Download Libro de las Nuevas Consejerías de Mérida

ÍNDICE
Introducción ............................................................................................................................................................................ 9
Proyecto .................................................................................................................................................................................... 11
Descripción Arquitectura
• Condicionantes ................................................................................................................................................. 11
• Conceptos .......................................................................................................................................................... 13
• Proyecto ............................................................................................................................................................. 16
Estrategias de Ahorro Energético
• Datos de partida .............................................................................................................................................. 27
• Datos climáticos .............................................................................................................................................. 28
• Temperatura del terreno ............................................................................................................................... 29
• Intensidad de la energía solar sobre el edificio ..................................................................................... 30
• Intercambiador de calor aire-tierra ........................................................................................................... 33
• Condensaciones en el interior de los tubos ............................................................................................. 38
• Coste y datos ambientales ........................................................................................................................... 39
• Costes de funcionamiento y ahorro energético ..................................................................................... 40
• Control de radiación solar ............................................................................................................................ 41
• Iluminación natural ........................................................................................................................................ 43
• Conductos de sol ............................................................................................................................................. 45
• Combinación de estrategias. Uso de la inercia ...................................................................................... 46
• Evaluación de la eficiencia energética ...................................................................................................... 51
• Diseño del sistema domótico para el control de lamas de los distintos edificios ........................ 53
• Sello de sostenibilidad Cener ....................................................................................................................... 55
• Conclusión ......................................................................................................................................................... 56
Instalaciones
• Instalación térmica ......................................................................................................................................... 57
- Producción frigorífica ................................................................................................................................. 57
- Producción calorífica .................................................................................................................................. 58
• Caudal variable hidráulico ............................................................................................................................ 60
• Caudal variable de aire .................................................................................................................................. 61
• Difusión por suelo ........................................................................................................................................... 61
• Control de las instalaciones ......................................................................................................................... 61
• Intercambiador de calor aire-tierra ........................................................................................................... 61
• Instalación de Electricidad ........................................................................................................................... 63
• Instalación de Fontanería ............................................................................................................................. 66
• Instalación de Gas ........................................................................................................................................... 67
• Instalación de Protección Contra Incendios ............................................................................................ 68
Estructuras
• Terreno y cimentación ................................................................................................................................... 73
• Estructura .......................................................................................................................................................... 75
- Estructura bajo rasante ............................................................................................................................. 75
- Estructura sobre rasante ........................................................................................................................... 78
Ejecución
• Movimiento de tierras ................................................................................................................................... 85
• Saneamiento y drenaje .................................................................................................................................. 87
• Cimentaciones y muros de hormigón ........................................................................................................ 92
• Estructura .......................................................................................................................................................... 94
- Criterios de diseño ....................................................................................................................................... 94
- Modulación ................................................................................................................................................... 97
- Pantallas ......................................................................................................................................................... 98
- Apuntalamiento de elementos volados ............................................................................................... 101
- Vigas metálicas para cuelgue de losas en zonas de patio ............................................................ 103
- Taller .............................................................................................................................................................. 105
- Montaje en obra ........................................................................................................................................ 107
- Posicionamiento de las grúas ................................................................................................................ 109
- Tirantes ......................................................................................................................................................... 110
- Losas .............................................................................................................................................................. 112
- Descarga de las losas. Eliminación de la estructura provisional ................................................. 117
- Estabilización de la iglesia colindante.................................................................................................. 119
- Materiales. Historial de la dosificación .............................................................................................. 121
- Recursos empleados en la ejecución de la estructura. Cuantificación ..................................... 121
• Albañilería ....................................................................................................................................................... 122
• Impermeabilización y cubiertas ................................................................................................................ 123
• Aislamiento ..................................................................................................................................................... 127
• Solados ............................................................................................................................................................ 127
• Falso suelo registrable ................................................................................................................................. 130
• Falsos techos .................................................................................................................................................. 131
• Fachadas, vidrio y carpintería de aluminio ........................................................................................... 132
• Equipo .............................................................................................................................................................. 135
CARTA
PRESIDENTE DEL
GOBIERNO DE
EXTREMADURA
UNA NUEVA EXTREMADURA, UN III MILENIO
Benjamin Franklin decía que el camino hacia la riqueza depende, fundamentalmente, de dos palabras: trabajo y ahorro. Y aunque
parezca algo obvio, es importante tenerlo en cuenta, sobre todo, cuando las circunstancias económicas obligan a que estas dos palabras
pasen de ser la mejor opción a una indispensable.
Trabajo y ahorro son las máximas del Gobierno regional desde julio de 2011. Son las guías de nuestra hoja de ruta para alcanzar la
Nueva Extremadura. Está también en el trasfondo de todo lo que hacemos, porque menos es más, puede serlo con responsabilidad y
gestión. Hoy, una vez más, podemos decir que Extremadura está, sin lugar a duda, en el camino correcto.
Largo ha sido el proceso hasta finalizar este proyecto que se inició hace diez años. Pero hoy es una realidad gracias al esfuerzo de
todos los que lo han hecho posible y al apoyo que desde el Gobierno de Extremadura hemos brindado a esta iniciativa para que no se
quedara a medias. Porque un proyecto en el que se invierte el dinero de todos los extremeños no se puede dejar abandonado.
Optimizaremos siempre cualquier iniciativa cuya inversión proceda del bolsillo de los ciudadanos. Eso es trabajo en el mejor sentido de
todos: gestión responsable y eficaz. Del mismo modo, que la llevan a cabo todos los padres y madres de esta región.
Porque esa optimización de recursos también significa ahorro. Es posible. Lo hemos demostrado en numerosas ocasiones, evitando
duplicidades en las administraciones, eliminando trámites que obstaculizaban el emprendimiento, y presentando herramientas como
CloudGobex que ahorrará a los extremeños 21 millones de euros al año, entre otras medidas. Porque ahorrar no es sólo guardar, sino
saber gastar.
Y con esa filosofía se inauguran estas instalaciones, no sólo por el ahorro que supone centralizar las distintas administraciones del
Gobierno regional en una única ubicación sino también por el diseño del propio edificio que tiene en cuenta la climatología y los
factores ambientales de Mérida y, en especial, del entorno concreto de la infraestructura a fin de conseguir una alta eficiencia energética.
Una eficiencia que garantiza el progreso y que debe ser una de las características a mirar con lupa en cada inversión.
Todo esto es francamente importante, pero lo esencial en cualquier proceso que se genere desde la Administración es el beneficio
a los ciudadanos. A fin de cuentas, los extremeños son la clave y el objetivo de todo lo que hacemos. Y, sin duda, el edificio III Milenio
cumple con esta finalidad, porque su ubicación, la antigua barriada de La Paz, permite rehabilitar la zona y convertirla en un gran
centro administrativo. Este barrio da, con este edificio, un paso más allá.
No nos cansaremos de decirlo, y sobre todo, de demostrarlo: Este Gobierno tiene en cuenta a todos los ciudadanos sin excepción, vivan donde
vivan, vengan de donde vengan, porque es su gente la que hace grande a esta tierra. Este barrio necesitaba un impulso y se lo hemos dado.
En definitiva, Extremadura es trabajo, es ahorro, es optimización y es eficiencia, pero sobre todo es personas. Ésta es la Nueva
Extremadura y sin duda, el III Milenio será una buena muestra de ello.
José Antonio Monago
Presidente del Gobierno de Extremadura
CARTA
CONSEJERO
EL PARADIGMA ENERGÉTICO
Las políticas de suelo y vivienda desarrolladas en España durante los últimos años han ocasionado grandes desequilibrios en las
ciudades consolidadas, ante esta situación se hace necesaria una coordinación intersectorial para garantizar un modelo de crecimiento
eficiente sobre la ocupación del suelo, sus formas y sus consecuencias urbanas.
La innovación urbana consiste hoy en nuevos retos de calidad en el urbanismo y la planificación de nuestro entorno frente a los
procesos de metropolización incontrolada para la producción de actuaciones integrales de energía limpia.
Con la actuación del Proyecto de Interés Regional Mérida III Milenio, la Junta de Extremadura apostó por la dinamización sostenible
del tejido social y urbano de una zona degradada de la ciudad de Mérida, generando espacios de interacción entre los habitantes y
mejorando la calidad de vida social y material de la ciudad.
El proyecto y la dirección son obra de Bruce S. Fairbanks, del estudio GOP Oficina de Proyectos S.A., contará con 65.688 metros
construidos y 56.235 metros útiles, el presupuesto de adjudicación asciende a 65,72 millones de euros, la empresa constructora es la
UTE Ferrovial Agroman, S.A., Construcciones Mego, S.A. y Maycoex, S.L., las obras se iniciaron en 2007 y concluyeron en 2012.
El edificio se desarrolla en cuatro plantas con una superficie total construida de 62.976 m² y dos plantas de sótanos para 658 plazas
de aparcamientos.
La planta baja es diáfana a excepción de los accesos, y se adapta a la configuración irregular de la parcela mediante un desplazamiento
longitudinal de los cuatro volúmenes que definen el edificio conformando la plaza que genera el acceso principal al edificio.
La propuesta arquitectónica confiere al edificio un marcado carácter murario al resolver los núcleos y servicios de las distintas
plantas mediante una serie de muros de hormigón paralelos, formados por una doble hoja de hormigón armado con una cámara interior,
que aloja los servicios, no calefactados y que además suponen un aislamiento excepcional.
La principal estrategia del edificio es el aprovechamiento de los recursos de la arquitectura bioclimática para contrarrestar el uso
de las instalaciones, motivo por el cual, el edificio ha obtenido la calificación CENER+ de calidad medioambiental en la edificación, que
destaca a aquellos edificios que impulsan estrategias de ahorro energético y uso de energía renovable.
El edificio incorpora dos intercambiadores de calor aire-tierra, para refrigerar el aire de verano y calefactar el aire de invierno hasta
la temperatura del terreno, controlando las ganancias de radiación solar sobre las fachadas mediante lamas 12 mecanizadas y se
abastece de la energía necesaria mediante una caldera de biomasa, por último dispone de sistemas de iluminación artificial que captan
la luz solar, mediante cúpulas ubicadas en la cubierta del edificio y la transporta hasta el interior del edificio a través de conductos
altamente reflectantes que permiten iluminar aquellos espacios oscuros.
Los sistemas de producción actuales deben asegurar un presente que garantice el futuro de las generaciones venideras.
Mahatma Gandhi supo decir: “Debemos vivir de forma más simple para que, simplemente, los demás puedan vivir”.
Víctor Gerardo del Moral Agúndez
Consejero de Fomento, Vivienda,
Ordenación del Territorio y Turismo
INTRODUCCIÓN
Con la actuación del Proyecto de Interés Regional Mérida III Milenio, el Gobierno de Extremadura apostó por la renovación del
tejido social y urbano de una zona degradada de Mérida, reordenando un área en el Polígono de la Paz.
A su vez, el Gobierno precisaba de una nueva sede administrativa que albergara varias Consejerías de su distribución orgánica, que
se encuentran diseminadas en distintos edificios de la ciudad.
La inserción del edificio sede de las Nuevas Consejerías en el ámbito del P.I.R. pretende iniciar un proceso de regeneración de la
zona, dotándola de las infraestructuras necesarias para su integración en el desarrollo de las actividades propias de la ciudad, con usos:
dotacional, residencial (446 viviendas) y espacios libres. Esta área se convertirá en un futuro próximo en el centro de crecimiento de la
zona norte de la ciudad.
La actuación Mérida III Milenio se presentó al concurso internacional del Programa de Asentamientos Humanos de Naciones
Unidas UN-HABITAT en los Emiratos Árabes Unidos (Dubai), siendo seleccionada con la categoría BEST por un jurado internacional para
el premio a las Mejores Prácticas del año 2008, por su permanente contribución de la mejora de la calidad de vida.
Para la ejecución del edificio de las Nuevas Consejerías, en 2004 se decide realizar un concurso de ideas en fase de anteproyecto
de carácter internacional, anónimo y con jurado, contando, entre otros, con la participación de D. Rafael J. Moneo Vallés, para después
proceder a la contratación de la redacción del Proyecto Básico y de Ejecución.
Este sistema supuso, en primer lugar, una proyección al exterior de Extremadura y en segundo lugar, posibilitó disponer de una mayor
diversidad de propuestas, contando con las propuestas y la reflexión de sesenta y cinco equipos de profesionales de gran talla.
Por parte del jurado se valoraron los siguientes aspectos:
1- Análisis sobre la adecuación presupuestaria de las ofertas.
2- Análisis energético de las propuestas, comportamiento energético, adecuación a los criterios del Código Técnico de la Edificación,
y la normativa vigente.
3- Análisis de la adecuación al programa fijado en las bases del concurso.
La propuesta que se ejecuta es el segundo premio, PROSERPINA, de GOP. OFICINA DE PROYECTOS. S.A., destacando porque el
edificio se implanta en la parcela buscando la orientación norte-sur, haciéndose eco de la configuración de ésta.
Es compacto en su imagen exterior, dibujando una serie de módulos prismáticos que se deslizan a lo largo de la curva límite de la
parcela. Se cierra totalmente en sus fachadas Este–Oeste, abriéndose al Sur de forma protegida y a Norte directamente.
En su interior, la vida transcurre volcada principalmente hacia los grandes patios que perforan el interior de los volúmenes, marcando
longitudinalmente el proyecto los muros dobles de hormigón que contienen las comunicaciones, instalaciones y servicios.
Esta propuesta supone una apuesta decidida por un eficaz comportamiento energético, buscando principalmente el equilibrio en
sí mismo, implantando sistemas innovadores de ahorro de energía y eficiencia energética, mediante elementos y sistemas constructivos,
consiguiendo un edificio de bajo consumo energético.
La configuración final del exterior es el reflejo de la potencia de la estructura, creando la imagen de un edificio representativo de
la Administración.
En abril de 2007 se resuelve el concurso de adjudicación de las obras de construcción del Edificio Sede de Diversas Consejerías en
Mérida III Milenio a la empresa MÉRIDA III MILENIO UTE (UTE FERROVIAL AGROMAN S.A., CONSTRUCCIONES MEGO S.A. y MAYCOEX).
Mirando hacia atrás, contemplando el edificio de las Nuevas Consejerías, podemos decir que no ha sido fácil recorrer el camino que
nos ha traído hasta aquí.
Este libro recoge cada momento de un largo proceso. El resultado ha sido posible gracias al trabajo bien hecho, a la dedicación, las
preocupaciones, el mimo y el esfuerzo, a veces obsesivo, de las personas implicadas aquí nombradas expresamente, pero también de
aquellas que de forma anónima lo han hecho posible. Sirva cada tablilla, cada huella en esos muros como reconocimiento a la labor de
todos ellos.
Cuando nos marcamos un reto, el éxito consiste en poder alcanzar el fin perseguido. Con las Nuevas Consejerías de Mérida, no es
demasiado aventurado decir que en esta ocasión ha sido doble, ya que al edificio realizado se une la experiencia profesional y personal
de cuantos hemos tenido la oportunidad de participar en él.
Sólo falta ahora que lo que aquí se cuenta en papel se trasmita de alguna manera a los que en un futuro próximo usen este edificio.
Parece que al caminar junto a los muros, algo de todo esto se percibe......
Esther Gamero Ceballos-Zúñiga
Eva Galache Ramos
Arquitectas
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DESCRIPCIÓN
ARQUITECTURA
Foto del solar antes de la construcción
CONDICIONANTES
El solar está ubicado en el perímetro del Conjunto Histórico de Mérida en las proximidades del acueducto de San Lorenzo
formando parte importante del proyecto de renovación urbano MIIIM (Mérida Tercer Milenio). El objetivo del plan era crear un
centro administrativo en un barrio habitado, en su mayoría, por una población que tiene evidentes necesidades de promoción,
con el fin social de provocar un impulso para su desarrollo futuro. El plan consiste en la creación de un nuevo centro en el barrio
San Lázaro mediante la construcción de nuevos edificios administrativos y residenciales.
El solar definido para las Nuevas Consejerías, es de forma irregular y alargada situado en el centro del plan urbano, comparte
las edificaciones con un parque que se desarrollará paralelo a lo largo del acueducto. El plan permitía total libertad para el
emplazamiento del edificio con las únicas restricciones de tener que retranquear la edificación 50 metros del acueducto y no
superar una ocupación en planta de más de 20.875 metros cuadrados.
Plano topografía solar
El eje longitudinal del solar tiene una orientación norte-sur, con el acueducto bordeando el lado oeste en el punto más alto
del solar. Hay una ligera pendiente hacia el este bordeada por una calle que limita del solar en este lindero y le da acceso. Uno
de los objetivos del pliego del concurso que condicionaba el diseño era la integración del nuevo centro en el parque y el tejido
urbano existente. El programa establecía la construcción de un complejo administrativo para seis Consejerías de la Junta de
Extremadura, dotándolo de las infraestructuras necesarias para el correcto desarrollo de las actividades administrativas y de
atención al ciudadano.
Dadas las extremas condiciones de temperatura en verano, una de las preocupaciones más importantes del proyecto fue la
de buscar la forma de reducir la demanda de frío para el edificio. Desde el principio del proyecto, se analizaron diferentes
estrategias para sombreamiento, maximizar el uso de iluminación y ventilación natural buscando formas y sistemas que
permitieran el enfriamiento natural.
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CONCEPTOS
El concepto del proyecto consiste en una
serie de muros paralelos, que reflejan el
acueducto
existente,
alineados
con
la
orientación norte-sur del solar. Los muros,
definidos con anchura de 3.6 metros permiten
acomodar todos los elementos de servicio que
contemplaba el programa, dejando forjados con
18m de luz libre entre ellos para una limpia
distribución de las oficinas.
Croquis de implantación – Concepto
Los muros están escalonados sobre una retícula que da continuidad a la retícula urbana existente para adaptar los edificios
a la forma irregular del solar y, al mismo tiempo, ajustar sus superficies a las requeridas de cada departamento. Se genera así
una plaza urbana entre el escalonamiento de los edificios de las consejerías y los otros edificios administrativos planificados desde
donde se produce la entrada principal al complejo.
La orientación norte-sur de los muros protege a los edificios de la radiación solar en las fachadas este y oeste, donde el ángulo
solar es bajo, dejando abiertas las fachadas orientadas hacia el norte y el sur, donde la radiación solar es fácilmente controlable.
Los patios suplementan estas fachadas para proporcionar a las oficinas luz y ventilación natural. Se desarrolla una planta baja
abierta que crea un acceso peatonal sombreado y contribuye a la ventilación natural de los patios. Para reforzar la sensación de
planta abierta diáfana, las plantas superiores tienen ambos extremos en voladizo utilizando las grandes pantallas de hormigón
como vigas para sujetar las plantas en vuelo.
Croquis de planta y alzado - Concepto
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El uso de un intercambiador tierra-aire fue otro elemento que estuvo presente en la concepción de los muros paralelos.
Galerías de servicios embebidas en la cimentación de los muros se extienden por debajo del edificio, hasta el parque permitiendo
la entrada del aire exterior al sistema de aire acondicionado del edificio. El aire limpio tomado en el parque pasa entre galerías
por varios tubos embebidos en el terreno a 2 metros por debajo del nivel de sótano, antes de subir a planta donde es tratado por
climatizadoras. En un día caluroso de verano el intercambiador puede bajar la temperatura del aire hasta 7º C, estando el sistema
completamente integrado dentro del concepto arquitectónico del edificio.
Sección conceptos bioclimáticos presentado en fase de concurso
Otro aspecto importante del concepto arquitectónico es el uso de la masa del edificio para el enfriamiento natural. El empleo
exhaustivo del hormigón visto para muros y techos en el interior permite enfriar de forma natural el aire del ambiente, mientras
visualmente crea una sensación refrescante para los ocupantes. Cuando el hormigón es enfriado durante la noche, se mantiene
el fresco durante parte del día, enfriando el interior, de forma similar al efecto ya conocido en las casas antiguas de piedra o de
adobe.
Vista desde el acceso principal
PROYECTO
Un módulo tipo fue diseñado para
adaptarlo a las seis diferentes
consejerías, partiendo del que
correspondía a la superficie de la
consejería más pequeña, con la idea de
que se pudiera expandir según la
superficie de cada una de ellas hasta
llegar a la superficie de la más grande,
que ocupa el doble (2 módulos). Los
edificios están alineados en el solar en
4 filas, dejando 3 a cada lado del eje
central, por donde se produce el acceso
principal al conjunto.
El módulo tipo está formado por 2
series de muros de 48 metros de
longitud unidos por losas con luces
libres de 18 metros.
Sección conceptos bioclimáticos presentado en fase de concurso
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Los muros se desarrollan con doble muro, generando un espacio con un espesor de 3.6 metros para poder alojar todos los servicios
requeridos para la planta. Los elementos de comunicación vertical y los conductos verticales de instalaciones están ubicados en la
parte central del muro de 24 metros de longitud formando el núcleo principal de cada módulo. En planta baja, solamente el núcleo
principal conecta con el suelo creando columnas gigantes de 3.6x24 metros, desde donde nacen los voladizos de las plantas superiores
de 12 metros de luz a cada lado.
Sección conceptos bioclimáticos presentado en fase de concurso
Vista de un patio
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Para la iluminación y ventilación natural de la planta tipo, se introduce un patio en el centro de cada módulo alineado con
los 24 m del núcleo central y con un ancho que supone mitad del vano de la losa de 18 metros. El forjado interrumpido cuelga,
mediante unas barras de tensión, desde vigas cajón metálicas ubicadas en cubierta que se sujetan en los muros perimetrales.
Este sistema permite desarrollar la planta baja libre de pilares. Las mismas vigas en cubierta soportan unos bastidores con lamas
motorizadas que controlan la luz natural de los patios dándoles sombra. Paneles fotovoltaicos ocupan el resto de la cubierta
generando electricidad mientras sombrean una parte de la cubierta.
