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DR. JOSE ANTONIO CHICA – TECNALIA RESEARCH & INNOVATION II JORNADAS SOBRE REHABILITACIÓN DE EDIFICIOS II JORNADAS SOBRE REHABILITACIÓN DE EDIFICIOS Bilbao, 5 y 6 de Junio de 2012 INTRODUCCION La necesidad de desarrollar nuevas tecnologías de edificación se justifica mediante el análisis de las mejoras que estas proporcionan frente a las técnicas constructivas tradicionales. La cuantificación de estas mejoras implica el desarrollo de nuevas infraestructuras experimentales capaces de dar el salto entre la valoración cualitativa y la validación cuantitativa, determinante en le proceso de toma de decisiones en el ámbito del I+D+i. La identificación de esta necesidad justifica el nacimiento y objetivos de KUBIK. KUBIK es una instalación experimental destinada al I+D+i orientada al desarrollo de nuevos conceptos, productos y servicios para la mejora de la eficiencia energética en edificación. El principal objetivo de KUBIK es investigar y proporcionar conocimiento relativo al comportamiento global del edificio, integrando aquellos aspectos relevantes a su consumo energético como son su envolvente, particiones, la demanda de energía asociada al uso además de su generación y gestión inteligente. KUBIK complementa a los laboratorios tradicionales acreditados para la caracterización y certificación de prestaciones a nivel de componente, aportando información sobre condiciones reales de uso. Tras la identificación inicial de necesidades, el equipo de trabajo involucrado en el desarrollo del proyecto establece un conjunto de premisas que deben sustentar el desarrollo de las soluciones constructivas propuestas para la configuración inicial del edificio, que son: Industrialización total de componentes y sistemas Aplicación del concepto de edificación abierta (concepto ”Open Building”) Altos niveles de sostenibilidad medioambiental de los materiales utilizados Desmontabilidad de los sistemas y de los materiales para su reutilización y reciclado La aprobación de estas premisas implica la aceptación de ciertos condicionantes cuya viabilidad desea ser valorada y cuyo objetivo ultimo es facilitar la definición de líneas de desarrollo futuro en el ámbito del I+D+i en edificación. En otras palabras, la construcción de esta instalación experimental ha servido como ejercicio practico de diseño e implementación de nuevas tendencias constructivas, cuya concepción y viabilidad desean ser valoradas.

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DR. JOSE ANTONIO CHICA – TECNALIA RESEARCH & INNOVATION

II JORNADAS SOBRE REHABILITACIÓN DE EDIFICIOS

II JORNADAS SOBRE REHABILITACIÓN DE EDIFICIOS Bilbao, 5 y 6 de Junio de 2012

INTRODUCCION

La necesidad de desarrollar nuevas tecnologías de edificación se justifica mediante el análisis de las mejoras que estas proporcionan frente a las técnicas constructivas tradicionales. La cuantificación de estas mejoras implica el desarrollo de nuevas infraestructuras experimentales capaces de dar el salto entre la valoración cualitativa y la validación cuantitativa, determinante en le proceso de toma de decisiones en el ámbito del I+D+i. La identificación de esta necesidad justifica el nacimiento y objetivos de KUBIK.

KUBIK es una instalación experimental destinada al I+D+i orientada al desarrollo de nuevos conceptos, productos y servicios para la mejora de la eficiencia energética en edificación. El principal objetivo de KUBIK es investigar y proporcionar conocimiento relativo al comportamiento global del edificio, integrando aquellos aspectos relevantes a su consumo energético como son su envolvente, particiones, la demanda de energía asociada al uso además de su generación y gestión inteligente. KUBIK complementa a los laboratorios tradicionales acreditados para la caracterización y certificación de prestaciones a nivel de componente, aportando información sobre condiciones reales de uso.

