Este documento trata sobre el uso de empresas de servicios energéticos (ESE) para mejorar la eficiencia energética de fachadas de oficinas. Explica que las ESE asumen el riesgo económico de mejorar la eficiencia a través de contratos basados en resultados, no en medios. También discute cómo la climatización y la iluminación representan la mayor parte del consumo eléctrico en oficinas, y que la fachada juega un papel importante en estos consumos. Finalmente, cubre temas como el confort

1. OFICINAS. FACHADAS. VIDRIOS
CONFORT, ENERGÍA, ESTÉTICA
Construmat 2011 Antoni Quintana. Director Facilities Management Emte Service
OFICINAS. FACHADAS. VIDRIOS
ECONOMÍA, SEGURIDAD…
Construmat 2011 Antoni Quintana. Director Facilities Management Emte Service
1

2. 2

3. 1 FACHADAS  ENERGÍA  ESE’s
2 CONSUMO Y CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA
3 CONFORT TÉRMICO Y CÓDIGO TÉCNICO
4 RADIACIÓN SOLAR
5 EL VIDRIO EN FACHADAS DE OFICINAS
6 APROXIMACIÓN A CASOS PRÁCTICOS
7 CONCLUSIONES
1 EMPRESAS DE SERVICIOS ENERGÉTICOS (ESE’s)
3

4. 1 EMPRESAS DE SERVICIOS ENERGÉTICOS (ESE’s)
Directiva Europea 2006-32 CE:
“Empresa de Servicios Energéticos (ESE), es una persona física o
jurídica que proporciona servicios energéticos o de mejora de la
eficiencia energética en las instalaciones o locales de un usuario y
afronta cierto grado de riesgo económico al hacerlo. El pago de los
servicios prestados se basará […] en la obtención de mejoras de la
eficiencia energética y en el cumplimiento de los demás requisitos de
rendimiento convenidos.”
A diferencia del “Contrato de Medios”, de las empresas tradicionales de
mantenimiento, la relación entre la ESE y el cliente se formaliza
mediante un “Contrato de Resultados”, denominado “Contrato de
Servicios Energéticos”.
1 Hacia el contrato de empresas ESE’s
R.D. 314/2006 de R.D. 1027/2007 de Ley 30/2007 de R.D. 1826/2009 de
17 marzo 2006 20 julio 2007 30 octubre 2007 27 noviembre 2009
Código Técnico de la Reglamento Instalac. Ley de Contratos del Modificaciones al
Edificación Térmicas en Edificios Sector Público RITE 2007
Contrato de Contrato de Contrato de
Colaboración Mantenimiento Eficiencia
Público Privado Integral con Energética con
CCPP Gestión Energética Inversión inicial
4

5. 1 Por qué una ESE  Fachadas?
En el año 2009, se lanza un concurso, desde la administración central:
Complejo de Cuzco, 240.000 m2, en Madrid.
Actuación en profundidad, renovando:
• Sistemas de producción y distribución de clima
• Instalación de iluminación
• Tratamiento de fachadas
Se enmarca en la Ley 30/2007 de Contratos del Sector Público
Se promueve un Contrato de Colaboración Público Privada (CCPP)
Se conduce mediante la fórmula del Diálogo Competitivo.
1 FACHADAS  ENERGÍA  ESE’s
2 CONSUMO Y CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA
3 CONFORT TÉRMICO Y CÓDIGO TÉCNICO
4 RADIACIÓN SOLAR
5 EL VIDRIO EN FACHADAS DE OFICINAS
6 APROXIMACIÓN A CASOS PRÁCTICOS
7 CONCLUSIONES
5

6. 2 Consumo eléctrico en edificio de oficinas
kWh/m2 y
Servicio / Utilidad año
Iluminación interior y exterior del edificio 45
Climatización y ventilación 81
Transporte de personas 10
Ofimática. CPD, Ordenadores 23
Fontanería, riego y A.C.S. 9
Otros consumos (PCI, Máquinas vending, etc.) 7
Total 175
2 Protagonistas del consumo
Climatización  81 kWh/m2 año
Iluminación  45 kWh/m2 año
TOTAL  126 kWh/m2 año
126 = 72 % del
consumo eléctrico (equivalente) total
En Climatización, y en menor medida en
Iluminación, los consumos dependen, en-
tre otros factores, de la fachada del edificio.
6

