Potencial de ahorro de energía

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(1)

P o t e n c i a l d e a h o r r o d e e n e r g ´ıa

c o n u n s i s t e m a d e g e s t i ó n d e l a i l u m i n a c i ó n

e n f u n c i ó n d e l a l u z d i u r n a t o m a n d o c o m o e j e m p l o e l e d i f i c i o

d e o f i c i n a s " G r a f e n a u " e n l a c i u d a d s u i z a d e Z u g

(2)

Potencial de ahorro de

energía con un sistema

de gestión de la iluminación

en función de la luz diurna

tomando como ejemplo el

edificio de oficinas "Grafenau"

en la ciudad suiza de Zug

Informe final

Mediciones comparativas entre

un sistema de iluminación convencional

y uno regulado con luz diurna 0 Resumen

1 Objetivo

2 funcionamiento del sistema de iluminación 3 Procedimiento y concepto de medición 4 Resultades de la medición 5 Conclusiones y recomenda-ciones A Apéndice

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0. Resumen

En la sección OII del edificio "Grafenau" en la ciudad suiza de Zug, la empresa Zumtobel instaló un sistema de iluminación en función de la luz diurna.

Para analizar las necesidades energéticas de este sistema de iluminación en comparación con un sistema convencional, se tomaron mediciones comparati-vas con un sistema de iluminación convencional instalado en otra sección del edificio.

Para poder considerar el impacto de las distintas estaciones del año en la ilu-minación, las mediciones se realizaron en diciembre de 1994, agosto de 1995 y octubre de 1995.

Se analizaron los datos siguientes:

· Consumo de energía durante las horas de trabajo en función de la radiación solar total diurna.

· Consumo de energía durante las horas en las que no se trabaja en días laborales.

· Influencia de la orientación de la habitación. · Consumo de potencia reactiva

Los resultados se resumen en la figura siguiente:

Sistema de iluminación convencional (Proporción de consumo máximo total posible durante las horas de trabajo)

Radiación solar total en 24 h (0,01 MJ/m2)

Verano

Sistema de iluminación Luxmate

Verano Otono Invierno Otono Invierno 100.00% 90.00% 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00% 0 500 1000 1500 2000 2500

Figura Z.1 Consumo de energía durante las horas de trabajo. Visión general durante los tres peri-odos de medición

(4)

Podemos observar que el consumo de energía del sistema regulado es clara-mente inferior al sistema convencional en toda la zona que recibe radiación solar durante los tres periodos de medición. Esto se debe a:

· El sistema de regulación en función de la luz diurna de la instalación está limi-tado a un consumo máximo de corriente (gracias a un nivel de iluminación ajustado por el usuario).

· El modo de regulación en función de la luz diurna del sistema Luxmate. Durante la medición tomada en verano, la disciplina de desconexión en el siste-ma convencional es claramente más pronunciada que durante los otros peri-odos de medición.

Con un sistema de iluminación regulado, la demanda de energía durante las horas en las que no se trabaja es también inferior a la de un sistema conven-cional. En los dos sistemas, la demanda durante estas horas es aproximada-mente un 12 % del consumo en las horas de trabajo.

La distribución de la potencia de iluminación por zonas es la siguiente:

· Durante la medición tomada en verano en el sistema de iluminación conven-cional, sólo se observa una disminución de la potencia en la zona que recibe directamente la luz diurna según aumenta la radiación solar. Las demás zonas no muestran ninguna variación.

· El sistema de iluminación en función de la luz diurna muestra claramente una dependencia de la radiación solar en todas las zonas (tanto internas como externas). Esto indica un buen funcionamiento de la regulación.

La comparación de los factores de potencia de ambos sistemas muestra que en el sistema regulado, el factor de potencia disminuye según aumenta la radia-ción solar. El mejor resultado de factor de potencia obtenido en un sistema regulado es 0,72, en comparación con un 0,9 de un sistema convencional. Esto se debe a que el consumo máximo de la corriente está delimitado.

Estas mediciones han demostrado que con la integración de un sistema de regulación de la iluminación en función de la luz diurna puede obtenerse un ahorro significativo de electricidad.

