Jornada sobre energía geotérmica

Transcripción

1 Jornada sobre energía geotérmica Geotermia y estructuras termoactivas aplicadas a la rehabilitación en entornos urbanos Marta Durango Domínguez. ICCP. Directora de Obras Luis de Pereda Fernández. Arquitecto. Director de proyectos Madrid, 18 septiembre 2013 Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid

2 Eficiencia energética en la edificación. Principios basicos Realizar todas las acciones precisas para rehabilitar un edificio existente, construir un nuevo edificio o proyectar un nuevo desarrollo urbano, resolviendo tres aspectos fundamentales: 1. Reducir la demanda energética de los edificios al mínimo. 2. Resolver la cobertura energética de los edificios con el mínimo consumo. 3. Resolver la gestión operativa y el mantenimiento de los edificios para cumplir con los objetivos de eficiencia

3 Eficiencia energética en la edificación. Principios basicos INFORMACIÓN + CONTROL + OPERACIÓN + MANTENIMIENTO APORTE DE ENERGIA Energías residuales TRANSFORMACIÓN ALMACENAMIENTO Y TRANSFERENCIA DE ENERGÍA ENVOLVENTE BIOCLIMATISMO

4 Eficiencia energética en la edificación. Principios basicos El enfoque de la eficiencia energética en la climatización parte de aprovechar la oportunidad de diseñar y construir el medio térmico que el cuerpo humano percibe de manera activa, en lugar de considerar al individuo como un sujeto pasivo. Rompiendo definitivamente el paradigma de que el individuo está subordinado al edificio, e invirtiéndolo: el edificio está concebido para la interacción con el individuo

5 Cobertura eficiente de la demanda resultante. Sistemas de baja exergía. Confort térmico y consumo energético del cuerpo humano. Relación entre el consumo energético del cuerpo humano (W/m2), la temperatura del aire en una estancia y la temperatura radiante media.

6 Eficiencia energética en la edificación. Principios basicos De todos los mecanismos de intercambio térmico del cuerpo humano, el menos efectivo y el más ineficiente es el que se produce mediante el contacto con el aire, estático o en movimiento a velocidad moderada, la convección, y, sin embargo, este es el mecanismo básico de la gran mayoría de los sistemas de climatización planteados en la rehabilitación.

7 Diseño del intercambiador geotérmico. Datos de partida. Características del terreno Datos Geotécnicos. Composición, estratigrafía, compacidad. Conductividad térmica de los estratos del terreno Porosidad, grado de humedad Flujo de agua subterranea, caudal, temperatura

8 Diseño del intercambiador geotérmico. Datos de partida. Características del edificio Datos del edificio. Tipo de intercambiador Dimensiones del intercambiador Localización del intercambiador Disponibilidad de espacio

9 Diseño del intercambiador geotérmico Datos de partida. Carga energética y condiciones de uso. Datos energéticos del edificio y condiciones de uso Capacidades máximas Demanda energética distribuída Régimen de uso del edificio

10 Diseño del Intercambiador. Cálculo y Simulación. Ajuste a la demanda y estabilización del sistema Ergebnis Simulation: EAG Linz 86 Pfähle und 50 Sonden á 120 m -85, , , , , , ,439-64,510-46,755 41,366 30, , , , , , ,928 52,071 50, ,530 99, , , , ,000 80,000 30, , Jan Feb Mar Apr Mai Juni Juli Aug Sept Okt Nov Dez , , , , Ergebnis Heizenergie in kwh Ergebnis Kühlenergie in kwh Referenz Heizenergie in kwh Referenz Kühlenergie in kwh Temperatur in C Heiz- und Kühlenergie [kwh] Temperatur [ C]

11 Principios de la integración de Sistemas Termoactivos. Utilizar las estructuras de hormigón para calefactar y refrigerar los edificios. Una red de conductos se instala en el interior de las estructuras y efectúa la transferencia de calor entre el edificio y el terreno. Se utilizan pilotes, muros y losas energéticos para el intercambio de energía térmica con el terreno.

12 SISTEMAS PARA EL ALMACENAMIENTO, LA GESTIÓN, Y EL BAJO CONSUMO En estado de equilibrio, el sistema integrado por las estructuras y las cimentaciones termoactivas permite que la mayor parte de la energía utilizada en la climatización y el tratamiento del aire, se almacene y fluya del edificio al terreno y del terreno al edificio, con sólo un aporte menor de energía primaria para cubrir el gasto energético del proceso y las pérdidas. La utilización de sistemas de climatización de baja temperatura garantiza el equilibrio termodinámico y permite un alto rendimiento, y un bajo coste energético de la climatización.

