Nos apetece hablar de protección solar porque es sin duda el verano la mejor época para hacerlo. Seguimos contando las principales ideas recogidas en la información del «Manual de Protección Solar del cerramiento (Persianas, toldos y textiles)» realizado por ASEFAVE (Asociación Española de Fabricantes de Fachadas Ligeras y Ventanas).
La función de la gestión, automatismos y domótica del control solar es mover los elementos de protección solar, ventanas, iluminación, para mejorar el confort, la seguridad y el ahorro energético.
La automatización de los sistemas de protección solar es la forma de optimizar sus beneficios en cuanto a la mejora del confort interior, el confort visual, el ahorro de energía y el uso de la luz natural. De este modo, el sistema funciona permanentemente, incluso cuando el usuario no está presente, reaccionando al sol y al viento automáticamente.
El control solar automático está formado por 4 elementos:
• Protecciones solares motorizadas.
• Sensores.
• Mandos a distancia o emisores.
• Controladores.
Motorización
Son dispositivos importantes en una instalación de control solar ya que proporcionan movimiento a las protecciones solares. Habitualmente van insertados dentro del tubo o eje de enrollamiento de la persiana o cortina y por lo tanto su instalación no implica ninguna alteración estética del hueco.
Para su instalación se precisa conocer:
1. El diámetro del eje.
2. El tipo de eje para definir las adaptaciones.
3. El peso del producto (Ej.: peso de la persiana en Kg/m2).
Motorización vía cable
En un sistema motorizado vía cable el punto de mando está conectado al motor por medio de un cableado eléctrico desde el motor hasta el punto de mando, se suele instalar en obra nueva por la necesidad de hacer rozas para empotrar el cableado.
En las instalaciones básicas de motor cableado un fallo que se comete frecuentemente es la conexión en paralelo de los motores.
Este fallo, la regulación manual y la falta de funciones avanzadas para estos motores se ha solventado con el desarrollo de los motores llamados “Enchufar y listo”. Son motores auto-regulables, con funciones avanzadas para todos los sistemas de protección solar y que permiten la conexión en paralelo de estos mismos.
Motorización vía radio
La tecnología de radiofrecuencia permite realizar el manejo del motor sin cableado, sólo se necesita una conexión a 230 V AC, lo que resulta idóneo para la vivienda residencial, para las reformas o para la protección solar exterior.
Los motores con radiofrecuencia presentan funciones avanzadas que convierten a la protección solar en todo un sistema: persianas con detección de obstáculos, orientación de lamas, cierre perfecto de los sistemas tipo ‘cofre’,…
La tecnología de radiofrecuencia es adecuada para realizar pequeñas centralizaciones.
Es necesario tomar las precauciones necesarias en la instalación de varios motores vía radio, para que no interfieran entre ellos.
SENSORES
Dispositivo que “lee” las condiciones ambientales, tales como, intensidad de luz, temperatura, etc. para que las protecciones solares actúen en consecuencia según la programación prefijada.
Si los tres objetivos principales de un sistema de control automático son crear mejores condiciones de confort interior, reducir el gasto energético y evitar que las protecciones se dañen, se necesitan sensores que verifiquen las condiciones climáticas en la proximidad de la vivienda. Obviamente su uso es más eficiente para sistemas de protección solar por el exterior, pero la mayoría de los principios pueden aplicarse a las cortinas interiores.
Sensores de exterior
Sensor de sol
Es el dispositivo más importante y es sensible a la radiación incidente, tanto directa como difusa. Mide los W/m2 o lux. El valor umbral del sensor (normalmente entre 150-250 W/m2 o 15.000-20.000 lux) determina el valor por encima del cual el sistema de protección solar empieza a funcionar. Para una prestación óptima, cada fachada puede necesitar un sensor por separado, en ocasiones incluso más de uno, dado que la irradiación vertical sobre una fachada en particular determina la cantidad de energía que entra en el edificio.
Sensor de viento (anemómetro)
Registra la velocidad del viento en km/h. El valor umbral del sensor determina la velocidad máxima del viento a partir de la cual la protección solar debe replegarse y protegerse de cualquier daño.
Sensor de viento (vibración)
Registra los movimientos originados en el toldo a consecuencia del viento.
Sensor de dirección del viento
Monitoriza la dirección del viento y se usa en combinación con el anemómetro para indicar a la unidad central de control la información sobre qué fachada debe actuar.
En los proyectos más simples, se suelen utilizar sensores de viento situados en cada fachada, pero cuando el proyecto es más complejo puede usarse la combinación del anemómetro y veleta, para tener un control de todo el edificio desde un solo mástil en la cubierta, de esta manera no es el sensor el que tiene la última palabra sino que este recoge la información y es la unidad central la que envía la señal a la fachada/zona que le corresponda.
