Trabajo final eee

Jiangxi Nanchang Greenland Zifeng Tower SOM

Objetivo: Identificar y comprender las características de una edificación con respecto a su potencial para la Eficiencia Energética

ÍNDICE: 1.Selección de la Obra 2. Estudio del Contexto de la Obra A.Perfil Climático B. Parámetros para el Confort

3. Respuesta de la Edificación A. Estrategias Pasivas: B. Envolvente C. Programa y Uso

4. Análisis de la Eficiencia A.Aislamiento Térmico B. Radiación Solar C.Ventilación Natural D.Luz Diurna E. Eco-Tecnologías Aplicables

5. Conclusiones A. Situación Actual v. Estrategias Propuestas B. Análisis Costo-Beneficio C. Eficiencia v. Eficacia

1.Selección de la Obra Jiangxi Nanchang Greenland Zifeng Tower

Location: Nanchang, Jiangxi, China Project Completion: 2015 Site Area: 40,022 m2 Project Area: 209,058 m Commercial, Office, Hospitality, Mixed Use LEED Silver

PLANTA BAJA

PLANTA TIPO OFICINAS

Geografía:

Jiangxi Nanchang

El nombre de la ciudad significa literalmente “ una parte del sur próspera de China. Está situada en el curso medio y bajo del río Yangtze , bordeando el Lago Poyang en el suroeste, Guangdong y Fujian en el sur y Jiangsu , Zhejiang y Hubei , en el norte . Se encuentra entre 115 ° 27’ -116 ° 35 ‘de longitud este y 28 ° 09’ - 29 ° 11 ‘ de latitud norte. La ciudad cubre un área total de 740.236 kilómetros cuadrados con una población de 4.913.100 .

La ciudad se encuentra en el clima monzónico subtropical con cuatro estaciones claras, ya el verano y el invierno, más corta primavera y otoño. Hace calor y lluvias durante el verano, mientras que el frío y seco durante el invierno. En contraste, la primavera y el otoño son fresco y agradable. La temperatura media anual es de 17C con el más alto en verano de 40 ° C y la más baja en invierno de -10 C .

RESUMEN DE INFROMACIร N DEL CLIMA

Perfil Climรกtico: Temperatura

Perfil Climรกtico: Temperatura

Perfil Climรกtico: humedad

Perfil Climรกtico: Precipitaciรณn

Perfil Climรกtico: viento

Perfil Climรกtico: Temperatura

confort

VEGETACIÒN:

GINKGO

MAS COMÙNES Plantas de semillas Helechos Musgos Hongos Plantas leñosas

Los recursos botánicos de la provincia de Jiangxi son muy abundantes, pues cuenta con 4.000 especies de plantas de semilla, 470 especies de helechos y más de 100 especies de musgo. Entre las plantas de bajo nivel, los hongos pueden llegar a 500 especies. El nordeste de China es el lugar con mayor número de especies de plantas en toda la zona templada continental de Eurasia, pero sólo hay 3.000 especies de plantas de semilla; mientras que Jiangxi cuenta con más de 2.000 especies de plantas leñosas y más de 400 especies de árboles. En la provincia de Jiangxi están repartidas muchas plantas antiguas de carácter primitivo y algunas plantas denominadas “fósiles vivos” como el gingko. Además, cuenta con plantas representativas de la evolución de los diversos períodos. La provincia de Jiangxi tiene gran extensión, alta cobertura forestal y buen ambiente natural, apropidados para hábitat de muchos animales.

TOPOGRAFÌA:

La topografía de Jiangxi se caracteriza principalmente por sus montañas y colinas; las primeras ocupan el 36 por ciento del total provincial y las segundas el 42 por ciento, y la llanura y superficie cubierta de agua ocupan el 22 por ciento. Las montañas se distribuyen en las fronteras de la provincia y en la parte nordeste se encuentra la montaña de Huaiyu, donde abunda los yacimientos de cobre; en la parte oriental se ubica la montaña Wuyi; en la parte sur se encuentran las montañas Dagengling y Jiulianshan, conocidas como “urbe de tungsteno”; en la parte occidental se halla la cordillera de Luoxiao; y en la parte noroeste se encuentran las montañas Mugao y Jiuling.

orientaCIﾃ誰:

microclima:

Jiangxi Nanchang

El microclima de la zona es similar ya que todas las áreas se encuentran rodeadas de lagos , sin embargo a los extremos de la cuidad la temperatura baja por el incremento de la altura.

