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CERRAMIENTOS VENTILADOS. EL SISTEMA SAV
Francesc Bonvehi
Ingeniero Industrial - Experto Independiente de la Comisión Europea
Jaime Roca
Arquitecto – Master en Arquitectura y Sostenibilidad
Asolba slp. Walden 4-70,
08960, Sant Just Desvern, Barcelona, España
www.asolba.com
INDICE
1.- Introducción
2.- El sistema SAV
3.- Propiedades básicas del sistema SAV
4.- Investigación y desarrollo
5.- Proyectos de demostración y comerciales
6.- Principios de funcionamiento y resultados
7.- Conclusiones
8.- Bibliografía
Anexo
Propiedades de la Ventana SAV
Sant Just Desvern, junio de 2007
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CERRAMIENTOS VENTILADOS. EL SISTEMA SAV
Francesc Bonvehi
Ingeniero Industrial - Experto Independiente de la Comisión Europea
Jaime Roca
Arquitecto – Master en Arquitectura y Sostenibilidad
Asolba slp. Walden 4-70,
08960, Sant Just Desvern, Barcelona, España
www.asolba.com
1.- INTRODUCCIÓN
En los últimos años se han desarrollado considerablemente las edificaciones
que incorporan diversos tipos de cerramientos ventilados sean opacos o
translúcidos. En general mediante esta tecnología se consigue una piel del
edificio permeable con propiedades dinámicas que permiten modular su
respuesta térmica frente a la variación climática y diversidad de usos.
Desde su fundación en Paris-Francia en 1982 Asolba slp se ha especializado
en la aplicación de la energía solar pasiva y activa en la edificación atendiendo
a criterios de confort y eficiencia energética.
Asolba ha trabajado en el desarrollo y aplicación en diversos contextos de
sistemas de fachada ventilada con materiales acristalados sea adoptando la
forma de muro cortina o bien ventana.
Presentamos una síntesis de estas realizaciones efectuadas en Europa.
2.- EL SISTEMA SAV
Se trata de un sistema de fachada acristalada y
ventilada cuya denominación es un acrónimo de
Solar Acústico y Ventilado.
El componente básico es una doble pared
acristalada con persiana veneciana incorporada
en la cámara de aire y ventilación de esta
cámara. Con el fin de garantizar las
prestaciones en distintos contextos climáticos el
sistema de ventilación es híbrido, natural y
mecánico, con la correspondiente gestión
automatizada.
Este sistema fue objeto de investigación y
desarrollo en cooperación con el CNRS y AFME
en Francia, posteriormente se han realizado
diversas aplicaciones en proyectos de
demostración en España auspiciados por la
Comisión Europea.
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Uno de los rasgos distintivos del sistema es que en general las necesidades de
renovación higiénica del aire interior permiten un óptimo aprovechamiento de
las propiedades del sistema.
3.- PROPIEDADES BÁSICAS DEL SISTEMA SAV
La ventana o cerramiento SAV ofrece una notable
adaptabilidad a las necesidades de confort interno frente a
las condiciones climáticas imperantes.
En climas templados permite optimizar los flujos
energéticos a su través en todas las estaciones del año.
La persiana veneciana es un clásico que permite un
excelente aprovechamiento de la luz natural en los
interiores sin deslumbramientos ni contrastes excesivos.
Por su propia constitución, con la cámara y el doble
acristalamiento, el componente SAV proporciona un buen
aislamiento acústico.
Con la ventilación de la cámara de aire podemos modular
según convenga al proyecto la captación solar, la
protección solar y el aislamiento dinámico.
El sistema de ventilación puede también utilizarse tanto para el pretratamiento
del aire de renovación interior como el free-cooling.
Se trata en resumen de una tecnología que permite un buen control de los
flujos lumínico, térmico y acústico a través de los cerramientos optimizando así
la respuesta pasiva del edificio.
4.- INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO
La base de la tecnología SAV ha sido desarrollada en
cooperación con el CNRS - Centre National de la
Recherche Scientifique y el INP – Institut National
Polytechnique de Francia. También se han realizado
estudios de aplicación en clima tropical en colaboración
con el Asian Institute of Technology de Bangkok.
