Comunicación presentada al VII Congreso Edificios Energía Casi Nula
Autores
- Eva Maria Blank, Representante Haufe Deckensysteme y Eco-components
- José Belmonte Montoya, Representante Haufe Deckensysteme y Eco-components
Resumen
Uno de los factores más importantes para obtener edificios energía casi nula, radica en conseguir que la climatización/calefacción sea con el mínimo consumo posible, a la vez que ofrezca un cierto nivel de confort. La climatización de superficies se basa en un principio de radiación comparable al de la radiación solar. Mediante un sistema de falso techo formado por lamas en forma de U, por el que discurren conductos de agua (fría o caliente) se consigue esta climatización superficial. Las lamas liberan la energía rápidamente a la estancia en forma de radiación infrarroja, de forma silenciosa y sin corrientes de aire y al entrar en contacto con objetos y personas, la energía se convierte en calor. El sistema se caracteriza por su bajo consumo energético. Es posible ahorrar hasta 60 % de energía en comparación con los sistemas tradicionales de calefacción y refrigeración. Combinado con bombas de calor, energía fotovoltaica, geotermia o tecnología de redes inteligentes, puede reducir la demanda de energía incluso hasta cero. El sistema de techos y paredes climatizados son una solución innovadora y económica al mismo tiempo, dirigida a particulares, empresas comerciales e industriales (fabricas, hospitales, oficinas) y aplicable en obra nueva y rehabilitación.
Todo en un único sistema
Calefacción – refrigeración – absorción de ruido
La temperatura del aire, la temperatura de la superficie y la humedad son los tres componentes más importantes de la sensación de confort. A menudo es difícil combinar los tres requisitos de forma rentable y creativa. La gran densidad de las instalaciones que discurren por el techo, requiere sistemas de techo registrables con la menor altura de instalación posible, a tal de evitar incrementar la altura del edificio, especialmente en los edificios de muchas plantas, en los que cada centímetro de altura que se pueda ahorrar, supone un ahorro de gasto para el constructor. Los sistemas con una sección libre elevada y de fácil inspección permiten la ubcación de todas las instalaciones, como la protección contra incendios y la ventilación i renovación de aire y garantizan que puedan funcionar de forma óptima. Un buen contenido de oxígeno en el aire respirable, una temperatura ambiente agradable y una buena acústica de la sala ayudan a las personas a concentrarse mejor y a trabajar de forma más relajada. Por ello, se ha desarrollado este sistema, que puede calentar y enfriar y al mismo tiempo, absorber el sonido. Esto crea un clima ambiental agradable y saludable que satisface los requisitos de climatización y acústica.
Edificio Emag, Salach, Alemania
Presentamos la implantación de este sistema, sobre un edificio de oficinas, ubicado en la ciudad de Salach en Alemania.
Arquitecto: Neugebauer + Rösch Architekten
Instalación: Rienth GmbH
Producto: Sistema climatización superficial mediante falso techo de lamas con aislamiento acústico por las que discurren conductos de agua para la refrigeración y calefacción.
Datos del proyecto:
- Área total: unos 1650 m2
- Actuación realizada: Sistema de climatización superficial mediante falso techo de lamas para refrigeración y calefacción, con aislamiento acústico.
- Calefacción y refrigeración de espacios con un mínimo de energía
- Dos tercios de las lamas instaladas contienen el sistema de conductos de agua para la refrigeración y calefacción.
- La disposición de los conductos de agua en paralelo permite un control rápido y eficiente de la temperatura de las diferentes estancias sobre las que se ha instalado el sistema.
El corto recorrido del flujo, según el principio Tichelmann ofrece, debido a la menor pérdida de presión, una mayor sección transversal libre de la tubería y por lo tanto, permite utilizar un mayor volumen de líquido refrigerante.
Con una temperatura de flujo de 19-20 grados para la refrigeración y de 26 grados para la calefacción, se alcanza una temperatura ambiente agradable de 23 grados en poco tiempo. Debido a las bajas temperaturas de funcionamiento, este sistema de climatización de superficies es ideal para la combinación con bombas de calor, energía fotovoltaica o la tecnología de redes inteligentes y puede reducir la demanda de energía incluso hasta cero. Mediante el uso de estos sistemas, los grandes edificios de oficinas se pueden equipar de forma sostenible y energéticamente eficiente.
Termografía
¿Por qué refrigerar y calefactar mediante un techo de lamas?
Las lamas ofrecen la mayor superficie radiante posible en la estancia, con calefacción radiante y ligera convección entre las lamas. La sección transversal libre del techo de las lamas permite la instalación de sistemas de protección contra incendios y de flujo de aire en la zona del techo. Las lamas aumentan la superficie radiante un 250%.
El sistema funciona con un flujo paralelo a través de los elementos de las lamas. Debido a la corta trayectoria de flujo en comparación con los sistemas con flujo en serie, se pueden utilizar diámetros de tubería más grandes debido a la menor pérdida de presión resultante. Puede fluir un flujo mayor a través de él. Esto significa que entra más energía, pero que también se libera más energía.
