su estudio para que en un futuro la compañía tenga una mayor facilidad para llevarlo a cabo.

3.2.1.1 Planteamiento del estudio

El objetivo de este informe sería analizar la velocidad de aire que se producen en el interior de los despachos para poder compararlas con lo que estaba previsto de forma teórica en el proyecto de diseño inicial.

El resultado de este informe debe ser corroborar que se cumple el funcionamiento establecido que es representado en la siguiente figura:

Figura 29- Velocidad de aire proyectada en Open Office

En caso de que no se cumpliese se podrían replantear algunos parámetros como los de velocidad de impulsión pero manteniendo unos niveles que no provoquen ni corrientes ni estratificación.


49

3.2.2 Análisis de la estratificación Se han realizado unas mediciones de la temperatura ambiente tomadas en el núcleo 2.1. Para poder comprobar si se produce o no, estratificación en un despacho tipo o en el open office. En los locales anteriormente indicados se ha realizado la toma de temperaturas, mediante Termohigrómetro calibrado nº ET001 (ver anexo 2), elaborando un perfil de temperaturas a las siguientes cotas del suelo: 0.20 m, 1.50 m y 2.30 m.

3.2.2.1 Estratificación en “Open Office”

Medición a 0,2 metros Medición a 1,5 metros Medición a 2,3 metros

Se puede observar que No existen fenómenos de estratificación en el Open Office, ya que las temperaturas se encuentran en un rango muy pequeño, 23,7º - 24,3º, existen mayores diferencias en las zonas próximas a las puertas que serán analizadas más adelante.

Figura 30- Temperatura a 0,2 m Figura 31 - Temperatura a 1,5 m Figura 32- Temperatura a 2,3 m


51

3.2.2.2 Estratificación “Despacho Tipo”

Si se realiza un zoom en los despachos se obtiene, en función de las distintas cotas:

Se puede observar que no existen fenómenos de estratificación en el despacho elegido, la temperatura obtenida en las diferentes cotas es la misma. Por lo que se confirma la No Estratificación prevista en la fase de diseño.

Se ha detectado además que de forma general las sondas de temperatura del sistema de control, miden aproximadamente 1ºC por encima del equipo utilizado en las mediciones de temperatura.

0,2 m. 1,5 m. 2,3 m.

Figura 33- Estratificación en un despacho tipo


3.2.3 Análisis del confort (Draft Rating) Mediante la herramienta de helpdesk, durante algunas semanas se han recibido las siguientes quejas en el núcleo 2/1:

Figura 34 - Incidencias en núcleo 2/1

Tal y como se ilustra en la figura las incidencias están divididas en dos tipos; por frío y por corrientes. Estos problemas se deben principalmente a que la zona:

- Está situada junto al núcleo y los pasillos del núcleo están sin climatizar. - Está situada a nivel de calle y para acceder es necesario pasar por una zona acristalada sin climatización. Hay momentos en que las dos puertas están abiertas y se generan corrientes

3.2.3.1 Normas en relación al porcentaje de insatisfechos por corrientes de aire

Según la NTP 779 del instituto nacional de seguridad e higiene en el trabajo, esta NTP viene de la norma UNE-EN-ISO-7730/2006. La NTP 779 indica un valor de PD (Percentage of Dissatisfied) inferior al 10 % para un ambiente Categoría A, el valor PD aumenta en función de la categoría del ambiente, para un ambiente clase B PD será inferior al 20% y para un ambiente C PD será inferior al 30 %.

Según el RITE, en la determinación de condiciones de bienestar en un edificio se tendrán en consideración otros aspectos descritos en la norma UNE-EN-ISO-7730. Es decir te remite a la norma UNE-EN-ISO-7730 que es lo que contempla la NTP 779.

3.2.3.2 Disconfort por corrientes Se detectan efectos de corriente y sensaciones de aire frío en aquellas zonas donde se producen aperturas de puertas al exterior, como puertas de a pasarelas. Para evitar estas corriente ha sido necesario la instalación de cortinas de aire, decisión tomada tras un análisis externo más exhaustivo en este apartado. Esta cortina debe tener mayor velocidad descendente de aire, sin incrementar el nivel sonoro para asegurar el confort de los usuarios, también debe permitir dirigir la corriente de aire hacia afuera (hacia la puerta) y por último tiene que ocupar, al menos, la anchura completa del hueco de la puerta.

Zona sin climatizar


53

3.2.3.3 Normas en relación al porcentaje de insatisfechos por temperatura y humedad RITE

Si se trata de insatisfechos por temperatura y humedad el RITE te indica:

IT 1.1.4.1.2. Temperatura operativa y humedad relativa

1. Las condiciones interiores de diseño de la temperatura operativa y la humedad relativa se fijarán en base a la actividad metabólica de las personas, su grado de vestimenta y el porcentaje estimado de insatisfechos (PPD), según los siguientes casos:

a) Para personas con actividad metabólica sedentaria de 1,2 met, con grado de vestimenta de 0,5 clo en verano y 1 clo en invierno y un PPD entre el 10 y el 15 %, los valores de la temperatura operativa y de la humedad relativa estarán comprendidos entre los límites indicados en la tabla.

Estación Temperatura operativa ºC

Humedad relativa %

Verano 23-25 45-60

Invierno 21-23 40-50

Tabla 9- Condiciones interiores de diseño RITE

b) Para valores diferentes de la actividad metabólica, grado de vestimenta y PPD del apartado a es válido el cálculo de la temperatura operativa y la humedad relativa realizado por el procedimiento indicado en la norma UNE-EN ISO 7730.

3.2.3.4 Disconfort por frio Se ha observado que cuando las vigas frías actúan bajo las consignas dictadas por el RITE a 21ºC, el personal tiene frío, por lo que éstas han sido aumentadas hasta los 25,5ºC, (24,5 ºC reales). Tras esta modificación se han reducido significativamente las incidencias diarias de 70-80 hasta 10-15. Estos valores están muy por debajo de los porcentajes mínimos marcados por el RITE de alrededor del 10% que serían 190 personas. Sin embargo, han aparecido algunas quejas por calor, por lo que en el futuro estos parámetros se tendrán que ser probablemente ajustados cuando aumente la temperatura exterior.

3.2.3.5 Conclusiones acerca del confort En términos generales se puede afirmar que el comportamiento de los elementos instalados proporcionan un confort excelente ya que en un edificio de 1900 personas se han alcanzado un nivel de quejas mínimo. Como se puede apreciar se están cumpliendo las normas de confort marcadas por le RITE y el INSH, sin embargo a costa de incumplir las normas de condiciones interiores por lo que en el futuro estos parámetros tendrán que ser modificados para cumplir con todas las normas.


3.2.4 Consumo de las vigas En este apartado nos vamos a centrar en el consumo de gas natural, ya que el consumo eléctrico se va a realizar en otro proyecto específico de la parte eléctrica. El análisis del consumo de agua se comentará en este proyecto más adelante. El consumo de gas de los climatizadores está incluido también en este análisis de consumo de las vigas frías, ya que los contadores de gas no tienen distinción entre estos equipos terminales.

3.2.4.1 Temperatura exterior

En primer lugar se va a mostrar una evolución de la temperatura exterior en Madrid durante diciembre para su comparación posterior con los consumos que se han producido en el complejo. Estas medidas se obtienen de la AMET.

Figura 35- Temperatura media exterior Fuente: AEMET

Con estas medidas se propondrá un análisis para intentar relacionar el impacto que tienen en el consumo de gas que se produce.

La temperatura media obtenida es de aproximadamente 5,5 ºC.

Se puede observar que las temperaturas variaron en un estrecho margen de alrededor de ± 2ºC.

Para acceder al valor numérico de cada día véase el Anexo 4.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Tº media exterior


55

3.2.4.2 Consumo real

En este apartado se va representar gráfica la evolución del consumo de gas consumido en el M14, los consumos producidos durante los fines de semana no se van a tener en consideración ya que se produce un evidente desajuste debido a la desocupación del edificio.

Para analizar el consumo de gas facturado hay que tener en cuenta lo siguiente:

- La instalación solar térmica de ambas parcelas no ha estado operativa hasta el mes de diciembre de 2013.

- En la central térmica del edificio de la parcela M14, el suministro para la caldera de 130 kW, destinada a suministrar ACS de forma eficiente en época estival si fuera necesario, registra consumo (en periodo de calefacción no debería registrar consumo por la recuperación de calor). Este punto se tratará más adelante en el proyecto.

- El funcionamiento de las 2 centrales térmicas ha sido continuo las 24 horas del día, todos los días de la semana. A partir del actual mes de enero se han ajustado los horarios de funcionamiento al uso del edificio.

- La banda muerta de la temperatura de consigna por el día es ±1ºC, y ±5ºC para las noches, los fines de semana y los días festivos.

- Las temperaturas de consigna en oficinas y salas de reuniones han variado desde los 21ºC de diseño hasta 25ºC por los motivos de confort anteriormente comentados en el proyecto.

- El sistema de climatización de los edificios de las parcelas M14 y M17 no se encuentra totalmente ajustado en su totalidad, realizándose trabajos actualmente (climatizadores, fan-coils, cajas de ventilación, conductos de aire, vigas frías y BMS),

- El sistema no está todavía optimizado en cuanto a los distintos parámetros de funcionamiento (banda muerta en válvulas de viga fría, temperaturas de consigna en aerorefrigeradores, etc.).

El gráfico obtenido es el siguiente:

Figura 36- Consumo de gas Diciembre

Para ver el detalle del consumo ver el Anexo 5.

150000

160000

170000

180000

190000

200000

210000

220000

230000

240000

Consumo gas


3.2.4.3 Comentarios al consumo de gas

La variación en la pendiente del consumo muestra una cierta proporcionalidad (inversa) con la evolución de la temperatura exterior, se pueden observar especialmente los días 13 y 27 de diciembre que al bajar bruscamente la temperatura aumenta la pendiente de consumo.

