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PROYECTO PVTBUILDING

Desarrollo y caracterización de tejados y fachadas fotovoltaicas ventiladas integradas en edificios

Expediente núm. CIT-120000-2007-89

E.2.3 y E.3.3. Sistemas de control y actuación

AÑO 2007

Centre

Internacional de Mètodes

Numèrics en Enginyeria

ISOFOTON SA

PICH-AGUILERA ARQUITECTOS

UNIVERSITAT DE LLEIDA CCT

Julio 2008

ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN..............................................................................................................2

2. CLASIFICACIÓN REJILLAS EXTERIORES DE ADMISIÓN Y EXTRACCIÓN DE AIRE .........................................................................................................4

2.1 CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES. ....................................................................4

2.2 RESUMEN DE VARIANTES. ............................................................................................8

2.3 OPCIONES PROPUESTAS (VENTILACIÓN NATURAL) ..................................8

3. CRITERIOS DE DIMENSIONADO Y SELECCIÓN DE REJILLAS. .....................10

3.1 DEFINICIÓN DE CRITERIOS ...............................................................................10

3.2 DEFINICIÓN DE PARÁMETROS .........................................................................11

3.3 SELECCIÓN DE REJILLAS. ..................................................................................13

4. VENTILACIÓN MECÁNICA O MIXTA. ....................................................................17

4.1. TIPOS DE VENTILACIÓN......................................................................................17

4.2. SELECCIÓN DE EQUIPOS ...................................................................................18

5. ACOPLAMIENTO CON OTROS SISTEMAS DEL EDIFICIO................................21

6. SISTEMAS DE CONTROL ............................................................................................23

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1. INTRODUCCIÓN

El objeto de este documento es realizar una primera selección de todos los elementos implicados en la conducción de aire a través de la doble fachada, analizando los estándares disponibles en el mercado y proponiendo aquellos que mejor se adaptan a las necesidades del diseño propuesto. Las dobles fachadas ventiladas estancas de volumen único sin particiones, tienen anchos de cavidad que oscilan entre 10 cm y los 2 metros. El sistema propuesto estudia el rango comprendido entre los 40 y 60 cm. Por lo que respecta al régimen de circulación de aire, es habitual que, debido a los grandes volúmenes de aire puestos en juego, estas fachadas funcionen en régimen de circulación natural. A pesar de ello se dimensionará el sistema de ventilación mecánica necesario para asegurar el flujo de circulación óptimo en cada momento. En fases posteriores y mediante simulación se determinará las condiciones en las cuales se justifica la implementación de este sistema. Entre los posibles tipos de ventilación, se estudiarán sistemas de control que permitan operar en los modos 1 (Cortina de aire exterior), 3 (Suministro de aire- apoyo al sistema de climatización/ ventilación del edificio) y 5 (Cámara o colchón de aire).

Deberemos por lo tanto contar con sistemas de admisión de aire exterior en la parte inferior de la fachada, y sistemas de salida en la parte superior que puedan o bien evacuar el aire hacia el exterior o bien hacia el interior. Estos dos últimos deberán poder conmutarse y por lo tanto deberemos contar al menos con la posibilidad de abrir y cerrar una de las dos rejillas de extracción. Y finalmente deberemos dimensionar un sistema de ventilación mecánico que permita controlar la circulación en el interior de cavidad en los momentos en los que la ventilación natural no sea suficiente o esta no se produzca. En los modos de ventilación natural tendremos además dos posibles direcciones del flujo de aire en la cavidad, ascendente y descendente, según sea el gradiente térmico del aire exterior en los puntos de admisión y extracción. El control de la dirección de circulación deberá ser objeto de análisis para impedirlo o propiciarlo según convenga. Para los anchos de cavidad propuestos es habitual habilitar accesos a la cavidad que posibiliten el mantenimiento y la limpieza de la misma, por lo que

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se plantearán pasillos en cada planta formados por pasarelas de tramex que permitan la circulación de aire por la cavidad con la menor pérdida de carga.

