CAPÍTULO 2 DESCRIPCIÓN DEL...

Estudio Energético de un edificio de oficinas existente mediante el empleo de herramienta de simulación de sistemas

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CAPÍTULO 2

DESCRIPCIÓN DEL EDIFICIO


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2 DESCRIPCIÓN DEL EDIFICIO

2.1 Introducción El edificio de la Consejería de Medio Ambiente de la Junta de Andalucía está situado

entre la Avda. de la Palmera s/n, Avda. Manuel Siurot y la calle Marqués de Luca de

Tena, de la ciudad de Sevilla.

El edificio está construido en una gran parcela, antiguos jardines de la Casa Sundheim,

que junto con el antiguo palacete, forman la sede de la Consejería.

El edificio nuevo es de construcción funcional con cerramientos planos aislados,

grandes superficies acristaladas y ventanales practicables con vidrio doble y persianas

interiores orientables. Está compuesto por tres núcleos unidos entre sí, denominados,

Norte Vestíbulo y Sur, y consta de planta sótano, tres plantas superiores y cubierta.

El edificio, de forma rectangular, está exento de otras edificaciones anexas a él y está

orientado en la dirección Norte-Sur, siendo sus fachadas de mayor superficie las

situadas en el Este y Oeste.

En el núcleo Sur existe un hueco circular que une las tres plantas del edificio y está

rematado por una cúpula, sobre la planta de cubierta. Igualmente contiene una zona de

servicio compuesta por aseos y locales auxiliares, cuya particularidad es que en esta

zona de aseos, el forjado de las plantas, no remata con el paramento vertical de la

fachada Este, existiendo una separación donde aloja una estrecha plataforma enrejillada

metálica.

El Vestíbulo está formado por el acceso al edificio, zonas de público y la comunicación

entre las plantas, mediante una escalera abierta y un núcleo de ascensores.

El núcleo Norte contiene una escalera que une las tres plantas y la cubierta, dando

acceso a la sala de maquinas, situada en dicha planta de cubiertas.

La planta sótano contiene los servicios de mantenimiento, archivos, sala de cuadros


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eléctricos, grupo electrógeno y aparcamientos.

Las tres plantas superiores, contienen oficinas y despachos generales de la Consejería, y

están formados por una modulación construida basándose en paneles opacos, instalados

de suelo a techo, para dividir los distintos módulos, y paneles acristalados para la

formación de pasillos.

Figura 2-1 Vista Noroeste del edificio

Figura 2-2 Vista Sureste


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2.2 Geometría y zonificación En las siguientes tablas aparecen los espacios que se han considerado en el edificio, la

planta a la que pertenecen, el área y el tipo, pudiendo ser acondicionado, no

acondicionado:

Tabla 2-1 Espacios planta 0

PLANTA 0

ESPACIO ÁREA TIPO 1 17.4 Acondicionado 2 43.5 Acondicionado 3 51.04 Acondicionado 4 79.46 Acondicionado 5 76.86 Acondicionado 6 157.97 Acondicionado 7 45.43 Acondicionado 8 43.95 Acondicionado 9 41.86 Acondicionado

10 140.07 Acondicionado 11 48.08 Acondicionado 12 140.6 Acondicionado 13 102.11 Acondicionado 14a 76.02 Acondicionado 14b 95.75 Acondicionado 16 17.4 Acondicionado 17 34.8 Acondicionado 18 54.02 Acondicionado 19 73 Acondicionado 20 65.2 Acondicionado 22 100.13 Acondicionado 23 49.58 Acondicionado 24 56.95 Acondicionado 25 116.92 Acondicionado 26 159.46 Acondicionado 27 42.92 Acondicionado 28 63 Acondicionado 29 69.23 No acondicionado 30 23.2 Acondicionado 31 23.2 Acondicionado 32 23.2 Acondicionado 15 22.35 No acondicionado


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PLANTA 1 ESPACIO ÁREA TIPO

1 40.6 Acondicionado 2 34.8 Acondicionado 3 26.1 Acondicionado 4 17.98 Acondicionado



10 70.84 Acondicionado 14a 76.02 Acondicionado 14b 61.21 Acondicionado 18 69.74 Acondicionado 19 13.92 Acondicionado 20 48.14 Acondicionado 23 162.81 Acondicionado 24 80.4 Acondicionado 25 158.69 Acondicionado 26 56.8 Acondicionado 27 23.2 Acondicionado 28 113.6 Acondicionado 29 46.4 Acondicionado 30 16.8 Acondicionado 31 24.79 Acondicionado 32 24.79 Acondicionado 33 151.6 Acondicionado 34 22.62 Acondicionado 35 19.5 Acondicionado 22 155.47 Acondicionado 36 8.4 No acondicionado 15 22.35 No acondicionado


PLANTA 2 ESPACIO ÁREA TIPO

1 122.27 Acondicionado 2 40.6 Acondicionado 3 111.36 Acondicionado 4 61.18 Acondicionado 5 143.89 Acondicionado



15

10 69.23 Acondicionado 11 70.84 No acondicionado 12 41.02 Acondicionado 14a 76.02 Acondicionado 14b 61.21 Acondicionado 15 22.35 No acondicionado 17 45.82 Acondicionado 18 45.24 Acondicionado 19 46.4 Acondicionado 20 23.2 Acondicionado 22 155.47 Acondicionado 23 26.13 Acondicionado 24 159.46 Acondicionado 34 23.2 Acondicionado 27 46.4 Acondicionado 35 38.22 Acondicionado 33 11.76 No acondicionado 29 15.96 No acondicionado 30 50.4 Acondicionado 31 50.4 Acondicionado 32 26.8 Acondicionado 25 53.6 Acondicionado 26 84.52 Acondicionado

Los espacios se corresponden con las zonas térmicas en las que se ha dividido el

edificio ya que, debido a los requerimientos del programa de cálculo, cada zona térmica

se corresponde con un único espacio geométrico, los cuales, junto con las plantas,

definen a su vez los polígonos que se han de introducir para completar la descripción

geométrica.