Aunque en el análisis diario también se aprecian desviaciones aparentemente no justificadas por las condiciones climáticas. Por ejemplo, la tendencia de consumo ha sido de ir aumentando paulatinamente cuando la temperatura se ha mantenido excepto alguno cambios bruscos, estable. Estas desviaciones del consumo de gas están justificadas en parte, por la necesidad de emplear gas en calentar/asentar la temperatura del hormigón del edificio lo que ha provocado un aumento del consumo.

3.2.5 Flexibilidad en la implantación Las salas de reuniones y las oficinas tienen diferentes perfiles de carga interna, y por lo tanto al cambiar de un espacio a otro es posible que se requiera cambiar la estrategia de refrigeración en el espacio.

Basándose en los criterios de diseño indicados a continuación, los espacios tienen un perfil de carga distinto, pero en total los consumos de refrigeración son muy similares, lo que significa que la estrategia de refrigeración puede aplicarse a ambos tipos de espacio y no se requiere un cambio de estrategia. Quedan sólo las cuestiones del cambio del tipo de espacio y el efecto en los trazados de los equipos.

Densidad de

ocupación

Carga sensible

por persona

Carga

Ocupantes

Carga

Iluminación Equipos

Ganancias

totales

[persona/m2] [W*persona] [W*m2] [W*m2] [W*m2] [W*m2]

Oficinas 10 75 7,5 15 20 42,5

Sala de Reunión 5 75 15 12 10 37

Tabla 10 - Ganancias que afectan a la flexibilidad de las salas

Se ha realizado el estudio de flexibilidad con tres supuestos de tamaño de salas de reunión tipo con el objetivo de ver las modificaciones que serían necesarias realizar en la actual instalación de vigas frías. Evaluando las posibles implicaciones y ventajas e inconvenientes en cada uno de los casos.

Para ello se parte de una zona cualquiera de oficinas pegada a la fachada, en la que esté representado el estado actual de las vigas frías y se irá superponiendo los diferentes tamaños de sala de reuniones.

Los siguientes diagramas son de naturaleza conceptual para dar una apreciación de la situación, donde lo primordial es la sencillez de la explicación y visualización no el tamaño adecuado de las vigas u otras medidas que puedan aparecer.


57

3.2.5.1 Sala de reuniones para menos de 6 personas

En primer lugar se ha analizado el caso de una sala de reunión pequeña, con un tamaño de 3x4,5 m2 . Con capacidad de hasta 6 personas.

Figura 37 - Sala de reunión pequeña

Se han estudiado las posibilidades de que la sala se encuentre en la misma posición que la Figura 24 o que se encuentre en horizontal.

En la Figura superior se puede observar que sería necesario reconfigurar el diseño de la configuración de las vigas frías ya que el nuevo tabicado cortaría la viga fría en el caso de la izquierda. Sería necesario desplazar dos vigas tal y como se puede observar en la figura, también es posible mantener la viga inferior en su posición ya que aparece sobredimensionada. Las conexiones de agua fría y caliente necesitarían corregirse para que se pudiesen efectuar conexiones a las nuevas unidades y proporcionarse nuevas derivaciones en las existentes. Además el suministro de aire fresco a la nueva sala de reuniones tendría que aumentarse debido a los mayores niveles de ocupación que habría.

Por otro lado si la sala de reuniones se sitúa horizontalmente se puede observar que no sería necesario cambios en el diseño.

Otra posibilidad que hay tener en cuenta es que si los tabicados no tuviesen altura plena no sería necesario modificar la configuración de las vigas frías en ningún caso. Esto es posible ya que las ganancias son parecidas en entre open office y sala de reuniones tal y como se muestra en la Tabla 10 por lo que las potencias requeridas por metro cuadro son similares.

No es necesario realizar cambios en el diseño.

Es necesario realizar cambios en el diseño.

Figura 38- Sala de reuniones 4,5 x3 sobre plano


3.2.5.2 Sala de reuniones para 6/8 personas En segundo lugar se ha analizado el caso de una sala de reunión mediana con un tamaño de 4,5 x3,75 m2 y una capacidad aproximada de 6 a 8 personas.

Figura 39- Sala de reuniones para 6/8 personas

Nuevamente se ha posicionado la sala posición vertical. Sin embargo la posición horizontal (Figura 39) no es necesaria estudiarla ya que es igual que en el caso horizontal anterior y añadirla no aportaba valor.

Es posible observar en la Figura superior que de nuevo el caso de la sala de reuniones en posición vertical implicaría cambios en la configuración del diseño. Es importante destacar dos aspectos sobre este caso en concreto.

El primero es que las vigas necesitarían desplazarse aproximadamente a la posición marcada en la figura, esto provocaría que las conexiones de los conductos que las dan servicio necesitarían modificarse para adecuarse a las nuevas disposiciones de las vigas.

Por otro lado, el segundo aspecto a considerar es la potencia de la nombrada “Viga Superior” que se encuentra en la posición inmediatamente superior a la sala de reuniones. Esta potencia puede que se deba aumentar ya que la viga fría da servicio a una superficie mayor.

Figura 40- Caso sala de reuniones en posición vertical 3,75 x4,5


Viga Superior


59

3.2.5.3 Sala de reuniones para 10/12 personas

En segundo lugar se ha analizado el caso de una sala de reunión mediana con un tamaño de 6 x4,5 m2 y una capacidad aproximada de 10 a 12 personas.

Figura 41- Sala de reuniones para 10/12 personas

Se han estudiado las posibilidades de que la sala se encuentre en posición vertical u horizontal.

En esta ocasión tal y como se puede observar en la figura superior es la posición vertical la que no requiere cambios en el diseño.

Sin embargo, en caso de situar la sala de reuniones en horizontal sí que serían necesarios cambios en la configuración de las vigas frías. La “Viga Superior” tendría que aumentar su potencia ya que daría servio a una zona más amplia. Otras dos vigas tendrían que ser desplazada aproximadamente al lugar indicado con líneas discontinuas.

3.2.5.4 Conclusión

Se concluye que la flexibilidad de las vigas frías implantadas es buena en general ya que en algunos casos no es necesario modificarlas en absoluto y en el resto son necesarios pequeños ajustes. Además tal y como ya se ha comentado, dado que las ganancias entre Open Office y las salas de reunión son parecidas, en caso de que el tabicado no tuviese altura plena (traspasando el falso techo) no sería necesaria la modificación de la configuración en ningún caso.

No es necesario realizar cambios en el diseño. Viga Superior


Figura 42- Sala de reuniones 6 x4,5 sobre plano


3.2.6 Capacidad de funcionamiento del Open Office

El Open Office ocupa el 60 % del espacio total disponible, lo que convierte a las oficinas en un elemento muy importante y es necesario estudiar la capacidad de ocupación que tienen.

Para hallar esta capacidad se va a examinar la ocupación máxima posible para cumplir los requisitos de LEED y el CTE (código técnico de edificación) establecidos en la fase de diseño del proyecto, eligiendo entre ambos el que sea más restrictivo.

Se muestran a continuación los criterios de diseño de la ventilación:

CRITERIOS DE DISEÑO DE VENTILACIÓN

Sala de reuniones

Ocupación (m2/persona)

Índice de caudal (l/s*m2)

Índice mínimo de caudal aire exterior según LEED EQc1 10 0,55

Índice mínimo de caudal de aire exterior según LEED EQc2 10 0,72

Índice mínimo de caudal de aire exterior según CTE** 10 1,25

Índice real de caudal de aire exterior suministrado* 1,5

* Mínimo para un sistema de vigas frías **Los criterios de diseño actuales para los mínimos de CTE exceden el índice del caudal de aire exterior que se requiere en el punto 62.1 de ASHRAE para EQc1 y EQc2

Tabla 11- Criterios de diseño de ventilación de oficinas

A la vista de la tabla superior se puede observar que con el índice de caudal real de 1,5, al tener una pequeña desviación superior respecto del mínimo exigido por el CTE permitirá también una ocupación de 10 m2/persona. En cuanto a los criterios de diseño para cargas de refrigeración, se obtiene:

CRITERIOS DE DISEÑO PARA CARGAS DE REFRIGERACIÓN

Sala de reuniones

Ocupación

(m2/persona)

Carga de

refrigeración

(W/m2)

Iluminación 15

Iluminación (área perimetral ante máxima ganancia solar) 5

Estructura y ganancia solar del edificio (área perimetral) 50

Baja potencia 20

Ganancias de calor del ocupante (máximo en área) 10 7,5

Ganancias de calor del ocupante (máximo a través de la superficie) 10 7,5

Tabla 12- Criterios de diseño para cargas de refrigeración de oficinas

A la vista de ambas tablas se establece que la ocupación máxima de oficinas es, por tanto, de 10 m2/persona.


61

3.2.7 Capacidad de funcionamiento de la sala de reuniones

Las salas de reuniones ocupan aproximadamente un 40% del espacio total, por lo que es importante comprobar la capacidad teórica que tienen.

Para hallar esta capacidad se va a analizar, al igual que se ha realizado en el apartado anterior, la ocupación máxima posible para cumplir los requisitos de LEED y el CTE establecidos en la fase de diseño del proyecto, eligiendo entre ambos el que sea más restrictivo.

En primer lugar se van a estudiar los criterios de diseño de la ventilación, resultando:

CRITERIOS DE DISEÑO DE VENTILACIÓN

Sala de reuniones


Índice de caudal

(l/s*m2)

Índice mínimo de caudal aire exterior según LEED EQc1 3 1,13

Índice mínimo de caudal de aire exterior según LEED EQc2 3 1,46

Índice mínimo de caudal de aire exterior según CTE 3 4,17

Índice real de caudal de aire exterior suministrado 3 4,17

Tabla 13- Criterios de diseño de ventilación de salas de reuniones

Se puede observar que la máxima ocupación en todos los casos es de 3. Es necesario, además, estudiar los criterios de diseño par cargas de refrigeración, éstos son descritos a continuación:

CRITERIOS DE DISEÑO PARA CARGAS DE REFRIGERACIÓN

Sala de reuniones


Carga de refrigeración

(W/m2)

Iluminación 15

Iluminación (área perimetral ante máxima ganancia solar) 5

Estructura y ganancia solar del edificio (área perimetral) 50

Baja potencia 10

Ganancias de calor del ocupante (máximo en área) 1,8 42

Ganancias de calor del ocupante (máximo a través de la superficie) 3 25

Tabla 14- Criterios de Diseño para cargas de refrigeración de salas de reuniones

Para la carga de refrigeración pico a través de la superficie se supone que sólo un 60% de las salas de reuniones en dicho piso se encuentran ocupadas (a una densidad máxima, 1 persona / 1,8m²). Esto equivale a una densidad promedio de 1/3m² para el área de salas de reuniones.