Entre las propiedades más destacables de este tipo de fachada está su excelente capacidad de aislamiento acústico frente a ruidos provenientes del exterior. Los únicos dispositivos para el control de iluminación interior serán de tipo pasivo, siendo la disposición de los módulos FV con distintas densidades de células los responsables de proporcionar un correcto control de este parámetro. Los principales requerimientos que debe cumplir una fachada de este tipo son:

- Estanqueidad al aire - Estanqueidad al agua - Control de condensaciones - Resistencia a las cargas de viento - Resistencia al impacto - Aislamiento acústico - Aislamiento térmico - Control de iluminación interior - Resistencia al fuego y características frente a la propagación del

mismo. - Durabilidad - Accesibilidad - Adecuada integración de sistema fotovoltaico.

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2. CLASIFICACIÓN REJILLAS EXTERIORES DE ADMISIÓN Y EXTRACCIÓN DE AIRE

Al tratarse de una doble fachada ventilada con junta cerrada o estanca, los únicos dispositivos que nos permitirán controlar y aprovechar las condiciones térmicas del aire interior serán las rejillas de admisión y de extracción, debiendo estar al menos una de ellas motorizada para poder actuar sobre el sistema. Éste deberá ser capaz de trabajar en régimen de ventilación natural, forzado o mixto.

2.1 CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES.

Las rejillas exteriores según la norma Tecnológica NTE-ICI-11 y 27 se caracterizan mediante un conjunto de 4 valores A-B-x-T. Siendo A y B las dimensiones en cm, X el caudal en dm3/s y T la pérdida de carga en Pa. Para la selección de cada una de las rejillas se deberán tener en cuenta las siguientes variables:

- Disposición: Vertical (paralela al plano de la fachada) u horizontal (perpendicular al plano de la fachada).

o Vertical. Esta disposición favorece la ventilación al aprovechar la posible velocidad del aire exterior introduciéndola en el muro. Tiene un mayor impacto estético y para conseguir integraciones apropiadas se suelen desarrollar diseños a medida. Su diseño debe tener en cuenta la necesaria protección frente a la entrada de agua (habitualmente mediante lamas a 45º). Podemos plantear esta opción tanto para las Rejillas de Admisión (Fig.1) inferiores como para las Rejillas de Extracción. En este último caso tenemos dos opciones, Una Única Rejilla (Fig.2) o Dos Rejillas Enfrentadas (Fig.3). La segunda requiere utilizar una tipología de fachada con remate por encima del forjado (50-80 cm), pero presenta un mejor comportamiento al inducir la circulación en el interior de la cámara por efecto Venturi.

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o Horizontal: al tener un menor impacto visual se pueden emplear mayores áreas de admisión, por lo que se pueden conseguir pérdidas de carga muy bajas. Para su integración en la parte inferior del edificio es necesario que el arranque de la piel exterior esté a una cota diferente que el de la piel interior. En este caso encontramos tres posibles soluciones: Elevación Mínima (Fig.4), en Entreplanta (Fig.5) o Semienterrada (Fig.6).

- Área de abertura: sección de paso efectiva del aire o sección libre de la rejilla. Es la que debe considerarse a efectos del cálculo de los caudales y velocidades de admisión o de extracción. La sección será tal que en las condiciones de Caudal máximo esperado (Q,m3/h), la Velocidad Media (Vf-m/s) en las rejillas esté comprendida entre 1.5 y 3 m/s. Respetando estos rangos estaremos por debajo de la Potencia Sonora (Lwa1- db(A)) máxima recomendable en el exterior, es decir entre 25 - 40 db(A). Se aconseja trabajar en los rangos inferiores, sobretodo en la rejilla de admisión. Están disponibles rejillas estándar que cubren todos los rangos posibles de abertura.

