SIMULACIÓN A UN EDIFICIO TIPO CON VIDRIO Y COMPLEMENTOS DE VENTANA

Transcripción

1 SIMULACIÓN A UN EDIFICIO TIPO CON VIDRIO Y COMPLEMENTOS DE VENTANA Sumario 1. Confort Confort térmico Temperatura operativa Ventilación natural 2. Protecciones solares Estrategias Nueva oferta K LINE 3. Simulación Térmica Dinámica de un edificio plurifamiliar Evolución de las temperaturas a lo largo de una semana Comparación de las tecnologías y de las orientaciones Monitorización Cálculo de ahorro energético y económico 4. Estudio de iluminación natural 5. Conclusión 1

2 Confort - Confort térmico - Temperatura operativa - Ventilación natural Confort térmico (definición) Exigencia: Garantizar una temperatura agradable en época de calor evitando recurrir a sistemas de climatización. Radiación directa (sol) Respiración Evaporación (transpiración) Radiación infrarroja (intercambio con las paredes) Convección (corriente de aire) Metabolismo (actividad física) Conducción (contacto directo) Entre los factores que inciden en el confort, el control de la temperatura radiante es primordial. 2

3 Temperatura operativa (definición) Regulación térmica del cuerpo humano JAE5 JAE6 JAE7 ISO 7730 El cuerpo posee una capacidad de autorregulación limitada. El rango de variación de la sensación de confort térmico por autorregulación es lo que se denomina zona de confort térmico. La sensación de confort puede variar de un individuo a otro y en función del clima exterior. 3

4 Diapositiva 6 JAE5 JAE6 JAE7 Actividad metabólica Jordi Ainaud Escudero; 14/09/2015 temperatura operativa óptima Jordi Ainaud Escudero; 14/09/2015 Vestimenta Jordi Ainaud Escudero; 14/09/2015

5 Free-cooling (definición) El "free cooling" consiste en enfriar un edificio mediante ventilación aprovechando la energía gratuita del aire exterior cuando éste se encuentra a una temperatura inferior a la temperatura interior. El free-cooling nocturno, llamado night-cooling, consiste en enfriar los edificios por la noche mediante el aire exterior. Hablamos de descarga nocturna del edificio ya que éste evacúa todo el excedente de calor acumulado durante el día. Protecciones solares - Estrategias - Nueva oferta K LINE 4

6 Estrategias de protección Posición de la protección solar Interior Integrada Exterior Vidrio Tintado Reflectante Selectivo Orientación Tablero fijo Lamas orientables Gestión del aporte solar Modulación del aporte solar y de luz Objetivo Sw 0.15 Vidrios TLw/Sw 0,7 0,6 Vidrio TBE Los vidrios de control solar disminuyen el S c w (invierno) Vidrio tintado Transmisión luminosa TLw 0,5 0,4 0,3 OBJETIVO Sw 0.15 Vidrio selectivo (41/22) Vidrio selectivo (60/28) Vidrio reflectante Ningún vidrio por sí solo puede cumplir con el objetivo Sw < ,2 0,1 VERANO: Limitar el aporte solar INVIERNO: Favorecer el aporte solar 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Factor solar Sw 5

7 Ubicación de la protección solar Ubicación protección solar exterior (persiana) TLw 0% Sw 0.03 integrada (K LINE AIR) TLw 0% Sw 0.10 interior (tela de oscurecimiento) TLw 0% Sw 0.45 El efecto invernadero, que genera no confort, se acentúa debido a la capa reflectante de baja emisividad del vidrio en el caso de la protección solar interior Sw ventilación Sw 1 0 transmisión directa Sw 1 0 transmisión directa Sw 1 0 transmisión directa Sw reemisión térmica Sw reemisión térmica Sw reemisión térmica Orientación de lamas móviles Orientación de la protección solar lamas fijas (persiana) TLw 0% Sw 0.03 lamas orientables (BSO) TLw 0 a 66% Sw 0.03 a 0.50 Posibilidad de controlar el aporte solar y de luz η Altura del sol α inclinación de las lamas transmisión difusa transmisión directa Posibilidad de ventilación a través de las lamas ventilación 6

