¿Cuándo se necesitan los servicios de ingeniería en edificios comerciales?

Los edificios comerciales dependen de varios sistemas para funcionar correctamente, e incluyen equipos como dispositivos 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:

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 los 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 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 disminución del rendimiento, mayores costos de operación y mantenimiento y condiciones de riesgo 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 adagio que dice «si no está roto, no lo arregles» no se aplica aquí, ya que la tecnología está en constante evolución y siempre hay oportunidades para mejorar los sistemas de construcción.

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 la 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, lo que requiere la atención de un ingeniero:

  • Lámparas parpadeantes: una fuente de luz parpadeante puede distraer mucho en entornos comerciales y causar fatiga visual también. Este problema tiende a ser más común con los tubos fluorescentes más antiguos alimentados con balastos magnéticos, aunque las fuentes de luz modernas también pueden verse afectadas, especialmente si hay problemas de calidad de la energía. Si su instalación tiene luces parpadeantes, haga que un ingeniero las inspeccione para determinar la causa exacta.
  • Zumbido: esto también puede causar distracción y es especialmente común con los balastos magnéticos, que se utilizan con bombillas HID y tubos fluorescentes más antiguos. El tarareo y el parpadeo a menudo ocurren juntos.
  • Distorsión de color: esto generalmente indica problemas con el balasto, por lo que debe realizar una inspección si observa cambios en la salida de color de los dispositivos de iluminación. Por ejemplo, las lámparas de halogenuros metálicos tienden a verse verdes cuando el capacitor en su balasto es deficiente.
  • Fallos frecuentes de las lámparas: las lámparas tienen una vida útil limitada, pero normalmente es de unas 10.000 horas para las bombillas MH y CFL, y de unas 20.000 horas para los tubos fluorescentes. Si las lámparas se queman con frecuencia, podría significar que tiene problemas con el suministro de energía, y si ocurre con frecuencia en un accesorio específico, lo más probable es que el balasto esté dañado.

Independientemente de los problemas en su sistema de iluminación, el mejor enfoque es dejar que un profesional resuelva los problemas. A veces, muchos factores interactúan entre sí y la relación entre ellos puede no ser evidente.

Mejora de las instalaciones de iluminación

Por supuesto, también puede ponerse en contacto con profesionales si desea actualizar su sistema de iluminación. En general, existen tres tipos de mejoras que puedes realizar:

  • Reducir el consumo de energía, lo que ahorra dinero al reducir las facturas de energía.
  • Mejora de 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 las tres actualizaciones se pueden realizar a la vez. Suponga que tiene una instalación con tubos fluorescentes de primera generación que se cambian manualmente y son directamente visibles. Si esta instalación se actualiza con troffers LED integrales controlados por sensores de presencia, todos los beneficios disponibles se pueden lograr simultáneamente:

  • Ahorro de dinero: el uso de luminarias LED reduce la potencia de entrada y el uso de sensores de presencia reduce el tiempo total que las luces están encendidas. Por ejemplo, si utiliza luminarias que consumen un 50% menos de energía y reducen sus horas de uso al 80% con la automatización, su consumo de energía solo será el 40% de lo que requería la instalación original.
  • Eliminación del deslumbramiento: Los tubos fluorescentes expuestos se sustituyen por troffers que optimizan la distribución de la iluminación. Esto hace que los ambientes interiores sean más atractivos y mejora la concentración.

En resumen, debe ponerse en contacto con un profesional o una empresa de ingeniería siempre que tenga problemas de iluminación o si desea identificar áreas de oportunidad para mejorar su sistema actual. Las actualizaciones de LED en la ciudad de Nueva York normalmente son elegibles para reembolsos; asegúrese de no perderse estos incentivos en efectivo.

2) Sistemas comerciales de HVAC

Las instalaciones de calefacción, ventilación y aire acondicionado se encuentran entre los sistemas más grandes y complejos de los edificios comerciales. Su propósito principal es mantener la temperatura y la humedad dentro de un rango que sea cómodo para los humanos, mientras se renueva constantemente el aire dentro del edificio; por lo tanto, el mal funcionamiento de los sistemas HVAC no solo causa incomodidad, sino que también degrada la calidad del aire interior y puede traer problemas de salud. Si se encuentra alguna de las siguientes condiciones en un edificio comercial, se recomienda ponerse en contacto con un ingeniero de HVAC o una empresa consultora:

  • Temperatura interior inadecuada.
  • Temperatura del agua inadecuada o fluctuante, en el caso de los sistemas de calentamiento de agua.
  • Humedad o sequedad excesiva: Ambas condiciones son perjudiciales para la comodidad y la salud. La humedad también conduce a la formación de moho, que degrada la calidad del aire interior.
  • Entorno con corrientes de aire: normalmente causado por conductos o ventiladores de tamaño inadecuado, o una combinación de ambos.
  • Conductos ruidosos: esta condición a menudo va de la mano con corrientes de aire y tiende a tener las mismas causas.
  • Olores desagradables / de combustión: Los olores desagradables generalmente indican que el sistema de ventilación no está funcionando 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 de HVAC

