ES2337238T3 - Procedimiento de control del nivel de aportacion de alumbrado natural y/o de energia calorifica a traves de accesos y/o de la calidad del aire. - Google Patents

Procedimiento de control del nivel de aportacion de alumbrado natural y/o de energia calorifica a traves de accesos y/o de la calidad del aire. Download PDF

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ES2337238T3 ES02738204T ES02738204T ES2337238T3 ES 2337238 T3 ES2337238 T3 ES 2337238T3 ES 02738204 T ES02738204 T ES 02738204T ES 02738204 T ES02738204 T ES 02738204T ES 2337238 T3 ES2337238 T3 ES 2337238T3
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Abstract

Procedimiento de control automatizado de alumbrado natural y/o de aprovechamiento solar a través de al menos uno de los accesos de una habitación y/o de control de la calidad del aire y/o del enfriamiento o calentamiento por aportación de aire exterior a través de al menos dicho acceso, que está dotado de carpintería (1), con uno o dos paños (2,3) con acristalamiento translúcido y/o transparente, u opaco. Al menos uno de esos paños es móvil en apertura/cierre con respecto al paño fijo gracias a una transmisión y a un órgano motor (4). La carpintería está dotada de un sistema de opacidad y no opacidad (5) móvil gracias a un órgano motor. Dichos órganos motores están bajo control, cada carpintería y/o habitación está dotada de su propio sistema de control, el control está condicionado por los medios de detección (6,7) de los parámetros externos e internos de la habitación. Los parámetros externos incluyen el alumbrado, la temperatura; los parámetros externos de incidentes climáticos incluyen el viento, la lluvia y la nieve. Los parámetros internos incluyen la concentración de gas carbónico, el nivel de humedad, la temperatura y la luz. Los parámetros internos se caracterizan por que incluyen un parámetro interno relativo a la presencia humana, que es el primer parámetro a tener en cuenta para controlar las condiciones internas. Dicho parámetro interno relativo a la presencia humana está subordinado a los parámetros externos de incidentes climáticos, que prevalecen sobre el resto de parámetros para garantizar la seguridad de los equipos y, al detectar la presencia de una persona, la renovación de aire por aportación de aire exterior dosificado está garantizada por la función de apertura/cierre del o de los paños (2,3) de la apertura, y/o una función de alumbrado natural queda garantizada por la opacidad/no opacidad a través de una cortina, persiana o postigo (5) en función de la luz interior de la habitación y/o exterior de la habitación y, en caso de no detectar la presencia de una persona, la función de ahorro energético está garantizada por, bien la apertura/cierre de los paños (2,3) que fomenta un enfriamiento o un calentamiento mediante la introducción de aire exterior, bien la opacidad/no opacidad a través de una cortina, persiana o postigo (5), lo cual garantiza la gestión de las aportaciones solares exteriores en función de las condiciones de estacionalidad y/o de las condiciones diurnas o nocturnas, bien ambas al mismo tiempo.