En comparación con el sistema de iluminación convencional y durante los tres periodos de medición se ha obtenido un ahorro de:

Medición de invierno aprox. 40% Medición de verano aprox. 75% Medición de otono aprox. 70%

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1. Objetivo

En 1993 el recientemente construido edificio de oficinas "Grafenau" en la ciu-dad de Zug funcionaba bajo dos conceptos de iluminación distintos. Una parte de las oficinas estaba equipada con un sistema de iluminación controlado en función de la luz diurna, mientras que en otra parte el edificio se utilizaba un sistema convencional de iluminación de conexión y desconexión. El sistema de iluminación en función de la luz diurna utiliza el sistema Luxmate basado en la técnica de control de dos cables, desarrollada por Zumtobel Licht.

Para determinar las ventajas que el sistema controlado en función de la luz diurna ofrece en términos energéticos con respecto al sistema convencional, se realizaron mediciones comparativas durante un año en las dos instalaciones. Se examinó la influencia de los factores siguientes en la demanda de electrici-dad y en el factor de potencia de los dos sistemas de iluminación:

· Luminosidad exterior · Orientación de la habitación · Estación del año

El consumo energético de los sistemas de ilu-minación en función de la luz diurna debe calcularse con medi-ciones.

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2. Funcionamiento del sistema de iluminación

2.1 Sistema de iluminación en función de la luz diurna Luxmate

El sistema de iluminación Luxmate instalado en el edificio Grafenau realiza prin-cipalmente las dos funciones siguientes:

· La iluminación se regula en función de la luminosidad exterior. La intensidad de la iluminación de la luz artificial puede modificarse en 255 pasos logarít-micos, en un margen de entre 1 y 100% del consumo de energía eléctrica . · La intensidad de iluminación máxima posible puede regularse. En las

habita-ciones donde se han realizado las medihabita-ciones, este valor máximo se ha aju-stado aproximadamente a 80%. El factor que se regula es la energía eléctri-ca.

La conexión o desconexión de los grupos de luminarias individuales se realiza manualmente, sin un sistema de desconexión automático.

La atenuación de las luces se realiza mediante luces fluorescentes con balastos electrónicos digitales especiales, a las cuales se conecta un módulo de control. Este módulo se controla a través de una línea de Bus.

En las habitaciones examinadas, las luces fluorescentes utilizan aproximada-mente un 85% de la electricidad total requerida. Las lámparas halógenas uti-lizan un 10% y las lámparas fluorescentes compactas utiuti-lizan el resto.

La luminosidad exterior se mide mediante un sensor de luz diurna situado en el punto más alto del edificio. La información sobre la luz diurna se transmite a un procesador, que transforma las señales y las envía al Bus. El control general de las luminarias se realiza a través de este procesador.

2.2 Sistema de iluminación convencional

Un sistema de iluminación convencional se divide en distintos grupos de lumi-narias que el usuario puede conectar y desconectar con interruptores conven-cionales.

Este sistema también está equipado con balastos electrónicos.

La intensidad de la ilu-minación de la luz arti-ficial disminuye al aumentar la luminosi-dad exterior. La inten-sidad máxima de la ilu-minación puede deli-mitarse.

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2.3 Conceptos técnicos de control del edificio

"Grafenau"

En el edificio "Grafenau" en la ciudad de Zug se ha instalado el moderno siste-ma de autosiste-matización de edificios "Visonik" de la empresa Landis & Gyr. Este sistema controla las diferentes instalaciones HLK, y también, entre otras fun-ciones, las persianas de las oficinas según la luminosidad exterior y la hora del día (también es posible accionarlas manualmente). El ajuste de las persianas influye en el consumo de corriente de la iluminación.

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3. Procedimiento y concepto de medición

3.1 Objeto de medición

El edificio Grafenau en la ciudad de Zug es un moderno edificio de oficinas, com-puesto de cuatro secciones rectangulares, dispuestas como los dedos de una mano. Entre cada una de estas secciones hay un patio. (Figura 3.1). Las super-ficies del edificio se dividen de la forma siguiente:

Superficie de percepcion de energia aprox. 17.500 m2

Oficinas aprox. 14.000 m2

Patios 1.280 m2

Otras superficies aprox. 3.500 m2

En la planta baja se integran una sala de conferencias, un restaurante y un audi-torio

.