7. 2 Certificaciones energéticas de edificios
Certificación obligatoria de edificios de nueva construcción:
R.D. 47/2007  > año 2008. Herramientas: Lider, Calener,
Certificación de edificios existentes: Existe un Proyecto de R.D.
de noviembre 2008. Sigue estando
Certificaciones voluntarias:
• LEED (> 2000; LEED V3 > abril 2010): Nueva Construcción y Mantenimiento
• GBCe (> abril 2010)
• BREEAM (Instituto Tecnológico de Galicia) (> junio 2010)
• Spain Greenbuilding Council (Universitat Rovira Virgili, Tarragona)
• BEQ – Ashrae (> 2009)
• Living Building Challenge (> 2009)
2 Certificaciones energéticas de edificios
7

8. 1 FACHADAS  ENERGÍA  ESE’s
2 CONSUMO Y CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA
3 CONFORT TÉRMICO Y CÓDIGO TÉCNICO
4 RADIACIÓN SOLAR
5 EL VIDRIO EN FACHADAS DE OFICINAS
6 APROXIMACIÓN A CASOS PRÁCTICOS
7 CONCLUSIONES
3 Diagrama Psicométrico. Confort térmico
Verano
Invierno
Índices vestimenta clo: 0,5 (Verano) y 1,0 (Invierno) para 1,2 met
8

9. 3 Bienestar térmico s/. RITE 2007
Temperatura operativa ≈ media aritmética entre la temperatura seca del
aire TS y la temperatura radiante media TR de los cerramientos del local.
3 Diagrama Psicométrico. Confort térmico
1=
RITE
2 2007
1
2=
1 Modif.
2 RITE
2009
+
RD
486/1997
La vestimenta, de “1” a “2”, obviamente no es la misma
9

10. 3 Condiciones en actividad de oficinas
Precepto legal A B
Reglamento Instalaciones RD 1027/2007 + > 26ºC < 21ºC
Térmicas en Edificios RD 1826/2009 30-70% HR
Seguridad y Salud en < 27ºC > 17ºC
RD 486/1997
Centro de Trabajo 30-70% HR
A ≡ La temperatura del aire en los recintos refrigerados no será inferior a 26 ºC,
cuando para ello se requiera consumo de energía convencional para la
generación de frío por parte del sistema de refrigeración (≈ Verano)
B ≡ La temperatura del aire en los recintos calefactados no será superior a 21
ºC, cuando para ello se requiera consumo de energía convencional para la
generación de calor por parte del sistema de calefacción (≈ Invierno)
Atención: Del RD 1027 al 1826, la tª deja de ser operativa !!!
3 Bienestar térmico. Categoría B
1,2
0,3 1,1
s/. Norma UNE EN-ISO 7730. Método de Fanger
10

11. 3 Vestimenta para cumplir el RD 1826/2009
Actividad sedentaria de oficina: 1,2 met
Norma UNE EN-ISO 7730
Tabla E.1. Aislamiento térmico para combinaciones típicas de
ropa
Icl Combinación típica de ropa
Slip, camiseta, pantalón corto, calcetines finos,
0,30
sandalias
Ropa interior, camiseta interior de manga corta, camisa,
1,10
pantalón, chaqueta, calcetines, zapatos
3 Temperatura radiante acristalamiento
Control Solar
11

12. 3 Temperatura radiante acristalamiento
A
B
En Barcelona, la tª operativa variaría solo en 1ºC de A a B
1 FACHADAS  ENERGÍA  ESE’s
2 CONSUMO Y CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA
3 CONFORT TÉRMICO Y CÓDIGO TÉCNICO
4 RADIACIÓN SOLAR
5 EL VIDRIO EN FACHADAS DE OFICINAS
6 APROXIMACIÓN A CASOS PRÁCTICOS
7 CONCLUSIONES
12

13. 4 La Energía Térmica
La energía del Sol nos afecta:
• Directamente por la radiación que penetra en los edificios y se absorbe
• Indirectamente por el aire exterior, calentado a su vez por la radiación solar
Nos protegemos de la radiación solar, mediante:
• Cuerpos opacos: Cerramientos de construcción, láminas, capas
• Toldos, Sombrillas, Aleros, Retranqueos, Lamas, Persianas, Cortinas
4 La tª, función de la Radiación Solar
Valores diarios para cada mes (media 1995-2003). Fuente JRC
25 ago
jul
Madrid
Barcelona
jun
sep
20
Temperatura media (ºC)
oct may
15
abr
mar
nov
10
dic feb
ene
5
1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000 5.500 6.000 6.500 7.000 7.500
Irradiación solar (Wh/m2)
13