- Filtros y/o mallas anti-animales: dado que el aire que introducimos en la cámara no es considerado aire interior, no es necesario ubicar filtros de partículas*. Aún así es recomendable y práctica habitual, instalar filtros o mallas anti-animales, impidiendo al mismo tiempo la entrada de partículas de gran tamaño al interior de la cámara. Se recomienda el uso de mallas tanto en las rejillas de admisión como en las de extracción.

* En caso de considerarlo necesario se debe seguir la norma UNE 779. Se utilizarían filtros tipo G3

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- Tipología de las aletas para exterior: la forma y disposición de las aletas juega un papel importante en el funcionamiento de las rejillas. Tienen influencia en la pérdida de carga, en la dirección y tipo de flujo aguas arriba de la rejilla, en el comportamiento acústico, etc.

- Rejillas con o sin regulación de abertura: las rejillas pueden ser fijas o móviles, encontrándonos en este último caso con tres sub-categorías, orientables, oscilantes y motorizadas. La opción motorizada se puede resolver o bien mediante rejillas móviles o bien combinando sistemas de rejilla fija con compuertas adosados. La ventaja de este último sistema es que no existen partes móviles accesibles desde el exterior.

- Sistema de fijación: en general nos podemos encontrar con tres sistemas básicos de sujeción: rejillas superpuesta, empotrada y entre

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perfiles. Dadas las características del montaje parece recomendable optar por la solución entre perfiles.

- Tipos de materiales: para rejillas de exterior se suelen utilizar bastidores de aluminio anodizado, aluminio crudo lacado y acero galvanizado, en general cualquier material con una resistencia adecuada a los agentes atmosféricos.

- Otras características:

o Estanqueidad: existen una clasificación estándar de la estanqueidad de una rejilla que va desde el 80% al 100 % de estanqueidad. Se ensayan las rejillas según EN 13030:2001, sometiéndolas a un rociado de agua de 75 l/h con un viento frontal de 13,5 m/s durante un periodo de entre 30 y 60 minutos, midiéndose la cantidad de agua que atraviesa la rejilla. Si las rejillas superiores no fuesen motorizadas y se optase por la disposición vertical, se debería tener en cuenta el grado de estanqueidad de las mismas proponiendo el uso de rejillas con un mínimo del 90% de estanqueidad con posibilidad de adaptarles sistemas de recuperación de agua.

o Forma: atendiendo a su forma existen dos formatos básicos,

rectangulares y circulares. Siempre existe la posibilidad de diseños a medida.

o Estanqueidad acústica: es posible utilizar rejillas

especialmente diseñadas para permitir amortiguar la transmisión de sonidos.

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2.2 RESUMEN DE VARIANTES

Disposición + Configuraciones Área de abertura

Filtros y/o mallas Materiales

Vertical + Rejilla simple

f(Qmáx)--> ∆P (mm dca)

Con filtro sin malla

Aluminio anodizado

Vertical +

Rejillas enfrentadas Vf (1,5-3 m/s) Sin filtro ni malla Aluminio Lacado

Horizontal + Semienterrada Lwa1(25-40 db(A))

Sin filtro con malla

Acero galvanizado

Horizontal + Distancia Mínima Acero inox Horizontal + Entresuelo Tipologías de aletas o mallas Forma Movilidad

Sistema de fijación Estanqueidad

Malla Rectangular Fijas Superficie Clase A(99%) Aleta Planas Redonda Orientables Empotrada Clase B(95%) Aleta Curva Oscilantes Entre perfiles Clase C (80%) Aleta Escalonadas

Motorizadas. Rejilla móvil Clase D (<80%)

Motorizada. Rejilla fija Con recuperación

2.3 OPCIONES PROPUESTAS (VENTILACIÓN NATURAL)

A) Rejillas de admisión. En el caso de las rejillas de admisión se propone considerar las siguientes variantes.