Por lo tanto es equivalente en la realidad a 3 personas/ m2 siendo ésta la capacidad de ocupación máxima posible.


3.3 ANÁLISIS DE LOS PARÁMETROS DE LOS CLIMATIZADORES

Este apartado está en la línea de análisis del anterior sólo que en este caso el análisis está centrado en lo puramente operativo, como funcionamiento, facilidad de uso etc. Se realiza también para dar respuesta a un objetivo del proyecto acerca del funcionamiento de los climatizadores.

3.3.1 Confirmar parámetros de funcionamiento

3.3.1.1 Rueda entálpica

Para confirmar los parámetros de funcionamiento se va a estudiar la actividad de la rueda entálpica como elemento recuperador de calor.

En la foto se ilustra el funcionamiento de una rueda entálpica en una situación en la que se precalienta el aire exterior, es decir una situación típica de invierno.

Figura 43- Funcionamiento de rueda entálpica

El trabajo de la rueda entálpica es mayor cuanto mayor sea la diferencia de humedad y temperatura de las dos corrientes de aire. En función de este valor se hallará su eficiencia, que ronda alrededor de 70 a 90 %.

Para confirmar su funcionamiento se va a comparar con el fruncimiento del otro elemento que se estudió instalar, el recuperador de placas (Ver 2.2.1.3). Teniendo en cuenta los ahorros que se produzcan, el espacio que ocupa cada solución y los costes que tendría cada solución.

Los ahorros que se producen provocan reducciones de la tarifa eléctrica por motivos evidentes de eficiencia, pero también producen ahorros de gas por un menor uso de la caldera.


63

En el siguiente diagrama psicométrico se puede observar el efecto que tiene la rueda entálpica sobre las condiciones del aire exterior que se introduce en el climatizador, se han marcado varias condiciones típicas de verano y otras de invierno, también se marca la temperatura de confort de impulsión al local:

Como se puede apreciar en la figura superior la rueda entálpica acerca las condiciones del aire exterior al punto de confort establecido tanto en condiciones de verano, como en condiciones de invierno.

Este acercamiento provocará que la potencia necesaria para climatizar el aire de impulsión sea muy inferior a la necesaria en caso de no utilizar ningún recuperador de calor.

Figura 44- Diagrama psicométrico rueda entálpica


Esto se muestra en el siguiente diagrama psicométrico mostrando el efecto que tiene el recuperador en un caso de verano:

Figura 45- Efecto Rueda Entálpica sobre Potencia

Considerando la rueda entálpica, se va a hallar la potencia necesaria para la refrigeración:

�� ∗ 0,3�� 10000 ∗ 0,3 ∗ �27,2 � 25� � 6600 kcal/h

�� ∗ 0,7�� 10000 ∗ 0,7 ∗ �13 � 9,2� � 26600kcal/h

Ptot= 33200 kcal/h

Utilizando el factor de conversión 1,16 kcal/h=1W� P=28,62 kW

La potencia obtenida sin considerar el recuperador es :

�� ∗ 0,3�� = 10000*0,3*(35-25)= 30000 kcal/h

�� ∗ 0,7�� 10000 ∗ 0,7�17,7 � 9,2� � 59500 kcal/h

Ptot= 89500 kcal/h por tanto se obtiene una potencia total del climatizador,

P=77,15 kW

Por tanto el ahorro total del recuperación será la diferencia entre ambos es:

Ahorro del recuperador= 48,53 kW

Por tanto el ahorro producido es de 48 kW por unidad de climatización, al ser un total de19 este ahorro se multiplicará por este total resultado un total de 951 kW en el total del complejo.


65

3.3.1.2 Recirculación

Existe la posibilidad también de establecer un modo de recirculación en el climatizador, tal y como se ilustra en la figura:

Esta opción se utiliza en los siguientes casos:

a) Para recircular el aire de retorno sin aporte de aire exterior: Lo que es de utilidad en periodos nocturnos por ejemplo, ya que al recircular el aire evitas que éste salga al exterior y se gaste energía en climatizar aire exterior. Si se desea activar la recirculación la compuerta se abre totalmente mientras que en condiciones normales de funcionamiento esta compuerta se encuentra totalmente cerrada.

b) Para mezclar aire exterior y aire recirculado cuando se necesita aire fresco:

En este modo de funcionamiento la compuerta se alterna entre completamente abierta al recircular y completamente cerrada al introducir aire fresco.

Figura 46- Funcionamiento normal VS recirculación


3.3.2 Capacidad utilización

En la siguiente figura se puede apreciar la capacidad que existe de utilización de los climatizadores, esta capacidad está ligada a la capacidad de modificación que hay de las distintas consignas de funcionamiento:

Figura 47- Capacidad de utilización de climatizadores

Como ya se ha comentado previamente en el apartado de sistema de control existen muchas consignas que pueden ser modificadas para ajustar el funcionamiento a las necesidades de cada momento y poder en muchos casos que se estudiaran más adelante produciendo ahorros. Por ejemplo, en momentos de desocupación del edificio, estableciendo recirculación como ya se ha explicado o similares.


67

3.3.3 Facilidad de uso

Para facilitar el uso de estos elementos y, a su vez, optimizar el mismo, se han realizado una formación de una semana con el fabricante, con ejemplo de funcionamiento e incluyendo un examen al final para determinar la capacidad de operación de esta instalación por parte del personal de mantenimiento.

En este curso se explicaron los siguientes temas:

- Instalación - Humidificadores por electrodos - Seguridad - Conexiones eléctricas y tarjeta electrónica - Controles - Condiciones de funcionamiento - Mensajes de fallo - Descripción parámetros de control

En todos los casos se resaltaba la importancia que tenía cada uno de los distintos puntos, especialmente los el de condiciones de funcionamiento en el que se detallaban entre otras otros la humidificación/ calentamiento, en espera (Stand-by) o sin demanda. Otros estados como el de vaciado que se estudiará más adelante al consumo (ver 4.4.2) también fueron incluidos.

3.3.4 Consumo

Los datos de consumo de gas de los climatizadores están incluidos en los análisis de las vigas frías, ya que no existe distinción a nivel de contadores de los consumos que produce un equipo de climatización y las unidades terminales. Por lo tanto todos estos valores se han tratado de forma unificada.

Sí que se podría tener acceso al consumo eléctrico que producen mediante el sistema de control implantado, sin embargo, como ya se ha comentado previamente ya se está realizando un proyecto en paralelo en que se centra específicamente en los consumos eléctricos. Consecuentemente no se han incluido es los estudios de este proyecto.


3.3.5 Funcionamiento del humectador

El funcionamiento del humectador se basa en unas sondas en ambiente en las oficinas que determinan la humedad del espacio, lo que determinan es que si el valor es inferior al 40%, por lo tanto, incumpliendo la normativa (ver 3.2.3.3 Normas RITE) manda al climatizador que ponga en marcha el humectador metiendo agua pulverizada al aire que se introduce en las oficinas.

La carencia en el control de humedad repercute en los siguientes aspectos:

- Confort: Bienestar ambiental - Salud: Enfermedades respiratorias, virus, bacterias, alergias, etc. - Materiales: Higroscópicos y corrosión. - Electricidad estática: Riesgo según ambiente y malestar.

El rango de humedad se ilustra en la siguiente figura obtenida de un estudio realizado por E. M. Sterling:

Figura 48- Rango Óptimo de humedad Fuente: E. M. Sterling Study

En la figura superior se puede apreciar que el rango de humedad relativa óptimo es de 40-60% ya qye es donde se produce el mínimo de problemas para salud o de confort.

De ahí la importancia de tener un buen control de humedad y mantenerla a unos niveles adecuados.


69

3.4 ANÁLISIS DE LA EFICIENCIA DEL AGUA

En este apartado se va a estudiar el consumo de agua de agua que se ha producido en diciembre y si efectivamente se ajusta a lo que se había previsto de manera teórica (Ver Apartado 2.3).

3.4.1 Consumo de diciembre

El consumo de agua se da en Volumen (m3) y se incluye el del edificio M14 y M17.

El gráfico obtenido de consumo de agua es el siguiente:

Figura 49- Consumo de agua en diciembre

Si se desea acceder a todos los valores de consumo que se han producido desglosados por zonas consultar el Anexo 6. Estos valores no se almacenan de forma automática sino que es necesario consultarlos in situ una vez al día.

Es posible apreciar que la tendencia de consumo se ha mantenido constante excepto en la 2º semana, en la siguiente tabla se muestran los incrementos semanales:

Tabla 15- Consumo Semanal de agua

Por lo tanto el consumo total en diciembre asciende a 1134 m3.

10000

10500

11000

11500

12000

12500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Volumen (m3)

Sem. 49 Sem. 50 Sem. 51 Sem. 52

299 438 226 171

Incremento de consumo semanal


3.4.2 Comentarios al consumo

Se puede observar que en la Figura 49- Consumo de agua en diciembre que el consumo de agua medido es el acumulado desde el que comenzó a funcionar el complejo en mayo (Consultar el apartado 3.1.2), aunque realmente el consumo se empezó a contabilizar entonces hasta julio no fue cuando empezaron a llegar las primeras facturas de la compañía. El análisis de las mismas no era posible hasta noviembre cuando la ocupación del complejo era total y diciembre era el primer mes completo en el que ya se podía esperar un consumo normalizado, de ahí que sea el mes elegido para este análisis.

Tal y como se puede apreciar en la Tabla 15- Consumo Semanal de agua los consumos tienen una tendencia a disminuir 3 de las 4 semanas, excepto la semana 50 en el que aumenta considerablemente esto se debe a se vació el colector de las enfriadoras a vigas frías para limpiar los filtros, provocando un considerable aumento del consumo al reponer el agua. El colector tiene unas dimensiones de 4-5 km de red de tubería por lo que su vaciado implica un importante aumento del consumo de agua cada vez que es necesario su vaciado.