14. 4 CTE. Radiación Solar anual en España
Radiación solar
global media
diaria anual sobre
plano horizontal
Valor en Barcelona:
4,1 kWh/m2 año
4 CTE. Zonas Severidad Climática Verano
Zonas
1
SCV ≤ 0,6
2
0,6 < SCV ≤ 0,9
3
0,9 < SCV ≤ 1,25
4
1,25 < SCV
Nota: Válido exclusivamente para las capitales de provincia
14

15. 4 CTE. Zonas Severidad Climática Invierno
Zonas
A
SCI ≤ 0,3
B
0,3 < SCI ≤ 0,6
C
0,6 < SCI ≤ 0,95
D
0,95 < SCI ≤ 1,3
E
1,3 < SCV
Nota: Válido exclusivamente para las capitales de provincia
4 Espectro de la radiación solar
15

16. 4 Espectro de la radiación solar
4 Espectro de la radiación solar
16

17. 4 La energía solar a través del cristal
g=
1 FACHADAS  ENERGÍA  ESE’s
2 CONSUMO Y CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA
3 CONFORT TÉRMICO Y CÓDIGO TÉCNICO
4 RADIACIÓN SOLAR
5 EL VIDRIO EN FACHADAS DE OFICINAS
6 APROXIMACIÓN A CASOS PRÁCTICOS
7 CONCLUSIONES
17

18. 5 El vidrio en construcción (1)
Parámetros energéticos habituales (en un doble acristalamiento):
Energía luminosa:
• Trasmisión luminosa
Trasmisió Tl %
• Reflexión luminosa exterior Rext %
• Reflexión luminosa interior Rint %
• Índice de rendimiento cromático Ra8 %
Energía térmica:
• Trasmisión energética directa T %
• Reflexión energética exterior Re %
• Absorción del vidrio exterior A1 %
• Absorción del vidrio interior A2 %
• Factor solar (EN410) g %
• Transmitancia: aire/gas (EN 673) U W/m2K
W/m
5 El vidrio en construcción (2)
Otros parámetros:
• Emisividad ξ
• Dimensiones máximas de fabricación mm x mm
• Resistencia a la compresión Mpa
• Planimetría
• Resistencia a la flexión MPa
• Densidad kg/m3
• Índice global de reducción acústica Rw dB
• Coeficiente de dilatación lineal
• Resistencia al impacto / Seguridad
• Resistencia al fuego
18

19. 1 FACHADAS  ENERGÍA  ESE’s
2 CONSUMO Y CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA
3 CONFORT TÉRMICO Y CÓDIGO TÉCNICO
4 RADIACIÓN SOLAR
5 EL VIDRIO EN FACHADAS DE OFICINAS
6 APROXIMACIÓN A CASOS PRÁCTICOS
7 CONCLUSIONES
6 Edificio en Barcelona. L’Illa
19

20. 6 Edificios coherentes con su entorno
6 L’Illa. Fachada tipo
3,9
4,2
1,9
2,4
20

21. 6 Simplificación geométrica. Planta y 3D
Planta rectangular de 337,5 x 37,5 m
N
100 m
6 Edificio referencia. Datos identificativos
• Superficie sobre rasante: 37,5 x 337,5 x 6 = 75.937 m2
• Planta: 37,5 x 337,5 m. Perímetro: 750 m
• Nº de plantas (media ponderada): 6
• Altura entre plantas (top to top): 4,2 m
• Distancia horizontal entre ejes de ventanas: 3,9 m
• Dimensión ventana: 1,9 x 2,4 m
• Retranqueo plano del vidrio: 30 cm
• Fachada: Transventilada, con cámara de aire (U < 0,4 W/m2K)
• Orientación de fachadas (aprox): N: 45% S: 45% E: 5% O: 5%
• Superficie total fachada: 6 x 750 x 4,2 = 18.900 m2
• Acristalamiento: Laminado 4+4/ Cámara 12/ Monolítico 8 mm
• Superficie acristalada: 28%
• Hipótesis: COP = EER = 2,5
• Hipótesis: GDR2020 Barcelona = 325
21