Para las mediciones se han seleccionado las primeras plantas de las secciones Oll y Ell.

El inquilino anterior de la 1ª planta de la sección OII se mudó tras finalizar el pri-mer periodo de medición, por lo que la planta estuvo temporalmente desocupa-da. Para los dos periodos de mediciones siguientes se utilizó por lo tanto, la 3ª planta de la sección OII.

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Las tres plantas muestran una elevada ocupación con aproximadamente 8,5 m≈ por cada puesto de trabajo. En las tres plantas de oficinas hay un ordenador y una pantalla por cada puesto de trabajo. En la parte central hay salas de con-ferencias y áreas de descanso para tomar café.

Las superficies de los pisos de las dos plantas en la sección OII son idénticas y ocupan aproximadamente 914 m≈. La superficie del piso del objeto de medición en la sección EII ocupa aproximadamente 854 m≈.

En las tres plantas las ventanas ocupan un 75 % del muro. Las dos plantas situadas al oeste reciben luz solar directa por el oeste; por el este están deli-mitadas por el patio (parcialmente ensombrecido por un toldo). En la planta este las condiciones se invierten.

Las habitaciones situadas al oeste están equipadas con un sistema Luxmate y las del este con un sistema de iluminación convencional.

Desde la primavera de 1995, en la parte oeste del edificio se ha erigido una sec-ción adicional al edificio, la secsec-ción Olll. Esto significa que desde el segundo periodo de medición, debe calcularse una variación en la incidencia de la luz natural durante las horas de trabajo. Pero esta incidencia será menos notoria en la primera planta que en la tercera.

Sec. Oeste III (Fase de construcción 2), verano, 95, estructura incompleta

Patios

1a planta, Este II

(Sistema de iluminación convencional) 1a planta

(Refulación de iluminación con)

Sin patio entre las secciones Oeste II y Oeste III 3a planta,

(Regulación de iluminación con)

W III W II W I O I O II Sur

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La potencia de iluminación instalada (incluyendo luces halógenas y fluorescen-tes compactas) en todos los objetos de medición es de aproximadamente 11,5 W/m2.

3.2 Concepto de medición

Para poder obtener resultados comparativos, se tomaron mediciones paralelas en la parte oeste (sistema Luxmate) y en la parte este (sistema convencional), durante el invierno, la primavera y el verano. La serie de mediciones comenzó en diciembre de 1994.

En la 1ª planta de la sección Oeste ll ya había instalado un dispositivo de medi-ción en el techo de los pisos, capaz de analizar toda la iluminamedi-ción de la planta gracias al sistema de automatización de edificios. En la sección Este ll tuvo que instalarse un dispositivo temporal de medición adicional.

Se tomaron mediciones del consumo de toda la iluminación en cada planta (incluyendo lámparas fluorescentes compactas y lámparas halógenas) en forma de valores medios por hora.

En diciembre de 1994, el inquilino anterior de la 1ª planta de la sección Oeste ll se mudó transcurrido el primer periodo de medición, por lo que la planta per-manece vacía hasta el verano. Por ello, en la sección oeste tuvo que instalarse un dispositivo temporal de medición adicional a la nueva 3ª planta selecciona-da. Además, la medición de primavera tuvo que trasladarse al otoño para garan-tizar que las condiciones de uso eran las mismas que en los otros tres periodos.

3.3 Méthodo de evaluación

Como el edificio Grafenau es un edificio de oficinas, donde la luz está casi siem-pre encendida durante las horas de trabajo, las mediciones se centran princi-palmente en el consumo de energía para las horas de trabajo. Los valores de consumo nocturnos estaban fuera del alcance de este estudio y sólo se utiliza-ron para un análisis adicional.

Las horas de trabajo son entre las 07:00 y las 18:00 horas en días laborales.

La potencia de la ilu-minación es aproxima-damente 11,5 W/m2. En invierno de 1994, en verano de 1995 y en otoño de 1995 se realizaron mediciones comparativas entre el sistema de iluminación en función de la luz diurna y el sistema de iluminación convencio-nal.