Description

Procedimiento de control del nivel de aportación de alumbrado natural y/o de energía calorífica a través de accesos y/o de la calidad del aire.
El presente invento hace referencia a un procedimiento de control automatizado del nivel de alumbrado natural y/o de energía calorífica a través del aprovechamiento solar y/o de la calidad del aire mediante la actuación en al menos uno de los accesos exteriores de la habitación y/o su opacidad.
Existen procedimientos e instalaciones capaces de gestionar las funciones anteriormente descritas para un edificio completo. Esto tiene lugar desde un puesto central de gestión que recibe los datos transmitidos por cada habitación, los analiza y los gestiona.
Resulta especialmente complicado y oneroso poner en marcha estas instalaciones debido a las redes de cableado que hay que instalar entre cada habitación y el puesto central de gestión, sobre todo en edificios ya existentes y a fortiori si están ocupados.
En estas instalaciones, el control del alumbrado y/o del aprovechamiento solar está gestionado básicamente por unos sistemas de cortinas, persianas, velos o parasoles, cuya función de opacidad/no opacidad está controlada por la unidad central, por un lado, y la función de control de la calidad del aire y/o ventilación está garantizada por un sistema de ventilación mecánica y/o de acondicionamiento del aire centralizado, por el otro.
Esto conlleva la instalación de una red de cableado de alimentación, de mando y de conductos de ventilación compleja y onerosa, cuya adaptación a edificios ya existentes no es siempre fácil.
Adicionalmente, el sistema habitual dirigido por ordenador conlleva una programación larga y complicada así como un interfaceado tedioso a la hora de comunicar varios sistemas diferentes entre sí.
Por norma general, el uso de estas instalaciones no es flexible.
La patente DE 4023673 A1 trata de presentar una solución mediante un sistema de opacidad de la ventana y/o de apertura/cierre de ésta para una posible aportación de aire exterior.
No obstante, no es un sistema independiente en cada habitación, ya que, sobre todo a través de la calefacción y de la climatización, está conectado a un sistema centralizado que engloba todo el edificio. La presente patente no describe el conjunto de objetivos y medios puestos en marcha en el invento.
Lo mismo sucede con la patente DE 19607716 A, que se limita a regular los medios de opacidad de la ventana, que condicionan la aportación o no de aire fresco, y no hace referencia a su apertura/cierre.
La diferencia entre la técnica anterior y el presente invento es que este último propone un procedimiento y unos medios de puesta en marcha para cada una de las habitaciones, que habrá que tratar de un modo independiente al resto, o para algunas funciones, por subconjuntos y en función de los parámetros específicos de cada habitación.
La ventaja del procedimiento según el invento y de su puesta en marcha reside por consiguiente en su sencillez y en su coste inferior con respecto al de la técnica anterior debido al uso de carpintería exterior, ya que al menos una se utiliza en al menos uno de los accesos exteriores de la habitación a tratar e integra las diferentes funciones.
Otras de las ventajas del procedimiento según el invento y de su puesta en marcha son su sencillez y su uso flexible.
A tales efectos, el procedimiento según el invento cumple con la reivindicación 1.
De acuerdo con otra de las características del invento, el procedimiento es diferente en que una de las funciones, la del control de la calidad del aire, está garantizada por apertura/cierre en caso de detectar la presencia de una persona en la habitación.
De acuerdo con otra de las características del invento, el procedimiento es diferente en que la detección de presencia de una persona en la habitación no excluye la función de ahorro energético, sino que la modula en función de los parámetros tolerables por el o los ocupantes de la habitación en cuestión (corriente de aire, deslumbramiento, etc.).
De acuerdo con otra de las características del invento, el procedimiento es diferente en que los órganos motores están controlados por los medios de detección de los parámetros internos (6) o externos (7) de la habitación. Cada habitación está dotada de sus propios órganos de detección o éstos están agrupados para varios accesos.
De acuerdo con otra de las características del invento, el procedimiento es diferente en que los medios de detección de los parámetros internos (6) o externos (7) de cada habitación pueden conectarse a una gestión técnica centralizada del o de los edificios en cuestión.
Otras de las ventajas y de las características del invento irán apareciendo conforme se vaya avanzando en la lectura de la siguiente descripción, que incluye una forma preferente de realización dada como ejemplo no limitativo e ilustrada a través de los dibujos adjuntos en los cuales:
- la figura 1 es una vista en plano de un bloque para ventana y de una carpintería colocados en un paño de la pared exterior de un local,
- la figura 2 es una vista en perspectiva del bloque de carpintería según la figura 1 o colocado en un paño de la pared visto desde el interior,
- la figura 3 es una vista en perspectiva de la instalación vista desde el exterior,
- la figura 4 es un esquema de la caja de control.