22. 6 Barcelona. Caso práctico. Observaciones
El cálculo se ha llevado a cabo sobre un volumen equivalente al edificio de
l’Illa, pero las simplificaciones practicadas invalidan las conclusiones para el
propio edificio. Se ha tomado la fachada Norte como tipo. En el caso real, la
fachada Sur es distinta de la Norte
Se ha trabajado con valores de acristalamientos de 6/X/6 por facilidad de
obtención de información. Estos espesores podrían no ser suficientes
mecánicamente para las dimensiones de los vidrios del edificio estudiado
No se han considerado los apantallamientos de otros edificios
Los valores que corresponderían para un acristalamiento de (8/X/8) de:
• Transmisión luminosa Tl
• Factor Solar del vidrio,
se reducirían entre un 5 y un 6%, sin que por ello las conclusiones que
anotaremos queden desvirtuadas por estas diferencias
Hipótesis: En la época fría, las cargas internas (iluminación, personas,
equipos, etc.), cubren las necesidades de calefacción, excepto arranque
6 CTE. Transmitancia y Factor Solar límites
22

23. 6 CTE. Máximo % de huecos en fachada
Máximo % de huecos en fachada para cada tipo de acristalamiento
iento
U (W ·ºK)
Orientación
Zonas climáticas
fachada
Tipo de
acrsitalam
2
/m
A B C DyE
SM 5,7 10 0 0 0
N DN 2,8 100 50 30 20
DE 1,4 100 100 100 100
SM 5,7 20 10 0 0
E/O DN 2,8 100 100 50 30
DE 1,4 100 100 100 100
SM 5,7 100 30 0 0
S DN 2,8 100 100 100 70
DE 1,4 100 100 100 100
6 Transmitancia límite de huecos s/. CTE
Transmitancia térmica máxima en Barcelona (Zona C s/. CTE DB HE-1)
4,5
Fachada Norte
4,0 4,0 Fachada Sur
Fachadas E y O
3,5
3,2
U (W/m2·ºK)
3,0
2,8
2,5
2,0
1,5
28
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
% Huecos en fachada
Valor U medio ponderado límite para l’Illa: 3,4 W/m2K
23

24. 6 Factor solar límite huecos s/. CTE
Factor solar modificado límite FHlim en Barcelona (Zona C2 s/CTE) DB HE-1
100
90
Fachada Sur
80
Factor solar modificado F (%)
Fachadas E y O
70
74
60
55
50
40
30
20
10
28
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
% Huecos en fachada
Valor FHlim medio para l’Illa: 68%    gmàx del vidrio = 89%
6 CTE. Reducción demanda por retranqueo
0,67
0,82
Valores edificio l’Illa: R/W = 0,16 R/H = 0,12
24

25. 6 Barcelona. Caso práctico. Resultados
Energía eléctrica consumida junio-septiembre para
Cumple el CTE ?
Espe-
Tl compensar la ganancia térmica a través de las
sores
U (W/m2K)
fachadas, por:
Factor
Composición del acristalamiento Solar
(g) Transmisión Radiación TOTAL kWh/m2
mm % verano
(1)
MWh % MWh % MWh
1. 100% Acristalamiento con vidrio
6 5,7 82% 89% NO 336 9% 4.712 91% 5.048 66,5
simple (virtual)
2. Geometría actual. Cumpliendo
--- 3,4 89% --- SI 73 9% 1.039 91% 1.112 14,6
C.T.E. (no existe)
3. Geometría actual: Vidrio doble,
4+4/12/8 2,8 68% 77% SI 63 10% 794 90% 857 11,3
en el 28% de la superficie
4. Geometría actual, vidrio Low E
6/12/6 1,4 40% 60% SI 40 11% 467 89% 507 6,7
(Aire)
5. Geometría actual, vidrio Low E
6/15/6 1,0 28% 60% SI 33 13% 327 87% 360 4,7
óptimo (Argón) Selectivo
6. Geometría actual, vidrio Low E
6/15/6 1,1 10% 7% SI 35 31% 117 69% 152 2,0
óptimo (Argón)
7. 100% Acristalamiento con vidrio
6/15/6 1,1 10% 7% SI 65 14% 575 86% 640 8,4
Low E óptimo (Argón)
8. Fachadas ciegas, sin huecos al
--- 0,4 0% 0% SI 24 100% 0 0% 24 0,3
exterior
(1) Superficie horizontal construida cubierta del edificio
1 FACHADAS  ENERGÍA  ESE’s
2 CONSUMO Y CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA
3 CONFORT TÉRMICO Y CÓDIGO TÉCNICO
4 RADIACIÓN SOLAR
5 EL VIDRIO EN FACHADAS DE OFICINAS
6 APROXIMACIÓN A CASOS PRÁCTICOS
7 CONCLUSIONES
25

