Los edificios comerciales dependen de múltiples sistemas para funcionar correctamente e incluyen equipos como accesorios de iluminación, unidades de tratamiento de aire, compresores, calderas y bombas. Para garantizar un alto rendimiento y brindar seguridad a los ocupantes, el Departamento de Edificios de la Ciudad de Nueva York exige que los edificios comerciales cumplan con una serie de códigos de construcción, como se muestra a continuación:
- Código de plomería de Nueva York
- Código mecánico de Nueva York
- Código de gases combustibles de Nueva York
- Código de construcción de Nueva York
- Código de Conservación de Energía de Nueva York
Contratar los servicios de ingenieros calificados es la mejor manera de garantizar el cumplimiento del código. En el caso de edificios nuevos y renovaciones importantes de edificios existentes, esto generalmente no es un problema porque el cumplimiento del código es obligatorio antes de que el edificio pueda comenzar a operar. Por otro lado, los sistemas en los edificios existentes pueden deteriorarse con el tiempo, cayendo por debajo de los estándares mínimos establecidos por los códigos aplicables; Las consecuencias de esto pueden incluir un menor rendimiento, mayores costos de operación y mantenimiento y condiciones inseguras para los ocupantes.
Incluso si los sistemas del edificio funcionan correctamente, una evaluación puede ayudar a detectar áreas de oportunidad para mejorar el desempeño; El dicho de “si no está roto, no lo arregles” no aplica aquí, ya que la tecnología evoluciona constantemente y siempre hay oportunidades para mejorar los sistemas constructivos.
1) Instalaciones de Iluminación en Edificios Comerciales
Las instalaciones de iluminación se encuentran entre los sistemas más importantes en los edificios comerciales, por la sencilla razón de que una visibilidad adecuada es necesaria para la actividad comercial y la seguridad humana. Los siguientes son algunos problemas de iluminación comunes que pueden disminuir la productividad y comprometer la seguridad y requieren la atención de un ingeniero:
- Bombillas parpadeantes: una fuente de luz parpadeante puede distraer mucho en entornos comerciales y también causar fatiga visual. Este problema tiende a ser más común con las lámparas fluorescentes más antiguas alimentadas por balastros magnéticos, aunque las fuentes de luz modernas también pueden verse afectadas, especialmente si hay problemas con la calidad de la energía. Si su instalación tiene bombillas parpadeantes, haga que un ingeniero las inspeccione para determinar la causa exacta.
- Zumbido: esto también puede distraer y es especialmente común con balastros magnéticos, que se usan con lámparas HID y tubos fluorescentes más antiguos. Los zumbidos y los parpadeos suelen ocurrir juntos.
- Distorsión de color: esto generalmente indica problemas con el balastro, por lo que debe inspeccionarlo si nota cambios en la salida de color de los dispositivos. Por ejemplo, las lámparas de halogenuros metálicos tienden a aparecer en verde cuando el condensador de su balastro es deficiente.
- Fallos frecuentes de las lámparas: las lámparas tienen una vida útil limitada, pero suele ser de unas 10 000 horas para las lámparas MH y CFL y de unas 20 000 horas para las lámparas fluorescentes. Si sus bombillas se queman con frecuencia, podría significar que tiene problemas con el suministro de energía, y si esto sucede con frecuencia en un artefacto de iluminación específico, es probable que el balastro esté dañado.
Independientemente de los problemas con su sistema de iluminación, el mejor enfoque es dejar que un profesional solucione el problema. A veces muchos factores interactúan entre sí y la relación entre ellos puede no ser evidente.
Actualización de instalaciones de iluminación.
Por supuesto, también puedes contactar con profesionales si quieres mejorar tu sistema de iluminación. En general, hay tres tipos de mejoras que puedes realizar:
- Reducir el consumo de energía, lo que ahorra dinero al reducir las facturas de energía.
- Mejorar la distribución óptica y la calidad de la iluminación.
- Hacer la iluminación más inteligente con sensores y controles automáticos.
Por supuesto, hay casos en los que se pueden realizar las tres actualizaciones a la vez. Supongamos que tienes una instalación con lámparas fluorescentes de primera generación que se cambian manualmente y son directamente visibles. Si esta instalación se actualiza con troffers LED integrados controlados por sensores de ocupación, se pueden lograr todos los beneficios disponibles simultáneamente:
- Ahorro de dinero: el uso de luminarias LED reduce la energía de entrada y el uso de sensores de ocupación reduce el tiempo total que las luces están encendidas. Por ejemplo, si utilizas luminarias que consumen un 50% menos de energía y reduces sus horas de uso al 80% con la automatización, tu consumo energético será sólo el 40% de lo que requería la instalación original.
- Eliminación de deslumbramientos: Los tubos fluorescentes vistos se sustituyen por troffers que optimizan la distribución de la iluminación. Esto hace que los ambientes interiores sean más atractivos y aumenta la concentración.