Planta baja
El proyecto se desarrolla en 5 plantas sobre rasante y 2 plantas bajo rasante con el uso principal de aparcamiento y albergando
distintos cuartos de instalaciones. Las quince columnas gigantes de los núcleos principales sujetan las plantas superiores con luces
libres de 18 y 24 metros en planta baja. Los patios colgantes filtran la luz a los jardines ubicados en este nivel. Desde el eje
peatonal central, seis vestíbulos de entrada transparentes dan acceso al núcleo principal de cada consejería dotados de 3
ascensores y la escalera principal de cada edificio.
El acceso de vehículos desde la calle, en el lindero este del solar, se produce en los extremos norte y sur del edificio. Los
aparcamientos para Consejeros, carga, minusválidos, motos y bicicletas están ubicados por debajo del edificio en cada extremo
de la planta baja con acceso a los núcleos secundarios y los vestíbulos principales de entrada de cada consejería. Las rampas dan
acceso a los aparcamientos que ocupan los dos sótanos del edificio y cuentan con núcleos de comunicación vertical
independientes, comunicados con el eje central de acceso principal.
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Planta tipo (plantas de 1ª a 4ª)
Las plantas de 1ª a 4ª son iguales con la única excepción de que la cuarta está adaptada para albergar los despachos de los
Consejeros. La distribución de oficinas es totalmente flexible a lo largo de la bandeja de 18 metros de luz entre muros. Además
de los elementos de comunicación vertical, el espacio generado entre los muros perimetrales se ocupa con aseos, cuartos de
limpieza, Office, archivos y cuartos de instalaciones.
Los climatizadores para el acondicionamiento del aire están ubicados en el muro de servicios, en cada planta, impulsando
el aire por el falso suelo. La distribución de aire a baja velocidad permite que el aire se enfríe solamente en los 2 primeros metros
del espacio ocupado. Los techos quedan liberados de los equipos de aire acondicionado permitiendo dejar las losas de hormigón
vistas. Los paneles flotantes de techo y las luminarias cuelgan creando un plano de techo y absorción acústica.
En el tercer nivel bajo rasante, los intercambiadores tierra-aire, individuales para cada módulo, abastecen de aire a cada
columna de climatizadores ubicados en las plantas de oficinas. Cada intercambiador se compone de 24 tubos de 18 m de longitud
y 30 cm de diámetro, embebidos en la
tierra 2 metros por debajo del último
nivel de sótano. El aire aspirado por el
conducto de toma de aire en la galería
de servicios es conducido por los tubos
y recogido en la siguiente galería
paralela antes de que sea tratado en la
correspondiente
planta
por
los
climatizadores. De forma alternativa,
cuando las temperaturas exteriores son
favorables en primavera y otoño, el aire
se puede tomar directamente de la
cubierta y ser usado para la ventilación
natural.
Planta de galerías. Sistema de intercambiador de aire
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Los alzados exteriores demuestran los conceptos arquitectónicos del edificio. Los alzados este y oeste, están tratados en
hormigón visto y reflejan los muros que contienen los elementos de servicios del programa. La forma en ‘T’ del módulo repetitivo
se manifiesta en estas fachadas a través de una columna base de 24 metros a nivel de planta baja, y con sus plantas en voladizo
de 12 metros a cada lado. Cuando se unen los módulos se forman aberturas de 24 metros en planta baja.
Los alzados norte y sur están resueltos con muros cortina de aluminio y vidrio. La fachada sur tiene visores añadidos con el objetivo
de bloquear la radiación solar en los meses calurosos, cuando el sol está alto, y dejarla entrar en invierno cuando el ángulo solar es bajo.
Los visores tienen lamas para reflejar la luz natural difusa dentro del edificio y así reducir la demanda de luz artificial.
Alzados sur y este
Secciones
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Los acabados interiores son sencillos e industriales para reforzar el carácter estructural del edificio y reducir la necesidad de
mantenimiento. La mayoría de los muros interiores están acabados en hormigón visto tratado con una cuidada ejecución con
encofrado de tablillas de pino al corte de sierra. Los espacios comunes tienen techos de hormigón visto, y solados de granito en
zonas nobles y de terrazo en el resto. Los aseos están acabados en azulejo de gres cerámico con un formato 10 x10. Los falsos
suelos de oficinas están acabados en linóleo y los techos son de paneles flotantes de acero lacado micro perforado con la losa
de hormigón visto por encima. Los muros cortina norte, sur y de patios tienen un vidrio extra-claro para mejorar la luminosidad
interior, y aluminio anodizado para mantener sus características naturales.
Los solados exteriores de la urbanización son de granito y hormigón. Las zonas verdes de los patios y de alrededor del edificio
están plantadas con especies autóctonas para garantizar la adaptación climática y un bajo mantenimiento.
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ESTRATEGIAS
DE AHORRO
ENERGÉTICO
DATOS DE PARTIDA
Ningún aspecto de un proyecto puede desarrollarse sin unos datos de partida correctos. En el caso de la eficiencia energética los datos del clima son fundamentales para poder desarrollar unas estrategias correctas.
Temperaturas mínimas, media y máxima a lo largo de un año (medias de 10 años)
Radiación solar global, valores mensuales
Radiación solar global, valores horarios
DATOS CLIMÁTICOS
Los niveles térmicos a emplear en el cálculo de las instalaciones de climatización han sido 20º C para el invierno y
24º C para el verano. Estos datos nos han permitido determinar con fiabilidad las dimensiones adecuadas de las instalaciones de climatización que se emplearán en el proyecto.
Hay que tener en cuenta que el clima de Mérida es seco,
con valores de humedad relativa inferiores al 30% en los
meses calurosos. Estos valores unidos a los de la temperatura manifiestan que los veranos son muy severos y hacen
prever una elevada demanda de refrigeración. Por el contrario, los inviernos son más suaves, estación en la que los
máximos de temperatura descienden hasta los 15 ºC.
Carta solar de Mérida
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TEMPERATURA DEL TERRENO
La temperatura del terreno a partir de una determinada profundidad –alrededor de 20 m– coincide aproximadamente con
la temperatura media anual del aire de la localidad donde se encuentra, lo que permite estimar con facilidad dicha temperatura.
En el proyecto de las Consejerías de Mérida, se ha medido la temperatura del terreno in situ en situación estática – sin funcionar el intercambiador – y se medirá en situación dinámica – con el intercambiador funcionando – para contrastar las hipótesis empleadas en el cálculo del intercambiador con los resultados obtenidos y así afinar el modelo.
La temperatura del suelo corresponde aproximadamente con la temperatura media del ambiente (16-17ºC)
Datos reales: Temperatura del terreno de un año.
Hay que tener presente en este caso que el intercambiador se encuentra a una profundidad de 10-14 m bajo la cota del terreno natural –está situado bajo 3 sótanos – pero esta circunstancia – la existencia de los sótanos – no ha supuesto ninguna
variación apreciable si comparamos los resultados con los valores teóricos.
Las cotas aproximadas sobre el terreno inicial sin excavar.:
COTA T.N.
COTA SONDA
ALTURA
Sonda nº 1
T.N. +3.85
-10.00
13.85 m
Sonda nº 2
T.N. +0.50
-10.00
10.50 m
Respecto a la profundidad desde el sótano 2 está a 1.50 m aproximadamente del suelo de éste.
INTENSIDAD DE LA ENERGÍA SOLAR SOBRE EL EDIFICIO
Como se sabe, la radiación directa es la que viene directamente del sol a la superficie de la tierra y es el componente que
más calor aporta al edificio. Por esta razón, se debe tener en cuenta la trayectoria solar y las horas del sol con mayor intensidad
para definir la orientación de las fachadas. La radiación difusa se queda sobre el manto de nubes y rebota en la bóveda celeste
llegando a producir un efecto molesto de deslumbramiento. Al provenir de todas las direcciones la posibilidad de su control es
más limitada que la radiación directa. La radiación reflejada es aquella que es devuelta a la atmósfera y al entorno por las propiedades reflectivas del receptor.
Teniendo en cuenta estas consideraciones, pasamos a detallar la envolvente de los edificios del conjunto.
31
La cubierta, lógicamente, recibe la mayor parte de la insolación. Por este motivo, la estrategia utilizada consiste en colocar
otra cubierta adicional para sombrear la principal, que en este caso está conformada por paneles fotovoltaicos.
Respecto a la fachada este y oeste, cabe destacar que estos cerramientos están constituidos por una doble fachada de hormigón armado con una cámara intermedia en la que se alojan servicios -locales no calefactados - que permite obtener un buen
aislamiento por efecto de la citada cámara.
Aunque el aislamiento se hace por el interior, la cámara separa el ambiente exterior de la zona de uso interior, de forma que
los puentes térmicos originados en los cantos de forjado solamente afectarán a zonas no calefactadas.
No obstante, en el paramento interior de los dos que componen la fachada, se colocara un aislamiento de lana mineral con
una conductividad térmica de 0.036 W/(m. k) que impide el paso de una parte del calor al interior del edificio. La fachada oeste
recibe un 60% más de radiación (1239 Kw h/m2), por lo que el aislamiento de dicha fachada adquiere mucha importancia.
La orientación de la fachada determina la
radiación solar que recibe. Partiendo de esta premisa, observamos que la fachada norte recibe
poca radiación solar, aproximadamente la mitad
de la que reciben la fachada sureste y oeste. Sin
embargo, la fachada sur recibe mucha radiación,
debido a su orientación y a los elementos de reflexión solar, puesto que la luz directa alcanzará
el muro cortina sólo por las mañanas. Para evitar los deslumbramientos y la carga solar excesiva, se instalarán cortinas de lama vertical de
127 mm de ancho de material tipo SCREEN de
color blanco con un factor de apertura (transparencia) de aproximadamente 3%
Las fachadas sur y norte reciben radiación solar directa y difusa. Como consecuencia de la radiación difusa del cielo y la luz solar
reflejada, normalmente se siguen recibiendo flujos solares, incluso cuando la fachada está completamente sombreada.
Se han efectuado cálculos para determinar la energía solar incidente sobre las
fachadas situadas en el sureste y noreste
desde la planta 1ª a la 4ª, siendo las diferencias pequeñas. Debido a las placas de
reflexión solar, la fachada sureste recibe
predominantemente radiación difusa en
verano y durante el invierno una considerable radiación directa por las mañanas.
33
21 de junio 7:00 horas
21 de junio 9:00 horas
21 de junio 11:00 horas
21 de junio 13:00 horas
INTERCAMBIADOR DE CALOR AIRE-TIERRA
Para la pre-refrigeración del aire ambiente en verano y el precalentamiento del aire ambiente en invierno se ha incorporado
al edificio un intercambiador de calor aire-tierra. El proyecto contempla, por tanto, el diseño del mismo integrado dentro de las
instalaciones de climatización del edificio.
El aire ambiente es introducido a través de un sistema de conductos enterrados. Al fluir por esos conductos, la temperatura
del aire se aproxima a la temperatura del suelo circundante. Exceptuando las capas más próximas a la superficie, las temperaturas de la tierra varían muy poco a lo largo del año, tal como se ha indicado. Así, el flujo de aire que pasa por los conductos es
enfriado por la tierra relativamente fría que rodea a éstos durante el periodo estival, y en invierno la tierra relativamente cálida
precalienta el aire antes de que entre en el edificio. Para obtener el flujo de aire necesario se emplea un ventilador, que puede
estar situado en el circuito, tanto delante como detrás del sistema de conductos.
El conjunto consta de cuatro bloques y en cada bloque se prevén dos equipos de aire acondicionado. La solución propuesta integra dos intercambiadores de calor aire-tierra bajo cada edificio,
es decir, se utilizarán un total de ocho intercambiadores.
Los flujos de aire seleccionados son de 26.000 m3/h o 30.000
m³/h respectivamente para cada bloque. Ambos valores son razonablemente parecidos, por lo que para simplificar el diseño del intercambiador se utiliza un módulo base con una capacidad de
15.000 m³/h(1). En aquellos edificios que requieren sólo 26.000 m3/h
se puede utilizar la misma geometría del intercambiador que para los
que requieren 30.000m³/h, pero con el flujo ligeramente reducido.
En el caso estudiado, el terreno tiene un fuerte componente granítico. El granito, como material en contacto con el intercambiador, es un suelo apropiado para este fin debido a sus características termodinámicas. Para aprovechar su conductividad
térmica, relativamente alta, se debe asegurar que los conductos enterrados tienen un contacto térmico adecuado con el granito,
por lo que durante su ejecución se efectuarán los controles pertinentes para evitar que se originen las oquedades y cavernas.
El mayor valor de 30.000 m3/h se divide entre dos, ya que se deben instalar dos intercambiadores de calor bajo cada edificio. Por ello, la capacidad nominal de cada intercambiador de calor es de 15.000 m3/h.
(1)
35
Para mantener bajas las pérdidas de presión dentro del intercambiador de calor, la velocidad del aire debe ser igual o menor
a 4 m/s. En el proyecto se ha tomado un valor de diseño de 3 m/s para los conductos paralelos del intercambiador de calor, lo
que conlleva una sección transversal mínima de 1,4 m². Esto significa que la sección de los conductos de distribución y la sección total de los conductos paralelos deben ser aproximadamente la citada superficie.
A la hora de seleccionar los conductos a emplear se ha preferido un diámetro comprendido entre 200 mm y 350 mm, porque el costo de los tubos por área de sección es mínimo para tubos con diámetros comprendidos entre estos márgenes. Consecuentemente, en nuestro caso, se utilizarán 25 tubos de 18 m de largo y 300 mm de diámetro cada uno, instalados a 1 metro
bajo el nivel del último sótano del aparcamiento del edificio. Los tubos se conectan en paralelo, con una distancia de 1 metro y
utilizando el dispositivo “Tichelmann”. Los colectores y los conductos de distribución se encuentran en el proyecto de hormigón.
Para obtener los datos sobre cuándo se tenía que enfriar o calentar el edificio, se efectuó un simple balance térmico utilizando cargas internas de 50 W/m², un valor medio de la envolvente del edificio de 0.94 W/m² K y un suministro aproximado de
aire fresco de 111.500 m³/h. No se tuvieron en cuenta las ganancias solares.
ambiente
aire ambiente
filtro de aire +
ventilador
conducto de
distribución
Interior
aprox. 0.5 a 3m
bajo el suelo
conducto
tubo Ø 0.3 m... 1 m
pendiente de 2ª... 3ª
típico: 53m...200 m
colector de agua condenada
Principio funcional de un intercambiador de calor aire-tierra (se muestra el uso en verano, para pre-refrigeración del aire).
Del análisis de los resultados obtenidos se concluye que se debe utilizar el intercambiador para la pre-refrigeración del aire
cuando la temperatura ambiente es superior a 14°C, y para el calentamiento cuando la temperatura ambiente es inferior a 10°C.
De lo anterior se deduce que el intercambiador de calor aire-tierra debe ser puenteado (no se utilizará) cuando la temperatura ambiente se encuentre entre 10 °C y 14 °C, pues en estas condiciones no existe necesidad en el edificio ni de calentamiento
ni de enfriamiento. Estos valores fueron los que se utilizaron en la fase de diseño de detalle de la ingeniería durante la redacción
del proyecto de ejecución.
Se necesitará, por tanto, emplear el bypass para evitar que el intercambiador influya negativamente en las condiciones del
aire. Esto podría suceder, por ejemplo, un día de primavera, cuando la temperatura ambiente es adecuada para su uso directo
como aire fresco en el interior del edificio, pero el que existe en el intercambiador sigue relativamente frío. Si el aire fresco para
el edificio se tomase del intercambiador, se necesitaría usar calefacción. En este caso, es mejor puentear el intercambiador y usar
directamente el aire ambiente.
Obviamente, el empleo de la temperatura ambiente para diseñar el funcionamiento del intercambiador de calor es una simplificación de las estrategias reales de uso ya que se deberían utilizar en las temperaturas internas del edificio pero sin un modelo detallado de todo el sistema, que incluya el edificio y toda la instalación de aire acondicionado, no es posible efectuar dicho estudio.
Histograma de temperaturas ambiente. Para el año tipo que se muestra, la temperatura ambiente es inferior al umbral de calefacción admitido
durante 2.124 horas, y superior al límite de refrigeración asumido durante 4.979 horas.
37
Estas simplificaciones son, por tanto, la única forma de obtener los datos necesarios para la evaluación y selección del intercambiador de calor.
En el histograma de las temperaturas del aire ambiente a lo largo del año, se puede observar que durante unas 5.000 horas,
la temperatura ambiente se mantiene superior a 14°C. De acuerdo con los cálculos simplificados, durante esas horas existirá una
demanda de enfriamiento del edificio y el intercambiador puede entrar en funcionamiento en modo de refrigeración. Obviamente
la demanda de refrigeración es mucho más frecuente que la demanda de calefacción, como es habitual en edificios de oficinas
con altas cargas internas.
En el gráfico anterior se muestran los resultados del modelo desarrollado para el intercambiador de calor aire-tierra. Se detalla el caso base, con módulos instalados a 1 metro de profundidad (parte alta de los tubos) bajo la superficie. Además, se estudió una segunda configuración en la que los conductos del intercambiador estaban instalados a una profundidad de 1,5 metros.
Para este nuevo análisis (a mayor profundidad), el calentamiento anual es alrededor de un 5% mayor y la energía de refrigeración anual aproximadamente de un 10% mayor. Sin embargo, como los costes de excavación lógicamente aumentan cuando los
conductos se entierran a más profundidad, se decidió emplear la cota de 1 metro por debajo de la cimentación en el proyecto.
Durante los días calurosos de verano (temperatura ambiente máxima superior a 37 °C), la temperatura de salida del intercambiador oscilará entre ± 8K, alrededor de 22 °C, ofreciendo de este modo aire pre-refrigerado al edificio.
Además, en el histograma se pueden observar los datos de la temperatura de salida del intercambiador de calor aire-tierra
cuando está en uso. Como se ha mencionado anteriormente, cuando la temperatura ambiente se encuentra entre los límites de
calefacción y refrigeración, se puentea el
intercambiador (bypass). También se puede
ver que la temperatura de salida del intercambiador está mucho más próxima a la
temperatura deseada del aire fresco que a
la temperatura ambiente. La temperatura
de salida del aire del intercambiador se encuentra entre los 4 °C y los 34 °C.
En la gráfica se puede observar como
las temperaturas exteriores se ven atenuadas dentro de los tubos enterrados, manteniéndose siempre entre los valores
máximos y mínimos y cerca del valor
medio, como parece razonable en función
de la profundidad de los tubos.
Comparativa entre los datos de temperaturas exteriores y las temperaturas del aire
pretratado por el sistema de intercambiadores aire-tierra.
Durante el invierno, el funcionamiento del tubo mejora, ya que se alcanzan dentro los propios valores las temperaturas máximas exteriores, es decir, se elevan hasta en 5 ºC los valores de las temperaturas mínimas exteriores dentro de los conductos
enterrados.
De un modo similar, durante el verano los intercambiadores consiguen atenuar las altas temperaturas del aire exterior reduciéndolas hasta 8ºC. Tanto el comportamiento en invierno como en verano permiten introducir aire al interior del edificio en
condiciones muy favorables.
Basándose en los datos disponibles del suelo, se utilizó para los cálculos el granito, un tipo de suelo muy favorable para este
tipo de sistemas. Para aprovechar las características positivas del granito, los tubos se colocarán de forma que se establezca un
buen contacto térmico entre los tubos y la roca. Se efectuó un nuevo cálculo para determinar qué pasaría si existiesen condiciones menos favorables en el terreno, empleándose como caso pésimo la arena seca. En este caso, el resultado térmico (calor y
frío) del intercambiador se penaliza en un 20%.
CONDENSACIONES EN EL INTERIOR DE LOS TUBOS
Por motivos higiénicos se hizo la comprobación de si en el interior de los tubos se podían producir condensaciones, concluyendo que no era factible
Para el análisis de condensaciones en la tubería, vamos a considerar que el interior de ésta se encuentra a la misma temperatura que el terreno circundante y que se produce un intercambio perfecto entre el aire circulante y la superficie del conducto. Se
trata de una hipótesis muy conservadora (si no hay condensaciones, no las habrá bajo condiciones más próximas a la realidad).
39
Con las temperaturas reales del terreno y utilizando el valor promedio se
observa que a 16ª C no hay riesgo de
condensación.
No obstante en el intervalo comprendido entre la tempera mínima del
terreno y los 15ºC, si hay riesgo de condensación, aunque lógicamente, dependerá del rendimiento del intercambiador
y de las condiciones del aire exterior
(temperatura y humedad) en el momento de los mínimos. Dichas condiciones están controladas dado que todos los
parámetros que influyen en la cuestión
están monitorizados y procesados por el
sistema de control central.
Trabajando con el ábaco psicrométrico en función de los datos climáticos, se puede comprobar que en ningún
caso se aprecia riesgo de condensaciones en el interior de la tubería.
COSTE Y DATOS AMBIENTALES
Los tubos de hormigón son los más ventajosos económicamente para diámetros superiores a 350 mm. No obstante, por razones sanitarias los más propicios son los tubos de PE, y como para el intercambiador de Mérida se requieren tubos entre 250 y
350 mm de diámetro, se decidió emplear estos últimos. Los tubos de PVC, que podrían haberse utilizado, son menos aconsejables por razones ecológicas.
La utilización de un sistema de intercambiador de calor aire-tierra permite reducir la capacidad del sistema “convencional”
de aire acondicionado, minimizando los costes de inversión de este último. No obstante, este efecto no se ha tenido en cuenta
en las estimaciones económicas que se han realizado.