Para comprobar realmente que los ahorros producidos son lógicos, se va a realizar en el último apartado del proyecto una comparación con otro edificio de oficinas para comprobar que se produzcan realmente estos ahorros.


71

4 ANÁLISIS POSTERIOR

En este último apartado del proyecto se van a realizar los denominados Análisis Posteriores. Estos análisis se van a centrar en la comparación y estudio de los valores que se han ido obteniendo. En el desarrollo se ha ido llegando brevemente a distintas conclusiones en función de las distintas áreas que se estaban estudiando, sin embargo, en este se va a profundizar algo más con el objetivo de aportar mayor valor al proyecto tanto a nivel académico, como para la empresa SFI.

4.1 ANÁLISIS DE SOBREDIMENSIONAMIENTO Y DESVIACIÓN DE LO

PREVISTO

En primer lugar se va a realizar un análisis de dimensionamiento en el que se comprobará la capacidad el complejo y se analizará la desviación de lo previsto respecto a la fase de diseño.

4.1.1 Valores Generales - Capacidad de enfriamiento y calefacción

En este apartado se va a analizar la capacidad de enfriamiento y calefacción que tienen los sistemas instalados. Para ello se va a comparar la capacidad instalada contra la requerida en ambos casos.

Figura 50- Boceto del complejo

Como ya se ha dicho anteriormente en el proyecto la Fase 1 es la que concierne a este proyecto, pero es interesante dar el dato general previsto para luego centrarse en la Fase 1, concretamente en las zonas de oficinas.

Fase 2 Fase 1


Área total de Fase I+II = 141.000 m2

De los cuales alrededor del 40% es la fase I y el 60% restante es la fase II.

Planta de Calefacción:

• Capacidad Todo el proyecto = 11,5 MW • Capacidad Sin Redundancia = 7,6 MW

Planta de Enfriamiento:

• Capacidad Todo el proyecto = 14 MW • Capacidad sin redundancia = 12,35 MW

El área total que requiere de calefacción es inferior a la que necesita enfriamiento, esto se debe a que en general la demanda de frío es superior debido a que un edificio de oficinas requiere normalmente frío casi todo el día y el año.

Cabe destacar también la elevada redundancia que tiene la calefacción comparada con el enfriamiento, el principal motivo es que si se quisiera repetir esa redundancia con los equipos de refrigeración los costes se dispararían. Además las vigas frías al aportar tanto frío como calor la potencia instalada de equipos de enfriamiento elevan automáticamente los de calefacción aunque no sea requerido.

Se va a estudiar ahora de forma individual la capacidad de calefacción y de refrigeración.


73

4.1.1.1 Capacidad de enfriamiento

Las cargas pico de refrigeración en los edificios existentes necesitan estar de acuerdo con el nivel de redundancia requerido. El nivel de redundancia requerido es del 185% para las zonas críticas, como es la sala de información, 112% para las oficinas, ninguna para los restaurantes y otros espacios comunes.

En la siguiente figura se van a representar las distintas zonas relevantes para el estudio de la capacidad de refrigeración en la Fase 1:

Se representan en la siguiente tabla las necesidades de refrigeración y las capacidades instaladas en función de las zonas definidas en la figura superior y las redundancias que requieren:

Tabla 16- Capacidad de enfriamiento

Se puede observar que en Fase 1 la capacidad de total de enfriamiento requerida es de 4200 KW mientras que la Capacidad Instalada se eleva hasta 5982 KW, esto da una sobrecapacidad de 1782 KW en total. Esta sobrecapacidad representa un 42% más que las necesidades que se han establecido en función de las cargas estimadas.

Redundancia 112% 112% 185%

Necesidad de

Refrigeriación (kW)1750 700 1750 4200

Capacidad Instalada

(kW)1960 784 3238 5982

Oficinas

M14

Oficinas

M17

Sala

InformaciónTotal

Figura 51- Capacidad de enfriamiento

Oficinas M14

Oficinas M17

Sala de información


4.1.1.2 Capacidad de Calefacción

El pico de carga de la demanda de calefacción es satisfecha con calderas ubicadas en el centro de energía y en los edificios en la fase 1. La planta de caldera es modular y dimensionada a fin de cubrir el 120% de la carga amplia básica del sitio.

En la siguiente figura se van a representar las distintas zonas relevantes para el estudio de la capacidad de calefacción en la Fase 1:

Se puede observar que la sala de información no aparece en esta ocasión esto se debe a que esta sala sólo tiene necesidades de refrigeración. Por lo tanto los resultados de capacidades de calefacción son:

Tabla 17- Capacidad de calefacción

La sobrecapacidad en esta ocasión es de 801 KW que supone un 20,6% más que las necesidades de calefacción, lo que es coherente al tratarse toda el área a calefactar de zona de oficinas que exigen un 120% de redundancia. Las posible diferencias con estos valores se pueden deber al efecto de recuperar calor en los climatizadores.

Oficinas M14 3.070 130 3.630

Oficinas M17 1.129 20 1.520

Total 4.199 150 5.150

Max. Demanda

ACS

Max. Demanda

Calefacción

Capacidad

Instalada (kW)

Figura 52- Capacidad de calefacción

Oficinas M14

Oficinas M17


75

4.1.2 Dimensionamiento de la calefacción

Para realizar este análisis se usarán datos estudiados en el apartado 4.1.1.2 - Capacidad de calefacción, entre otros datos citados también anteriormente también en el desarrollo delo proyecto.

La demanda establecida en el proyecto se ilustra en la siguiente tabla:

Potencia Útil kW Demanda m3/h h/día - días/año

Consumo anual

m3 kWh

Oficinas M14 3.500 368 6-260 574.080 6.808.589

Oficinas M17 1.440 152 6-260 237.120 2.812.243

Tabla 18- Instalación receptora

Se puede observar respecto al análisis de la capacidad que los datos de ACS no se tienen en cuenta, esto se debe a que son muy inferiores y así facilitar el cálculo ya que no influye apenas en el resultado final.

La demanda está establecida en el proyecto, con su valor y el número de días que serán necesaria se obtienen los m3 de consumo anual, y mediante el factor de conversión de 11,63 kW/m3 obtenemos el valor de kWh. Este es el valor que nos interesa debido a que es el modo de facturación de empresa proveedora.

Para comparar con estos datos proyectados sólo se van a tener en cuenta los valores de diciembre igual que en aparatados previos, ya que anteriormente el edificio se estaba poniendo en marcha, regulando y el nivel de ocupación ha ido variando en el tiempo.

4.1.3 Datos de partida

Hay que tener en consideración los mismos factores citados en el apartado 3.2.4 Consumo de las vigas, cuando se analizó el gasto de gas.


4.1.4 Análisis del consumo real frente a la simulación energética realizada con el programa CALENER.

Aunque no se hayan ampliado a lo largo del proyecto hasta ahora, en el proyecto de ejecución se incluyen los siguientes resultados de la simulación realizada para este edificio con el programa CALENER: M14:

Figura 53- Simulación CALENER M14

M17:

Figura 54- Simulación CALENER M17

Se registra de forma separada el consumo de los equipos de bombeo, por lo que se puede considerar entonces que el de calefacción y ACS es casi en su totalidad consumo de gas. Partiendo del correspondiente consumo de energía primaria y aplicando el factor de paso de 1,011 que utiliza CALENER, se obtienen los siguientes valores de energía final:

Diciembre

M14 M17

Simulación CALENER 87172 29177

Consumo Registrado 559636 268118

Tabla 19- Simulación VS Realidad


77

Se aprecia que los datos de la simulación de CALENER son muy inferiores a los reales producidos, por lo que aun considerando que las instalaciones puedan no estar totalmente ajustadas y los horarios de funcionamiento sean más amplios de lo que la simulación haya previsto, no los podemos dar por fiables de momento para realizar estimaciones del consumo previsible en el total del año.

El CALENER es el valor al que se deberá llegar, lo que ha sucedido que el sistema estaba sin control, funcionando 24 horas, con unos valores de consigna más altos que los indicados en CALENER (21 a 24,5º) con éstos y algún otro valor la tendencia es acercarse al valor de CALENER. Por lo tanto, se pretenderá estar cerca cuando pase un año del uso del edificio y cuando los sistemas están perfectamente calibrados.

En cualquier caso los valores de CALENER para este edificio no son malos cuando los realizas en cada unidad de liquidez, empeora cuando balanceas todo el conjunto.

Tampoco se pueden comparar estos valores obtenidos con los de la “Tabla 18- Instalación receptora”, pues no son mensuales sino del conjunto del año. Por otro lado, no se basan en consideraciones de demanda energética sino en un número de horas de funcionamiento diario a plena carga todo el año, por lo que el resultado es incierto. Por este motivo se va a plantear un nuevo análisis en el que se realice una nueva estimación que le pueda ser de mayor utilidad a SFI para los próximos meses.

En los siguientes apartados se va a realizar una estimación del coste a 6 meses y una estimación del coste del gas natural a 6 meses y el coste que implica aumentar los grados de consigna en condiciones de invierno, para analizar cuánto cuesta a SFI tener los equipos funcionando a una temperatura de consigna de 24,5º.


4.2 COSTE QUE REPRESENTA AUMENTAR EN UN GRADO LA

TEMPERATURA DE CONSIGNA .

Para determinar el coste económico que significa aumentar la temperatura de consigna en 1º C, se debe primero analizar la energía que se consume. Este análisis se va a realizar para el periodo de invierno, ya que bajo una casuística de verano no tendría sentido.

La energía necesaria para calentar un edificio viene dada por la siguiente expresión:

Q = �∑(�� ∗ �� ∗ ∆!] + �$% ∗ & ∗ ∆�']

�� = Transmitancia térmica de cada parte de la envolvente del edificio (W/m2 K)

�� = Superficie de cada parte de la envolvente del edificio (m2)

M = masa de aire a calentar (Kg).