Hay un Amplia gama de posibles actualizaciones que se pueden realizar para un sistema HVAC comercial., pero esto también puede generar 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 cualquier equipo de HVAC. Por ejemplo, un enfriador y su torre de enfriamiento se pueden actualizar a versiones más modernas con control de velocidad variable, eficiencia mejorada y características de automatización.
  • Automatización y control: hay ocasiones en las que el equipo existente ofrece un alto rendimiento, pero no se logra todo el potencial debido a un funcionamiento inadecuado. En estos casos, se pueden agregar / actualizar sensores y dispositivos de control, optimizando la instalación de HVAC en tiempo real.
  • Actualizaciones a nivel del sistema: a veces, toda la instalación de HVAC utiliza tecnología anticuada y el rendimiento se puede aumentar drásticamente al actualizar todo el sistema. El principal inconveniente de este enfoque es que puede resultar muy caro; sin embargo, si se lleva a cabo una renovación importante pronto, es una gran oportunidad para una actualización de HVAC a nivel del sistema. Un ejemplo de una actualización de HVAC a nivel del sistema sería reemplazar una instalación antigua de cuatro tubos con un flujo de refrigerante variable (VRF) o un sistema de bomba de calor de fuente de agua.

La HVAC es normalmente el mayor gasto de energía en un edificio comercial, y a veces supera todos los demás gastos de energía combinados. Por lo tanto, las actualizaciones que mejoran el rendimiento de HVAC tienden a ser muy atractivas desde el punto de vista financiero.

3) Sistemas de bombeo

Los edificios comerciales de gran altura normalmente utilizan un sistema de bombeo porque el agua de la empresa de servicios públicos local no puede alcanzar los niveles más altos con la presión a la que se suministra. Las bombas también son necesarias para los sistemas de rociadores contra incendios y para cualquier configuración de HVAC donde se usa 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 controlan, la vida útil de los equipos 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 propagan por toda la instalación y potencialmente dañan el equipo. El golpe de ariete se puede detectar por el ruido de golpes 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 la bomba para que no haya variaciones repentinas en el flujo.
  • La cavitación ocurre cuando la presión del agua es lo suficientemente baja como para que se formen burbujas dentro del flujo. Estas burbujas producen ondas de choque localizadas a medida que colapsan y pueden dañar potencialmente el equipo. Los impulsores de las bombas son particularmente vulnerables a la cavitación, ya que sus álabes provocan una caída de presión 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.

Mejora del rendimiento del sistema de bombeo

Al igual que con las instalaciones de iluminación y HVAC, Hay muchas oportunidades de ahorro de energía en los sistemas de bombeo.. Las siguientes son algunas de las medidas comúnmente sugeridas:

  • Actualizaciones del motor: dado que las bombas normalmente funcionan con horarios extendidos, 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 generalmente consumen menos energía que los sistemas HVAC, su contribución a los gastos totales de energía es significativa. Además, tenga en cuenta que los sistemas de bombeo y HVAC a menudo funcionan juntos, por ejemplo, en sistemas de CA que usan enfriadores enfriados por agua o bombas de calor de fuente de agua. Los dos sistemas pueden lograr una sinergia si se actualizan simultáneamente.

4) Mejoras generales en la construcción

Cuando una edificio comercial tiene gastos energéticos excesivos, las actualizaciones de 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 un profesional o una empresa de ingeniería puede ayudarlo.

Mejoras de la envolvente del edificio

La envolvente del edificio debe cumplir tres funciones principales:

  • Proporcionar estanqueidad, de modo que el único aire que entra y sale del edificio es el aire que maneja el sistema de ventilación.
  • Proporcionar 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 que la luz solar entre en el edificio, pero también minimizar la ganancia de calor debido a la radiación solar.

Las actualizaciones de la envolvente del edificio tienen el objetivo de mejorar el rendimiento en estas tres áreas, pero pueden ser muy costosas. Sin embargo, el costo 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:

  • Arreglos solares fotovoltaicos
  • Calentadores de agua solares
  • Sistemas de pila de combustible
  • Bombas de calor geotermales
  • Turbinas eólicas a pequeña escala
  • Calefacción de biomasa

La energía solar puede no parecer atractiva al principio en Nueva York, ya que el estado no es uno de los más soleados. Sin embargo, existen tantos incentivos fiscales que compensan la falta de luz solar. Combinado con las altas tarifas eléctricas, esto convierte la energía solar en una sólida inversión.

Sistemas de gestión de edificios

Los electrodomésticos de bajo consumo reducen el consumo total de energía, mientras que los sistemas de energía renovable permiten que los edificios generen energía en el lugar. Esto se puede complementar con sistemas de gestión de edificios (BMS), que pueden gestionar la energía para que se consuma cuando el coste de hacerlo sea el menor, sin provocar molestias o molestias a los ocupantes.

  • Las empresas de servicios públicos facturan tarifas más altas cuando la red está experimentando un pico de demanda, pero un BMS puede monitorear esto y desviar el consumo de energía fuera de esas horas. Esto proporciona ahorros de efectivo incluso si el consumo total sigue siendo el mismo.
  • A los consumidores de energía comercial se les factura por los picos de demanda individuales, independientemente de dónde ocurran. Un BMS también puede mitigar o eliminar estos picos.
  • Un BMS puede decidir 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 su rendimiento de manera significativa con una evaluación de ingenieros calificados. Es posible detectar y solucionar problemas que afecten a las instalaciones existentes, al tiempo que se encuentran áreas de oportunidad para ahorrar energía o mejorar el confort. Los mejores resultados se obtienen cuando los sistemas del edificio se abordan simultáneamente, ya que es posible detectar interacciones entre ellos, así como oportunidades de sinergia.