• Author / Uploaded
• Tania Osornio

• Categories
• Lámpara compacta fluorescente
• Caldera
• Biogás
• Agua
• Tubería (transporte de fluidos)

Citation preview

Instituto Tecnológico de Tijuana

Instalaciones Sustentables González Félix Ana Marcela Osornio Pérez Tania Olivia Septiembre 2013

Instituto Tecnológico de Tijuana [Taller de Diseño Sustentable I]

Índice Introducción…………………………………………………… pág. 03 Instalaciones Eléctricas……………………………………… pág. 04 Instalaciones De Iluminación………………………………… pág. 04 Instalaciones De Abastecimiento Y Evacuación Del Agua… pág. 05

Instalaciones De Climatización……………………………. . pág. 07 Instalaciones de Gas………………………………………… pág. 09 Poder calorífico………………………………………….. pág. 09 Poder Comburívoro……..……...…………………………. pág. 09 Instalaciones para la Distribución de Gas……………. pág. 10 Presión de Suministro……………………………………. pág. 10 Partes de la Instalación de Gas………………………. pág. 10 Tuberías: Su Instalación………….…………………….. pág. 11 Ubicación y Distancias Mínimas……………………….. pág. 12 Ventilaciones…………..………………………………… pág. 12 Instalación de gas con apoyo solar………….………. pág. 12 Biogás………….………………………………………… pág. 13 Bibliografía………………………………………………………pág. 15

2

INTRODUCCIÓN La finalidad de esta investigación es conocer desde las características generales de las Instalaciones Sustentables, en el sector constructivo. Para con estos datos tener las bases necesarias para iniciar el proyecto arquitectónico a realizar en la materia de taller de diseño sustentable I, del noveno semestre de la carrera de arquitectura del Instituto Tecnológico de Tijuana con respecto a las instalaciones Sustentables.

3

Uno de los puntos más importantes a estudiar dentro de la construcción sostenible, además de los sistemas constructivos, es el de las instalaciones eléctricas, las de iluminación, las de abastecimiento y evacuación de agua y las de climatización. Su funcionamiento interviene en el consumo de recursos naturales, como agua y energía. Por ello, todas las previsiones que tomemos contribuirán a disminuir costos.

INSTALACIONES ELÉCTRICAS Lo más importante será destinar la energía a los usos que más nos rindan, como la iluminación y los equipos de fuerza o inducción. Transformar en calor la energía eléctrica, resulta más oneroso y menos eficaz que los sistemas convencionales. A.

Será muy útil contar con equipos que posean una calificación energética

El empleo de electricidad para refrigeración puede ser más efectivo si se utilizan bombas de calor, porque pueden proporcionar más energía, hasta 2,5 veces de la que utilizan. En los tubos eléctricos se utiliza corrientemente el PVC, material muy contaminante, pudiéndolo reemplazar actualmente por materiales mucho más ecológicos, como los tubos corrugados de polipropileno con sus correspondientes pasatubos. También hay canaletas para cableado eléctrico sin halógenos para la fijación en muros. Se aconseja para toda instalación eléctrica, en vez del uso de plásticos, el empleo de una serie de pequeño material compuesto por porcelana o baquelita.

INSTALACIONES ILUMINACIÓN Solamente entre un 0,15% y un 18% de la energía eléctrica empleada para la iluminación se transforma en luz. Mejorando el rendimiento de luminarias y la eficacia de lámparas, haremos un ahorro de energía importante. Los sistemas de control de encendido, programadores electrónicos, interruptores, temporizadores, hacen posible adaptar el funcionamiento a la 4

real demanda de uso, cuando nos basta la iluminación natural o en momentos de baja ocupación. Hay muchos tipos de lámparas de bajo consumo en el mercado, que ahorran hasta un 80% y cuya vida útil supera en 10 veces la de las convencionales. También hay lámparas de vapor de sodio a alta presión, de bajo consumo, para el alumbrado público. Y farolas de alta eficiencia luminosa con difusor esférico de policarbonato con poca contaminación lumínica. Además, hay tubos fluorescentes de alto rendimiento, que fusionan bajo consumo y larga vida útil y leds, que son dispositivos semiconductores que emiten luz generada por electroluminiscencia.