El edificio no cuenta con eificios de alturas similares que modifiquen su entorno y los vientos predominantes vienen del noreste por lo que la humedad de la zona no se altean directamente.

movilidad:

Vías férreas Jiangxi tiene la facilidad de transporte fluvial y terrestre. Los ferrocarriles de Hangzhou-Nanchang, Xiangtang-Jiujiang, Yingtan-Xiamen, etc., tienen un recorrito al tráfico de 2.241 kilómetros con 200 estaciones ferroviarias.

Carreteras Las carreteras, con 37.318 kilómetros de vías abiertas, forman una red que comunica a todas las partes, teniendo como centro a Nanchang, Ganzhou, Ji’an, Shangrao, Fuzhou, Yichun y Jiujiang. Del recorrido total, un 30,48 por ciento son carreteras pavimentadas de alta categoría y alta-inferior. Casi todas las carreteras de la provincia están pavimentadas y 100 por ciento de los cantones y poblados están comunicados por carreteras.

edificación:

unifamiliar

plurifamiliar

usos mixtos

forma urbana La cuidad creció con respecto a los ríos y lagos , de manera ordenada y reticulada con inclinaciones y curvas que corresponden a la topografía del lugar.

cultura - hábitos Tipología del edificio: Comercio 9am-9pm Hotel 24/7 Oficinas 7am- 8pm

Nanchang, una ciudad moderna abierta y en desarrollo, bajo la guía del espíritu de desarrollo de la ciudad : “ mayor apertura al mundo exterior y dar el máximo para la Prosperidad Honestamente “ , se está convirtiendo en famosa en China y en el mundo , así como con un aumento impulso.

VIDA : Nanchang es una ciudad muy interesante en el sentido de que es una mezcla de moderno y antiguo de China . La ciudad está dividida en dos, la parte oeste es los nuevos desarrollos y edificios altos , el Este es la parte más antigua , donde vivimos. Están demoliendo un montón de bloques de apartamentos viejos para dar paso a nuevos desarrollos y dos líneas de metro . La ciudad es bastante compacto y relativamente fácil de recorrer .

reglamentaciones Planificación Urbana y Rural Oficina de la ciudad de Nanchang Environment, Energy and Sustainable Development Nanchang Urban Rail Project in Jiangxi, China : environmental assessment (English)

contaminación Visual: no existe ya que no se cuenta con panorámicos o publicidad en las calles y las construcciones son muy ordenadas y similares.

Auditiva: es posible que exista contaminación de éste tipo ya que es una cuidad con mucha población y constante movimiento vehicular y peatonal.

Aire: cuentan con un grabe problema de contaminación del aire ,el lado este cuenta con un mayor nivel de polución. Ocupa el #34 de las ciudades mas contaminadas en china.

Estrategias Pasivas: Orientaci贸n

Orientaci貌n: El viento no topa con una gran masa.

El cuerpo base es mas largo en el poniente lo que brinda sombra al patio interior.

Cuenta con vegetaci贸n en el sur lo que brinda sombra a los espacios de la explanada.

Cuenta con quiebres c贸ncavos en la parte superior que con el sol del poniente sombrea al interior y en el oriente capta mayor luz.

Estrategias Pasivas: Masa y exposici贸n solar

Fachada de aletas triangulares

La torre se define además por su sistema de aletas triangulares de aluminio perforadas que trazan las cuatro elevaciones . Cada aleta se monta a partir de un kit de piezas estándar que forma un componente unificado eficiente. Las aletas brindan sombra a la torre , evitando la excesiva ganancia de calor solar y el deslumbramiento al interior.

El equipo de diseño dejó en un patrón que envuelve todo el edificio a fin de maximizar estos beneficios de alto rendimiento.

Las aletas también se programan desde el interior con pequeñas luces LED blanca que son increíblemente eficiente. Los LEDS sirven como el esquema de iluminación exterior primaria, reduciendo las cargas de energía típicamente asociados con este elemento de diseño .

Estrategias Pasivas: Permeabilidad

Envolvente: Opaca

La envolvente del centro comercial se despliega por un una malla de triángulos de aluminio.

Este impide el paso de luz o ventilación.

El Aluminio presenta buena plasticidad y formabilidad. Tiene una buena conductividad térmica.

Conductividad térmica 250 Poliestireno extruido .02379

Envolvente: Transparente

Los llamados cristales low-e son productos de control solar que permiten, gracias a su transparencia, el paso de un amplio porcentaje de luz natural al mismo tiempo que proporcionan un importante ahorro en el consumo de energĂ­a elĂŠctrica.

Programa y uso : Ciclos diarios/ semanales/estacionales

Hotel 24 hrs. al día, 365 días al año Oficinas Lunes- Viernes 7 am – 9 pm aprox.

Sábado 8 am – 5 pm aprox 335 días aprox.