Los valores de consu-mo fueron refiriéndo-se cada vez al consu-mo máxiconsu-mo posible durante las horas de trabajo.

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Para calcular los valores de consumo se seleccionaron los siguientes procedi-mientos:

· Los valores de consumo diarios durante la horas de trabajo se midieron por separado en cada una de las plantas.

· Se obtuvo una media de la potencia de la iluminación instalada y se multiplicó por doce horas. Obteniendo de este modo el consumo máximo posible duran-te las horas de trabajo. Esduran-te valor máximo se ajustó hasta 100 %. Estos valo-res se muestran en la figura 3.2. Estas cantidades se muestran como cant-idades comparativas para los dos sistemas.

· El coeficiente de consumo medido real y el consumo posible máximo dan como resultado la proporción de consumo durante las horas de trabajo. · Para cada uno de los periodos de medición, los valores de consumo

registra-dos se examinaron para toda la zona que recibe la radiación en una regresión lineal.

La información del informe se refiere a la suma total de la radiación solar diaria [MJ/m2

] en un periodo de 24 horas, obtenida mediante un medidor solar insta-lado en el tejado del edificio.

La relación entre la radiación solar media y la luminosidad diurna media se mue-stra en forma aritmética en [1]. Esta relación se determinó según estos méto-dos para los tres periométo-dos de medición [Apéndice 1].

Figura 3.2 Potencias instaladas de los dos objetos de medición

Potencia instalada

[W/m2]

11.1 11.6

Consumo máximo posi-ble durante las horas de trabajo (12 horas) [Wh/(m2*12h)] 133 140 ESTE II 1aplanta OESTE II 3aplanta

(12)

4. Resultados de la medición

4.1 Información general

En las habitaciones medidas hay distintos niveles de iluminación. El nivel de ilu-minación en un día seleccionado se muestran en la figura 4.1. Este factor debe tenerse en cuenta en la interpretación de los resultados.

ESTE II

Lado Sur

OESTE II

Escalera de emergencia

Lado exterrior

Atrium

Lado exterrior

Zona de oficinas Zona central Zona de oficinas Zona de oficinas Zona central Zona de oficinas

Edificios testeros Edificios testeros

0-200 Lux 200-400 Lux 400-600 Lux 600-800 Lux 800-1000 Lux 1000-1200 Lux 1200-1400 Lux 1400-1600 Lux 1600-1800 Lux Escalera de emergencia

Figura 4.1 Nivel de iluminación el día 14/11/1995 a las 10:30 horas. Tiempo brumoso. En la sección Este II hay un sistema convencional, en la sección Oeste II se ha instalado un sistema Luxmate. En la zona media hay áreas de descanso para tomar café, salas de conferen-cias y una sala de almacenaje.

El nivel de iluminación más bajo en la sección con sistema Luxmate no resulta incómodo.

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El nivel de iluminación más bajo en las oficinas con sistema Luxmate se corre-sponde a las exigencias del cliente y según nuestras informaciones, el usuario consideró este nivel de iluminación agradable.

4.2 Medición de invierno, consumo durante las horas de trabajo

La medición se realizó entre el 1/12/1994 y el 31/12/1994. Los resultados se muestran en la Figura 4.2.

Podemos ver claramente que en el sistema de iluminación en función de la luz diurna la demanda de energía disminuye a medida que aumenta la radiación solar. También podemos observar que el sistema regulado en la zona total de incidencia que recibe la radiación solar está claramente por debajo del sistema convencional. Esto debe atribuirse a que el sistema de iluminación delimita el consumo de corriente máximo (distintos niveles de iluminación, véase la sec-ción 4.1) y además reduce la intensidad de la luz según la intensidad de la luz exterior.

La baja correlación entre los valores de medición de los sistemas de iluminación convencionales con respecto a la recta de regresión debe atribuirse al compor-tamiento del cliente.