INSTALACIONES DE ABASTECIMIENTO Y EVACUACIÓN DE AGUA El abastecimiento constituye uno de los mayores desafíos a los que nos debemos enfrentar. Pese a que el consumo humano no alcanza al 14%, en ciertas zonas, como las turísticas, puede ser más del 80%. Para el logro de un modelo de construcción más sostenible, debemos ser capaces de ahorrar sustancialmente en el consumo de agua. Por esta razón, hemos previsto cinco pautas que podremos seguir: Disminuir su consumo Puede disminuirse el consumo de agua caliente sanitaria utilizando aparatos idóneos y con un mantenimiento que impida fugas. Disminuir este consumo implica, además, ahorrar energía para calentar el agua. En usos no sanitarios, el agua potable puede anularse si se reutilizan aguas residuales, tratadas con anterioridad, que pueden usarse en sistemas que no precisen una gran calidad en el agua, refrigeración, riego, instalación contra incendios. Las instalaciones de abastecimiento de agua serán más sostenibles si utilizamos materiales ecológicos, las que no contaminen o gasten recursos no renovables. En las tuberías deben ser utilizadas además sistemas de alta seguridad y disponibilidad pues los daños las filtraciones representan la causa 5

más costosa de daños en las edificaciones. Por tanto en los conductos son preferibles los sistemas metálicos como el hierro fundido, acero inoxidable y cobre mientras que los termoplásticos como PE, PB, PP y PVC no son recomendables por su alta capacidad contaminante (compuestos de cloro, fenol, metales pesados etc.), baja seguridad durabilidad y disponibilidad y la constante permeación (difusión molecular) a través de sus paredes y afectaciones climáticas (autoxidación, biodegradación, hinchazón térmica irreversible). Incorporando a los elementos de fontanería sistemas de ahorro de agua, podemos lograr entre un 30 y un 40% de ahorro, siendo una solución barata y simple, con altos beneficios. Si debemos colocar inodoros o grifos nuevos, hay en el mercado variedad de elementos que tienen sistemas de ahorro de agua. Si ya están colocados, podemos instalar dispositivos para tal fin, de colocación sencilla. 

Utilizar contadores individuales

Está visto que si la gente accede a la información periódica de sus consumos, mediante contadores individuales, puede obtener mayores ahorros. Por ley, las nuevas viviendas los poseen, pero todavía hay muchos viejos edificios que cuentan con contadores colectivos. 

Hacer uso de aguas grises y de lluvia

En las ciudades, el diseño de las redes de saneamiento fusiona todas las aguas sobrantes (de lluvia, grises o negras), en una misma conducción. Con tratamientos diferentes, se podría lograr un buen ahorro. Todas las aguas desembocan en las depuradoras, por lo que en épocas muy lluviosas, los sistemas de depuración colapsan, vertiendo sobre los cauces de los ríos, con mucho peligro de contaminación. Una buena alternativa sería diseñar sistemas separativos de saneamiento de aguas, desde la construcción de las viviendas hasta las redes municipales. Entonces, las aguas de lluvia y las grises irían en la misma conducción para ser usadas en inodoros, limpieza de calles, riego o directamente a los cauces, pero las aguas negras, se llevarían a la depuradora para ser tratadas. En viviendas, sobre todo en chalets y adosados, podemos emplear técnicas de aprovechamiento de las aguas de lluvia, para lo que deberemos llevar el agua recogida en terrazas, cubiertas, etc., a un depósito que servirá como distribuidor para diferentes utilizaciones. 6

Es aconsejable, para las redes de saneamiento, inclinarse por materiales más sostenibles. Los mejores canalones y bajantes son los de hierro fundido y los cerámicos. Los termoplásticos no son aconsejables por su alta capacidad contaminante (compuestos de cloro, fenol, metales pesados etc.), baja seguridad durabilidad y disponibilidad y la constante permeación (difusión molecular) a través de sus paredes y afectaciones climáticas (autoxidación, biodegradación, hinchazón térmica irreversible). 