Centro comercial 10 am – 9pm al día, 365 días al año

Envolvente: Transparente

Programa y uso : Ciclos diarios/ semanales/estacionales

Concreto k:.80 w/m2k n y con capas 0.4291 Vidrio Low- e k: 1.8 w/m2k normal 5.4 Laminas de aluminio k:250 w/m2k n Aislamiento: Biofoam spray insulation con una conductividad tĂŠrmica de .033 w/mk con una capa de 25mm BRE Certification limited (fuego, seguridad y productos y servicios medioambientales.

Aislamiento Térmico: Problemática constructiva

Torre Gran cantidad de vidrio permitiendo ganancia de calor , no contaba con edificios aledaños que le generaran sombra a sus fachadas. El clima monzónico subtropical por lo que el vidrio seria un puente de ganancia y perdida de calor Centro comercial La fachada de el centro comercial se encierra con una lamina de aluminio que es un material con mucha conductividad térmica. Se quería formar una envoltura no una fachada flotada.

Estructura de concreto sin aislamiento en el interior.

Losas de azotea tratadas, la del centro comercial con un greenroof y la del edificio con una cubierta de lamina con captación de agua.

Aislamiento Térmico: Proporción vano-sólido El complejo se divide en 2 volúmenes el centro comercial y la torre de oficinas y hotel en donde se muestran opuestas dejando al centro comercial como solido y la torre vano en su totalidad.

Vano 4 extremos de 268 mts x 45 mts = 48, 250 mts 2 Solido 600 x 22 mts = 12,700 mts2 Proporción solido – vano 1 a 4

Radiación Solar: Aprovechamiento de Energía Solar La torre del hotel y las oficinas aprovechan al 100% la luz natural ya que sus 4 lados tienen permeabilidad y el área de trabajo se desarrolla en el perímetro.

En el área del centro comercial el edificio se protege y cierra en su totalidad a su exterior sin embargo en la losa de azotea se abre por medio de tragaluces para aprovechar la iluminación natural y teniendo todo su interior de color blanco para reflejar la luz

Radiaci贸n Solar: Elementos de Sombra / Control de Radiaci贸n La forma triangular de 750 mil铆metros aletas profundas son parte de la puesta en unidades de vidrio aislante Muro cortina que incorpora revestimientos reflectantes low e y revestimientos reflectantes

Radiación Solar: Aprovechamiento de Energía Solar La torre del hotel y las oficinas aprovechan al 100% la luz natural ya que sus 4 lados tienen permeabilidad y el área de trabajo se desarrolla en el perímetro.

En el área del centro comercial el edificio se protege y cierra en su totalidad a su exterior sin embargo en la losa de azotea se abre por medio de tragaluces para aprovechar la iluminación natural y teniendo todo su interior de color blanco para reflejar la luz.

Ventilaci贸n Natural: Movimiento del Aire en interiores El edificio no cuenta con ventilaci贸n natural en ninguna de sus 谩reas, el 煤nico espacio que cuenta con el paso del viento es el patio central.

Ventilación Natural: Ciclos estacionales Los ciclos estacionales no afectarían en la ventilación natural ya que los vientos dominantes anuales provienen del noreste y no cambian con las estaciones sin embargo en este caso la ventilación natural no existe ya que no se abre ninguna de sus fachadas haciéndolo una caja con ventilación artificial.

Luz Diurna: Distribución de luz diurna en interiores En el interior de la torre donde se encuentran las oficinas la luz natural puede penetrarse hasta 6 metros, iluminando las áreas directas a el perímetro.

El centro comercial cuenta con iluminación natural por medio de tragaluces y en ciertos espacios como acceso en la fachada que da hacia el centro del jardín.

Eco-Tecnologías Aplicables: Potencial para fuentes alternas de energía Como método de prevención se colocó una fachada externa en forma de estrellas unidas entre ellas evitando la excesiva ganancia de calor solar y el deslumbramiento al interior

Eco-Tecnologías Aplicables: Potencial para fuentes alternas de energía Uno de los métodos empleados es la recolección de agua de lluvia, lo cual tiene potencial ya que el porcentaje de lluvia mensual es de un mínimo de 25% y en temporada de lluvia Marzo- Junio llega a un 60% en promedio.

Una fuente de energía eólica no es considerada opción ya que la velocidad del viento promedio es muy estable durante el año y es muy baja entre el 2 y 3 m/s. lo cual equivale aprox. A 8 km/h y el mínimo constante es 12 km/h.

En Jiangxi se tiene una radiación anual que va desde los .8- 5.4 KWh/m2 lo cual puede ser una opción para una fuente alterna de energía por medio de captación de energía por celdas fotovoltaicas. El único inconveniente es la variación de ésta durante el año.

