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OFICINAS. FACHADAS. VIDRIOS
CONFORT, ENERGÍA, ESTÉTICA
Construmat 2011 Antoni Quintana. Director Facilities Management Emte Service
OFICINAS. FACHADAS. VIDRIOS
ECONOMÍA, SEGURIDAD…
Construmat 2011 Antoni Quintana. Director Facilities Management Emte Service
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FACHADAS ENERGÍA ESE’s
CONSUMO Y CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA
CONFORT TÉRMICO Y CÓDIGO TÉCNICO
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APROXIMACIÓN A CASOS PRÁCTICOS
RADIACIÓN SOLAR
EL VIDRIO EN FACHADAS DE OFICINAS
CONCLUSIONES
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EMPRESAS DE SERVICIOS ENERGÉTICOS (ESE’s)1
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Directiva Europea 2006-32 CE:
“Empresa de Servicios Energéticos (ESE), es una persona física o jurídica que proporciona servicios energéticos o de mejora de la eficiencia energética en las instalaciones o locales de un usuario y afronta cierto grado de riesgo económico al hacerlo. El pago de los servicios prestados se basará […] en la obtención de mejoras de la eficiencia energética y en el cumplimiento de los demás requisitos de rendimiento convenidos.”
A diferencia del “Contrato de Medios”, de las empresas tradicionales de mantenimiento, la relación entre la ESE y el cliente se formaliza mediante un “Contrato de Resultados”, denominado “Contrato de Servicios Energéticos”.
EMPRESAS DE SERVICIOS ENERGÉTICOS (ESE’s)1
Hacia el contrato de empresas ESE’s
R.D. 314/2006 de17 marzo 2006Código Técnico de la Edificación
Ley 30/2007 de30 octubre 2007Ley de Contratos del Sector Público
Contrato de Colaboración
Público PrivadoCCPP
R.D. 1826/2009 de27 noviembre 2009Modificaciones al RITE 2007
R.D. 1027/2007 de20 julio 2007Reglamento Instalac. Térmicas en Edificios
Contrato de Mantenimiento
Integral con Gestión Energética
Contrato de Eficiencia
Energética con Inversión inicial
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Por qué una ESE Fachadas?
En el año 2009, se lanza un concurso, desde la administración central:
Complejo de Cuzco, 240.000 m2, en Madrid.
Actuación en profundidad, renovando:
• Sistemas de producción y distribución de clima
• Instalación de iluminación
• Tratamiento de fachadas
Se enmarca en la Ley 30/2007 de Contratos del Sector Público
Se promueve un Contrato de Colaboración Público Privada (CCPP)
Se conduce mediante la fórmula del Diálogo Competitivo.
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FACHADAS ENERGÍA ESE’s
CONSUMO Y CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA
CONFORT TÉRMICO Y CÓDIGO TÉCNICO
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APROXIMACIÓN A CASOS PRÁCTICOS
RADIACIÓN SOLAR
EL VIDRIO EN FACHADAS DE OFICINAS
CONCLUSIONES
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175Total
7Otros consumos (PCI, Máquinas vending, etc.)
9Fontanería, riego y A.C.S.
23Ofimática. CPD, Ordenadores
10Transporte de personas
81Climatización y ventilación
45Iluminación interior y exterior del edificio
kWh/m2 y añoServicio / Utilidad
Consumo eléctrico en edificio de oficinas2
Protagonistas del consumo
126 = 72 % del
consumo eléctrico (equivalente) total
Climatización
Iluminación
TOTAL
En Climatización, y en menor medida en Iluminación, los consumos dependen, en-tre otros factores, de la fachada del edificio.
81 kWh/m2 año
45 kWh/m2 año
126 kWh/m2 año
2
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Certificaciones energéticas de edificios
Certificación obligatoria de edificios de nueva construcción: R.D. 47/2007 > año 2008. Herramientas: Lider, Calener,
Certificación de edificios existentes: Existe un Proyecto de R.D. de noviembre 2008. Sigue estando
Certificaciones voluntarias:• LEED (> 2000; LEED V3 > abril 2010): Nueva Construcción y Mantenimiento
• GBCe (> abril 2010)
• BREEAM (Instituto Tecnológico de Galicia) (> junio 2010)
• Spain Greenbuilding Council (Universitat Rovira Virgili, Tarragona)
• BEQ – Ashrae (> 2009)
• Living Building Challenge (> 2009)
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Certificaciones energéticas de edificios2
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FACHADAS ENERGÍA ESE’s
CONSUMO Y CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA
CONFORT TÉRMICO Y CÓDIGO TÉCNICO
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APROXIMACIÓN A CASOS PRÁCTICOS
RADIACIÓN SOLAR
EL VIDRIO EN FACHADAS DE OFICINAS
CONCLUSIONES
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Diagrama Psicométrico. Confort térmico
Verano
Invierno
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Índices vestimenta clo: 0,5 (Verano) y 1,0 (Invierno) para 1,2 met
9
Bienestar térmico s/. RITE 2007
Temperatura operativa ≈ media aritmética entre la temperatura seca del aire TS y la temperatura radiante media TR de los cerramientos del local.