0.00% 10.00% 20.00% 30.00% 40.00% 50.00% 60.00% 70.00% 80.00% 90.00% 100.00% 0 100 200 300 400 500 600

Radiación solar total en 24 horas (0,01 MJ/m2

) (Proporción de consumo total posible en horas de trabajo)

Sistema de iluminación convencional

Sistema de iluminación Luxmate

Figura 4.2 Consumo de energía del sistema de iluminación durante la medición de invierno

La influencia del siste-ma de control en fun-ción de la luz diurna y el nivel más bajo de la iluminación artificial pueden distinguirse claramente.

(14)

4.3 Medición de verano, consumo durante las horas de trabajo

La medición se realizó entre el 4/8/1995 y el 7/9/1995. Los resultados se mue-stran en la Figura 4.3.

La medición en la sección Oll no pudo realizarse en la 1ª planta (véase la sec-ción 3.1). Como las condiciones son distintas, los resultados sólo pueden com-pararse de forma limitada con la medición de invierno.

Como es de esperar, los dos sistemas tiene un menor consumo con respecto al del invierno. Además debe tenerse en cuenta que la oficina en la que está insta-lado el sistema Luxmate está dos pisos más arriba.

La disciplina de desconexión en las habitaciones con sistemas de iluminación convencionales es, en estos días en los que hay una mayor claridad, claramen-te más pronunciada que en invierno.

0.00% 10.00% 20.00% 30.00% 40.00% 50.00% 60.00% 70.00% 80.00% 90.00% 100.00% 0 500 1000 1500 2000 2500

(Proporción de consumo total posible en horas de trabajo)

Radiación solar total en 24 horas (0,01 MJ/m2)

Sistema de iluminación convencional

Sistema de iluminación Luxmate

Figura 4.3 Consumo de energía del sistema de iluminación durante el verano En verano, el

compor-tamiento del usuario en una habitación con un sistema de ilumina-ción convencional es más pronunciado.

(15)

4.4 Medición de otoño, consumo durante las horas de trabajo

La medición se realizó entre el 4/10/1995 y el 14/11/1995. Los resultados se muestran en la Figura 4.4.

La medición de otoño muestra una figura similar a la de la medición de verano. El consumo más bajo con respecto a la medición de verano debe atribuirse en parte a las distintas condiciones atmosféricas. Los primeros días de los meses de octubre y noviembre fueron muy soleados, mientras que los últimos días de agosto y septiembre fueron lluviosos (cuadro de comparación 4.5).

Cuadro 4.5 Condiciones atmosféricas durante las periodos de medición de verano y otoño

El comportamiento de los usuarios en la sección EII equipada con un sistema de iluminación convencional es menos importante en este caso, ya que, en esta estación se hace de día más tarde por las mañanas.

0.00% 10.00% 20.00% 30.00% 40.00% 50.00% 60.00% 70.00% 80.00% 90.00% 100.00% 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 (Proporción de consumo total posible en horas de trabajo)

Radiación solar total en 24 horas (0,01 MJ/m2

) Sistema de iluminación convencional

Sistema de iluminación Luxmate

Figura 4.4 Consumo de energía del sistema de iluminación durante la medición de otoño

El consumo más bajo comparado con la medición de verano se atribuye a las condi-ciones atmosféricas. (Cuadro 4.5). Nov. 1995 167 78 137 Oct. 1995 161 50 2 Sep. 1995 78 76 107 Ago. 1995 86 73 116 ( % ) ( % ) ( % ) Duración de la luz solar

en comparación con por-centajes normales

Cielo completamente nublado

Lluvia en comparación con porcentajes normales

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4.5 Todos los periodos de medición, consumo durante las horas

de trabajo

En las habitaciones medidas equipadas con un sistema de iluminación conven-cional puede apreciarse bien la relación entre las mediciones individuales. En el sistema de iluminación Luxmate destaca la medición de invierno, realizada en otra habitación. El comportamiento de control del sistema en función de la luz diurna puede apreciarse especialmente bien aquí.

0.00% 10.00% 20.00% 30.00% 40.00% 50.00% 60.00% 70.00% 80.00% 90.00% 100.00% 0 500 1000 1500 2000 2500 Proporción de consumo total posible en horas de trabajo)

Radiación solar total en 24 horas (0,01 MJ/m2)

Sistema de iluminación convencional

Sistema de iluminación Luxmate Verano Verano Otono Otono Invierno Invierno

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4.6 Consumo de energía durante las horas en las que no se

tra-baja

Se consideran como horas en las que no se trabaja, las comprendidas entre las 18:00 horas y las 06:00 horas en días laborables. No se han tenido en cuenta los fines de semana u otros días festivos.