En los centros citados se han efectuado los ensayos de prototipos
precomerciales desarrollados conjuntamente con industriales. Los ensayos se
han efectuado siguiendo el método de las cámaras-test.
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5.- PROYECTOS DE DEMOSTRACIÓN Y COMERCIALES
Se han efectuado diversos estudios de aplicación del sistema SAV en distintos
contextos climáticos : templado, tropical, subtropical y para edificios de
funcionalidad diversa : oficinas, escuelas, bibliotecas, hospitales, recreativos,
así como vivienda colectiva e individual.
Diversos proyectos han sido implementados en España en el contexto de
programas de innovación y demostración de la Comisión Europea.
Proyectos realizados en España
Población
Agramunt
Mataró
Castelldefels
Sitges
Edificio
Escuela
Biblioteca
Bloques vivienda
Bloques vivienda
Obra
Programa
Rehabilitación
Obra nueva
Obra nueva
Obra nueva
Thermie
Joule
Remma
Sunh
Otras realizaciones representativas
Población
Le Touquet
Saint Hilaire
Sant Feliu
Bellaterra
Terrassa
País
Francia
Francia
España
España
España
Edificio
Parque Acuático
Vivienda unifamiliar
Bloque de Viviendas
Vivienda unifamiliar
Oficinas
Organismo
AFME
Asolba
Incasol
Casa Riba
INEM
En la mayoría de las realizaciones anteriormente reseñadas se ha efectuado un
seguimiento del comportamiento energético global del edificio y de los sistemas
implantados. El período de seguimiento comprende de 1 a 2 años para que los
resultados obtenidos sean representativos.
Los resultados obtenidos en las campañas de seguimiento se comparan con
los consumos previstos para la edificación estándar conforme a la
reglamentación vigente en su momento. Ello permite establecer los
correspondientes porcentajes de ahorro energético.
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6.- PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO Y RESULTADOS
6.1 Escuela de Agramunt
Escuela pública situada en zona
climática continental de 720 m2.
En este proyecto se procedió a la
rehabilitación
de
una
escuela
construida en los años 30. La
estructura y fábrica del edificio estaba
en buenas condiciones por lo que se
procedió a sustituir los amplios
ventanales por un sistema SAV de
doble ventana.
El sistema se basa en una ventilación mecánica de doble flujo. Según las
necesidades del confort requerido el aire entra en las aulas por la ventana si
hace falta calefaccionar, o bien se extrae por las mismas ventanas si es
necesario reforzar la protección solar. El aire circula por las paredes de los
pasillos norte para equilibrar la temperatura ambiente de estas zonas.
El funcionamiento de la ventilación se regula prioritariamente en base a las
necesidades de renovación higiénica del aire de las aulas cuando están
ocupadas. Cuando no hay ocupación la ventilación se activará bien para
contribuir a la calefacción de las aulas, a su protección solar o incluso para
aprovechar el free-cooling nocturno.
Se ha conseguido un ahorro en calefacción del 50 % con una mejora muy
apreciada en las condiciones de confort.
Otros resultados significativos que se han obtenido son un rendimiento en
captación solar del 42 % y un 46 % de cobertura energética con el
precalentamiento del aire de renovación.
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6.2 Parque Acuático en Normandía
En esta obra singular se ha utilizado
la ventilación de los cerramientos de
la cúpula acristalada para conseguir
un aislamiento dinámico y así
controlar la temperatura de su
superficie interior evitando
las
condensaciones superficiales. Con
ello se logra un confort integral en la
totalidad del espació lúdico.
6.3 Vivienda Unifamiliar en Normandía
En esta realización se han
tratado
los
cerramiento
acristalados del invernadero
adosado en fachada sur con
un sistema SAV acoplado
con un almacenamiento
térmico interestacional. Este
almacenamiento
esta
formado por un lecho de
piedras ubicado bajo la
casa.