Sensor de temperatura exterior
Gestiona los productos, favoreciendo que la temperatura exterior influya en el interior del edificio, de la manera más eficiente posible. (Ej: durante el invierno, una persiana puede recogerse cuando el sol incida en la fachada, favoreciendo el aporte calórico gratuito del sol, evitando así el uso excesivo de la calefacción).
En la mayoría de ocasiones, están relacionadas la temperatura interior y la exterior, incrementando la eficiencia del sistema.
Sensor de lluvia
Detecta si hay precipitación y actúa sobre las protecciones solares enviándolas a una posición de seguridad.
Sensores de interior
Para su uso en el interior del edificio se disponen los siguientes sensores:
Sensor de temperatura interior
Se trata de una sonda que mide la temperatura interior y puede usarse solo o en combinación con el sensor de temperatura exterior, para actuar sobre las protecciones solares y así mantener el equilibrio térmico en la vivienda.
Sensor de luz y temperatura interior
Estos sensores permiten mantener en el interior de una estancia unos valores de luz y temperatura confortables. Se establecen los valores con respecto a la luz y la temperatura o con respecto a uno independiente, y ajusta las protecciones solares en función de valores preestablecidos por el usuario.
Detector de ocupación
Es un sensor volumétrico que detecta la presencia humana y permite la interacción de los dispositivos de protección solar e iluminación de una forma activa frente al ahorro energético.
Algunos de estos sensores son de uso reciente, dado que hasta ahora había prevalecido el uso de la protección solar en función de la presencia del sol y evitar que se dañase debido a inclemencias meteorológicas. Pero actualmente, su versatilidad permite el control no solo sobre el clima interior sino también controlar el deslumbramiento, el uso de la energía y un control individualizado. Con la ayuda de un sistema de control puede conseguirse la interacción entre protección solar, iluminación, calefacción, ventilación y climatización.
PUNTOS DE MANDO
Son puntos de mando cableados o inalámbricos que permiten gestionar una instalación de motores.
Punto de mando cableados
Estos puntos de mando se requieren en instalaciones con motores mecánicos de accionamiento con interruptor, necesitan cableado entre el motor y el punto de mando, existen puntos de mando sencillos como el inversor interruptor y algunos más complejos como programadores horarios.
Mandos a distancia
Son puntos de control inalámbrico, portátil o de fijación a pared, alimentados con unas baterías, que permiten gestionar una instalación de motores y sensores de la misma tecnología, con la ventaja de poder ubicarlos en cualquier punto de la vivienda sin necesidad de realizar ninguna roza. Permiten gestionar un número ilimitado de motores, pudiendo utilizarse como mandos individuales o como mando general.
CONTROLADORES
Un controlador es todo dispositivo con la capacidad de programar, gestionar, y visualizar otros dispositivos, ya sean motores, sensores u otros elementos (iluminación, climatización, alarmas,…) haciendo que trabajen de manera conjunta, con el fin de conseguir el máximo confort con el mínimo consumo posible.
Las prestaciones que se piden a un sistema de gestión de fachadas (protecciones solares) son las siguientes: ofrecer una mejora en el confort interior, maximizar los ahorros de energía y al mismo tiempo satisfacer las expectativas de los usuarios. Los sistemas de control solar instalados en el exterior del edificio, además, deben ser resistentes frente a vientos intensos u otras condiciones atmosféricas adversas o en su defecto que el sistema sea capaz de bloquearlas por seguridad e incluso durante trabajos de mantenimiento. Con un sistema accionado manualmente, cumplir todas estas condiciones es imposible.
Para optimizar las prestaciones y funcionamiento de las protecciones solares (persianas, cortinas, celosías, etc.) es necesario conectarlas a un sistema central de control para gestionar el edificio desde un mismo BMS (Building Management System) y contribuir a la eficiencia energética del conjunto. Esto no impide el control individual o zonal por parte del usuario.
Controladores según la tipología de edificios
Existen múltiples sistemas de control en el mercado, desde un sistema básico que activa la protección solar cuando se detecta la presencia del sol y la protege de vientos excesivos, pudiendo combinarlo con programaciones horarias para cerrar o abrir pequeños edificios.
Si por el contrario queremos controlar simultáneamente varios sistemas integrados en el edificio (climatización, iluminación, seguridad, etc.) nos inclinaremos a una solución de bus abierto (open), basada en una tecnología de bus, como KNX, LON, como estándares más comunes.