A una profundidad de 10 metros, la temperatura de la tierra es prácticamente constante durante todo el año. En las capas más
próximas a la superficie se produce una oscilación térmica a lo largo del año, correspondiente
a las distintas estaciones. En principio, cuanto
más profundos estén los tubos del intercambiador, mejor. No obstante, como la excavación
es una unidad con un coste elevado al tratarse
de una roca, se debe encontrar una solución de
compromiso entre el coste de la excavación y
una reducción del rendimiento del intercambiador en el caso de realizarse una instalación
más superficial. Se considera que un valor sensato es una profundidad comprendida entre 1
y 1,5 metros por debajo del edificio.
COSTES DE FUNCIONAMIENTO Y AHORRO ENERGÉTICO
Para producir la misma cantidad de frío, un sistema de aire acondicionado convencional con un COP de 3 requiere 168.000
/ 3 = 56.000 kWh de electricidad. El funcionamiento del intercambiador produce un ahorro anual de electricidad de unos 56.000
kWh – 1.200 kWh (consumo del ventilador) = 54.800 kWh que a un coste de la electricidad de 0.08€/kWh, supone unos 4.400€
de ahorro energético por año.
Reducción de las emisiones de dióxido de carbono
Módulo único prof.A 1.0m
8 módulos prof. 1.0m
Módulo único prof. 1.5m
8 módulos prof. 1.5m
Energía térmica:
19
152
20
160 MWh
Refrigeración del hx:
19
154
21
168 MWh
Consumo eléctrico ventilador B:
152
1216
152
1216 kWh
Todos los valores están redondeados
A La profundidad es el espesor de la capa de tierra sobre los tubos, es decir, el centro de los tubos de 0.3m de ø está a 1.15m
bajo la superficie cuando se da una profundidad nominal de 1m.
B La electricidad necesaria para compensar las pérdidas de presión en los filtros y en las entradas de aire, no se incluye.
41
Como se ha indicado en el anterior apartado, el sistema del intercambiador ahorra 54.8 MWh por año. Si tenemos en cuenta
que la emisión media de CO2 por kWh de electricidad en España es de aproximadamente unos 400 kg/MWh., el sistema de intercambiador propuesto reduce las emisiones anuales de CO2 de 22 toneladas al año en refrigeración. Si consideramos además
unas emisiones de gas de efecto invernadero específicas para la calefacción alimentada con combustibles convencionales, de todo
lo anterior se desprende que el resultado es un ahorro anual de 152 MWh x 300kg/MWh ≈ 46 toneladas. La reducción anual total
de emisiones de gases de efecto invernadero ascendería a unas 68 toneladas.
Como conclusión, cabe destacar que el empleo de un sistema de intercambiador es recomendable en este caso porque puede
ser utilizado indistintamente tanto para el pre-calentamiento como para pre-refrigeración del aire. El sistema ahorra electricidad y disminuye el consumo de combustibles fósiles y, por tanto, reduce las emisiones de gases de efecto invernadero.
La configuración empleada, está constituida por tanto por un total de 200 tubos HDPE bajo los cuatro edificios, instalados
a una profundidad de 1 m bajo la cimentación, que aportará unos 152 MWh de calor y 154 MWh de frío al año.
CONTROL DE RADIACIÓN SOLAR
Uno de los principales factores ambientales de los edificios es su relación con la mecánica solar y, a su vez, la integración
de este fenómeno con las ganancias de luz natural por radiación difusa. Para el control solar, una de las mejores estrategias consiste en obtener la mayor cantidad de sombra sobre las fachadas del edificio, especialmente si se trata de superficies de vidrio,
aspecto que no sólo afecta al cálculo de potencia del acondicionamiento de aire, sino que además permite la posibilidad de utilizar en los cerramientos vidrios claros que favorecen la transmisión lumínica de las fachadas hacia el interior del edificio.
El control de las ganancias de radiación solar sobre las fachadas de los patios interiores se realiza en este caso mediante el
diseño y la automatización de lamas mecanizadas. Este proceso se optimizó zonificando el sistema de lamas en cuatro grupos
identificados con letras A-B-C-D, los cuales, a su vez, presentan 3 subcircuitos, lo que arroja un total de 12 mecanismos de control individuales.
La operación de cada circuito es independiente del resto y sus secuencias fueron calculadas en las fechas y horas de mayor
incidencia de radiación para cada fachada, en cada uno de los periodos estacionales definidos por la mecánica solar y en relación con la latitud de la ciudad de Mérida.
21 de junio 13:30 h
21 de junio 13:30 h
1 de marzo 10:30 h
21 marzo 12:30
Como criterio de optimización se definió como lama cerrada aquella cuya posición bloquea directamente los rayos solares
sobre el acristalamiento de las fachadas, y lama abierta aquella que permite el paso del sol sobre los paramentos de hormigón
visto de la fachada. Este análisis se integró al proceso de optimización energética por ganancias de luz natural, en donde las lamas
cerradas pueden estar bloqueando los rayos solares pero permiten el ingreso de luz natural difusa, siendo esta la razón de que
los cálculos de las secuencias de operación estén definidos con precisión de minutos, siguiendo la posición del sol sobre las fachadas a lo largo del día, en cada periodo estacional. El resultado final de este estudio se reflejó en una serie de cuadros resumen con las secuencias de operación de cada sistema de lamas, información que alimentará el programa de operación automático
del sistema de oscurecimiento de los patios.
43
ILUMINACIÓN NATURAL
El estudio de la iluminación natural permitió definir las condiciones de confort visual de las personas que trabajarán en el
centro. También permitió marcar las estrategias de iluminación conjugada para obtener un adecuado rendimiento energético en
la integración de los sistemas de luminarias en función del aprovechamiento de la luz natural, a partir del diseño de circuitos de
lámparas por zonas, diferenciados para cada una de las plantas del edificio.
El cálculo de las ganancias y la distribución de la luz en el interior del conjunto de edificios se desarrolló mediante procedimientos analíticos y experimentales con modelos a escala, en donde se determinaron los factores de distribución lumínica y
se modularon dichos valores para los periodos de verano e invierno de acuerdo a los niveles de luminancia en el cielo de Mérida.
Los cálculos de distribución lumínica consideran la influencia del sistema de sombreamiento de los patios para el control de
radiación solar. En la fase final del proceso se determinaron las posibles zonas dotadas de circuitos independientes que constituyen el sistema final de iluminación conjugada de luz artificial como apoyo de la luz natural.
En la zona de automatización se ubicaron los puestos de trabajo en los que las ganancias de luz natural pueden garantizar
el desempeño de las labores propias de una oficina con niveles superiores a los 500 luxes en la mayor parte del día durante todo
el año. Esta zona es la que genera el mayor beneficio energético como consecuencia de la iluminación conjugada.
En cambio, en la zona intermedia de posible automatización, los niveles de iluminación natural de estas zonas oscilan a lo
largo del día entre 200 y 300 luxes, por lo que un sistema artificial puede llegar a estar funcionando al 50% de su capacidad.
Por último, en la zona sin automatización, no es necesario conectar los circuitos eléctricos de luminarias al sistema, ya que
no se tiene en cuenta los aportes de luz natural proveniente de patios y fachadas. Se recomienda que en esta zona estos sistemas operen en función de los horarios de trabajo y cargas de ocupación.
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CONDUCTOS DE SOL
El empleo de estos elementos se considera un guiño energético y una posibilidad de vincular el interior del edificio con el
exterior.
Los conductos de sol son un sistema de iluminación natural que capta la luz del sol mediante cúpulas situadas en la cubierta
del edificio y la transporta varios metros hacia el interior por un conducto altamente reflectante, lo que permite iluminar espacios oscuros. Una cúpula similar a una claraboya convencional, que se encuentra situada en una zona bien soleada durante el
mayor tiempo del día, es el elemento que remata el conducto en cubierta.
Bajo esta cúpula se sitúa una celosía reflectante que desvía los rayos de sol hacia el interior del conducto, mejorando el rendimiento durante las primeras horas de la mañana, las últimas de la tarde y durante los meses de invierno. La celosía está formada por una única pieza de alta reflectancia, orientada hacia el sur. En el interior se colocará un marco que sujeta un difusor
a través del cual sale la luz del conducto.
La máxima cantidad de luz se obtiene en primavera y en verano, cuando el sol está alto y entra muy vertical al conducto. En
otoño e invierno la altura del sol es menor, lo que da lugar a un mayor número de reflexiones dentro del conducto. Este efecto
se puede minimizar ya que existen celosías reflectantes que desvían el sol bajo de invierno hacia el interior del conducto optimizando su rendimiento.
El proyecto contempla, tal como se ha comentado anteriormente, conducir la luz del sol hacia el interior del edificio para
iluminar con luz natural 16 salas de reuniones situadas en zonas apartadas de las fachadas y los patios interiores, con el sistema
mencionado.
Las salas se encuentran distribuidas a lo largo de las 4 plantas superiores del edificio e iluminadas por conductos de sol
agrupados en dos módulos. Cada módulo está constituido por un grupo de 8 conductos de sol de 900 mm de diámetro, de manera que cada conducto ilumina una sala. Con esta distribución, cada elemento capta la luz solar mediante una cúpula situada
en la cubierta del edificio y la transporta tantas plantas como sea necesario a través de un conducto de reflectancia especular
(98%) fabricado en aluminio anodizado.
Con esto se consigue transportar la luz del sol hasta 15 metros de distancia con las mínimas pérdidas posibles. En el extremo inferior del conducto se instala un panel difusor de alta transparencia que distribuye la luz dentro de la zona a iluminar. El resultado es
un espacio interior que mantiene la conexión de sus usuarios con el exterior y disfruta de todas las ventajas de la luz natural.
COMBINACIÓN DE ESTRATEGIAS. USO DE LA INERCIA
Se efectuó un estudio para valorar la influencia del sistema de intercambiadores aire tierra, así como la propia inercia térmica del edificio, en la demanda energética del edificio, obteniéndose los siguientes resultados.
Dada las características del edificio, se requiere calefacción durante sólo un mes al año, de la última semana de diciembre
hasta la tercera semana de enero. El resto de meses resulta necesaria la refrigeración para alcanzar el confort al interior del
edificio.
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Tabla con las demandas de calefacción y refrigeración del edificio según diversos sistemas de introducción de aire de renovación y ventilación:
TIPO DE VENTILACIÓN
DEMANDA DE CALEFACCIÓN (kWh)
DEMANDA DE REFRIGERACIÓN (kWh)
MECÁNICA DIURNA
14.562
3.873.372
COMBINADA DIURNA
4.297
3.784.229
COMBINADA DIURNA + NOCTURNA (1 ca/h)
X
3.443.317
COMBINADA DIURNA + NOCTURNA (4 ca/h)
X
3.226.519
Nota: ca/h cambio de aire a la hora
Ahorro en demanda de calefacción por el empleo de los intercambiadores: 10.265 kWh (70,5%).
Edificio masivo de hormigón
Ahorros en demanda de refrigeración por el empleo de los diversos sistemas de introducción de aire fresco y ventilación:
MECÁNICA DIURNA
COMBINADA DIURNA
COMBINADA DIURNA
+ NOCTURNA (1 ca/h)
COMBINADA DIURNA
+ NOCTURNA (4 ca/h)
MECÁNICA
DIURNA
COMBINADA 89.143,05
DIURNA
(2,3%)
Ahorro respecto a la
ventilación mecánica.
COMBINADA
DIURNA +
NOCTURNA
(1 ca/h)
430.055,41
(11,1%)
Ahorro respecto a la
ventilación mecánica.
340.912,36
(9%)
Ahorro respecto a la
ventilación combinada diurna.
COMBINADA
DIURNA +
NOCTURNA
(4 ca/h)
646.853,19
(16,7%)
Ahorro respecto a la
ventilación mecánica.
557710,14
(14,73%)
Ahorro respecto a la
ventilación combinada diurna.
216797,78
(6,3%)
Ahorro respecto a la
ventilación combinada
diurna+ nocturna (1ca/h).
La posibilidad de tomar aire de los intercambiadores geotérmicos, combinada con aire del exterior, cuando resulte beneficioso, en lugar de tomar exclusivamente aire del exterior, puede producir ahorros de demanda en refrigeración de hasta el 2,3%.
Para la refrigeración se deberá tomar aquel aire de renovación que se encuentre más frío, eligiendo entre el de los intercambiadores y el aire del exterior.
Si la ventilación combinada diurna se combina con una ventilación nocturna, alcanzando en los meses más calurosos las 4
renovaciones por hora, el valor de ahorro de demandas de refrigeración se incrementa hasta el 16,7% respecto a la ventilación
mecánica con aire del exterior.
La ventilación nocturna con aire directamente del exterior como estrategia para la eliminación de cargas de calor en el edificio se realizará tan sólo cuando la temperatura al interior del edificio sea superior a la temperatura del aire exterior.
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Comparativa entre el edificio original de alta inercia térmica y un edificio de las mismas características pero de baja inercia térmica:
TIPO DE
VENTILACIÓN
INERCIA
DEMANDA CALEFACCIÓN
(kWh)
AHORRO DE DEMANDA
EN CALEFACCIÓN POR
EMPLEO DE ALTA INERCIA
TÉRMICA (kWh)
DEMANDA
REFRIGERACIÓN
(kWh)
AHORRO DE DEMANDA EN
REFRIGERACIÓN POR
EMPLEO DE ALTA INERCIA
TÉRMICA (kWh)
MECÁNICA DIURNA
ALTA
BAJA
14.562
17.331
2.769
(16%)
3.873.372
3.984.848
111.476
(2,8%)
COMBINADA DIURNA
ALTA
BAJA
4.297
7.870
3.573
(45,4%)
3.784.229
3.882.026
97.796
(2,5%)
COMBINADA DÍA+
NOCTURNA (1 ca/h)
ALTA
BAJA
X
X
X
3.443.317
3.635.556
192.239
(5,28%)
COMBINADA DÍA+
NOCTURNA (4 ca/h)
ALTA
BAJA
X
X
X
3.226.519
3.617.246
390.727
(10,8%)
Por sí sola, la inercia térmica del edificio produce un ahorro de las demandas tanto de calefacción como de refrigeración.
Estos ahorros varían en función del sistema que se emplee para introducir el aire de renovación en el edificio, y en función de
si se emplea o no una ventilación nocturna en los meses en los que se requiere refrigeración.
Se realizó un calendario que señala cual debe ser principalmente el origen del aire de renovación semana a semana, aunque esto no significa que el aire tan sólo tenga que provenir de este origen.
Esta es una aproximación para estimar de modo orientativo los ahorros energéticos en climatización por la combinación de
aire del exterior y aire de los intercambiadores. Al trabajar con temperaturas medias y años climáticos medios una mayor precisión a la hora de diseñar este calendario no tendría sentido.
La dotación al sistema de renovación de aire de sensores programados para seleccionar el aire más frío en el caso de requerir
refrigeración y el aire más caliente en el caso de necesitar calefacción podría incrementar los ahorros energéticos que se presentan a continuación.
El calendario resultante es el siguiente:
Leyenda
Calendario semanal
51
EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA
El método empleado para la evaluación dinámica ha sido el CIBESE de admitancias, el cual fue desarrollado por el Chartered Institute of Building Service Engineers británico, que tiene como objeto dimensionar correctamente las instalaciones de calefacción y refrigeración de los edificios, calculando la demanda neta de energía prevista, así como el máximo valor de potencia
necesario en los picos de consumo.
Para evaluar la eficiencia se analizarán los siguientes casos:
- Edificio de referencia del Código Técnico de la Edificación (CTE).
El edificio a estudiar es el mismo que está proyectado pero aplicando los valores de Transmitancia térmica impuestos por el
CTE, que en este caso son los siguientes:
Se observa que para porcentajes de huecos superiores al 60% no existe requisito definido explícitamente. En el cálculo se
ha efectuado el valor más restrictivo, que es el de la fachada sur, (que el CTE asigna como SO, debido a que se desvía más de 18º
del sur) en la que se exige un Factor Solar Modificado de 0,39.
Cabe mencionar, que en el edificio de referencia no se ha tenido en cuenta el intercambiador. Esto se ha hecho así porque
se entiende que el intercambiador es un elemento que aporta valor añadido al proyecto, y que la mejora del rendimiento energético que produce no puede ser tomada en cuenta en el edificio de referencia.
Si se tuviera en cuenta en este último, desvirtuaría el objetivo final del sistema y acabaría derivando en la ausencia de soluciones innovadoras, debido a que si al incorporarlas a un proyecto son incluidas automáticamente en el edificio de referencia,
el ahorro energético que producen queda anulado y la inversión realizada no se vería reflejada en su justa medida en la memoria técnica correspondiente.
Se ha empleado el mismo criterio para las lamas orientables motorizadas que el edificio incorpora en la parte superior de
los atrios, destinadas a frenar el paso de la radiación solar en verano y cuya aportación se ha considerado que debe ser tratada de forma independiente en el estudio efectuado. Por ello, en el edificio de referencia no está incorporada esta solución.
- Edificio de proyecto sin intercambiador.
Este caso es el resultado de modelar térmicamente el mismo edificio del caso anterior, pero con los valores de cerramientos
que realmente se han proyectado y la incorporación de las lamas en la zona superior de los patios.
Se observa que el ahorro en calefacción es muy significativo, cercano al 30%. Este hecho está motivado por la gran calidad
de los cerramientos proyectados, que ofrecen un coeficiente de aislamiento muy superior al exigido por el CTE. En refrigeración,
por el contrario, no se mejora sensiblemente el rendimiento, la demanda de refrigeración disminuye en 1,62%. Este resultado indica que un mayor aislamiento de los cerramientos no se ve reflejado directamente en un ahorro en refrigeración.
El estudio efectuado contempla cargas térmicas internas, debidas a la maquinaria, la iluminación y la presencia de personas. Esto
unido a un mayor nivel de aislamiento con el exterior, produce que el calor generado encuentre más dificultad para ser evacuado.
El Código Técnico no impone cargas térmicas internas en el cálculo, por lo que actuando sobre este parámetro en el modelo
implementado, se puede conseguir que la carga de refrigeración resulte similar a la calculada para el caso anterior, el edificio de
referencia. No obstante, el objeto del estudio realizado es evaluar el edificio tal y como está proyectado, es decir, con la presencia del intercambiador diseñado para aliviar sensiblemente la demanda de refrigeración. Por ello se mantiene la presencia de cargas internas, con el fin de proporcionar resultados más próximos a la realidad.
Este valor, por tanto, no es representativo de la calidad energética del proyecto, aunque pone de manifiesto lo comentado
anteriormente, respecto a la validez de introducir o no el intercambiador proyectado en el edificio de referencia.
Si el edificio de referencia se modela con el intercambiador, puede producirse la paradoja de que un proyecto diseñado para
tener un consumo de energía mínimo no cumpla el CTE, y que la forma más sencilla de cumplir con los requisitos del mismo fuera
realizar un proyecto menos ambicioso cuyo edificio de referencia sea, a su vez, más permisivo.
Por ello, en el estudio efectuado se ha contemplado el intercambiador como un elemento de mejora del proyecto, y por
tanto, tal como se ha indicado anteriormente no se ha considerado su efecto en el edificio de referencia que define el CTE.
- Edificio de proyecto con intercambiador.
Este caso es el resultado de modelar térmicamente el edificio tal
y como ha sido proyectado.
El resultado obtenido muestra que el intercambiador ahorra aproximadamente un 17% en refrigeración y un 30% en calefacción. Extrapolando este ahorro a los 4 edificios supone un total de 280 MWh/año de
ahorro en refrigeración, y 222 MWh/año de ahorro en calefacción, originados exclusivamente por la presencia del intercambiador.
El proyecto globalmente consigue un ahorro total del 51% en calefacción y un 18,5% en refrigeración respecto al edificio de referencia, valores muy importantes dado el elevado nivel de exigencia que
presenta el Código Técnico ya de partida.
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En términos de emisiones de CO2, y referido a la totalidad de edificios, el proyecto presenta un importante ahorro respecto
al edificio de referencia. La solución proyectada ahorra un total de 136 Ton/año de emisiones de CO2, de las cuales, 118 Ton/año
corresponden a calefacción y 18 Ton/año a refrigeración.
El intercambiador ahorra un 40% (46 Ton/año) en calefacción y prácticamente la totalidad en refrigeración. Estos valores
son consecuencia de la suma de efectos del intercambiador, por una parte, y del propio diseño del edificio, por otra.
DISEÑO DEL SISTEMA DOMÓTICO PARA EL CONTROL DE LAMAS DE LOS DISTINTOS EDIFICIOS
Se efectuó en fase de proyecto un estudio del entorno para evaluar las posiciones más adecuadas en las que se deben colocar los sensores de medida de iluminación. Inicialmente se ha considerado que puede ser suficiente desplegar una red de sensores equiespaciados en altura para las cuatro fachadas interiores de cada patio. Adicionalmente se podrá colocar un piranómetro
en el exterior para medir el nivel de irradiación externa.
Durante la fase de ejecución de obra, se desarrollará adecuadamente la solución definitiva que estará basada en el empleo
de sensores cableados. Se ha optado por una solución mixta que incluye dispositivos comerciales conectados a un desarrollo propio compuesto de un mini PC para controlar los sensores en cada patio con una tarjeta de adquisición de datos. Por lo tanto, el
diseño propuesto es una solución creada específicamente para este escenario, optimizada para cubrir los objetivos demandados.
