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INFRAESTRUCTURA
DE I+D+i PARA LA
EFICIENCIA
ENERGÉTICA EN
EDIFICACIÓN
MASTER OFICIAL INDUSTRIALIZACION Y
PREFABRICACION ARQUITECTONICA
Universidad CEU Cardenal Herrera
Escuela Superior de Enseñanzas Técnicas.
Arquitectura. Área: Proyectos Arquitectónicos
Dr. Ing. José A. Chica
Valencia, 30 de
Noviembre de 2010
Índice
• Introducción.
Contenidos de la jornada
• Planteamiento General.
• Programa de necesidades.
• Conceptualización y formalización.
15:00 - 16:30: “La razón de ser de KUBIK.
Planteamientos iniciales y programa de
necesidades”.
• Fases de la construcción.
• Equipamiento y capacidades.
• Industrialización y concepto “Open
Building”
• 16th “Open and Sustainable Building”.
16:30 - 18:00: “Proceso constructivo de
KUBIK. El resultado de nuestras apuestas
y capacidades presentes”.
18:00 - 19:00: “Industrialización del
concepto de edificación abierta”.
• Bibliografía recomendada.
19:00 - 19:30: Debate y Conclusiones
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Introducción
Introducción.
www.tecnalia.com
4
Introducción.
www.energiaenedificacion.com
“El sector de la vivienda y de los servicios, compuesto en su mayoría por edificios,
absorbe más del 40% del consumo final de energía en la Comunidad y se encuentra
en fase de expansión, tendencia que previsiblemente hará aumentar el consumo de
energía y, por lo tanto, las emisiones de dióxido de carbono.”
Directiva de Eficiencia Energética
La adopción e implementación de la Directiva se realiza a través del Código Técnico
de la Edificación y, más concretamente, a través de su Documento Básico de Ahorro
Energético, DB-HE, donde se fijan los requisitos mínimos a cumplir.
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Introducción.
Directive 2008/98/EC of the European Parliament
and of the Council of 19 November 2008
Directive 2008/98/EC4 on waste stresses the need to improve the material recovery
efficiency and settles “by 2020, the preparing for re-use, recycling and other material
recovery, …shall be increased to a minimum of 70 % by weight”.
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Introducción.
SBI, Stahl Bygggnads Institutet, on Sustainability of
the Open House System, SBI 228.
For highly pre-fabricated
systems such as modular
construction is possible to
achieve the following benefits:
40% reduction in construction
time.
30% reduction in materials use.
70% reduction in transport
movements.
90% reduction in site waste.
90% increase in recycling of
C&DW (mainly in the factory).
500% improvement in safety.
60% fewer site workers.
Wembley Futureform project. Fotografía cortesía de Mark Lawson,
The Steel Construction Institute (R.U.)
7
Planteamiento
general
Planteamiento general
EdEn
Energía en Edificación
EdEn-PROD
EdEn-CERT
Desarrollo de producto
Certificación Energética
EdEn-KUBIK
Edificio Laboratorio
EdEn-EB +
Edificio de Balance
+
Planteamiento general
Desarrollo de productos
en el ámbito de la
energía en edificación
para su posterior
lanzamiento al mercado
vía industriales o
creación de NEBT
Desarrollo de productos
conjuntamente con
industriales, a riesgo y
beneficios compartidos
Planteamiento general
Desarrollo del edificio
de balance energético
positivo (10 10 100 10)
Oferta a mercado de
apoyo en el diseño
energético de edificios y
sistemas comunitarios
Planteamiento general
Certificación y Auditoría
Energética de Edificios
Desarrollo técnico de la
certificación energética
de edificio existente en
España
Apoyo a las CC. AA. en
el desarrollo de
normativo
Programa de
necesidades
Programa de necesidades
¿Qué hace KUBIK?
Funcionalidades de KUBIK
De elementos
pasivos
demuestra
La puesta en obra y
ejecució
ejecución
analiza
El comportamiento
térmicormico-energé
energético
valida
El confort, seguridad
y calidad de aire
Optimiza/mejora
El mantenimiento
De soluciones
constructivas
De componentes
industrializados
De instalaciones
De diseñ
diseño de
edificios
En
condiciones
reales de uso
Programa de necesidades
¿Qué hace KUBIK?