Tras la identificación inicial de necesidades, el equipo de trabajo involucrado en el desarrollo del proyecto establece un conjunto de premisas que deben sustentar el desarrollo de las soluciones constructivas propuestas para la configuración inicial del edificio, que son:

• Industrialización total de componentes y sistemas

• Aplicación del concepto de edificación abierta (concepto ”Open Building”)

• Altos niveles de sostenibilidad medioambiental de los materiales utilizados

• Desmontabilidad de los sistemas y de los materiales para su reutilización y reciclado

La aprobación de estas premisas implica la aceptación de ciertos condicionantes cuya viabilidad desea ser valorada y cuyo objetivo ultimo es facilitar la definición de líneas de desarrollo futuro en el ámbito del I+D+i en edificación. En otras palabras, la construcción de esta instalación experimental ha servido como ejercicio practico de diseño e implementación de nuevas tendencias constructivas, cuya concepción y viabilidad desean ser valoradas.

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PREMISAS DE DISEÑO

La industrialización de componentes constructivos, entendiendo como tal la racionalización de la prefabricación esta sufriendo un importante impulso en la actualidad debido a las ventajas que esta presenta respecto a técnicas constructivas tradicionales:

• Incremento en calidad, reducción de costes y mejoras en disponibilidad

• Reducción del 40% del tiempo de ejecución

• Reducción del 30% en la utilización de materias primas

• Reducción del 70% en transporte

• Reducción del 90% en residuos generados en obra

• Incremento del 90% en el reciclado de materiales (principalmente en fabrica)

• Reducción del 60% en el numero de trabajadores en obra

• Mejoras del 500% en seguridad e higiene laboral

Respecto a la utilización de materiales con alto nivel de sostenibilidad medioambiental, su nivel de huella de carbono, su energía embebida y su clasificación en análisis de ciclo de vida han sido utilizados como criterio de selección y rechazo. Las diferentes alternativas en la deconstrucción y desensamblaje de materiales y sistemas así como su posible reutilización y reciclado también han sido elementos de decisión en el proceso de selección.

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El concepto “Open Building” esta fundamentado en los principios establecidos hace más de una década por Habraken (Habraken, 1998):

El entorno construido está en constante transformación y cambio

• Diferentes niveles de intervención en el entorno construido deben ser considerados: elementos comunes (base building), elementos privados (Infill), diseño urbano, arquitectura…

• Los elementos de relación entre los sistemas técnicos debe permitir la sustitución de un sistema por otro que desempeñe la misma función

• Involucrarción de los usuarios/habitantes en la toma de decisiones durante el diseño del edificio

• El diseño es un proceso con multitud de participantes que también incluye diversos estamentos profesionales

• El entorno construido es el resultado de un proceso en desarrollo, nunca finalizado, en el cual en entorno se transforma paulatinamente

A pesad de la efectividad asociada a estos postulados, todavía resulta necesario divulgar y formar a los agentes del sector de la construcción para que comprendan y implanten el concepto de “Open building” en nuestros edificios y en nuestro entorno construido (Open House International, 2006), (Kendall, 2008).

Por otro lado, la innovación clave relacionada con la implantación del concepto “Open building” surge de la posibilidad de industrializar el mismo. La industrialización del concepto “Open building” ha sido tratada a nivel teórico y su estado del arte ha sido establecido por el International Council for Research and Innovation in Buildings and Construction (CIB) (Sarja, 1998). Recientemente también ha sido objeto de investigación por parte de un importante consorcio industrial europeo, Manubuild 2009

CAPACIDADES EXPERIMENTALES

En la fase inicial del diseño de KUBIK se establecen aquellas capacidades experimentales que debe albergar una infraestructura con las características propuestas, entre las que cabe destacar las siguientes necesidades de evaluación:

• Comportamiento térmico/energético

• Comportamiento acústico

• Estanqueidad (al aire y al agua), derivada de la interacción entre soluciones constructivas

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• Desarrollo y evaluación de los procesos de montaje y desmontaje de sistemas constructivos

• Calidad del aire

• Gestión inteligente de los sistemas de climatización e iluminación (confort del usuario)

• Gestión inteligente del suministro de energía procedente de fuentes convencionales y renovables.

KUBIK dispone de un sistema de monitorización de acceso remoto equipado con más de 800 sensores para el registro continuo de las condiciones internas y externas y un sistema de actuadores para controlar el funcionamiento y modulación de las instalaciones. El sistema de monitorización está integrado en un Sistema de gestión inteligente de la energía, el cual optimiza el consumo energético del edificio. KUBIK proporciona la infraestructura necesaria para la I+D+i en relación con la mejora de la eficiencia energética a nivel de edificio, tal y como exige la Directiva sobre Eficiencia Energética en la Edificación, “European Energy Performance Directive” (EPBD, 2008) y el impulso de I+D+i asociado liderado por el sector europeo de la construcción para responder al reto mediante la “Energy Efficient building Joint Technology Initiative” (E2B JTI, 2010).