Disposición + Configuraciones Área de abertura Filtros y/o mallas Materiales Horizontal + Entresuelo

f(Qmáx)--> ∆P (mm dca) Sin filtro con malla

Aluminio anodizado

Vf (1,5-3 m/s) Aluminio Lacado

Lwa1(25-40 db(A)) Acero galvanizado

Acero inox. Tipologías de aletas o mallas Forma Movilidad

Sistema de fijación Estanqueidad

Malla Rectangular Fijas Entre perfiles Clase D (<80%) Aleta Planas Orientables Empotrada

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En la figura adjunta se puede ver el esquema propuesto junto con una implantación real con rejilla de admisión horizontal de tipo malla o retícula ubicada en entreplanta.

B) Rejillas de extracción. En el caso de las rejillas de extracción proponemos el empleo de dos rejillas verticales enfrentadas, con control de apertura motorizado, que posibiliten un eventual efecto de inducción de la circulación en la cavidad provocado por el viento. Diferentes geometrías deberán ser estudiadas para validar este efecto.

Disposición + Configuraciones Área de abertura Filtros y/o mallas Materiales

Vertical + Rejillas enfrentadas

f(Qmáx)--> ∆P (mm dca)

Sin filtro con malla

Aluminio anodizado

Vf (1,5-3 m/s) Aluminio Lacado

Lwa1(25-40 db(A)) Acero galvanizado

Acero inox. Tipologías de aletas o mallas Forma Movilidad

Sistema de fijación Estanqueidad

Aleta Escalonadas Rectangular

Motorizadas. Rejilla móvil Empotrada Clase A (99%)

Motorizada. Rejilla Entre perfiles Con

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fija recuperación

3. CRITERIOS DE DIMENSIONADO Y SELECCIÓN DE REJILLAS.

3.1 DEFINICIÓN DE CRITERIOS Se deberán verificar tres condiciones para asegurar el buen funcionamiento de la fachada y de los elementos seleccionados. - A) Criterio de velocidad de paso o potencia sonora máxima. La

secciones de paso de las rejillas de entrada y salida deben ser tales que en ningún caso se obtengan velocidades de paso superiores a los 3 m/s o en su defecto potencias sonoras mayores de 45 dB(A).

- B) Criterio de temperatura. Todos los materiales deberán soportar la temperatura de estancamiento de la cámara, especialmente los materiales de sellado, sistemas eléctricos y los posibles equipos de medida.

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- C) Criterio de condensaciones. El sistema de control debe ser capaz de actuar sobre las condiciones de la cámara de tal forma que se asegure que las superficies en contacto con el aire interior de la misma no alcancen la temperatura de rocío.

3.2 DEFINICIÓN DE PARÁMETROS Para estar en condiciones de evaluar el cumplimiento de los criterios de dimensionado será necesario estimar una serie de parámetros que deberán ser respaldados posteriormente por los resultados obtenidos mediante simulaciones en TRNSYS y las mediciones sobre los prototipos. Dividimos en tres categorías los parámetros a estimar. A- Parámetros geométricos (Criterio A) La mayoría de ellos han sido acotados a priori: Ancho de la cámara (Ac): [0,4 - 0,6 m] Altura de la fachada (H): [15 - 40 m] Longitud de la fachada (L): [5 - 50 m]

Siendo la sección de la cámara (Sc) igual a kc* Ac*L Donde kc es un valor adimensional comprendido entre [0,9 y 1] que relaciona la sección geométrica de la cámara sección libre de la misma. B.- Parámetros del aire interior (Criterios A, B y C) El aire es una mezcla de gases que se encuentra compuesta por un 21% de O2 y un 78 % de N2, trazas de otros gases y una proporción variable de vapor de agua. Para caracterizar el aire húmedo se utiliza el diagrama psicrométrico.

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Para una presión atmosférica dada (función de la climatología y de la altura), debemos disponer de al menos dos valores para poder identificarlo en el diagrama. Los valores más habituales son la Temperatura seca (Ts) y la humedad relativa (Hr). Se necesitarán 5 parámetros para caracterizar el aire en el interior de la cámara:

• Temperatura y humedad relativa medias a la entrada (Tse,

Hre) • Temperatura y humedad relativa medias a la salida (Tss,

Hrs) • Velocidad media del aire en el interior de la cámara (Vc), o

Caudal medio (Qc) ligados entre sí a través de la expresión Qc= Vc * Sc.