La división en zonas del edificio se ha realizado atendiendo fundamentalmente a la

separación física real de cada espacio existente, para lo cual se han hecho diversas

visitas al edificio, adaptando los planos antiguos a la realidad actual.

Cada una de estas zonas funcionales está provista de unos valores de cargas de

ocupación, equipos e iluminación con sus horarios de funcionamiento correspondientes.

Con el fin de proporcionar la máxima información de cada una de ellas.

En las siguientes figuras se muestra planta por planta la zonificación realizada:


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Figura 2-3 Planta 0

Figura 2-4 Planta 1


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Figura 2-5 Planta 2

Existen dos métodos para introducir la geometría del edificio mediante los polígonos. El

primero sería introducir los polígonos de los espacios en coordenadas relativas al origen

de coordenadas del espacio, situado en el vértice de coordenadas (0, 0) del polígono, y

posteriormente desplazar y girar el polígono dentro de la planta hasta colocarlo en el

lugar apropiado. En este caso los sistemas de coordenadas de planta y de espacio no

coinciden.

La otra opción sería introducir el polígono del espacio en coordenadas relativas al

origen de coordenadas de la planta, es decir, haciendo coincidir el origen de

coordenadas del espacio, situado en el punto de coordenadas (0, 0) del polígono, con el

de la planta. En este caso no es necesario desplazar ni girar el polígono dentro de la

planta ya que ambos, planta y espacio, comparten sistema de coordenadas.

En este ejemplo se ha utilizado el primer método, es decir, los espacios tienen el origen

de coordenadas en uno de sus vértices y su sistema de coordenadas se encuentra

desplazado y/o girado con respecto al de la planta. También en este ejemplo se ha


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desplazado el sistema de coordenadas de la planta con respecto al sistema global de

coordenadas.

En la siguiente figura se muestra la disposición de un polígono en una planta, para que

sirva de ejemplo.

En rojo se indican los segmentos y vértices del polígono de la planta. En gris y azul se

indican los segmentos y vértices de los polígonos de cada uno de los espacios que

componen la planta.

También se han representado los sistemas de coordenadas necesarios para la descripción

geométrica del edificio. En azul se representa el sistema de coordenadas global, en rojo

el sistema de coordenadas de cada planta y en negro el sistema de coordenadas de uno

de los espacios que constituyen la planta.

Observando la orientación de cada uno de sus ejes se puede determinar la relación de

giro existente entre ellos, ya que este se puede dar solamente en el plano horizontal, por

lo que el eje“z” de los tres sistemas de coordenadas se sitúa siempre perpendicular al

plano del papel. El desplazamiento respecto a los ejes de coordenadas (x, y, z) se

muestra bajo cada uno de los sistemas representados.

En el caso del sistema de coordenadas de la planta, estas serán las coordenadas relativas

al sistema global de coordenadas, y en el caso del sistema de coordenadas del espacio,

estas serán las coordenadas relativas a sistema de coordenadas de la planta a la que

pertenece el espacio.

Figura 2-6 Sistemas de coordenadas


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2.3 Características Constructivas

2.3.1 Composición de los cerramientos A continuación se adjuntan tabulados los materiales que componen los distintos

cerramientos del edificio, así como las propiedades de los mismos.

La denominación de cada uno de los tipos de cerramientos ha sido realizada en función

de su utilización para dar la mayor información posible. Para un cerramiento exterior (o

enterrado) el primer elemento de la lista será el que da al exterior (o al terreno) y el

último será el material que de al interior del espacio. Para un cerramiento interior se

empezará la lista con el material que da al espacio adyacente y se terminará en el

espacio donde se está definiendo el muro interior.

Así, los dos primeros cerramientos indicados a continuación, son los que de manera

general se han usado para los muros exteriores que dan a la calle:

Tabla 2-4 Cerramiento exterior

M EXTERIOR CARA VISTA-C ( de exterior a interior) Materiales Espesor

(m) K

(W/m*ºC) Densidad

(kg/m3) Cp

(J/kg*K) Uglobal

(W/ m2 * ºC) Ladrillo macizo(Fabrica) 0.020 0.8700 1 800.0 1 380.0 Mortero de cemento 0.010 1.4000 2 000.0 1 050.0 Poliuretano Proyectado 0.030 0.0260 30.0 1 800.0 Panel de partículas 0.020 0.1000 300.0 1 700.0

0.66

Tabla 2-5 Cerramiento exterior

M EXTERIOR MARMOL ( de exterior a interior) Materiales Espesor

(m) K

(W/m*ºC) Densidad

(kg/m3) Cp

(J/kg*K) Uglobal

(W/ m2 * ºC) Mármol 0.0200 3.5000 2 800.0 1 000.0 Ladrillo hueco 0.030 0.4900 1 200.0 920.0 Mortero cemento 0.010 1.4000 2 000.0 1 050.0 Poliuretano Proyectado 0.030 0.0260 30.0 1 800.0 Panel de partículas 0.020 0.1000 300.0 1 700.0

