Máster Arquitectura, Energía y Medio Ambiente · CONTEXTO METRO BCN METODOLOGÍA 2 ESTACIONES TÉRMICA ENERGÍA + CO2 CONCLUSIONES ¿Cuán de sostenibleel es realmentemetro? Máster

Máster Arquitectura, Energía y Medio AmbienteEscuela Técnica Superior de Arquitectura de BarcelonaTutores > Jaume Roset | José María Gonzálezarq. Corina PITIC | s e p t i e m b r e 2010

CONTEXTO METRO BCN METODOLOGÍA 2 ESTACIONES TÉRMICA ENERGÍA + CO2 CONCLUSIONES

¿Cuán de sostenible es realmente

el metro?el metroMáster Arquitectura, Energía y Medio AmbienteEscuela Técnica Superior de Arquitectura de BarcelonaTutores > Jaume Roset | José María Gonzálezarq. Corina PITIC | s e p t i e m b r e 2010

Trabajo en desarollo > Tesis doctoral


Radiografía de una estación tipo demetro, ambientalmente sensible

Interés de TMB en continuar y

Casos de estudio > 2 estaciones de la Línea 3 del Metro de Barcelona

Investigación original en el mundo, l d d d

Interés de TMB en continuar y apoyar el proceso de investigación

por su complejidad y envergadura


el metro?el metroMáster Arquitectura, Energía y Medio AmbienteEscuela Técnica Superior de Arquitectura de BarcelonaTutores > Jaume Roset | José María Gonzálezarq. Corina PITIC | s e p t i e m b r e 2010


El transporte público en BarcelonaEl transporte público en Barcelona

> 2001 ‐ 2009

> en crecimiento constante

> auge en 2008

> descenso ulterior por la crisis económica (2009)

El transporte público en Barcelonapor tipología

> 1997 ‐ 2008

> el metro conoce un crecimiento constante y elmayor porcentaje entre los medios de transportepúblico de Barcelonapúblico de Barcelona

> auge en 2008



El metro de BarcelonaEl metro de Barcelona

> 2009

> Línea 1 (Roja) la más larga de la red

> Línea 3 (Verde) la segunda más larga

> 18.4 km de longitud

El metro de Barcelona

> 2009

> Línea 1 (Roja), la más transitada de la red

> Línea 3 (Verde) la segunda más transitada

> 83.7 milliones de viajeros al año







[[ coche

[ sección[ secciónBarcelona

[ metro

[ a pie



SITUACIÓN TEMPORAL 01

VERANO INVIERNO

SITUACIÓN ENERGÉTICA 04

Unid. INICIAL CORRIENTE

cca 21 junio +/‐ 1 semana cca 21 dic +/‐ 1 semana

Días laborables Días laborables

Días festivos Días festivos

CASO 1 vs CASO 2 CASO 1 vs CASO 2

MJ kWh

Energía embebida en los materiales de obra /

reforma

Energía para el funcionamiento de la

estación (al día / mes / año)

SITUACIÓN ESPACIAL 02

CASO 1 CASO 2

SITUACIÓN CONTAMINANTE 05



Estación de Estación de

metro de superficie metro de profundidad

DRASSANES L3 PENITENTS L3

kg CO2 equiv

Emisiones de CO2 equivalente de los materiales de obra /

reforma

Emisiones de CO2 equivalente del

funcionamiento corriente de la estación al día / mes / añoDRASSANES L3 PENITENTS L3

SITUACIÓN AMBIENTAL 03

Unid. EXTERIOR INTERIOR

SITUACIÓN ECONÓMICA 06


Calle Andén + Vagones de metro

(W/m²) SITUACIÓN TÉRMICA

(hPa) SITUACIÓN LUMÍNICA


EURCostes efectivos de la obra /

reforma

Coste calculado de los consumos corrientes de la estación al día / mes / año

¿Como se realizará

l b j ?[( )

(mm) SITUACIÓN ACÚSTICA

% CALIDAD DEL AIRE

el trabajo?[Máster Arquitectura, Energía y Medio AmbienteEscuela Técnica Superior de Arquitectura de BarcelonaTutores > Jaume Roset | José María Gonzálezarq. Corina PITIC | s e p t i e m b r e 2010



l b j ?[ el trabajo?[Máster Arquitectura, Energía y Medio AmbienteEscuela Técnica Superior de Arquitectura de BarcelonaTutores > Jaume Roset | José María Gonzálezarq. Corina PITIC | s e p t i e m b r e 2010



l b j ?[ el trabajo?[Máster Arquitectura, Energía y Medio AmbienteEscuela Técnica Superior de Arquitectura de BarcelonaTutores > Jaume Roset | José María Gonzálezarq. Corina PITIC | s e p t i e m b r e 2010

Los actores implicados en

la investigación:


[ la investigación:

TMB ‐ 12 especialistas

Transports Metropolitans de Barcelona

[01

6 meses [marzo – agosto 2010]

p‐ 9 departamentos

Unitat de Projectes d’InfraestructuraUnitat Projectes, Sistemes i Equipaments d’EstacionsUnitat de Projectes d’InfraestructurajDepartament de Projectes de BT i Instal.lacions ElectromecàniquesDepartament de Medi AmbientServei de Qualitat i Medi AmbientMaterial MóvilEstudis i ProjectesEstudis i ProjectesGerencia Linia 3

on‐a arquitectura 02Barcelonaarquitectos de la reforma de la estación de metro Drassanes[Universitat Politècnica de Catalunya

Escola Tecnica Superior d’Arquitectura de Barcelonaprofesores del Màster Arquitectura, Energia i Medi Ambient[

03

p q , g[Máster Arquitectura, Energía y Medio AmbienteEscuela Técnica Superior de Arquitectura de BarcelonaTutores > Jaume Roset | José María Gonzálezarq. Corina PITIC | s e p t i e m b r e 2010


Modelo 3d de la estación[ DRASSANES ‐ superficie[ DRASSANES superficie



DRASSANES

> estación de superficie

> 1 m debajo de la calle

> 3 accesos mediante escaleras

> 2 accesos mediante ascensores

Plano situación de la estación[ DRASSANES ‐ superficie[ DRASSANES superficie



Plano general de la estación[ DRASSANES ‐ superficie[ DRASSANES superficie



a

Sección a de la estación[ DRASSANES ‐ superficie[ DRASSANES superficie



Modelo 3d de la estación[ PENITENTS ‐ profundidad[ PENITENTS profundidad



PENITENTS

> estación de profundidad

> 22 m debajo de la calle

> 2 accesos mediante escaleras

> 1 acceso mediante ascensor

Plano situación de la estación[ PENITENTS ‐ profundidad[ PENITENTS profundidad



Sección c de la estación[ PENITENTS ‐ profundidad[ PENITENTS profundidad



+22 m

Sección c de la estación[ PENITENTS ‐ profundidad[ PENITENTS profundidad



Secciones a y b de la estación[ PENITENTS ‐ profundidad[ PENITENTS profundidad



+22 m

Secciones a y b de la estación[ PENITENTS ‐ profundidad[ PENITENTS profundidad



Temperatura exteriorTemperatura exteriorVs Temperatura interior> Drassanes – superficie

> mediciones 21 – 27 de junio de 2010> lunes – domingog

> diferencia T ºC exterior ‐ interior

> promedio + 4 ºC> máxima diaria + 8 ºC

á i> máxima nocturna + 9 ºC

Temperatura exteriorVs Temperatura interior> Penitents ‐ profundidad

> mediciones 21 – 27 de junio de 2010> lunes – domingo

> diferencia T ºC exterior interior> diferencia T ºC exterior ‐ interior

> promedio + 5 ºC> máxima diaria + 9 ºC > máxima nocturna + 13 ºC



Temperatura exterior21 ‐ 26ºC Temperatura exteriorVs Temperatura interior> Drassanes – superficie


21 ‐ 26ºC

g




Temperatura exteriorVs Temperatura interior

21 ‐ 26ºC

> Penitents ‐ profundidad


> diferencia T ºC exterior interior> diferencia T ºC exterior ‐ interior




Temperatura exterior30.5ºC

Temperatura exteriorVs Temperatura interior> Drassanes – superficie


15.5ºC

g




29.5ºCTemperatura exteriorVs Temperatura interior> Penitents ‐ profundidad


> diferencia T ºC exterior interior

11ºC





Temperatura exterior30.6ºC 30.5ºC

23ºC

Temperatura exteriorVs Temperatura interior> Drassanes – superficie


15.5ºC

g




29.5ºC28ºCTemperatura exteriorVs Temperatura interior

24ºC > Penitents ‐ profundidad



11ºC





Temperatura exteriorTemperatura exteriorVs Temperatura interior> Drassanes – superficie


+9ºC

g




Temperatura exteriorVs Temperatura interior

3ºC > Penitents ‐ profundidad



+13ºC





Humedad relativa exteriorHumedad relativa exteriorVs Humedad relativa interior> Drassanes – superficie

> mediciones 21 – 27 de junio de 2010> lunes – domingog

> HR exterior espectro de oscilación de 30 – 80%,HR interior fluctúa entre 35 – 60%

> correspondencia entre la gráfica de la HR exteriory la gráfica HR interior debido a la proximidad de lay la gráfica HR interior – debido a la proximidad de lasuperficie

Humedad relativa exteriorVs Humedad relativa interior> Penitents profundidad> Penitents ‐ profundidad



> no hay una correspondencia clara entre la gráficade la HR exterior y la gráfica de la HR interior –debido a la profundidad de la estación



Humedad relativa exterior30 – 60% Humedad relativa exteriorVs Humedad relativa interior> Drassanes – superficie


30 60%

g


> correspondencia entre la gráfica de la HR exteriory la gráfica HR interior debido a la proximidad de lay la gráfica HR interior – debido a la proximidad de lasuperficie

Humedad relativa exteriorVs Humedad relativa interior> Penitents profundidad

30 – 60%

> Penitents ‐ profundidad








80%

g


> correspondencia entre la gráfica de la HR exteriory la gráfica HR interior debido a la proximidad de la

30%

y la gráfica HR interior – debido a la proximidad de lasuperficie


90%> Penitents ‐ profundidad




20%





80%

g


> correspondencia entre la gráfica de la HR exteriory la gráfica HR interior debido a la proximidad de la

30%

60%

35%

y la gráfica HR interior – debido a la proximidad de lasuperficie


90%> Penitents ‐ profundidad


> HR exterior espectro de oscilación de 20 – 90%,61%

HR interior fluctúa entre 35 – 61%


20% 35%



Ábaco de Givoni reinterpretado> confort en verano [CV] – ábaco clásico> TºC 21 – 26 ºC> TºC 21 – 26 ºC> HR 20 – 85 %> confort en verano [CV] – ábaco reinterpretado> TºC 21 – 26 ºC> HR 30 –60 %

1> Grafica de Parker [1972] Reino Unido19 ºC < Toptima(ºC) < 24 ºC; 30% < HRoptima (%) < 70%2> Grafica de Bell y Watts [1971] Reino Unido20 ºC < Toptima (ºC) < 27 ºC; 25% < HRoptima (%) < 60%3> Grafica ASHRAE22.2 ºC <Toptima (ºC) < 27.2 ºC; 30% < HRoptima(%) <60%





Ábaco de Givoni reinterpretado> a lo largo de la semana de mediciones, se nota eldesplazamineto de todos los puntos de mediciónacoplados temperatura – humedad relativa delabaco, fuera de la zona CV> domingo: salida de todos los puntos fuera de lazona CV, en Drassanes más obviamente que enPenitentsPenitents

> FUENTES DE CALOR: pasajeros, sistema dearranque y frenado de los trenes, máquinas de aireacondicionado de los trenes, el mecanismo defuncionamiento de los trenes



Temperaturas exterioresTemperaturas exterioresVs Temperatura interior de los vagones> Drassanes vs Penitents

> mediciones 21 27 de junio de 2010> mediciones 21 – 27 de junio de 2010> lunes – domingo

> T ºC máx interior vagones 27 ºC> T ºC mín interior vagones 23 ºC

Temperaturas interioresVs Temperatura interior de los pvagones> Drassanes vs Penitents



> Diferencia máxima andén – vagón 7ºC[Drassanes, 27 de junio de 2010, domingo, 11:00][Drassanes, 27 de junio de 2010, domingo, 11:00]



Temperaturas exterioresTemperaturas exterioresVs Temperatura interior de los vagones> Drassanes vs Penitents

> mediciones 21 27 de junio de 2010

calefacción ??



Temperaturas interioresVs Temperatura interior de los

+7ºCmisma TºC ??

pvagones> Drassanes vs Penitents



> Diferencia máxima andén – vagón 7ºC[Drassanes, 27 de junio de 2010, domingo, 11:00][Drassanes, 27 de junio de 2010, domingo, 11:00]



Temperatura exterior+interiorVs Temperatura radiación exterior +interior> Drassanes – superficie

> mediciones 21 – 27 de junio de 2010mediciones 21 27 de junio de 2010> lunes – domingo

> diferencia T ºC interior vs TºC radiación interior> promedio 5 ºC> La temperatura de radiación del techo de unat ió d fi i i l ll di ió lestación de superficie, si le llega radiación solar

directa durante el día, contribuye a la temperaturainterior general de la estación [andén]

Temperatura exterior+interiorVs Temperatura radiación exterior +interior> Penitents – profundidad


> diferencia T ºC interior vs TºC radiación interior> promedio 0 ºC> La temperatura de radiación del techo de unaestación de profundidad no contribuye a latemperatura interior general de la estación [andén]



Temperatura exterior+interiorVs Temperatura radiación exterior +interior> Drassanes – superficie

> mediciones 21 – 27 de junio de 2010

+5ºC

mediciones 21 27 de junio de 2010> lunes – domingo

> diferencia T ºC interior vs TºC radiación interior> promedio 5 ºC> La temperatura de radiación del techo de unat ió d fi i i l ll di ió lestación de superficie, si le llega radiación solar

directa durante el día, contribuye a la temperaturainterior general de la estación [andén]

Temperatura exterior+interiorVs Temperatura radiación exterior +interior> Penitents – profundidad


> diferencia T ºC interior vs TºC radiación interior> promedio 0 ºC> La temperatura de radiación del techo de unaestación de profundidad no contribuye a latemperatura interior general de la estación [andén]



CASOS DE ESTUDIOMJ/cápi

ta

[1 DRASSANES Consumo instalaciones 2010 135

2 PENITENTS Consumo instalaciones 2010 474

3 DRASSANES Obra + Reforma 1974 (2008) 5.7

4 PENITENTS Obra 1992 13[

4 PENITENTS Obra 1992 13

5 Informe anual TMB 2008 0.68

6 EEUU transp. públ. metro eléctr. 1995 25.3

7 Canadá transp. públ. metro eléctr. 1995 10.6

[8 Europa Occid. transp. públ. metro eléctr. 1995 11.6

9 Asia Transp. públ. Metro eléctr. 1995 10

CASOS DE ESTUDIOkg CO2

eq/cápita

1 DRASSANES CO2 instalaciones 2010 10.9

2 PENITENTS CO2 instalaciones 2010 47.5[3 DRASSANES Obra + Reforma 1974 (2008) 0.6

4 PENITENTS Obra 1992 1.4

5 Informe anual TMB 2008 0.07

[6 Barcelona CO2 ‐ Transporte público 2000 100

7 Atlanta CO2 ‐ Transporte público 2000 100

8 Ho Chi Minh CO2 ‐ Transporte público 2000 50



1 > TÉRMICA > TEMPERATURA > VERANO > 2 ESTACIONES

‐ temperatura andén > fuera de la zona de confort definida por el ábaco de Givoni: 21 – 26 ºC;‐ temperatura andén > fuera de la zona de confort definida por el ábaco de Givoni: 21 – 26 ºC;

‐ temperatura andén > durante el día (10:00 – 18:00) > es 4 ºC superior a la temperatura exterior;

‐ temperatura interior vagones de metro > demasiado baja en comparación con temperatura andenes> causa molestias;

‐ temperatura interior estación de superficie > mayor que la temperatura interior de una estación de profundidad;

2 > > HUMEDAD RELATIVA > VERANO > 2 ESTACIONES

‐ humedad relativa andén > dentro de la zona de confort definida por el ábaco de Givoni reinterpretado: 30 – 60%;

3 > > VELOCIDAD DEL AIRE > VERANO > 2 ESTACIONES

‐ la velocidad del aire andén > casi nula;

4 > > VERANO: el ambiente de una estación de metro de superficie (Drassanes) responde más rápidamente que una estaciónp ( ) p p qde profundidad (Penitents) a los cambios de las condiciones térmicas exteriores;

5 > ENERGÍA + CO2 > realizar viajes en coche privado en Barcelona, en comparación con utilizar el metro, puede ser 10 veces más consumidor de energía y 30 veces más contaminante con CO2, en un año, por persona;

6 > > la inversión energética y la contaminación resultante de la construcción (reforma) de una estación de metro puede ser 20 veces menor que el consumo anual de electricidad de la misma estación, por persona.


1 ‐ investigar y solucionar los apartados de confort lumínico yacústico de la situación ambiental, por un lado, y la situacióneconómica por otro lado;

9 ‐ encontrar análisis de la temperatura del suelo en Barcelona adiferentes profundidades, en diferentes temporadas del año;

CONTEXTO METRO BCN METODOLOGÍA 2 ESTACIONES TÉRMICA ENERGÍA + CO2 PROPUESTAS

económica por otro lado;

2 ‐ extender el estudio para poder incorporar otras tipologías deestaciones de metro: estación cruce de 2 o 3 líneas de metro,estaciones de metro intermodales conectadas con trenes de larga

10 ‐ entrar en contacto con el personal de TMB encargado de laventilación de la red de metro de Barcelona, para saber si se hanhecho simulaciones con el programa SES, y para indagar sobre elestado de arte del sistema de ventilación (modo de funcionamientoestaciones de metro intermodales conectadas con trenes de larga

distancia y de cercanías, estaciones terminus;

3 ‐ encontrar y utilizar los mejores programas software desimulación térmica para el ámbito del metro;

estado de arte del sistema de ventilación (modo de funcionamiento,parámetros de ventilación, planes de mejora etc);

11 ‐ hacer encuestas entre los pasajeros y calcular los indices PPD yPMV de Fanger;p ;

4 ‐ encontrar la mejor manera de utilizar y resolver ecuaciones detérmica para el ámbito del metro;

g ;

12 ‐ estudiar el efecto del número de accesos desde el exterior y delposicionamiento de estos accesos, para facilitar ventilación cruzada,aunque en invierno o en climas fríos, el efecto de un movimiento del

5 ‐ indagar sobre cual sería el mejor tipo de gráfica / representacióndel confort térmico en condiciones de transporte subterráneo depasajeros, incluyendo especialmente los parámetros de temperaturay humedad relativa, y tal vez velocidad de viento y temperatura de

qaire demasiado fuerte sería contraproducente;

13 ‐ tener acceso a las facturas de los consumos energéticos, siestas exsitirán en el futuro;

radiación;

6 ‐ estudiar también las condiciones térmicas en la zona de taquillasy en las entradas al metro, no solo en los andenes;

15 – analizar la energia utilizada para el funcionamiento de lostrenes de metro y para producir los trenes (+CO2 asociado)16 – analizar la energía embebida (y las emisiones de CO2 asociadas) de las instalaciones de una estación de metro: ascensores, escaleras mecánicas máquinas de peaje máquinas de billetes etc

8 ‐ investigar el aporte de la temperatura de radiación de todas lassuperficies que envuelven el ambiente, del andén de metro a latemperatura interior del andén (no solo techo, sino que también

d l )

mecánicas, máquinas de peaje, máquinas de billetes etc

Propuestas de continuacióndel estudio[

paredes y suelo);[Máster Arquitectura, Energía y Medio AmbienteEscuela Técnica Superior de Arquitectura de BarcelonaTutores > Jaume Roset | José María Gonzálezarq. Corina PITIC | s e p t i e m b r e 2010



l t ?el metroMáster Arquitectura, Energía y Medio AmbienteEscuela Técnica Superior de Arquitectura de BarcelonaTutores > Jaume Roset | José María Gonzálezarq. Corina PITIC | s e p t i e m b r e 2010

Gracias


Documents

Máster Arquitectura, Energía y Medio Ambiente · CONTEXTO METRO BCN METODOLOGÍA 2 ESTACIONES TÉRMICA ENERGÍA + CO2 CONCLUSIONES ¿Cuán de sostenibleel es realmentemetro? Máster