Energía en edificación

Archivo de Diciembre de 2009

 

El pasado 2 de Diciembre  se desarrollaron una serie de conferencias técnicas dictadas por expertos de distintas especialidades de las dos sedes de la Unidad de Construcción de Tecnalia, Cidemco y Labein dirigidas a los alumnos de último curso de Arquitectura de la UPV de San Sebastián. Estas  jornadas técnicas se vienen ya desarrollando desde hace más de 15 años con una gran aceptación por parte de los futuros profesionales de la Arquitectura.

 

Así en la primera parte de la jornada desarrollada en CIDEMCO-Tecnalia pudieron asistir a las ponencias impartidas por expertos en temas de Seguridad frente al Fuego y el CTE, la Acústica en Arquitectura y patologías más comunes en edificios de estructura de madera.

Parte de la visita a los dos centros tecnológicos consistía en visitas a los laboratorios. En la sede azpeitiarra de TECNALIA-Construcción visitaron las instalaciones de los laboratorios de  Ingeniería de Accesos, Acústica, Térmica, Comportamiento frente al fuego, Envolventes Arquitectónicas, protección de la madera y materiales de construcción.

Ya por la tarde, los estudiantes acudieron a LABEIN-Tecnalia, para asistir a la presentación de la iniciativa EDEN “Energía en Edificación”  en la que se enmarca el Edificio Experimental KUBIK. En septiembre de 2008 se inició en la sede de LABEIN-Tecnalia, la construcción de esta nueva infraestructura para la I+D+i, bajo el nombre de KUBIK. 

Todos los alumnos pudieron visitar las instalaciones del Edificio experimental KUBIK, que se encuentra en fase de construcción, y donde pudieron ver in situ el montaje de los primeros prototipos de un nuevo panel de fachada prefabricado de hormigón de la empresa Norten PH.

Para finalizar la jornada técnica se realizó una visita a los laboratorios de Patología y Rehabilitación de LABEIN-Tecnalia.

Al finalizar la visita los estudiantes manifestaron estar muy contentos y satisfechos por los conocimientos adquiridos a lo largo de esta jornada.

En esta entrada pretendemos introducir unos conceptos básicos en relación a la gestión energética inteligente en los edificios y exponer sus características principales. Así, podemos empezar diciendo que:

La Gestión Inteligente de la Energía se puede  entender como un sistema lógico (implementado sobre una estructura física) cuya misión es garantizar el confort (temperatura, iluminación…) y el correcto funcionamiento de los dispositivos del edificio, eligiendo la configuración más óptima desde el punto de vista de eficiencia energética, siempre teniendo en consideración los requisitos del usuario final.

En lineas generales, dicho sistema lógico tomará las decisiones más oportunas en cada momento (a través de la red de actuadores) evaluando el escenario actual. Para ello analizará los valores proporcionados por la red de monitorización del edificio y de las consignas que le lleguen exteriormente, tanto de las redes de distribución como de generación en el propio edificio, así como el estado de la captación pasiva. Un sistema más avanzado con capacidades predictivas podría anticiparse a escenario futuros evitando así tomar decisiones en el presente que sean incoherentes con la evolución prevista.

La red de monitorización se centra sobre todo en las variables ambientales que inciden en el confort (temperatura, humedad e iluminación sobre todo), pero también es posible monitorizar consumos de electrodomesticos y redes, así como presencia de personas. La red de actuación por su parte automatiza ciertas tareas tradicionalmente manuales (apertura y cierre de ventanas, encendido y apagado de luces…). Es lo que tradicionalmente se conoce como domótica, aunque el término en ocasiones es algo ambiguo.

Otro término aempleado con asiduidad es el de inmótica o Building Management Systems (BMS). Hace referencia a la coordinación y gestión de las instalaciones con las que se equipan las edificaciones y a su capacidad de comunicación, regulación y control. Básicamente es el mismo concepto que el de la domótica pero aplicado a grandes edificios, locales comerciales y sector terciario en general, universidades, etc., mientras que la domótica se centra en viviendas y está orientada al confort y a facilitar las tareas al usuario final.