Posicionamiento de KUBIK
Coste
Lanzamiento
comercial
Idea
Diseño y
modelización
de Producto
Certificación
Validación en
condiciones
Ensayos de reales de uso
desarrollo
de producto
Grado de desarrollo
Análisis de viabilidad técnico-económica del proyecto
Programa de necesidades
¿Cómo es KUBIK?
Edificio laboratorio de
estructura metálica
completamente modular,
flexible y desmontable.
Totalmente
monitorizado para
analizar en
condiciones reales
de uso cada uno de
los elementos, desde
el punto de vista del
confort y
comportamiento
térmico/energético.
Edificio de planta
cuadrada de 100m2 de
superficie en 4 niveles:
sótano + baja + 2.
Edificio diseñado bajo la
premisa de flexibilidad
para permitir ensayos
simultáneos en
condiciones realistas.
Orientaciones de
fachadas a los
cuatro puntos
cardinales y sin
obstáculos
próximos (fachadas
completamente
libres).
Conceptualización y
formalización.
Conceptualización y formalización
www.energiaenedificacion.com
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Conceptualización y formalización
es una infraestructura singular y única a nivel mundial
para la I+D+i relacionada con la mejora de la eficiencia
energética en edificación orientada al desarrollo de nuevos
conceptos, productos y servicios.
Conceptualización y formalización
La singularidad principal de
consiste en su
capacidad de generar escenarios realistas sobre los que investigar
la eficiencia energética resultante de la interacción de las
soluciones constructivas, la gestión inteligente de los
sistemas de climatización e iluminación y el suministro
procedente de energías renovables.
Fases de la
construcción.
http://www.flickr.com/photos/28618409@N07/sets/72157621871755662/show/
http://edificacionindustrializada.com/
www.energiaenedificacion.com
Fases de la construcción.
Entidades colaboradoras
Equipamiento y
capacidades.
www.energiaenedificacion.com
Equipamiento y capacidades.
¿Cómo es KUBIK?
Edificio laboratorio de
estructura metálica
completamente modular,
flexible y desmontable.
Totalmente
monitorizado para
analizar en
condiciones reales
de uso cada uno de
los elementos, desde
el punto de vista del
confort y
comportamiento
térmico/energético.
Edificio de planta
cuadrada de 100m2 de
superficie en 4 niveles:
sótano + baja + 2.
Edificio diseñado bajo la
premisa de flexibilidad
para permitir ensayos
simultáneos en
condiciones realistas.
Orientaciones de
fachadas a los
cuatro puntos
cardinales y sin
obstáculos
próximos (fachadas
completamente
libres).
Equipamiento y capacidades.
¿Cómo es KUBIK?
Zonas de medida
Hasta seis zonas de
medida por planta
con medición de
aportes energéticos
en cada zona
(caudales y
temperaturas) para
evaluación de
consumos energéticos
Equipamiento y capacidades.
Monitorización y control
Equipamiento y capacidades.
¿Cómo es KUBIK?
Sistema de monitorización
El Sistema de monitorización está encargado del almacenamiento y
gestión de los datos: sistema IMEDAS (IBP)
Sistema de monitorización
Medidas meteorológicas
exteriores
Medidas ensayos
T aire
Humedad relativa
Presió
Presión atmosfé
atmosférica
Viento; direcció
dirección, velocidad
Precipitació
Precipitación
Radiació
Radiación: solar directa, difusa
T aire
T superficial
T radiante
Humedad relativa
Flujo de calor
Radiació
Radiación solar
Iluminancia
Velocidad del aire
Automatización del edificio
Control sistemas (HVAC)
Control sombreamiento
Control deslumbramiento
Control iluminació
iluminación
Control ventanas open/close
open/close
Control puertas open/close
open/close
T aire
Humedad relativa
Velocidad del aire
T flujo aire/agua
Caudal flujo aire/agua
Consumo energí
energía ele
auxiliares (ventiladores,
bombas)
Equipamiento y capacidades.
Monitorización y control
El Sistema de Monitorización estará integrado en un
Gestor Inteligente de la Energía que optimiza el
consumo de energía en el edificio
Gestor Inteligente de la Energía
Actuadores
Sistema de
monitorización
Equipamiento y capacidades.