Cp = calor específico del aire seco f (t,p) (J/kg ºK)

∆�( = (Tint – Text),

Tint = temperatura interior o de consigna = 21 ºC Establecida por el RITE y en el proyecto

Text = temperatura exterior

En este caso, la energía que se va a consumir es directamente proporcional al ∆�', ya que ni el edificio (dimensiones, volumen, cerramientos, propiedades y características de los materiales) ni la propiedades del aire cambian, solo aumentamos la temperatura interior.

En condiciones de proyecto está establecido:

Mes Tint Text media mensual

(Tint – Text)

ºC ºC ºC

Octubre 21 14,6 6,4

Noviembre 21 9,7 11,3

Diciembre 21 7,0 14,0

Enero 21 6,1 14,9

Febrero 21 7,9 13,1

Marzo 21 10,7 10,3

Abril 21 12,3 8,7

Media del periodo de calefacción

21 9,8 11,2

Tabla 20- Temperaturas previstas en fase de diseño

La temperatura media mensual se obtiene de la AEMET para Madrid (aeropuerto) como ya se ha hecho para otros apartados.


79

Al subir en 1ºC la temperatura de consigna tenemos un nuevo ∆�', respecto a las condiciones de proyecto el incremento de coste será de:

Mes Tint Text media mensual

(Tint – Text) Incremento

de coste

ºC ºC ºC %

Octubre 22 14,6 7,4 16%

Noviembre 22 9,7 12,3 9%

Diciembre 22 7,0 15,0 7%

Enero 22 6,1 15,9 7%

Febrero 22 7,9 14,1 8%

Marzo 22 10,7 11,3 10%

Abril 22 12,3 9,7 11%

Periodo de calefacción

22 9,8 12,2 9%

Tabla 21- Costes de aumentar un grado la temperatura de consigna

Al ser directamente proporcional al incremento de la temperatura, relacionamos el grado de aumento con la diferencia de temperaturas que se había hallado previamente, se obtiene que el aumento medio del coste durante el periodo de calefacción es de alrededor de un 9%.

Dado de este valor se ha realizado para una temperatura de consigna de 22 ºC, cuando realmente el edificio está trabajando a 24,5 habría que multiplicar a el coeficiente obtenido la diferencia real de 3,5ºC. De acuerdo con esto, se obtendrían los siguientes valores:

Incremento de coste actual

%

55%

31%

25%

23%

27%

34%

40%

33%

Tabla 22- Coste de aumentar 3,5 grados la temperatura de consigna

Parte de la diferencia obtenida entre el CALENER y la realidad se puede explicar por este motivo, se observa que debido a la diferencia entre realidad y proyectada los consumos se incrementarán en un 33% sobre los establecidos en la fase de diseño.

Por otro lado, pensando en el coste de dinero que supone este aumento para SFI es de recibo que se pretenda ajustar este consumo con la mayor brevedad posible.


4.3 ESTIMACIÓN DEL CONSUMO DE MEDIO AÑO

Para hacer de mayor utilidad el proyecto para la empresa, se va a realizar ahora una breve estimación del consumo que se produciría en 6 meses. Esta duración irá desde octubre a marzo, esta estimación será de utilidad para futuros estudios de SFI. Esto es porque podrá comprobar una primera estimación realizada con el conocimiento de los primeros datos veraces que se produzcan a partir de enero y verificar que si se han ido ajustando al mismo.

Esta estimación se va a centrar en el consumo que se produce las necesidades de calefacción sin entrar en los consumos que se generan a raíz del ACS, debido a que la ACS utiliza otros factores externos como energías renovables, que reducen en gran medida el coste de su consumo.

4.3.1 Datos de partida

Se ha partido de la demanda térmica máxima del edificio, indicada anteriormente (Tabla 18- Instalación receptora). Sobre ella hemos considerado los siguientes factores de corrección:

1. Factor de carga de la instalación:

Se ha aplicado el perfil de carga “Blue Angel”, que establece los siguientes porcentajes de operación a lo largo de un período completo de calefacción:

Nivel carga instalación

Tiempo de operación

100% 6%

75% 15%

50% 35%

25% 44%

Tabla 23- Factor de carga de la instalación

2. Reducción por ausencia de ventilación en periodos nocturnos, festivos y fines de semana

Se ha estimado una reducción de la carga térmica del 40% durante los periodos de no ocupación como consecuencia de en estos momentos se recircula el aire de tratamiento (sin ventilación).

3. Reducción por disminución del punto de consigna en periodos nocturnos, festivos y fines de semana y ampliación de banda muerta en la temperatura de consigna

Por este concepto se considera una reducción de la carga térmica del 20%.


81

Las horas de funcionamiento consideradas durante la época de calefacción han sido las siguientes:

Días Horas días Laborales Horas no ocupación

Mes Total Laborales F.S + Fest

h/día Total h/noche h/F.S. + Fest.

Total

Oct 31 22 9 16 352 8 24 392

Nov 30 20 10 16 320 8 24 400

Dic 31 19 12 16 304 8 24 440

Ene 31 21 10 16 336 8 24 408

Feb 28 20 8 16 320 8 24 352

Mar 31 18 13 16 288 8 24 456

Total 182 120 62 1.920 2.448

Tabla 24- Horas de funcionamiento

Conforme a esta tabla de horas de funcionamiento y la máxima demanda establecida con nuestro perfil de carga (Blue Angel) ya es posible realizar una primera estimación.

4.3.2 Estimación obtenida Teniendo en cuento todo lo anterior la estimación de consumo de gas natural para el periodo de calefacción es la siguiente:

** $()*+�( = %ℎ(./* ∗ 0ℎ(./* ∗ %$/.1/ ∗ 23�/)4/ ∗ 11,63

Donde 11,63 es el factor de conversión de m3 /h a kWh.

Por lo tanto el consumo total resultante para el periodo de 6 meses es igual a 7275499 kWh.

Para dar una validez a los datos obtenidos se van a comparar con el consumo que se produjo en diciembre y contrastar el ajuste que tiene al mismo.

Carga: 100 %

Horas: 6%

Carga: 75 %

Horas: 15%

Carga: 50 %

Horas: 35%

Carga: 25 %

Horas: 44%

323 Ocup. 1.920 432.480 810.899 1.261.399 792.879 3.297.658

323 No ocup. 2.448 264.678 496.270 771.976 485.242 2.018.166

119 Ocup. 1.920 159.433 298.938 465.014 292.294 1.215.679

119 No ocup. 2.448 97.573 182.950 284.589 178.884 743.996

7.275.499

*Se obtiene desde los valores de los que disponíamos antes

**Fórmula

5.315.824

1.959.675

Total por

Oficinas

Oficinas

M14

Oficinas

M17

Consumo (kWh)**

Total horas TotalMax. Demanda

Calefacción (kW)

1.129

3.070

PeriodoDemanda

m3/h*

Tabla 25- Estimación de consumo en oficinas


4.3.3 Comparación consumo real con el estimado

Se obtiene el siguiente consumo para diciembre, utilizando el mismo método que el que se ha empleado para obtener la Tabla 25- Estimación de consumo en oficinas, resultando:

Tabla 26- Consumo estimado diciembre

A continuación se va a comparar con el consumo de real que se ha producido, analizando un posible sobredimensionamiento de la estimación:

Tabla 27- Comparación real - estimado

Se aprecia que los consumos estimados a partir de la potencia máxima demandada por el edificio según proyecto son superiores a los reales, especialmente en el M14. En consecuencia, vamos a aplicar un coeficiente corrector medio de 0,68 para los valores obtenidos anteriormente.

Aplicando ese factor de corrección se obtiene:

Real Estimado Corregido

Real sobre estimado

Consumo mensual

M14 559.636 601.713 93%

Consumo mensual M17

268.118 221.821 121%

Total 827.754 823.534 101%

Tabla 28- Comparación real - estimado corregido

Se observa que con el valor de la estimación corregido se alcanza una gran precisión sobre el valor total de la estimación, no así con la estimación consumo del M17 que es algo superior. En el futuro cuando se dispongan de más datos este análisis se puede llevar a cabo fácilmente de nuevo, precisamente para el futuros usos se va a corregir la estimación inicial y para poder obtener también una estimación de gastos.

DICIEMBRECarga: 100 %

Horas: 6%

Carga: 75 %

Horas: 15%

Carga: 50 %

Horas: 35%

Carga: 25 %

Horas: 44%

323 Ocup. 304 68.476 128.392 199.722 125.539 522.129

323 No ocup. 440 47.573 89.199 138.754 87.217 362.742

119 Ocup. 304 25.244 47.332 73.627 46.280 192.483

119 No ocup. 440 17.538 32.883 51.152 32.152 133.7251.211.079

Oficinas

M143.070 884.871

Oficinas

M171.129 326.207

Max. Demanda

Calefacción (kW)

Demanda

m3/h*

Periodo Total horas

Consumo (kWh)**Total

Total por

Oficinas

Real EstimadoReal sobre

estimado

Total 827.754 1.211.079 68%

884.871

326.207

63%

82%

Consumo

mensual M14559.636

Consumo

mensua l M17268.118


83

4.3.4 Consumo total estimado corregido

El consumo total corregido estimado obtenido con el factor de 0,68 hallado en el apartado anterior, se muestra en la siguiente tabla:

Consumo estimado

corregido [kWh]

Consumo total M14

3.614.760

Consumo total M17

1.332.579

Total 4.947.339

Tabla 29- Consumo total estimado corregido Este valor se obtiene de aplicar el factor de corrección a los valores estimados que habíamos obtenido anteriormente.

Ahora que se dispone de un consumo estimado más veraz, se puede realizar una estimación de los costes aproximados que va a tener que afrontar SFI.

4.3.5 Estimación de costes – Análisis económico

En este apartado se van a estudiar los costes resultantes de las estimaciones de consumo establecidas previamente así como de los correspondientes costes fijos. De nuevo en esta estimación de costes no está incluidos los costes de consumo de ACS por ser minoritarios y por no tener su estimación de consumo.

