viernes, 30 de abril de 2010

Eficiencia y ahorro energético en un edificio bioclimático que refleja el potencial de la empresa.

El Grupo BESEL ha elegido como emplazamiento para su sede central el Parque Científico Tecnológico y Empresarial de Leganés, Legatec; el primero de sus características en construirse en la Comunidad de Madrid con el objetivo de fortalecer un clima de investigación, como elemento para la generación de conocimiento, y que las empresas encuentren una cultura de innovación donde puedan mejorar su competitividad y sus áreas científica y tecnológica. Se trata de un conjunto arquitectónico bioclimático de 2.000 m2 que acoge al personal de la empresa que hasta ahora se distribuía en varias oficinas en Madrid.

La nueva sede, en Madrid, del Grupo BESEL-ENERMAN es un centro adecuado a las necesidades funcionales y técnicas de la actividad que la empresa viene desarrollando en los últimos años y de los proyectos que se van a acometer a medio plazo. El edificio se ha concebido como un laboratorio de nuevas tecnologías energéticas y de experimentación en sistemas de ahorro y eficiencia energética en la edificación. Acoge, así mismo, la gestión administrativa de las divisiones de Ingeniería, Consultoría e I+D+i de la compañia.

Propuesta arquitectónica y urbanística

El proyecto arquitectónico de la sede del Grupo BESEL-ENERMAN atiende a una propuesta conceptual de su departamento de Ingeniería, dirigido por David Arzoz del Val, cuya arquitectura y dirección facultativa corresponde al arquitecto José Antonio Gironella y al arquitecto técnico Jose Martínez, y que ha sido llevado a efecto por la constructora Grupo Ortiz.

El edificio se ubica en una parcela de forma rectangular, con una orientación Este-Oeste, que proporciona una gran dimensión de fachada Sur, y una superficie de 2.000 m2 distribuidos en cuatro plantas, una de ellas bajo rasante, comunicadas entre sí por un núcleo mediante ascensores y escaleras.

Sobre rasante, el edificio se ha concebido en dos volúmenes de diferentes dimensiones, que están conectados por otro volumen de menor tamaño (aseos), y longitudinalmente por un amplio atrio, de altura similar a la altura total del edificio, que sirve como acceso, comunicación y relación entre los distintos cuerpos del conjunto.

El acceso principal se encuentra en el extremo Este del atrio y cercano a él, se halla el núcleo de comunicación vertical (ascensores y escalera interior). Además, existe otra escalera que recorre el atrio en sentido longitudinal, de construcción metálica para dar esbeltez y ligereza y que conecta las plantas de oficinas.

Frente a la absoluta transparencia que ofrece la fachada Sur, la cara Norte destaca por integrar huecos de fachada dispuestos de forma asimétrica en cada planta, buscando el mejor resultado entre estética y aislamiento térmico.

Existe una planta de casetones que permite la salida a cubierta desde la escalera principal, donde se ubican los equipos destinados a la climatización del edificio (climatizador, enfriadora y torre de refrigeración).

Equipos de climatización y ventilación, ubicados en la cubierta mineral del edificio (enfriadora, climatizador y torre de refrigeración).

Los criterios de diseño que se marcaron para la arquitectura de la nueva sede de BESEL-ENERMAN contemplan diferentes aspectos, tales como funcionalidad, calidad del ambiente interior (confort), estética, reducción de emisiones, ahorro y eficiencia energética.

El edificio debe servir como campo de formación y experimentación para el propio personal del centro de trabajo y también para personal ajeno a él, pudiendo utilizarse como demostrador de las capacidades de la empresa, lo que implica que la tanto la propia edificación como los sistemas y soluciones empleados, deben poder ser mostrados con una mínima interferencia en el trabajo diario.

En cuanto al ambiente interior, el diseño del edificio ha contemplado los principales factores que inciden en su calidad, tales como la temperatura y humedad, los flujos de calor por convección y radiación, la ventilación, el ruido y las vibraciones y la iluminación, entre otros, con el fin de encontrar las soluciones más razonables.

La estética y la impresión visual son criterios de diseño arquitectónico que siempre están presentes en edificios representativos, por lo que el del Grupo BESEL-ENERMAN contempla una arquitectura moderna y sobria, pero a la vez elegante, integrando perfectamente elementos técnicos de última generación, como materiales avanzados y energías renovables.

Finalmente, el capítulo de ahorro y eficiencia energética ha ocupado un papel fundamental en la concepción del proyecto y del conjunto de la actuación, teniendo en cuenta que en un edificio de estas características, el consumo de energía se debe esencialmente a los sistemas de climatización y ventilación, así como a la iluminación y al equipamiento ofimático y de laboratorio. Por ello, se ha buscado aprovechar al máximo los recursos naturales (flujos de ventilación, radiación solar, orientación) y de emplear sistemas y equipos de última generación, integrando soluciones de alta eficiencia y respetuosas con el medio ambiente, como la microcogeneración.

