PROYECTO DE INSTALACIONES PARA UNA RESIDENCIA INTELIGENTE

INSTITUTO POLITÉCNICO

NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y

ELÉCTRICA

TESIS

Que para obtener el título de:

INGENIERO ELECTRICISTA

PRESENTAN:

C. FELIPE ALBERTO FABILA ILDEFONSO C. JAIR MORALES OLVERA

“PROYECTO

DE INSTALACIONES PARA

UNA

RESIDENCIA INTELIGENTE”

ASESORES:

DR. SALVADOR ALVAREZ BALLESTEROS

M. EN C. RUBEN ORTIZYAÑEZ

“

PROYETO DE INSTALACIONES PARA UNA

RESIDENCIA INTELIGENTE”

CONTENIDO

Introducción……… i

Planteamiento………. iii

Justificación……… iv

Objetivo……… v

Objetivos Específicos……… vi

Nomenclatura………. vii

ÍNDICE

1.1 Inteligencia artificial……… 1

1.2 Concepto de edificio inteligente……… 2

1.2.1 Características del edificio inteligente……….. 2

1.2.2 Finalidad del edificio inteligente………. 3

1.2.3 Los cuatro elementos básicos de un Edificio Inteligente…….. 4

1.2.4 Grados de Inteligencia……… 5

1.2.5 Integración de Servicios en un Edificio Inteligente………. 6

1.3 Concepto de Domótica……….. 9

1.3.1Orígenes………. 9

1.3.2Características Generales………... 10

1.3.3 Finalidad de la Domótica……… 11

1.3.4 Sistemas Incorporados al Control Automatizado………... 11

CAPITULO II. Domótica en los sistemas de operación de una casa

habitación………. 14

2.1 introducción. El aire acondicionado y la calefacción………. 14

2.1.1 Calefacción………... 17

2.1.2 Aire acondicionado……….. 21

2.1.3 Automatización del equipo de aire acondicionado……… 25

2.2 El sistema hidrosanitario……… 25

2.2.1 Control y uso de agua en muebles sanitarios……… 26

2.3 La iluminación……….. 29

2.3.1 La iluminación y manejo de la luz………. 29

2.3.2 Sistemas de iluminación………. 31

2.3.3 Iluminación artificial………. 35

2.4 reciclado y tratamiento de aguas en una residencia inteligente………. 35

2.4.1 Tratamiento de aguas residuales o negras………. 35

2.4.2 Aprovechamiento de aguas pluviales……….. 38

2.4.3 Descalcificación de aguas……….. 41

2.4.4 Depuración de aguas por osmosis……… 42

2.4.5 Reciclado de aguas grises………. 43

2.4.6 Automatización del sistema hidrosanitario y de tratamiento de aguas grises………. 45

CAPITULO III. Desarrollo de los sistemas de operación y servicio para casa habitación………... 46

3.1 Instalación eléctrica……… 46

3.1.1 Factores externos de diseño para una instalación eléctrica…. 47 3.1.2 Factores internos de diseño para una instalación eléctrica….. 48

3.1.3 Elementos de protección para la instalación eléctrica……….. 48

3.1.4 Consideraciones a la norma NOM-001-SEDE-2005 para la instalación eléctrica………. 49

3.1.5 Estudio de la carga……….. 49

3.2 Iluminación ahorradora de energía en la residencia………. 62

3.2.1 Impacto del ahorro de energía en la iluminación……… 62

3.3 Aplicación de celdas solares para agua caliente……….. ……… 68

3.3.1 Celdas solares……….. 68

3.3.2 Orígenes de las celdas solares………. 68

3.3.3 Fabricación de celdas solares………... 69

3.3.4 Funcionamiento de las celdas solares………. 71

3.3.5 Factores de eficiencia de una celda solar………... 74

3.3.6 Sistema de calentamiento de agua por medio de celdas solares………... 75

3.3.6.1 Colector solar……….. 76

3.3.6.2 Termotanque……… 77

3.3.6.3 Calentador de respaldo de bajo consumo de energía.. 78

3.3.7 Automatización del sistema de calentamiento de aguas…….. 81

3.4 Sistemas de seguridad para una residencia inteligente………... 82

3.4.1 Alarmas de intrusión……… 85

3.4.2 Alarmas técnicas……….. 86

3.4.3 Alarmas personales………. 86

3.4.4 Videovigilancia………. 87

3.4.5 Videoportero………. 88

3.4.6 Control de puertas y persianas……….. 89

3.4.7 Consideraciones a la norma para conatos de incendio……… 91

3.4.8 Automatización del sistema de seguridad………... 93

CAPITULO IV. Evaluación de costos………. 95

Conclusiones_……….. 100

Glosario técnico_……… 102

Bibliografía_……….. 103

Anexos……….. 105

Anexo A Planos de la residencia inteligente………... 106

Anexo B Equipos y Accesorios Simón………. 113

Anexo C Propuesta del Software controlador de CCTV……… 124

Anexo D Ejemplo de la Automatización de un Microcontrolador para la Iluminación……….. 127

i

INTRODUCCIÓN

Actualmente en el mundo existe toda una revolución de tecnologías las cuales tratan de hacer una vida más cómoda y fácil de llevar. Su impacto hoy en día toca diferentes áreas de la vida desde que nos levantamos con el sonido de un despertador, la realización de nuestras labores diarias en nuestros ratos de descanso ya estamos haciendo uso de estas tecnologías en fin hoy la vida no se puede explicar sin ella ya que la realización de nuestras actividades diarias están tan íntimamente ligadas con el desarrollo de las tecnologías que a lo mejor ya no seriamos capaces de realizarlas por la intima relación que se guardan entre ellas hoy en día.

Para propósitos de esta tesis se hablara de la aplicación de las nuevas tecnologías en los edificios (edificio inteligente) pero en particular en la aplicación a residencias hoy en día este concepto toma el nombre de domótica la cual es la forma en que se refiere al concepto de una residencia inteligente con ello es capaz de solventar gran parte de los problemas que tienen las residencias convencionales como son el manejo de aguas y de energía pero lo principal agrega característica a la residencia como son un mucho mayor confort ya que nos libera de realizar ciertas actividades que se tenían que hacer de forma manual como el encendido de lámparas entre otras además toca un tema que está muy de moda el ahorro de energía ya que el concepto de edificio inteligente contempla como un objetivo el ahorro de energía esto se consigue implementando controles que conlleven a un máximo aprovechamiento de la energía y de los equipos.

Se sabe también que existen diferentes tipos de tecnologías las cuales emplean diversos mecanismos que varían de acuerdo con su aplicación y con el grado de inteligencia por llamarle de algún modo que se quiera aplicar a la residencia. Otro punto que también hay que observar es si es posible aplicarlas considerando diversos puntos entre los cuales podemos rescatar la compatibilidad con el resto del sistema su factibilidad de aplicación pero sobre todo un punto que es crucial es el económico el cual este ultimo va a ser un factor muy determinante en el tipo de tecnología que se quiera aplicar ya que entre más avanzada sea la tecnología más cara es.