Los costes fijos se obtienen de la última factura emitida el 21/01/2014 y de la Orden IET/2446/2013, de 27 de diciembre de 2013:

Término de potencia €

Alquiler equipo de medida €

Oficina M14 972 1104

Oficina M17 972 487

Total 1944 1591

Tabla 30- Costes fijos anuales

Los costes asociados al consumo (término de energía) se han calculado a partir de:

- Precio unitario obtenido de la última factura emitida (21/01/2014): 0,04608207 €/kWh - Impuesto especial de hidrocarburos : 0,65 €/GJ (0,0036 GJ/kWh)


Utilizando estos valores y los de consumo estimado se obtiene la siguiente tabla:

Consumo estimado corregido

[kWh]

Término de energía €

Impuestos € Término de potencia* €

Alquiler equipo de medida* €

Oficina M14

3.614.760 166.575,64 € 8.458,54 € 972,00 € 1.104,00 €

Oficina M17

1.332.579 61.408,00 € 3.118,23 € 972,00 € 487,00 €

Total 227.983,64 € 11.576,77 € 972,00 € 795,50 € 241.327,91 €

* costes anuales por lo que se dividen entre 2, al tratarse de una estimación a 6 meses

Tabla 31- Coste estimado de consumo a 6 meses

La estimación de costes a 6 meses para SFI es de 241327 €, como se ha ido apreciando en algunos pasos el hecho de realizar la corrección teniendo en consideración únicamente un mes dificulta la veracidad de los resultados, sin embargo, sin duda es una buena aproximación a los consumos futuros y sirve para una primer acercamiento para la previsión de costes de la empresa.


85

4.4 COMPARACIÓN CON OTRO EDIFICIO DE OFICINAS

Uno de los análisis más importantes y del que se puede obtener más información sobre la eficiencia real de los equipos instalados es mediante la comparación con otro edificio de oficinas del grupo SFI, por lo que las ganancias que se producen son prácticamente iguales, ya que se le da el mismo uso. Para ello se va a realizar el análisis teniendo en cuenta dos elementos, el gas y el agua.

Hay que tener en cuenta que la comparación sería más válida cuantas más veces se realizase, sin embargo el complejo al ser de nueva construcción no tiene un histórico para utilizar y por lo limitado del tiempo de proyecto sólo se va a comparar un mes. Realmente no se podrían sacar comparaciones fiables de funcionamiento hasta que el complejo lleve un año de funcionamiento. Por lo tanto, en el futuro este mismo análisis volverá a realizar con total seguridad para comprobar la veracidad de las conclusiones alcanzadas.

4.4.1 Comparación del consumo de gas En primer lugar se ha realizado un análisis comparativo de los consumos, para este análisis se va a tener solamente en cuenta el valor medido en las salas de calderas del M14 y M17 (Consultar el Anexo 5).

El análisis del consumo se realiza en m3 en vez de en kWh como en la estimación del apartado anterior ya se considera que el precio del gas suministrado para ambas oficinas es el mismo.

Otros valores como los consumos producidos en restaurante, cocina o similares no se van a tener en consideración ya que se ven afectados por ganancias que no se han estudiado a lo largo de este proyecto, ni están en el alcance del mismo.

Hay que tener en cuenta las dimensiones que se especifican en la siguiente tabla:

Edificio Propio Otro edificio

Tamaño m2 Trabajadores Tamaño m2 Trabajadores

40000 1900 28000 1400

Tabla 32- Capacidad y dimensiones de edificios

Como ya se ha comentado previamente el otro edificio también está compuesto de oficinas y se encuentra en otra zona Madrid. Se asumirá que la pequeña diferencia de temperatura exterior que se produce no afectará al consumo del edificio.


4.4.1.1 Acumulado Los valores de consumo no se pueden utilizar si no se relativizan en función del tamaño de cada edificio y el número de trabajadores que lo utilizan. En la siguiente tabla se muestran estos valores en función de los parámetros establecidos:

Benchmarking de gas acumulado


Consumo [m3] m3/m2 m3/trabajador Consumo [m3] m3/m2 m3/trabajador

316002 7,90 166,32 262198 9,36 187,28

Figura 55- Benchmarking de gas acumulado

A la vista de la tabla se puede concluir que la eficiencia producida en función de la superficie es significativamente inferior, un 18,5 %, en el edifico que está siendo objeto de estudio. Lo que al tratarse de tamaños de oficina grandes produce unos ahorros muy importantes para SFI.

Sin embargo, el valor del consumo acumulado de gas no se puede utilizar debido a la curva de ocupación explicada anteriormente. El hecho de que el complejo haya comenzado a utilizarse a pleno rendimiento hace poco tiempo hace que de este apartado no sea posible obtener una conclusión fiable. Por ello se va a realizar una comparación del consumo producido únicamente en el mes de diciembre.

4.4.1.2 Diciembre

El estudio comparativo del mes de diciembre se va a realizar bajo las mismas premisas que el acumulado del año. En la siguiente tabla se muestran los resultados obtenidos:

Tabla 33- Benchmarking de gas en diciembre

Se puede observar que los valores de consumo en el otro edificio son significativamente inferiores, un 48,9% al consumo producido en diciembre en el edificio nuevo. Esto se debe a lo que se comentó en el apartado 3.2.4.2, que el funcionamiento de las centrales térmicas del edifico ha sido continuo las 24 horas del día, todos los días de la semana. A partir del actual mes de enero se han ajustado los horarios de funcionamiento al uso del edificio.

Además cabe destacar que los datos disponibles corresponden a un periodo de puesta marcha y ocupación del edifico, en el que se han estado realizando pruebas de funcionamiento y por tanto las demandas de calor han estado sujetas a diversos factores y variables no contables.

En enero, con datos que no se han incluido en el proyecto se comprueba que se produce una diferencia del 28% con los obtenidos en diciembre lo que indica que los ahorros se empezarán a producir a partir de ahí.


70207 1,76 36,95 25099 0,90 17,93

Benchmarking de gas en diciembre

Edif icio Propio Otro edif icio


87

4.4.2 Comparación del consumo de agua acumulado en el año

Ahora se va a realizar un análisis comparativo utilizando el agua como elemento diferenciador. Esta comparación se va a realizar con el mismo edificio de oficinas del edificio anterior.

4.4.2.1 Acumulado En esta ocasión el análisis acumulado tampoco tiene sentido y consecuentemente no se va a realizar, ya que según la curva de ocupación y tal como ya se ha especificado anteriormente, no tendría valor para obtener conclusiones válidas.

Debido a esta situación se va a estudiar el caso de diciembre para llegar a conclusiones veraces, a la espera de conseguir más datos en el futuro para realizar análisis más profundos.

4.4.2.2 Diciembre El consumo de agua producido en nuestro complejo en diciembre ya es conocido (Ver 3.4.1) y es igual a 1134 m3. Para el mismo período en otro edificio se han alcanzado unos consumos de 1193 m3.

Estos valores nuevamente no sirven demasiado a no ser que se relativicen en función de la superficie a la que dan servicio o de la cantidad de personal que hay en la oficina.

Benchmarking de agua


Consumo [L] L / m2 L / trabajador Consumo [L] L / m2 L / trabajador

1134000 28,35 596,84 1193000 42,61 852,14

Tabla 34- Benchmarking agua

Como se puede observar en diciembre en esta ocasión el consumo de agua es mucho mejor en el complejo a estudiar que en el otro edificio de oficinas. Concretamente en relación a la superficie ocupada el ahorro producido alcanza el 50,3%, que se corresponde a los valores esperados explicados en el apartado correspondiente al agua (Ver 2.3).

En cuanto al consumo por usuario también es más eficiente el complejo nuevo, alrededor de un 43,5%. Teniendo en cuenta ambos valores se concluye que en la parte de agua si se están produciendo los ahorros correspondientes que se proyectaron en la fase de diseño.

A pesar de esta conclusión en el futuro habrá que monitorizar estos ahorros para refrendar esta conclusión, especialmente habrá que realizar un análisis en verano para comprobar que no se consume agua potable para el riego que provenga del Canal de Isabel II.


4.4.3 Ahorros Esperados

Teniendo en cuenta la diferencia de consumo de agua que se produjo en diciembre, en caso de que éste nivel se mantuviese se producirían importantes ahorros. Estos ahorros son tanto a nivel de coste como a nivel medioambiental por tratarse de agua.

En caso de que este ahorro se mantuviese, los ahorros mensuales que se producirían por trabajador serían de 255 L/mes lo que supondría 3060 L/año. Lo que ya supone una gran diferencia en caso de tratarse de una empresa de pocos trabajadores. Sin embargo, SFI tiene 1900 trabajando actualmente en su recinto, por lo que superaría los 5.8 millones de litros de ahorro en total en un año.

Si se va traslada esta cifra a medidas de sostenibilidad y tangibles para las personas, por ejemplo, se podrían llenar 19300 bañeras o 300 autobuses completamente de agua.

Además los ahorros de dinero también son importantes, considerando un precio de 1,59 L/m3 se llegarían a ahorrar 10.000 € que destinados a medidas solidarias podrían dar de comer a 1000 niños de África durante un año. Según la ONG “Por África”.

Por otro lado se prevén futuros ahorros que surgen gracias a la mejor formación del personal de mantenimiento se van conseguir mejores resultados de eficiencia ya que se les han proporcionado cursos formativos, como ya se ha descrito, para optimizar la utilización que le dan a los equipos y su sistema de control.

Con la solución a los problemas de confort por corrientes en invierno se tratará en un breve espacio de tiempo llevar a cabo una disminución de la temperatura de consigna para acercarla a la norma de 21-23 grados. Debido a que cada aumento de un grado supone un aumento aproximado del 8% de energía con su consecuente aumente de la factura.


89

4.5 PROPUESTA DE MEJORA

En este apartado se proponen algunas soluciones que pueden ser de interés en un futuro para la empresa,

además se repasan algunas que ya se han implementado durante el transcurso del proyecto. Este apartado

pretende enunciar las propuestas, no profundizar ellas, a raíz de problemas detectados para que en el futuro

SFI si lo estima conveniente los aborde.

Cabe recordar que en el estado inicial de prácticamente puesta en marcha y a punto, la prioridad es que el

complejo funcione correctamente y posteriormente estudiar las mejoras.