0.65

Análogamente a lo visto en los muros exteriores, se mostrarán los cerramientos

interiores, el primero se corresponde con el cerramiento interior utilizado para todos los

espacios reales que componen el edificio. El segundo es un cerramiento interior virtual,

se usa como superficie de separación entre espacios que en realidad no se encuentran

separados físicamente, como son los patios interiores del edificio. Este cerramiento

virtual se introduce para tener en cuenta el efecto del calor transferido mediante el flujo


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de aire entre el espacio virtual y el real. La composición del cerramiento ha sido

definida a partir de coeficiente global de transferencia

Tabla 2-6 Cerramiento interior

L_1/2 PIE MAZ, CAM, TABIQUE ( de exterior a interior) Materiales Espesor

(m) K

(W/m*ºC) Densidad

(kg/m3) Cp

(J/kg*K) Uglobal

(W/ m2 * ºC) Ladrillo macizo(Fabrica) 0.110 0.8700 1 800.0 1 380.0 Mortero cemento 0.010 1.4000 2 000.0 1 050.0 Cámara aire vertical(10 cm) 0.100 0.8700 1 800.0 1 380.0 Ladrillo hueco 0.030 0.4900 1 200.0 920.0 Enlucido de yeso 0.010 0.3000 800.0 920.0

1.89

Tabla 2-7 Cerramiento interior virtual SEPARACIÓN VIRTUAL INTERNA

Uglobal

(W/ m2 * ºC) 10

A continuación se mostrarán los cerramientos para el suelo y techo de los espacios, así

como el correspondiente a la separación entre las plantas del edificio:

Tabla 2-8 Cerramiento interior-suelo

SUELO ( de exterior a interior) Materiales Espesor

(m) K

(W/m*ºC) Densidad

(kg/m3) Cp

(J/kg*K) Uglobal

(W/ m2 * ºC) Forjado de hormigón 0.200 1.3800 1 500.0 1 000.0 Mármol 0.020 3.5000 2 800.0 1 000.0

3.70

Tabla 2-9 Cerramiento interior-techo

FALSO TECHO ( de exterior a interior) Materiales Espesor

(m) K

(W/m*ºC) Densidad

(kg/m3) Cp

(J/kg*K) Uglobal

(W/ m2 * ºC) Placa de escayola 0.200 0.3000 800.0 920.0 3.49

Tabla 2-10 Forjado

FORJADO ENTRE PLANTAS ( de exterior a interior) Materiales Espesor

(m) K

(W/m*ºC) Densidad

(kg/m3) Cp

(J/kg*K) Uglobal

(W/ m2 * ºC) Forjado de hormigón 0.200 1.3800 1 500.0 1 000.0 Mortero cemento 0.010 1.4000 2 000.0 1 050.0 Láminas bituminosas 0.003 0.1900 1 100.0 1 680.0 Poliestireno extruido C 0.030 0.0280 25.0 1 450.0

0.74

Posteriormente, el cerramiento de la cubierta del edificio:

Tabla 2-11 Cubierta

CUBIERTA PLANA ( de exterior a interior) Materiales Espesor

(m) K

(W/m*ºC) Densidad

(kg/m3) Cp

(J/kg*K) Uglobal

(W/ m2 * ºC) Forjado de hormigón 0.200 1.3800 1 500.0 1 000.0 Mortero cemento 0.010 1.4000 2 000.0 1 050.0 Láminas bituminosas 0.003 0.1900 1 100.0 1 680.0 Poliestireno extruido C 0.030 0.0280 25.0 1 450.0 Grava rodada o de machaqueo

0.350 0.8100 1 700.0 920.0

0.56


21

Y por último el cerramiento correspondiente a las puertas de emergencia que se

encuentran en cada planta del edificio. La composición de dicho cerramiento ha sido

definida a partir del coeficiente de transferencia:

Tabla 2-12 Puerta PUERTA-C

Uglobal

(W/ m2 * ºC) 8.270

2.3.2 Acristalamientos Todos los acristalamientos del edificio son vidrio doble claro (espesor 6mm/6mm) con

cámara de aire. En todas las ventanas además se ha considerado un marco de ancho 10

cm.

2.4 Características Ocupacionales y Funcionales

2.4.1 Cargas de Ocupación La carga de ocupación se define introduciendo el valor de área (m2) por persona que hay

en cada espacio, así como la potencia sensible y latente considerada por persona. Con

estos valores el programa calcula la potencia por unidad de área en cada espacio debida

a la ocupación, ya que conoce el área total de cada uno de dichos espacios. Así mismo,

hay que introducir el horario de ocupación, con el cual el programa calcula la ocupación

existente en cada espacio hora a hora.

En el edificio en estudio, se tomarán como potencia sensible y latente por persona los

valores por defecto de Calener, los cuales son 75(W/persona) y 55(W/persona),

respectivamente.

En las siguientes tablas se dan para cada espacio, el área, el número de personas que

hay normalmente y el valor introducido de área por persona en el instante de máxima

ocupación.