A efectos del dimensionado preliminar estimamos la TSs Máxima [60ºC ] (con Vc = 0) y la Vc Máxima [1,5 m/s] C.- Otras Características (Criterio C) Para la validación del cumplimiento del criterio de ausencia de condensaciones en las superficies interiores de la cámara, requeriremos de las simulaciones en TRNSYS para caracterizar los momentos en los que se pueden dar las condiciones de condensación y tomar las medidas adecuadas de control. En el siguiente gráfico presentamos las transformaciones psicrométricas que caracterizan el fenómeno de condensación en el interior de la cámara.

BC

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Supongamos un aire de entrada (B) que tiene una temperatura de 25ºC y una humedad relativa de 70%. El proceso de calentamiento en su ascenso por la cámara se produce con humedad específica constante, por lo que la transformación se mueve a lo largo de una línea horizontal. Supongamos que el aire a la salida tiene una temperatura de 35 ºC, que se correspondería con una humedad relativa del 40%. Si durante el recorrido a través de la cámara el aire entra en contacto con una superficie a menos de 20 ºC (punto C), se empezaría a producir un fenómeno de condensación puntual.

3.3 SELECCIÓN DE REJILLAS.

En el esquema adjunto se presenta una sección transversal de la fachada en el que se identifican los diferentes elementos que compondrán el sistema, incluyendo las rejillas y tramex que se definirán a continuación.

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A) Rejilla de admisión horizontal Teniendo en cuenta que la velocidad media máxima en el interior de la cámara la hemos establecido en 1,5 m/s, debemos de disponer de un área de paso efectiva de rejilla de al menos 0,5 veces la sección efectiva de la cámara, es decir 0,5*Sc. De esta forma aseguramos que en las mismas no se superan nunca los 3 m/s. El modelo propuesto (rejilla RMT de Madel o equivalente) tiene sección libre de paso del 87%, por lo que necesitaríamos un área de rejilla de 0,6 *Sc. Con objeto obtener un comportamiento homogéneo a lo largo de toda la cámara, se propone utilizar una rejilla continua de 40 cm de ancho a lo largo de toda la longitud (L) de la fachada. La rejilla de 40cm es válida para todo el rango de anchos de cámara propuesto. En el caso de un ancho de cámara de 60 cm, tendríamos un área de paso efectiva del 50%, siendo del 83% en el caso de una cámara de 40 cm. La rejilla RMT se caracteriza por tener un factor de pérdida de carga singular ξ de 1,16. A través de la expresión ∆Ps = ξ*(ρ*ω2)/2 podemos obtener la caída de presión en Pa, siendo ρ la densidad del aire en kg/m3 y ω la velocidad media de paso del aire en m/s.

B) Tramex de mantenimiento entre plantas

Para permitir el mantenimiento, de la cavidad de la fachada, fundamentalmente para labores de limpieza, se deben habilitar pasarelas tipo tramex a la altura de cada uno de los forjados entreplantas. Se propone utilizar tramex electrosoldado con pletina vertical de 30*3 mm, apto para tránsito de personas (máx = 500 kg) para una luz entre apoyos de entre 1000 y 1300 mm. El ancho del tramex se ajustará al máximo permitido por la cavidad y el sistema estructural, es decir entre 40 y 60 cm.

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La rejilla presenta una sección libre de paso del 90%, y para rangos de velocidad comprendidos entre 0.5 y 1.5 m/s presenta un factor de pérdida de carga singular ξ de 0,6.

C) Rejillas de extracción verticales Dado el reducido espacio con que se cuenta en el caso de un ancho de cámara de 40 cm, se propone utilizar la opción de rejillas de lamas móviles para exteriores. Este tipo de solución puede instalarse con una profundidad de empotramiento de tan solo 84,5 mm (Rejillas Askit Refortal de lamas orientables o similares) frente a los 220 mm requeridos para la combinación de rejilla fija + compuerta.