La decisión de utilizar una solución cableada en lugar de la solución inalámbrica responde a una cuestión de mayor fiabilidad. Sobre el cable se establecerá un protocolo de comunicaciones que permita la transmisión de la información de los sensores
Detalle de la interconexión entre los sistemas de control de los patios con el PC central que sirve como maestro de los anteriores y es
la interfaz con el exterior.
interiores y exteriores hasta el sistema de adquisición de datos, ubicado localmente en cada patio, que a su vez se comunique con
un ordenador central que almacene la información y que permita configurar todo el sistema. El ordenador central guardará la información recogida por los sensores. Se podrá acceder a esta información desde cualquier ordenador con conexión a Internet.
Esta propuesta incluye un software propio basado en un diseño optimizado que actuará remotamente sobre los motores de
las lamas de la cubierta para modificar su posición.
En el proyecto figuran las tecnologías y equipos que se van a instalar, así como su ubicación, detallándose todas las conexiones tanto de datos como de alimentación. También se incluirá el código ejecutable del sistema de comunicaciones utilizado,
el código ejecutable para el control del movimiento de las lamas y el de control del edificio completo. Actualmente consideramos que no es necesario utilizar accesos tipo GSM puesto que un edificio de estas características va a estar cableado, siendo esta
última solución la más natural, económica y segura. La instalación, por tanto, se caracteriza por:
a) La ubicación de múltiples sensores de luz en cada patio -16 en total, uno por fachada en cada una de las cuatro plantas,
proporcionará la información suficiente para evaluar adecuadamente el impacto de la instalación de las lamas motorizadas. De
esta forma, se podrá contrastar con medidas reales las simulaciones realizadas. Se utilizarán sensores de luz comerciales de conexión inmediata.
b) Será necesario conectar el piranómetro de irradiación de referencia ubicado en el exterior del edificio.
c) El sistema de adquisición de datos será un PC de bajo coste con tarjeta específica para esta finalidad que a su vez convierta la información suministrada por los sensores a un formato adecuado para transmitirlos por una red local (LAN). Cada PC,
situado en los patios, debe funcionar de forma autónoma aunque debe ser programado inicialmente para cubrir la función de adquisición de datos, control del motor de las lamas y localización del mismo. El control automático del citado motor se realizará de
acuerdo con un cierto algoritmo que tenga en cuenta la iluminación en los múltiples puntos, la persistencia de la misma y las
condiciones exteriores. Este sistema de adquisición puede manejar múltiples señales aunque debe estar situado en un entorno
cercano a los sensores para que la señal generada por éstos llegue con un nivel adecuado. La solución que proponemos como la
más eficiente está basada en un diseño propio, específico de esta configuración que contempla las particularidades de los sensores utilizados, así como el grado de confianza y seguridad que debe tener un PC que funcione de manera autónoma. Este sistema propio incluye tanto el diseño a nivel de dispositivo (hardware) como de la programación de los mismos (software).
d) La información recogida en cada uno de los PCs situados en los patios será enviada a un ordenador central vía LAN con
la doble finalidad de recopilar en el ordenador la información recibida de cada sensor y controlar todos los PCs de patios, posibilitando la puesta en marcha o parada de los mismos de manera independiente. Otra de las funciones del ordenador central será
permitir el acceso a los datos recopilados. El ordenador central estará, por tanto, equipado con el programa de comunicaciones
con los PCs de patio, el programa de comunicaciones con el exterior, el programa de control del sistema completo (puesta en
marcha de cada uno de los sistemas de los patios de manera independiente), y un sistema de emergencia que posibilite la manipulación de las lamas manualmente.
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SELLO DE SOSTENIBILIDAD CENER
El Sello de Calidad Medioambiental en la Edificación CME® de CENER es un distintivo de calidad medioambiental de edificios que pretende destacar las estrategias de ahorro energético y criterios de sostenibilidad que posee un edificio respecto a las
condiciones básicas y obligatorias marcadas por la normativa vigente.
El objetivo principal del Sello CME® es promover una construcción más sostenible en detrimento de una construcción consumidora de energía y de recursos, que no respeta el medioambiente.
La metodología de Sello CENER abarca una evaluación en fase de proyecto (Sello provisional) y otra en fase de control de
obra (Sello definitivo).
El nuevo edificio de las Consejerías de Mérida ha obtenido, con carácter provisional, la máxima calificación, CENER+,
gracias a los buenos resultados obtenidos del análisis de los siguientes aspectos:
Eficiencia energética, A, entendido como la cantidad de energía necesaria para satisfacer durante su vida útil las distintas
necesidades asociadas a unas condiciones normales de uso, funcionamiento y ocupación y que depende principalmente del diseño constructivo de éste y de los sistemas de producción de energía utilizados.
Análisis del ciclo de vida de los materiales empleados para su construcción, B, entendido como la cantidad de energía
consumida en la construcción del edificio, que abarca desde la energía empleada en la obtención del material desde su origen
(bosque, cantera, yacimiento…), hasta su puesta en obra.
Indicadores de sostenibilidad, C, que evalúa el proyecto desde
un punto de vista de sostenibilidad, analizando aspectos no contemplados en las fases anteriores, pero que tienen relación con el
ahorro de energía y la protección del entorno.
En la actualidad se está llevando, durante la construcción del
edificio, la segunda fase de verificaciones, con el objeto de conseguir el Sello definitivo.
Estos 43.61 kg CO2 /m2 anuales, corresponden a la repercusión
anual de las emisiones correspondientes a la energía necesaria
para la elaboración y puesta en obra de los materiales de construcción del edificio, más las emisiones anuales procedentes de la
energía consumida por el edificio durante su utilización para satisfacer unas necesidades de calefacción, refrigeración, de agua
caliente sanitaria e iluminación, minorándolas en este caso por su
Figura 6. Etiqueta y valores de la calificación final del Sello
CENER CME® “Calidad Medioambiental en la Edificación” para
el proyecto de la nueva sede de las Consejerías de la Junta
de Extremadura. Fuente: CENER
buen comportamiento en los indicadores de sostenibilidad, obteniendo una calificación final A, y por tanto, la obtención del distintivo de SELLO CME® CENER+ con carácter provisional.
CONCLUSIÓN
El conjunto de edificios proyectados es de una alta eficiencia energética. Aunque los sistemas empleados son en general
conocidos, no existen en España instalaciones realizadas de semejante tamaño, particularmente en el caso del intercambiador
tierra-aire.
El conjunto es la evidencia del papel ejemplarizante que la Administración Pública, y en concreto la Junta de Extremadura,
debe ejercer liderando el proceso de aplicación de las medidas contempladas en el nuevo Código Técnico de la Edificación;
incluso superándolas, como en este caso.
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CONSTRUCCIÓN
-EFICIENCIA
ENERGÉTICA Y
SOSTENIBILIDAD
INSTALACIONES
A continuación se describen las instalaciones que han sido ejecutadas en el edificio, incidiendo de manera especial en
aquellos aspectos que tienen más relevancia desde el punto de vista de la eficiencia y del ahorro energético.
INSTALACIÓN TÉRMICA
La climatización del edificio se ha resuelto mediante un sistema de producción de frío y calor mediante enfriadoras y calderas.
Las redes de distribución de agua son a 4 tubos, alimentando unidades de tratamiento de aire (UTAs) y a unidades terminales
tipo fan-coil.
PRODUCCIÓN FRIGORÍFICA
La producción de frío se consigue mediante dos unidades enfriadoras condensadas por agua. Una de las enfriadoras tiene
una potencia de 1500 kW y cuenta con compresor centrífugo alcanzando un EER de 6,36. La otra es de compresor monotornillo
de 750 kW e incorpora doble condensador con el que se recupera una cantidad de calor equivalente a la del frío producido. El
rendimiento integrado de esta unidad es de 10,38. Las características fundamentales de estas unidades son las siguientes:
Dada la magnitud del edificio era lógico y necesario acudir a un sistema de condensación por agua: el progresivo y rápido
avance de los conocimientos medioambientales y del equilibrio térmico del planeta ha ido poniendo en evidencia que la aparente
sencillez y economía de utilizar los sistemas de transferencia de calor sensible al aire, además de las limitaciones que impone la
temperatura, tiene algunos inconvenientes como pueden ser el elevado coste energético del proceso y las consiguientes emisiones
de CO2, con el posterior efecto invernadero.
Para el edificio que eventualmente albergará el CPD se ha previsto una enfriadora condensada por aire y compresor
monotornillo con una potencia de 385 kW. Esta enfriadora permite también la recuperación de calor y está enlazada al sistema
general del edificio. Sus características principales son las siguientes:
PRODUCCIÓN CALORÍFICA
Una parte importante de la producción
de calefacción y de ACS se realizará
mediante caldera centralizada alimentada
con biomasa. Al utilizar madera reciclada
como combustible, al contrario de lo que
sucede con los combustibles fósiles, no se
libera CO2 adicional, contribuyéndose así a
reducir los gases que provocan el efecto
invernadero y el cambio climático mundial.
El resto de producción calorífica se ha
previsto mediante calderas de baja
temperatura que permiten disminuir la
temperatura del agua de retorno sin que se
produzca condensación, de manera que se
disminuyen las pérdidas a través del cuerpo
de la caldera y se consiguen rendimientos
elevados (>96 % sobre PCI).
Existen numerosas razones que
aconsejan el uso de biomasa para
calefacción y/o ACS. Entre éstas se
pueden citar las siguientes:
• Las instalaciones abastecidas con
biomasa en sus diferentes formas (pélets,
astillas, huesos de aceituna triturados,
etc.) son respetuosas con el medio
ambiente al presentar una emisión
reducida de contaminantes a la atmósfera
y no contribuir al efecto invernadero por
tener un balance neutro de CO2. Esta
última característica ayuda a cumplir los
acuerdos sobre el cambio climático del
Protocolo de Kyoto.
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• En la actualidad, otra razón es el
menor precio comparativo con otros combustibles y su mayor estabilidad, al no depender de las fluctuaciones exteriores,
aunque el coste de inversión inicial de los
equipos es normalmente superior al de los
equipos que utilizan combustibles convencionales.
• La operación y mantenimiento de
estos sistemas es sencillo al ser sistemas
automáticos con incorporación de control
electrónico, que puede ser integrado en el
BMS del edificio.
• La limpieza del equipo, en las calderas con tecnologías avanzadas, es totalmente automática y la retirada de las
cenizas una tarea poco frecuente.
• Las calderas con biomasa tienen una alta resistencia al desgaste, larga vida útil y, lo más importante, presentan un buen
rendimiento energético, superando valores entre el 75 y el 90% de eficiencia.
• Desde el punto de vista normativo, los biocombustibles sólidos que se van a utilizar están reconocidos y tienen tratamiento propio en el RITE, lo que favorecerá de manera notable el crecimiento del mercado de instalaciones con biomasa.
A la vista de las demandas caloríficas que presenta el edificio se deduce que es posible cubrir un amplio porcentaje de la demanda de calefacción anual con la caldera de biomasa ya que la demanda máxima de potencia sólo se producirá durante periodos cortos de tiempo.
Se propone entonces emplear la caldera de biomasa como base, dejando las calderas convencionales sólo para cubrir los picos
de demanda. De este modo se consigue realizar una inversión más ajustada, contener las dimensiones de la sala (y del silo) y asegurar el suministro de calefacción en caso de eventuales problemas con el abastecimiento del biocombustible. Como se ha comentado, el empleo de una caldera de biomasa redunda en un menor índice de emisiones global del edificio y en consecuencia
facilita la obtención de la Calificación Energética Clase A (s/R.D. 47/2007). Además del ahorro en emisiones (quemar biocombustibles supone un índice de emisión de CO2 nulo), el empleo de biomasa supondrá una reducción del coste directo ya que el
precio del kWh con gas se puede cifrar en unos 0,040 €/kWh, mientras que el de biomasa oscila entre un mínimo de 0 (si los residuos biocombustibles son de generación propia) y un máximo de 0,033 €/kWh.
Las características de los equipos productores de calor son básicamente las siguientes:
Además se ha instalado un sistema de microcogeneración mediante 2 motores de combustión interna, de manera que mediante
la producción de 5,5 kW de energía eléctrica, se produzcan 12,5 kW de energía térmica por la recuperación de calor de los gases
de escape y en la camisa del motor (por cada uno de los motores). De esta manera, es posible sustituir el sistema de paneles solares
térmicos obligatorio por el Código Técnico de la Edificación, ya que la producción de energía térmica de manera renovable supera
a la que produciría un campo de colectores solares que dieran la cobertura mínima exigida (DB HE-4, Art.1.1).
CAUDAL VARIABLE HIDRÁULICO
Todos los circuitos hidráulicos secundarios serán de caudal variable (a excepción del circuito de condensación), previéndose
controles de presión diferencial en las bombas de circulación para controlar su velocidad mediante variadores de frecuencia, con
el consiguiente ahorro energético que esto supone al adecuar la potencia de bombeo a las necesidades térmicas del edificio en
cada momento. Está prevista la utilización de válvulas de dos vías para el control automático de las distintas baterías. Este diseño
de caudal variable hidráulico, no solamente supone un ahorro energético importantísimo, sino que también logra que se
mantengan las temperaturas de los fluidos principales siempre en sus valores de diseño.
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CAUDAL VARIABLE DE AIRE
Por lo que se refiere a la distribución de aire también se ha elegido un sistema a caudal variable (VAV). Todas las plantas se
sirven de unidades de tratamiento de aire (UTAs) ubicadas en cuartos de uso exclusivo. El caudal del aire de estas UTAs variará
en función de la apertura de las cajas terminales VAV y una sonda de presión diferencial en el conducto mantendrá la presión
constante actuando sobre el variador de velocidad del motor del ventilador. Cuando las condiciones de comparación de temperaturas del aire exterior y de retorno lo aconsejen se aprovechará la capacidad de refrigeración gratuita de tomar aire exterior
(free-cooling). Las compuertas serán todas reguladas por servomotores basándose en las lecturas de temperatura y humedad de
retorno (control entálpico) y su comparación con la entalpia del aire exterior.
DIFUSIÓN POR SUELO
La entrada del aire en el local se realiza empleando difusión por desplazamiento (con difusores de suelo) gracias a la cual
se consigue en el local una calidad mayor de aire ya que casi todas la impurezas producidas por las fuentes de calor son conducidas directamente hacia la parte superior del local por las corrientes de convección; esto implica necesariamente que los ocupantes del local tendrán un reducido grado de concentración de partículas y una mayor calidad de aire, puesto que desde el suelo
fluye a su alrededor un flujo de aire limpio. Además, con este sistema de difusión se tienen ventajas energéticas ya que existe
un incremento de temperatura de suelo a techo, siendo por tanto la temperatura del aire en el local a la altura de las cabezas
de las personas, inferior a la temperatura del aire de retorno. Se consigue así aportar exclusivamente la energía de refrigeración
necesaria para alcanzar la temperatura deseada en la zona de ocupación.
CONTROL DE LAS INSTALACIONES
La instalación de control se ha proyectado de manera que cumpla la misión de gestionar de manera global las instalaciones
electromecánicas presentes en el edificio, lo cual supone tenerlas todas bajo la tutela de un único sistema que permita la supervisión y el control específicos de cada una de ellas y que posibilite el intercambio de todo tipo de informaciones y actuaciones entre instalaciones. En cada procesador distribuido residirán los programas de aplicación para llevar a cabo las funciones de
monitorización, automatización, regulación (control digital directo) y gestión del consumo energético sobre los equipos encomendados. A su vez, los procesadores distribuidos se conectarán a un bus en el que el protocolo de comunicaciones, especialmente estudiado para los procesos en tiempo real, garantice una buena fiabilidad en la transmisión de datos.
INTERCAMBIADOR DE CALOR AIRE-TIERRA
La pre-refrigeración del aire primario (aire exterior mínimo necesario para ventilar) en verano y el precalentamiento de dicho
aire en invierno se incorporó al edificio un intercambiador de calor aire-tierra. El proyecto contemplaba su integración dentro
de las instalaciones de climatización del edificio desde la fase inicial de diseño.
El aire primario es introducido a través de un sistema de conductos enterrados. Al fluir por esos conductos, la temperatura
del aire se aproxima a la temperatura del suelo circundante. Exceptuando las capas más próximas a la superficie, las temperaturas
de la tierra varían muy poco a lo largo del año. Así, el flujo de aire que pasa por los conductos es enfriado por la tierra
relativamente fría que rodea a éstos durante el periodo estival, y en invierno la tierra relativamente cálida precalienta el aire antes
de que entre en el edificio, con el consiguiente ahorro energético. Para obtener el flujo de aire necesario se emplean varios
ventiladores, que en este caso están situados delante del sistema de conductos. El caudal total de aire que se hace pasar por este
sistema de intercambio geotérmico supera los 100.000 m3/h
Tras sucesivos experimentos con este tipo de dispositivos se ha demostrado que funcionan de acuerdo a modelos matemáticos
complejos y que, a efectos prácticos, se puede llegar a las siguientes conclusiones generales:
• La temperatura de salida del aire depende en gran medida de la temperatura de entrada.
• Las características del suelo son decisivas: las propiedades térmicas del mismo influencian fuertemente el comportamiento
del sistema.
• A mayor longitud del conducto existe una mayor transferencia de calor y el rendimiento del sistema aumenta; sin embargo,
dicha longitud no se puede prolongar indefinidamente, ya que la temperatura de salida presenta un punto de convergencia a partir
del cual, cualquier aumento de longitud influye muy poco en la temperatura de salida del aire. Los valores usuales para longitud
de conductos oscilan desde los 10 a los 100 m.
• Se considera como velocidad óptima de paso de aire por los conductos unos 4 m/s, con objeto de mantener las pérdidas
de carga del aire a su paso por el intercambiador en unos valores aceptables.
• Es más eficiente un conjunto mayor de conductos más cortos que menor cantidad de conductos de mayor longitud.
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La disposición que se ha realizado y que se
considera como más ventajosa es la que se expone a
continuación (distribución Tichelmann), en la que las
pérdidas de carga son idénticas independientemente
del camino que tome el aire.
INSTALACIÓN DE ELECTRICIDAD
Centro de transformación
La instalación eléctrica se alimenta a través de un centro de transformación de abonado con 5 máquinas transformadoras
de 1000 kVA cada una, conectadas en paralelo. La potencia total máxima de la instalación es por tanto de 5.000 kVA.
Servicio de emergencia
Puesto que la ocupación prevista para este edificio es superior a 300 personas, se dota a cada edificio de su correspondiente
suministro complementario de acuerdo a la ITC BT 28, art. 2.3.
Este suministro de reserva debe ser al menos el 15% de la potencia contratada, y ser capaz de atender todos los servicios
urgentes indispensables (Servicio de Emergencia).
El grupo electrógeno instalado es de 1750 kVA.
Diseño de la instalación
Se han instalado cuatro Cuadros Generales de Baja Tensión, CGBT-A, CGBT-B, CGBT-MECANICAS y CGBT-GRUPO para dar
servicio y distribuir a los cuadros secundarios y
a algunos receptores.
Todos los aparatos de los cuadros generales
así como el embarrado están dimensionados
para soportar un poder de corte de al menos
50 kA. Para los casos en los que se aplique
protección por filiación se adjunta en el anejo
de cálculos las tablas del fabricante.
Derivando de los Cuadros Generales de Baja Tensión, se instalan los siguientes cuadros generales de consejerías los cuales a
su vez alimentan a los respectivos cuadros terciarios de zonas:
Parámetros considerados en el diseño de la iluminación
Los niveles mínimos de iluminación interior cumplen la norma UNE 12464-1, en especial los niveles indicados para centros
sanitarios y edificios administrativos.
Asimismo, atendiendo al CTE (Parte 2, HE Ahorro de Energía), la instalación de iluminación dispone de un sistema de regulación y control para el aprovechamiento de la luz natural en la primera línea paralela de luminarias situadas a una distancia inferior a 3 metros de las ventanas. Dicho sistema consta de sensores de luz que regulan la iluminación mediante balastos
electrónicos equipados en las luminarias instaladas en estas zonas.
Por otra parte, los aseos disponen de sensores de movimiento temporizados, a fin de evitar que permanezcan encendidos
cuando no haya ocupación.
Compensación del factor de potencia
Se han instalado baterías automáticas de condensadores para compensar el factor de potencia de la instalación, en los cuatro cuadros generales de baja tensión (CGBT´s), utilizando una compensación global, lo que aporta las siguientes ventajas:
- Suprimir las penalizaciones por un consumo excesivo de energía reactiva.
- Ajustar la potencia aparente a la necesidad real de la instalación.
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- Descargar el centro de transformación (potencia disponible en kW).
Se utiliza una compensación variable ya que en esta instalación la demanda de potencia reactiva no es fija, suministrando
la potencia según las necesidades de cada momento.
Las baterías de condensadores se dimensionan para obtener un factor de potencia de 0,95 con la finalidad de evitar el pago
en concepto de energía reactiva y obtener, si cabe, una bonificación sobre los términos de energía y potencia por este concepto.
Suministro de alimentación ininterrumpida
Al objeto de asegurar el suministro eléctrico continuo de los sistemas de informática y mejorar el tipo de onda para los equipos informáticos, se ha contemplado la instalación de sistemas de alimentación ininterrumpida del tipo estático (SAI), marca APC
de Schneider, modelos Galaxy 5000 y 7000, tipo ON-LINE permanente, con característica de entrada 3x400/400V ±15%, 50 Hz
±6%, y de salida 3x400/400V ±1% estática equilibrada, 50 Hz ± 0,1% sin red, de potencias 140 kVA y 80 kVA.
Luminarias con control de luz
El Sistema ELS (Sistema de Control de Luz) utilizado en el conjunto regula la luz artificial en función de la cantidad de luz
natural disponible, garantizando un entorno de trabajo agradable y generando unos importantes ahorros económicos, ya que el
excedente de luz se regula automáticamente.
El sistema permite ajustar fácilmente cada luminaria de manera individual, de forma que se adapte a las necesidades de cada
usuario, siendo un sistema de control “suave” que no produce cambios bruscos perceptibles para el usuario.