6.4 Bloques de viviendas en Castelldefels
Promoción privada de 303 apartamentos distribuidos en varios bloques con una
superficie total construida de 21.800 m2 .
En esta promoción desarrollada en el
marco del proyecto europeo REMMA,
que incluye realizaciones en Italia y
Portugal, se demostró la viabilidad de
la instalación del sistema SAV en el
contexto de promociones privadas. Se
ha puesto de manifiesto su idoneidad
para conseguir altas prestaciones y
confort con una baja demanda
energética.
El ahorro en calefacción ha sido del
55 %.
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En este proyecto se ha instalado un sistema de paneles solares térmicos para
preparación del agua caliente sanitaria ( ACS ). El ahorro energético por este
concepto ha sido del 76 %.
A pesar de no instalar sistema de refrigeración las condiciones de confort en
verano se han mantenido puesto que la temperatura media del aire interior no
ha superado los 27 ºC.
6.5 Bloque de viviendas en Sitges
Promoción
privada
de
37
apartamentos con 2.600 m2 de
superficie construida.
Esta promoción se ha desarrollado
en el contexto del Programa
Europeo SUNH con seguimiento
del comportamiento térmico.
Este proyecto incluía refrigeración
por aire condicionado que un 50 %
de los usuarios no ha utilizado.
Globalmente los ahorros han sido del 52 % en calefacción y del 73 % en
refrigeración.
El ahorro energético en concepto de preparación de ACS ha sido del 72 %.
6.6 Bloque de viviendas en Sant Feliu
En esta promoción pública de un bloque de 28
apartamentos y de 3.200 m2 de superficie
construida se ha logrado la integración del
sistema SAV en el contexto de una obra pública
de protección social con precios tasados. Uno
de los objetivos básicos del proyecto era la
eliminación de las condensaciones superficiales
que se produjeron en anteriores promociones de
este tipo.
Por otro lado la inclusión de este sistema
avanzado no supuso un sobrecoste para el
conjunto de la obra.
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El ahorro energético previsto es de
3.130 Kwh/año y apartamento. Con lo
cual el ahorro de energía primaria
equivalente es de 3,5 barriles de
petróleo por año y apartamento.
La reducción de emisiones de gases a
la atmósfera para el conjunto de la
promoción y por año según baremos
relativos a España es para el CO2 :
79 Tm, para el SO2 : 894 Tm, y para
los NOx : 163 Tm
6.7 Biblioteca de Mataró
En esta realización, pionera de la
integración de módulos fotovoltaicos
en la fachada y cubierta de un
edificio, se ha resuelto la integración
del aprovechamiento de la energía
solar térmica y fotovoltaica. Los
módulos fotovoltaicos se constituyen
en cerramiento por lo que hace falta
controlar su temperatura superficial.
Ello se consigue mediante cámara
de aire ventilada, el flujo de aire que
circula por ella se integra en el
proceso de tratamiento del aire del
edificio.
6.8 Oficinas en Terrassa
Este proyecto de edificio corporativo
dedicado a oficinas incorpora una solución
de fachada basada en un muro cortina. Su
originalidad estriba en la incorporación de
una cámara ventilada con aire exterior. Con
esta solución esta previsto disminuir los
costes energéticos de explotación un 16 %
en calefacción y un 27 % en refrigeración.
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7. CONCLUSIONES
La incorporación de sistemas de cerramiento ventilado en el proyecto
arquitectónico supone una aportación interesante para equilibrar diversos
parámetros de funcionamiento del edificio.
Incorporando
un
cerramiento
con
propiedades variables tenemos gran
versatilidad para adaptarnos a contextos
climáticos y de uso variables. En esta
situación trabajar con el aire obliga a tomar
en cuenta y manejar adecuadamente todos
los parámetros relativos al confort y a la
calidad del aire interior de los edificios.
En clima templado el uso adecuado del
sistema SAV puede hacer innecesario el
recurso
a
los
equipos
de
aire
acondicionado.