Características técnicas H = 290 mm Longitud máxima = 1300 mm

Sección libre de paso: 88%

Apertura y cierre: actuador eléctrico de dos posiciones. (90º cerrado, 45º abierto)

ξ (factor de pérdida de carga singular)= 1,98

Incluye malla antimosquitos de 6 *6 mm en acero inoxidable.

Durante la fase de simulación y ensayo de los prototipos se deberán evaluar las ventajas de utilizar la opción de rejillas enfrentadas frente a la solución de rejilla única. En ambos casos se propone instalar rejillas de 290 mm de ancho a lo largo de toda la longitud de la fachada y lo más cercanas posible a la parte superior del antepecho.

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Para poder determinar las pérdidas de carga totales en la cavidad en un régimen de circulación natural, y una vez conocidas los factores de pérdidas de carga de todos los elementos singulares, sólo debemos estimar las pérdidas de carga lineales, j en (Pa/m), producidas a los largo de la cavidad (H). Dichas pérdidas serán función del ancho de la cámara, la geometría de sistemas estructurales de la fachada doble y la velocidad de circulación. La siguiente expresión nos permite calcular las pérdidas de carga totales en la cámara ∆PT ∆PT = ∆PL + ∆PS = j * H + Σ ξ *(ω2/2)*ρ

Siendo

∆PL pérdidas de carga lineales en Pa

∆PS pérdidas de carga singulares (rejilla de entrada, salida + n- tramex de mantenimiento) en Pa

j, pérdida de carga lineal en Pa/m H, altura de la cavidad ξ, factor de pérdida de carga singular (adimensional) ω, velocidad de paso en m/s ρ, la densidad del aire, pudiendo considerarse constante e igual a 1,2 kg/m3

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4. VENTILACIÓN MECÁNICA O MIXTA. La velocidad de circulación del aire en la cámara deberá ser aquella que optimice en cada momento los objetivos principales de la FDVFV.

• Reducción del consumo energético del edificio minimizando

las necesidades de climatización y de iluminación, • Mejora del rendimiento de la instalación FV, reduciendo la

temperatura de funcionamiento de los módulos. • Posibilitar el aprovechamiento de la entalpía y/o velocidad del

aire a la salida de la cámara o en puntos intermedios.

Por lo tanto, si las velocidades de circulación producidas por convección natural, más las inducidas por las rejillas de extracción, no son suficientes para optimizar los dos primeros objetivos a lo largo de todo el año, deberemos implementar un sistema de ventilación mecánica que apoye a los sistemas pasivos en los momentos necesarios.

4.1. TIPOS DE VENTILACIÓN

• Ventilación natural: ventilación en la que la renovación del aire se produce exclusivamente por la acción del viento o por la existencia de un gradiente de temperaturas entre el punto de entrada y el de salida.

• Ventilación mecánica: ventilación en la que la renovación del

aire se produce por el funcionamiento de aparatos electro-mecánicos dispuestos al efecto. Pudiendo ser ;

o Admisión mecánica (cámara en sobrepresión) o Extracción mecánica (cámara en depresión) o Equilibrada (presión interior igual a exterior)

• Ventilación híbrida: ventilación en la que, cuando las

condiciones de presión y temperatura ambientales son favorables, la renovación del aire se produce como en la ventilación natural y, cuando son desfavorables, como en la ventilación con extracción mecánica.

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4.2. SELECCIÓN DE EQUIPOS

Para poder dimensionar el sistema de extracción y conseguir la modularidad necesaria para una solución estandarizable, vamos a dimensionar todos los elementos de dicho sistema de tal forma que cubran los caudales requeridos para dar servicio a un tramo de 3 metros lineales de fachada Dado que hemos establecido la velocidad máxima de diseño para la rejilla de admisión en 1.5 m/s, y ésta tiene un área de paso de 0.349 m2 para todos los anchos de canal, el caudal máximo objetivo para el que debemos dimensionar el sistema mecánico de extracción es de 1880 m3/h por metro lineal de fachada. En la siguiente tabla se presentan los posibles caudales de trabajo para la selección de los grupos ventiladores de extracción.