KUBIK ofrece la posibilidad de evaluar el comportamiento de los productos en condiciones reales de uso. Esto disminuye el riesgo del mal funcionamiento en aquellos sistemas innovadores sin experiencias previas en el mercado. Esta instalación experimental ofrece una infraestructura flexible que permite generar escenarios realistas compuestos por una variedad de sistemas y componentes constructivos, por lo que resulta imperativa la necesidad de poder montar, desmontar e intercambiar los mismos. Esto permite no sólo el análisis del comportamiento en las situaciones de servicio sino también ayuda al desarrollo y evaluación del proceso de montaje y desmontaje.

KUBIK además permite evaluar diseños a nivel edificio, como por ejemplo, el sistema de ventilación asociado a usos varios como puedan ser oficinas, colegios, sector residencial… Esto facilita la validación de modelos de simulación numérica capaces de determinar la calidad del aire asociada a unas condiciones de uso determinadas.

Así mismo, KUBIK permite realizar las comprobaciones necesarias para verificar el comportamiento acústico en edificios. Desde Abril del 2009 el Documento Básico de Protección frente al Ruido del Código Técnico de la Edificación (CTE DB HR) es de obligado cumplimiento. Este documento es más exigente que la antigua (NBE CA 88), ya que establece la evaluación de los requisitos acústicos “in situ” (frente al ruido procedente del exterior y entre recintos en el interior del edificio). El requisito de confort acústico se exige al edificio terminado además de a los elementos constructivos que lo componen. Aunque el comportamiento acústico del edificio depende entre otros aspectos de las prestaciones acústicas de dichos elementos, la resolución de las juntas y uniones entre componentes y sub-sistemas es crítica.

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ADAPTABILIDAD

La aceptación de las premisas de diseño expuestas anteriormente, asociadas a las necesidades experimentales exigidas, deriva en el desarrollo de un conjunto arquitectónico cuya adaptabilidad queda reflejada en los diferentes niveles del proceso constructivo: estructura, envolvente, particiones, instalaciones de suministro de energía y equipos de climatización, gestor energético y sistemas de información y comunicaciones (TICs).

KUBIK es adaptable en relación a su configuración constructiva y a la disposición de sus espacios interiores (distribución en planta), lo cual implica un elevado nivel de flexibilidad en los sistemas de climatización, suministro eléctrico, iluminación y monitorización. La instalación ha sido diseñada de tal manera que cada una de las tres plantas esta dividida en nueve sub-áreas siendo: N1, M1, M2, M3, S1, S2 y S3 las unidades para configuración de escenarios de experimentación. N3 es la unidad de control y N2 es la de servicio. Este diseño permite combinar varias unidades individuales en un único escenario de experimentación si el proyecto lo requiere. También permite unir las plantas para ofrecer la posibilidad de realizar análisis a nivel edificio.

KUBIK Planta Baja Planta primera Planta segunda

Zonas climatizadas independientes

siendo: N1, 2, 3: habitaciones en fachada norte; S1, 2, 3: habitaciones en fachada sur; M1, 2, 3:

habitaciones en parte central. Acústica: habitaciones equipadas para la investigación del comportamiento acústico

Fig. 2. Zonas climatizadas independientes.

A continuación se presenta el detalle de los sistemas constructivos instalados en KUBIK asi como las innovaciones que presentan los mismos. Su desarrollo ha significado un proceso de

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SISTEMA ESTRUTURAL, “BASE BUILDING”

El base building (estructura del edificio) contempla aquello que es compartido y establece las bases de la futura adaptabilidad del edificio. A su vez condiciona el anclaje y posicionamiento del resto de sub-sistemas que componen el edificio. En esencia es la parte estructural que permite organizar los espacios habitacionales de forma independiente, adaptándose a las necesidades de los usuarios finales.