Con la aplicación de la domótica se tiene una integración de diversos sistemas o servicios como son el control de puertas ventanas la protección contra incendio fuga de gases ahorro de energía y una que nos llama la tensión seria la seguridad por todo lo que implica desde la protección de todos los equipos empleados la propia infraestructura de la residencia y hasta la protección de los propios usuarios.

ii

iii

PLANTEAMIENTO

En la actualidad la tecnología se muestra como una gran aliada para minimizar los tiempos de esfuerzo y control de procesos para diversas áreas. Así como para lograr ahorros de energía eléctrica y en algunos casos muy importantes con un impacto en el ambiente ecológico positivo. Pero además de aplicarse en áreas de trabajo también pueden aplicarse en el hogar. El uso de estas tecnologías aplicadas en un hogar hizo nacer con gran fuerza la casa inteligente también conocida como domótica, que es el concepto de edificio inteligente aplicado en este campo; la cual se muestra como un espacio lleno de confort para todos aquellos que han implementado y aplicado estas tecnologías en su hogar con el consecuente ahorro de energía eléctrica. Por esto se juzga pertinente desarrollar el tema de la aplicación de la domótica en una casa habitación.

El aplicar estas tecnologías en el hogar ayuda a disminuir tiempos y esfuerzos en la realización de ciertas operaciones o tareas como puede ser el encender la iluminación a determinada hora en diferentes áreas de la casa habitación (garaje, habitaciones, jardín, etc.)o el hecho de encender la bomba eléctrica para llenar los almacenes de agua u otra tarea común en la casa habitación que requiera la intervención del hombre, y con la aplicación de la domótica se logran automatizar estos procesos, de esta manera se logran eliminar actividades manuales, permitiendo ocupar ese tiempo en la realización de otras actividades por las personas que habitan este tipo de inmueble, además de lograr el ahorro de energía sustancial a través de la automatización de sistemas de operación de la casa habitación, obteniendo con ello la administración de la energía consumida.

iv

JUSTIFICACIÓN

En la construcción y diseño actual de los edificios se está integrando un

concepto nuevo de “edificio inteligente”, el cual contempla una automatización

para la operación inteligente de los sistemas y servicios del mismo con lo cual se aumenta el confort, productividad y flexibilidad, etc. Aplicando estos conceptos y las tecnologías de vanguardia a una residencia es viable lograr a través de la domótica resultados similares en el control de los sistemas y servicios de operación de la casa habitación generando un mayor confort, seguridad y ahorro de energía para los usuarios.

En un principio la implementación de este tipo de tecnologías requiere de una inversión económica fuerte, pero con el tiempo se compensa con el ahorro de la energía, comparativamente con una casa habitación proyectada en forma convencional; así mismo contemplando el ahorro de energía en una residencia es factible amortizar la inversión inicial en un corto plazo para el usuario, obteniendo después de esto un ahorro económico en la operación de los sistemas y servicios de la residencia.

Claro está que el uso de equipos ahorradores de energía así como equipos de control, tiene una elevada inversión que puede desanimar al usuario en su uso y su aplicación, pero demostrando en base a diversos estudios se llega a comprender que el costo inicial se amortiza en un corto plazo, viendo de esta manera lo rentable que sería el uso de estos dispositivos, además contemplando que estos dispositivos tienen una larga duración significando con ello un ahorro económico en el uso de energía, y también minimizando los costos de mantenimiento.

Actualmente la tecnología da pasos agigantados en el tema de control y automatización a través de dispositivos electrónicos muy sofisticados que permiten controlar y administrar cualquier proceso para la realización de un trabajo sin la necesidad de la intervención de la mano del hombre haciendo con ello que los procesos se realicen de una forma eficaz, generando una mayor seguridad y confiabilidad en su aplicación.

El control de los sistemas y servicios en una casa habitación con la aplicación de la tecnología actual garantiza que el lugar sea el más adecuado para ofrecer un espacio de relajación y tranquilidad para el usuario, reflejando una sensación de confort y tranquilidad. Una de las mayores aplicaciones que se tiene en la utilización de estas tecnologías en la casa habitación es la seguridad, la cual se muestra como la detección de fugas de gas y peligros de incendio además de avisos por intrusión de personas no deseadas.

v

OBJETIVO

vi

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

 Diseñar un sistema de iluminación apropiado a una residencia la cual será totalmente inteligente tanto en interiores como exteriores.

 Proyectar una instalación eléctrica confiable con capacidad de flexibilidad.

 Diseñar un sistema de seguridad controlado por sistemas computacionales.

 Diseñar un sistema de acondicionamiento de aire y calefacción.

vii

NOMENCLATURA

PARAMETRO DESCRIPCIÓN UNIDAD

K Índice local por iluminar adimensional

a Ancho del local Metros (m)

b Longitud del local Metros (m)

H Altura del local Metros (m)

N Número total de _luminarias Piezas

E Nivel de iluminación Luxes (lux)

S Área por iluminar Metros cuadrados (m2)

Φt Flujo luminoso por _lámpara Lumen (lum)

n Numero de lámparas por _luminaria Piezas

CU Coeficiente de utilización Adimensional

1

CAPITULO I

“DOMOTICA”

Se denomina inteligencia artificial a la rama de la ciencia informática dedicada al desarrollo de agentes racionales no vivos. [1]

Para explicar la definición anterior, entiéndase a un agente como cualquier cosa capaz de percibir su entorno (recibir entradas), procesar tales percepciones y actuar en su entorno (proporcionar salidas). Y entiéndase a la racionalidad como la característica que posee una elección de ser correcta, más específicamente, de tender a maximizar un resultado esperado. (Este concepto de racionalidad es más general y por ello más adecuado que inteligencia para definir la naturaleza del objetivo de esta disciplina).

Por lo tanto, y de manera más específica la inteligencia artificial es la disciplina que se encarga de construir procesos que al ser ejecutados sobre una arquitectura física producen acciones o resultados que maximizan una medida de rendimiento determinada, basándose en la secuencia de entradas percibidas y en el conocimiento almacenado en tal arquitectura.

Los investigadores en inteligencia artificial se concentran principalmente en los sistemas expertos, la resolución de problemas, el control automático, las bases de datos inteligentes, la ingeniería del software (diseños de entornos de programación inteligente) y reconocimiento de patrones donde se espera un rápido progreso en este campo que abarca la comprensión y la síntesis del habla, el proceso de imágenes y la visión artificial.

La inteligencia artificial incluye varios campos de desarrollo tales como: la robótica, usada principalmente en el campo industrial; comprensión de lenguajes y traducción; visión en máquinas que distinguen formas y que se usan en líneas de ensamblaje; reconocimiento de palabras y aprendizaje de máquinas; sistemas computacionales expertos.

2

Tales tareas reducen costos, reducen riesgos en la manipulación humana en áreas peligrosas, mejoran el desempeño del personal inexperto, y mejoran el control de calidad sobre todo en el ámbito comercial.

En la actualidad, la inteligencia artificial empieza a extender sus áreas de investigación en diversas direcciones y trata de integrar diferentes métodos en sistemas a gran escala, tratando de explotar al máximo las ventajas de cada esquema.

1.2 CONCEPTO DE EDIFICIO INTELIGENTE

Se puede decir que un edificio inteligente es a aquella edificación que desde su diseño hasta la ocupación por el usuario final, centra su objetivo en el ahorro de energía y recursos.

1.2.1 CARACTERÍSTICAS DEL EDIFICIO INTELIGENTE SEGÚN EL IMEI

El Instituto Mexicano del Edificio Inteligente (IMEI) precisa que un edificio inteligente es aquel que reúne los requisitos siguientes: [2]

Características fundamentales integrales en sistemas modulares.

 Centralmente automatizados para optimizar su operación y administración en forma eléctrica.

 Altamente eficientes para minimizar el uso de la energía.

 Altamente seguros y confortables, que respeten las normas tecnológicas.

El concepto de edificio inteligente gira en torno a los principios de diseño interdisciplinario, flexibilidad, integración de servicios, administración eficiente y mantenimiento preventivo. Esto señala en si la optimización de sus cuatro elementos básicos, los cuales son:

 Estructura (civil)

 Sistemas

 Servicios

 Gerencia

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CONCEPTOS DE EDIFICIO INTELEGENTE DESDE EL PUNTO DE VISTA DE DIVERSAS EMPRESAS.