Al poder actuar luminaria a luminaria el sistema es muy versátil y adaptable: si se realizan variaciones o cambios en la distribución interna de las plantas se pueden adaptar los encendidos de las luminarias a los cambios.
Como consecuencia de lo anterior es posible realizar un mantenimiento más apropiado al poder saber el estado de las luminarias y detectar los fallos en las mismas.
Paneles fotovoltaicos
La meta del proyecto era conseguir una producción de 302,9 kWp para la venta a la compañía eléctrica. Para obtener dicha
potencia se han necesitado 3 instalaciones independientes de 100,9 kWp por instalación. Cada uno de esos tres sistemas está
formado por 374 paneles fotovoltaicos de 270 Wp, dividiéndose el sistema en 3 inversores.
A cada inversor están conectadas 22 cadenas y cada cadena está formada por 17 módulos colocados en serie. La tensión máxima de circuito abierto de este sistema es aproximadamente de 442 Vcc a pleno sol con una temperatura ambiente de -10ºC.
Cada uno de los inversores toma la energía, en corriente continua, que proviene de los módulos solares y la transforma en
corriente alterna que se inyecta en la red de distribución pública pasando antes por un contador de energía. El inversor monitoriza en todo momento la red inyectando la corriente CA a la misma frecuencia y tensión de la red de distribución.
La instalación por tanto tiene un total de 302 kWp de potencia fotovoltaica repartidos en tres ramales de 100.98 kWp. La
potencia nominal CA de cada uno de los tres inversores de la instalación es de 32 kWp. Hay que tener presente que la potencia
nominal es siempre menor que la fotovoltaica de pico para mantener el inversor en un punto de eficiencia razonable incluso en
los días de poca radiación de invierno, cuando la potencia que dan los paneles es muy baja.
Puntos de recarga para coches eléctricos
El edificio responde a unos criterios de ecosostenibilidad que se han
trasladado a sus instalaciones. Por ello se ha dotado al edificio de seis puntos
de recarga para vehículos eléctricos similares a los que se muestran a
continuación. Dichos puntos se encuentran ubicados en zona próxima a los
núcleos de ascensores.
INSTALACIÓN DE FONTANERÍA
La instalación de agua fría sanitaria para abastecimiento al edificio se inicia en una conexión de la red exterior existente en
la parcela. La acometida se realizará con tubería enterrada por zanja hasta acometer a la zona prevista para contener el contador
instalado en arqueta de suelo en el exterior del edificio, en el interior de la parcela. Se dispondrá en la arqueta junto al
cerramiento, de una llave de corte (registro de abonado).
Se instala un contador general para el control del consumo, cuyas características se han determinado por la Empresa
suministradora. Vendrá equipado con un filtro para retención de impurezas, válvulas generales de corte tipo compuerta de cierre
elástico a la entrada y salida para facilitar su reparación y desmontaje y una válvula de retención para evitar retrocesos del agua
a la red de abastecimiento; así como un grifo de comprobación.
La distribución interior comienza en la succión del agua en el interior de los aljibes de reserva (2 x 3000 L, fabricados en PEAD
sanitario), y mediante una toma se conecta al colector del grupo de presión. Éste bombea el agua a la red de distribución de agua
fría. Todo ello es comandado por un cuadro eléctrico conectado con los presostatos del colector, que da las órdenes de marchaparo a la bomba y de apertura-cierre a las electroválvulas que cortan el suministro a la bomba. La posición normal de la
electroválvula es cerrada y la de la bomba parada. En el momento en que la instalación demande agua, la electroválvula se abre
y se pone en marcha la bomba del grupo.
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En caso de fallo del sistema de presión automático, la instalación cuenta con un by-pass que permite usar la presión de la
red de agua municipal directamente.
La distribución de agua fría se realiza mediante materiales, accesorios y elementos homologados oficialmente. En el edificio
se ha empleado tubería de polipropileno marca Aquatherm, mod. Fusiotherm Faser Serie 3,2/SDR 7,4 con refuerzo de fibra de
vidrio, coquilla de espuma elastomérica Armaflex pegada, de espesor variable en función de la sección del tubo.
Por el patinillo de instalaciones, discurren las montantes hasta distribuir a cada planta, donde derivará la correspondiente
tubería junto al techo, con válvula de corte en cada nivel. Paralelas al techo, discurren hasta cada uno de los locales de consumo,
en el que se instalan válvulas de corte a nivel superior de cualquiera de los aparatos, manteniéndose horizontalmente a este nivel.
Las ramificaciones a cada aparato de consumo tienen un recorrido vertical descendente y se dispone de llaves de corte y
regulación de paso recto en todos los puntos de consumo.
El material empleado en la distribución de tuberías en el interior de los cuartos húmedos se realiza con tubería de polietileno
reticulado debidamente aislado.
El equipo de presión adoptado es marca EBARA modelo APG 18-6-3 VV con variador de frecuencia y calderín de membrana
de 100 litros, con tres bombas de 5,5 kW que suministran de 45.000 L/h a una altura manométrica de 75 mca, suficiente para
la instalación proyectada.
INSTALACIÓN DE GAS
La instalación de gas del edificio se clasifica como de potencia grado 3, puesto que la potencia simultánea de la instalación
es de 760 kW.
Respecto a las presiones de servicio, la compañía suministra el gas a 4 bar de presión, reduciendo en el armario de regulación
y medida a 100 mbar hasta llegar a los aparatos que demandan gas natural cuya presión de servicio será de 22 mbar. Estos
aparatos son dos calderas y dos motores de microcogeneración.
Desde la acometida se abastece al armario de regulación y medida con tubería de polietileno SDR 63 mm diámetro, desde
dicho armario acomete la instalación individual entrando en edificio con tubería acero 2” hasta sala caldera, envainada con
tubería acero 4” en la zona que discurre por sótano.
El armario de regulación y medida tiene las siguientes características: para contador G-65 de pistones con un caudal de 160
m3/h, presión MPB y presión de salida 100 mbar, código AR28100-P2.
Se dispone de electroválvula de corte normalmente cerrada y válvula de corte en entrada sala caldera, discurriendo instalación
de gas con tubería acero 2”, 1 1/”2, 1 ¼” y 1” en instalación vista grapeada de paramentos y techo. Cada red que alimenta a
caldera y aparato dispone de llave de corte y regulador-estabilizador con seguridad por mínima.
Con el fin de poder suministrar gas natural a cada uno de los aparatos de consumo a la presión que éstos demandan, se
instalarán los equipos de regulación adecuados. Estos reguladores tendrán una presión de salida de 22-55 mbar y un caudal de
4-60 m3/h.
INSTALACIÓN DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS
Sistema de Detección Automática de Incendios
En el edificio se ha instalado un sistema automático de detección de incendios compuesto por detectores ópticos analógicos,
detectores por aspiración, pulsadores analógicos manuales de alarma, sirenas acústicas de alarma analógicas, módulos de control
etc., todo ello conectado en red a varias centrales de detección y alarma de incendios analógicas.
La detección por aspiración se ha realizado por el falso suelo de cada planta del edificio estando gobernada por un módulo
que envía la señal a la Central.
Los detectores ópticos de humos se han dispuesto de tal forma que cada uno cubra una superficie máxima de 60 m².
Los pulsadores están distribuidos de tal forma que no existan recorridos mayores a 25 metros hasta alcanzar uno de ellos
desde cualquier punto.
La central de detección de incendios consiste en un equipo de señalización y control donde se centralizan los estados de
alarma y avería de los elementos del sistema de detección y se llevan a cabo una serie de acciones preventivas programadas, tales
como transmisión acústica de alarmas de incendios o desconexión de maquinaria y equipos de otras instalaciones afectadas por
la normativa de protección contra incendios.
A través de anillos cerrados sobre la central de cableado de par trenzado de cobre a los que quedan conectados todos los
elementos de la red de detección (lazos o bucles), en esta central se recoge cualquier tipo de señal procedente de los detectores
o pulsadores manuales de alarma del edificio, al tiempo que se controlan las respuestas programadas de carácter individual o
colectivo de los distintos dispositivos de mando y control enclavados con la central.
Las centrales de incendios proyectadas son de tecnología analógica algorítmica, y constan de dos y de cuatro lazos de
detección, con capacidad para 252 y 504 elementos respectivamente.
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La doble fuente de alimentación auxiliar de la central de detección de incendios será un juego de baterías estancas 12V a
7A. Estas baterías tendrán una autonomía superior a 24 horas en estado de vigilancia y de ½ hora en estado de alarma.
Paralelo al bucle de detección se dispone otra línea de alimentación eléctrica de 24 V a los elementos del sistema que lo
precisen (módulos de mando y control y sirenas electrónicas). La topología del lazo de detección es cerrada, lo que permite que
en caso de avería en un punto del mismo el sistema siga funcionando correctamente debido a que el lazo comunica por ambos
lados con la central. La central informa de la avería indicando en qué punto del lazo se ha producido.
La alimentación eléctrica de elementos tales como módulos de control y sirenas debe realizarse cada dos plantas a través
de fuentes de alimentación auxiliares cableadas independientemente.
Para el edificio se han dispuesto 6 centrales de detección y alarma de incendios analógicas de 2 lazos, marca CERBERUS Mod.
FC722-ZZ y dos centrales analógicas de 4 lazos Mod. 724-ZZ, situadas según se indica en el apartado de planos.
Sistema de Extinción de Incendios
El sistema de extinción del edificio consiste básicamente en:
- Una red de BIEs de ∅25 mm
- Extintores manuales, de polvo seco y de CO2, cuando el riesgo es eléctrico
- Una red de hidrantes exteriores
La red de BIEs se ha dispuesto de forma tal que bajo su acción queda cubierta la totalidad de la superficie de las plantas,
considerando radios de acción de 20 metros de recorrido real de la manguera y un alcance teórico de 5 metros de chorro de agua
pulverizada, existiendo próxima a cada salida una boca de incendios (a menos de 5 metros de cada salida).
Los extintores se colocan en zonas fácilmente visibles y accesibles, próximos a los puntos de mayor probabilidad de iniciarse
el incendio y próximos a las salidas, en lo posible junto a las bocas de incendio equipadas a fin de unificar la situación de los
elementos de protección. Se proyecta la instalación de extintores, de forma tal que el recorrido real desde cualquier origen de
evacuación de ésta hasta un extintor no supere los 15 metros.
Finalmente la disposición de los hidrantes garantiza que al menos uno de ellos no está situado a más de 100 metros de un
acceso al edificio, todos están situados en lugares de fácil acceso, debidamente señalizados conforme a la norma UNE 23033 y
distribuidos de forma que la distancia entre ellos, medidas por espacios públicos, no es mayor de 200 metros.
Control del Humo de Incendios en Garajes y dilución de CO
Se han dispuesto nueve núcleos de extracción en el sótano -1, y otros nueve núcleos de extracción en el sótano -2. El sistema
está previsto para realizar una doble función:
• Control de humos en caso de incendio.
• Dilución de los niveles de CO
Todos los ventiladores de las plantas sótano son ventiladores centrífugos de doble oído y motor a transmisión, clasificados
F40090 y conectados mediante conductos de chapa de acero galvanizada a las rejillas de extracción.
La distribución de los conductos se efectúa en el techo del garaje-aparcamiento con una altura máxima de conducto de 40 cm.
Se ha procurado un trazado que evite paso de conductos en la zona central del aparcamiento para reducir su impacto visual.
La extracción del aire de las dos plantas de aparcamiento se realiza a través de chimeneas que discurren hasta la cubierta
del edificio. La entrada de aire en los garajes se realiza a través de la rampa y los huecos de ventilación natural dispuestos al efecto,
a razón de 25 cm2 por cada m2 de superficie de planta.
El control de detección de CO se centraliza en el control de accesos en planta baja. La centralita de detección permite crear
varias zonas en el sótano del garaje-aparcamiento, lo cual habilita el arranque por zonas de los ventiladores, cuando se alcanza
la concentración máxima permitida de monóxido de carbono.
Presurización de las vías de evacuación
Como criterio general se ha optado por el empleo de la presurización selectiva, cuando no sea posible la apertura de huecos
directos al exterior de 1 m2 por nivel. La protección de los vestíbulos de independencia y escaleras frente a los humos se consigue
de esta manera manteniéndolos en sobrepresión con respecto a los recintos con los que están comunicados, mediante los
oportunos sistemas mecánicos de impulsión de aire.
Alumbrado de emergencia y señalización
Con el fin de asegurar la iluminación en las vías de evacuación y accesos hasta las salidas, aún faltando el alumbrado ordinario
para una eventual evacuación, se ha procedido a la instalación de equipos autónomos de alumbrado de señalización y emergencia,
de conformidad con cuanto establece el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión en su Instrucción ITC-BT-28, apartado 3 y
los correspondientes Documentos Básicos del CTE.
71
Se ha realizado una instalación de alumbrado de señalización y emergencia en las zonas siguientes:
• Los recorridos de evacuación.
• Locales cuya ocupación sea superior a 100 personas.
• En las puertas de todas las salidas de recinto.
• Todas las escaleras, pasillos protegidos y todos los vestíbulos.
• Todas las escaleras y pasillos protegidos que conduzcan desde el garaje hasta el exterior.
• Los locales de riesgo especial señalados, almacenes y los aseos generales de planta.
• Los locales que alberguen equipos generales de las instalaciones de protección contra incendios.
• En las salidas de emergencia y en las señales de seguridad reglamentarias.
• En todo cambio de dirección de la ruta de evacuación e intersección de pasillos.
• Cerca de las escaleras, cambio de nivel, de cada puesto de primeros auxilios y de cada equipo manual destinado a la
prevención y extinción de incendios.
• Los cuadros de distribución de la instalación de alumbrado de las zonas antes citadas.
73
ESTRUCTURAS
TERRENO Y CIMENTACIÓN
El Informe Geotécnico realizado previamente a la redacción del Proyecto y luego confirmado en líneas generales durante la
ejecución, presentaba los siguientes niveles geotécnicos:
NIVEL 1.
Se trata de rellenos antrópicos y tierra vegetal que se localizan desde la superficie de la parcela hasta profundidades variables
entre 60 cm y 3.5 m.
NIVEL 2.
Es un suelo residual o sustrato rocoso muy meteorizado, de transición entre los rellenos y el sustrato rocoso sano, lo que hace
difícil su acotación.
NIVEL 3.
Se trata de un sustrato rocoso granítico de color gris. Presenta, en general, una intensa fracturación, con relleno de arcillas
rojizas.
Con la profundidad aparece por zonas la
roca granítica sana, por lo que ha sido
necesario el empleo de potentes martillos
neumáticos junto con cargas explosivas
controladas para su fracturación y excavación.
Proceso que ha resultado muy costoso debido
a su lentitud, ya que el empleo de explosivos
en áreas urbanas está muy regulado.
Aunque el Informe Geotécnico no detectó
presencia de agua, con la excavación
realizada, ha aparecido una circulación de
agua de cierta importancia, que discurre por
las fracturas de la roca granítica y ha obligado
a ejecutar un pozo de recogida desde el que
se bombea a la red, pudiéndose usar este agua
para otros usos como riego, etc.
El vaciado del edificio está en torno a los 8 m de profundidad, alcanzando los 11 m en las galerías.
Por tanto, toda la cimentación se encuentra dentro del sustrato rocoso y en consecuencia la cimentación ha sido directa por
medio de zapatas aisladas o corridas.
Se ha tomado como tensión de trabajo para
el terreno σadm=5 Kg/cm2, siendo los asientos
esperados despreciables.
La cimentación de las galerías son zapatas
corridas y conjuntas para los dos muros, con un
ancho de hasta 8.4 m, ya que deben soportar
cargas de 300 a 400 T/ml.
Estas zapatas debido a las dificultades y costes
de la excavación se han proyectado flexibles, 1 m
de canto para vuelos de hasta 2.40 m, por lo que
disponen de un armado importante, habiendo
sido necesario armarlas también a cortante con
barras levantadas de 45º.
75
Esta cimentación corrida no tiene como es lógico juntas de dilatación, como tampoco los muros de las galerías por exigencia
de su funcionamiento.
En los soportes aislados, las zapatas también son aisladas, sin arriostrar y aunque de canto ajustado, no llegan a ser flexibles.
El hormigón empleado en toda la cimentación ha sido HA-30/B/20/IIa.
El acero para armar B-500-S (Soldable).
ESTRUCTURA
La estructura proyectada es de hormigón armado, ejecutada "in situ", con algunos elementos puntuales, muy singulares, en
acero, como son las vigas de cubierta y los tirantes que soportan los forjados de las zonas con patio interior.
La estructura se puede dividir en dos partes claramente diferenciadas.
− Estructura Bajo Rasante.
− Estructura Sobre Rasante.
Estructura Bajo Rasante
Comprende las galerías, planta sótano 2º, planta sótano 1º y planta baja o acceso.
Las galerías de instalaciones, situadas por debajo del nivel del sótano 2º, están formadas por dos muros de hormigón armado,
separados 3.6 m, que luego se convierten en las pantallas que sujetan toda la estructura sobre rasante.
Estos muros están perforados de una manera sistemática y secuencial por huecos circulares con separaciones regulares que
en zonas concentradas ocupan casi el 50% del muro, lo que ha obligado a una concentración de armados a modo de bielas a
cada lado de las perforaciones
La planta de sótano 2º va sobre solera de hormigón armado apoyada en base granular (encachado) para evitar humedades.
Se dedica en general a aparcamiento.
La planta de sótano 1º, dedicada también a aparcamiento, con alguna zona de instalaciones, se ha proyectado en losa maciza
de hormigón armado de 30 cm de espesor, en general sin vigas ni capiteles.
Esta losa apoya en los muros perimetrales, los muros de las galerías y en una retícula de pilares de 7.20 m por 6.00 m, con
sección de pilar de 30x60 cm.
Se ha considerado una sobrecarga de uso de 500 Kg/m2 en la zona de aparcamiento y de 1000 Kg/m2 en la zona de instalaciones.
La planta baja al igual que el sótano 1º será losa maciza de hormigón armado de 30 cm de espesor, existiendo numerosos
cambios de nivel, resueltos con la continuidad de la losa en vertical.
Esta losa apoya igualmente en los muros perimetrales, los muros de las galerías y la retícula de pilares que mueren en este
forjado.
Se ha considerado para esta planta una sobrecarga de uso de 1000 Kg/m2 que se eleva a 2000 Kg/m2 en las zonas designadas para paso de bomberos.
77
Tanto las losas de sótano 1º y planta baja como los pilares, pantallas y muros, se han ejecutado para quedar vistos, es decir,
sin recubrimientos posteriores, por lo que se ha cuidado los encofrados empleados así como su textura y despiece.
Para reducir los efectos térmicos y reológicos se han dispuesto juntas de dilatación cada 48 m en las losas, duplicando los
pilares de apoyo de la junta.
No obstante, en planta baja se ha dispuesto en la losa una armadura básica con cuantía de 5.20 por mil con objeto de
controlar la fisuración.
En la estructura bajo rasante, para una resistencia al fuego (R-120) de 120 minutos se han dispuesto los espesores y
recubrimientos indicados en la Instrucción EHE, sin proyectados adicionales.
El cálculo y armado de las losas es bastante convencional, losas sobre apoyos aislados y continuos, habiéndose calculado por
elementos finitos y disponiendo armaduras básicas en ambas caras y en dos direcciones para controlar la fisuración, con refuerzos
por bandas en apoyos y centros de vano.
Estructura sobre rasante
Comprende las plantas 1ª, 2ª, 3ª, 4ª y cubierta. Esta estructura está formada por pantallas pareadas de hormigón armado,
continuación de los muros de las galerías, que están separados 3.60 m y unidos entre sí mediante los distintos forjados con vigas
y pantallas transversales que las rigidizan, formando un núcleo longitudinal que resiste en conjunto.
Las pantallas en forma de T, de 48 m de longitud presentan un apoyo central de 24 m con dos voladizos laterales de 12 m
que dejan libre la planta baja.
Estas pantallas aunque aparentemente simétricas, debido a las perforaciones que presentan y a la diferencia de los forjados
que reciben, pierden su simetría, con voladizos más cargados a un lado que al otro y en consecuencia los esfuerzos y el armado
diferente.
Por otra parte, existen pantallas de extremo totalmente excéntricas, de 36 m de longitud con apoyo de 24 m y voladizo de
12 m a un solo lado.
Se han proyectado en hormigón armado, ejecutado "in situ" de 35 cm de espesor.
79
Existen pantallas ciegas que forman las fachadas exteriores, presentando las pantallas interiores numerosas perforaciones
para puertas de paso, ascensores, paso de instalaciones, etc.
Cada uno de estos núcleos resistentes, formado por dos pantallas, están separados 18 m, habiéndose proyectado forjados
unidireccionales que salvan la luz de
18 m con un canto total de 68 cm.
Estos forjados que en principio se
pensó fuesen prefabricados pretensados o bien postesados, al final se optó
por una solución armada, ejecutada "in
situ" con aligeramiento de porex.
Salvan una luz de 18 m, con un
canto total de 68 cm, estando formados por una losa continua inferior de
15 cm de espesor, y una losa también
continua en la cara superior de 18 cm
de espesor.
Estas losas se unen por medio de nervios de hormigón de 25 cm de espesor, separados 75 cm entre ejes, dando lugar a una losa
unidireccional aligerada de 68 cm de canto total (15+35+18 cm) que se apoya en los muros de las pantallas presentando la losa
superior de 18 cm, continuidad con la losa entre pantallas, cuando existe, que tiene el mismo espesor.
No obstante, estos forjados presentan en sus apoyos un grado de empotramiento muy reducido por lo que en estos forjados
se han previsto contraflechas en el centro de vano de 25 mm, para absorber las flechas instantáneas a peso propio.
