Ubicado en una antigua Fassina, la Fassina de Can Zorro, presentaba muchas limitaciones a la hora de plantear las soluciones para encajar las instalaciones necesarias en un equipamiento museístico con alto grado de equipos audiovisuales.

Su construcción, la altura del espacio y el deseo del Arquitecto (Iñaki Oscariz) de aprovechar la estética del edificio hizo que se buscasen soluciones innovadoras en el campo de las instalaciones, especialmente en la climatización. La clave estaba en como resolver la climatización del espacio y la solución la encontramos en el suelo frío, es decir, la climatización radiante.

BASES TÉCNICAS

El sistema radiante. Al contrario que los sistemas convencionales, que utilizan el aire como medio de transporte de la energía, el sistema radiante se basa en la emisión de ondas infrarojas que se intercambian entre superficies sólidas que se encuentran en diferentes temperaturas y que su intensidad de emisión es inversamente proporcional a la diferencia de temperaturas entre las superficies. Por lo tanto el aire se calienta como consecuencia de su contacto con las superficies sólidas y el calentamiento del agua que cuenta en forma de vapor de agua y no por su paso por un intercambiador (batería o radiador) cómo pasa en los sistemas convencionales. Hay que tener en cuenta que un sistema radiante trata solamente el Calor Sensible. El Calor Latente lo tenemos que eliminar con el sistema de renovación, es decir, controlando la humedad del aire interior (secante o humidificante, según necesidad). 

-Los mecanismos de eliminación de temperatura del cuerpo humano

-La “sensación térmica”

-El confort acústico

-El confort estético

La eliminación del exceso de temperatura del cuerpo humano. El cuerpo humano utiliza 4 mecanismos con diferentes porcentajes de peso cada uno.

-Radiación (45-55%)

-Convección (25-30%)

-Evaporación (15-25%)

-Conducción (3-5%)

Queda claro que las mayores posibilidades de proporcionar confort lo encontramos en la Radiación y la Convección ( 70-85%). Es por lo tanto evidente qué, en un sistema radiante, el confort será mayor dado que será el entorno más estable y con menos diferencias de temperaturas, que es el que el cuerpo humano detecta y sufre, las diferencias.

La “sensación térmica”. La sensación térmica es la combinación entre temperatura de aire y temperatura de radiación que nos hacen sentir mejor. Y esto lo encontramos cuando la temperatura de radiación es la más alta de las dos y la del aire la menor. Y además la encontramos cuando la diferencia entre ellas es también la menor. Es decir, mínimas diferencias o máxima uniformidad

Además de proporcionar más confort térmico, acústico y estético, su consumo energético es inferior y  queda integrado en el suelo del edificio.

La potencia. El límite a la potencia lo encontramos en la temperatura de rocío y su riesgo de condensaciones, cosa que se evita cortando la circulación de agua cuando nos acercamos a la temperatura de rocío. Pero si tanto sólo actuamos así limitamos el rendimiento del sistema a unos 50 w/m². 

Por lo tanto, para aumentar la potencia del sistema tendremos que controlar también la humedad relativa. Y como que, porque un sistema sea realmente confortable también hace falta una renovación de aire controlada, lo aprovecharemos para controlar la humedad relativa mediante un climatizador diseñado por esta tarea . El climatizador trabajará sólo con aire exterior. Evitamos así la recirculación de aire y sus consecuencias negativas. La potencia en este caso llegará a 110 w/m²

Si nos encontramos el caso que nos hace falta más potencia por metro cuadrado, podremos diseñar el climatizador con la posibilidad de recircular parte del aire interior, aumentando así la potencia entregada hasta los 160 w/m².

En cualquier caso hay que tener en cuenta que los sistemas serán más confortables cuando menos potencia por metro cuadrado demandan. En una aplicación adecuada, la demanda no tendría que sobrepasar los 110 w/m²

LA SOLUCIÓN, LA INTEGRACIÓN TOTAL

La solución propuesta. Para conseguir el objetivo estético, tenemos que hacer invisibles los conductos y máquinas tradicionales, es decir, tenemos que integrar los conductos de renovación de aire también en el tierra. Diseñamos así una retícula (1.200 m/m x 1.200 m/m) de conductas de aire rectangulares de bajo perfil en altura (200 m/m de ancho por 70 m/m de alto) con difusor rotacionales verticales y circulares integrados al tierra (60 m3/h), como los difusor utilizados en las salas de espectáculos (bajo las butacas). Es configura una opción de impulsión en cada cruzamiento de la retícula (desnudos). El sistema se alimenta de aire exterior tratado por el climatizador desde diferentes puntos, a poder ser, los más cruzados y distantes que la construcción nos permita, “llenando” la retícula como un plenum, trabajando por presión estática y equilibrándose por lo tanto los caudales de todos los difusor sin ningún mecanismo necesario.

Una conexión vertical permite la intercomunicación de la retícula de aire con la superficie del tierra en cada nudo, pudiendo activar o no cada uno de los nudos como salida de aire seco/húmedo de renovación. Instalaremos tantos difusor cómo caudal haya que renovar y los distribuiremos en función de las necesidades de los diferentes espacios. El sistema permite la activación de cualquier nudo en todo momento, adaptándose a los posibles cambios de necesidades y ocupación.

Foto de montaje de la retícula/Foto del interior del sistema, antes del tierra

Las instalaciones de cableado. Al mismo tiempo que un nudo puede acontecer una salida de aire, también puede acontecer una conexión eléctrica de voz o de datos o un nudo pasivo, es decir, latente. Conectando el nudo con el nivel horizontal de retícula de cableado, ubicada justo encima de la retícula de aire, podemos acceder y activar el nudo por el servicio que necesitamos.