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Tabla 2-13 Cargas de ocupación planta 0

PLANTA 0 Espacio Área (m2) Personas Área m2/persona

1 17.4 1 17.4 2 43.5 3 14.5 3 51.04 3 17.0 4 79.46 12 6.6 5 76.86 1 76.9 6 157.97 16 9.9 7 45.43 4 11.4 8 43.95 1 44.0 9 41.86 2 20.9

10 140.07 1 140.1 11 48.08 3 16.0 12 140.6 13 10.8 13 102.11 14 7.3

14a 76.02 1 76.0 14b 95.75 1 95.8 15 22.35 1 22.4 16 17.4 1 17.4 17 34.8 4 8.7 18 54.02 4 13.5 19 73 6 12.2 20 65.2 5 13.0 22 100.13 1 100.1 23 49.58 1 49.6 24 56.95 2 28.5 25 116.92 13 9.0 26 159.46 15 10.6 27 42.92 1 42.9 28 63 6 10.5 29 69.23 1 69.2 30 23.2 2 11.6 31 23.2 2 11.6 32 23.2 1 23.2



1 40.6 3 13.5 2 34.8 3 11.6 3 26.1 2 13.1 4 17.98 1 18.0 5 76.69 1 76.7 6 140.6 10 14.1 7 93.51 6 15.6 8 43.95 1 44.0 9 41.86 3 14.0

10 70.84 1 70.8 14a 76.02 1 76.0


23

14b 61.21 1 61.2 15 22.35 1 22.4 18 69.74 9 7.7 19 13.92 1 13.9 20 48.14 1 48.1 22 155.47 1 155.5 23 162.81 15 10.9 24 80.4 7 11.5 25 158.69 11 14.4 26 56.8 6 9.5 27 23.2 1 23.2 28 113.6 13 8.7 29 46.4 1 46.4 30 16.8 1 16.8 31 24.79 4 6.2 32 24.79 1 24.8 33 151.6 1 151.6 34 22.62 1 22.6 35 19.5 5 3.9 36 8.4 1 8.4 37 31.9 3 10.6 38 40.02 7 5.7 39 111.98 13 8.6



1 122.27 10 12.2 2 40.6 1 40.6 3 111.36 13 8.6 4 61.18 1 61.2 5 143.89 12 12.0 6 93.51 9 10.4 7 43.95 1 44.0 8 41.86 2 20.9

10 69.23 1 69.2 11 70.84 1 70.8 12 41.02 3 13.7

14a 76.02 1 76.0 14b 61.21 1 61.2 15 22.35 1 22.4 17 45.82 7 6.5 18 45.24 6 7.5 19 46.4 3 15.5 20 23.2 1 23.2 22 155.47 1 155.5 23 26.13 3 8.7 24 159.46 15 10.6 25 53.6 7 7.7 26 84.52 1 84.5 27 46.4 4 11.6


24

28 158.69 12 13.2 29 15.96 1 16.0 30 50.4 4 12.6 31 50.4 10 5.0 32 26.8 3 8.9 33 11.76 1 11.8 34 23.2 1 23.2 35 38.22 3 12.7

A continuación se describe el horario de ocupación que se ha utilizado para definir la

variación temporal de la ocupación en los espacios mencionados anteriormente.

El horario es de tipo Fracción, así el valor de la propiedad “Área m2/persona” es un

máximo que se multiplicará hora a hora por la fracción especificada en este horario.

Tabla 2-16 Horario de Ocupación

horas fracción 0-1 0 1-2 0 2-3 0 3-4 0 4-5 0 5-6 0 6-7 0 7-8 0 8-9 1

9-10 1 10-11 1 11-12 1 12-13 1 13-14 1 14-15 0.3 15-16 0.3 16-17 0.6 17-18 1 18-19 1 19-20 1 20-21 1 21-22 0 22-23 0 23-24 0 Para los días festivos y fines de semana la fracción es nula.


25

Figura 2-7 Horario de Ocupación

Horario de Ocupación

0

0.5

1

1.5

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25

Horas

Frac

ción

2.4.2 Cargas de Iluminación y Equipos Para definir las cargas debidas a iluminación y equipos es preciso especificar la potencia

por unidad de área y el horario de funcionamiento; así como el tipo de luminaria en el

caso de la iluminación. En el edificio hay tres tipos de luminarias: tubos fluorescentes

color 84 de 2x36 W en despachos y zonas de trabajo, downlights de empotrar con

reflector de plata y lámparas tipo PL de 2x26 W y lámparas de bajo voltaje tipo

dicroicas de 50 VA y 12 voltios. Para el cálculo de la potencia por área, en cada espacio,

se multiplica el número de luminarias por su potencia correspondiente y el resultado se

multiplicará por un cierto factor que en el caso que nos ocupa, será por 1.8; el resultado

se divide entre el área del espacio.

Nota: para los espacios 0+08,1+08 y 2+07, a la potencia (W) calculada como se dice

anteriormente, se le sumará 2x100, 3x100 y 3x100 respectivamente. Estas potencias

corresponden a apliques incandescentes de 100 W que se encuentran en dichos

espacios.