8 Estrategias de protección 0,7 TLws / Sws aporte solar en invierno 0,6 Vidrio TBE Ningún vidrio por sí solo puede cumplir con el objetivo Sw < 0.15 Transmisión luminosa TLws 0,5 0,4 0,3 0,2 OBJETIVO Sw 0.15 Vidrio selectivo (60/28) Vidrio selectivo (41/22) Vidrio reflectante Vidrio tintado Los vidrios de control solar disminuyen el S c w (invierno) VR y tela de oscurecimiento: no hay transmisión de luz Las persianas de lamas orientables presentan un amplio espectro entre TLws y Sws Confort de verano 0,1 Tela de oscurecimiento interior (Vidrio 41/22) Tela de oscurecimiento interior (vidrio TBE) Volet Roulant 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Factor solar Sws KL-FP (Practicable) monobloc desbordamiento exterior 7

9 KL-BC (Corredera) monobloc desbordamiento exterior AIR (Practicable) con persiana veneciana integrada 8

10 KL-FP (Practicable) con K-FLEX (persiana orientable) KL-BC (Corredera) con K-FLEX (persiana orientable) 9

11 Brise Soleil Orientable (BSO) vista exterior BSO cerrada 45 Simulación Térmica Dinámica (STD) de un edificio plurifamiliar 10

12 Presentación del edificio (Héliodon) La exposición solar varía en función de: Localización geográfica: PARÍS, LYON, MARSELLA Día: 1 de marzo a 31 de octubre Hora: 24 h Orientación: sur, oeste y este Trayectoria en verano Trayectoria en invierno Supuestos señalados en el estudio normativo (Pouget consultants) Piso objeto de estudio (PB+2) JAE22 JAE23 JAE24 JAE25 JAE26 JAE27 JAE28 JAE29 JAE30 F2 Piso de 1 habitación F3 Piso de 2 habitaciones F4 Piso de 3 habitaciones 11

13 Diapositiva 22 JAE22 JAE23 JAE24 JAE25 JAE26 JAE27 JAE28 JAE29 JAE30 Balcon = Balcón Jordi Ainaud Escudero; 14/09/2015 Séjour / Cuisine = Salón / Cocina Jordi Ainaud Escudero; 14/09/2015 Chambre = Habitación Jordi Ainaud Escudero; 14/09/2015 SdB = Baño Jordi Ainaud Escudero; 14/09/2015 Entrée = Recibidor Jordi Ainaud Escudero; 14/09/2015 Dgt = Distribuidor Jordi Ainaud Escudero; 14/09/2015 F2 = Piso de una habitación Jordi Ainaud Escudero; 14/09/2015 F3 = Piso de dos habitaciones Jordi Ainaud Escudero; 14/09/2015 F4 = Piso de tres habitaciones Jordi Ainaud Escudero; 14/09/2015

14 JAE32 JAE33 Ventanas y protecciones solares 1. SP: Sin protección o con la protección abierta de día 3. AH: Activ Home en salón y habitaciones AH no se comercializa en España 2. VR: Persianas en habitaciones y salón 4. BSO_VR: Brise Soleil (K-FLEX) Orientable en salón y persianas en habitaciones Escenarios de cálculo Previsiones de ocupación: Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo Heure NOCHE NO OCUPADO Apertura de las ventanas y protecciones solares: OCUPADO NOCHE OCUPADO DÍA NO OCUPADO EN VERANO (1 junio 31 agosto) NO OCUPADO (entretiempo) protección solar apertura ventana protección solar apertura ventana protección solar apertura ventana protección solar apertura ventana SP VR AH lamas a 85 lamas a 85 lamas a 85 BSO lamas a 45 lamas a 45 lamas a 45 Siempre abierta Siempre cerrada Abierta si T_int >23 C y T_ext < T_int 2 C Cerrada si T_int > 24 C 12

15 Diapositiva 23 JAE32 JAE33 Séjour = Salón Jordi Ainaud Escudero; 14/09/2015 Cuisine = Cocina Jordi Ainaud Escudero; 14/09/2015