Compañía HoneywelI, S.A. de C. V., México, D.F.

Se considera como edificio inteligente aquél que posee un diseño adecuado que maximiza la funcionalidad y eficiencia en favor de los ocupantes, permitiendo la incorporación y/o modificación de los elementos necesarios para el desarrollo de la actividad cotidiana, con la finalidad de lograr un costo mínimo de ocupación, extender su ciclo de vida y garantizar una mayor productividad estimulada por un ambiente de máximo confort. [3]

Compañía AT&T, S.A. de C.V., México, D.F.

Un edificio es inteligente cuando las capacidades necesarias para lograr que el costo de un ciclo de vida sea el óptimo en ocupación e incremento de la productividad, sean inherentes en el diseño y administración del edificio. [3]

1.2.2 FINALIDAD DEL EDIFICIO INTELIGENTE

La finalidad de un edificio inteligente, son los siguientes:

Arquitectónicos

a) Satisfacer las necesidades presentes y futuras de los ocupantes, propietarios y operadores del edificio.

b) La flexibilidad, tanto en la estructura como en los sistemas y servicios. c) El diseño arquitectónicos adecuado y correcto.

d) La funcionalidad del edificio.

e) La modularidad de la estructura e instalaciones del edificio. f) Mayor confort para el usuario.

g) La no interrupción del trabajo de terceros en los cambios o modificaciones. h) El incremento de la seguridad.

i) El incremento de la estimulación en el trabajo.

j) La humanización de la oficina.

Tecnológicos

a) La disponibilidad de medios técnicos avanzados en las telecomunicaciones. b) La automatización de las instalaciones.

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Ambientales

a) La creación de un edificio saludable b) El ahorro energético.

c) El cuidado del medio ambiente.

Económicos

a) La reducción de los altos costos de operación y mantenimiento. b) Beneficios económicos para la cartera del cliente.

c) Incremento de la vida útil del edificio.

d) La posibilidad de cobrar precios más altos por la renta o venta de espacios. e) La relación costo-beneficio.

f) El incremento del prestigio de la compañía.

1.2.3 LOS CUATRO ELEMENTOS BÁSICOS EN UN EDIFICIO INTELIGENTE

El Intelligent Building Institute (IBI) de Washington, D.C., divide las necesidades de los ocupantes, propietarios y operadores del edificio en cuatro partes o elementos:

I. La estructura del edificio.- Todo lo que se refiere a la estructura y diseño arquitectónico, incluyendo los acabados y mobiliario. Entre sus componentes están: la altura de losa a losa, la utilización de pisos elevados y plafones registrables, cancelería, ductos y registros para las instalaciones, tratamiento de fachadas, utilización de materiales a prueba de fuego, acabados, mobiliario y ductos para cableado y electricidad.

II. Los sistemas del edificio.- Son todas las instalaciones que integran un edificio. Entre sus componentes están: aire acondicionado, calefacción y ventilación, energía eléctrica e iluminación, controladores y cableado, elevadores y escaleras mecánicas, seguridad y control de acceso, seguridad contra incendios y humo, telecomunicaciones, instalaciones hidráulicas, sanitarias y seguridad contra inundación.

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IV. La administración del edificio.- Se refiere a todo lo que tiene que ver con la operación del mismo. Entre sus variables están: mantenimiento, administración de inventarios, reportes de energía y eficiencia, análisis de tendencias, administración y mantenimiento de servicios y sistemas. La optimización de cada uno de estos elementos y la interrelación o coordinación entre sí, es lo que determinará la inteligencia del edificio.

1.2.4 GRADOS DE INTELIGENCIA

Existen tres grados de inteligencia, catalogados en función de la automatización de las instalaciones o desde el punto de vista tecnológico:

I. Grado 1.- Inteligencia mínima o básica. Un sistema básico de automatización del edificio, el cual no está integrado.

 Existe una automatización de la actividad y los servicios de telecomunicaciones, aunque no están integrados.

II. Grado 2.- Inteligencia media. Tiene un sistema de automatización del edificio totalmente integrado.

 Sistemas de automatización de la actividad, sin una completa integración de las telecomunicaciones.

III. Grado 3.-Inteligencia máxima o total. Los sistemas de automatización del edificio, la actividad y las telecomunicaciones, se encuentran totalmente integrados. El sistema de automatización del edificio se divide en: sistema básico de control, sistema de seguridad y sistema de ahorro de energía.

 El sistema básico de control es el que permite monitorear el estado de las instalaciones, como son: eléctricas, hidrosanitarias, elevadores y escaleras eléctricas, y suministros de gas y electricidad.

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 El sistema de ahorro de energía es el encargado de la zonificación de la climatización, el intercambio de calor entre zonas, incluyendo el exterior, el uso activo y pasivo de la energía solar, la identificación del consumo, el control automático y centralizado de la iluminación, el control de horarios para el funcionamiento de equipos, el control de ascensores y el programa emergente en puntos críticos de demanda.

1.2.5 INTEGRACION DE SERVICIOS EN UN EDIFICIO INTELIGENTE

El concepto de integración de servicios no es nuevo en la construcción de edificios. Desde hace algunos años ya se hablaba de este concepto sin ningún éxito. Pero a raíz del desarrollo de la tecnología en los campos del control, cómputo, y telecomunicaciones, ha tomado una mayor importancia, hasta volverse

fundamental en los llamados “edificios inteligentes”. Todos los servicios que

existen dentro de un edificio se pueden incluir en cualquiera de las siguientes áreas.

 Protección

 Seguridad

 Administración

 Ahorro de energía

 Servicios básicos. (agua, energía eléctrica, telecomunicaciones).

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INTEGRACIÓN DE LOS SERVICIOS EN UN EDIFICIO

INTELIGENTE

SEGURIDAD AHORRO DE _ENERGIA

CONTROL PROTECCIÓN

ADMINISTRACIÓN SISTEMAS PARA LA _OPERACIÓN

SISTEMAS PARA OPERACIÓN DEL EDIFICIO INTELIGENTE DESDE EL PUNTO DE VISTA PARA SU OPERACIÓN

Los sistemas considerados dentro de un edificio inteligente desde el punto de vista para su operación son:

De servicios

 Sistemas hidrosanitarios

 Sistema de aire acondicionado, calefacción y ventilación.

 Sistema de transporte interno.

 Sistema de iluminación.

 Sistema de energía eléctrica.

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De seguridad y protección

 Sistema contra incendio.

 Sistema para control de acceso y vigilancia.

De comunicaciones

 Instalación telefónica

 Red de datos.

 Teleproceso.

De control y automatización

 Control de la seguridad.

 Automatización y operación de los sistemas de servicio.

 Monitoreo

 Ahorro de energía.

Al considerar estos sistemas se acota la importancia de contar con una red de cableado lógico que se adapte a las necesidades presentes y futuras.

SISTEMAS DE SERVICIOS

El sistema de servicios es aquel que integra las instalaciones que se aplican y utilizan dentro del edificio inteligente para obtener los servicios primordiales con que opera, como el suministro y distribución de energía eléctrica; suministro y distribución de agua potable; control, manejo y reciclado de las descargas de aguas negras y jabonosas; la iluminación y el confort adecuado para una mayor productividad.

El diseño de todas estas instalaciones a diferencia de un edificio normal serán altamente automatizadas para efectuar su monitoreo, abatir costo en el mantenimiento y lograr el ahorro de energía.