¿Cómo es KUBIK?
Sistema de distribución todo agua
Sistema principal de aporte de energía térmica para
mantenimiento condiciones interiores zonas de ensayo
Sistema de distribución todo aire
Climatizador encargado de llevar a cabo la ventilación de todo el edificio
Dimensionado para permitir que una planta completa pueda funcionar
reproduciendo las condiciones de operación de un edificio atendido por un
sistema todo aire
Equipamiento y capacidades.
Instalaciones
Diseño sistema de climatización (HVAC)
3 zonas climáticas independientes por planta
Equipamiento y capacidades.
¿Cómo es KUBIK?
Generación de Calor
Caldera de condensación (PN 40 kW)
Microcogenerador (12,5 kW térmicos / 5,5 kW
eléctricos) acoplado a un acumulador (750 l)
para optimizar horas de funcionamiento
Instalación de apoyo solar para calefacción
Generación de Frío
2 enfriadoras condensadas por aire
ubicadas en el sótano (PN 25 kW)
Equipamiento y capacidades.
¿Cómo es KUBIK?
Geotermia (agua y aire)
Equipamiento y capacidades.
Ejemplos de aplicación
Prototipo fachada prefabricada de hormigón armado
puesta en obra
y ejecución
demuestra
estanqueidad
KUBIK
fachada de
hormigón
analiza
Optimiza/mejora
comportamiento
térmico-energético
comportamiento
acústico
En
condiciones
reales de uso
Equipamiento y capacidades.
Ejemplos de aplicación
Gestor energético de Edificios
demuestra
analiza
valida
Optimiza/mejora
La puesta en obra
y ejecució
ejecución
El comportamiento
térmicormico-energé
energético
Del gestor
energé
energético
de Edificios
En
condiciones
reales de uso
Equipamiento y capacidades.
Renovables y gestión inteligente
Ejemplos de aplicación
Gestión de la multigeneración
Fuentes de generación de energía
Generadores renovables
• Energía solar fotovoltaica
• Generación eólica
Sistema de CHP (cogeneración), partiendo de una microturbina o
motor stirling con intercambiador. Pila de combustible.
Equipamiento y capacidades.
Ejemplos de aplicación
Validación del diseño de
edificios de bajo consumo energético
Validación en el diseño de la ventilación
de edificios
¾ Viviendas
¾ Oficinas
¾ Edificios educacionales
¾ Bibliotecas
Industrialización y
concepto “Open
Building”
Industrialización y concepto “Open
Building”.
Industrialización
Prof. Dr. Alfonso del Águila (ETSA-UPM)
INDUSTRIALIZACIÓN= RACIONALIZACIÓN + PREFABRICACIÓN +
AUTOMATIZACIÓN
http://edificacionindustrializada.com/
Industrialización y concepto “Open
Building”.
Concepto “Open Building”
Habraken (“Supports an Alternative to Mass Housing”, 1962/1972/1999):
www.habraken.com
• Distinct Levels of intervention in the built environment, such as those represented by
'support' and 'infill', or by urban design and architecture.
• Users / inhabitants may make design decisions as well.
• Designing is a process with multiple participants also including the different kinds of
professionals.
• The interface between technical systems allows the replacement of one system with
another per-forming the same function.
• The built environment is in constant transformation and change.
• The built environment is the product of an ongoing, never ending, design process in
which environment transforms part by part.
Industrialización y concepto “Open
Building”.
Proyecto “Manubuild: Open Building
Manufacturing”
www.manubuild.org
Industrialización y concepto “Open
Building”.
Proyecto “I3CON: Industrialised, Integrated
Intelligent Construction”
http://www.i3con.org/2ndconference/upload/10.zip
www.seis6.com
www.i3con.org
16th International
Conference about
Open Building
Implementation on
“Open and
Sustainable
Building”: Bilbao,
Spain, May 17-19,
2010
O&SB2010 - 16th International Conference about Open
Building Implementation on “Open and Sustainable
Building”: Bilbao, Spain, May 17-19, 2010
http://edificacionindustrializada.com/
Bibliografía
recomendada.