Realizar trabajos de jardinería con bajo consumo de agua

Nuestras necesidades de agua para riego han crecido mucho desde que los climas de verano se han vuelto más secos y calurosos, esto unido a la construcción de viviendas unifamiliares, adosadas o pareadas con espacios ajardinados. La xerojardinería es capaz de crear bellos jardines y con bajo consumo de agua, adecuándose al clima y a las características del entorno. La jardinería sostenible implica:           

El diseño de viviendas con criterios de ahorro de agua El análisis de las propiedades del terreno La elección de plantas con menor necesidad de agua Un mantenimiento apropiado La implementación de sistemas de riego eficaces Riego localizado Programadores de riego Goteo Aspersión Sistemas que regulen el caudal Emplear electrodomésticos eficientes

Las lavadoras y lavavajillas, sobre todo, demandan gran cantidad de agua. Por ello es necesario elegir electrodomésticos que, para lograr un mejor uso del agua, cuentan con sistemas mecánicos (como filtros, válvulas antirretorno, sistemas de corte) o electrónicos, que optimizan el lavado.

INSTALACIONES DE CLIMATIZACIÓN Necesitamos de energía para climatizar, tanto para refrigerar como para calefaccionar.

7

Energía que sea renovable, y no proveniente de los combustibles fósiles mayoritarios. En primer lugar, al diseñar las instalaciones, debemos hacerlo de modo tal que se desarrollen según una zonificación que considere orientaciones y funciones diversas, como también horarios de uso. Esto debe acompañarse de adecuados sistemas de control; desde simples termostatos hasta sistemas complejos de gestión informáticos, que garanticen el servicio cuando sea preciso. Cuando se opta por un sistema de calefacción central, se elige una única caldera para todo el edificio, en vez de las individuales; esto redunda en una tarea de mantenimiento menos costosa y en un rendimiento mayor. Podemos elegir calderas de baja temperatura o calderas de condensación de menos consumo de energía, y por ende, de menor emisión de gases de efecto invernadero. El sistema emisor de calor más aconsejable es el que lo hace a baja temperatura, como el suelo radiante. Obtener agua a 45ºC, lo hace ser compatible con los sistemas solares térmicos de baja temperatura, los más económicos y utilizados. Otro beneficio podría ser la posibilidad de utilizar la inercia térmica del solado para optimizar su rendimiento. Los demás sistemas serían los formados por radiadores, siendo aconsejables los de fundición a los de aluminio, por el bajo impacto ambiental del material. Además, está el sistema de calefacción por muro radiante, no tan conocido pero con prestaciones parecidas, que funciona mediante circuitos prefabricados formados por tuberías de polibutileno y placas de calefacción murales. Materiales termoplásticos como el polietileno reticulado, no son una alternativa aconsejable por su alto impacto medio ambiental, ante el cobre o el acero negro, en las tuberías de distribución del calor desde la caldera. Las instalaciones de calefacción deben tener correspondiente aislamiento, para restablecer las pérdidas de calor.

el

Se aconseja, para la refrigeración, el uso de máquinas de absorción que trabajan con paneles solares de mediana temperatura o paneles de vacío.

8

INSTALACIONES DE GAS La combustión del gas tiene las ventajas de ser limpia, no genera residuos, ni hollín, tampoco subproductos peligrosos para el ambiente. Por otro lado, los gases poseen una gran capacidad calorífica. El suministro del gas puede darse a través de una red de abastecimiento público, como en el caso de gas natural. También se puede obtener por suministro privado, para el butano y el propano. En estos casos, las instalaciones interiores presentan características diferentes, aunque pueden tratarse a un tiempo ya que en lo referente a materiales, condiciones de ejecución y seguridad, son similares. Las instalaciones de gas deben ser ejecutadas correctamente y según la normativa en vigor; debe cuidarse los materiales empleados y sus uniones. Debe tenerse en cuenta que un escape de gas es muy peligroso, puede acarrear desgracias por pérdidas de vidas humanas, destrucción del edificio y hasta de las construcciones linderas.

Poder Calorífico El poder calorífico es la cantidad de calor que se obtiene de su combustión. Se relaciona directamente con su densidad en condiciones normales, ya que cuanto más denso es el gas, más hidrocarburo por metro cúbico contendrá, y mayor será el calor obtenido por la combustión. También influyen en el poder calorífico, las características químicas del gas: En el caso del gas propano, a pesar de tener menor densidad que el gas butano, posee mayor poder calorífico. El gas natural tiene menos densidad que el butano y el propano, y su poder calorífico es similar a éstos dos. Por el contrario, el gas ciudad posee un poder calorífico

Poder Comburívoro El poder comburívoro indica la cantidad de aire que se requiere en la combustión del gas. 9

En comparación, los gases propano y butano necesitan mayor cantidad de aire que el gas natural. Esta información nos sirve para saber qué aportaciones de aire se necesitan en las salas de calderas y qué superficie de ventilación requiere.

