Consultoría Passivhaus: Análisis térmico y lumínico para una residencia de mayores en Barcelona

Se ha hecho un análisis detallado de los equipos de la cocina, proponiendo alternativas para reducir el consumo de energía y mejorar las condiciones para los cocineros y el personal. Por último, se ha realizado una optimización de las instalaciones térmicas y de ventilación, para reducir el consumo de energía primaria y garantizar una renovación adecuada del aire interior- tan importante en el contexto de la situación sanitaria actual. Este artículo presenta los resultados del análisis termodinámico y lumínico para sacar la prescripción óptima de los vidrios por orientación.

Vista Sur de la residencia. Fuente Genars

Una residencia de mayores conforma un edificio con una alta ocupación durante todo el año, a esto se le suman los servicios que ofrece a sus residentes: cocina, cafetería, lavandería, gimnasio, que en su conjunto se traduce en equipos de gran consumo de energía y generación de calor residual. Al mismo tiempo, la iluminación natural es fundamental para el bienestar de los usuarios.  Es importante entonces, realizar un análisis térmico y lumínico en fase de proyecto, para poder encontrar un equilibrio entre el nivel de luz natural y los consumos de climatización.

Análisis térmico y lumínico

Para testear y optimizar los sistemas pasivos en fase de proyecto, se realizó una serie de simulaciones termodinámicas y lumínicas con la herramienta DesignBuilder-EnergyPlus (Figura 3Figura 4). Uno de los objetivos fue estudiar la incidencia solar en cada fachada y determinar en cuales era conveniente instalar vidrios con mayor y menor factor solar. Al reducir el factor solar de los vidrios, se reduce la transmisión lumínica (luz natural) y las ganancias solares en verano, con una consecuente reducción del consumo de energía por aire acondicionado; pero se reducen también las ganancias solares gratuitas en invierno, con un consecuente aumento del consumo de energía por calefacción. Los resultados del estudio permitieron sacar una prescripción de las prestaciones solares y lumínicas de los cristales por fachada, encontrando un equilibrio entre el nivel de luz natural y los consumos de calefacción y refrigeración.

Resultados

Mediante el estudio de la incidencia de la radiación solar en las distintas orientaciones de fachada durante el mes de junio, se pudo identificar las ventanas en las que será conveniente instalar vidrios con un factor solar menor (Figura 5).

Incidencia solar en Junio, mes con más radiación incidente.

Figura 5: Estudio de la incidencia solar en fachada durante el mes de junio

Se comparó el nivel de luz natural, analizando el Factor de Luz Diurna o FLD (Figura 6), con los consumos de calefacción y refrigeración (Figura 7). 

Figura 6: Análisis del Factor de Luz Diurna en la Cafetería y zonas polivalentes.

Figura 7: Consumo de calefacción, refrigeración y FLD medio por fachada.

Los resultados permitieron prescribir la tipología de vidrios por orientación, conforme la Figura 8.

Figura 8: Prescripción de los vidrios por fachada.

Discusión y conclusiones

La simulaciones termodinámica y lumínica permiten comparar soluciones, testear y optimizar los sistemas pasivos de un edificio en fase de proyecto, con el objetivo de reducir los consumos de energía y maximizar el confort interior, como en el caso de la iluminación natural. 

Para un edificio terciario como una residencia de mayores, con uso intensivo y equipos de gran consumo de energía y generación de calor residual, este tipo de análisis cobra especial importancia, para encontrar un equilibrio entre el confort lumínico y los consumos de climatización.