En definitiva, debes contactar a un profesional o firma de ingeniería siempre que tengas problemas de iluminación o si deseas identificar áreas de oportunidad para mejorar tu sistema actual. Las actualizaciones de LED en la ciudad de Nueva York generalmente son elegibles para reembolsos; asegúrese de no perderse estos incentivos en efectivo.
2) Sistemas HVAC comerciales
Las instalaciones de calefacción, ventilación y aire acondicionado se encuentran entre los sistemas más grandes y complejos de los edificios comerciales. Su principal objetivo es mantener la temperatura y la humedad dentro de un rango confortable para el ser humano, renovando constantemente el aire en el interior del edificio; por lo tanto, el mal funcionamiento de los sistemas HVAC no sólo causa molestias, sino que también degrada la calidad del aire interior y puede provocar problemas de salud. Si se encuentra alguna de las siguientes condiciones en un edificio comercial, se recomienda que se comunique con un ingeniero de HVAC o una empresa consultora:
- Temperatura interna inadecuada.
- Temperatura del agua inadecuada o fluctuante, en el caso de sistemas de calentamiento de agua.
- Exceso de humedad o sequedad: Ambas condiciones son perjudiciales para el confort y la salud. La humedad también provoca la formación de moho, que degrada la calidad del aire interior.
- Ambiente con corrientes de aire: generalmente causado por un tamaño inadecuado de conductos o ventiladores, o una combinación de ambos.
- Conductos ruidosos: Esta afección suele ir de la mano de corrientes de aire y suele tener las mismas causas.
- Olores desagradables/combustión: Los olores desagradables suelen indicar que el sistema de ventilación no funciona correctamente; por ejemplo, la presión negativa puede atraer olores de las áreas de servicio o del exterior. Si hay olor a gases de combustión, se requiere atención inmediata, incluso si no hay humo visible: los gases de combustión pueden ser letales en espacios cerrados.
Actualización de instalaciones HVAC
Existe una amplia gama de posibles actualizaciones que se pueden realizar en un sistema HVAC comercial, pero esto también puede causar confusión. Sin embargo, puede determinar qué funciona mejor para su edificio con servicios de consultoría. Las siguientes son algunas opciones comunes:
- Actualización de equipos específicos: hay actualizaciones disponibles para casi todos los equipos HVAC. Por ejemplo, una enfriadora y su torre de enfriamiento se pueden actualizar a versiones más modernas con control de velocidad variable, mayor eficiencia y funciones de automatización.
- Automatización y control: hay ocasiones en las que los equipos existentes ofrecen un alto rendimiento, pero no se aprovecha todo su potencial debido a un funcionamiento inadecuado. En estos casos se pueden añadir/actualizar sensores y dispositivos de control, optimizando la instalación HVAC en tiempo real.
- Actualizaciones a nivel del sistema: a veces, toda la instalación de HVAC utiliza tecnología obsoleta y el rendimiento se puede aumentar drásticamente actualizando todo el sistema. La principal desventaja de este enfoque es que puede resultar muy costoso; sin embargo, si pronto se realizará una renovación importante, es una gran oportunidad para actualizar el sistema HVAC. Un ejemplo de mejora de HVAC a nivel del sistema sería reemplazar una instalación antigua de cuatro tuberías con un sistema de flujo de refrigerante variable (VRF) o una bomba de calor con fuente de agua.
HVAC suele ser el mayor gasto de energía en un edificio comercial y, a veces, supera todos los demás gastos de energía combinados. En consecuencia, las actualizaciones que mejoran el rendimiento de HVAC tienden a ser muy atractivas desde una perspectiva financiera.
3) Sistemas de bombeo
Los edificios comerciales de gran altura suelen utilizar un sistema de bombeo porque el agua de la empresa de servicios públicos local no puede alcanzar los niveles más altos a la presión a la que se suministra. Las bombas también son necesarias para los sistemas de rociadores contra incendios y cualquier configuración de HVAC donde se utilice agua para transportar calor.
Hay dos condiciones principales que pueden dañar gravemente los componentes del sistema de bombeo: golpe de ariete y cavitación. Si no se controla, la vida útil del equipo se reduce drásticamente.
- El golpe de ariete o choque hidráulico se produce cuando el flujo de agua se ve obligado a cambiar de dirección o detenerse repentinamente, provocando picos de presión que se extienden por toda la instalación, pudiendo dañar el equipo. El golpe de ariete se puede detectar por el ruido que produce y las fallas de las válvulas pueden volverse frecuentes. Es posible mitigar el golpe de ariete con medidas de amortiguación, como tanques de alivio de presión, o controlando los arranques y paradas de las bombas para que no haya variaciones bruscas de caudal.