Ya que no se cuenta con el espacio para celdas solares en las azoteas o fachadas una opción puede ser alumbrado publico solar.

Eco-Tecnologías Aplicables: Estrategias de Reducción de Demanda Uso de Brise soleil ,aletas triangulares de aluminio perforadas como método de protección solar para evitar la excesiva ganancia de calor lo cual optimizará el uso de Aire Acondicionado disminuyendo su uso.

Las fachadas de vidrio Low –e es otro método de protección solar y de temperatura para el edificio que permite que cuente con un gran nivel de captación de iluminación natural el cual entra de manera indirecta por la fachada de Brise soleil , disminuyendo el uso de en energía para iluminar el área de trabajo por un periodo de horas alto, cumpliendo el mismo propósito se utilizan los tragaluces en el centro comercial.

El método de captación de agua por medio de triángulos convexos en la azotea permiten disminuir el consumo de agua del edificio. Esto mismo sucede en la azotea con área verde como área de recreación, captación de agua y al mismo tiempo sirve de aislante para el centro comercial.

Vidrios low-e Fachada de aluminio como Brise soleil Tragaluces Azotea verde Captación de agua Luz led en fachada

Situación Actual vs. Estrategias Propuestas : Mayor potencial de optimización La propuesta expuesta sobre el uso de paneles solares podría ayudar al consumo de energía eléctrica generada por los aparatos eléctricos que por ejemplo en la torre de oficinas la computadora seria el principal y en el centro comercial la iluminación de los locales.

Es por eso que se propone el uso de celdas fotovoltaicas en el centro comercial y el uso de alumbrado publico solar en la explanada.

Esto optimizará el consumo de energía eléctrica en el centro comercial, reduciendo su impacto ecológico y económico.

Situaci贸n Actual v. Estrategias Propuestas : Riesgos vs.

Oportunidades Como m茅todo de prevenci贸n se coloc贸 una fachada externa en forma de estrellas unidas entre ellas evitando la excesiva ganancia de calor solar y el deslumbramiento al interior

Análisis Costo-Beneficio: Justificación (desempeño) de estrategias Como estrategia se plantea el uso de fachadas solares en el área del centro comercial.

Beneficios de fachadas solares

Producción eléctrica Ahorro de energía gracias al aislamiento (hasta el 40%) Mayor capacidad de aislamiento Eliminación de puentes térmicos Aumento del confort térmico en interiores Reducción de la contaminación acústica Protección de la fachada y de la cubierta del edificio Mayor producción de energía en condiciones de baja luminosidad Mayor producción de energía en condiciones de alta temperatura Un Centros Comerciales consume aproximadamente 396 kWh/m2 anuales y la Zifeng tower cuenta con 34 , 625 mts 2 de fachada ciega.

34 , 625 x 396 / 365 = 37,565 kwh por día son requeridos

Consumo de energía

Consumo del edificio

Análisis Costo-Beneficio: Justificación (desempeño) de estrategias Beneficios de fachadas solares Los Paneles de 1 x 1.6 mts =1.6 mts2 y cada uno brinda 1.25 kWh/m2 Por lo que se requieren 7936 paneles para cubrir la fachada ciega.

Por lo que 7936 x 1.25 kWh/m2 = 9920 kWh/m2 por día El uso de la fachada solar reduce el 26% del consumo de energía eléctrica y si se le agrega la reducción del porcentaje de iluminación por los tragaluces el cual es el 40% se incrementa el ahorro del centro comercial a un 44%.

Análisis Costo-Beneficio: Retorno de Inversión El paquete de 8 paneles cuesta $7885 dlls y se requieren 992 paquetes por lo que la inversión es de $7,877,647 dlls.

El costo de 37,565 kWh/m2 en china entre 241 y los 400 kWh deberán pagar 50 yuanes (unos 6 euros) más por cada 1.000 kWh de electricidad, mientras que aquéllas cuyo consumo mensual supere los 400 kWh deberán pagar 300 yuanes más por cada 1.000 kWh. Lo que da un total de 11,150 yuanes lo que equivale a 1343.37 euros que de 1437 dlls diarios de energía eléctrica Por lo que si vemos el ahorro anual de costo de energía eléctrica después de un periodo de 35 años la inversión en la fachada solar estará cubierta.

Eficiencia v. Eficacia: Hacerlo bien v. hacer lo correcto El edificio fue resulto de manera eficiente ya que todas las eco tecnologĂ­as aplicadas fueron pensadas dependiendo de los beneficios de la zona y sus caracterĂ­sticas. Esto se comprobĂł con los estudios antes realizados.

Es por eso que se puede decir que el Zifeng tower fue hecho bien y de manera correcta, eficaz y eficiente.

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Julia Carolina Salda単a Urbina A0081168