3
Diagrama Psicométrico. Confort térmico3
La vestimenta, de “1” a “2”, obviamente no es la misma
1
12
2
1 =
RITE 2007
2 =
Modif. RITE 2009
+
RD 486/1997
10
Atención: Del RD 1027 al 1826, la tª deja de ser operativa !!!
Condiciones en actividad de oficinas
> 17ºC< 27ºCRD 486/1997
Seguridad y Salud en Centro de Trabajo
< 21ºC> 26ºC
30-70% HR
30-70% HR
A BPrecepto legal
RD 1027/2007 + RD 1826/2009
Reglamento Instalaciones Térmicas en Edificios
A ≡ La temperatura del aire en los recintos refrigerados no será inferior a 26 ºC, cuando para ello se requiera consumo de energía convencional para la generación de frío por parte del sistema de refrigeración (≈ Verano)
B ≡ La temperatura del aire en los recintos calefactados no será superior a 21 ºC, cuando para ello se requiera consumo de energía convencional para la generación de calor por parte del sistema de calefacción (≈ Invierno)
3
s/. Norma UNE EN-ISO 7730. Método de Fanger
Bienestar térmico. Categoría B
0,3 1,1
1,2
3
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Vestimenta para cumplir el RD 1826/2009
Ropa interior, camiseta interior de manga corta, camisa, pantalón, chaqueta, calcetines, zapatos1,10
Slip, camiseta, pantalón corto, calcetines finos, sandalias0,30
Combinación típica de ropaIcl
Norma UNE EN-ISO 7730
Tabla E.1. Aislamiento térmico para combinaciones típicas de ropa
Actividad sedentaria de oficina: 1,2 met
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Control Solar
Temperatura radiante acristalamiento3
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Temperatura radiante acristalamiento
En Barcelona, la tª operativa variaría solo en 1ºC de A a B
AB
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CONSUMO Y CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA
CONFORT TÉRMICO Y CÓDIGO TÉCNICO
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APROXIMACIÓN A CASOS PRÁCTICOS
RADIACIÓN SOLAR
EL VIDRIO EN FACHADAS DE OFICINAS
CONCLUSIONES
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La Energía Térmica
La energía del Sol nos afecta:
• Directamente por la radiación que penetra en los edificios y se absorbe
• Indirectamente por el aire exterior, calentado a su vez por la radiación solar
Nos protegemos de la radiación solar, mediante:
• Cuerpos opacos: Cerramientos de construcción, láminas, capas
• Toldos, Sombrillas, Aleros, Retranqueos, Lamas, Persianas, Cortinas
4
Valores diarios para cada mes (media 1995-2003). Fuente JRC
5
10
15
20
25
1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000 5.500 6.000 6.500 7.000 7.500Irradiación solar (Wh/m2)
Tem
pera
tura
med
ia (ºC
)
Madrid
Barcelona
La tª, función de la Radiación Solar
enefeb
mar
abr
may
jun
julago
sep
oct
nov
dic
4
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CTE. Radiación Solar anual en España
Radiación solar global media
diaria anual sobre plano horizontal
Valor en Barcelona:
4,1 kWh/m2 año
4
CTE. Zonas Severidad Climática Verano
41,25 < SCV
30,9 < SCV ≤ 1,25
Zonas
20,6 < SCV ≤ 0,9
1SCV ≤ 0,6
Nota: Válido exclusivamente para las capitales de provincia
4
15
CTE. Zonas Severidad Climática Invierno
ASCI ≤ 0,3
B0,3 < SCI ≤ 0,6
Zonas
C0,6 < SCI ≤ 0,95
D0,95 < SCI ≤ 1,3
E1,3 < SCV
Nota: Válido exclusivamente para las capitales de provincia
4
Espectro de la radiación solar4
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Espectro de la radiación solar4
Espectro de la radiación solar4
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La energía solar a través del cristal
g =
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CONSUMO Y CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA
CONFORT TÉRMICO Y CÓDIGO TÉCNICO
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APROXIMACIÓN A CASOS PRÁCTICOS
RADIACIÓN SOLAR
EL VIDRIO EN FACHADAS DE OFICINAS
CONCLUSIONES
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El vidrio en construcción (1)
Parámetros energéticos habituales (en un doble acristalamiento):
Energía luminosa:
•• TrasmisiTrasmisióón luminosa n luminosa TlTl %%• Reflexión luminosa exterior Rext %• Reflexión luminosa interior Rint %• Índice de rendimiento cromático Ra8 %