L Fachada

(m) Q (m3/h) Q (m3/s)

1

1.850

0,51

2

3.700

1,03

3

5.550

1,54

4

7.400

2,06

5

9.250

2,57

6

11.100

3,08

Para la selección de equipos adecuados usamos como valor de el consumo máximo especifico de 0,75 kW/m3/s (SFP2). Para nuestro caso el equipo debe absorber una potencia máxima de 1,155 KW. La perdidas de presión en la cavidad de la fachada para una velocidad de admisión de 1.5 m/s no superan 30 Pa y vamos a considerar que en el sistema de colector de aspiración no tendremos un caída de presión mayor de 80 Pa, (se deberá verificar en el diseño del mismo), por lo que el equipo seleccionar debe tener 3 características principales.

Caudal nominal => 5550 m3 /h Pérdidas de carga => mayores de 120 Pa Potencia absorbida nominal <= 1,155 kW.

Un equipo adecuado para estos valores, que destaca por su bajo consumo específico, es la caja de extracción a transmisión CACT-N ECOWAT de S&P que mediante un sistema de variador de frecuencia controlado por un presostato, es capaz de mantener la presión constante en los conductos para

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toda la curva del ventilador, reduciendo hasta un 40 %el consumo eléctrico del mismo. Para los valores nominales buscados, el equipo más adecuado de esta gama es el 070-L de aspiración y descarga en línea que presenta la siguiente curva.

Es de destacar que funcionando a los caudales nominales el consumo específico de este equipo baja hasta los 0,36 kW/m3/s. (categoría SPF1) El equipo tiene unas dimensiones de 1050*815*630 mm (L*A*H) y un peso de 103 kg. El conducto de aspiración tiene un diámetro de 630 mm, llegando a trabajar con velocidades de paso de más de 10 m/s.

Una primera aproximación para diseñar un sistema colector equilibrado, sería disponer de tomas de 400*400 mm distribuidas uniformemente a lo largo de la fachada (cada 1100 mm) por debajo de la rejilla de extracción orientada hacia la cubierta.. Cada grupo ventilador estaría conectado a dos de dichas mediante un conducto de 40*40 unidos al grupo mediante una caja de paso de 630 mm

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Φ a 400 mm □. Cada una de dichas aberturas puede llevar instalada un rejilla de sobrepresión de lamas basculantes que sólo permite el paso de aire en un sentido. La velocidad máxima de paso en cada una de las rejillas es de 5 m/s para caudales de 2800 m3/h.

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5. ACOPLAMIENTO CON OTROS SISTEMAS DEL EDIFICIO

En el caso en el que estemos ventilando la fachada mediante un sistema mecánico como el propuesto en el apartado anterior, podremos utilizar el flujo de aire de salida cuando este tenga las condiciones de humedad y temperatura adecuadas para producir un ahorro de energía en el sistema de climatización del edificio. El sistema debe permitir o bien expulsar el aire al exterior o bien conducirlo hacia el sistema de clima. Este sistema de compuerta o by-pass de aire es el que proponemos sea el último elemento estándar del diseño de la fachada, de forma que la red de conductos y el sistema de acople con la opción de climatización adoptada en cada edificio, sea desarrollado como solución específica en cada caso. Las posibilidades básicas de aprovechamiento son: A.- La entrada directa del aire de salida de la fachada a la admisión del sistema de climatización, Una simple comparación de temperaturas de consigna del sistema, del aire exterior y del aire de salida de la fachada nos permitiría comandar las compuertas de by-pass para dar paso al aire de la fachada en el caso de tener una Temperatura de salida > T consigna y T de salida > T exterior. Para independizar los volúmenes de aire requeridos por el sistema de climatización en cada momento frente a los producidos por la fachada, estos últimos se conectarían al clima a través de la caja de mezcla (aire exterior + aire de la fachada) previa a la etapa de filtración.