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Tabla 2-17 Cargas de iluminación planta 0

PLANTA 0

Espacio

Nº de fluorescentes

Nº de downlights

Nº de dicroicas

Potencia iluminación

(W/m2) 1 2 - - 14.9 2 6 - - 17.9 3 4 - - 10.2 4 8 - - 13.0 5 - - 20 13.0 6 - 25 - 14.8 7 4 - - 11.4 8 - - 5 5.7 9 - - 7 8.4

10 - - 28 10.0 11 4 - - 10.8 12 - 23 - 15.3 13 - 14 - 12.8

14a - - 16 10.5 14b - - 31 16.2 15 - - - - 16 2 - - 14.9 17 3 - - 11.2 18 4 - 16 24.4 19 6 - - 10.7 20 6 - - 11.9 22 - - 32 16.0 23 4 - - 10.5 24 2 - 3 7.2 25 5 - - 5.5 26 14 - - 11.4 27 - - 1 1.2 28 8 - - 16.5 29 - 2 90 67.7 30 2 - - 11.2 31 2 - - 11.2 32 2 - - 11.2


27


PLANTA 1

Espacio


Nº de downlights

Nº de dicroicas


(W/m2) 1 2 - - 6.4 2 2 - - 7.4 3 3 - - 14.9 4 2 - - 14.4 5 - - 21 13.7 6 - 21 - 14.0 7 8 - - 11.1 8 - - 4 4.6 9 - - 8 9.6

10 - - 24 16.9 14a - - 15 9.9 14b - - 24 19.6 15 - - - - 18 6 - - 11.1 19 2 - - 18.6 20 4 - - 10.8 22 1 - 43 14.7 23 12 - - 9.6 24 5 - - 8.1 25 - 25 - 14.7 26 8 - - 18.3 27 4 - - 22.3 28 12 - - 13.7 29 4 - - 11.2 30 2 - - 15.4 31 2 - - 10.5 32 2 - - 10.5 33 1 - - 0.9 34 1 - - 5.7 35 2 - - 13.3 36 - - 2 11.9 37 3 - - 12.2 38 4 - - 13.0 39 - 18 - 15.0


28


A continuación se describe el horario de iluminación para definir la variación temporal

de la potencia lumínica consumida por los diferentes subsistemas de iluminación

especificados en el espacio.

El valor máximo de la potencia eléctrica de iluminación empleada en un espacio

(propiedad W/m2) será multiplicado por el correspondiente valor del horario que será

del tipo Fracción o Multiplicador.

PLANTA 2

Espacio


Nº de downlights

Nº de dicroicas


(W/m2) 1 2.5 9 - 9.5 2 4 - - 12.8 3 10 - - 11.6 4 2.5 - 12 15.1 5 8 - - 7.2 6 8 - - 11.1 7 - - 5 5.7 8 - - 7 8.4

10 24 - - 44.9 11 - - 6 4.2 12 - 6 - 13.7

14a - - 15 9.9 14b - - 21 17.2 15 - - - - 17 4 - - 11.3 18 4 - - 11.5 19 4 - - 11.2 20 4 - - 22.3 22 1 - 43 14.7 23 2 - - 9.9 24 12 - - 9.8 25 4 - - 9.7 26 5 - - 7.7 27 4 - - 11.2 28 11 - - 9.0 29 2 - - 16.2 30 6 - - 15.4 31 6 - - 15.4 32 2 - - 9.7 35 4 - - 13.6 34 2 - - 11.2 33 - - 2 8.5


29

Tabla 2-20 Horario de iluminación

horas fracción 0-1 0 1-2 0 2-3 0 3-4 0 4-5 0 5-6 0 6-7 0 7-8 0 8-9 0.2

9-10 0.9 10-11 0.9 11-12 0.9 12-13 0.9 13-14 0.91 14-15 0.4 15-16 0.4 16-17 0.9 17-18 0.9 18-19 0.9 19-20 0.3 20-21 0.1 21-22 0 22-23 0 23-24 0 Para los días festivos y fines de semana la fracción es nula. Figura 2-8 Horario de iluminación

Horario de Iluminación

00.20.40.60.8

1

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25

Horas

Frac

ción


30

En la tabla siguiente se muestran los datos correspondientes a las cargas producidas por

los equipos presentes en las zonas. Para el cálculo de la potencia por área se multiplica

el número de equipos de cada tipo por su potencia correspondiente, y el resultado se

divide por el área del espacio al que pertenecen.

El cálculo de la potencia se ha realizado de la siguiente manera:

-La potencia de una impresora durante el proceso de impresión es de unos 300 W por

minuto y en estado de espera es 20.9 W. Los equipos están funcionando durante trece

horas y se supondrá que la impresora está funcionando en estado de impresión durante

tres horas de esas trece, por tanto el valor de la potencia será:

Ecuación 1

hWPot /70.8313

99.203300=

×+×=

-En una fotocopiadora la potencia durante el proceso es de 1400 W por minuto y en

estado de reposo es de 100.Repitiendo la operación anterior para la fotocopiadora se

obtiene un valor medio de la potencia de 392.30 W/h.

-La potencia real de un ordenador Pentium es de 125 W, y se supondrá que estará

funcionando durante las trece horas, por lo que el valor de la potencia será el mismo que

se muestra anteriormente.

Estos datos han sido tomados del “Instituto para la Diversificación y Ahorro de la

Energía”.