16 Simulaciones Térmicas Dinámicas Curvas durante 7 días de 24 h Marsella - OESTE VR (persiana) cerrada día y noche = buena protección pero sin luz! Cerramiento levantado durante el día = T excesivas PB+2 Salón temperatura operativa [ C] SP MARSEILLE OUEST VR MARSEILLE OUEST AH MARSEILLE OUEST Descarga nocturna gracias a la permeabilidad del cerramiento de lamas móviles BSO MARSEILLE OUEST 25 BSO o AH = Mejor protección y, además, gestión de la luz! 24 20/6-1:00 21/6-1:00 22/6-1:00 23/6-1:00 24/6-1:00 25/6-1:00 26/6-1:00 13

17 Marsella - SUR Orientación SUR: Escasa incidencia con cerramientos eficaces frente a la radiación directa: VR, AH o BSO Orientación SUR: Sobrecalentamiento pese a la protección que proporciona el balcón de PB+3 PB+2 Salón temperatura operativa [ C] SP MARSEILLE SUD VR MARSEILLE SUD AH MARSEILLE SUD BSO MARSEILLE SUD /6-1:00 21/6-1:00 22/6-1:00 23/6-1:00 24/6-1:00 25/6-1:00 26/6-1:00 Marsella - OESTE BSO_VR: efecto de la ventilación que proporciona la BSO del salón, con las persianas cerradas de noche en la habitación PB+2 Habitación 31 temperatura operativa [ C] SP MARSEILLE OUEST VR MARSEILLE OUEST AH MARSEILLE OUEST BSO_VR MARSEILLE OUEST 25 AH: efecto de la ventilación nocturna directamente en la habitación 24 20/6-1:00 21/6-1:00 22/6-1:00 23/6-1:00 24/6-1:00 25/6-1:00 26/6-1:00 14

18 Chalés de La Haute Molune (39) BSO cerradas, lamas inclinadas a 45 Monitorización PB+1: mediciones de las T y flujo solar con y sin BSO Monitorización Sábado 17 de mayo de 2014 BSO abiertas en el salón Domingo 18 de mayo de 2014 BSO cerradas, lamas a 45 en el salón Aumento de temperatura debido sólo al aporte de la ventana este temperatura interior (en C) Aumento de temperatura debido al aporte de la fachada sur oeste Aumento de temperatura debido sólo al aporte de la ventana este Estabilización de las condiciones interiores debida a las BSO temperatura exterior (en C) radiación solar global (en W/m²) 7h 15h 7h 15h 15

19 Diferencia máxima (media) Rendimiento térmico Estudio comparativo Oeste: (A) 32,5-29 = 3,5 ºC / 28-24,5 = 3,5 ºC 3,5ºC de diferencia de media (B) 32,5-28,5 = 4ºC / 27,5 24,5 = 3ºC Sud: 26,5-24,5 = 2ºC 2ºC de diferencia de media = 2ºC (2 x 3,5) + 2 = 9 ºC 9/3 = 3ºC 3ºC menos de media en una Superficie de 37m 2, que son 92,5m 3 Sin protección solar - Potencia térmica requerida Frigorías Tº exterior alcanza los 40ºC > Valor de cálculo de 43,3 a 56,4 (43,3 en el caso estudiado) 92,5m3 x 43,3 = 4005,3 frigorías / hora Con protección K-FLEX- Potencia térmica requerida Frigorías Tº exterior alcanza los 30ºC > Valor de cálculo de 36,1 a 47 (38 en el caso estudiado) 92,5m3 x 38 = 3515 frigorías / hora Diferencia de consumo energético y económico entre solución sin protección y con K-FLEX Diferencia de frigorías / hora = 490,3 son 0,21 kwh a 0,125 /kwh = 0,026 /h 0,026 /h x 16 = 0,416 /día 0,416 x 31 = 12,896 /mes 12,896 x 5 = 64,45 /año *cálculos aproximados variables en función de los hábitos de consumo de energía Conclusiones Las Simulaciones Térmicas Dinámicas indican: 1. El uso de una protección exterior es indispensable para limitar el sobrecalentamiento. 2. Mantener las persianas cerradas de día es una buena solución que permite limitar la T interior, pero a costa de la luz. 3. De día, las protecciones de lamas orientables (BSO y AH) son más eficaces y mantienen una luminosidad natural. Además, permiten la visión exterior. 4. De noche, el enfriamiento nocturno (night cooling) es posible gracias a las lamas de orientación variable. 16