Cimentación y sótano

La cimentación (losa y muros de sótano) se ha ejecutado utilizando hormigón armado que emplean como innovación árido siderúrgico obtenido a partir de escorias negras de horno eléctrico, sustituto del tradicional árido hasta el 75% en volumen. Es la primera vez a nivel internacional en utilizar este tipo de árido para edificación puesto que ocasionalmente ha sido utilizado en carreteras y otro tipo de infraestructuras (suizos). Los resultados proporcionados tras los ensayos de caracterización muestran un excelente comportamiento tal y como ilustra la siguiente tabla. De esta manera, se promueve el desarrollo de nuevas soluciones sostenibles para el aprovechamiento de desechos industriales.

El sótano alberga todas las instalaciones de carácter renovable y no renovable con las que cuenta el edificio y los escenarios de experimentación se conectan al mismo para satisfacer sus requerimientos energéticos. A su vez, el sótano alberga la conexión a redes de datos así como a los sistemas de gestión inteligente.

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Estructura de acero

La estructura de acero está fabricada a partir de perfiles de acero laminados en caliente de secciones estandarizadas para los pilares y de secciones armadas para las vigas. Estas últimas se han diseñado con una sección especial que permite la integración de las placas de forjado y las instalaciones del edificio.

Las uniones entre elementos que conforman la estructura son atornilladas y el sistema de arriostramiento incluye cruces de San Andrés horizontales para permitir el desmontaje del sistema de forjado. La estructura, pilares, vigas y placas de forjado, es de-construible planta a planta. La estructura de acero sigue prácticas ya impulsadas a nivel internacional hace tiempo para la edificación urbana, principalmente residencial (Bretones, Chica y Rey, 2006) (Chica, Elguezabal, Meno, Tucho y Obeso, 2008). y metodologías incluidas en los documentos normativos ya implantados a nivel europeo (Chica 2005).

Forjados prefabricados de hormigón armado

En las primeras fases del diseño se propone el desarrollo de una nueva línea de forjados modulares que son fabricados y montados en la primera versión de KUBIK. Los forjados se adaptan perfectamente a la geometría del edificio (placas de forjado de 3,2 x 1,2 metros) y su montaje sigue la secuencia de montaje de la estructura de acero. Cuando la estructura de una planta ha sido ensamblada, los forjados de la misma son posicionados y machihembran mutuamente. A continuación se procede sucesivamente al montaje de las siguientes plantas. Se observa una notable reducción en tiempos de ejecución, operarios en obra, así como en la generación de residuos respecto a soluciones tradicionales. El coste final del producto es sensible de reducción para el caso de grandes partidas por lo que su potencial de mercado es muy elevado.

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La zona de unión de forjados incluye un conjunto de bandas autoexpansivas que proporcionan estanqueidad al sistema. Estos sistemas incorporan aislante acústico/térmico para satisfacer los requerimientos normativos, además de reducir el peso de los mismos (980 Kg/placa de forjado). Tal y como se muestra en la siguiente figura, las instalaciones se integran en las placas del forjado de tal forma que son accesibles para su inspección, mantenimiento y sustitución. Gracias al solado desmontable de madera, la accesibilidad está garantizada en toda la superficie del espacio servido por las instalaciones, ya sea una habitación o combinación de varias de ellas para la configuración del escenario a investigar.

ENVOLVENTE Y PARTICIONES, “INFILL COMPONENTS”

Los “infill components” contemplan aquellos elementos privados que configuran los espacios habitacionales particulares sobre el “base building” y que son susceptibles de modificación por parte del usuario final, sin que estas modificaciones afecten al resto de usuarios del edificio.

La mejora de la eficiencia energética de los edificios hace necesario el desarrollo de soluciones para la envolvente que minimicen la demanda de energía. Tienen especial importancia en el caso de los sistemas constructivos basados en componentes prefabricados o industrializados la correcta resolución de juntas y uniones para evitar puentes térmicos, proporcionar buenos niveles de estanqueidad y un buen comportamiento acústico. Estos sistemas resultan atractivos por facilitar el proceso de montaje por lo que se recomienda examinar la rapidez y sencillez en los procesos de puesta en obra para su optimización.