81
El hormigonado de este forjado se realizó con la siguiente secuencia.
Primero se hormigona la losa inferior y a continuación los nervios y losa superior, por lo que se han dispuesto barras verticales
para absorber el rasante generado.
Cuando se forman los patios interiores, el forjado de 18 m, reduce su luz a la mitad, 9 m, conservando su sección geométrica,
estando apoyado en uno de sus extremos en las pantallas de los núcleos, con el otro extremo libre, pero colgado por medio de
tirantes metálicos desde unas vigas metálicas, situadas por encima de la cubierta que atraviesan los patios y a la vez soportan
las lamas que sombrean el patio.
Estos tirantes metálicos recogen, por tanto, todos los forjados de los patios (5 forjados), con tensiones del orden de 250 T
por tirante, por lo que se han proyectado macizos circulares de 180 mm de diámetro.
La conexión del tirante con las vigas de borde de forjado se realiza con capiteles metálicos embebidos en la losa.
Debido a la longitud de los tirantes y a fin de facilitar la ejecución y el tesado se ha dispuesto un tensor intermedio a nivel
de planta 4ª.
Este tensor intermedio que se coloca en cada uno de los tirantes, se diseñó para el tirante macizo de Ø 180 mm y con una
capacidad superior a las 600 T.
Debido a la singularidad del tensor y su elevada carga se realizó un ensayo a carga máxima en laboratorio, con resultados
excelentes en el que también se pudo evaluar el alargamiento probable del tirante.
Las vigas de cubierta que soportan los tirantes, son vigas metálicas armadas en cajón de 1440 mm de canto, en las que se
ha limitado la flecha para evitar deformaciones excesivas en los forjados.
En principio se pensó que parte de las deformaciones por alargamiento del tirante y flechas de la viga se podían corregir por
medio del tensor y un dispositivo de corrección establecido en la cara superior de la viga.
Pero dadas las elevadas cargas que soporta el tirante hacían imposible el giro del tensor, por otra parte, los alargamientos
del tirante eran muy reducidos de acuerdo con los datos obtenidos en el ensayo efectuado, por lo que se decidió proyectar la viga
para que su deformación a carga máxima del tensor no superase a L/1000.
Vemos, por tanto, que la estructura vertical resistente está formada por dobles pantallas separadas 3.6 m, que trabajan en
conjunto, soportando los diversos forjados y las vigas metálicas dispuestas en cubierta.
Estas pantallas en forma de T con longitud de 48 m, apoyo central de 24 m y voladizos laterales de 12 m presentan numerosas
perforaciones.
83
El diseño de estas pantallas con la problemática de las perforaciones ha
sido muy laborioso, por lo que después de numerosos tanteos se llegó a la
conclusión de que lo más efectivo era disponer en coronación de una viga
de gran rigidez de la que "colgasen" los diferentes forjados.
Esta viga tenía la ventaja que al estar por encima de la cubierta no tenía
perforaciones en las zonas voladas y por tanto los esfuerzos eran más
uniformes.
De esta forma el esquema
estructural de los voladizos se
convertía en una cabeza rígida de la
que colgaban tirantes verticales a
ambos lados de los huecos existentes
y bielas de compresión horizontales
que se canalizaban a nivel de los
forjados.
Introduciendo este modelo,
aparentemente sencillo, en un
programa de elementos finitos, se
comprobó que efectivamente la pantalla, en líneas generales, seguía este modelo.
Por tanto, el armado se concentra en la cabeza superior y
en bielas y tirantes muy concretos.
Para el resto se ha dispuesto un armado básico que cubre
las tensiones máximas en estas zonas.
El modelo, así concebido, obligaba a tener apeados los
voladizos hasta la ejecución total de la pantalla, por lo que se
dispusieron en cada voladizo dos apoyos metálicos
provisionales.
Ejecutada la pantalla en su conjunto se procedió a la
eliminación de estos apoyos mediante el empleo de gatos
hidráulicos. A estos gatos se les fue aplicando, de forma
progresiva, tensión hasta comprobar que los apoyos provisionales
dejaban de trabajar, momento en el que se eliminaban.
Después, de forma también progresiva, se disminuyó esta
tensión comprobando al mismo tiempo la deformación en el
extremo de los voladizos.
El resultado de tensiones necesarias en los gatos y
deformaciones reales fue muy similar al previsto en el cálculo.
85
EJECUCIÓN
MOVIMIENTO DE TIERRAS
El edificio se asienta sobre un macizo rocoso granítico, y por tanto para alcanzar los niveles de vaciado de excavación
previstos en proyecto fue necesario realizar trabajos de voladuras.
Estudio geofísico mediante sísmica de refracción realizado en fase de proyecto
Una vez comenzado el vaciado se detectó la presencia de agua, que procedía de distintas vetas en la roca; aunque la existencia
de la misma no se había localizado en los sondeos realizados previos a la ejecución de las obras. El caudal del agua que se estaba
extrayendo (aprox.40 m3/hr), permitió descartar la existencia de un nivel freático como tal en el estrato rocoso; por lo que desde
el punto de vista estructural no fue necesario introducir modificaciones al proyecto al no preverse sobrepresiones que pudieran
someter a esfuerzos no previstos la estructura y solera
proyectada.
Se decidió acopiar el material procedente del vaciado para
utilizarlo posteriormente en el relleno del intercambiador, dado
que al ser un árido granito era un material adecuado para estar
en contacto con las tuberías debido a sus características
termodinámicas. Para aprovechar su conductividad térmica,
relativamente alta, se debe lograr que los conductos
enterrados tengan un contacto adecuado con el granito, por
lo que durante su extendido y compactación se efectuarán los
controles pertinentes para evitar que se originasen oquedades
o cavernas durante el relleno.
87
Durante la realización de estos trabajos se decidió que el material procedente de la excavación que se iba a utilizar para los
rellenos de los intercambiadores, en vez de acopiarse en la obra se hiciese fuera de ésta, dado que el gran volumen de material a
almacenar dificultaba una visión completa del acueducto de San Lázaro, aunque fuese por un plazo relativamente corto de tiempo.
SANEAMIENTO Y DRENAJE
Se ha ejecutado una red separativa de aguas pluviales y aguas fecales en la edificación, como estaba prevista en proyecto.
La red de saneamiento pluvial desde la planta cubierta hasta su conexión con la planta sótano, discurre en su trazado vertical
a través de patinillos habilitados para tal fin hasta llegar al techo de la planta sótano -1, desde donde se recoge y canaliza por
medio de colectores colgados que evacuan con pendiente hasta los pozos de salida. Es necesario indicar, que la red pluvial
destina una parte de las aguas de lluvia al llenado del depósito de riego que atiende a las zonas verdes de planta baja.
La red de saneamiento de fecales, se destina a la recogida de aseos y cuartos húmedos de plantas sobre rasante. La ubicación
de estos núcleos húmedos se realiza en las pantallas extremas y al igual que la red pluvial discurren por patinillos habilitados a
tal efecto. En ambos casos, se garantiza la ausencia de ruidos generados por estas redes en el interior de las zonas de oficinas
al haberse utilizado tubería insonorizada la parte que discurre por estas. Existe una recogida de condensados de los equipos de
climatización, que se canaliza por el suelo técnico de cada una de las plantas, y se conecta a las bajantes de fecales. La red de
recogida de condensados de los equipos de climatización, la cual discurre por el suelo técnico de cada una de las plantas, se
conecta a las bajantes de pluviales y fecales existentes. En el trazado de esta red se ha procurado evitar las interferencias con
otras instalaciones existentes, como conductos de aire.
Ejemplo de desagüe de saneamiento en plantas. Coordinación con instalación de climatización.
El diseño de todas las redes de saneamiento, cualquiera que sea su procedencia y recorrido (vertical, horizontal, etc.), se ha
coordinado con los planos de estructuras de forma que no existan interferencias; se ha realizado una instalación a medida que
ha permitido evitar la realización de taladros durante la fase de ejecución de obra.
89
Como se ha indicado anteriormente, el terreno presentaba unas vetas de agua de caudal constante cuantificado en 5 l/s. Por
este motivo se realizó la instalación de dos depósitos de poliéster reforzado con fibra de vidrio (P.R.F.V.) de una capacidad cada
uno de 70.000 litros encargados de la recogida del agua en la cimentación, que funcionara, tanto en la fase de ejecución de obra
como durante la vida del edificio. Su dimensionado pretendía reducir la entrada en funcionamiento de los equipos de bombeo,
los cuales una vez alcanzado un nivel importante de llenado, evacuaban el agua de su interior en un reducido espacio de tiempo.
A estos mismos depósitos está conectado también el drenaje ubicado en gran parte del perímetro de los muros. Cabe destacar,
que dicha recogida se utilizó durante gran parte de la fase de obra (realizando los análisis correspondientes) para el curado del
hormigón y posteriormente, como se ha comentado, se emplea para el riego de las zonas verdes del edificio y del futuro parque
colindante.
Esquema de saneamiento en planta cimentación. Conexión con depósito P.R.F.V.
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Sección constructiva. Conexión con depósito y coordinación con cimentación existente.
En la urbanización, se ha previsto de un riguroso sistema de control de las aguas de lluvia y de escorrentías procedentes de
las urbanizaciones existentes, para evitar la entrada de agua a través del perímetro de la edificación.
Por último, indicar que en la zona en la que se encuentran los intercambiadores tierra-aire, se ha previsto la instalación de
un sistema de recogida de condensados y conexión a las redes de saneamiento. En la planta donde se sitúan las galerías en que
se han materializado los conductos de los intercambiadores, se han conectado a la red general aquellos saneamientos que por
su recorrido no se han podido llevar por gravedad a través de la planta sótano, así como también los procedentes de los vaciados de las instalaciones de las diferentes instalaciones.
Imagenes de la ejecución de saneamiento en fase de obra.
CIMENTACIONES Y MUROS DE HORMIGÓN
La cimentación del edificio está
constituida por zapatas continuas en las
que apoyan las pantallas de hormigón
del edificio y zapatas aisladas, para los
pilares que soportan las losas macizas
de hormigón en los aparcamientos
situados en los sótanos del edificio.
En los muros de planta sótano una
de las actuaciones que exigió más
precisión es el replanteo de los contratubos que iban situados en los alzados
de los muros y que posteriormente
permitirían colocar los tubos que
formaban el circuito del intercambiador.
93
Aprovechando las zonas de instalaciones en sótanos, se realizaron distintas pruebas con el objeto de conseguir una textura
y acabado del hormigón visto para las zonas sobre rasante, utilizando distintos encofrados y variando la dosificación del
hormigón.
ESTRUCTURA
CRITERIOS DE DISEÑO
Para conseguir un hormigón visto con la calidad exigida al edificio se requiere que ya desde el proyecto se definan las
especificaciones del hormigón y en obra se planifique su ejecución.
Para que ninguna de las ideas que se tenían en la concepción inicial quedase mal ejecutada en la obra, se detallaron de forma
clara y completa las especificaciones que eran determinantes para lograr la imagen global que se pretendía obtener.
De los criterios que se tomaron en cuenta a la hora de planificar la ejecución del hormigón visto, resaltarían los siguientes:
- La impresión general que se pretendía lograr, que llevó a identificar todos los paños tanto en el interior como del exterior
del edificio.
- La posición y forma de las juntas de trabajo que fueron detalladas en planos de obra.
- La posición y forma de los puntos de anclaje que, también, quedó documentada en los correspondientes planos.
- La modulación horizontal y vertical de los paneles de encofrado.
- Los módulos en donde ubicar las juntas de trabajo, tanto horizontales como verticales.
- La elección del revestimiento del encofrado con tablillas de madera cepillada, con una dimensión de 7x80 cm, colocada a
tresbolillo.
95
- El acabado de las esquinas que, por el sistema empleado, son
aristas vivas.
- El color del hormigón que fue el obtenido de forma natural, sin
ningún tratamiento.
- La definición del número de puestas del encofrado que estaba
limitada en proyecto a 10 puestas, aunque la realidad es que osciló
entre 8 y 9 puestas, que equivale a una planta y módulo por puesta.
- Las juntas de los revestimientos del encofrado se hicieron
coincidir con dos módulos de paneles estándar.
- El diseño de las juntas de estanqueidad en las que se utilizaron
bandas adhesivas de neopreno y sellados.
- La fijación de los revestimientos al encofrado que no era visible,
fijándose las tablillas al tablero del encofrado que constituía el
soporte por el canto.
- La distribución de tornillos o clavos en el revestimiento del
encofrado, no fue un criterio de diseño pues su misión era sólo de
fijación y no tenia que quedar señal de ellos en el hormigón.
- La disposición de la armadura se resolvió mediante un replanteo especifico ubicando las barras en lugares determinados,
para permitir el paso del vibrador. Se crearon, unos “canales” para introducir dicho vibrador.
- La dosificación se fue perfeccionando en función de los resultados obtenidos. Se usaron, como muestras de acabados y para
ahorrar costes, los muros en los sótanos.
- La protección del hormigón mediante tablones que se colocaron en las aristas en las zonas de paso.
- La realización de una superficie de muestra, que se utilizó como referencia para comprobar la textura obtenida en los casos
en que podía existir discrepancias con la calidad de lo ejecutado.
- Se definieron los requisitos de los tratamientos a aplicar posteriormente al hormigón visto, que en este caso fue la aplicación
de un producto hidrofugante.
- Se dispuso un cerramiento en su perímetro, para evitar el vandalismo y así proteger los elementos de hormigón.
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MODULACIÓN
Durante la ejecución de la obra debe materializarse todo lo planificado en fase de proyecto y, en este caso, como se ha
indicado anteriormente se partía de unos requisitos arquitectónicos elevados, por lo que a la hora de modular los encofrados se
decidió que éste debía ser ortogonal y disponer de medidas idénticas entre plantas y aristas del edificio, y para lograrlo se
desarrolló un despiece de tableros adaptado a estos requisitos pero utilizando un sistema estándar que no supusiera un
incremento de costes económicos. Esta tarea se realizó colaborando con la empresa PERI en el desarrollo de los despieces.
Tras diversos estudios, conjugando las variables geometría del edificio (módulos en su sentido longitudinal de 48 m) y
utilizando paneles comerciales de encofrado (elementos de 2.40x2.70 m), se logró realizar una fachada totalmente simétrica y
octogonal, quedando dividida en paños de 2.40x4.32 m.
Estas medidas de módulos permitieron realizar las juntas de hormigonado, con puestas de 24 m de largo, además con este
sistema conseguíamos dos posturas de hormigonado, quedando la junta fría vertical de hormigonado en el medio del paño, evitando
de esta manera realizar juntas en las zonas en vuelo sometidas a grandes esfuerzos, al tener estas zonas una luz de 12 m, inferior
a los 24 m de hormigonado en cada puesta.
PANTALLAS
Para la ejecución de las pantallas se empleó un encofrado trepante, por el que se desplazan verticalmente. La diferencia de
este encofrado con los deslizantes es que el hormigonado no es continuo, elevándose cada nivel de encofrado con ayuda de la
grúa.
Los encofrados trepantes están compuestos por el encofrado propiamente dicho y una consola que sirve de plataforma de
trabajo y que proporciona soporte estructural para resistir las solicitaciones a las que se ve sometida.
Como el encofrado fue a dos caras, la solicitación crítica, en condiciones intermedias de montaje era el viento.
La secuencia de trabajo que se siguió fue la siguiente:
- Se monta el encofrado de forma tradicional, dejando en el hormigón un anclaje recuperable.
- Se montan apoyando en los anclajes las ménsulas o consolas de trepa, que constituyen la estructura que soporta el conjunto
de vigas y tableros que componen la plataforma de trabajo. Sobre esta superficie es la que apoyan los paneles de encofrado.
- Se incorpora, por último, la plataforma auxiliar inferior para recuperación de anclajes y posibles retoques de reparación.
99
Los encofrados llevaban incorporados
accesorios que permitían colocar las redes de
seguridad
que
quedaban
perfectamente
integradas en el sistema.
Con un encofrado deslizante se pueden
efectuar hormigones vistos sin excesiva
complicación, como ha ocurrido en este caso;
sólo se requiere planificar el proceso y realizar
las distintas actividades con rigor y orden.
Uno de los temas a tener presente con el
sistema utilizado es que no permite el uso de
berenjenos y cantoneras para la formación de
esquinas y uniones de muros y losas lo que
obliga, por tanto, al realizar encofrados con un
grado de estanqueidad bastante elevado, lo que se consigue con el uso de juntas de neopreno y sellados con masillas neutras
de secado rápido, carentes de aceites, para evitar manchas.
La ejecución del encofrado de las fachadas se ha resuelto mediante el empleo de plataformas trepantes manuales PERI, con
chapas de encofrado revestidas con tabla, que conforman el acabado de los hormigones. Las tablas se han colocado a matajuntas
y clavadas en los encofrados por su testa
para evitar la aparición de la cabeza del
clavo, utilizándose a continuación un
desencofrante de alto rendimiento para
acabados de hormigón visto. Una vez
realizada la puesta y tras el hormigonado
se lava intensamente el revestimiento y
se vuelve a aplicar el desencofrante.
El hormigonado de los muros
presentaba una serie de dificultades a
resolver, como se ha mencionado
anteriormente, que se resolvieron con
las actuaciones que a continuación se
detallan:
Dado que se ha trabajado con un hormigón convencional, el vertido debía realizarse de forma continua y en el menor periodo
de tiempo posible para evitar la aparición de juntas frías entre diferentes tongadas de hormigonado.
Debido a la elevada cuantía de acero de los muros, la penetración de la manguera de la bomba de hormigón en el molde era
complicada, por tanto se tuvieron que adaptar algunas zonas de armados para resolver este problema creando unos “conductos”
verticales que facilitaban su inserción.
Se comprobó que el vibrado mediante equipos internos era insuficiente para conseguir un correcto acabado de la superficie
del hormigón, por ello se decidió emplear vibradores superficiales (no externos).
Debido a que el curado es una actividad crítica para lograr un hormigón de calidad y que el clima de Mérida se considera
muy desfavorable a estos efectos, se intentó que la consola fuera dotada de un sistema de aspersores que permitieran efectuar
el curado mediante agua nebulizada, pero se comprobó que el sistema empapaba la ferralla y acababa manchando el hormigón.
Por lo tanto se decidió realizar el curado de forma tradicional mediante riego con manguera que, con un cierto cuidado, no
manchaba la superficie del hormigón y si lo hacía, posteriormente, se podía limpiar con facilidad.
El uso de hormigones de consistencia fluida y con árido de baja granulometría, implica que la estanqueidad del molde sea muy
importante, y para lograrla se emplearon juntas de estanqueidad en la unión de chapas de encofrado y contra muros ya realizados,
así como retacado de arena en los encuentros inferiores de los muros con los forjados.
De esta forma, se logró, en la mayoría de los casos, evitar la pérdida de lechada que permitió obtener un buen acabado
superficial conjugado con el vibrado superficial.
101
APUNTALAMIENTO DE ELEMENTOS VOLADOS
- Cuerpos volados.
El cimbrado de los cuerpos volados, hasta su entrada en
carga, que se realizó una vez montadas las vigas metálicas y
hormigonados los muros superiores, se encomendó a unos pilares
metálicos de HEB 300 que transmitían las cargas durante la
ejecución a través de los muros de sótano y en algunos casos
con la prolongación de éstos hasta la cimentación.
Estos pilares provisionales estaban constituidos por dos piezas
independientes unidas entre sí por un mecanismo formado por
dos cartelas que confinan dos chapones que posteriormente
serían retiradas en el proceso de desmontaje. Los encuentros de
los soportes con zonas hormigonadas se realizaban interponiendo
entre la losa y el soporte, elementos flexibles y resistentes que
evitaran el deterioro del hormigón, empleándose bandas de neopreno de la medida de los chapones donde apoyaba.
- Patios.
Una vez “enhebrado” el tirante, que se introducía cuando
se habían realizado los forjados y montado la viga cajón
metálica, y se procedía al montaje de las cartelas de refuerzo
y armado de la ferralla en las vigas de borde de estos, se
realizaba el hormigonado.
103
El proceso de desapuntalado de éstos se iniciaba quitando los puntales del último forjado, para empezar a poner en carga
la viga y quitar peso al cimbrado provisional de los forjados.
Todo el proceso se verifica comprobando las flechas que van adquiriendo los distintos forjados.
VIGAS METÁLICAS PARA CUELGUE DE LOSAS
EN ZONAS DE PATIO
Para formar los patios interiores del edificio se han tenido
que realizar unos forjados que salvan 9 m de luz, que están
apoyados en uno de sus extremos en los muros pantalla y en el
otro en unos tirantes que apoyan en una viga de hormigón de
80x68 cm.
Dichos tirantes son soportados por unas vigas metálicas en
cajón situadas en cubierta con dimensiones 1.45 x 0.45 m y con
una longitud de 24 m que salvan una luz de 18 m.
105
TALLER
Todo el proceso de fabricación de estas
grandes vigas se realizó en taller. Además de
la fabricación también se procedió al
granallado y aplicación de los acabados.
En taller se realizaron todo tipo de ensayos
a las vigas tanto de soldadura como de
acabados, para certificar que cumplían con
todas las medidas de calidad exigidas.
Aparte de las vigas también se fabricaron en taller todas
las piezas necesarias para el funcionamiento de dichas vigas,
como pórticos de apoyo en muros de hormigón, placas de
anclaje para contraflecha de vigas, etc…
107
MONTAJE EN OBRA
Debido a las dimensiones y peso de la
estructura a montar el transporte fue especial,
siendo necesaria escolta policial a la entrada de
Mérida.
