Energía en edificación

Ayer día 22 de abril de 2010 se celebró en el Palacio Euskalduna de Bilbao la cuarta edición del Congreso ‘Environmental product & building Innovation’, donde se dieron cita disitntas empresas de Ecoinovación.

Amaia Uriarte miembro del equipo de diseño de productos innovadores para el edificio de Tecnalia presentó junto con IK ingeniería las nuevas Guías de Edificación Ambientalmente Sostenibles (Comercial, Oficinas e Industrial) y su aplicación a proyectos.

La Comisión Europea aprobó el pasado mes de marzo, en el marco de la llamada de infraestructuras, el proyecto RIEEB – Research Infrastructure on Energy Efficiency in Buildings que servirá de base para la creación de la Red Europea de Edificios Experimentales en Energía en Edificación (E4B-NET – European Energy Efficient Experimental Buildings Network). El proyecto, liderado por TECNALIA, involucra también al IBP-Fraunhofer de Alemania, EDF de Francia y ECN de Holanda, los cuales cuentan con infraestructuras similares a nuestro KUBIK.

                    

El pasado 20 de Enero 2010, técnicos del Departamento de Vivienda del Gobierno Vasco y del Departamento de Máquinas y Motores Térmicos de la Universidad del País Vasco UPV/EHU acudieron a Labein Tecnalia para visitar el edificio experimental KUBIK. Durante su visita, los técnicos expertos de Tecnalia Construcción que abordan este proyecto explicaron el diseño, las capacidades y las funcionalidades de la infraestructura singular KUBIK.

KUBIK es esta orientada al desarrollo de nuevos conceptos, productos y servicios para la mejora de la eficiencia energética en edificación. Su singularidad principal reside en su capacidad de generar escenarios realistas sobre los que investigar la eficiencia energética resultante de la interacción de las soluciones constructivas, la gestión inteligente de los sistemas de climatización e iluminación y el suministro procedente de energías renovables.

Asimismo, el 3 de Febrero el equipo de Edificación y Entorno Urbano Sostenible (EEUS) de Tecnalia Construcción visitó las instalaciones del Laboratorio de Control de Calidad en la Edificación (LCCE) del Gobierno Vasco (Vitoria), para conocer todas las capacidades experimentales en el área térmica y acústica.

Solar Decathlon llega a Madrid del 18 al 27 de junio con 20 viviendas que funcionan totalmente con energía solar.

Es el concurso de arquitectura sostenible más prestigioso entre universidades y escuelas de arquitectura e ingeniería y sale por primera vez de EEUU, organizándose en Madrid en junio de 2010.

El concurso será organizado por la Universidad Politécnica de Madrid en colaboración con el Ministerio de la Vivienda del Gobierno Español.

El concurso SOLAR DECATHLON EUROPE, al igual que el evento original, será una competición internacional entre universidades europeas, y de todo el mundo; con el fin de avanzar en el conocimiento de viviendas industrializables, solares, y sostenibles, con particular énfasis en su alta eficiencia, y autosuficiencia energética.

Tras realizar una convocatoria en 2008, participarán en la competición una veintena de equipos universitarios. Estos equipos proceden de países de Europa, América y Asia, lo que convierte a esta edición en la más internacional de todas las celebradas hasta ahora.

Cada una de las 20 universidades seleccionadas han desarrollado durante aproximadamente dos años la vivienda para ser montada con posterioridad en la ‘Villa Solar’, habilitada para acoger todas las casas proyectadas para la competición. Estas viviendas tras pasar por pruebas y ensamblaje previo en sus respectivos paises, serán transportadas y montadas en la Villa Solar.

La ‘Villa Solar’ se construirá en Madrid en junio de 2010. Allí se podrán visitar las casas participantes:

ESPAÑA:

• FABLABHOUSE – Instituto de Arquitectura Avanzada de Cataluña (IAA)
• SMLHOUSE – Universidad CEU Cardenal Herrera (CEU)
• SOLARKIT – Universidad de Sevilla (UDS)
• LA ENVOLVENTE DEL URCOMANTE – Universidad de Valladolid (UDV)
• LOW3 – Universidad Politécnica de Cataluña (UPC)
• ON&ON – Universidad Politécnica de Valencia (UPV)

FRANCIA:

• NAPEVOMO HOUSE – Arts et Métiers Paris Tech (AMP)
• ARMADILLO BOX – Ecole National Supérieure d’architecture de Grenoble (GRE)

ALEMANIA:

• TEAM WUPPERTAL – Bergische Universität Wuppertal (BUW)
• LIVING EQUIA – Fachhochschule fur Technik und Wirtschaft Berlin (BER)
• STUTTGART TEAM – Stuttgart University of Applied Sciences (HFT)
• IKAROS – University of Applied Sciences Rosenheim (ROS)

INGLATERRA:

• NOTTINGHAM HOUSE – University of Nottingham (UON)

FINLANDIA:

• LUUKKU – Helsinki University of Technology (HUT)

ESTADOS UNIDOS:

• RE FOCUS – University of Florida (UOF)
• ECLIPSE – Virginia Polytechnic Institute & State University (VPU)

MEJICO:

• K´IIN- Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey (MON)

BRASIL:

• CASA SOLAR FLEX – Consórcio Brasil (UBR)

BRASIL:

• SUNFLOWER – Tianjin University (TUC)

Para más información: www.sdeurope.org/

La corporación tecnológica Tecnalia ha sido designada para representar a España en el programa de eficiencia energética en la edificación de la Agencia Internacional de la Energía (IEA).

