Sistemas de control de iluminación en una oficina

Los sistemas de control de iluminación son ya un estándar obligatorio en toda nueva edificación y una medida importante de ahorro económico y energético en los edificios existentes. Como ejemplo de su impacto daré el dato de un proyecto de un edificio de juzgados en el que calculamos que la iluminación consumía el 32% de la energía final y producía el 41% del CO2 del total emitido por el edificio anualmente.

En el mercado hay muchos fabricantes que ofertan diferentes sistemas con distintos modos de control. Elegir el sistema adecuado para obtener la máxima eficiencia energética con la inversión disponible no es sencillo a priori si no hacemos algunos cálculos.

En este post voy a tratar de dar algunas claves que nos ayuden a plantear esta cuestión. Para ello voy a utilizar como ejemplo el estudio de implantación de cuatro sistemas de control de iluminación diferentes para un edificio de oficinas ubicado en el Parque Tecnológico de Boecillo en la provincia de Valladolid.

Iluminancia debida a la luz natural en el interior de la oficina a las 14:00 h en el mes de octubre. Calculado con Dialux

El edificio tenía una planta entera de unos 1000 m² destinada a oficinas, dividida en distintas zonas, una para cada departamento. Cada área tenía una zona abierta de oficina de unos 100 m² para varios puestos de trabajo. También había salas de reuniones y despachos disponibles para las distintas zonas con superficies de 15 a 25 m². Teníamos dos tipologías de locales diferentes, las oficinas abiertas para 8-10 puestos de trabajo y las salas pequeñas para despachos o salas de reuniones.

La iluminación se planteó con pantallas empotradas en un falso techo modular de 1200×300 mm a una altura de 3 m sobre el suelo . Las pantallas eran de alto rendimiento con difusor de aluminio especular para fluorescencia lineal TL de 2×36 W. La iluminancia media sobre las áreas de trabajo se estableció en 500 lux.

Para cada tipo de zona se estudiaron cuatro sistemas de control de iluminación local, o de zona, con diferentes modos de control, desde el más simple al más complejo. No se tuvieron en cuenta sistemas de control centralizados reservados para grandes edificios. Los sistemas que se compararon son:

•  Control de iluminación natural todo/nada en zona de ventana: Se utilizan detectores de iluminación natural en la zona de la ventana, que apaga las luminarias de esa zona cuando el aporte de luz natural está por encima de la iluminancia indicada.
• Control de iluminación natural todo/nada, y control por presencia con encendido manual y apagado automático en todo el local: Se utilizan detectores de presencia con control de iluminación natural que permiten controlar, en función de ambos parámetros, su zona de alcance. El encendido de la instalación siempre se realiza de forma manual mediante interruptores.
• Control de iluminación natural progresivo en zona de ventana, y apagado total desde centralita. Se utilizan detectores de iluminación natural progresivos y equipos 1-10V en las luminarias de la zona de la ventana. Las luminarias de esa zona regulan el flujo entregado en función del aporte de luz natural. Se añade un control central mediante auxiliares eléctricos para permitir un apagado centralizado.
• Control de iluminación natural progresivo y control por presencia con encendido manual, y apagado automático en todo el local: Se utilizan detectores de presencia y de iluminación natural progresivos, equipos digitales DALI en todas las luminarias del local y un controlador DALI por zona. Las luminarias asociadas a cada zona de control regulan el flujo entregado en función del aporte de luz natural y la presencia o no de usuarios. El encendido de la instalación siempre se realiza de forma manual mediante interruptores.

Para cada uno de los sistemas de control estudiados y para cada tipo de estancia, se hizo una comparativa del ahorro energético conseguido, la inversión adicional necesaria en el sistema de control y el coste a 5, 10 y 15 años de la inversión inicial más la energía eléctrica consumida.

Para estimar los ahorros de energía final producidos por cada uno de los sistemas se utilizó como referencia la norma UNE EN 15193 y el programa de cálculo Dialux.