Las instalaciones que integran el sistema de servicio son:

 Eléctrica.

 Sanitaria

 Hidráulica

 De aire acondicionado y de calefacción.

 De ventilación

9 1.3 CONCEPTO DE DOMOTICA

Este término nacido en Francia como: “Domotique”: el cual hace referencia al

concepto de vivienda que integra todos los automatismos en materia de seguridad, gestión de la energía, comunicaciones, etc. Es decir, el objetivo es asegurar al usuario de la vivienda un aumento del confort, de la seguridad, del ahorro energético y las facilidades de comunicación. [4]

Para que un sistema pueda ser considerado "inteligente" ha de incorporar elementos o sistemas basados en las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC).

El uso de las TIC en la vivienda genera nuevas aplicaciones y tendencias basadas en la capacidad de proceso de información y en la integración y comunicación entre los equipos e instalaciones. Así concebida, una vivienda inteligente puede ofrecer una amplia gama de aplicaciones en áreas tales como:

 Seguridad

 Gestión de la energía

 Automatización de tareas domésticas

 Formación, cultura y entretenimiento

 Teletrabajo

 Monitorización de salud

 Operación y mantenimiento de las instalaciones, etc.

1.3.1 ORIGENES

Nace a escala pública en EEUU en la década del 70, tras la crisis petrolera, con el objetivo principal de generar un ahorro en los consumos. [4]

Inicialmente se focalizo en las grandes industrias, a través del desarrollo en los sectores espacial, químicos, y otros. En estas se realizan grandes inversiones para conseguir ahorro energético.

La continua investigación en el campo tecnológico derivo en la ampliación de la oferta tecnológica, y por consiguiente un incremento en el alcance de las soluciones.

Gracias a esto comienzan a aparecer los primeros edificios inteligentes. A esta altura la tecnología todavía tenía costos altos y por debido a esto era utilizada principalmente en edificios con gran consumos tales como, hospitales, hoteles, y sedes de grandes corporaciones.

10 1.3.2 CARACTERÍSTICAS GENERALES

Los servicios que ofrece la domótica se pueden agrupar según cuatro aspectos o ámbitos principales:

I. Ahorro energético: El ahorro energético no es algo tangible, sino un concepto al que se puede llegar de muchas maneras. En muchos casos no es necesario sustituir los aparatos o sistemas del hogar por otros que consuman menos sino una gestión eficiente de los mismos.

a. Climatización: programación y zonificación.

b. Gestión eléctrica:

i. Racionalización de cargas eléctricas: desconexión de equipos de uso no prioritario en función del consumo eléctrico en un momento dado

ii. Gestión de tarifas, derivando el funcionamiento de algunos aparatos a horas de tarifa reducida

c. Uso de energías renovables

II. Confort: Conlleva todas las actuaciones que se puedan llevar a cabo que mejoren el confort en una vivienda. Dichas actuaciones pueden ser de carácter tanto pasivo, como activo o mixtas.

a. Iluminación:

i. Apagado general de todas las luces de la vivienda

ii. Automatización del apagado/ encendido en cada punto de luz iii. Regulación de la iluminación según el nivel de luminosidad

ambiente

b. Automatización de todos los distintos sistemas/ instalaciones / equipos dotándolos de control eficiente y de fácil manejo

c. Integración del portero al teléfono, o del video portero al televisor

d. Control vía Internet

e. Gestión Multimedia y del ocio electrónicos

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III. Protección patrimonial: Consiste en una red de seguridad encargada de proteger tanto los Bienes Patrimoniales como la seguridad personal.

a. Simulación de presencia.

b. Detección de conatos de incendio, fugas de gas, escapes de agua.

c. Alerta médica. Tele asistencia.

d. Cerramiento de persianas puntual y seguro.

e. Acceso a Cámaras IP

IV. Comunicaciones: Son los sistemas o infraestructuras de comunicaciones que posee el hogar.

a. Ubicuidad, PC, mandos inalámbricos (p.ej. PDA con WiFi), paralaje en el control tanto externo como interno, control remoto desde Internet.

b. Transmisión de alarmas.

c. Intercomunicaciones.

1.3.3 FINALIDAD DE LA DOMÓTICA.

 Reducción de costos mediante la optimización del uso de los recursos.

 Importante incremento en la seguridad (robos, incendio, etc.).

 Reducción en los costos y mayor eficiencia en los servicios de mantenimiento.

 Reducción general de costos mediante la automatización de diversas tareas.

 Obtención de información critica para la toma de decisiones.

 Mejora en la calidad de vida mediante el control de climatización e iluminación ajustadas en tiempo real de acuerdo a los parámetros censados.

 Posibilidad de integración con nuevas tecnologías.

 Control y verificación en tiempo real y por múltiples medios de los eventos que sucedan dentro del contexto.

1.3.4 SISTEMAS INCORPORADOS AL CONTROL AUTOMATIZADO  Sistemas de climatización.

 Iluminación.

 Sistema de suministro de energía.

 Control de accesos locales y remotos.

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 Sistemas antirrobo, seguridad perimetral.

 Rutinas de detección de incendio.

 Activación de sistemas de extinción de incendios.

 Administración de instalaciones sanitarias.

 Administración de instalaciones hidráulicas.

 Administración de instalaciones eléctricas.

 Seguridad informática.

COMPONENTES DEL SISTEMA

Descripción

 Controladores

 Sensores

 Actuadores

Arquitectura

Desde el punto de vista de donde reside la inteligencia del sistema domótico, hay varias arquitecturas diferentes:

 Arquitectura Centralizada: un controlador centralizado recibe información de múltiples sensores y, una vez procesada, genera las órdenes oportunas para los actuadores.

 Arquitectura Distribuida: toda la inteligencia del sistema está distribuida por todos los módulos sean sensores o actuadores. Suele ser típico de los sistemas de cableado en bus, o redes inalámbricas.

 Arquitectura mixta: sistemas con arquitectura descentralizada en cuanto a que disponen de varios pequeños dispositivos capaces de adquirir y procesar la información de múltiples sensores y transmitirlos al resto de dispositivos distribuidos por la vivienda.

1.3.5 MEDIOS DE INTERCONEXIÓN

Para tener todos nuestros componentes en perfecto funcionamiento y obtener la mayor funcionalidad en su uso estos se pueden interconectar entre sí por medios inalámbricos y/o cableados. De los cuales se pueden mencionar los siguientes:

Cableados:

 xDSL

 Fibra óptica

 Power Line Communications

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Inalámbricos:

 WiFi

 GPRS

 Bluetooth

 Radiofrecuencia

 Infrarrojos

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CAPITULO II

“DOMÓTICA EN

LOS SISTEMAS DE OPERACIÓN

DE UNA

_{CASA HABITACIÓN”}

2.1 INTRODUCCIÓN. EL AIRE ACONDICIONADO Y LA CALEFACCIÓN

El aire acondicionado y la calefacción (sistema de climatización), son los procesos relativos a la regulación de las condiciones ambientales para hacer más confortable el clima de las viviendas para proporcionar el oxigeno suficiente a los ocupantes del recinto y eliminar olores. La calefacción eleva la temperatura en un espacio determinado, con respecto a la temperatura atmosférica, a un nivel satisfactorio. Los sistemas de aire acondicionado controlan el ambiente del espacio interior (temperatura, humedad, circulación y pureza del aire) para la comodidad de sus ocupantes.

Integrar el control de los sistemas de calefacción y aire acondicionado con el sistema de domótica aumenta el confort y ahorra mucha energía en el edificio.