Energía térmica:• Trasmisión energética directa T %• Reflexión energética exterior Re %• Absorción del vidrio exterior A1 %• Absorción del vidrio interior A2 %
•• Factor solar (EN410)Factor solar (EN410) gg %%
•• Transmitancia: aire/gas (EN 673)Transmitancia: aire/gas (EN 673) UU W/W/mm22KK
5
El vidrio en construcción (2)
Otros parámetros:
• Emisividad ξ
• Dimensiones máximas de fabricación mm x mm
• Resistencia a la compresión Mpa
• Planimetría
• Resistencia a la flexión MPa
• Densidad kg/m3
• Índice global de reducción acústica Rw dB
• Coeficiente de dilatación lineal
• Resistencia al impacto / Seguridad
• Resistencia al fuego
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FACHADAS ENERGÍA ESE’s
CONSUMO Y CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA
CONFORT TÉRMICO Y CÓDIGO TÉCNICO
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APROXIMACIÓN A CASOS PRÁCTICOS
RADIACIÓN SOLAR
EL VIDRIO EN FACHADAS DE OFICINAS
CONCLUSIONES
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Edificio en Barcelona. L’Illa6
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Edificios coherentes con su entorno6
1,9
2,4
3,9
4,2
L’Illa. Fachada tipo6
21
Simplificación geométrica. Planta y 3D
Planta rectangular de 337,5 x 37,5 m
100 mN
6
• Superficie sobre rasante: 37,5 x 337,5 x 6 = 75.937 m2
• Planta: 37,5 x 337,5 m. Perímetro: 750 m
• Nº de plantas (media ponderada): 6
• Altura entre plantas (top to top): 4,2 m
• Distancia horizontal entre ejes de ventanas: 3,9 m
• Dimensión ventana: 1,9 x 2,4 m
• Retranqueo plano del vidrio: 30 cm
• Fachada: Transventilada, con cámara de aire (U < 0,4 W/m2K)
• Orientación de fachadas (aprox): N: 45% S: 45% E: 5% O: 5%
• Superficie total fachada: 6 x 750 x 4,2 = 18.900 m2
• Acristalamiento: Laminado 4+4/ Cámara 12/ Monolítico 8 mm
• Superficie acristalada: 28%
• Hipótesis: COP = EER = 2,5
• Hipótesis: GDR2020 Barcelona = 325
Edificio referencia. Datos identificativos6
22
Barcelona. Caso práctico. Observaciones
El cálculo se ha llevado a cabo sobre un volumen equivalente al edificio de l’Illa, pero las simplificaciones practicadas invalidan las conclusiones para el propio edificio. Se ha tomado la fachada Norte como tipo. En el caso real, la fachada Sur es distinta de la Norte
Se ha trabajado con valores de acristalamientos de 6/X/6 por facilidad de obtención de información. Estos espesores podrían no ser suficientes mecánicamente para las dimensiones de los vidrios del edificio estudiado
No se han considerado los apantallamientos de otros edificios
Los valores que corresponderían para un acristalamiento de (8/X/8) de:• Transmisión luminosa Tl• Factor Solar del vidrio,
se reducirían entre un 5 y un 6%, sin que por ello las conclusiones que anotaremos queden desvirtuadas por estas diferencias
Hipótesis: En la época fría, las cargas internas (iluminación, personas, equipos, etc.), cubren las necesidades de calefacción, excepto arranque
6
CTE. Transmitancia y Factor Solar límites6
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A B C D y E
SM 5,7 10 0 0 0
DN 2,8 100 50 30 20
DE 1,4 100 100 100 100
SM 5,7 20 10 0 0
DN 2,8 100 100 50 30
DE 1,4 100 100 100 100
SM 5,7 100 30 0 0
DN 2,8 100 100 100 70
DE 1,4 100 100 100 100
Máximo % de huecos en fachada para cada tipo de acristalamiento
Orie
ntaci
ón
fach
ada
Tip
o d
e
acr
sita
lam
ient
o
U (W
/m2·ºK)
Zonas climáticas
N
E/O
S
CTE. Máximo % de huecos en fachada6
Transmitancia térmica máxima en Barcelona (Zona C s/. CTE DB HE-1)
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
% Huecos en fachada
U (
W/m
2·ºK
)
Fachada Norte
Fachada Sur
Fachadas E y O
28
2,8
3,2
4,0
Transmitancia límite de huecos s/. CTE
Valor U medio ponderado límite para l’Illa: 3,4 W/m2K
6
24
Factor solar modificado límite FHlim en Barcelona (Zona C2 s/CTE) DB HE-1
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
% Huecos en fachada
Fa
cto
r s
ola
r m
od
ific
ad
o F
(%
)
Fachada Sur
Fachadas E y O
28
55
74
Valor FHlim medio para l’Illa: 68% gmàx del vidrio = 89%
Factor solar límite huecos s/. CTE6
0,67
0,82
CTE. Reducción demanda por retranqueo
R/W = 0,16 R/H = 0,12Valores edificio l’Illa:
6