Una advertencia previa antes de mostrar los resultados calculados. Los ahorros producidos son estimados en función de las características particulares de las salas y los materiales utilizados en el edificio estudiado. Afectan al cálculo, por ejemplo, la definición de sus carpinterías y acristalamientos, los elementos de sombra previstos, la orientación de la sala y la situación geográfica del edificio. En consecuencia, para cada edificio que proyectemos, los ahorros serán diferentes.

Para los locales tipo oficina abierta los resultados obtenidos fueron:

Cuadro comparativo de ahorros con control de iluminación en una oficina abierta

Para el caso de las salas de reuniones y despachos los resultados obtenidos fueron:

Cuadro comparativo de ahorros con control de iluminación en despachos y salas de reuniones

Conclusiones

Observando los datos calculados para cada tipo de sala vemos, en general, que los mayores ahorros energéticos, entre un 35 y un 65%, se producen cuando utilizamos los sistemas de control más complejos con equipos regulables en las luminarias. Esto es lo que nos cuentan acertadamente los fabricantes. Pero, al mismo tiempo, la inversión necesaria inicial en instalación en estos sistemas, respecto a los más sencillos, es entre un 40-50% mayor. Los primeros se amortizan en 4 o 5 años, mientras que los últimos en 9-10 años. No hay en consecuencia un sistema ideal, si no que en función de las circunstancias económicas de nuestro proyecto tendremos que echar los números y ver cuál es el que obtiene mayor ahorro energético con la inversión disponible.

Promotores de oficinas con capacidad económica suficiente y con un negocio enfocado en el largo plazo escogerían sistemas de control complejos. Mientras que promotores con poca capacidad de inversión inicial, o enfocados en el corto plazo, obtendrían los mejores resultados con sistemas con detectores dobles de presencia e iluminación natural tipo todo/nada.

La diferencia de inversión inicial necesaria entre unos y otros no está en el coste de los detectores de presencia o los controladores de zona necesarios, si no en que en los sistemas progresivos es necesario utilizar equipos regulables (DIM, DALI) en cada luminaria encareciendo cada punto de luz entre 50 y 65 euros.

En el caso de los sistemas todo/nada vemos que compensa, económica y energéticamente, ir un poco más allá de lo prescrito por el CTE-HE3 y utilizar detectores dobles de presencia e iluminación natural en todas las zonas, incluso aquellas con poco aporte de luz natural. Además, así evitamos que se queden las luces encendidas toda la noche cuando se vacía la oficina por la tarde, algo que por desgracia es muy habitual.

Los sistemas digitales tipo DALI tienen otras ventajas de orden cualitativo respecto a los sistemas todo/nada.  El confort lumínico es mucho mayor debido a la regulación progresiva en base a una curva logarítmica adecuada a las necesidades del ojo humano, permiten que las luminarias emitan el flujo necesario para conseguir los luxes perseguidos manteniendo el nivel constante a lo largo de la vida útil de la lámpara, su conexionado eléctrico es sencillo y se pueden realizar sistemas centralizados a nivel de edificio facilitando el control, gestión central y el mantenimiento de la instalación. Esto último está reservado para grandes edificios debido a su coste importante de inversión inicial. Así que salvo en grandes proyectos o en aquellos en los que sean necesarias maniobras complejas no los vamos a utilizar mucho.

De cara a mejorar la certificación energética del edificio, el ahorro en energía final eléctrica debido a las mejoras en la instalación de iluminación tiene mucho peso. Esto se debe a que el coeficiente de paso a emisiones de CO2 para la energía eléctrica es muy elevado, 3 veces mayor que el del gas natural.

Os preguntaréis entonces cuál de los sistemas estudiados se utilizó en el edificio comentado. Respondo a su vez con otra pregunta: ¿En época de recortes presupuestarios qué sistema pensáis que se escogió?

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