Tabla 2-21 Cargas de equipos planta 0

PLANTA 0

Espacio Área (m2)

Número de Impresoras

Número de Fotocopiadoras

Número de Ordenadores

Potencia Equipos (W/m2)

1 17.4 0 0 1 7.2 2 43.5 0 0 3 8.6 3 51.04 0 0 3 7.3 4 79.46 2 0 12 21.0 5 76.86 5 0 0 5.4 6 157.97 6 0 16 15.8 7 45.43 0 0 4 11.0


31

8 43.95 0 0 1 2.8 9 41.86 2 1 2 19.4

10 140.07 0 0 0 0.0 11 48.08 0 0 3 7.8 12 140.6 1 0 13 12.2 13 102.11 4 1 14 24.3

14a 76.02 0 0 0 0.0 14b 95.75 0 0 0 0.0 15 22.35 0 0 0 0.0 16 17.4 0 0 1 7.2 17 34.8 0 0 4 14.4 18 54.02 2 0 4 12.4 19 73 4 0 6 14.9 20 65.2 2 1 5 18.2 22 100.13 2 0 0 1.7 23 49.58 0 0 1 2.5 24 56.95 1 0 2 5.9 25 116.92 2 0 13 15.3 26 159.46 2 0 15 12.8 27 42.92 0 0 0 0.0 28 63 4 0 6 17.2 29 69.23 0 0 0 0.0 30 23.2 1 0 2 14.4 31 23.2 0 0 2 10.8 32 23.2 0 0 1 5.4


PLANTA 1

Espacio Área (m2)





1 40.6 0 0 3 9.22 34.8 0 0 3 10.83 26.1 0 0 2 9.64 17.98 1 0 1 11.65 76.69 1 0 0 1.16 140.6 3 0 10 10.77 93.51 2 0 6 9.88 43.95 0 0 1 2.89 41.86 3 1 3 24.3

10 70.84 0 0 0 0.014a 76.02 0 0 0 0.014b 61.21 1 0 0 1.415 22.35 0 0 0 0.018 69.74 2 0 9 18.519 13.92 0 0 1 9.020 48.14 1 0 1 4.322 155.47 0 0 0 0.023 162.81 4 0 15 13.624 80.4 3 0 7 14.0


32

25 158.69 4 0 11 10.826 56.8 4 0 6 19.127 23.2 0 0 1 5.428 113.6 4 0 13 39.129 46.4 0 0 1 2.730 16.8 2 0 1 66.831 24.79 1 0 4 23.532 24.79 1 0 1 8.433 151.6 0 0 1 0.834 22.62 0 0 1 5.535 19.5 0 2 5 72.436 8.4 0 0 0 0.037 31.9 0 0 3 11.838 40.02 3 0 7 28.139 111.98 3 0 13 16.8


PLANTA 2

Espacio Área (m2)





1 122.27 1 0 10 10.92 40.6 1 0 1 5.13 111.36 2 0 13 16.14 61.18 0 1 0 6.45 143.89 2 0 12 11.66 93.51 0 0 8 10.77 43.95 0 0 1 2.88 41.86 2 1 2 19.4

10 69.23 0 0 0 0.011 70.84 0 0 0 0.012 41.02 0 0 3 9.1

14a 76.02 0 0 0 0.014b 61.21 0 4 0 25.715 22.35 0 0 0 0.017 45.82 1 0 7 20.918 45.24 1 0 6 18.419 46.4 0 0 3 8.120 23.2 1 0 1 9.022 155.47 0 0 0 0.023 26.13 1 1 3 32.624 159.46 6 0 28 25.125 53.6 0 0 7 16.326 84.52 5 4 15 45.727 46.4 0 0 4 10.828 158.69 5 0 12 12.129 15.96 1 0 0 5.230 50.4 1 0 4 2531 50.4 2 0 10 5832 26.8 0 0 3 14.034 23.2 1 0 1 0.0


33

35 38.22 0 0 3 9.033 11.76 0 0 0 9.8

A igual que con el horario de iluminación se muestra la variación temporal de la

potencia de los equipos. El valor máximo de la potencia de éstos en un espacio

(propiedad W/m2) será multiplicado por el correspondiente valor del horario que será

del tipo Fracción o Multiplicador, éste valor será “1”, ya que con el cálculo de la

potencia ya se ha supuesto un valor medio

Tabla 2-24 Horario de equipos

horas fracción 0-1 0 1-2 0 2-3 0 3-4 0 4-5 0 5-6 0 6-7 0 7-8 0 8-9 1

9-10 1 10-11 1 11-12 1 12-13 1 13-14 1 14-15 1 15-16 1 16-17 1 17-18 1 18-19 1 19-20 1 20-21 1 21-22 0 22-23 0 23-24 0 Para los días festivos y fines de semana la fracción es nula.


34

Figura 2-9 Horario de equipos

Horario de Equipos

0

0.5

1

1.5

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25

Horas

Frac

ción

2.4.3 Cargas de Infiltración En el edificio objeto de estudio, debido a las altas temperaturas que se concentraban en

ciertos espacios de la primera y segunda planta, se optó por la instalación de dos

turbinas de 1300 m3/h cada una, de manera que abastecieran de aire exterior no tratado

a los espacios problemáticos de cada una de las plantas, y bajar así la temperatura.

Debido a que el programa Calener no permite la introducción de dos tipos de sistemas

diferentes por zona, se atacó la introducción de la turbina por medio de las cargas de

infiltración. Se explicará más adelante en este apartado.

De manera general, para el caso del edificio sin turbina, y en aquellos espacios no

abastecidos por ésta, el valor de las cargas de infiltración es:

-En todas las zonas no acondicionadas del edificio, una infiltración constante de 1

renovación por hora durante todo el día

-En las zonas acondicionadas del edificio, y dentro de éstas, las zonas exteriores, que

son aquellas están en contacto con el exterior, ya sea a través de un muro o de una

ventana, dado que los sistemas de climatización están siempre funcionando durante el

periodo de ocupación del edificio, se considera que no hay infiltración durante dicho

horario. Fuera de ese horario la infiltración será de 1 ren/h.