Se procedió a la colocación de las vigas
armadas en las cubiertas de los edificios;
realizándose su elevación desde el exterior del
edificio mediante tonelaje. Para el izado de las
vigas se utilizaron cabos que permitieron
controlar en lo posible los movimientos
oscilatorios.
Se emplearon útiles para su
manejo, como cadenas y grilletes,
acoplados en orejetas que fueron
soldadas previamente en taller a las
vigas.
Las vigas se izaron hasta la zona
de montaje; allí los operarios las recibían y ayudaban a colocarlas sobre los
pórticos metálicos previamente instalados en la cubierta de los edificios.
Una vez apoyadas sobre los pórticos, para evitar el vuelco
de las vigas, se soldaban en los extremos de éstas, unos
apoyos metálicos en forma de placas.
109
POSICIONAMIENTO DE LAS GRÚAS
Debido a la complejidad que suponía la elevación de la viga, ya que los forjados existentes no permitían colocar la gran grúa
en los patios por el peso de dicha máquina, se tuvo que realizar un estudio detallado de posicionamiento de grúa para la
colocación de todas las vigas en patios.
TIRANTES
Ensayo
Para facilitar el proceso constructivo y dado que la longitud del tirante
era significativa, más de 20 metros, se
decidió dividir el tirante en dos sectores unidos mediante un conector que
se situaría en una planta intermedia.
Para comprobar el correcto funcionamiento del conjunto tirantemanguito, se encargó al Laboratori de
Tecnologia d’Estructures (LTE) de la
Universitat Politècnica de Catalunya
(UPC) la realización de ensayos para
verificar la capacidad de carga del elemento.
Para la realización del ensayo se
dispuso de un bastidor formado por un
marco metálico de gran rigidez en el
que se ubicaron dos tramos de tirante
unidos mediante conector. El conjunto
tirante-conector-tirante disponía en
sus extremos de dos placas de apoyo,
rigidizadas mediante 4 cartelas dispuestas en 3/45 cruz en las diagonales
y unidas al tirante mediante soldadura.
111
Se realizaron un total de cuatro pruebas a distintos niveles de carga:
Test 1: carga máxima 180 ton (1770 kN)
Test 2: carga máxima 320 ton (3100 kN)
Test 3: carga máxima 400 ton (3895 kN)
Test 4: carga mantenida, 280 ton (2760 kN) durante 90 horas.
De los ensayos realizados se pudieron extraer las siguientes conclusiones:
- Ensayos de carga con mantenimiento durante corto tiempo (5-10 min):
a. Tirante de tiro (TT) y de reacción (TR) alcanzan similar deformación media, longitudinal y transversal, para un mismo nivel
de tensión.
b. No obstante, mientras que los registros son similares en los dos puntos evaluados del TR, en el TT se observa mayor variación en
los registros. Esta tendencia se ha observado de forma similar en los tres ensayos realizados.
c. No se observan efectos diferidos en las deformaciones durante
el mantenimiento de la carga.
d. Las deformaciones medias en conector siguen un
comportamiento 45/45 elástico lineal, pero con variación según el
punto de medida. Esta tendencia es similar en los tres casos. Esto puede
deberse a imperfecciones que hagan que la transferencia de fuerza
entre conector y tirante no sea uniforme en todo el perímetro.
e. Las deformaciones registradas en conector son inferiores respecto
a una deformación teórica considerando que toda la sección trabaja a
igual tensión. Esto puede deberse a que el plano de medida es muy
cercano a la zona de transferencia de fuerza entre tirante y conector
con lo que no se consigue una distribución uniforme de tensiones.
- Ensayo de carga mantenida durante largo tiempo (90 h):
a. Longitudinalmente, los efectos diferidos se visualizan por una relajación de la carga del sistema.
b. Se observan deformaciones transversales diferidas tanto en tirante como en conector .
c. No se registran movimientos diferidos significativos entre tirantes y conector.
LOSAS
Para las losas de hormigón visto, existía el mismo requerimiento estético que para las pantallas, aunque la textura del acabado fuera diferente, ya que éstas conforman un techo que queda casi totalmente visto.
En proyecto estaban contempladas dos tipos de estructuras; losas macizas de hormigón, en sótanos y planta baja, que iba
apoyada sobre pilares y en las plantas sobre rasante, una losa maciza aligerada, que permite disponer de zonas de trabajo diáfanas con una luz de 18 m.
Para su realización se optó por el sistema Skydeck de PERI, el cual se adaptaba perfectamente a los requisitos de modulación exigidos en proyecto al estar formado por piezas de 1,50 x 0,75 m, y darnos, además, el acabado requerido mediante el uso
de tableros con revestimiento fenólico.
113
Existían dos tipos diferentes de losas aligeradas: el primero comprende las losas que van de muro a muro con un vano libre
de 18 m y un segundo sería aquellas que conforman los patios que apoyan por un lado en el muro y por el otro quedan “colgadas”
de las vigas de cubierta mediante tirantes metálicos.
Las losas del primer caso, que son losas aligeradas formadas por una losa inferior y otra superior unidas entre sí por nervios
y aligeradas mediante bloques prismáticos de poliestireno, se realizan en dos fases.
Se eligió el forjado alveolar porque facilita obtener un techo plano que permite la colocación de canalizaciones y conductos
de instalaciones, salvar grandes luces entre apoyos y además soportar sobrecargas de cálculo de más de 500 kg/m2.
Este forjado se ejecuta con métodos y medios auxiliares habituales, no requiriendo ninguna técnica que no sea usual en la
construcción.
Dentro de los dos métodos que existen para ejecutar un forjado alveolar:
• Hormigonado en fases.
• Hormigonado de una sola vez.
Se eligió el sistema de ejecución de losas hormigonadas en fases por considerarlo el más adecuado para nuestro caso.
El proceso se realizó siguiendo la siguiente metodología:
El metódo de apeo utilizado fue un sistema comercial, fácilmente disponible en el mercado. Se realizó una estructura
metálica de puntales específicos para la altura a salvar, con puntales comercializados por cualquiera de los fabricantes
existentes.
En el pliego de condiciones del proyecto quedaba prohibido expresamente el empleo, para alturas mayores de 4 metros, del
sistema conocido habitualmente como “contra-andamio” por ser un sistema inseguro, inestable y de escasa rigidez a esfuerzos
horizontales.
Proceso de ejecución de las losas alveolares. Esquema
Una vez montado todo el encofrado se procedía a comprobar su planeidad y dimensiones.
Además antes de autorizar la subida del personal al forjado para armarlo y hormigonarlo, el encargado revisaba la verticalidad
y estabilidad de los puntales y la correcta nivelación de las sopandas con la finalidad de evitar accidentes. Si se daba el caso,
procedía a realizar los ajustes oportunos, los comprobaba y sólo entonces autorizaba a proseguir con el trabajo.
Las tabicas de encofrado empleadas en los cantos de forjado y en zunchos de borde perimetrales eran metálicas diseñadas
específicamente para esta función, dotadas de sistema de arriostramiento o sujeción formado por tornapuntas metálicas abatibles.
Las tabicas de los patinillos eran tradicionales, realizadas con tablero y madera.
La disposición de puntales, así como el desencofrado parcial o total o en los procesos de descimbrado y recimbrado requirió de
un estudio técnico detallado ya que son operaciones que comportan un determinado riesgo, por lo que además de requerir la
aprobación de la dirección facultativa se comunicaba a los responsables de Seguridad para que se tomarán las medidas oportunas.
Las armaduras que se utilizaron estaban totalmente exentas de impurezas y de óxido adherente. En el caso de estar
manchadas con desencofrante, se procedía a la sustitución de las barras afectadas o a su limpieza con un disolvente susceptible
de ser retirado posteriormente con agua.
115
La armadura inferior se colocaba sobre separadores de hormigón, que garantizaban el recubrimiento prescrito en proyecto.
Una vez verificada la idoneidad del hormigón se procedía al vertido del mismo. En esta operación se controlaba que no se
produjera segregación, por lo que no se permitió el vertido desde alturas superiores a 2 m y que la caída del hormigón se efectuara
sobre el que ya estaba vertido.
La consistencia a emplear ha sido fluida, igual que en el caso de las pantallas. La compactación, en este caso, dado su escaso
espesor se efectuaba con regla vibrante. La compactación se daba por terminada cuando se observaba en la superficie un cierto
brillo y que ha dejado de salir aire.
Debido a que el vertido del hormigón era continuo al realizarse módulos completos, no fue necesario efectuar juntas de
trabajo o de hormigonado.
Se evitaron acumulaciones excesivas de hormigón antes de ser distribuidos y no se permitió el uso del vibrador para distribuir
los cúmulos.
En una primera fase se hormigonaba la losa inferior de 15 cm de espesor, previa limpieza de restos de ferralla y riguroso
calzado de la armadura. Anteriormente ya se había montado la armadura del nervio que une ambas losas. El espesor de la losa
inferior se controló, escantillando con un clavo, para evitar que la sección total superase la prevista en proyecto.
Una vez que el hormigón había fraguado lo suficiente, como para permitirnos acceder a colocar los bloques de poliestireno,
se procedía a la colocación de éstos y al montaje de la armadura de la losa superior, hormigonándose, una vez finalizado el
montaje y lo antes posible para mejorar la adherencia entre ambos hormigones, si bien este proceso duraba entre dos y tres días
desde la terminación del hormigonado de la primera fase.
En las zonas en las que se colocaba el aligeramiento se alisaba el hormigón, dejando con la rugosidad natural las bandas
correspondientes a los nervios.
La única precaución a tomar durante la instalación del aligeramiento fue intentar evitar que el material se rompiera, dado
que, además de generar residuos, que se deben limpiar antes de efectuar el siguiente hormigonado, se incrementa el peso del
conjunto al aumentar la cantidad de hormigón colocado.
A la hora de colocar la armadura de la losa superior se tuvo en cuenta que si la losa de compresión era superior a 5 cm, era
necesario disponer los separadores adecuados para proporcionar la altura necesaria a la armadura de negativos y el mallazo.
Hay que tener presente que, dado el poco peso del aligeramiento, si el hormigón se introduce por debajo del mismo puede
llegar a levantar el mallazo por lo que, por precaución, puede ser necesario colocar barras de gran diámetro encima de la malla
para que actúen de contrapeso y evitar esta situación.
El hormigonado de los nervios y losa superior no tiene mayor dificultad, si acaso reseñar lo ya apuntado de limpiar las bandas
correspondientes a los nervios de la gran cantidad de residuos de material que se generan al colocar el aligeramiento.
Para las losas del segundo caso, las “losas colgadas” el proceso sería el mismo, salvo que en el apoyo extremo – en donde
iba el tirante – que se incorporaba después del montaje de la viga superior, y se quedaba sin hormigonar dejando unos huecos
pasantes en la losa inferior para permitir el paso del tirante metálico, que aunque era de diámetro de 180 mm al traer incorporadas
las cartelas de unión al forjado, suponía un diámetro equivalente de paso de 350 mm.
117
Dadas las luces de estas losas, que al no ser
postesadas, se necesita dar una contraflecha en el
encofrado para mejorar su comportamiento una
vez se desapuntalaban, realizándose en todos los
casos un control topográfico del comportamiento
en flecha de los forjados.
Respecto al proceso de ejecución de los patios
interiores, y teniendo en cuenta que no podían
apoyar por uno de sus extremos, era necesario
apearlos hasta la colocación del tirante del que los
suspendían. Para ello hubo que reforzar las plantas
inferiores bajo rasante dada la carga a soportar a
través del entramado de puntales que soportaban
provisionalmente los distintos forjados.
DESCARGA DE LAS LOSAS. ELIMINACIÓN DE LA ESTRUCTURA PROVISIONAL
Se detalla el proceso de desapuntalado de las zonas en vuelo, dada su singularidad.
El edificio plantea dos soluciones estructurales
características
como
se
ha
comentado
anteriormente; por un lado tenemos un gran
módulo volado de cinco forjados completo y por
otro una zona de otros cinco forjados que
conforman el patio interior y que “cuelgan” de
unas grandes vigas metálicas que apoyan a su vez
sobre la zona central de los muros.
El desapuntalado de los cuerpos volados con
forjados, se efectúa con la colaboración de la
empresa Tecpresa - empresa perteneciente a
Ferrovial Agroman - especialista en estas
operaciones, con un equipo de gatos hidráulicos.
Una vez determinadas las cargas reales de cada pilar entre la Dirección Facultativa y la Dirección Técnica de Ferrovial Agroman,
se procedía a desapuntalar.
Dada la dispersión de cargas que actuaban en cada pilar,
era muy importante aplicar en cada caso la carga exacta para
evitar daños en la estructura. En los pilares metálicos que apean
los muros, se colocó sobre la parte superior de la unión de éstos
unas ménsulas resistentes equivalentes a la presión que tenían
que aguantar los gatos para poder despegar el pilar (se trata de
dar contraflecha o levantar el edificio) y poder quitar los chapones que unían éste, para de esta manera y una vez retirados
los chapones, poder quitar tensión a los gatos y comprobar la
flecha que adquieren los muros una vez que entraban en carga.
119
Proceso de desapuntalamiento. Cargas por gato de una zona
Previamente al desapuntalado de los forjados del patio interior se procede a poner en carga las vigas metálicas, operación
que se realizó con el procedimiento siguiente: una vez se ha “enhebrado” el tirante se montan las cartelas de refuerzo y se arma
la ferralla con las vigas de borde de éstos; realizándose por último el hormigonado de estos elementos.
El proceso propio de desapuntalado comienza quitando los puntales del último forjado, para que empiece a entrar en carga
la viga y quitar peso al cimbrado provisional de los forjados y a continuación repetir esta operación en todas las plantas de
manera descendente.
Todo el proceso se verifica comprobando las flechas que van adquiriendo los distintos forjados.
ESTABILIZACIÓN DE LA IGLESIA COLINDANTE
Como ya se citó en apartados anteriores, en el solar se realizó un importante vaciado, en uno de los extremos del vaciado
se encontraba muy próxima una edificación, que podía ver afectada seriamente su cimentación con estos trabajos; por ello antes
de comenzar se tuvo que estabilizar la zona con un micropilote ejecutado in situ mediante elementos de diámetro exterior de
150 mm armado con tubo de acero de 114 mm x 8 mm de espesor, calidad TM80.
121
MATERIALES. HISTORIAL DE LA DOSIFICACIÓN
Para lograr la dosificación idónea para el hormigón puesto en obra en los muros de la obra el hormigón ha ido evolucionando
en su diseño para adaptarse lo mejor posible a las exigencias especificadas en el proyecto, y a las incidencias que surgieron
durante la obra.
Como materiales de partida para obtener un hormigón HA 30 B /IIb 25 con la calidad exigida se emplearon inicialmente los
siguientes componentes:
Áridos con tamaños 0/6, 6/12 y 12/25 de procedencia silícea de la cantera de GUAREÑA.
Cemento CEM II/A-L 42,5 R Cementos El Monte de Huelva.
Cemento CEM II/A-V 42,5 R de Sociedad de Cementos y Materiales de Construcción de Andalucía y fabricado en Córdoba.
Aditivos plastificantes MIRA 47 y superplastificante DARACEM 200 BS de GRACE
Los primeros muros se iniciaron con una dosificación de hormigón con tamaño máximo de árido de 25 mm, consistencia
blanda (asiento de cono de Abrams entre 6 y 9 cm) y aditivo plastificante MIRA 47 al 0,6 % respecto al peso del cemento con
contenido medio en torno a los 375 kg.
Entre julio y noviembre de 2008 se decidió cambiar el tamaño máximo del árido a 12 mm y a consistencia fluida (asiento
de cono de Abrams entre 10 y 15 cm) aumentando la cantidad de aditivo plastificante al 1% y la cantidad de cemento a 385
Kg, con estas modificaciones se facilitó la puesta en obra del hormigón y se logró una mejora en el acabado de los muros.
En noviembre de 2008, con el fin de obtener una consistencia fluida del hormigón, se empezó a utilizar el aditivo
superplastificante DARACEM 200 BS. Durante el citado mes y hasta enero de 2009 se utilizaron los 2 aditivos, el plastificante
MIRA 47 al 0,2 % y el superplastificante DARACEM 200 BS al 1,1 % pudiendo disminuir la cantidad de cemento a 380 Kg y bajar
la relación agua cemento de 0,45 a 0,42.
En enero de 2009 se aumentó la cantidad de aditivo superplastificante al 1,3% para poder prescindir del aditivo plastificante
y se bajó la cantidad de cemento a 375 Kg y la relación agua/cemento a 0,4.
A partir de junio de 2009 se tuvo que cambiar el cemento de CEM II/A-L 42,5 R a CEM II/A-V 42,5 R, por problemas de
suministro, sin que esta modificación afectara a la apariencia de los muros.
RECURSOS EMPLEADOS EN LA EJECUCIÓN DE LA ESTRUCTURA. CUANTIFICACIÓN
Para la ejecución de la estructura de hormigón se han utilizado volúmenes bastante significativos tanto de materiales, como
de unidades de obra, resumidos a continuación la cantidad utilizada de estos:
Acero AEH-500
12.307.936 kg
Hormigón HA30
63.742 m3
Encofrado Muros
58.944 m2
Encofrado Muros acabado Tablilla
35.635 m2
Encofrado Losas
63.742 m2
Durante la ejecución de la estructura han colaborado más de 65 encofradores, organizados en cuadrillas de dos oficiales y
un peón, así como 45 ferrallas dedicados al montaje de ésta, ya que venía elaborada de taller.
Se han vertido más de 3.000 m3 de hormigón al mes entre muros y losas, siendo el ritmo de hormigonado en muros mediante
bombeo de 17 m3/hr.
En la colocación de ferralla se han tenido rendimientos de 80 kg/día por oficial, llegándose a colocar en algunos meses más
de 700 TN.
Las posturas de encofrado en muros trepantes manuales han dado un rendimiento una vez colocada la trepa de 10
m2/día/operario en los muros a dos caras, utilizando para las losas el sistema SKYDECK de 35 m2/día/operario.
Para la preparación de chapas de encofrado con su acabado en tablilla, se han obtenido rendimientos en su colocación inicial
de 20 m2/día/oficial.
Como medios mecánicos se han utilizado grúas torre JASO modelos J52 NS y J5010, montadas en alturas bajo gancho entre
26 m y 52 m, así como apoyo de tres camiones grúa y una auto-grúa de 40 Tm.
ALBAÑILERÍA
En este capítulo dada la tipología del edificio, por reseñable citamos los conductos que se han realizado con bloques de hormigón
para canalizar el aire del intercambiador por el terreno.
Era fundamental asegurar la estanqueidad, el poco espesor y la resistencia ya que se disponía de poco espacio, lo cual tras analizar
varias posibilidades, se optó por colocar un bloque de hormigón con un espesor de 7 cm, tratado con una pintura fungicida para
evitar la contaminación del aire al recorrer el mismo.
El acceso a estos conductos se realiza por unas puertas estancas que garantizan la estabilidad de la presión en el conducto
formado de obra.
A la salida de los intercambiadores, y ante la posibilidad de aparición de condensaciones por el cambio de temperatura del aire, se
ha dispuesto una canaleta que recoge el agua condensada que pudiera caer de los tubos, conducido ello a una arqueta de bombeo.
123
IMPERMEABILIZACIÓN Y CUBIERTAS
Debido a la fuerte presencia de agua fue necesario efectuar una impermeabilización de los sótanos transformándolos en un
vaso estanco (impermeabilizantes, cordones hidroexpansibles, incorporación de aditivos hidrófugos al hormigón).
Un punto débil en los muros que podía facilitar la entrada de agua, era la gran cantidad de orificios de los que disponía el
muro para el paso de los tubos del intercambiador, para no dejar sólo esta impermeabilización dependiendo de las telas se decidió colocar un sistema de pasatubos estanco Curaflex de la firma Doyma, que aseguró la estanqueidad de todos los pasos en
los muros.
El exterior de los muros se ejecutó mediante una impermeabilización mediante:
- Aplicación sobre la superficie del muro de una imprimación asfáltica tipo Impridan 100 de DANOSA .
- Lámina de betún modificado SBS de 3,4 mm de espesor y 4 kg/m² de DANOSA.
- Pantalla drenante compuesta por una lámina nodular de polietileno de alta densidad, con alveolos por ambas caras, con
geotextil termosoldado incorporado de polipropileno, DELTA DRAIN .
- Perfil de remate de borde (perfil Delta MS) fijado mecánicamente y sellado por la parte superior.
El edificio se proyecto con varios tipos de cubierta, todas ellas planas pero unas transitables y otras no transitables.
Las transitables se realizaron del tipo:
CUBIERTA INVERTIDA TRANSITABLE CON LOSA FILTRON
Cubierta invertida sistema bicapa no adherida, transitable con terminación en baldosas filtrón, constituida por:
- Hormigón aligerado con arcilla expandida, para formación de pendientes.
- Capa de mortero de cemento de 2 cm de espesor acabado fratasado para regularización rematado perimetralmente en
escocia o chaflán de 6 cm de lado.
- Capa separadora de fieltro no tejido de fibra de vidrio de 100 gr/m².
- Lámina de betún modificado de 3 kg/m2 de peso medio con armadura de fieltro de fibra de vidrio de 60 gr/m² designación
LBM-30-FV de la norma UNE 104-242, tipo Glasdan 30 P Elastómero de DANOSA, en posición flotante respecto al soporte.
- Lámina de betún modificado SBS de 4,8 kg/m2 de peso medio con armadura de fieltro no tejido de poliester de 160 gr/m²,
designación LBM-48-FP de la norma UNE 104-242 , tipo Esterdan 48 P Elastómero de DANOSA, soldada a la anterior con calor
de llama .
- Lámina geotextil de no tejido de polipropileno termosoldado de 165 gr/m² tipo TERRAM 1300.