- La cavitación ocurre cuando la presión del agua baja lo suficiente como para que se formen burbujas en el flujo. Estas burbujas producen ondas de choque localizadas a medida que colapsan y pueden dañar potencialmente los equipos. Los impulsores de las bombas son particularmente vulnerables a la cavitación, ya que sus palas provocan una caída de presión localizada a medida que el agua se acelera alrededor de sus bordes.
Si los componentes del sistema de bombeo fallan con frecuencia en un edificio comercial, estos dos factores suelen ser la causa; la instalación debe ser evaluada por un profesional calificado.
Mejorar el rendimiento del sistema de bombeo
Al igual que con las instalaciones de iluminación y HVAC, existen muchas oportunidades de ahorro de energía en los sistemas de bombeo. Las siguientes son algunas medidas comúnmente sugeridas:
- Actualizaciones del motor: debido a que las bombas generalmente funcionan durante más horas, la actualización a un motor de alta eficiencia puede generar un atractivo retorno de la inversión.
- Control de velocidad de la bomba: Los gastos de bombeo se pueden reducir considerablemente si el flujo se modula con un variador de velocidad en lugar de válvulas.
Aunque las bombas consumen generalmente menos energía que los sistemas HVAC, su contribución al gasto total de energía es significativa. Además, tenga en cuenta que los sistemas de bombeo y HVAC a menudo funcionan juntos, por ejemplo, en sistemas de aire acondicionado que utilizan enfriadores enfriados por agua o bombas de calor con fuente de agua. Los dos sistemas pueden lograr sinergia si se actualizan simultáneamente.
4) Mejoras Generales al Edificio
Cuando un edificio comercial tiene un gasto energético excesivo, las actualizaciones de los sistemas individuales pueden ayudar significativamente, pero para lograr el mejor resultado también es necesario actualizar el edificio en sí. Hay tres áreas principales de oportunidad en las que una empresa o profesional de ingeniería puede ayudarle.
Actualizaciones de la envolvente del edificio
La envolvente del edificio debe cumplir tres funciones principales:
- Proporcione estanqueidad para que el único aire que entre y salga del edificio sea el aire bombeado a través del sistema de ventilación.
- Proporcionando una barrera térmica entre el edificio y su entorno, manteniendo el calor en el interior durante el invierno y en el exterior durante el verano.
- Permitir la entrada de luz solar al edificio, pero también minimizar la ganancia de calor debida a la radiación solar.
Las mejoras en la envolvente de los edificios tienen como objetivo mejorar el rendimiento en estas tres áreas, pero pueden resultar muy costosas. Sin embargo, el coste neto se reduce significativamente cuando estas medidas se implementan durante la construcción inicial o durante una renovación importante.
Energía renovable
Dado que la energía es cara en la ciudad de Nueva York, la generación in situ con sistemas de energía renovable puede ser una opción atractiva. Las tecnologías con mayor potencial en edificios comerciales son las siguientes:
- Paneles solares fotovoltaicos
- calentadores de agua solares
- Sistemas de pilas de combustible
- Bombas de calor geotérmicas
- Turbinas eólicas de pequeña escala
- Calefacción de biomasa
La energía solar puede no parecer atractiva a primera vista en Nueva York, ya que el estado no es el más soleado. Sin embargo, existen muchísimos incentivos fiscales que compensan la falta de luz solar. Combinado con las altas tarifas eléctricas, esto hace que la energía solar sea una inversión sólida.
Sistemas de gestión de edificios
Los electrodomésticos energéticamente eficientes reducen el consumo total de energía, mientras que los sistemas de energía renovable permiten que los edificios generen energía in situ. Esto se puede complementar con sistemas de gestión de edificios (BMS), que pueden gestionar la energía para que se consuma cuando el coste sea más bajo, sin causar molestias ni molestias a los ocupantes.
- Las empresas de servicios públicos cobran tarifas más altas cuando la red experimenta un pico de demanda, pero un BMS puede monitorear esta situación y alejar el consumo de energía de esos momentos. Esto ahorra dinero incluso si el consumo total sigue siendo el mismo.
- A los consumidores comerciales de energía se les cobra por los picos de demanda individuales, independientemente de si ocurren o no. Un BMS también puede mitigar o eliminar estos picos.
- Un BMS puede decidir cuál es la mejor manera de utilizar la producción de los sistemas de energía renovable: ¿debería venderse a la empresa de servicios públicos, consumirse inmediatamente o almacenarse para su uso posterior?
Observaciones finales
Los edificios comerciales pueden mejorar significativamente su rendimiento con una evaluación realizada por ingenieros cualificados. Es posible detectar y corregir problemas que afectan a las instalaciones existentes, al mismo tiempo que se encuentran áreas de oportunidad para ahorrar energía o mejorar el confort. Los mejores resultados se logran cuando los sistemas constructivos se abordan simultáneamente, ya que es posible detectar interacciones entre ellos, así como oportunidades de sinergia.