Tampoco se considerará que hay infiltración en las zonas interiores de cada planta,

considerándose éstas como aquellas zonas que no están en contacto con el exterior, ya

sea a través de un muro o de una ventana, en este caso la renovación será de 0 ren/h


35

durante todo el día.

El horario de infiltración, para las zonas acondicionadas exteriores será por tanto:

Tabla 2-25 Horario de infiltración

horas multiplicador 0-1 1 1-2 1 2-3 1 3-4 1 4-5 1 5-6 1 6-7 1 7-8 1 8-9 0

9-10 0 10-11 0 11-12 0 12-13 0 13-14 0 14-15 0 15-16 0 16-17 0 17-18 0 18-19 0 19-20 0 20-21 0 21-22 1 22-23 1 23-24 1 Para aquellas zonas que son abastecidas por las turbinas se atacó con las infiltraciones

de la siguiente manera:

Una de las turbinas abastece a las zonas 1+28 y 1+30 de la primera planta con un caudal

de 1300 m3/h, en la primera zona hay tres difusores para la salida del aire y en la

segunda hay uno, por tanto los caudales de aire exterior no tratado serán 975 y 325 m3/h

respectivamente.

Si este caudal se divide por el volumen de la zona se obtendrá el número de

renovaciones a la hora que hay que introducir en dicha zona durante el horario de

funcionamiento de la turbina.


36

La otra turbina, de igual caudal que la anterior, abastece a las zonas 2+30 y 2+31 de la

segunda planta. Cada zona tiene dos difusores de salida de aire, por tanto el caudal

introducido en ambas será de 650 m3/h.

Figura 2-10 Planta 1

Zona Sur Zona Norte

Figura 2-11 Planta 2

Zona Sur Zona Norte

Las renovaciones de cada zona serán:


37

Tabla 2-26 Renovaciones

Zonas 1+28 1+30 2+30 2+31Renovaciones 2.86 6.45 4.3 4.3 Cuando está funcionando la turbina, el horario de infiltración para esas zonas será:

Tabla 2-27 Horario de infiltración

horas 1+28 1+30 2+30 2+31 0-1 1 0 0 0 1-2 1 0 0 0 2-3 1 0 0 0 3-4 1 0 0 0 4-5 1 0 0 0 5-6 1 0 0 0 6-7 1 0 0 0 7-8 1 0 0 0 8-9 2.86 6.45 4.3 4.3

9-10 2.86 6.45 4.3 4.3 10-11 2.86 6.45 4.3 4.3 11-12 2.86 6.45 4.3 4.3 12-13 2.86 6.45 4.3 4.3 13-14 2.86 6.45 4.3 4.3 14-15 2.86 6.45 4.3 4.3 15-16 2.86 6.45 4.3 4.3 16-17 2.86 6.45 4.3 4.3 17-18 2.86 6.45 4.3 4.3 18-19 2.86 6.45 4.3 4.3 19-20 2.86 6.45 4.3 4.3 20-21 2.86 6.45 4.3 4.3 21-22 1 0 0 0 22-23 1 0 0 0 23-24 1 0 0 0 Pero este horario no es el mismo para todos los días del año, y ni siquiera tiene porque

ser la renovación por ejemplo de 2.86 para la zona 1+28 a partir de las ocho de la

mañana; se construye en función de cuando se activen las turbinas.

Cada turbina se activará cuando la temperatura de la zona que tiene el termostato llegue

a 24 ºC durante los meses de Enero, Febrero y Diciembre. El resto del año no se activan.

Se elige la temperatura de 24 ºC porque según la norma UNE EN ISO 7730, durante el

periodo de calefacción la temperatura, para actividad ligera debe mantenerse entre los

22 y 24 ºC para el confort de los ocupantes.

Las zonas con termostato son la 1+28 en la primera planta, y la 2+31 en la segunda.


38

Se explicará el procedimiento seguido para el cálculo del horario de infiltración para las

zonas de una planta, para las zonas de la otra planta el procedimiento es idéntico,

aunque se obtendrán horarios de funcionamientos anuales diferentes ya que las zonas

con termostato tienen diferentes cargas y por tanto diferentes temperaturas.

Cálculo del horario de infiltración para la zona 1+28:

1) Se le pidió al programa que mostrara la temperatura de dicha zona suponiendo

que no existía la turbina.

2) Se observó a que hora del día la temperatura era mayor de 24 ºC, momento en el

cual se debe introducir una renovación de 2.86 a la hora, este valor se mantendrá

constante hasta las nueve de la noche, momento en el cual la renovación pasaría a ser de

1 renv/h.

También en el horario se introducirá 1 renv/h antes de las ocho de la mañana, y un valor

de 0 ren/h hasta el momento que se alcancen los 24ºC en la zona.

Esto se repite para todos los días del año, y con ello se construye el horario de

infiltración de la zona 1+28. El de la zona 1+30 será igual que éste excepto por el valor

de la renovación, que será de 6.45 , y por el valor de las renovaciones fuera de las horas

de activación de la turbina, que será 0 ren/h al ser una zona interna.