La forma más básica de controlar la climatización (calderas para calefacción, aire acondicionado, etc.) de un edificio con la domótica es la conexión o desconexión del sistema. Se puede conectar y desconectar la climatización con el sistema de domótica según una programación horaria, según la presencia de personas en el lugar o de forma manual. Esta forma es sin embargo muy básica y no alcanza un nivel óptimo de confort o ahorro energético. También es importante tener en cuenta que este tipo de control domótico no es posible sobre aparatos que al conectarlos se ponen en modo de Stand-by (por ejemplo muchos equipos de aire acondicionado) en vez de ponerse en marcha directamente.

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TEMPERATURA

La temperatura es la escala usada para medir la intensidad del calor y es el indicador que determina la dirección en que se moverá la energía de calor. También puede definirse como el grado de calor sensible que tiene un cuerpo en comparación con otro. En algunos países, la temperatura se mide en Grados Fahrenheit, pero en nuestro país, y generalmente en el resto del mundo, se usa la escala de Grados Centígrados, algunas veces llamada Celsius. Ambas escalas tienen dos puntos básicos en común: el punto de congelación y el de ebullición del agua al nivel del mar. Al nivel del mar, el agua se congela a 0°C o a 32°F y hierve a 100°C o a 212°F. En la escala Fahrenheit, la diferencia de temperatura entre estos dos puntos está dividida en 180 incrementos de igual magnitud llamados grados Fahrenheit, mientras que en la escala Centígrados, la diferencia de temperatura está dividida en 100 incrementos iguales llamados grados Centígrados.

ZONIFICACIÓN DEL SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN

La zonificación de la climatización de un recinto significa conceptualmente dividirlo en zonas según el tipo de uso, frecuencia de uso o quién lo usa. La zonificación más básica para el control de la climatización (calefacción y aire acondicionado) en un edificio es incluir todo el lugar en una zona que puede ser apta para apartamentos muy pequeños. Pero para lugares con un mayor número de estancias es importante crear varias zonas para poder gestionar la climatización de una forma independiente entre las zonas, ya que sino algunas estancias pueden calentarse en exceso o quedar demasiado frías creando una reducción del confort y un gasto energético innecesario. [5]

Al crear una zonificación de la climatización del lugar controlado por la domótica, hay que tener en cuenta que cada estancia tiene requisitos distintos. Los factores más determinantes para poder decidir qué tipo de control domótico se va a dar al lugar en su totalidad y a cada zona en concreto son:

 Uso.-El uso del edificio en su totalidad y el uso de cada dependencia es fundamental para decidir el tipo de control que se va a ejercer.

 Tipología.-La tipología (chalet, adosado, piso, etc.), el diseño (estancias cerradas, abiertas) y la orientación (considerando posibles aportes energéticos solares, etc.) del mismo.

 Acondicionamiento.-El acondicionamiento constructivo (aislamientos, tipos de cristal) del edificio y cada estancia.

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otros pueden acondicionar una estancia en unos pocos minutos (aire acondicionado).

Se puede tratar cada habitación como una zona o se pueden crear zonas más grandes agrupando varias estancias en una zona o se pueden combinar ambos. El control individual de cada estancia es recomendable si hay varios usuarios y sus hábitos son muy variados. Si los usuarios son pocos y sus hábitos son muy similares se puede alcanzar un buen confort y ahorro energético agrupando zonas de varias estancias. Un tipo de zonificación que se suele crear son zonas

denominas “zona día” (zonas de uso habitual durante el día como el comedor, el

salón, etc.) y “zona noche” (habitualmente limitada a las habitaciones con sus

baños correspondientes).

NIVELES DE TEMPERATURA

Aunque la temperatura de ambiente preferida depende de cada individuo, la actividad que realiza y la época del año, el control de la climatización (calefacción y aire acondicionado) con la domótica se suelen establecer diferentes tipos de niveles de temperatura de referencia, los más comunes son:

 Temperatura de Confort: El nivel de temperatura de confort es el estado de la climatización para cuando los usuarios se encuentran en el recinto y usan una estancia, que sin embargo puede variar según:

 La hora del día (por ejemplo una temperatura de consigna de 21ºC durante el día y 18ºC por la noche),

 La época del año (durante el invierno se puede establecer una temperatura de confort un poco más baja y en verano un poco más alta, para ahorrar energía.

 El carácter de la estancia, si las estancias son comunes (cocina, salón, pasillo, etc.) o individuales (dormitorio, despacho, etc.)

 Temperatura de Economía: El nivel de temperatura de economía es un estado de funcionamiento que se da cuando los usuarios no utilizan una estancia (por ejemplo un dormitorio durante el día). La temperatura que se establece depende del tipo de la calefacción (el tiempo que tarde de volver a la Temperatura de Confort y el ahorro energético que se consigue).

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se puede poner en marcha automáticamente para siempre alcanzar una temperatura mínima establecida por el sistema (por ejemplo 4ºC).

MÉTODOS DE CONTROL DE LA CLIMATIZACIÓN CON LA DOMÓTICA

Todos los tipos de climatización que integra un control eléctrico o electrónico, independientemente de la fuente de energía (gas, electricidad, etc.) son factibles de ser integradas en el control del sistema de domótica, en una u otra manera. Algunos sistemas suelen llevar un control / controlador propio muy avanzado (por ejemplo los sistemas de suelo radiante o aire acondicionados) y en esos casos es mejor limitar la integración de estos sistemas a por ejemplo recoger datos del sistema (como la temperatura en distintas zonas) o actuar sobre el sistema de climatización, en una forma más sencilla, para cambios de estado (como el cambio

del modo verano / invierno, día / noche o entre “temperatura de confort” y “temperatura de economía”) o similar. En resumen, hay dos principales formas de

interactuar con los sistemas de climatización en el edificio:

 Control Directo.- El control directo utiliza actuadores y sensores propios del sistema de domótica y es el sistema de domótica que aloja el programa y la programación del control de la climatización.

 Control Indirecto.- Con un control indirecto, es el sistema (o los sistemas) de climatización que alojan el programa y la programación y el sistema de domótica se limita a enviar información para poner la climatización en distintos modos y recibir información de los modos y temperaturas.

2.1.1 CALEFACCIÓN

La calefacción puede ser directa, como en el caso de chimeneas o estufas en una habitación, o un sistema central con vapor, agua caliente o aire caliente que recorre tubos y cañerías para transportar su energía térmica a todas las estancias de un edificio.

Dentro de la calefacción directa se encuentra:

 La chimenea.- es un método para calentar habitaciones mediante una

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todo por razones estéticas más que por eficacia calorífica. Hay chimeneas modernas de mayor rendimiento que tienen tubos interiores que calientan el aire frío de la habitación y lo reparten por la misma.

 Las estufas.- son recipientes cerrados, de metal o materiales cerámicos, en cuyo interior se quema el combustible. Presentan un avance con respecto a las chimeneas: su superficie está en contacto con el aire de la habitación y transmiten el calor por convección. Una estufa eficaz puede liberar cerca del 75% de la energía del combustible. Los combustibles que se emplean son madera, carbón, coque y queroseno.

En los sistemas de calefacción central un solo centro calorífico calienta muchas habitaciones o un edificio entero. Los sistemas de calefacción central actuales suelen distribuir calor de una caldera central a un edificio o a un grupo de ellos. Los sistemas más extensos suelen funcionar con vapor o agua caliente.

Las calderas de estos sistemas utilizan combustibles como fuel, gas o carbón. Cuando se quema el combustible se calientan las paredes metálicas de la caldera, y el calor se transfiere al agua, vapor o aire.