La primera versión de la envolvente de KUBIK presenta una combinación de varias soluciones constructivas innovadoras. Esta variedad de sistemas permite investigar la compatibilidad entre componentes de diferentes materiales, con diferentes tolerancias de fabricación y diferentes tecnologías de montaje y unión. La clave para la real implantación del concepto Open building en el mercado comienza por demostrar la viabilidad técnica de combinar diferentes alternativas constructivas industrializadas, proporcionando de esa manera total flexibilidad al arquitecto en la toma de decisiones destinadas a plantear alternativas adecuadas a cada edificio en particular.

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Paneles modulares de madera

La utilización de materiales con una huella medioambiental reducida tal y como pueda ser la madera y los derivados de la misma motiva el desarrollo de un sistema de muro cortina modular que trabaja como fachada ventilada. El sistema está compuesto por una estructura de madera, tableros aislantes de fibra de madera, rastreles y membranas de barrera de vapor. El trasdosado interior se realiza mediante placa de yeso laminado una vez el sistema ha sido instalado en el edificio (problemas identificados en el transporte del sistema terminado) y la piel exterior esta compuesta por un conjunto de lamas de madera de alerce cuya capacidad hidrófuga evita la necesidad de tratamientos posteriores.

La dimensión de los módulos varia en función del interés en cubrir superficies de fachada que comprenden uno, dos e incluso las tres plantas del edificio. Los huecos en fachada vienen previstos o pueden generarse una vez se presenta la necesidad, enfatizando de esa manera la adaptabilidad de la solución propuesta. Los requerimientos en relación a la normativa de protección frente a incendios limitan pero no imposibilitan el desarrollo de este tipo de sistemas.

Cubierta prefabricada para sótano

Siguiendo las mismas premisas de diseño que plantean los forjados prefabricados de hormigón armado que ocupan el interior del edificio, se plantea el desarrollo de un innovador sistema de cubierta para cubrir el espacio a nivel de calle que queda entre el sótano y la planta del propio edificio. Debido a la geometría de estos espacios, las placas de cubierta prefabricadas tienen unas dimensiones variables, divergiendo todas ellas en forma.

En cualquier caso, la metodología utilizada para su fabricación es uniforme para cada una de las placas y se define a continuación. Una vez dividido el espacio en secciones, se decide la dirección de drenaje (las placas incorporan un canalón para evacuación de pluviales que se solapa con el contiguo). Las variaciones en altura del sótano se tienen en cuenta para delinear cada una de las placas. Posteriormente, y contando con los planos de fabricación, se elaboran los encofrados de acero, se coloca la armadura y el aislante y se procede a su hormigonado.

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Panel prefabricado de hormigón armado

Cuatro prototipos de panel de prefabricado de hormigón de doble hoja han sido instalados en KUBIK. Dos de estos prototipos tienen integrados una ventana de altas prestaciones acústicas y térmicas. Los otros dos prototipos son completamente opacos. En ambos casos, los paneles presentan una cámara de aire de espesor variable cuya misión es la de permitir el drenado y hacer que el sistema trabaje como fachada ventilada. Los paneles can colgados directamente en las vigas perimetrales.

Existe un sistema de conectores cuya función es la de mantener la distancia entre las dos hojas de hormigón constante, evitando cualquier desplazamiento de la hoja exterior respecto a la interior. Otro sistema de conectores se responsabiliza de la sujeción de la hoja externa. Dos niveladores por panel facilitan el nivelado y aplomado del sistema una vez este ha sido presentado.

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Muro cortina modular para integración de fotovoltaica

Parte de la fachada sur y de la fachada este han sido acristaladas con un sistema de muro cortina modular cuyo objetivo es el de facilitar la instalación de sistemas de aprovechamiento energético mediante células fotovoltaicas. Este sistema es capaz de reducir los problemas de montaje en obra, cableado y contención de las unidades de electrónica de potencia particulares a cada panel fotovoltaico. El sistema instalado fue concebido, diseñado, extruído, fabricado, montado y ensayado para la primera versión de la envolvente de KUBIK atendiendo a conceptos de conexión/desconexión y utilización inmediata (plug and play) los cuales facilitan el diseño, instalación y mantenimiento de este tipo instalaciones.