Tecnalia es “la única entidad científica” del sur de Europa que participa en el comité de asesoramiento permanente que ha creado la Comisión Europea para definir políticas de I+D en el ámbito de la edificación sostenible. Dicho comité está formado por cinco expertos científicos en la materia y otros tantos especialistas del mundo de la industria.

 

Tal y como mencionábamos en esta entrada, en el marco del proyecto ILETE se ofrece UN PREMIO DE 2.500 EUROS A LA UNIVERSIDAD ESPAÑOLA que más actividades realice en el campo de la Eficiencia Energética en Edificación.

El plazo para la presentación de solicitudes se amplía hasta el 31 de marzo de 2010.

Es posible consultar las bases y descargarse el formulario desde aquí.

A principios del año 2008 se firmó un acuerdo de colaboración entre la emrpesa japonesa KYOSEMI Corp. y la corporación tecnológica TECNALIA para el desarrollo conjunto de productos de aplicación de “Sphelar^®“, la célula solar fotovoltaica esférica de silicio desarrollada y patentada por KYOSEMI. TECNALIA cuenta con investigadores especializados en todos los ámbitos tecnológicos necesarios para desarrollar un producto final que cumpla con todas las normativas y requisitos de obligado cumplimiento para ser comercializado (especialistas en vidrio, filtros solares, materiales sellantes, comportamiento térmico, acústico y energético de dichos materiales, modelización y simulación de dichos materiales y sistemas, así como expertos en sistemas de control electrónico y comunicación de sistemas fotovoltaicos.

Tras algo más de un año trabajando en el diseño, modelización e integración de todos los elementos que conforman un muro cortina que integra “Sphelar^®“ para la generación de electricidad por solar fotovoltaica, se ha llegado al punto de iniciar la fabricación de prototipos a escala real que integrar en el edificio experimental KUBIK con el que cuenta TECNALIA en sus instalaciones del parque tecnológico de Bizkaia en Derio, donde se pretende analizar y monitorizas los nuevos desarrollos de productos de la corporación en el ámbito de la Energía en Edificación.

Véase también la publicación “SMART BIPV GLASS-GLASS CURTAIN WALL BASED ON SPHELAR® TECHNOLOGY”.

El pasado 18 de diciembre tuvo lugar en las instalaciones del Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja de Madrid la primera sesión de lanzamiento de los paquetes de trabajo que forman el Proyecto BALI con título “Diseño integral de sistemas y edificios eficientes acústicamente en un entorno saludable”.

El proyecto se desarrollará desde 2009 hasta 2011 liderado por Fomento de Construcciones y Contratas (FCC), con el apoyo tecnológico de Tecnalia y la asesoría industrial de Prointem. Está cofinanciado por el Ministerio de Ciencia e Innovación y tiene por objetivo desarrollar productos arquitectónicos y sistemas de altas prestaciones acústicas y herramientas que ayuden al sector de la construcción en el diseño integral de edificios, dotados de mayor eficiencia desde el punto de vista del confort acústico y sin descuidar otros aspectos relativos a la sostenibilidad, y en particular los aspectos térmicos.

Ante la reciente entrada en vigor del nuevo Documento Básico de protección frente al ruido (DB-HR) del Código Técnico de la Edificación (CTE), el sector de la construcción necesita nuevos productos y herramientas para resolver la necesidad acústica en los edificios residenciales y terciarios. En este contexto, el proyecto reúne un consorcio multidisciplinar de empresas industriales (promotoras y constructoras, fabricantes de productos, estudios de arquitectura, etc.) y centros de Investigación para agrupar a los diferentes agentes del sector y diseñar conjuntamente nuevos productos y sistemas constructivos que permitan introducir un mayor grado de confort acústico en los edificios sin descuidar otros requisitos de producto.

Entre los participantes industriales figuran FCC, Grupo Ortiz, EMVS (Empresa Municipal de la Vivienda y Suelo de Madrid), Hispalyt, Indagsa, Preinco, Grupo Saint-Gobain, Estrumaher, Tecair, Espinet-Ubach, Cype e Idec.

Como universidades y centros tecnológicos participan el Instituto Eduardo Torroja de la Construcción IETcc, Cidemco-Tecnalia, Labein-Tecnalia, Fatronik-Tecnalia, UPM Grupo Tise, Universidad San Pablo CEU, Intromac, Aitemin y Ciemat.

Para abordar el diseño integral del edificio, el proyecto trata en paralelo los distintos tipos de producto que forman cada parte diferenciada del edificio: envolvente opaca, envolvente acristalada, instalaciones del edificio y elementos de interior.

En la fase final del proyecto los productos desarrollados se integrarán en un demostrador virtual y físico.

 

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.

---

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