La medición de invierno en la sección Oeste II con la regulación en función de la luz diurna no se ha adaptado para el registro del consumo nocturno.

Para poder establecer una mejor comparación entre los valores de medición, se calculó cada vez la potencia media observada durante el periodo de análisis. (Figura 4.7).

0

Medición de verano

OESTE II 1a PLANTA (en funciòn de la luz diurna)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 (W/m2 )

Medición de otono

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ESTE II 1a PLANTA (convencional) ESTE II 1a PLANTA (convencional) OESTE II 1a PLANTA (en funciòn de la luz diurna)

(W/m2)

Potencia media en horas en las que no se trabaja Potencia media en horas laborables

Potencia media en horas en las que no se trabaja Potencia media en horas laborables

Figura 4.7 Comparación entre el consumo de energía durante las horas laborales y las horas en las que no se trabaja

El consumo de corri-ente en las horas en las que no se trabaja es aproximadamente un 12 %.

(18)

Podemos observar claramente un consumo más bajo de energía (potencia media más baja) con el sistema en función de la luz diurna. La demanda duran-te las horas en las que no se trabaja en los dos sisduran-temas, deduran-terminada por el sistema, es aproximadamente un 12 % del consumo durante las horas labora-les. Esto constituye un potencial de ahorro adicional, que podría explotarse mediante un mecanismo de desconexión automático y una división de zonas adecuada.

4.7

Influencia de la orientación de la habitación

Para las mediciones de verano y otoño, además de las dos zonas del edificio analizadas, se midieron otras subdivisiones (parte frontal, oeste y este). La forma en que las luminarias están distribuidas en los techos de los pisos, sólo permite determinar una distribución aproximada del uso de la luz para zonas específicas.

Los valores de medición se analizan en forma de regresión lineal. (Figura 4.8 a 4.11).

4.7.1 Este ll (sistema de iluminación convencional)

En la sección del edificio Este ll las ventanas están en la parte este, por lo que reciben la luz solar por la mañana. Las ventanas del lado oeste están orienta-das hacia el patio, por lo que están expuestas a una menor incidencia directa de la luz solar. Las ventanas de la parte frontal están orientadas hacia el patio y el norte, por lo que también reciben una menor incidencia directa de la luz solar.

0 0 0 0 0 0 0 70 80 90 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 Exterior Parte frontal Patio (W/m2)

Radiación solar total en 24 horas (0,01 MJ/m2)

Figura 4.8 Distribución del consumo según la orientación de la habitación en la sección del edificio Este ll (con sistema de iluminación convencional) en verano

El sistema de ilumina-ción convencional sólo muestra una depen-dencia de la luminosi-dad exterior durante la medición de verano.

(19)

A diferencia del resto de las zonas, sólo la parte este parece mostrar una dependencia con respecto al consumo en función de la luz diurna.

4.7.2 Oeste ll (Sistema Luxmate)

Las ventanas de la parte este de la sección Oeste II del edificio están das hacia el patio. La parte oeste tiene ventanas hacia el exterior. La orienta-ción de la parte frontal es igual a la de la secorienta-ción EII.

Figura 4.9 Distribución del consumo según la orientación de la habitación en la sección del edificio Este ll (con sistema de iluminación convencional) en otoño

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 Exterior Parte frontal (kW)

Radiación solar total en 24 horas (0,01 MJ/m2)

Patio 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 Parte frontal (kW)

Radiación solar total en 24 horas (0,01 MJ/m2)

Exterior

Patio

Figura 4.10 Distribución del consumo según la orientación de la habitación en la sección del edificio Oeste II (con sistema Luxmate) durante la medición de verano

En este gráfico pode-mos observar la dependencia de la luminosidad exterior en las mediciones de verano e invierno.