A pesad de que la primera versión incorpora vidrios transparentes tradicionales, el sistema tiene un conjunto de tapetas concebidas para permitir la intercambiabilidad de vidrios y la colocación de paneles fotovoltaicos con conectores de características geométricas y funcionales variables. Este sistema de tapetas tiene además el objetivo de ocultar buses perimetrales embebidos en la lamina sellante. Los paneles fotovoltaicos laminados adheridos a un doble acristalamiento presentan una comportamiento aislamiento térmico y acústico capaz de satisfacer los requerimientos exigidos por la normativa edificatoria aplicable a cada situación.

La ubicación del conector en la zona superior o inferior del panel fotovoltaico implica que los travesaños deben tener una geometría que permita el posicionamiento del mismo, aportando holgura suficiente para facilitar su montaje. La cámara del conector ha sido diseñada para alojar conectores de dimensiones variables y albergan un conjunto de gomas presoras para reducir la posible aparición de corrientes convectivas en el interior de las cavidades del perfil.

La electrónica de potencia se aloja en un travesaño intermedio y el acceso a la misma es a través de una tapa registrable. El volumen interior del travesaño intermedio esta conectado a los montantes y de esa manera permite el cableado total de la instalación de manera sencilla. Este volumen también puede ser utilizado para el paso de otras instalaciones. La interconexión de módulos fotovoltaicos utilizando este sistema resulta sencilla y se realiza de manera sucesiva mediante el anclaje inicial de un modulo, al cual se adhiere su adyacente y así sucesivamente hasta finalizar con la instalación de la primera planta del edificio.

Posteriormente se instalaría la segunda planta y así hasta completar el total del edificio. Una vez los módulos han sido posicionados y anclados a la estructura del edificio, se debe extraer la tapa registrable de cada uno de ellos para facilitar la colocación de los cables de interconexión entre módulos. Estos cables de interconexión entre módulos acoplan las electrónicas de potencia ubicadas en cada uno de los módulos permitiendo conexiones en serie y en paralelo según los requisititos del sistema. Los cables de interconexión entre módulos terminan en un elemento transformador de corriente conocido como inversor.

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Particiones interiores

En relación a las particiones interiores, se han empleado subestructuras ligeras de madera y de perfiles de acero conformado en frío para configurar las diferentes habitaciones en cada planta y así crear los “volúmenes de control” de cada escenario en términos de energía y acústica. Actualmente, las innovaciones en las particiones construidas en KUBIK tratan principalmente de evaluar las prestaciones de diferentes tipos de materiales aislantes objeto de diversos proyectos de I+D+i.

Cabe destacar la utilización de paneles de vacío (Vacuum Insulation Panels, VIP) para la rotura de los puentes térmico que aparecen motivados por la utilización de una estructura de acero. Aquellos pilares que separan espacios con temperaturas diferentes han sido recubiertos por este material de excelentes propiedades térmicas para minimizar y controlar cualquier posible pérdida de calor.

INSTALACIONES DE CLIMATIZACIÓN

Una de las capacidades experimentales de KUBIK esta orientada al análisis y reducción de consumos energéticos en edificación. Entre otras estrategias, esto se consigue a través de un correcto dimensionamiento, funcionamiento, accionamiento y control de las instalaciones de climatización. El sótano de KUBIK alberga todos los equipos destinados a la climatización del edificio bajo condiciones interiores controladas (temperatura y humedad) y este ha sido concebido para aportar total flexibilidad en la incorporación de otros equipos de generación que pretendan ser evaluados.

Los flujos de calor entregados a las diferentes zonas de ensayo se cuantifican a partir del análisis de caudales y temperaturas de los fluidos (aire y agua) entre generación y celdas de ensayo. Esta cuantificación de los aportes en climatización es posible debido al gran nivel de aislamiento que presentan las particiones interiores del edificio y a la posibilidad de cuantificar todas las transmisiones de calor que se producen en el interior de los recintos de ensayo. El sistema tiene la capacidad de afrontar cargas térmicas que, dependiendo de la configuración

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puntual del edificio pueden variar (especialmente para el régimen de refrigeración) dentro del rango comprendido entre 25 y 50 kW.