Gestión de viviendas (radiofrecuencia)
Las soluciones de radiofrecuencia son adecuadas para viviendas, pequeñas escuelas, pequeñas oficinas, centros de día, etc. Normalmente constan de uno a cuatro grupos de control (de 1 a 4 fachadas) y la posibilidad de conectar sensores de luz, viento, temperatura y lluvia. Son de gran versatilidad y pueden accionar varias zonas desde un mismo punto/mando. La media de productos no suele superar los cuarenta elementos. Pudiendo ampliarse sin necesidad de obras.
Gestión del pequeño edificio
El número de subgrupos de control puede determinarlo el usuario, lo cual permite satisfacer las necesidades de cualquier tipo de edificio de oficinas, escuelas, hospitales u hoteles. Con este tipo de sistema es posible subdividir una misma fachada según la orientación y la incidencia del sol sobre el paramento. Se pueden conectar más sensores y el nivel de funcionalidad aumenta, ya que permite al usuario combinar ahorros optimizados de energía con un control local, funciones de reinicio, contactos secos para calefacción y climatización, etc. Es posible conectar un ordenador que registre todos los sucesos y valores, controlando el sistema (monitorizado).
Gestión del gran edificio
En la mayoría de los edificios se han considerado como sistemas independientes la calefacción, iluminación, climatización, seguridad, protecciones solares. Éstos se accionaban por separado y no interactuaban. No se tenía en consideración la posible influencia de unas tecnologías sobre las otras. Desde el punto de vista de la eficiencia energética, esta no es la mejor solución. La respuesta es la integración, que permite conectar de modo inteligente todos los elementos antes aislados y tener presente la influencia de unos sobre otros.
La línea de datos que une todos estos sistemas se denomina “Línea Bus”. Un Bus es una red a la cual se conectan los dispositivos y la información de los sensores transcurre a través del Bus enviando las órdenes pertinentes a los controladores. Cada dispositivo tiene su propia dirección (ID).
Las soluciones más habituales para estos sistemas son las de tipo KNX (anteriormente denominada EIB) y LONWORKS. Todas ellas están basadas en un protocolo abierto (open) de transferencia de datos. Varias marcas utilizan el mismo lenguaje-protocolo por lo que en una instalación se encontrarán sistemas de varias marcas y todas se entenderán entre ellas, esto permite la supervisión desde un mismo punto de control, facilitando las labores del Building Manager (gestor del edificio). En caso de que se produzcan modificaciones o de uso en el edificio, los sistemas se pueden reprogramar y adaptarse a las nuevas necesidades. La flexibilidad es prácticamente absoluta, pero es esencial la coordinación entre el integrador del sistema con el proveedor del sistema de protección solar para lograr el máximo provecho posible.
Consideraciones
Antes de configurar el sistema de control, cabe realizar unas reflexiones sencillas:
• ¿Qué funciones realmente se necesitan?
• ¿Para qué se necesitan?
• ¿Cómo se utilizarán?
• ¿Se consigue un ahorro apreciable?
Para evitar problemas en un sistema de control automático, se debe realizar de modo correcto su diseño y ejecución. En primer lugar, debe llevarse a cabo una especificación detallada antes de elegir el sistema de control, para evitar una mala funcionalidad, la insatisfacción del usuario y un coste de mantenimiento elevado.
Es útil elaborar un listado de comprobaciones que contemple los factores más importantes que debe incluir, tanto para el instalador de la protección solar como para el instalador de la parte eléctrica.
Por ejemplo, la ubicación de los sensores siempre se debe verificar con el instalador del sistema de protección solar y localizarse en los alzados de la fachada junto con la definición de los grupos o zonas de control. De este modo, el responsable del cableado eléctrico lo podrá realizar de forma conveniente.
Puesta en marcha del sistema
Cuando se escoja una solución autónoma, se debe asegurar que el instalador del sistema de protección solar participa en la puesta en marcha del sistema, en el seguimiento después de su funcionamiento y en la formación del personal indicado del edificio. Con ello se asegura una instalación más duradera y satisfactoria.
Cuando se escoja una solución de sistema abierto tipo LON o KNX, normalmente corresponde al integrador del sistema crear y programar todas las funciones. No obstante, la experiencia demuestra que tienen un conocimiento limitado de los sistemas de protección solar, limitando la funcionalidad de la presencia de sol/viento y despliegue/repliegue, lo cual puede disminuir la eficiencia energética y el confort del usuario. El instalador del sistema de protección solar debe participar activamente aconsejando al integrador.
La información al usuario final es básica y a menudo se obvia, es importante para la satisfacción del usuario y para obtener los ahorros energéticos previstos. Se debe informar a cualquier usuario acerca de las funciones generales del sistema automático, cuándo debe replegarse el sistema en un día soleado (debido al viento) o cómo usar el control local en su habitación.