20 Estudio de iluminación natural Definición del confort visual El confort visual es una sensación subjetiva relacionada con la cantidad, la distribución (ausencia de sombras molestas o deslumbramiento) y la calidad de la luz (color neutro). El entorno visual nos proporciona una sensación de confort cuando podemos ver los objetos claramente y sin fatigarnos en un ambiente de color agradable. La unidad de medida de la iluminación es el LUX. Zona de no confort. Sobrecalentamiento potencial de la habitación Zona de confort Zona de penumbra Uso de iluminación artificial 17

21 Piso objeto de estudio (ático) Vista interior de la habitación VR AH 10 AH 85 18

22 Orientación este 21 de marzo 9h Elevación: 23 Sin protección Sin protección 45 Este 21 de marzo 9h AH VR AH 10 19

23 2000 Lux 270 Lux Sin protección Lux Este 21 de marzo 9h 850 Lux AH Lux 50 Lux VR AH 10 Orientación este 21 de junio 9h Elevación: 40 20

24 Sin protección 45 Este 21 de junio 9h AH VR AH Lux 800 Lux Sin protección Lux Este 21 de junio 9h 1100 Lux AH Lux 100 Lux VR AH 10 21

25 Orientación sur 21 de marzo 12h Elevación: 43 Sin protección 45 Sur 21 de marzo 12h AH VR AH 10 22

26 3000 Lux 300 Lux Sin protección Lux Sur 21 de marzo 12h 1000 Lux AH Lux 150 Lux VR AH 10 Orientación sur 21 de junio 12h Elevación: 66 23

27 Sin protección 45 Sur 21 de junio 12h AH VR AH Lux 500 Lux Sin protección Lux Sur 21 de junio 12h 310 Lux AH Lux 60 Lux VR AH 10 24

28 Orientación oeste 21 de marzo 18h Elevación: 10 Sin protección 45 Oeste 21 de marzo 18h AH VR AH 10 25

29 1300 Lux 180 Lux Sin protección Lux Oeste 21 de marzo 18h 970 Lux AH Lux 30 Lux VR AH 10 Orientación oeste 21 de junio 18h Elevación: 24 26

30 Sin protección 45 Oeste 21 de junio 18h AH VR AH Lux 500 Lux Sin protección Lux Oeste 21 de junio 18h 1500 Lux AH Lux 100 Lux VR AH 10 27

31 Conclusiones En verano, sin protección exterior, la luz inunda la habitación, lo que enseguida puede producir sensación de no confort. La persiana es una buena solución para protegerse del calor, pero produce oscuridad. El Activ Home brinda al mismo tiempo una buena gestion de la luz y una ocultación satisfactoria para las habitaciones de noche. Buen confort visual. La BSO proporciona un ajuste fino de la luz y con mejor difusión, incluidas las partes de la habitación más alejadas, así como el máximo confort visual. A recordar: 1. El uso de una protección exterior es indispensable para limitar el sobrecalentamiento y garantizar la confortabilidad del interior de la vivienda. 2. La persiana cerrada de día es una buena solución que permite limitar la T interior, pero produce oscuridad y no permite ver el exterior. 3. Las protecciones solares de ocultación variable (BSO y AH) son aún más eficaces que la persiana para proteger del sobrecalentamiento en verano y limitar el aporte solar. 4. La protección Activ Home permite que se enfríe el edificio de noche con una seguridad absoluta (intrusiones, tormentas, ). 5. Las protecciones solares de ocultación variable (BSO y AH) brindan una iluminación natural mucho mejor y permiten el ajuste fino de la luz a lo largo del día. 6. Preservan la intimidad de las personas al tiempo que permiten la visión del exterior: ver sin ser visto. 28

32 K LINE es líder europeo en diseño y fabricación innovadora de #ventanas y #puertas de #aluminio para arquitectura y construcción sostenible. 29

33 Pertenece al Groupe Liebot, líder en Europa del sector, con más de 50 años de experiencia en la fabricación de cerramientos y fachadas de aluminio. Fabricación industrial automatizada de ventanas y puertas. 6 factorías en Europa. CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN: ventanas al día, totalmente acabadas a punto de instalar. Sólo para profesionales 30

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35 Gracias por su atención 32