El sistema de distribución y difusión presenta la capacidad de adaptarse a una zonificación variable sin necesidad de reformar la instalación existente y los ajustes se realizan únicamente mediante accionamiento de conexiones hidráulicas. Cada planta del edificio puede dividirse en un número máximo de 6 zonas térmicas que disponen de temperaturas de consigna y de medida de la energía entregada.

Existe una gran diversificación entre los sistemas de climatización instalados en la primera versión del edificio que tratan de cubrir el amplio espectro que actualmente aparece en este tipo de sistemas.

• Equipo primario de micro-cogenerador (micro-CHP de gas natural con potencia térmica de 12,5 kW y potencia eléctrica 5,5 kW) acoplado a acumulador de 700 litros, el cual es apoyado por una caldera de condensación (gas natural)

• Dos enfriadoras condensadas por aire (potencia térmica nominal de 22 kW cada una)

• Climatizador de caudal variable (caudal máximo de 2.500 m3de aire/h) y sus respectivos difusores de aire

• Instalación de geotermia de agua, constituida por un intercambiador superficial con el terreno, y dispuesta para ser acoplada a una bomba de calor geotérmica integrada en los circuitos de agua caliente y fría del sistema de climatización

• Instalación de geotermia por aire formada por un intercambiador superficial con el terreno a través del cual circula aire exterior para pre-acondicionado

• Suministro de energía eléctrica de generación distribuida de origen fotovoltaico y eólico

El sistema de generación es capaz de proporcionar agua caliente y agua fría a los sistemas de difusión (fan coils), de modo que la instalación de climatización puede aportar simultáneamente calor a algunas zonas del edificio y frío a otras en función de las cargas térmicas existentes en las diferentes zonas en investigación.

SISTEMA DE MONITORIZACIÓN Y CONTROL

Cada uno de los escenarios de ensayo dispone de su propia climatización, iluminación, suministro eléctrico y red de datos con sensores de temperatura de aire, temperaturas superficiales, temperatura radiante, humedad relativa, velocidad del aire, flujos de calor, radiación solar, iluminación, CO2 y aislamiento acústico. Todos estos sistemas aparecen integrados en el sistema de monitorización y control, el cual forma parte de un gestor inteligente de energía (GIE) que mediante accionamiento de los equipos de climatización, iluminación, apertura de ventanas, accionamiento de sistemas de sombreamiento y aporte de fuentes de energía renovables, optimiza el consumo energético de cada escenario de investigación.

El sistema de monitorización está compuesto por 800 dispositivos entre sensores y actuadores cuyas lecturas pueden ser consultadas de manera remota. La estación meteorológica

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proporciona al sistema de monitorización y control de información relativa a las condiciones ambientales exteriores (radiación solar, dirección y velocidad del viento, temperatura ambiente, humedad relativa, precipitación y presión atmosférica)

La plataforma para la implementación del sistema de monitorización y control corresponde a un controlador lógico programable (PLC). Los algoritmos de eficiencia energética utilizan de forma conjunta entornos Jess (Java Expert System Shell) o híbridos (Hybrid FSM).

PROYECTOS DE REHABILITACION EN KUBIK

Para demostrar y medir, en condiciones reales de uso, la mejora energética de la rehabilitación de una fachada típica de ladrillo de los años 60/70, fachada presente en la mayoría del los edificios del parque inmobiliario construido. Se han adaptado los forjados de KUBIK para contemplar la problemática de los frentes de forjado de estos edificios.

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SECCION VERTICAL - por las vigas prefabricadas de hormigón, que simulan los forjados de hormigón (con sus puentes térmicos) de un edificio de vivienda típico. Se ensayan las diferentes soluciones: 1. Fachada de ladrillo con cámara de aire 2. Fachada ventilada con sobre la solución anterior. Los resultados de las mediciones que se obtiene de estos ensayos, se contrasta con las mediciones que se hizo con una fachada “neutral” a base de paneles sándwich de poliuretano, que se instalo previamente entre las tres vigas/forjados (imágenes de arriba).

Dr. José Antonio Chica Páez. Director de Construcción Industrializada, Sistemas y Procesos www.edificacionindustrializada.com DIVISIÓN DE CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE, TECNALIA