- Acabada con baldosas Filtrón R9, de 600x600 mm. compuestas por una capa inferior de aislamiento ROOFMATE de 50 mm
y una capa de hormigón filtrante de 40 mm de espesor.
- Perfil de aluminio de remate superior del rodapié fijado mecánicamente con tacos cada 25 cm y sellado por la parte superior
con caucho de silicona neutra para exteriores.
- Formación de impermeabilización en juntas de dilatación estructurales y de la propia impermeabilización cada 15 metros
máximo.
- Realización de encuentros con cazoletas o sumideros, realizando un rebaje en el soporte para que el plato de la cazoleta
quede enrasado con la parte superior de la capa de mortero de regularización, previa colocación de lámina de refuerzo adherida
al soporte bajo el plato de la cazoleta.
- Piezas de poliestireno expandido de 2 cm en las juntas entre la capa de pendientes y elementos verticales.
- Fajeado en perímetros de la cubierta con grava suelta, de canto rodado, de granulometría 20 a 40 mm con un espesor de
5 cm mínimo, lavada previamente a su extendido y exenta de finos. En estos perímetros se colocó previamente a la grava, un
aislamiento de poliestireno extrusionado de 50 mm de espesor y un geotextil de polipropileno.
CUBIERTA TRANSITABLE SOBRE GARAJE
Cubierta transitable sobre garaje, sin aislamiento, sistema bicapa adherido, compuesta por:
- Formación de pendientes de hormigón aligerado con arcilla expandida, de 15 cm de espesor medio, con junta perimetral y
en encuentros con cuerpos elevados rellena con poliestireno expandido.
- Capa de mortero de cemento y arena de rio 1/6 M-40 maestreado y fratasado, para nivelación y regularización, de 2 cm
de espesor mínimo, rematado perimetralmente en escocia o chaflán de 6 cm de lado.
- Imprimación asfáltica Curidan de DANOSA a razón de 0,3 kg/m2 de rendimiento medio.
125
- Lámina asfáltica de oxiasfalto de 4 Kg/m2 de peso medio con armadura de fieltro no tejido de fibra de vidrio de 60 gr/m2,
designación LO-40-FV de la norma UNE 104-238, Glasdan 40 Plástico de DANOSA.
- Lámina de betún modificado SBS de 5Kg/m2 de peso medio con armadura de fieltro no tejido de poliéster de 200 gr/m2,
designación LBM-50/G-FP de la norma UNE 104-242, con tratamiento antiraíces, Polydan Jardín 50/GP de DANOSA.
- Capa separadora antiadherente de polietileno mayor o igual de 125 gr/m2.
- Fieltro geotextil no tejido de polipropileno termosoldado de 140 gr/m2 tipo TERRAM 1000.
- Protección de la impermeabilización, con una capa 6 cm de espesor con mortero de cemento y arena de río 1:3, aplicado
en dos capas con interposición de mallazo entre capas, una primera capa de 3 cm de mortero, colocación de mallazo Ø 6 a 15,
y una segunda capa de mortero de 3 cm terminado fratasado.
- Remates perimetrales y encuentros con elementos verticales como petos y chimeneas con láminas de refuerzo del tipo LO40-FV adheridas en puntos singulares con solapos mínimos de 20 cm entre la lámina impermeabilizante y las de refuerzo.
- Láminas de rodapié adheridas en elementos verticales, previo enfoscado e imprimación asfáltica en dichos paramentos, con
piezas de 100x50 cm de lámina, siendo el primer rodapié con lámina del mismo tipo que la primera lámina de la cubierta y el segundo
rodapié con lámina autoprotegida tipo LBM 50/G-FP-200 , que sobresalgan ambas 15 cm por encima de la capa de protección (solado).
- Perfil de aluminio de remate superior del rodapié fijado mecánicamente con tacos cada 25 cm y sellado por la parte superior
con caucho de silicona neutra para exteriores.
- Formación de impermeabilización en juntas de dilatación, tanto estructurales como de la propia impermeabilización cada
15 m máximo, realizadas según pliego de condiciones.
- Realización de encuentros con cazoletas o sumideros, realizando un rebaje en el soporte para que el plato de la cazoleta
quede enrrasado con la parte superior de la capa de mortero de regularización, previa colocación de lámina de refuerzo adherida
al soporte bajo el plato de la cazoleta.
La no transitable se realizo del tipo:
CUBIERTA INVERTIDA NO TRANSITABLE TERMINACION GRAVA
Cubierta invertida no transitable constituida por:
- Hormigón aligerado con arcilla expandida, para formación de pendientes, de espesor medio 10 cm pendiente mínima 1,5 %
y máxima 5 %.
- Capa de mortero de cemento de 2 cm de espesor acabado fratasado para regularización rematado perimetralmente en
escocia o chaflán de 6 cm de lado.
- Capa separadora de fieltro no tejido de fibra de vidrio de 100 gr/m2.
- Lámina asfáltica de oxiasfalto de 4 kg/m2 de peso medio con armadura de fieltro no tejido de fibra de vidrio de 60 gr/m2
designación LO-40-FV de la norma UNE 104-238, tipo Glasdan 40 Plástico de DANOSA, en posición flotante respecto al soporte,
salvo en perímetros y puntos singulares previa imprimación en dichas zonas.
- Lámina de betún modificado SBS de 4 kg/m2 de peso medio con armadura de fieltro no tejido de poliester de 160 gr/m2, designación
LBM-40-FP de la norma UNE 104-242 , tipo Esterdan 40 P Elastómero de DANOSA, soldada a la anterior con calor de llama.
- Lámina geotextil de no tejido de polipropileno termosoldado de 165 gr/m2 tipo TERRAM 1300.
- Aislamiento térmico de poliestireno extruido de 50 mm de espesor y 32 kg/m3 de densidad, clasificación de reacción al fuego
M-1 Roofmate-SL, machihembradas.
- Lámina geotextil de no tejido de polipropileno termosoldado de 165 gr/m2 TERRAM 1300.
- Acabado con capa de grava de 5 cm de espesor mínimo con canto rodado de ø 20-40 mm.
- Remates perimetrales y encuentros con elementos verticales como petos y chimeneas con láminas de refuerzo del tipo LO40-FV adheridas en puntos singulares con solapos mínimos de 20 cm entre la lámina impermeabilizante y las de refuerzo.
- Láminas de rodapié adheridas en elementos verticales, previo enfoscado e imprimación asfáltica en dichos paramentos, con piezas
de 100x50 cm de lámina, siendo el primer rodapié con lámina del mismo tipo que la primera lámina de la cubierta y el segundo
rodapié con lámina autoprotegida tipo LBM 40/G-FP-250 , que sobresalgan ambas 15 cm por encima de la capa de grava.
- Perfil de aluminio de remate superior del rodapié fijado mecánicamente con tacos cada 25 cm y sellado por la parte superior
con caucho de silicona neutra para exteriores.
- Formación de impermeabilización en juntas de dilatación, tanto estructurales como de la propia impermeabilización cada
15 m máximo.
- Realización de encuentros con cazoletas o sumideros, realizando un rebaje en el soporte para que el plato de la cazoleta
quede enrasado con la parte superior de la capa de mortero de regularización, previa colocación de lámina de refuerzo adherida
al soporte bajo el plato de la cazoleta.
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AISLAMIENTO
En este edificio se ha tenido un especial cuidado en la sostenibilidad; por ello uno de los capítulos en los que se ha hecho
más hincapié es en el aislamiento térmico. Señalamos en este apartado que todas las losas en primera planta, para evitar una
pérdida de confort, están tratadas térmicamente mediante una espuma rígida de poliuretano fabricada "in situ", proyectada
sobre la cara superior de la losa, con una densidad de 50 Kg/m3 y un espesor de 30 mm como mínimo.
En el aislamiento también se destaca la minuciosidad
con la que se han tratado los cuartos en donde se colocan las
UTAs para intentar, en lo posible reducir el sonido que se
percibe desde los puestos de trabajo (en todo momento el
nivel sonoro medido está dentro de los parámetros admitidos
por la norma), para ello hemos utilizado un aislamiento
acústico de la casa INSONOBEL y, en concreto, el modelo
D.160.20, que está formado por planchas compuestas por
una mezcla y homogeneización de espumas de poliuretano,
de distintas densidades, prensadas según una dirección y
PROPIEDADES TÉCNICAS
Propiedades
esp. 30/40/50 mm
Conductividad
térmica (λD)
esp. 60/75 mm
Calor específico aproximado (Cp)
Resistencia al vapor de agua (MU)
Reacción al fuego
Absorción de agua (WS)
Resistencia al flujo de aire (AF)
esp. 30 mm
Absorción acústica
esp. 40/50 mm
(AW)
esp. 60/75 mm
Unidades
W/(m-K)
J/kg-K
--Euroclase
--KPa-s/m2
---
Valores
0,036
0,038
800
1
A1
No hidrófilo
>5
0,60
0,70
0,80
cortadas según otra perpendicular, para evitar el paso de las
distintas frecuencias y conseguir un mejor aislamiento de la zona tratada.
SOLADOS
En este apartado se describen los materiales utilizados como pavimento tanto en el edificio como en la urbanización como
pavimentos, a excepción del solado empleado en el interior de las plantas; un suelo técnico que se describe en otro apartado
independiente.
Los elementos utilizados son todos materiales básicos, que conjugan con el elemento principal del edificio, el hormigón, así
tenemos: el granito, el hormigón y el terrazo, todos ellos en diferentes texturas, formatos y diseños para adaptarnos a las
necesidades.
En la elección del granito se quería contar con un elemento de la zona, que compatibilizase con el hormigón; por ello se optó
por el granito Negro Batalla, que procede de la cantera de Grabasa, en la localidad de Burguillos del Cerro, población situada a
una distancia de 85,1 Km, el corte de las piezas se ha realizado en Almendralejo en el taller de Pinasur.
Este material se ha utilizado en las escaleras principales en un formato compacto, acorde con la rotundidad del edificio en
el que se monta, para ello se ha empleado un elemento en una sola pieza maciza de todo el ámbito del peldaño y de sección
triangular, que permite contemplar esta pieza en toda su magnitud desde de cualquier punto de vista, al quedar libres los laterales
de la escalera. Para cumplir la normativa se ha realizado un mamperlan formado por tres hendiduras sobre la propia pieza. Su
colocación se ha efectuado con adhesivo de resinas sobre losa de hormigón, para mejorar la adherencia a la parte inferior de la
129
pieza se le hicieron unas ranuras. En los descansillos de las escaleras y arranques se ha empleado el mismo material en un
formato 50x50, con un espesor de 2 cm, en acabado pulido y abujardado para indicar los arranques y desembarcos de las
escaleras, se han colocado pegadas con cemento cola de altas prestaciones tipo Flexmortel de Bettor, con juntas entre baldosas
de 2 o 3 mm de espesor utilizando separadores plásticos en forma de cruz y en forma de T.
Tanto en la urbanización como en la planta baja
se utilizado el granito Negro Batalla en posición
flotante en grandes formatos 75x75x4, sin embargo
en el interior se colocaba pulido y en el exterior
abujardado, variando las dimensiones según el
despiece entregado por la Dirección Facultativa. La
colocación en ambos casos se ha realizado sobre
plot, en el exterior la piezas tienen mayor separación
entre ellas para permitir el paso del agua, al
encontrarse la cubierta debajo del solado.
La otra escalera con las que cuentan los
módulos se ha resuelto con un peldaño de terrazo
microchina, recibido con mortero de cemento CEM
II/B-M 32,5 R y arena de miga 1/6, las mesetas se han resuelto con baldosas de terrazo 40x40 de Terragan en microgramo negro,
colocadas a golpe de maceta sobre lecho de mortero de cemento CEM II/A-P 32,5 R y arena de miga 1/6 con una relación a/c
para obtener consistencia blanda (asiento de cono entre 8 y 10 cm), de un espesor comprendido entre 3 y 5 cm.
En la urbanización además del granito en los acerados perimetrales se ha utilizado un pavimento con adoquines de hormigón
en color negro, en piezas rectangulares de 20x10x8 cm, colocado sobre una cama de arena.
Las zonas de aparcamiento tanto en sótanos como en planta baja se han resuelto con un acabado en cuarzo ya sea sobre
solera o losa, el procedimiento ha consistido en un tratamiento superficial del hormigón tipo MOVIDUR-A, formado por:
Incorporación sobre el hormigón fresco de capa de rodadura constituida por agregados minerales extraduros de cuarzo con una
dosificación de 5 kg/m², con un pulimentado mecánico. Se han dejado juntas perimetrales de contorno y en encuentro con
paramentos y pilares rellenadas con fonpex de 10 mm de espesor y un corte mecánico de juntas de retracción realizadas mediante
el serrado del hormigón recién endurecido con disco de diamante selladas posteriormente con masilla de poliuretano de elasticidad
permanente.
FALSO SUELO REGISTRABLE
Los pavimentos seleccionados, ya desde la confección del proyecto, cumplen el CTE en su apartado del DB-SUA, como el Reglamento
de Accesibilidad de la Junta de Extremadura, para ello se han debido combinar diferentes texturas y tonos en todo el edificio.
Como elemento más significativo el edificio dispone de un pavimento modular sobreelevado SF20 de Seyma Floors, de 430
mm de altura total, formado por: paneles de 600x600x32 mm compuestos por plancha superior lisa de acero endurecido, unida
por 160 soldaduras a una plancha inferior de acero laminado en frío y diseño isotrópico, relleno con un alma de cemento aligerado
para carga uniformemente repartida de 27 kN/m2, clasificación al fuego de las baldosas A1 o A2 según UNE EN 13501-1/2002
(M0 según antigua norma UNE 23727/1990) y un acabado con pavimento de linóleo Forbo Walton de 2,5 mm de espesor, en color
azul adherido al soporte mediante laminación en fábrica.
131
Cuando se confeccionó el proyecto se decidió elegir un suelo técnico; ya que la distribución del aire iba a ser por plenum y
con este sistema se permitía la circulación del aire bajo él, las salidas del aire se establecen por rejillas insertadas en la baldosa,
al ser un sistema de plenum, el usuario dentro de una lógica del reparto de caudales puede colocar las rejillas donde le resulte
más conveniente.
Este sistema también ha permitido llevar por su interior toda la red eléctrica y de telecomunicaciones necesaria en la planta,
liberando así al techo de tener que acoger estas instalaciones.
FALSOS TECHOS
Como ya se ha comentado en apartados anteriores se decidió que el propio hormigón fuese el acabado más relevante de los
techos. No obstante, existen dos excepciones:
• Una franja perimetral que se encontraba junto a la zona de instalaciones que nos servía para recoger los retornos de los
aires, realizado con un falso techo metálico Armstrong sistema R-H 215 / F-L 201, con bandejas de 300 mm de ancho.
• Una serie de islas distribuidas de manera homogénea en toda la planta que servían para evitar la reverberación del sonido;
para realizar este falso techo también se optó por un sistema de Armstrong el módelo era un techo flotante metálico sistema
D-H 70, con placas de módulos independientes de 2250 x 1200 mm. Está realizado en chapa electrozincada con perforación y
con velo acústico negro, SONDTEX de FREUDENBERG de 46 g/m2, termoadherido a la placa. El módulo está compuesto por 3
placas, 1 central y 2 placas finales con los todos los lados cerrados para finalizar el módulo con canto de 50 mm.
FACHADAS, VIDRIO Y CARPINTERÍA DE ALUMINIO
El edificio pretende aprovechar las energías naturales y, dentro del criterio de sostenibilidad con el que está diseñado,
aprovecha para su iluminación la luz natural, lo que se logra mediante grandes muros cortinas situados en los extremos del
edificio y en una serie de patios interiores.
El muro cortina se desarrolló con la casa Schüco con el Sistema FW 60 Plus.
Esta carpintería cumple con las siguientes especificaciones técnicas:
- Clase 3 Permeabilidad al aire (UNE-EN 12207).
- 8-A Estanquidad al agua (UNE-EN 12208).
- C4 Resistencia al viento (UNE-EN 12210).
133
La carpintería se ensayó en el banco de pruebas de
CIDENCO para comprobar el cumplimiento de los
anteriores requisitos.
Antes del comienzo de la fabricación en serie se efectuó
una muestra de referencia que fue aprobada por la
Dirección Facultativa.
El muro va soportado al edificio por una estructura
que se ancla en todas las losas de las plantas.
Como acristalamiento se optó por vidrios aislantes,
con los cantos pulidos, con vidrio selectivo (bajo emisivo
+ control solar en la misma capa) formados por un vidrio
incoloro extraclaro templado de 8 mm al exterior,
cámara de aire deshidratada de 12 mm y vidrio incoloro
interior laminado 4+4 con butiral de 0,38 mm.
En los pasos entre plantas para conseguir la
protección al fuego necesaria entre sectores, se
decidió colocar un vidrio doble acristalamiento
8/12/8, siendo el vidrio exterior templado de 8 mm
de espesor serigrafiado en cara 2, cámara de aire
deshidratada de 12 mm y vidrio interior float
incoloro de 8 mm, con trasdosado por un panel
sándwich formado por chapa de aluminio lacada,
panel de aislamiento térmico de lana de roca de 50
mm de espesor mínimo y 100 kg/m3 de densidad, y
chapa interior de acero galvanizado de espesor no
menor de 1 mm, incluso sellado con silicona neutra
resistente a la radiación UV y un panel interior
aislante antifuego en todo el perímetro de la
fachada, de Promatech H.
135
EQUIPO
PROPIEDAD
Gobierno de Extremadura
Consejería de Fomento, Vivienda, Ordenación del Territorio y Turismo
Manuel Lozano Martínez, DG De Arquitectura y Vivienda
Esther Gamero Ceballos-Zuñiga, arquitecta
Eva Galache Ramos, arquitecta
PROYECTO
- Autor del Proyecto:
Bruce S. Fairbanks, arquitecto
- Arquitectos que han participado en el desarrollo del proyecto:
Sergio García Gamo, arquitecto
Sergio Martínez Orellano, arquitecto
María de la Cruz López Gullón, arquitecta
- Arquitectos Técnicos que han participado:
Fernando Rodenas Moreno. Cubiertas, impermeabilizaciones y elaboración de la memoria técnica y presupuesto.
José Manuel Hurtado. Cumplimiento normativa contra incendios.
Eduardo Montero Fernández de Bobadilla. Pliego de Condiciones y cumplimiento de la normativa técnica.
- Ingenierías y empresas que han participado:
Valladares Ingeniería SL
Proyecto de instalaciones
Fernando Valladares López, Ingeniero Industrial
GOGAITE
Proyecto de estructuras
Alfonso Gómez Gaite, Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos
Alfonso Redondo Gómez, Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos
Consultores
Schlaich Bergermann und Partner
Diseño del intercambiador. Estudios de optimización energética
J.H. Salazar Trujillo, A.A. García
Cardona y A. González Castaño, Arquitectos
Análisis de la iluminación natural
CIDEMCO Centro de Investigación Tecnológica (actualmente TECNALIA)
Estudio de eficiencia energética
CEDINT Centro de domótica integral
Estudio preliminar del software requerido para manipular las lamas de los patios
Etap
Diseño de la iluminación conjugada
Espacio solar
Estudio de los cañones de luz
IDR
Proyecto de monitorización del edificio.
SEGURIDAD Y SALUD
Estudio de S. y S.L.
Mª Elena González Pernaut y Pedro A. Beguería. Redacción del Estudio de Seguridad y Salud.
Coordinación de S.Y S.L.
Eduardo Montero Fernández de Bobadilla, arquitecto técnico
DIRECCIÓN DE OBRA
Director de obra (DO)
Bruce S. Fairbanks, arquitecto
Colaboradores en la DO
Sergio García Gamo, arquitecto
Olalla Oliver Farner, arquitecta
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Director de ejecución de obra (DEO)
Eduardo Montero Fernández de Bobadilla, arquitecto técnico
Colaboradores en la DEO
Carlos Rubio Manso, arquitecto técnico e Ing. de la edificación
José Joaquín Escribano Mediero, arquitecto técnico e Ing. de la edificación
Felipe Juan Delgado Oncins, Arquitecto técnico y arquitecto
Instalaciones
David Gutiérrez Hurtado, arquitecto técnico e Ing. de la edificación
Mario García Vesga, Ingeniero Industrial
Estructura
Alfonso Gómez Gaite, Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos
Alfonso Redondo Gómez, Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos
CONSTRUCTORA Mérida III Milenio
(UTE Ferrovial Agroman S.A., Construcciones Mego SA y Maycoex, SL)
Jefe de Obra
José Carlos Díaz Camarero. Arquitecto Técnico
Jefes de Producción
Diego García del Pozo. Arquitecto Técnico
Sergio Vicente Alfonso. Arquitecto Técnico
Instalaciones
Alberto Rivas Martin. Ingeniero Técnico Industrial.
Encargados de Obra
Antonio González Díez
Pedro Morcillo Álvarez
Oficina Técnica Ferrovial Agroman
Daniel Alejandro Villar Martínez. Instalaciones
Antonio Carrasco Berbel. Estructuras
CONTROL DE CALIDAD
CODEXSA
Carlos Gragera Garriga, Arquitecto Técnico
Sergio Robles Sánchez, Arquitecto Técnico
Ignacio Santiago Casablanca, Ingeniero Técnico Industrial en electrónica industrial y Técnico Termográfico de Nivel I.
CONSULTORES
CENER (Sello CENER)
Inés Díaz Regodon, arquitecta
Grupo de Investigación ABIO
(Evaluación de la eficiencia del intercambiador aire-tierra y la inercia del edificio)
Javier Neila González, Dr. Arquitecto Catedrático
Nagore Urutia del Campo, arquitecta
SONEN (acústica)
Óscar Outumuro Cid