4.5.1 Soluciones adoptadas En esta sección se van a nombrar las soluciones adoptadas a problemas ya estudiados en el transcurso del presente proyecto (en su correspondiente apartado) y se han podido ir resolviendo in situ durante el transcurso del mismo.

4.5.1.1 Solución a problemas por frío y corrientes Al no estar climatizadas estas peceras y al coincidir abiertas la puerta exterior y la de la pecera, se generan unas corrientes que producen quejas en la gente ubicada en las cercanías de estas puertas.

Para solucionar esta problemática se procedió en primer lugar a subir la temperatura de los 23,5 ⁰C a los 24,5 ⁰C en la zona perimetral. Posteriormente se subió la temperatura a 24,5 ⁰C en todas las zonas y se procedió a cerrar las puertas cortafuegos de los núcleos con el fin de minimizar las corrientes, siempre manteniendo la temperatura del climatizador a 23 ⁰C. Esto redujo bastante la incidencia de las peceras, se considera reducir la incidencia como reducir el número de quejas de los usuarios. Para finalizar se procedió a subir la temperatura de las vigas frías a 25,5 ⁰C y 25 ⁰C la temperatura de los climatizadores el día 29/11/2013.

Posteriormente, para corregir definitivamente este problema se ha instalado una cortina de aire en la pecera del núcleo 2.1. tras un análisis externo más exhaustivo. También se ha realizado el cerramiento del espacio entre la estructura de cristal y el techo con pladur aislando las paredes y el techo con lana de roca para reducir el sonido producido por dicha cortina, corrigiéndose el problema de entrada de aire frío en la planta y desapareciendo la corrientes generadas por la apertura de la puerta. Esta solución será trasladada a otros puntos del complejo en el que tienen el mismo problema.


4.5.2 Soluciones propuestas En este aparado de nuevo se quiere aportar algo más de valor para la empresa SFI, del que estaba previsto inicialmente en el alcance del proyecto.

4.5.2.1 Pasillos sin climatizar

Otro problema detectado es que al no estar climatizados los pasillos de los núcleos, al existir tiros de escaleras y ascensores, la temperatura de los pasillos es en torno a 2 ⁰C menores que en el resto de la sala.

Todo esto está generando problemas de corrientes que afectan a las personas situadas en las cercanías de los núcleos. Con el fin de solucionar este problema se propone la siguiente solución;

La instalación de 4 puertas y 1 Fan-Coil tal y como se muestra en la figura:

Figura 56- Propuesta de mejora

De esta manera se climatizan los pasillos y además se evitan las corrientes, en caso de resultar seleccionada esta propuesta sería necesario ampliar más la información sobre el impacto que se produciría en el complejo.

4.5.2.2 Puertas de pasarelas

Al no estar climatizadas las puertas de las pasarelas, se generan grandes problemas por las corrientes que se producen debido a la apertura y cierre de dichas puertas. Todo esto está generando problemas de corrientes que afectan a las personas situadas en las cercanías de dichas pasarelas.

Con el fin de solucionar estos problemas se propone la siguiente solución;

1. Colocar una alarma acústica que se active al producirse la apertura de las puertas.

2. Colocación de electroimán conexionado con control PCI. Con liberación manual de puerta.

3. Colocar cortina de aire de 1 metro con el fin de cortar la entrada de aire proveniente del exterior. (Lo mismo que ya se ha realizado satisfactoriamente en la pecera de los núcleos)


91

4.5.2.3 Implantación Sistema Inverter

Se ha planteado un estudio de los climatizadores que consiste en incluir una mejora de rendimiento con la instalación de un sistema Inverter de mejora de la eficiencia. Esta tecnología Inverter consiste en adaptar la velocidad del compresor a las necesidades de producción en cada momento, lo que permite consumir únicamente la energía necesaria, reduciendo por tanto el gasto energético. Mediante este sistema se reducen drásticamente las oscilaciones de temperatura, consiguiendo mantenerla en un margen comprendido entre ±1 ºC y gozar de mayor estabilidad ambiental y confort.

Este método funciona gracias a un dispositivo electrónico de alimentación sensible a los cambios de temperatura, los equipos que poseen esta tecnología varían las revoluciones del motor del compresor para proporcionar la potencia demandada. De este modo cuando están a punto de alcanzar la temperatura deseada, los equipos disminuyen la potencia para evitar los picos de arranque del compresor. De esta manera se reduce el ruido, aumentando el confort, y el consumo es siempre proporcional.

El sistema Inverter hace posible que el compresor trabaje hasta un 30% por encima de su potencia para conseguir más rápidamente la temperatura deseada y, por otro lado, también puede funcionar hasta un 15% por debajo de su potencia. De nuevo, esto se traduce en una significativa reducción tanto del ruido como del consumo. Básicamente se crean tres fases de funcionamiento:

- Fase de Potencia (Máxima Potencia): Si las condiciones son adversas, el dispositivo electrónico requiere al compresor revolucionarse para ofrecer un mayor rendimiento y rapidez de enfriamiento.

- Fase Nominal (Potencia Media): Si las condiciones son normales, el compresor baja de revoluciones y ofrece su potencia nominal, el 100% dando una velocidad fija de impulsión, reduciendo las fluctuaciones de la temperatura.

- Fase de Ahorro (Mínima Potencia): Si las condiciones son favorables, el compresor no para, sigue funcionando a bajas revoluciones.

En resumen, una de sus ventajas es una mayor rapidez de enfriamiento. Al ser posible producir un 60% más de calor que los modelos de velocidad constante, los climatizadores con Inverter son capaces de calientar una habitación rápidamente incluso en los días más fríos. Esto es posible ya que con Inverter el compresor funciona aproximadamente a una velocidad el doble de rápida hasta que se llega a la temperatura ideal, por eso el calentamiento y el enfriamiento son más rápidos.

Finalmente, como ya se ha mencionado previamente, otra ventaja del uso de este sistema es el uso eficiente de la potencia ya que sin Inverter, el compresor se enciende y se apaga según los cambios de temperatura en la habitación. Lo que provoca que la temperatura siempre fluctúe. Sin embargo, con Inverter, la velocidad del compresor y, por tanto, la potencia de salida, se adapta a la temperatura de la habitación. Esta regulación más eficiente y lineal de la temperatura mantiene en todo momento una habitación agradable aumentando el confort del usuario y reduce el consumo de energía. Se estima que un climatizador con Inverter consume la mitad de la electricidad que un modelo sin esta función lo que hace la implantación de este sistema muy interesante para SFI.

En definitiva, como ya se ha comentado previamente todas estas ideas propuestas se van a empezar a ampliar e implementar a partir de ahora, algunas de ellas ya se ha manifestado un claro interés por parte de la empresa para llevarlas a cabo. Aunque en este momento la mayor prioridad es que el complejo termine de arrancar completamente, especialmente la Fase II que está por finalizar.


93

5 CONCLUSIONES En este apartado se van a resaltar las conclusiones que se han ido alcanzando a lo largo del desarrollo del proyecto, para obtener una idea global del estado en el que se encuentra el complejo.

En primer lugar hay que destacar el periodo de ajuste del complejo en el que se han tomado las medidas, lo que ha dificultado hallar la veracidad de algunas de ellas. Este periodo se puede clasificar como puesta en marcha y de ajuste de funcionamiento. En cualquier caso, el proyecto es de gran utilidad por la capacidad que tiene de tener un puente entre la fase de diseño y la que es y será explotación. Empezando a obtener resultados para analizar si el diseño y construcción se ajusta a la realidad del edificio, ya que un sobredimensionamiento puede provocar gastos innecesarios y una incapacidad de satisfacer la demanda provocaría un disconfort inaceptable.

A continuación se irán describiendo las conclusiones divididas en los tres elementos principales en los que se ha centrado el estudio de este proyecto.

5.1 VIGAS FRÍAS El elemento principal por su elevado número son las vigas frías. Sobre ellas se han realizado la mayor parte de los análisis llevados a cabo en el presente proyecto.

El funcionamiento de las vigas frías es muy bueno en general, se ha demostrado que tienen una baja estratificación tanto a nivel de despacho como en open office. Además las condiciones finales de confort son aceptables conforme a la norma que las rige, consiguiendo un porcentaje de disconfort inferior al dictado por la norma, recordando en este punto que las vigas tienen actualmente una temperatura de consigna superior a la marcada por el RITE. Con este ajuste de temperatura, cuando se produzcan condiciones de invierno se estima que se ahorrará un 8% con cada grado de disminución de temperatura. Para corregir algunas situaciones de disconfort se han propuesto mejoras que tienen el potencial correctivo para solucionar estos problemas, como la climatización de los pasillos de los núcleos.

Los consumos que se han producido son, por lo general, estables y aparentemente justificados por las temperaturas exteriores. Algunas desviaciones han aparecido por motivo de calentar/asentar la temperatura del hormigón del edificio lo que ha provocado un aumento del consumo.

También se ha comprobado que la flexibilidad de las vigas frías implantadas es muy buena en general, ya que en algunos casos no es necesario modificarlas en absoluto y en el resto son necesarios pequeños ajustes. Asimismo se han esclarecido las condiciones de capacidad y funcionamiento, datos que serán de utilidad para que en el futuro se puedan hacer nuevas estimaciones o consultas.

En cuanto al análisis de sobredimensionamiento se puede apreciar en la siguiente tabla que los datos de la simulación de CALENER son muy inferiores a los reales producidos, por lo que aun considerando que las instalaciones puedan no estar totalmente ajustadas y los horarios de funcionamiento sean más amplios de lo que la simulación haya previsto, no los podemos dar por fiables de momento para realizar estimaciones del consumo previsible en el total del año.


Diciembre

M14 M17

Simulación CALENER 87172 29177

Consumo Registrado 559636 268118

El CALENER es el valor al que se deberá llegar, lo que ha sucedido que el sistema estaba sin control, funcionando 24 horas, con unos valores de consigna más altos que los indicados en CALENER (21 a 24,5º) con éstos y algún otro valor la tendencia es acercarse al valor de CALENER. Por lo tanto, se pretenderá estar cerca cuando pase un año del uso del edificio y cuando los sistemas están perfectamente calibrados. Para analizar el impacto del incremento de temperatura de consigna se ha llevado a cabo un análisis del coste que tiene incrementar un grado, resultando que el aumento medio del coste durante el periodo de calefacción es de alrededor de un 9%.