La mayoría de las calderas, tanto las grandes como las pequeñas, son de funcionamiento automático, controladas por termostatos situados en las habitaciones que se van a calentar. Las que funcionan con fuel o gas sólo precisan el control de los quemadores para regular el calor, pero las que funcionan con combustibles sólidos requieren un mantenimiento mayor. Precisan la admisión de combustible adicional y la eliminación de cenizas del alimentador o de la parrilla.

Los dispositivos que transfieren el calor que genera la caldera central a las habitaciones son los radiadores y convectores. Los radiadores consisten en una serie de rejas o bloques de hierro forjado que presentan una gran superficie para disipar más calor. Los convectores consisten en una red de tubos de un reducido espesor, de acero o de metales no ferrosos. Esta red se coloca en los recintos de manera que permita la circulación del aire, y efectúan el proceso de calentamiento por convección más que por radiación. Los almacenes, industrias y fábricas suelen llevar este tipo de convectores, que incorporan unos ventiladores eléctricos que desvían el aire a la superficie radiante.

Aunque el calor se transfiere por radiación en todos los métodos de calefacción

directa, el término „calor radiante‟ se aplica a los sistemas en los que el suelo,

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que contienen los elementos caloríficos. Estos paneles se introducen en las paredes, el techo o el suelo de las habitaciones. Los sistemas radiantes proporcionan un reparto uniforme de calor a un coste comparativamente bajo. Su rendimiento es alto, ya que calientan las superficies desde su interior y proporcionan confort sin elevar en exceso la temperatura del aire.

Dentro de los sistemas de calefacción central podemos encontrar:

 Sistemas de aire caliente.- Los sistemas más sencillos de este tipo de calefacción consisten en una caldera y un conducto para eliminar gases, situados en una cámara o recinto metálico, y una red de tuberías hacia las habitaciones. Para asegurar la circulación natural del aire caliente, que tiende a elevarse, la caldera se coloca por debajo del primer piso del edificio. El aire frío del interior del edificio o del exterior, penetra en la cámara y se calienta por contacto con las paredes calientes de la caldera. Se suele colocar en la caldera un pequeño depósito de agua para que el aire caliente se humidifique antes de circular por la casa. Según se calienta el aire, sube a las habitaciones y atraviesa las rejillas o los elementos que haya en ellas. Estos se abren o cierran para regular la temperatura de la habitación. El problema principal de estos sistemas radica en conseguir la adecuada circulación del aire. Los sistemas de circulación forzada llevan un ventilador o soplador en la cámara de la caldera. Esto asegura la circulación de gran cantidad de aire incluso en condiciones desfavorables. También incorporan filtros para retener el polvo y asegurar la limpieza del aire.

 Sistemas de agua caliente.- Los sistemas actuales emplean una caldera donde el agua se calienta a una temperatura entre 60 y 83 °C. El agua se envía a los radiadores de las habitaciones por un circuito de tuberías. La circulación del agua caliente se consigue por presión y gravedad, y en algunos casos se utilizan bombas. La circulación forzada es más eficaz, ya que permite mayor control y flexibilidad. La desventaja de este sistema es que el agua se enfría cada vez más a medida que se aleja de la caldera, por lo que los radiadores más alejados deben ser más grandes que los cercanos a la caldera para proporcionar la misma cantidad de calor.

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 Calefacción eléctrica.- La energía eléctrica suele ser más cara que la obtenida por la combustión de materiales, pero su bajo mantenimiento, limpieza y su reducida necesidad de espacio justifican su uso. Los elementos caloríficos se pueden situar sobre las paredes, o en ventanas o en zócalos instalados por toda la habitación; también se pueden incorporar en techos y suelos durante la construcción para irradiar calor a una temperatura media. El coste total de la calefacción eléctrica se reduce de manera sustancial empleando una bomba de calor.

 Bomba de calor.- Es un sistema diseñado para proporcionar calefacción y refrigeración, y su actuación es en esencia la misma en ambos procesos. En lugar de generar calor, como las calderas y los hornos, la bomba de calor transfiere el calor de un lugar a otro. Durante el invierno, un líquido refrigerante se bombea a un circuito situado en el exterior del recinto a calentar. El refrigerante está muy frío, por lo que absorbe el calor de la atmósfera, del suelo, del agua de un pozo, o de cualquier fuente externa. Después se envía a un compresor que eleva su temperatura y presión hasta convertirlo en vapor, que se manda entonces a una rejilla interior, y el calor se transmite por radiación o convección al recinto. El refrigerante, cuando ya ha disipado gran parte del calor que contenía, atraviesa una válvula y se licúa; así descienden su temperatura y presión. Después se envía al dispositivo exterior para continuar el ciclo. Para acondicionar el aire del espacio interior, las válvulas invierten el sentido del flujo, de manera que el refrigerante absorbe calor del interior y lo descarga en el exterior. Las bombas de calor también se regulan con termostatos, como las calderas. Esto constituye un problema en las zonas donde en invierno las temperaturas descienden por debajo de los cero grados, ya que estas condiciones hacen difícil elevar la temperatura y la presión del refrigerante. Para obtener un funcionamiento rentable, el calor liberado debe ser mayor que el doble de la cantidad obtenida de la fuente exterior.

21 2.1.2 AIRE ACONDICIONADO

Un sistema de aire acondicionado consiste teóricamente en un conjunto de equipos que proporcionan aire y mantienen el control de su temperatura, humedad y pureza en todo momento y con independencia de las condiciones climáticas. Sin embargo, suele aplicarse de forma impropia el término „aire acondicionado‟ al aire

refrigerado. Muchas unidades llamadas de aire acondicionado son sólo unidades de refrigeración equipadas con ventiladores, que proporcionan un flujo de aire fresco filtrado. Entre los sistemas de acondicionamiento se cuentan los autónomos y los centralizados. [6]

Los sistemas autónomos producen el calor o el frío y tratan el aire (aunque a menudo no del todo).

Los sistemas centralizados de aire acondicionado, son los que proporcionan ventilación, aire caliente y aire frío, según las necesidades, se emplean en grandes almacenes, restaurantes, cines, teatros y en otros edificios públicos. Estos sistemas son complejos y suelen instalarse durante la construcción del edificio. Cada vez se automatizan más para ahorrar energía y se controlan por computadoras u ordenadores.

Un sistema de aire acondicionado para lograr su objetivo debe operar en forma constante y simultanea con las cuatro características siguientes:

 Temperatura del aire

 Humedad del aire

 Velocidad del aire

 Pureza del aire

Los inmuebles que se diseñan bajo el concepto de edificio inteligente no pueden prescindir del acondicionamiento en sus diferentes áreas para producir el confort a los usuarios del edificio.

Principio de funcionamiento del aire acondicionado

El funcionamiento del acondicionador de aire está sometido a tres principios naturales:

 El calor se mueve siempre desde el objeto más caliente hacia el objeto más frío. El calor es una forma de energía; la temperatura es una medida para su intensidad.

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que varíe su temperatura al evaporarse. Si, por el contrario, se extrae calor del vapor, entonces el vapor se condensa y se convierte en líquido. La temperatura a la cual el agua hierve, o el vapor de agua se condensa, depende de la presión. Al aumentar la presión aumenta la temperatura de ebullición.

 Al comprimir un gas, aumenta su temperatura y su presión. Ejemplo: cuando el pistón de un motor Diesel se mueve hacia arriba, comprime el aire. Al comprimirse se genera una alta temperatura que, si se inyecta combustible en el cilindro, lo inflama inmediatamente.