13 Rehabilitación de Palacete protegido para oficinas de la administración. Chamberí. Madrid /2010 Arquitecto: Ignacio Mendaro Corsini. Concepto energético: ENERES Rehabilitación integral : FERNANDEZ MOLINA Rehabilitación de Palacete para oficinas de la administración del estado. Localización: Chamberí. Madrid. Finalización: 2010 Tipo de intercambiador: 17 intercambiadores vert.(130 m) 46 pilotes activos (20m) Calefacción : 100 kw Refrigeración : 119 kw

14 Rehabilitación de Palacete protegido para oficinas de la administración. Chamberí. Madrid /2010 A finales del año 2008, Fernandez Molina Obras y Servicios, y ENERES, realizan un análisis crítico del proyecto de rehabilitación integral y proponen un cambio sustancial de la concepción energética del edificio, hacia un concepto integrador de todos los elementos implicados en la interacción térmica entre los usuarios y el medio, a través del bioclimatismo, la eficiencia energética y la gestión integral de estrategias operativas y de mantenimiento.

15 Rehabilitación de Palacete protegido para oficinas de la administración. Chamberí. Madrid /2010 Envolvente. El palacete tiene un alto grado de exposición e interacción con el medio que es fuente de importantes oportunidades energéticas. La fachada tiene una proporción muy importante de acristalamiento, el 100% de la cubierta recibe radiación solar directa, y el edificio tiene varios sótanos, una superficie considerable de la envolvente en contacto directo con el terreno.

16 Rehabilitación de Palacete protegido para oficinas de la administración. Chamberí. Madrid /2010 Renovación de aire. La envolvente permitió resolver el pretratamiento térmico del aire exterior de aportación y renovación. La rehabilitación integral de la cubierta de zinc, la convierte en un dispositivo pasivo de precalentamiento de aire, asociado a la recuperación de energía del aire expulsado, permite una reducción muy significativa del consumo.

17 Rehabilitación de Palacete protegido para oficinas de la administración. Chamberí. Madrid /2010 Renovación de aire. Actuando contra los espacios enterrados del edificio, que por efecto de la interacción geotérmica mantienen en verano una temperatura muy inferior a la del aire exterior, se ha previsto un sistema de pre enfriamiento del aire de renovación mediante recirculación e intercambio térmico.

18 Rehabilitación de Palacete protegido para oficinas de la administración. Chamberí. Madrid /2010

19 Rehabilitación de Palacete protegido para oficinas de la administración. Chamberí. Madrid /2010 Climatización El contexto de eficiencia en la Arquitectura del edificio hace muy rentable el que es, el primer caso en nuestro país de incorporación de un sistema de climatización fundamentado en la captación geotérmica y la utilización de la estructura horizontal del edificio como dispositivo termoactivo de climatización, calefacción y refrigeración, en un proceso de rehabilitación integral sobre un edificio protegido

20 Rehabilitación de Palacete protegido para oficinas de la administración. Chamberí. Madrid /2010 Geotermia. El sistema geotérmico resuelve la cobertura eficiente de la demanda del edificio y la gestión de recursos bioclimáticos. Pantalla discontinua de pilotes, con 45 pilotes termoactivos para intercambio geotérmico y 14 intercambiadores verticales de 150 m de profundidad. Inducción estacional del terreno garantizar el 100% de la cobertura de la demanda de refrigeración en los meses de julio y agosto.

24 Rehabilitación de Palacete protegido para oficinas de la administración. Chamberí. Madrid /2010 El intercambiador geotérmico y el edificio interaccionan a través de un grupo formado por dos bombas de calor geotérmicas con una potencia de 110 kw. Las bombas de calor, suministradas por la empresa SEDICAL, son dos THHEBY LT 290. Bombas de calor monobloque reversibles en el circuito frigorifico, condensadas por agua con refrigerante R410A. Durante los periodos interestacionales, el sistema aprovecha las temperaturas correspondientes a la máxima recarga y descarga térmica del terreno para actuar realizando refrigeración libre y calefacción libre, directas, por recirculación y sin aporte energético de las bombas de calor.

25 Rehabilitación de Palacete protegido para oficinas de la administración. Chamberí. Madrid /2010 Estructuras termoactivas. La rehabilitación integral del edificio incluye la reconstrucción de los forjados, sustituyéndolos por losas de hormigón visto, y da lugar a plantear que todas las losas sean termoactivas, dispositivo acumulador, transmisor y absorbedor de energía, que permite resolver la climatización, con gran confort radiante.

27 Rehabilitación de Palacete protegido para oficinas de la administración. Chamberí. Madrid /2010 Gestión Un sistema, a la medida e integrado, de adquisición y gestión de la información, y gobierno de los sistemas energéticos del edificio, medición y verificación de los parámetros de confort y consumo, operación y mantenimiento; permite trabajar permanentemente dentro de los escenarios de máxima eficiencia.

28 Rehabilitación de Palacete protegido para oficinas de la administración. Chamberí. Madrid /2010 Beneficios Aprovechamiento máximo de los recursos del medio y del propio edificio para gestionar con eficiencia la energía y permiten un ahorro energético, respecto a la solución convencional originalmente proyectada, del 75%. El ahorro en mantenimiento de la instalación se estima en un 60%, y ello se consigue gracias al bajo régimen de potencias, intensidades, velocidades y presiones con las que opera el sistema además de la reducción de cargas que supone dedicar el aire a ventilar y no a climatizar. Alto grado de interactividad térmica directa y dinámica con los usuarios, alto grado de confort y salubridad y muy bajo impacto ambiental.

32 Jornada sobre energía geotérmica Gracias por su atención! Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid