El Atlantic en Filadelfia, Pensilvania
Obtención de la certificación LEED GOLD
El área que rodea la intersección de Spruce y South Broad Street, conocida como la “calle de los multimillonarios” de Filadelfia, está llena de arte. En los últimos años, la región ha presenciado un renacimiento de la vivienda moderna. Varios edificios de uso mixto se han convertido en residencias de lujo, pero ninguno tan notable como The Atlantic.
Flanqueado por el Teatro Merriam, el Centro Kimmel para las Artes Escénicas y la Universidad de las Artes, la rica historia de The Atlantic comenzó en 1922 como sede de la Atlantic-Richfield Oil Company. El edificio de 22 pisos ahora cuenta con la certificación LEED Gold y alberga 228 apartamentos, que tienen pocos iguales en la Ciudad del Amor Fraternal.
Post Brothers, una empresa de desarrollo de propiedades multifamiliares con sede en Filadelfia, es propietaria y operadora de The Atlantic. Al comienzo del ambicioso proyecto de renovación, se eligió al arquitecto Rafael Vinoly para que le diera al edificio de 100 años de antigüedad el esplendor de Breaux Arts. Los objetivos del proyecto fueron crear cada elemento de una vida urbana exquisita, acompañados del deseo de ofrecer los más altos niveles de sostenibilidad ambiental.
La energía eléctrica de The Atlantic se genera íntegramente con energía eólica. La huella de carbono es prácticamente inexistente, lo que se consigue gracias a materiales de construcción de origen responsable, normas estrictas de calidad del aire interior, una envolvente del edificio de alto rendimiento, iluminación LED y, por supuesto, un sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado extraordinariamente eficiente.
Comodidad y eficiencia premium
“Esta modernización se había planificado originalmente como un proyecto de bomba de calor de fuente de agua (WSHP)”, dijo Chuck Maun, vendedor de Sass, Moore & Associates (SMA) con sede en Filadelfia. SMA representa a Williams Comfort Products, un fabricante líder de productos IPS (sistema de tuberías integrado).
“Las bombas de calor con fuente de agua son lo suficientemente eficientes como para obtener la certificación LEED GOLD, pero al sugerir un sistema IPS, le presentamos a Post Brothers una opción para ahorrar dinero y aumentar el rendimiento”, continuó Maun. “Una mayor sostenibilidad a un menor costo les resultó muy atractiva”.
IPS es un sistema de tuberías hidrónicas que utiliza las tuberías de agua fría y caliente domésticas para el suministro de agua a unidades terminales de HVAC patentadas. El sistema de tuberías puede cumplir una doble función porque todos los componentes cuentan con la certificación NSF 61.
Advanced Engineering, una empresa de ingeniería de protección contra incendios y MEP de Filadelfia, fue la encargada del diseño del sistema. En actividad desde 2002, la mitad del trabajo de la empresa se realiza en Filadelfia, mientras que la otra mitad se distribuye por todo el país. En los últimos años, se han hecho un hueco en el mercado de viviendas multifamiliares convirtiendo y renovando por completo una serie de grandes edificios antiguos en apartamentos y condominios de alta gama. Esto ha creado una sólida cartera de proyectos que se ha aplicado al trabajo en The Atlantic.
“Post Brothers nos propuso la idea después de conocer IPS de la mano de Chuck Maun”, afirmó Jerry Fink, uno de los tres socios de Advanced Engineering. “Nunca habíamos diseñado un sistema IPS antes, pero habíamos trabajado con Post Brothers en varios proyectos y queríamos explorar la idea. Después de considerar los objetivos del proyecto y comparar todos los costos involucrados, IPS se convirtió en la base del diseño”.
El sistema fue instalado por el contratista mecánico Worth & Company, Inc. durante el transcurso de una renovación que duró un año y medio. Los sistemas IPS no solo son energéticamente eficientes, sino que su diseño exclusivo ahorra espacio y materias primas, al tiempo que reduce los costos iniciales, operativos y de mantenimiento. Funcionan como un sistema hidrónico de cuatro tubos con el beneficio adicional de refrigeración con economizador.
En esta aplicación, el agua a 120 °F de la línea de agua caliente sanitaria se introduce en la unidad fan coil a través de una válvula de zona cuando el termostato de la habitación solicita calor. Después de pasar por el serpentín de calefacción aprobado para agua potable, el agua regresa a la línea de recirculación del edificio. La función de enfriamiento del sistema funciona de manera similar. Agregar un retorno de agua fría sanitaria de tamaño completo para obtener un verdadero sistema de cuatro tuberías tiene un impacto mínimo en el costo inicial.
Refrigeración por economizador
En el caso de The Atlantic, las unidades fan coil de Williams varían en tamaño de una a cinco toneladas, y las unidades más grandes sirven para áreas comunes y espacios de uso mixto.
Williams fue pionero en el sistema IPS y ha perfeccionado el diseño de los fan coils IPS. En los últimos 12 años, estos sistemas se han instalado en más de 170 edificios en todo Estados Unidos.
Los fan coils de estilo oculto que se utilizan en The Atlantic cuentan con un suministro y un retorno por conductos, aunque Williams ofrece varias configuraciones. Aparte de las que se encuentran en las áreas comunes, cada unidad terminal está equipada con un termostato individual, lo que proporciona a los ocupantes un control total de su entorno. El arquitecto utilizó rejillas largas y delgadas para suministrar aire a cada espacio, manteniendo la apariencia moderna.
Debido a que el agua potable pasa a través de los fan coils, las unidades deben contar con la certificación NSF 61. El hecho de que las tuberías de plomería abastezcan los accesorios de agua y las unidades terminales reduce drásticamente el costo y el tiempo de instalación, al tiempo que brinda la comodidad y la capacidad de control comunes a los sistemas fan coil de cuatro tubos. Como tal, los sistemas IPS pueden proporcionar calefacción y refrigeración simultáneas en zonas adyacentes.
No solo se minimiza el material de las tuberías y la mano de obra, sino que también se reducen drásticamente todos los gastos de equipos hidrónicos (bombas, etc.) sin renunciar a ninguna de las ventajas de comodidad y eficiencia inherentes a los sistemas hidrónicos. Los sistemas IPS también ofrecen niveles de eficiencia energética que rivalizan con cualquier otro sistema HVAC comercial del mercado y brindan la oportunidad de aprovechar la refrigeración con economizador (refrigeración gratuita).
El agua fría de la red pública proporciona refrigeración sin ayuda siempre que ingrese al edificio a una temperatura igual o inferior a 62 °F. Esto se denomina refrigeración con economizador. Cuando el agua de la red pública no está lo suficientemente fría para satisfacer por completo la demanda de refrigeración, se utilizan enfriadores para complementar la capacidad de refrigeración del circuito de recirculación de agua fría. Para garantizar la seguridad del agua potable, el enfriador está aislado del agua doméstica mediante un intercambiador de calor de acero inoxidable de doble pared.
En esencia, IPS ofrece la eficiencia y el ahorro energético de un sistema ecológico, pero la asequibilidad de una solución de baja tecnología (PTAC) sin colocar componentes ruidosos que requieren mucho mantenimiento dentro del espacio ocupado.
El diseño y el equipamiento generan ahorros
Aparte de las unidades fan coil con certificación NSF 61 y un diseño de tuberías multipropósito, los componentes mecánicos de The Atlantic se parecen bastante a los que podrían encontrarse en una bomba de calor de fuente de agua o en una instalación de fan coil de cuatro tubos.
El enfriamiento suplementario es proporcionado por una torre de enfriamiento de fibra de vidrio REYMSA de 750 toneladas y un par de compresores de tornillo Dunham Bush de 375 toneladas.
Al igual que con casi cualquier sistema de agua caliente doméstico comercial, se utilizan calderas o calentadores de agua de volumen para producir agua caliente. Cuando hay una necesidad de reposición de agua caliente, se utiliza el agua de retorno fría como fuente. Debido a que el agua de retorno fría es más caliente que el agua de servicio que viene de la calle, se ahorra energía.
En The Atlantic, tres grandes calderas de condensación generan agua caliente para un gran tanque de almacenamiento. El agua se templa a 120 °F antes de suministrarla al edificio para calefacción y agua caliente sanitaria. Se utilizan un par de intercambiadores de calor de placas y marcos de Taco Comfort Solutions entre las calderas y el tanque de almacenamiento.
Se seleccionaron estos intercambiadores de calor porque eran uno de los pocos calificados para la alta presión necesaria en el edificio; 300 PSI en entradas de seis pulgadas.
Por supuesto, todas las tuberías de suministro y retorno del edificio también cuentan con la certificación NSF 61. Las tuberías de entre tres y diez pulgadas son de acero inoxidable 10. Se utilizó cobre en todas las tuberías de menos de tres pulgadas y se utilizaron accesorios Victaulic para todos los accesorios de las tuberías, ya sean de acero inoxidable o de cobre.
En caso de que no se requiera calefacción o refrigeración durante un período prolongado, el panel de control exclusivo de Williams cuenta con un temporizador de purga de serpentín. Según la norma ANSI, el control abre la válvula de zona del serpentín durante un breve período cada día para eliminar la posibilidad de estancamiento dentro del sistema.
“Un sistema de cuatro tubos hubiera sido prohibitivamente costoso”, dijo Fink. “El diseño IPS nos permitió utilizar un sistema de fan coil de cuatro tubos y las economías de instalación lo hicieron competitivo con otros tipos de sistemas que estábamos considerando. También nos permitió obtener puntos LEED y crear un ambiente interior extremadamente silencioso y cómodo”.
Para proporcionar aire exterior exclusivo, Worth & Company instaló varios sistemas de aire exterior exclusivos (DOAS) de AAON en el techo del edificio. Este aire ingresa al edificio a través de conductos que terminan en los pasillos y otras áreas comunes.
El resultado final es un sistema de calefacción y refrigeración que cumple con las normas LEED y que ofrece importantes ahorros. Los sistemas IPS son ideales para hoteles, residencias asistidas, condominios, apartamentos o cualquier otra instalación que esté ocupada las 24 horas del día.
“Nunca vimos las copias físicas del diseño original”, dijo Maun. “Sin embargo, sabemos que el ahorro inicial de costos que proporcionó el sistema IPS de Williams, en comparación con el diseño original de WSHP, fue de alrededor de $900,000. Sin embargo, eso es solo el comienzo. Los sistemas IPS son inherentemente económicos de mantener y operar, en comparación con cualquier otro sistema HVAC comercial. También cuentan con la larga vida útil que se puede esperar de cualquier sistema hidrónico”.
Aplicación adicional
Los 19 profesionales de diseño de Advanced Engineering están trabajando actualmente en un edificio de uso mixto de ocho pisos en Allentown, Pensilvania. Cuando se construyó, el edificio era en su totalidad un espacio de oficinas. Ahora, cuatro de sus pisos se están convirtiendo en espacios habitables multifamiliares. Fink propuso un diseño IPS para la parte residencial del edificio.
“Lo evaluamos y nos reunimos con el equipo de propietarios”, dijo Fink. “Parecen muy interesados en IPS. Completaremos la fase esquemática en unas semanas, momento en el que describiremos nuestro enfoque del sistema con IPS”.
En efecto, el edificio ya tiene una planta central. Los enfriadores y las calderas de vapor están emparejados con cajas VAV. La idea de Fink es dejar el sistema existente en su lugar donde el edificio seguirá siendo espacio de oficinas. Las áreas que se convertirán en espacios habitables requerirán de todos modos un sistema de plomería completamente nuevo, así que ¿por qué no usar componentes con certificación NSF 61 y eliminar
¿Tres pájaros de un tiro: fontanería, calefacción y refrigeración?
“De esta manera, podemos instalar fan coils independientes en espacios residenciales”, afirmó Fink. “Podemos proporcionar calefacción y refrigeración silenciosas, eficientes y cómodas a un coste reducido. Si no hubiera participado en un proyecto de IPS en The Atlantic, no estaría tan informado sobre las ventajas que puede aportar a un proyecto como este”.
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