Instalaciones para la Distribución de Gas La canalización de gas se lleva a cabo teniendo en cuenta lo siguiente:

Presión de Suministro La Presión de Suministro condiciona la recepción de gas y la acometida del edificio, sobre todo en el caso de Gas Natural. Siempre la presión se mantiene en cada red dentro de un rango de valores concretos, que se definen mediante unos aparatos llamados reguladores. Existen tres tipos de presiones de distribución del fluido: Baja Presión Es inferior a 500 m.c.a. Este es el suministro usual en las redes urbanas. Los materiales empleados son: polietileno, fundición y acero sin soldadura. Media Presión A Presión entre 500 m.c.a. y 4.000 m.c.a. Se emplea en circuitos urbanos para distribución primaria. Los materiales empleados son: acero y polipropileno. Media Presión B Presión superior a 4.000 m.c.a. Se emplea para distribución en largas distancias. Materiales empleados: acero protegido contra la corrosión, con las uniones soldadas.

Partes de la Instalación de Gas La Instalación Interior de Gas se compone de las siguientes partes: 10

Llave de Paso General Es la llave destinada a interrumpir el paso de gas al edificio. La parte de la tubería de conexión exterior al edificio, se lo llama tallo. Llave de Paso Individual Es la llave que se instala antes de la entrada a una vivienda o local, sirve para interrumpir el suministro a esa vivienda de forma individual. Llave de Paso Aparato A la entrada de cada aparato receptor, se instala una llave de paso para cortar el suministro en forma independiente del resto de la instalación. Ramal Interior o Distribuidor Es la tubería que va desde la llave de paso general y que se une con el montante general o con montantes individuales o con los contadores. Montante General El montante general es la tubería general encargada de distribuir el gas a todas las viviendas. A su llegada a cada vivienda o local, se deriva directo al contador.

Tuberías: Su Instalación Las tuberías que se utilizan en las instalaciones de gas son de los siguientes materiales:   

Cobre, van con uniones soldadas con aleación de platino. Acero estirado, no lleva soldaduras. Polipropileno sólo se admite su uso en instalaciones enterradas.

Puesta en Obra de las tuberías de gas; deberá tenerse en cuenta: 

Las tuberías siempre debe ir vistas, nunca empotradas.

Esta forma de colocarlas es para acceder fácilmente en caso de fugas. Si la tubería estuviese empotrada, se acumularía el gas con el riesgo de producirse una explosión.

11

Si la tubería discurre por cámaras o muros, siempre debe ir alojada dentro de una vaina de acero ventilada que pueda evacuar el gas en caso de fuga, ese tramo no podrá superar los 2 metros. 

Las vainas pasamuros además evitan que la tubería se someta a esfuerzos de compresión y absorbe los movimientos de asentamiento del edificio. Así se protege la tubería de posibles averías. 

Si la tubería discurre a una altura menor a 0,90 m. del pavimento, se la debe proteger con vaina de acero para protección contra golpes. 

 En el caso del gas propano, ya que es más pesado que el aire, debe evitarse que las tuberías discurran a nivel del suelo o que atraviesen el pavimento. Así podrá evitarse la acumulación posible de gases en los lugares bajos.

Ubicación y Distancias Mínimas Las tuberías de gas deben disponerse en curso paralelo a una distancia de 3 cm. entre cada una y de 1 cm. en cruce con conducciones de agua, saneamiento, electricidad, vapor, audiovisuales y de climatización. La distancia al suelo de una tubería de gas, debe tener un mínimo de 5 cm. Del mismo modo, la distancia entre un conducto de gas y uno de evacuación de humos y gases quemados, tendrá 5 cm. como mínimo. Las tuberías de gas deben disponerse alejadas de cualquier elemento productor de chispas y debe cuidarse de situarlos en lugares protegidos, donde no reciban golpes o sufran deterioros.