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B.- La utilización de sistemas de intercambio, sin mezcla de flujos, que permitan recuperar la entalpía del aire de salida de la fachada. El calor recuperado podría cederse al aire de climatización o al precalentamiento de otro fluido del edificio (ej: ACS). Dados los volúmenes de aire implicados y la temperatura de salida esperada, las soluciones de intercambio aire –aire serían las más viables. Existen numerosos tipos de intercambiadores aire –aire, desarrollados para recuperar energía de los flujos de aire de retorno, entre los más habituales tenemos los intercambiadores de placas y los intercambiadores rotativos, siendo estos últimos los más empleado cuando se trata de grandes volúmenes y no es critica la posible mezcla de flujos. La eficiencia máxima esperable de ambos sistemas es del 70%. Siempre que sea posible se debe implementar la opción A, siendo la de menor extracoste y mayor eficiencia.

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6. SISTEMAS DE CONTROL

En todo sistema de control podemos identificar tres componentes principales que deben ser definidos: sensores, actuadores y reguladores. Los primeros proporcionan la información a los sistemas de regulación, enviando las órdenes oportunas a los actuadores para que modifiquen las posiciones o regímenes de funcionamiento de los elementos móviles o mecánicos del sistema. Tal como se ha definido la fachada, disponemos de tres elementos móviles o mecánicos que deben ser comandados por el sistema de control: 1.-Las rejillas de extracción, con dos posiciones, abierta (45º) o cerrada (90º) 2.- Los ventiladores de extracción de aire de la cavidad. Que permite, dos posiciones principales (ON/OFF) y la selección de caudal dentro de los rangos [Vmin-Vmáx]. 3.- Las compuertas de By-pass: que permiten dirigir el aire impulsado por los ventiladores de extracción hacia el exterior o hacia el sistema de climatización/ventilación (en cualquiera de las combinaciones planteadas). Aunque no serán definidos en esta fase, una doble fachada con ventilación mecánica debe contar con sistemas que impidan la apertura de los huecos o ventanas del muro interior cuando la cavidad se encuentre ventilada mecánicamente. Estos sistemas pueden ser activos de tipo cerradura mecánica o pasivos mediante alertas luminosas.

Los sistemas implementados nos permiten actuar sobre la fachada de tal forma que podamos hacerla funcionar en cualquiera de los tres esquemas de circulación básicos planteados en la introducción, es decir: 1 - Cortina de aire exterior, 3 - Suministro de aire- apoyo al sistema de climatización/ ventilación del edificio, 5 -Cámara o colchón de aire. En el modo nº 1 podemos trabajar o bien en régimen de circulación natural o bien mediante régimen de circulación forzada de caudal variable, y a su vez en circulación natural podemos tener un flujo de aire ascendente o descendente.

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La siguiente tabla resumen los modos básicos de operación del sistema.

Módo básico Tipo de ventilación Flujo CódigoRejillas de

salida Ventilador Rejilla By-pass Velocidad

Ascendente 1.1.1 Abierta OFF Ext-Cerrado/ Clim-Cerrado [(+) 0-0,4 m/s]

Descendente 1.1.2 Abierta OFF Ext-Cerrado/ Clim-Cerrado [(-) 0-0,4 m/s]

Circulación forzada Ascedente 1.2.1 Cerrada ON Ext-Abierto/ Clim-Cerrado [(+) 0-1,5 m/s]

Apoyo al sistema de clima Circulación forzada Ascedente 3.2.1 Cerrada ON Ext-Cerrado/

Clim-Abierto [(+) 0-1,5 m/s]

Cámara de aire Sin circulación 5 Cerrada OFF Ext-Cerrado/ Clim-Cerrado 0 m/s

Circulación natural

Cortina de aire exterior

Estado del sistemaModos de operación