Una de las conclusiones fundamentales radica en el hecho contrastado que
con un diseño creativo y exigente se consiguen mejorar las prestaciones
estándar de la edificación, incrementando el confort, disminuyendo la demanda
energética y reduciendo la emisión de gases a la atmósfera.
8.- BIBLIOGRAFIA
Se indican a continuación algunas referencias para ampliar y profundizar en el
tema de este artículo.
Viviendas bioclimáticas y ecológicas.
Millet,Trías,Traver
Bonvehí.Revista Montajes e Instalaciones. Octubre 2002.
y
Ventanas SAV. F. Bonvehí. I Congreso Nacional de Ventanas y
Fachadas Ligeras. San Sebastián, junio de 1997.
Ventilation technics integrated in the building's envelope and structure.
F. Bonvehí - NexTec, A.Trías and X. Traver - BCN Projectes. European
Conference on Energy Performance and Indoor Climate in Buildings.
Lyon-France, November 1994.
Agramunt's school and Barnafels development. SAV windows
and
ventilation. F. Bonvehí and col. Solar Energy in Architecture and Urban
Planning. 3rd European Conference on Architecture. Florence, May
1993.
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Air flow windows. F.Bonvehí and col. Science and Technology at the
service of Architecture. Unesco's 2nd European Conference on
Architecture. Paris, December 1989.
La fenêtre ventilée, un composant économe en énergie. F. Bonvehí, J.F.
Miquel, L.B. Wiart et B. Zwegers. Colloque International " Les fenêtres
dans la conception et la maintenance du bâtiment ". Göteborg, Juin
1984.
Performance and economic analysis of air flow windows in a tropical
climate. L.B. Wiart & S. Suvachittanont. Energy Research, Vol 9, 1985.
Evaluation of Air Flow Windows. K. Brandle & R.F. Boehm. Lawrence
Berkeley Laboratory. University of California, 1981.
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ANEXO
PROPIEDADES DE LA VENTANA SAV
1.- Captación solar
La radiación solar es absorbida por las lamas venecianas . El aire exterior se
calienta por convección dentro de la cámara de la ventana en contacto con las
lamas de la persiana. La lama bicolor, negro en interior y blanco en exterior,
refuerza el efecto de captación solar de la ventana.
Con un caudal de captación solar de 20 m3/h y m2 de superficie acristalada el
rendimiento de captación correspondiente es del orden del 25 % con buen nivel
de radiación solar.
Tomando en cuenta los componentes de transmisión de la radiación difusa y de
la transmisión infrarroja indirecta, el factor solar aparente es del 52 %.
2.- Protección solar
En condiciones estáticas, sin circulación de aire, el factor solar de la ventana
SAV es del 28 % referido a la superficie acristalada.
Con una circulación de 35 m3/h y m2 de superficie acristalada el factor solar
desciende hasta el 19 %.
En climas templados tener mayores caudales de aire constituye un factor que
puede contribuir a aumentar el confort al disminuir la temperatura de sensación.
3.- Aislamiento dinámico
En condiciones estáticas el coeficiente global de transmisión de la ventana SAV
es de 2 W/ºC·m2. El efecto aislamiento dinámico se consigue con el aire de
extracción circulando por la cámara, según el gradiente de temperatura este
coeficiente puede disminuir entre un 20 y un 50 %.
4. Preacondicionamiento del aire de renovación
Esta función se produce en ausencia de radiación solar con la ventana SAV
funcionando como economizador del aire de aportación. En estas condiciones
la recuperación energética puede ser del 50 %. En períodos de asoleamiento y
clima frío la recuperación puede ser del 75 %.
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5.- Control de la iluminación natural
En condiciones de cielo claro y con las lamas de la persiana inclinadas a 45 º,
se tiene un factor de día de 1,1 % con una dispersión del 20 % . Eso significa
que la uniformidad de la iluminación en el interior es excelente y que no se
producen deslumbramientos en la proximidad de la ventana.
6.- Aislamiento acústico
El aislamiento acústico de una ventana SAV es de 34 dB(A) mientras que el
aislamiento acústico de una ventana con doble vidrio estándar es de 30 dB(A).
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