Por lo tanto, debido a la casuística sobre la que se ha desarrollado este proyecto y explicada anteriormente, las estimaciones de consumo de gas que se han realizado posteriormente no se han podido realizar con un horizonte temporal de más de 6 meses. Sin embargo, este análisis será de utilidad para SFI para ir comprobando la tendencia hacia la normalidad completa del complejo. Otros análisis como el del ciclo de vida de los equipos, al no tener datos totalmente fiables no se han podido realizar en contra de lo inicialmente deseado. El consumo de gas obtenido es el siguiente:

Consumo estimado

corregido [kWh]

Consumo total M14

3.614.760

Consumo total M17

1.332.579

Total 4.947.339

El coste del consumo obtenido es el siguiente:

Consumo estimado corregido

[kWh]

Término de energía €

Impuestos € Término de potencia* €

Alquiler equipo de medida* €

Oficina M14

3.614.760 166.575,64 € 8.458,54 € 972,00 € 1.104,00 €

Oficina M17

1.332.579 61.408,00 € 3.118,23 € 972,00 € 487,00 €

Total 227.983,64 € 11.576,77 € 972,00 € 795,50 € 241.327,91 €

* costes anuales por lo que se dividen entre 2, al tratarse de una estimación a 6 meses

Por último se ha realizado un benchmarking para realizar una comparación entre los consumos de gas que se producen entre dos oficinas de esta empresa, se ha podido observar que los valores de consumo en el otro edificio son significativamente inferiores, un 48,9% al consumo producido en diciembre en el edificio nuevo.


95

Esto se debe a lo que se comentó en el apartado 3.2.4.2, que el funcionamiento de las centrales térmicas del edifico ha sido continuo las 24 horas del día, todos los días de la semana. A partir del mes de enero se han ajustado los horarios de funcionamiento al uso del edificio por lo que se esperan consumos inferiores, cuando la puesta en marcha se haya finalizado se debe repetir este análisis para comprobar que se producen los ahorros propios de un complejo más moderno.


5.2 CLIMATIZADORES

Para comenzar las conclusiones acerca del comportamiento de los climatizadores cabe recordar la importancia de la eficiencia energética fue crucial en la elección del equipo. Los intercambiadores de calor (Rueda entálpica) del equipo instalado, Swegon RX, tienen un rendimiento térmico muy elevado, que puede llegar a ser del 85%, y una caída de presión baja. Concretamente el ahorro de potencia obtenido es de 48,53 kW por unidad.

En el proyecto se ha explicado el funcionamiento de esta rueda entálpica demostrando el efecto que tiene sobre la potencia requerida para el enfriamiento y calentamiento del aire, mejorando el rendimiento de estos procesos. Se ha mostrado sobre un diagrama psicométrico el efecto que tiene sobre las temperaturas de impulsión, acercando las condiciones del aire exterior a las condiciones de confort.

Este rendimiento ayudará a reducir los costes de funcionamiento del sistema de climatización del edificio, como ya se ha explicado, en el proyecto al estar unificado el sistema de contadores para vigas frías y climatizadores no se ha podido obtener resultados independientes para estos últimos. Por otro los ventiladores instalados son de bajo consumo, producen pocas pérdidas de presión y tienen un bajo coste de instalación, esto se resaltará en el estudio eléctrico que se ha realizado de forma paralela pero que no atañe directamente al presente proyecto.

Ha destacado también las posibilidades que existen mediante la utilización del sistema de control para ajustar el funcionamiento del climatizador a las distintas situaciones que existen en el edificio, ajustando por tanto el consumo. Por ejemplo, en momentos de desocupación del edificio, estableciendo recirculación como ya se ha explicado o similares.

Para finalizar se puede decir que no se ha optimizado el potencial de ahorro que tienen los climatizadores instalados, por las mismas razones que las vigas frías debido a la situación de puesta en funcionamiento del edificio.


97

5.3 AGUA

En términos de agua los resultados obtenidos han sido satisfactorios para el SFI, tal y como se ha analizado en el proyecto.

El consumo de agua ha resultado ser mucho mejor en el complejo a estudiar que en el otro edificio de oficinas analizado. Como ya se ha resaltado, en relación a la superficie ocupada el ahorro producido alcanza el 50,3%, que se corresponde a los valores esperados explicados en el apartado correspondiente al agua (Ver 2.3). En la siguiente tabla se muestra una comparación de los consumos para el mes de diciembre:

En cuanto al consumo por usuario también es más eficiente el complejo nuevo, alrededor de un 43,5%. Teniendo en cuenta ambos valores se concluye que en la parte de agua si se están produciendo los ahorros correspondientes que se proyectaron en la fase de diseño.

A pesar de esta conclusión en el futuro habrá que monitorizar estos ahorros para refrendar esta conclusión, especialmente habrá que realizar un análisis en verano para comprobar que no se consume agua potable que provenga del Canal de Isabel II en caso de que la pluviometría haya sido buena.


70207 1,76 36,95 25099 0,90 17,93

Benchmarking de gas en diciembre

Edif icio Propio Otro edif icio


99

ANEXOS


101

ANEXO 1 – CALIBRACIÓN HIGRÓMETRO


103

ANEXO 2- PLANO DE LA PLANTA 1


Plano del núcleo 2/1


105

ANEXO 3- ESQUEMA VERTICAL DE PLUVIALES


107

ANEXO 4- TEMPERATURA EXTERIOR DICIEMBRE


Tabla con las temperaturas medias de Madrid

Día Tmedia

02/12/2013 3

04/12/2013 8

06/12/2013 6

08/12/2013 6

10/12/2013 3

12/12/2013 4

14/12/2013 7

16/12/2013 7

18/12/2013 5

20/12/2013 8

22/12/2013 3

24/12/2013 5

26/12/2013 8

28/12/2013 6

30/12/2013 3

Media mensual

5,5


109

ANEXO 5- CONSUMO GAS DICIEMBRE


Consumo Registrado en Diciembre en el M14 y M17, medido en m3

Cafeteria Restaurante Cocina Hornos M17 Total M14

Contador Contador Contador Contador Contador 1 Contador 2 Contador Contador0 1/12 /2 013 613 121 1375 484 159996 20198 65601 1827870 2 /12 /2 013 614 121 1381 485 160967 20394 66298 1839620 3 /12 /2 013 620 126 1413 494 162564 20584 67220 1858010 4 /12 /2 013 625 128 1443 505 163839 20774 68034 1873140 5 /12 /2 013 631 133 1480 513 165103 20970 68777 1888300 6 /12 /2 013 637 134 1518 524 167475 21174 69715 1914620 7 /12 /2 013

0 8 /12 /2 013

0 9 /12 /2 013 638 134 1521 527 170906 21760 72056 19548610 /12 /2 013 643 140 1553 537 172235 21931 72814 19703911/12 /2 013 649 144 1600 546 173605 22124 73558 19866812 /12 /2 013 661 149 1642 557 175192 22733 74492 20093413 /12 /2 013 666 154 1677 572 176475 22521 75260 20206514 /12 /2 013

15 /12 /2 013

16 /12 /2 013 668 155 1732 580 180601 23101 77794 20683717 /12 /2 013 674 159 1766 588 182083 23258 78236 20852818 /12 /2 013 682 162 1816 598 183750 23426 79008 21043419 /12 /2 013 688 167 1861 613 185257 23589 79742 2121752 0 /12 /2 013 695 171 1902 623 186926 23637 80520 2139542 1/12 /2 013

2 2 /12 /2 013

2 3 /12 /2 013 702 172 1937 634 192532 23637 82995 2196142 4 /12 /2 013 709 172 1951 641 194137 23637 83792 2212472 5 /12 /2 013 713 172 1956 645 196832 23637 84732 2239552 6 /12 /2 013 713 172 1956 645 197506 23637 85485 2246292 7 /12 /2 013 719 172 1981 656 199135 23637 86277 2263002 8 /12 /2 013

2 9 /12 /2 013

3 0 /12 /2 013 722 172 2002 664 203710 23637 88655 230907

Sala calderas


111

ANEXO 6- CONSUMO AGUA DICIEMBRE


Consumos producidos en Diciembre medidos sobre el total acumulado en el año.

Día Agua PCI M14 AFS M14 Agua PCI M17 AFS M17 Total

01/12 /20 13 486 6740 6 3639 10871

0 2 /12 /20 13 486 6750 6 3652 10894

0 3 /12 /20 13 486 6791 6 3680 10963

0 4 /12 /20 13 486 6828 6 3706 11026

0 5 /12 /20 13 486 6871 6 3729 11092

0 6 /12 /20 13 486 6917 6 3761 11170

0 7 /12 /20 13 0

0 8 /12 /20 13 0

0 9 /12 /20 13 486 6953 6 3820 11265

10 /12 /20 13 486 7076 6 3880 11448

11/12 /20 13 486 7153 6 3916 11561

12 /12 /20 13 486 7197 6 3951 11640

13 /12 /20 13 486 7230 6 3981 11703

14 /12 /20 13 0

15 /12 /20 13 0

16 /12 /20 13 486 7283 6 4018 11793

17 /12 /20 13 486 7320 6 4039 11851

18 /12 /20 13 486 7357 6 4061 11910

19 /12 /20 13 486 7392 6 4082 11966

2 0 /12 /20 13 486 7429 6 4098 12019

21/12 /20 13 0

2 2 /12 /20 13 0

2 3 /12 /20 13 486 7491 6 4128 12111

2 4 /12 /20 13 486 7533 6 4137 12162

2 5 /12 /20 13 486 7583 6 4141 12216

2 6 /12 /20 13 486 7584 6 4150 12226

2 7 /12 /20 13 486 7627 6 4163 12282

2 8 /12 /20 13 0

2 9 /12 /20 13 0

3 0 /12 /20 13 486 7679 6 4178 12349

31/12 /20 13 486 7704 6 4189 12385

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