Los equipos más utilizados para las diferentes instalaciones de aire acondicionado son:

 Unidad tipo ventana.- está compuesta de un compresor hermético para refrigerante, un condensador enfriado por aire, tubo capilar, serpentín valorativo y descarga por medio de una rejilla. Su aplicación se limita al acondicionamiento de un local y residencias.

 Unidad tipo paquete.- está formada por uno o dos compresores semihermeticos para refrigerante, condensador enfriado por aire, filtro deshidratador, indicador de liquido y humedad, válvula de expansión, ventilador axial para el condensador, ventilador centrifugo para el aire de inyección.

 Unidad dividida.- se fabrican en dos tipos manejadora unizona solo acondiciona la temperatura y la humedad de una sola zona y la multizona puede manejar diferentes zonas con distintas condiciones. Está compuesta por dos secciones:

o Unidad condesandora: está formada por compresor, condensador

(enfriado de aire o agua), interruptor de alta y baja presión, interruptor de presión de aceite manómetros y arrancadores.

o Unidad evaporadora: formada por válvulas de expansión, serpentín

evaporador, sección de ventilador y sección de filtros.

 Enfriadores de agua.- estos tienen la función de proveer el elemento para complementar el equipo que suministra el aire de acondicionamiento se fabrican en tres tipos:

o Enfriador de agua reciprocante o tornillo: compuesto refrigerante,

condensador enfriador por aire o agua y válvula este tipo de enfriador es normalmente de cascos y tubos.

o Unidad enfriadora centrifuga: componentes iguales al anterior

excepto el compresor para refrigeración el cual es de tipo centrífugo.

o Unidad de absorción.- funcionamiento es básicamente químico, se

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absorbente; estos dos elementos se evaporan al vacio y se utilizan como fuente de energía vapor de baja presión.

Los dispositivos y aparatos que se utilizan en el control de aire acondicionado son:

 Termostato.- es un control de temperatura que se instala en el cuarto o ducto de inyección y su función principal es vigilar la temperatura dentro de un rango preestablecido para el cuarto que se quiera acondicionar de 23-27oC o 25-29oC.

 Humidificador.- dispositivo para controlar la humedad relativa, es un elemento que se instala en el ducto de inyección y los rangos recomendados son: en el verano 44-55% de humedad relativa en el invierno 30-40% humedad relativa. La humedad relativa es el porcentaje de humedad comparado con la humedad total de las condiciones del diseño.

 Compuerta modulante.- es un dispositivo que está formado por una compuerta de aspas opuestas o paralelas y un motor eléctrico que actúa sobre las aspas de la compuerta. Su función principal es modular o regular el volumen de aire en los ductos a la salida de la máquina de aire acondicionado o en la entrada del aire al cuarto por acondicionar y es controlada por el termostato instalado.

 Válvula solenoide.- la válvula solenoide es de dos vías: de entrada y salida y pueden ser normalmente cerradas o normalmente abierta. Es un dispositivo que está formado por un solenoide y una válvula compuerta y tiene como función principal controlar el flujo de agua potable. Se instala a la entrada del serpentín según sea el caso y normalmente la controla el humidistato instalado.

 Interruptor sísmico.- es un dispositivo que tiene la función de proteger los equipos del aire acondicionado cuando se presente un movimiento telúrico en el edificio.

 Humidistato.- dispositivo para controlar la humidificación a través del humidificador cuenta con un elemento sensor y sus rangos de operación normalmente son de 20 a 80% de humedad relativa.

 Sensor de humo.- es un dispositivo electrónico con contactos normalmente cerrados que detecta el humo ocasionado por un conato de incendio actuando sobre los circuitos de control de esta manera evitan la propagación del humo y el fuego a través de los ductos y en consecuencia del edificio.

 Ductos.- conducen el aire desde la unidad manejadora hasta los locales por acondicionar así mismo retornar aire a la manejadora

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 Rejillas.- retornan o extraen el aire acondicionado a la manejadora o al exterior.

 agente refrigerante.- agente que se emplea como absolvedor de calor

 enfriadores de agua.- en este equipo se realiza el proceso de refrigeración con objeto de suministrar el agua helada para la manejadora.

 Compuerta modulante.- este equipo regula el volumen de aire que se inyecta al local por acondicionar y su control es por medio de un termostato.

 Bombas.- este equipo efectúa la circulación del agua helada en circuito cerrado.

Donde:

1.- Equipo enfriador de agua o condensador 2.-Filtro.

3.-Maquina acondicionadora de aire 4.-Ducto de inyección de aire al local 5.-Ducto de retorno de aire acondicionado 6.-Control de humedad

7.-Control de temperatura 8.-Compuerta modulante 9.-Serpentin de Agua helada.

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2.1.3 AUTOMATIZACIÓN DEL EQUIPO DE AIRE ACONDICIONADO.

Para este tipo de control se plantea la utilización del microcontrolador como instrumento comparativo de temperatura y presencia en donde estos parámetros estarán supervisados por un sensor de temperatura y un sensor detector de presencia, y en base a estos parámetros se le dará la orden al equipo de aire acondicionado de regular la temperatura en los diferentes parámetros establecidos. También teniendo la función de mandar el equipo de aire acondicionado a funcionar en un modo de temperatura de economía en cuanto a los usuarios no ocupen la habitación.

2.2 EL SISTEMA HIDROSANITARIO

El sistema hidrosanitario está formada por:

 Instalación hidráulica.- tiene la función de suministrar agua potable a todos los consumidores del edificio.

 Instalación sanitaria.- tiene como función principal manejar todas las descargas (afluentes) de aguas negras, aguas grises (aguas jabonosas y aguas grasosas) y aguas pluviales.

Los consumidores de agua potable en el edificio son.

 Lavabos

 Retrete

 La limpieza

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2.2.1 CONTROL Y USO DE AGUA EN MUEBLES SANITARIOS

Todas las descargas de agua en el edificio son consideradas como parte de la instalación sanitaria, actualmente en la domótica se tiene la inquietud de ahorrar la mayor cantidad de agua posible, esto se ha logrado introduciendo nuevas tecnologías del área de electrónica, como son los sensores optoelectrónicos con los cuales realmente se cumple este cometido, los cuales se han aplicado en los lugares de operación cotidiana donde el gasto de agua es considerado como son: [6]

 Retretes

 Lavabos

 Regaderas

Para el control y uso de agua en forma racionalizada, se aplican válvulas solenoides dirigidas por un control electrónico, además de estos dispositivos se pueden combinar tal y como se ve en la siguiente figura.

Donde:

1. Válvula solenoide(electroválvula)

2. Control electrónico con detector fotoeléctrico. 3. Lavabo

En este sistema automático, para operar la llave de agua en la higiene o limpieza, se tienen algunas ventajas como:

 Ahorro de agua.

 Evitar la contaminación de bacterias por contacto físico con manijas.

 Libre de mantenimiento (control de estado sólido electrónico).

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Principio de funcionamiento

Este control equipado con un detector fotoeléctrico (rayo infrarrojo, el cual es el más común en el mercado) detecta la presencia de las manos dentro del lavado y de inmediato actúa sobre el solenoide permitiendo la apertura de la válvula, con lo que se inicia instantáneamente el suministro de agua para lavarse a manos libres, cuando estas se retiran, el rayo corta inmediatamente el agua porque manda cerrar la válvula solenoide permitiendo significativo ahorro de agua con la más absoluta higiene.

ELEMENTOS QUE FORMAN EL SISTEMA:

 Alimentación eléctrica 120 V o batería.

 Control electrónico equipado con detector fotoeléctrico.

 Válvula solenoide.