(20)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 (kW)

Radiación solar total en 24 horas (0,01 MJ/m2)

Oeste II medición de otono

Patio Exterior Parte frontal

En comparación con el sistema convencional, la influencia de la orientación de la habitación puede observarse especialmente en verano, en las partes frontal y este, y en otoño en la parte oeste. Esto significa que el control de la ilumina-ción funciona correctamente.

4.8

Consumo de potencia reactiva

Durante las mediciones realizadas en verano y en otoño se calculó el factor de potencia según la radiación solar. Este factor se muestra como valores medios diurnos (Figura 4.12).

Figura 4.12 Factor de potencia dependiente de la luminosidad exterior

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Radiación solar total en 24 horas (0,01 MJ/m2)

Factor de potencia

Sistema de iluminación Luxmate

Sistema de iluminación convencional

La disminución de la intensidad en el siste-ma regulado afecta al factor de potencia.

Figura 4.11 Distribución del consumo según la orientación de la habitación en la sección del edificio Oeste II durante la medición de otoño

(21)

En el lado este, el factor de potencia apenas varía, ya que el ángulo de fase de los balastos es fijo. Los cambios que pudieran ocurrir se deben al número de tubos fluorescentes y lámparas halógenas que haya encendidos, sin embargo, la repercusión es mínima.

La regulación de los balastos de las lámparas fluorescentes en la sección Oeste II es digital. Cuando la potencia es 100%, el ángulo de fase de estos balastos puede ajustarse en al menos 0,95. La conexión de un reactor en serie al modifi-cador de corriente debe tenerse en cuenta ya que causa un empeoramiento del factor de potencia a medida que la potencia disminuye. Esto puede observarse también claramente en la Figura 4.12.

Los nuevos balastos del sistema Luxmate son completamente electrónicos y muestran por tanto un mejora del factor de potencia en un circuito de control.

(22)

5. Conclusiones y recomendaciones

5.1 Conclusiones

Las mediciones han demostrado que la integración de un sistema de ilumina-ción en funilumina-ción de la luz diurna supone un ahorro potencial significativo de elec-tricidad.

En los tres periodos de medición se obtuvieron los porcentajes de ahorro que se muestran a continuación con respecto a un sistema de iluminación conven-cional:

Medición de invierno aprox. 40 % Medición de verano aprox. 75 % Medición de otoño aprox. 70 %

Estos porcentajes de ahorro pueden atribuirse a dos factores:

· Una ventaja significativa es la limitación del nivel de iluminación máximo posible.

· Regulación en función de la luz diurna del sistema de iluminación

Las posibilidades de ahorro de energía son significativas.

(23)

A Apéndice

A.1 Relación entre la radiación solar y la luminosidad

La relación que se muestra en la Figura A.1 entre la radiación solar y la lumi-nosidad se basa en un cálculo matemático, que se muestra en [1]. Para los valo-res mostrados en la Figura A.1 se han asumido factovalo-res de opacidad y de refle-xión medios. La posición geográfica y la orientación del edificio corresponden a las condiciones reales.

0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Radiación solar (W/m2 ) Luminosidad (Lux) 1.8.1995 1.10.1995 1.1.1995

Figura A.1 Relación entre la radiación solar y la luminosidad en distintas estaciones del año.

La relación entre la radiación solar y la luminosidad es ligera-mente lineal y depen-de depen-de un número depen-de factores diversos.

(24)

A.2 Método y precisión de la medición

En la planta 1ª de la sección OII ya había instalado un dispositivo de medición del consumo de electricidad integrado en el edificio.

En los otros dos objetos de medición se construyeron los dispositivos de medi-ción temporales siguientes. Los dos equipos de medimedi-ción son idénticos.

· 12 Pinzas de corriente 1: 100 con una precisión básica de un 1 % del valor de medición.

· 1 Equipo de registro de datos EDA 33 con una precisión básica de un máximo de un 2 % del valor de medición.

· 1 Ordenador portátil para guardar los datos.

A.3 Referencias

[1] DIN 5034, Parte 2; Luz natural en habitaciones interiores (Conceptos gene-rales); Febrero 1985

[2] DIANE; Universität Zürich, Utilización de la luz natural;Dr.EICHER+PAULI AG; ATAL Zürich; Schmidiger+Rosasco, Zürich: publicado en enero de 1996

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