Como ejemplo clarificador, supongamos que el 10 de Enero en la zona 1+28, se alcanzó

una temperatura de 27 ºC a las cinco de la tarde, el horario de infiltración para ese día

sería:

Tabla 2-28 Horarios

horas Zona_1+28 (17-21)

Zona_1+30 (17-21)

0-1 1 0 1-2 1 0 2-3 1 0 3-4 1 0 4-5 1 0 5-6 1 0 6-7 1 0 7-8 1 0 8-9 0 0

9-10 0 0 10-11 0 0 11-12 0 0 12-13 0 0


39

13-14 0 0 14-15 0 0 15-16 0 0 16-17 0 0 17-18 2.86 6.45 18-19 2.86 6.45 19-20 2.86 6.45 20-21 2.86 6.45 21-22 1 0 22-23 1 0 23-24 1 0

El horario de infiltración para la zona 1+28, semanalmente y para los meses de

funcionamiento de la turbina se muestra en el Anexo I.

Se mostrará a continuación la variación que experimenta la temperatura de la zona 28 de

la planta primera al activar la turbina en tres días cualesquiera en el momento en que

está activa la turbina

Tabla 2-29 Temperaturas de la zona 1+28

Mes Día Hora Temperatura sin turbina

Temperatura con turbina

% de cambio

1 5 19 24.27777778 22.5 7.322654461 5 20 24 21.833333 9.027777781 5 21 23.72222222 21.055556 11.24121781 9 19 24.22222222 22.611111 6.651376151 9 20 24.05555556 22 8.545034641 9 21 23.83333333 21.444444 10.02331 1 10 16 24.11111111 24 0.460829491 10 17 24.83333333 23.444444 5.592841161 10 18 25.44444444 23.666667 6.986899561 10 19 25.44444444 23.166667 8.951965071 10 20 25.16666667 22.611111 10.15452541 10 21 24.94444444 21.944444 12.02672611 12 14 24.11111111 23.722222 1.612903231 12 15 24.33333333 22.888889 5.936073061 12 16 25 23.444444 6.222222221 12 17 25.66666667 23.777778 7.359307361 12 18 26.27777778 24 8.668076111 12 19 26.27777778 23.666667 9.936575051 12 20 26.05555556 23.111111 11.30063971 12 21 25.77777778 22.5 12.7155172


40

Esto mismo ocurre para los demás días en los que está activa la turbina en los espacios

donde se introduce el aire exterior. Por lo que se consigue disminuir la temperatura de

estas zonas, en torno a un 10%.

Los horarios de activación de la turbina aparecen en el Anexo I en los apartados 1 y 2.

Las diferencias en consumo de los estudios son debidas al consumo en refrigeración,

calefacción y ventilación.

Presentan igual consumo en cuanto a iluminación, equipos y bombas hidráulicas. Esto

es lógico ya que no cambian ni el número de equipos no la potencia lumínica instalada.

El consumo en bombas es el mismo porque en ambos estudios se trabaja las mismas

horas en régimen de refrigeración y en régimen de calefacción.

Tabla 2-30 . Diferencias de consumo eléctrico (kWh

CALEFACCIÓN REFRIGERACIÓN VENTILADORES Diferencias (kWh) 45 23 105.6 Mayor consumidor P4 P3 P4 La diferencia total es de 127.6 kWh, siendo el consumo de P4 mayor que el de P3. Sin

embargo sólo es mayor en cuanto a consumo en ventiladores y en calefacción.

En cuanto a refrigeración es mayor el consumo de P3.

En este punto es conveniente adelantar que los equipos primarios están funcionando de

8 a 11 de la mañana durante Noviembre, Diciembre, Enero y Febrero para dar calor, el

resto del día y restantes meses para dar frío. Los ventiladores de los fan-coils están

apagados desde las 11 de la mañana hasta las nueve durante Noviembre, Diciembre,

Enero y Febrero y las climatizadoras están activas durante todo el horario de

funcionamiento del edificio.

El consumo mayor en calefacción en el caso con turbina (P4) puede ser mayor que en el

caso sin turbina (P3) porque hay ciertos días del mes de Febrero (16,22, 23 y 28 de

Febrero) donde la turbina se activa a las diez de la mañana, es decir, dentro del horario

en el que el sistema primario da calor. Esto ocurre en la zona 31 de la segunda planta.


41

La temperatura de consigna en calefacción es de 25ºC.

Al ser en la zona T sin turbina> T con turbina se necesita más trabajo en el caso P4 para llegar

a 25ºC y por tanto mayor consumo.

También puede ser debido, si miramos la tabla 2-31, donde se encuentra representada la

temperatura del pasillo (zona contigua a la 28), se observa como a las 8 de la mañana

todavía no se ha alcanzado el equilibrio térmico en el edificio por tanto, el sistema de

calefacción, que se activa a dicha hora tiene que combatir una temperatura más baja en

el caso con turbina, con el consiguiente consumo en calefacción.

Tabla 2-31 Temperatura de dos días cualquiera para la zona 22 de la primera planta

Sin turbina Con turbina1 5 20 18.2222222 18.16666671 5 21 18 17.88888891 8 8 14 13.9444444

El consumo en refrigeración es mayor para el caso sin turbina. Se sigue cumpliendo que

T sin turbina> T con turbina. Por tanto para llegar a la temperatura de consigna de

refrigeración, que son 20 ºC, se tiene que hacer más trabajo en el caso P3 al tener

menores temperaturas.

El consumo extra supone un 0.02 % del consumo total del edificio. De manera general,

por una parte la adición de la turbina tiene ventajas en cuanto a la introducción de aire

exterior para bajar las temperaturas, y la desventaja de que existe aumento del consumo

eléctrico, aunque no es tanta su importancia como el confort de los ocupantes.

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