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Este tipo de sistema también se pueden aplicar a cada uno de los muebles sanitarios de la instalación sanitaria, y su instalación se muestra en las siguientes figuras:

FIG 2.4 INSTALACION DEL CONTROL ELECTRONICO DE UN LAVABO

FIG 2.5 APLICACIÓN TIPICA EN

29 2.3 LA ILUMINACIÓN

La selección de la iluminación en un recinto es mucho más que colocar lámparas en las diversas habitaciones para ver en la obscuridad. [7]

La manera con que se ilumine un lugar tendrá un efecto en cómo se sienta o se vea una habitación. El utilizar diferentes técnicas de iluminación hará crear una sensación agradable, cómoda y acogedora; el hacer resaltar alguna pieza decorativa o simplemente proporcionar una iluminación que le parezca de mayor amplitud a un área de trabajo. Cuando se planea la iluminación de alguna habitación, se comienza considerando las actividades que ahí se realizan, así como la sensación que quiere lograr. Las tres clasificaciones de iluminación son las siguientes: directa, acentuada e indirecta.

2.3.1 LA ILUMINACIÓN Y EL MANEJO DE LA LUZ.

Qué cantidad y qué tipo de luz es la que se necesita, depende de la actividad que se vaya a realizar. Para actividades específicas cómo el escribir, leer o efectuar algún trabajo manual se necesitará luz brillante y libre de cualquier reflejo.

A continuación se muestran algunas sugerencias:

Durante la Lectura y Escritura.

La luz debe de colocarse a una distancia razonable y por detrás del lector, de otra manera la página se vuelve demasiado brillante. Debe dirigirse por detrás de su hombro; si no existiera otra luz en la habitación es posible que de ésta manera no le sea confortable por el contraste de la luz con la obscuridad, pero si coloca alguna otra fuente de luz en la misma habitación ésta le ayudará a crear un balance adecuado.

Una persona que escribe con la mano derecha necesita que la luz provenga sobre su hombro izquierdo o viceversa, se sugiere una lámpara de escritorio o de pared, ya que le proporcionará la luz que necesita para su área de trabajo, pero es necesario asegurarse que el foco no sea visto por el usuario.

Durante el arreglo personal.

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En el comedor.

En éste lugar es adecuado alumbrar la mesa colocando una luz colgante con una pantalla opaca y a cierta altura, para tratar de que la luz no obstruya o deslumbre la visión de los comensales.

Si se tiene una mesa rectangular se necesitará del uso de dos lámparas. Pero si se trata de candelabros, entonces se necesita que se coloquen por encima del nivel de la vista.

En la Sala.

Este es uno de los lugares de la casa en donde más se permanece, es en donde se necesita que la iluminación sea más adecuada, esto porque en algunos momentos se podrán encontrar varias personas haciendo cosas diferentes. Una buena opción es la adquisición de lámparas de mesa, o lámparas de piso, ya que le permitirán tener la iluminación mas distribuida. Otra opción es la utilización de atenuadores (Dimmers) debido a la intensidad de luz que éstos proporcionan.

En la recámara.

La luz en la recámara debe ser cálida y relajante, lo suficientemente brillante que permita ver con claridad. Y si es de las personas que les gusta leer al acostarse, lo más adecuado es una lámpara de mesa para que tenga claridad en su lectura y no deslumbre a otras personas que se encuentren en la habitación.

En la cocina y áreas de trabajo.

En éste lugar se procura que la iluminación sea muy clara y brillante y que esté dirigida o muy cerca del área de trabajo o preparación de los alimentos principalmente.

En algunos casos es muy conveniente la colocación de lámparas por debajo de los gabinetes superiores. Aquí es muy común la utilización de lámparas fluorescentes ya que éstas son capaces de proporcionar luz clara y uniforme

Cualquier luminaria (foco incandescente o lámpara ahorradora) genera una luz cuyo tono se puede identificar como cálido o frío. A esta característica se le conoce como “temperatura del color” y no se refiere al calor físico de la lámpara,

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Este concepto puede entenderse mejor a partir de la variación del color rojizo que toma el Sol cuando amanece, de amarillento a blanco al mediodía y anaranjado en el ocaso. A los tonos más rojos o anaranjados se les conoce como cálidos, y a la luz blanca se le conoce como fría. Por otra parte, la temperatura de color de una lámpara se mide en grados Kelvin (K); entre más grande sea este valor la luz tendrá un tono más frío.

En casa es recomendable una tonalidad cálida o neutra (que induce al relajamiento y bienestar) en los dormitorios y áreas como sala y comedor; en las áreas de servicio, como cocina, baño, oficina en casa y sala de estudio, es recomendable una tonalidad neutra o fría, la cual induce a una mayor actividad.

2.3.2 SISTEMAS DE ILUMINACIÓN

Cualquiera de los siguientes tipos de sistemas de iluminación puede emplearse para iluminar oficinas o residencia. Una elección entre ellos y los tipos de color de la fuente de luz requiere una evaluación de cada uno de ellos para una situación dada, con el fin de lograr los objetivos de confort, eficiencia, viabilidad arquitectónica y costo.

Los arreglos se clasifican según su distribución vertical de luz:

 Iluminación directa: Entre el 90% y 100% de la intensidad de luz de la luminaria se dirige hacia el área a iluminar. Un sistema de alumbrado directo es un eficaz productor de luz en la zona usual de trabajo. Sin embargo, produce sombras duras y profundas, también existe el peligro de deslumbramiento directos o reflejados. Las sombras, pueden causar molestias a no ser que las luminarias sean de gran área o estén muy cerca unas de otras. El brillo directo y el reflejado pueden ser satisfactorios a causa de la alta diferencia de luminancia entre la fuente, techo y partes altas de las paredes más oscuras. Un techo iluminado de pared a pared es una forma de luminaria de alumbrado directo. La luz procedente de las lámparas montadas en las cavidades del techo se dirige hacia abajo por las rejillas o materiales refractantes.

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de la luz dirigida hacia el techo produce una pequeña componente indirecta, y su mayor valor se debe a que hace más brillante a la zona del techo que rodea a la luminaria, resultado de ella una disminución del contraste de brillo. Del sistema de iluminación mencionado anteriormente se puede obtener este otro sistema semidirecto añadiendo un vidrio o mica difusor adecuado. Con ello se reduce el rendimiento luminoso de la instalación, pero el efecto conseguido resulta más agradable a la vista.

 Iluminación difusa: Se puede llamar también iluminación mixta o directa –

indirecta. Aproximadamente la mitad del flujo luminoso se dirige hacia el abajo y la otra mitad hacia el techo, por tanto, llega a la superficie iluminada directamente después de reflejarse varias veces por techos y paredes. Con este sistema de iluminación se consigue por completo la eliminación de sombras y al hacer más extensa la superficie luminosa, se reduce aun más el peligro de deslumbramiento. Este tipo de luminarias suelen utilizar en la parte inferior vidrios, plásticos o rejillas para proteger a las lámparas.

 Iluminación semiindirecta: También denominada iluminación semidifusa, donde una pequeña parte del flujo luminoso del 10% al 40% se recibe directamente por la superficie iluminada; la mayor parte de dicho flujo luminoso se envía hacia el techo, donde se refleja para llegar finalmente a la superficie que ha de iluminar. El rendimiento luminoso es bajo porque en las sucesivas reflexiones que sufre la luz antes de llegar a la superficie que se trata de iluminar, parte del flujo luminoso es absorbido por techos y paredes. Para conseguir resultados efectivos, las paredes y techos deben estar pintados con colores claros. Se consigue una iluminación de buena calidad, casi totalmente exenta de deslumbramientos y sombras suaves.