La concepción tradicional de la domótica tiene algunos inconvenientes principales:

• En general, se centra en el control local de determinadas actuaciones. En ocasiones, estas pautas son suficientes dado que su propósito funcional es únicamente ése (por ejemplo, un videoportero con manos libres). Sin embargo, estrategias más ambiciosas, como la optimización de la eficiencia energética, requieren una aproximación integral (holística) de la vivienda que gestione y coordine todos los elementos y variables involucradas en el control.

• Suele basarse en escenarios prefijados, difícilmente adaptables a cambios en el entorno y sin inteligencia embebida.

En resumen, no garantiza una reducción efectiva de la demanda energética ni un grado de aceptación muy grande por parte del usuario final, por lo que se hace necesaria una gestión de la energía más inteligente.

El Edificio Inteligente es aquél cuya regularización, supervisión y control del conjunto de las instalaciones eléctricas, de seguridad, informática, transporte y todas las formas de administración de energías que pueda poseer, se realizan en forma eficiente, integrada y automatizada, con la finalidad de lograr una mayor eficiencia operativa y al mismo tiempo, un mayor confort y seguridad para el usuario, al satisfacer sus requerimientos presentes y futuros.

Las características de un Edificio Inteligente serían:

• Flexibilidad: capacidad de adaptarse a escenarios diferentes y a edificios de diferente grado de complejidad y la facilidad de instalación, configuración y uso de los sistemas.
• Integración de las diferentes redes del edificio (datos, ocio y multimedia y red domótica) de forma que se pueda tener una visión conjunta del mismo.
• Diseño lógico: es lo que realmente diferencia al Edificio Inteligente. Se trata de la capacidad de procesar la información del entorno (iluminación, sol, ruido, lluvia…) y del interior del edificio (patrones de uso, consumos, alarmas, etc.) y ser capaz de adecuarse a las nuevas situaciones dando respuestas de forma automática en base a una lógica de actuación definida.

Por ejemplo, un sensor de presencia aislado puede servir para abrir la puerta cuando alguien se acerque, pero si está integrado en una red proporciona información sobre frecuencia de uso, horas punta de entrada, etc. de forma que el sistema puede deducir que es mejor no abrir la puerta fuera del horario comercial o que hay que mantenerla permanentemente abierta en horas punta, volviendo a su funcionamiento habitual el resto del tiempo.

¿Y cómo se mide la inteligencia?

Diversos estudios^[1] a nivel internacional han estado enfocados a definir qué se entiende por inteligencia y cómo se mide el grado de inteligencia de un edificio. Para ello se han propuesto unas categorías de “indicadores de inteligencia”:

• Autonomía: adaptación a cambios en el escenario, calibración y ajuste automáticos, tolerancia a errores y autodiagnóstico, capacidad de aprendizaje…
• Interacción humano-máquina (IHM): capacidad de entender o procesar lenguaje natural, diseño ergonómico, interfaces intuitivas y salidas gráficas y visuales, interfaz unificada…
• Controlabilidad de dinámicas complicadas: capacidad de integración de diversos protocolos, fabricantes, tecnologías…, accesibilidad ubicua al sistema (local, Internet, dispositivos móviles…), alarmas y estadísticas, control y monitorización de sistemas…
• Comportamiento bio-inspirado: capacidad de adaptarse a cambios estacionales y otros aspectos motivados por la biología de las personas.

Un Gestor Inteligente de la Energía no sería pues más que un caso particular dentro de un Edificio Inteligente, en donde el diseño lógico de dicha inteligencia se ha realizado bajo criterios de eficiencia energética y confort. En el caso óptimo, debería:

• Adaptar las reglas de control de los actuadores al contexto del usuario (ambiente, actividad, número de usuarios,…).
• Atender órdenes directas de actuación por parte del usuario y readaptar la lógica de control al nuevo escenario.

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[1] Johnny K.W. Wong, Heng Li: “Development of intelligence analytic models for integrated building management systems (IBMS) in intelligent buildings”.