Bibliografía recomendada
Bibliografía recomendada
• Bretones M. A., Chica José A., Rey Francisco. “Nuevos sistemas basados en acero para construcción residencial”. Septiembre 2006. DYNA Ingeniería e
Industria Vol.81-6 p.12-16
• Chica José A., Apráiz Inés, Elguezabal Peru, Rips Marc, Sánchez Víctor, Tellado Borja. “KUBIKBY TECNALIA: Open Building approach for the construction of
an unique experimental facility aimed to improve energy efficiency in buildings”. Proceedings of the 16th International Conference about Building Implementation
on “Open and Sustainable Building”: Bilbao, Spain, May 17-19, 2010. Organized by CIB W104 Open building implementation, and TECNALIA. p. 40-51. ISBN
978-84-88734-06-8.
• Chica José A., Elguezabal Peru, Meno Sandra, Tucho Ricardo, Obeso Faustino. “I+D+i para la industrialización de la edificación mediante nuevas soluciones
constructivas basadas en acero”. II Jornadas de Investigación en Construcción. Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (CSIC). Madrid 22 al 24
de Mayo de 2008.
• Chica, José A. "STEEL: tecnologías de la información para facilitar la adaptación a los Eurocódigos estructurales de acero". Octubre 2005. DYNA Ingeniería e
Industria Vol.80-7 p.14-16
• Habraken N. J. “Supports: an Alternative to Mass Housing,Urban”. International Press, UK, Edited by Jonathan Teicher, 1999. Edited reprint of the 1972 English
edition.
• Kendall S. “Education for an Open Architecture” 2008. Proceedings of the Joint conference of CIB W104 and W110, October 20-22, 2008. College of
Architecture and Planning. Ball University, Muncie, Indiana. USA.
• Sarja A. “Open and Industrialised Building” 1998. CIB publication 222. Report of Working Commission W24. E&FN Spon, London.
• Commission of the European Communities. Directive of the European Parliament and of the Council on the Energy Performance of Buildings (recast). Brussels,
Belgium. 2008.
• Committee for the Osaka Gas NEXT 21 Project. NEXT 21 – Osaka Gas Experimental housing. http://www.arch.hku.hk/~cmhui/japan/next21/next21-index.html
• Detaching from Architecture. The 2nd International Student Competition in Architecture. Amundarain Aitor, Chica José A. (curator), Elguezabal Peru, Meno
Sandra, Jia Beisi (curator), Kendall Stephen (curator), Jiang Yingying (ed.). 1ª Edición (e-book). Derio: Tecnalia, 2010. 84 p. ISBN: 978-84-88734-07-5.
• European Commission Public-Private Partnership (PPP). Energy Efficient building Joint Technology Initiative, E2B JTI. 2010. www.e2b-ei.eu
• European Union FP6. ManuBuild: Open Building Manufacturing. www.manubuild.org
• Fraunhofer- Instituts für Bauphysik. VERU – Versuchseinrichtung für Energetische und Raumklimatische Untersuchungen. http://www.bauphysik.de/veru/
• Ministerio de Obras Públicas y Urbanismo. Norma Básica de la Edificación sobre Condiciones Acústicas en los Edificios (NBE CA 88). Madrid, 1988.
• Ministerio
de
Vivienda.
Código
Técnico
de
la
Edificación,
Documento
Básico
de
Protección
frente
al
Ruido.
http://www.codigotecnico.org/web/recursos/documentos/. 2010.
• Open building in Education. Open House International Journal, 2006, vol. 31 nº2.
• Proceedings of the 16th International Conference about Open Building Implementation on “Open and Sustainable Building”: Bilbao, Spain, May 17-19, 2010.
Organized by CIB W104, Open building implementation, and TECNALIA. Amundarain Aitor, Chica José A., Elguezabal Peru, Meno Sandra (Eds). 1ª Edición.
495 p. Derio: Tecnalia, 2010. ISBN 978-84-88734-06-8.
• Tecnalia. Energía en Edificación. (KUBIKBY TECNALIA en el blog de este equipo de la Unidad de Construcción de Tecnalia),
http://www.energiaenedificacion.com
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Dr. Ing. Jose A. Chica, Ph. D. Eng.
Responsable de Sistemas de Acero para la Construcción
TECNALIA Unidad de Construcción
joseantonio.chica@tecnalia.com
http://edificacionindustrializada.com/
www.energiaenedificacion.com
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