La pantalla Sur y el atrio

La pantalla Sur, que cubre toda la edificación, juega un papel central en el planteamiento energético propuesto, a través:

  • del suministro y pre-acondicionamiento térmico gratuito del aire de ventilación en épocas frías, gracias a la energía solar (calefacción y ventilación pasivas)
  • de la ventilación de la fachada en verano
  • del control de penetración de radiación solar directa en espacios interiores para reducir cargas térmicas en épocas cálidas y evitar una iluminación molesta.

La pantalla se construye como un doble cerramiento con una cámara intermedia para circulación del aire en sentido vertical por convección natural, a semejanza de un gran colector solar de aire.

La fachada Sur y el atrio proporcionan luz natural al conjunto del edificio y aire caliente en invierno, que se precalienta al pasar a través de la doble fachada de vidrio antes de ser conducido al climatizador en invierno.

La parte inferior de la cámara permite la toma de aire de ventilación del exterior, y a través de aberturas en la parte superior, permite conducir el aire al interior del atrio en épocas frías, tras haber sido acondicionado de forma natural por acción de la radiación solar, o de nuevo al exterior en épocas cálidas, evacuando calor de los cerramientos.

El gran reto al que se enfrentó la División de Ingeniería del Grupo BESEL a la hora de concebir el diseño estructural de esta fachada fue combinar estrategias bioclimáticas de aprovechamiento la luz solar sin que ello afectara al confort de los usuarios, ya que al margen de sus ventajas, este tipo de fachadas presenta también algunas contrapartidas como la ganancia térmica.

Este objetivo requirió la realización previa de numerosas simulaciones y estudios de sombras que permitieran optimizar la solución planteada sin que fuera necesario tener que contrarrestar el efecto con pantallas de protección, que reducen la ganancia lumínica.

Dado que el proyecto del edificio del Grupo BESEL ha aprovechado su edificabilidad máxima, la separación que existe entre la pantalla Sur y la zona de oficinas, por medio del atrio, no implica una pérdida de espacio útil y a su vez, evita que la ganancia térmica de la fachada acristalada afecte a los usuarios.

Así pues, el atrio no es sólo un espacio de integración arquitectónica, sino que también cumple importantes funciones bioclimáticas pues se ha diseñado como una gran zona de acondicionamiento y homogeneización del aire interior que opera, fundamentalmente, a través de los caudales de renovación, al tiempo que proporciona una iluminación con radiación solar difusa al conjunto del edificio.

Los laboratorios

Las actividades de investigación y desarrollo requieren una amplia zona de laboratorios, talleres y salas de experimentación.

El proyecto arquitectónico ha previsto que esta zona esté bajo rasante y separada del cuerpo principal de la edificación, lo que no sólo responde a criterios funcionales (minimización de interferencias con la actividad de oficina), sino también energéticos:

  • Al encontrarse los laboratorios bajo rasante, están menos expuestos a las inclemencias meteorológicas, lo que posibilita reducir significativamente su demanda de climatización a lo largo del año, ahorrando, por tanto, energía.
  • Al no estar bajo edificación, se puede iluminar y ventilar adecuadamente sin que ello suponga un consumo de energía extra, haciendo uso de criterios de arquitectura bioclimática, para lo que se han diseñado amplios tragaluces y salidas para el aire de extracción.

Climatización y ventilación. Sistemas de distribución

Las instalaciones mecánicas y eléctricas del edificio han sido proyectadas y ejecutadas por el Grupo BESEL.

Uno de los grandes objetivos de la División de Ingeniería del Grupo en la construcción de este edificio ha sido la eficiencia energética, con la intención de incorporar las soluciones más avanzadas en climatización y producción de energía, además de dotar al edificio de un gran valor añadido. Se perseguía, asimismo, un equilibrio técnico y económico, contemplando tanto el coste inicial como los costes de explotación de los próximos años.

Después de analizar varios sistemas de climatización y teniendo en cuenta la cantidad de superficie a tratar, se decidió instalar un sistema de distribución de calor y frío por medio de grandes superficies radiantes, con la integración de 2.000 m2 de este sistema en las tres plantas de oficinas y laboratorio. Igualmente, se han zonificado los despachos y salas, además de analizar las cargas térmicas en función de la orientación del edificio, buscando la máxima eficiencia energética, ahorro de energía y confort de los usuarios.