Ventilaciones Por razones de seguridad, y ante cualquier posible pérdida no detectada, estas instalaciones requieren de ventilación, tanto por donde discurren las tuberías como en los sitios donde se ubica cada uno de los aparatos.

Instalación de gas con apoyo solar La producción de agua caliente sanitaria en edificios de viviendas mediante la utilización de energía solar y gas natural puede realizarse siguiendo diferentes esquemas de principio. No obstante, en todos ellos pueden identificarse las siguientes partes esenciales:

12

 Un subsistema de captación, que recibe la energía del Sol y la transmite al fluido caloportador que la transporta hasta los elementos de intercambio y acumulación.  Un subsistema de intercambio y acumulación, cuya finalidad es producir y almacenar agua caliente para utilizarla cuando se produzca su demanda.  Un subsistema de apoyo a partir de gas natural, que aporta la energía adicional necesaria para garantizar la disponibilidad permanente del servicio de agua caliente, incluso cuando no existe aportación energética del sistema de captación solar. Finalmente, existen unos elementos de regulación que se encargan de hacer actuar los diferentes componentes de la instalación de forma adecuada, con la finalidad de garantizar la calidad del servicio de agua caliente aprovechando al máximo la energía solar disponible.

Biogás En el campo se puede producir gas con la ayuda de un digestor y la cooperación de bacterias, que convierten el estiércol, materia vegetal y otros desechos orgánicos en gas metano, que es combustible. La instalación se conoce como biodigestor o planta de biogás. El metano obtenido puede ser usado para cocinar, iluminar y calentar. También puede ser usado como combustible para un motor, siempre y cuando éste sea modificado ligeramente. Para producir metano en cantidades suficientes se requiere de una abundante provisión de estiércol animal. Se puede usar también restos vegetales, sin embargo la mayor parte de la materia utilizada debe ser estiércol, de otra manera una muy alta proporción del gas será monóxido de carbono (CO), que no es combustible. Los productos obtenidos son el gas combustible y el abono, pues los restos de la descomposición de la materia orgánica son un excelente abono orgánico. La operación del biodigestor es en sí simple y consta de dos partes: el biodigestor y el depósito de gas. 

El biodigestor es un depósito cerrado donde se produce la fermentación sin participación del aire, porque las bacterias son anaeróbicas. En los lugares fríos, debe estar en un lugar abrigado o cubierto de paja o dentro de una instalación de tipo invernadero o 13

enterrado en el suelo. Debe contar con una tapa, en la parte superior, donde ingresen los materiales orgánicos, y una tapa herméticamente cerrada, en la parte inferior, para extraer los materiales ya descompuestos, que sirven de abono. En la parte superior debe tener una tubería para la salida del gas hacia el depósito de gas. El biodigestor convierte los desechos en gas metano, que fluye por la tubería hacia el tanque de gas. 

El depósito de gas puede ser hecho de varias maneras. Puede ser un cilindro redondo sin tapa superior, llena de agua, que tiene otro un poco más pequeño, colocada en forma invertida, y con un tubo para la salida del gas a la casa. El gas producido llena el cilindro invertido por presión. La presión del gas es regulada por un contrapeso.

En lugar de los cilindros se puede utilizar un depósito de bolsa plástica especial, sobre la cual se pone un peso para dar presión al gas hacia la tubería de uso. Debe tenerse muy en cuenta que la mezcla de gas metano con aire es explosiva. Por esta razón el depósito de gas debe estar libre de aire y ubicado a distancia prudencial de la casa para evitar accidentes. Igualmente debe estar en un lugar seguro del fuego y no hacer fuego en las cercanías. En la actualidad existen empresas e instituciones de capacitación que prestan asesoramiento para la instalación de las plantas de biogás. Igualmente, sobre el asunto existe una nutrida bibliografía para informarse. Esta tecnología se está difundiendo cada vez más en las zonas rurales del mundo y puede ser una importante fuente de energía, en lugar de leña.

14

BIBLIOGRAFÍA http://www.construmatica.com/construpedia/Instalaciones_Sostenibles http://www.gasnaturaldistribucion.com/servlet/ficheros/1297130924697/586%5C 650%5CMSolGas_CGen_v1.0.pdf http://www.construmatica.com/construpedia/Instalaciones_de_Gas http://www.peruecologico.com.pe/lib_c15_t10.htm

15