Y todo trabajado sin escaleras ni andamios, de nudo en nudo, configuramos siempre el que necesitamos.

Por lo tanto, el sistema acontece un sandwich seco (montado como un lego) apoyado sobre el forjado como un tierra técnico de 30 cm de altura y que integra en diferentes capas las diversas autopistas de instalaciones necesarias en un edificio, sin condicionar techos ni paredes.

Los diferentes nivel o capas empezando desde el forjado sueño:

Nivel 1: Retícula de conductos metálicos de aire seco.

Nivel 2: Retícula de cableado con tres canales paralelas

Nivel 3: Panel de apoyo 

Nivel 4: Aislamiento de poliuretano expandido de alta densidad

Nivel 5: Superficie de chapa difusora de temperatura

Nivel 6: Circuitos de cañerías de polietileno reticulado de agua fría/caliente encajada en la chapa difusora

Nivel 7: Panel de cartón tiza específica como apoyo de carga superficial 

Nivel 8: Acabado del tierra (piedra natural, linóleum u otras con baja resistencia térmica)

Todo esto construido como un tierra técnico nos permite:

Máxima higiene del aire. Ninguna recirculación de aire en el edificio sin posibilidad de generación de colonias de ácaros alérgicos.
Mayor temperatura del aire ambiente.
Ninguna exigencia de turbulencias de aire frío en la zona ocupada.
Menor caudal de aire tratado.
Mayor posibilidad de aprovechamiento de la energía del aire exterior.
Mayor porcentaje de evacuación por radiación y menor miedo conducción y convección.
Control del nivel de humedad y temperaturas ambientes
Elección a voluntad y según la ocupación de la ubicación y número de salidas de aire de renovación e instalaciones.

EL CÁLCULO.

El proyecto y el cálculo. En sistemas de frío radiando hay que tener máximas precauciones en los siguientes puntos:

Incidencia de radiación solar sobre la superficie fría.
Excesiva concentración de tubos de agua fría
Cálculo esmerado del Factor de Calor Sensible del climatizador

Incidencia de radiación solar sobre la superficie fría. La potencia por metro cuadrado del sistema es infinitamente inferior a la potencia por metro cuadrado de la radiación solar. Si la radiación solar impacta en la superficie fría, el efecto se invierte y la superficie fría que tendría que radiar hacia paredes y techos de la habitación pasa a captar energía y a radiar hacia las cañerías interiores, anulando el sistema.

Hará falta por lo tanto el diseño de voladizo o cualquier sistema de protección solar exterior.

Excesiva concentración de tubos de agua fría. Cuando los diferentes circuitos encuentran en el colector de distribución reducen su distancia regular (100 m/m) hasta llegarse a casi tocar. En este punto la temperatura superficial del tierra baja mucho, aumentando el riesgo de lograr el punto de rocío, condicionando así el rendimiento de toda la instalación. Hay que poner un aislamiento superficial por encima de los tubos en este punto.

Cálculo esmerado del Factor de Calor Sensible del climatizador. Cuando calculamos la potencia sensible y latente a eliminar por el sistema tenemos que proceder en dos pasas secuenciales.

Primero: Calcular la potencia sensible eliminada por el tierra radiante.
Segundo: Si el tierra radiando no se capaz de eliminar la totalidad del calor sensible, lo tendremos en cuenta en el cálculo del climatizador, sumando esta potencia sensible a la potencia sensible a eliminar del aire exterior. Esto hace que los dimensionados de las baterías de los climatizadores en estas aplicaciones sean diferentes a las habituales y por lo tanto específicas.

Por lo tanto, el climatizador tendrá que ser capaz de eliminar o aportar (según la aplicación y las necesidades determinadas por el cálculo térmico) el calor latente tanto interior como del aire de renovación y el calor sensible del aire de renovación y, si es el caso, el excedente del interior. Puede darse el caso que la humedad del aire interior sea insuficiente y se corrija sólo con la aportación de aire exterior.

Eficiencia energética. Es absolutamente recomendable un diseño del edificio eficiente, potenciando los aislamientos pasivos y la racionalización del consumo. También es recomendable un recuperador de calor en el aire exterior, aunque no sea exigido por la normativa vigente.

La regulación. La regulación se hace en dos etapas diferentes. Por un lado se controla la circulación o no de agua por el tierra radiante en función; de la temperatura ambiente seleccionada (26ºC) o en función de la humedad (temperatura de rocío).
Esto lo haremos actuando sobre los cabezales termoeléctricos del colector de distribución del tierra radiante.

Por otro banda hace falta una regulación del aire exterior en función de la humedad interior seleccionada (55-60%). A questa regulación es general sobre el total del caudal de aire exterior aportado, dado que la humedad es una presión y se distribuye uniformemente por las diversas estàncies. El caudal ya estará repartido según el uso del aposento.

La producción. Según hemos descrito queda patente la necesidad de producir agua a dos temperaturas; la del tratamiento de aire exterior (climatizador) (7ºC) y la del tierra radiante (12-16ºC) en función de los diferencial entre la temperatura seleccionada y la de la superficie del tierra. Esto lo haremos con una válvula de 3 vías. Si el sistema de control es un sistema dinámico, hará variar los puntos de consigna según las temperaturas medidas en cada momento. Esto es importante en los periodos de inicio de temporada o cuando hay grandes aportaciones puntuales de calor.