26. 7 Caso de referencia. Conclusiones
Dentro del margen de cumplimiento del CTE, en el periodo junio/septiembre:
• Mejorando la U de 3,4 a 1,0  el consumo eléctrico por ganancia de calor
por transmisión pasa de 73 a 33 MWh  Ahorro 40 MWh (0,5 kWh/m2)
0,5 kWh/m
• Mejorando la g de 89 a 10  el consumo eléctrico por ganancia de calor
por radiación pasa de 1.039 a 117 MWh  Ahorro 922 MWh (12,1 12,1
kWh/m2)
kWh/m
En las composiciones 6 y 7:
• Absorción energética del vidrio muy alta  temperatura superficial cara 4
alta  tª operativa (efectiva a efectos de confort), alta
• Transmisión luminosa muy baja  no aprovechamiento luz natural,
ergonomía del espacio afectada (poca visión hacia el exterior)
• Mayor especularidad desde el exterior  Estético, seguridad vial
• Necesidad templar el vidrio  Especularidad deformada
• Mayor riesgo de choque térmico por sombras  Menos compatible con
aleros y retranqueos
• Menor permeabilidad de visión desde el exterior  Estética
La tª exterior incide en el consumo por el aire de renovación
7 Cinco productos 8/12/5+5  1 Solución
El pay-back del ∆ de Inversión es < 8 años
26

27. 7 Barcelona. Sensibilidad a la tª exterior
Periodo junio - septiembre. Sensibilidad a la tª media diaria
12.500
12.000 1ºC  25Wh/m2 ·día  3 kWh/m2 (jun-sep)
11.500
Consumo diario (kWh)
11.000
10.500
10.000
9.500
9.000 R² = 0,49
8.500
16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
tª media diaria
El gráfico evidencia que la temperatura base para los GDR es de 21ºC
7 Fachadas ensanche Barcelona
Fachada orientada al SO
Fachada orientada al SE
27

28. 7 Evolución del vidrio con cámara
Recta de relación Fachada Norte
Tl/g máxima
yO
r, E
Su
as
ad
ch
Fa
7 Frases escritas, frases dichas
• Los arquitectos y propietarios de edificios suelen elegir vidrios de capa,
que, con una transmisión de la luz natural muy elevada, garanticen al
mismo tiempo el ahorro de energía y la protección solar
• Construimos para las personas, no para los números
• La moda condiciona la investigación y el desarrollo de los productos por
parte de las empresas fabricantes
• El frío no pasa. Quien pasa es el calor
• La pantalla del ordenador debe colocarse perpendicularmente al plano
de fachada
• Sin estores, ningún vidrio es capaz de evitar la molestia del sol directo.
Luego…
• Copiamos modelos de países con necesidades opuestas a las nuestras
28

29. Moltes gràcies
BARCELONA MADRID TARRAGONA
C/ del Vallès 2 C/ Ulises 108, 2ªplanta Avda. Europa, nave 5Pol. Ind.
08940 Cornellà de Llobregat 28043 Madrid Constantí
Tel. +34 93 480 91 50 Tel. +34 91 789 55 89 43120 Constantí
Fax +34 93 473 49 12 Fax +34 91 789 55 90 Tel. +34 97 752 45 42
ANDALUCÍA PAÍS VASCO
Pol. Ind. Calonge Pol. Ind. Larrondo
C/ Calcio, 5 Goiko Kalea, 3 Pabellón B 01
41007 Sevilla 48180 Loiu (Bizkaia)
Tel. +34 95 436 01 18 Tel. +34 94 453 69 53
GIRONA BALEARES
C/Sant Hipòlit, 11 C/ Gremi de Boneters, 19 B
17003 Girona 07009 Palma
Tel. +34 972 41 22 40 Tel. +34 971 459 438
LEVANTE
Pol. Ind. Vara de Quart
C/ Dels Velluters, 4
46014 Valencia
Tel. +34 96 399 03 29
e-mail: antoniquintana@gmail.com www.emteservice.com
29