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(1) Superficie horizontal construida cubierta del edificio
Barcelona. Caso práctico. Resultados
0,3240%0100%24SI0%0%0,4---8. Fachadas ciegas, sin huecos al exterior
8,464086%57514%65SI7%10%1,16/15/67. 100% Acristalamiento con vidrio Low E óptimo (Argón)
2,015269%11731%35SI7%10%1,16/15/66. Geometría actual, vidrio Low E óptimo (Argón)
4,736087%32713%33SI60%28%1,06/15/65. Geometría actual, vidrio Low E óptimo (Argón) Selectivo
6,750789%46711%40SI60%40%1,46/12/64. Geometría actual, vidrio Low E (Aire)
11,385790%79410%63SI77%68%2,84+4/12/83. Geometría actual: Vidrio doble, en el 28% de la superficie
14,61.11291%1.0399%73SI---89%3,4---2. Geometría actual. Cumpliendo C.T.E. (no existe)
66,55.04891%4.7129%336NO89%82%5,761. 100% Acristalamiento con vidrio simple (virtual)
MWh%MWh%MWh
kWh/m2
verano (1)
TOTALRadiaciónTransmisión%mm
Energía eléctrica consumida junio-septiembre para compensar la ganancia térmica a través de las
fachadas, por:Tl
Factor Solar
(g)
Espe-sores
Composición del acristalamiento
Cu
mp
le e
l C
TE
?
U (
W/m
2 K)
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FACHADAS ENERGÍA ESE’s
CONSUMO Y CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA
CONFORT TÉRMICO Y CÓDIGO TÉCNICO
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APROXIMACIÓN A CASOS PRÁCTICOS
RADIACIÓN SOLAR
EL VIDRIO EN FACHADAS DE OFICINAS
CONCLUSIONES
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La tª exterior incide en el consumo por el aire de renovación
Caso de referencia. ConclusionesDentro del margen de cumplimiento del CTE, en el periodo junio/septiembre:
• Mejorando la U de 3,4 a 1,0 el consumo eléctrico por ganancia de calor por transmisión pasa de 73 a 33 MWh Ahorro 40 MWh (0,5 0,5 kWhkWh/m/m22)
• Mejorando la g de 89 a 10 el consumo eléctrico por ganancia de calor por radiación pasa de 1.039 a 117 MWh Ahorro 922 MWh (12,1 12,1 kWhkWh/m/m22)
En las composiciones 6 y 7:• Absorción energética del vidrio muy alta temperatura superficial cara 4
alta tª operativa (efectiva a efectos de confort), alta• Transmisión luminosa muy baja no aprovechamiento luz natural,
ergonomía del espacio afectada (poca visión hacia el exterior)• Mayor especularidad desde el exterior Estético, seguridad vial• Necesidad templar el vidrio Especularidad deformada• Mayor riesgo de choque térmico por sombras Menos compatible con
aleros y retranqueos• Menor permeabilidad de visión desde el exterior Estética
7
Cinco productos 8/12/5+5 1 Solución
El pay-back del ∆ de Inversión es < 8 años
7
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El gráfico evidencia que la temperatura base para los GDR es de 21ºC
Barcelona. Sensibilidad a la tª exterior
R² = 0,49
8.500
9.000
9.500
10.000
10.500
11.000
11.500
12.000
12.500
16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Co
nsu
mo
dia
rio (
kWh
)
tª media diaria
Periodo junio - septiembre. Sensibilidad a la tª media diaria
1ºC 25Wh/m2 ·día 3 kWh/m3 kWh/m22 (jun-sep)
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Fachadas ensanche Barcelona
Fac
hada
ori
enta
da a
l SO
Fac
hada
ori
enta
da a
l SE
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Evolución del vidrio con cámara
Fachada Norte
Fachadas Sur, E y
O
Recta de relaciónTl/g máxima
7
Frases escritas, frases dichas
• Los arquitectos y propietarios de edificios suelen elegir vidrios de capa, que, con una transmisión de la luz natural muy elevada, garanticen al mismo tiempo el ahorro de energía y la protección solar
• Construimos para las personas, no para los números
• La moda condiciona la investigación y el desarrollo de los productos por parte de las empresas fabricantes
• El frío no pasa. Quien pasa es el calor
• La pantalla del ordenador debe colocarse perpendicularmente al plano de fachada
• Sin estores, ningún vidrio es capaz de evitar la molestia del sol directo. Luego…
• Copiamos modelos de países con necesidades opuestas a las nuestras
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BARCELONA
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MADRID
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