El conjunto del edificio ha sido dotado con un sistema de distribución de frío y calor por superficies radiantes, cuya inercia térmica lo convierte en un sistema muy eficaz para mantener una temperatura de confort constante.

La refrigeración está apoyada por el sistema de ventilación y por unos fan-coils, debido a que el empleo del suelo radiante para refrescar implica que se pierda el efecto de la convección natural, que refuerza la transferencia de calor en invierno, lo que afecta de forma sensible a la potencia del sistema.

Aire de ventilación

El aire de renovación se introduce en el edificio desde dos zonas, dependiendo de la época del año. Así pues, cuando la demanda es de aire frío (verano), se toma el aire de la zona norte, donde una cortina vegetal rebaja de forma natural el aire aspirado por el climatizador hasta en 3 ó 4 grados. Ese aire es conducido, además, bajo el edificio, llegando al climatizador preenfriado.

En invierno, la aspiración se realiza a través de la pantalla Sur, en cuya cámara térmica, el aire experimenta un primer acondicionamiento en temperatura de forma natural, llegando precalentado al climatizador.

Central de calor

La central de calor del edificio se compone de un equipo compacto de microcogeneración alimentado con gas natural, apoyado por una caldera de condensación de alta eficiencia y mínima emisión de contaminantes para los picos de demanda de calor del edificio, que se encuentra ubicada en la sala de calderas de la planta sótano del edificio.

Central de calor, con la unidad de microcogeneración de 20 Kwe y 45 kWt y la caldera de condensación de alta eficiencia.

El módulo de microcogeneración instalado es un Giese Energator GB 20, con una potencia de 20 kWe y 45 kWt, que otorga una gran eficiencia energética. En cuanto a la caldera, se trata del modelo Evinox 240- A97, con quemador modulante y una potencia útil de 241 kW.

El módulo de microcogeneración trabaja sobre un sistema de acumulación de agua, cuya inercia térmica, unida a la propia del suelo radiante, permite incrementar significativamente las horas de funcionamiento y la cobertura de la demanda térmica mediante calor residual. La caldera de condensación queda como sistema de apoyo para los picos de demanda en los días más fríos.

Paralelamente al calor generado, el motor de microcogeneración produce electricidad, que se exporta a la red.

Central de frío

La producción de frío se encomienda a un enfriadora de alta eficiencia Carrier 30RW245 condensada por agua y con una capacidad de 247 kW.

La producción de frío se encomienda a un enfriadora de alta eficiencia condensada por agua y con una capacidad de 247 kW.

El agua de condensación se acondiciona en una torre de enfriamiento EWK225 instalada en cubierta, que permite trabajar tan solo unos grados por encima de la temperatura de bulbo húmedo y por tanto con la máxima eficiencia en la enfriadora. El ahorro de energía, comparado con una instalación equivalente condensada por aire, supera el 40%.

Torre de enfriamiento

La instalación está preparada para incorporar una máquina de absorción alimentada por calor residual, que prolongará el uso de la microcogeneración a la época estival.

Sistema de Gestión Técnica

El sistema de Gestión Técnica del edificio está compuesto por un equipo de control a nivel de campo, que está basado en el estándar abierto para automatización de edificios KNX, y por un sistema SCADA, que supervisa el edificio desde un puesto de control central.

El sistema controla la central de producción de calor y frío, la climatización por zonificación y la iluminación, de forma local y remota. Con las medidas de seguridad oportunas, se puede acceder al sistema desde cualquier ordenador del edificio y desde Internet.

El sistema SCADA, diseñado e implementado por las divisiones de I+D+i e Ingeniería del Grupo BESEL, monitoriza y supervisa de forma global el sistema, adquiere y registra todos los datos del edificio para su posterior tratamiento, para obtener métodos y procedimiento de mejora de la eficiencia y ahorro energéticos del edificio.

FICHA TECNICA DEL EDIFICIO

  • Proyecto - Sede Grupo BESEL-ENERMAN -Edificio sector terciario (2.000 m2)
  • Emplazamiento - Leganés (Madrid)
  • Diseño conceptual - Dpto. de Ingeniería de BESEL
  • Proyecto y dirección facultativa - José A. Gironella (arquitecto) y José Martínez (arquitecto técnico)
  • Instalaciones - Dpto. de Ingeniería de BESEL
  • Constructora - Grupo Ortiz

SUMINISTRO DE SISTEMAS ENERGÉTICOS

  • Motor Microcogeneración BESEL
  • Caldera de alta eficiencia Evinox
  • Suelo Radiante Uponor
  • Climatizador Airwell
  • Enfriadora Carrier
  • Torre Refrigeración EWK

Más info: BESEL-Madrid

Fuente:
Besel
Spai Chile ©2008 - 2010