Basta con unas temperaturas de flujo de entre 25 y 28 °C para el calentamiento y de entre 19 y 20 °C para el enfriamiento son suficientes. Tras un rato breve se alcanza una temperatura ambiente constante y agradable de 23 °C.
El sistema debe estar siempre equipado con elementos de climatización en la medida de lo posible, incluso si se requieren menos vatios de los que el sistema puede proporcionar, el rendimiento se puede regular con mas o menos flujo de agua. Esto garantiza la climatización homogénea de la superficie y que se pueda aumentar la producción en caso necesario aumentando el flujo de agua.
Ejemplo: En una sala de reuniones hay mucha más gente de la habitual, y hace mucho calor ese día. Por tanto, esto probablemente requiriese una carga de refrigeración superior a la carga de refrigeración calculada. Al aumentar el caudal del flujo de agua, este pico se puede satisfacer de forma sensata y se garantiza un enfriamiento del 100 % de la sala. Debido a que se enfría con temperaturas más altas que con sistemas tradicionales, se evita el problema de condensación.
Para la absorción acústica se utilizan lamas acústicas (microperforadas) y absorbentes acústicos, que se pueden instalar en la dirección de las lamas y en la dirección de los rieles de montaje. Tienen un nivel A2 de protección contra incendios.
La altura del sistema completo es de 85 cm e incluye calefacción, refrigeración, acústica, iluminación y equipos de construcción (detectores de movimiento, detectores de humo).
Sobre la base de este proyecto de referencia en el que se instalaron lamas en 12 000 m2, es fácil explicar la importancia de una altura de instalación baja. Después de todo, aquí cada centímetro cuesta dinero.
Datos técnicos: datos de potencia de refrigeración
Fecha de pruebas: 03/05/2017 en Stuttgart
Ubicación de la prueba: WSPLab Stuttgart, laboratorio de pruebas certificado por la ISO/IEC 17025
Objeto de prueba: Techo laminar abierto, 1 tubo de polipropileno de 10 x 1,0 mm que se inserta en las lamas con fuerza. Seis tubos paralelos se conectan en cada extremo de un colector y forman un elemento de transporte de agua.
Curva característica de la potencia de refrigeración específica
(relacionado con la superficie activa)
Datos técnicos: datos de prueba de potencia térmica
Fecha de pruebas: 04/05/2017 en Stuttgart
Ubicación de la prueba: WSPLab Stuttgart, laboratorio de pruebas certificado por la ISO/IEC 17025
Objeto de prueba: Techo laminar abierto, 1 tubo de polipropilenode 10 x 1,0 mm que se inserta en las lamas con fuerza. Seis tubos paralelos se conectan en cada extremo de un colector y forman un elemento de transporte de agua.
Curva característica de la potencia térmica específica
(relacionado con la superficie activa)
Sostenibilidad
Las lamas de aluminio están hechas en más del 70% de material reciclado. Todos los materiales se pueden separar unos de otros y son 100% reciclables. Los elementos calefactores de plástico están hechos únicamente de un material (polipropileno) para permitir el mejor reciclado posible. El techo es funcional durante más de 50 años.
El mismo sistema de climatización sin lamas para viviendas
En viviendas las tuberías se colocan en el techo o/y en las paredes, depende de cuanto se necesita para lograr con un mínimo de energía el máximo de rendimiento. Después se cubren con el revestimiento final, (por ejemplo, yeso o madera) y quedan invisibles. Mediante la climatización de las paredes, especialmente en las paredes exteriores, las paredes húmedas se secan térmicamente de forma automática. Su uso para renovar edificios antiguos también tiene como consecuencia un efecto de drenaje y la ausencia de moho.
En cuanto a la distribución de calor, la temperatura de alimentación más baja supone un ahorro de energía del 1,5 – 2 % por grado. En comparación con el radiador, con aprox. 50-70 grados centígrados, alcanzamos un potencial de ahorro de hasta el 60 % a través de una temperatura de flujo de 27-30 grados centígrados (dependiendo del diseño).
Con un flujo de temperatura de 19 -20 grados enfriamos el ambiente de forma homogénea a unos 21 grados, sin desagradables corrientes de aire. con ∆T de 10 K logramos hasta 80 W/m2 de potencia de refrigeración.
Al utilizar una bomba de calor, conseguimos un ahorro del 2 % del gasto de electricidad por grado de caudal menos (por lo tanto, de caudal mayor al refrigerar). Combinado con fuentes de energía renovables y la tecnología de redes inteligentes se puede reducir la demanda de energía incluso hasta cero.
Agradecimientos
Agradecemos el apoyo y el suporte técnico a Winfried Blank, Cofundador de Eco-components GmbH & Co. KG, a Jörg Reichel, Cofundador y ingeniero técnico de Eco-components GmbH & Co. KG, a Dr. Oliver Linow, Cofundador de Eco-components GmbH GmbH & Co. KG, a Helmut Schmalseder, director general de Haufe Deckensysteme y a Ute Schmalseder, directora comercial de Haufe Deckensysteme.