El invento hace referencia a un procedimiento de control automatizado del nivel de luz y/o de aportación de energía calorífica en una habitación de un edificio a través de al menos uno de los accesos de dicha habitación.
Asimismo, el invento hace referencia a un procedimiento de control de la calidad del aire mediante aportación de aire exterior. Esta aportación está regulada a través del acceso combinado o no con el control del nivel de aportación de energía calorífica o de luz.
Este procedimiento permite regular la luz natural de la habitación.
Permite garantizar la protección contra las radiaciones solares directas, así como controlar el aprovechamiento solar a través de un acristalamiento y la ventilación, y actúa en combinación, o no, con las funciones anteriores sobre el recalentamiento o el enfriamiento de una habitación, así como sobre la calidad del aire interior por aportación de aire exterior, de manera dosificada.
De manera general, el procedimiento según el invento fomenta el ahorro energético y el bienestar de la luz a través de la gestión del aprovechamiento solar, la dosificación de la calidad del aire y la dosificación de la aportación del aire exterior.
El aprovechamiento solar representa las aportaciones de energía generadas por las radiaciones solares a través del acristalamiento, sea cual sea:
-
la estación del año,
-
el modo de transmisión (directo, indirecto),
-
el modo de reproducción en la habitación (instantáneo, con diferencia en el tiempo).
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El aprovechamiento solar contribuye al recalentamiento de la habitación tanto en invierno como en verano.
Es beneficioso en invierno pero un inconveniente en verano, ya que provoca un recalentamiento.
La calidad del aire deseada debe permitir la limitación de los niveles de los siguientes elementos:
-
olores,
-
gas carbónico, humedad,
-
humo de tabaco.
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El nivel de confort de la luz está definido por:
-
la ausencia de manchas solares en una zona sensible (zona de trabajo, pantalla, etc.): efecto de las radiaciones directas,
-
un nivel de iluminación medio de la habitación: efecto de las radiaciones directas y difusas,
-
la limitación del deslumbramiento por el contraste entre el bloque acristalado y la pared interior: efecto de las radiaciones directas y difusas,
-
la conservación de las vistas a través del bloque para la ventana.
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Todos estos parámetros vienen ajustados de fábrica y el ocupante los podrá adaptar a través de una señal caracterizada por una o varias sondas interiores.
El valor recomendado está en función de la aplicación: 500 lux (oficina) a 100 (sector doméstico).
El ahorro energético se consigue a través de la persiana o el batiente.
A través de la persiana:
-
en verano (estación cálida) el objetivo es limitar el aprovechamiento solar (directo o difuso). Por lo tanto, la persiana deberá fomentar la opacidad tanto como sea posible.
-
en invierno (estación fría) el objetivo es fomentar las aportaciones solares (directas o difusas). Por lo tanto, la persiana deberá dejar pasar las radiaciones solares tanto como sea posible.
-
tanto en verano como en invierno, si la persiana está revestida de un aislamiento en posición de opacidad, su posición durante la noche estará en función de la diferencia de temperatura interior/exterior para favorecer los intercambios radiativos en función de la estación.
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A través del batiente:
-
en verano (estación cálida) el objetivo es refrescar la habitación mediante la renovación de aire exterior cuando éste es más fresco que en el interior.
-
en invierno (estación fría) el objetivo es calentar la habitación mediante la renovación de aire exterior cuando éste es más cálido que en el interior.
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Para dosificar el aire exterior, es necesario abrir más o menos la carpintería en función de la diferencia entre la temperatura interior/exterior y/o la velocidad del aire.
Es un aspecto innovador, ya que la habitación se ventila con moderación en función de las necesidades de calidad del aire (cuando está ocupada). Presenta las ventajas siguientes:
-
evita las corrientes de aire excesivas,
-
evita el derroche de energía tanto en invierno (calefacción) como en verano (climatización).
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Se definirán los parámetros de la tasa de ventilación en función del tipo de aplicación, de las normas vigentes y/o del tamaño de la habitación para alcanzar una determinada tasa de renovación de aire (0,8 vol/h en vivienda y más en terciario).
Las funciones del procedimiento descrito anteriormente están garantizadas por la detección de algunos parámetros, de los cuales algunos son inherentes y específicos a la habitación en cuestión, y otros son inherentes a las condiciones exteriores.
Estos parámetros inciden en el funcionamiento de los elementos de la instalación.
De acuerdo con el invento, cada habitación y/o cada acceso exterior cuenta con su propia puesta en marcha y puede duplicarse tantas veces como sean necesarias en cada una de las habitaciones del edificio con variaciones en función de los parámetros establecidos detectados que pueden ajustarse o programarse en cada una de las habitaciones, de manera independiente al resto.
De acuerdo con el invento, el procedimiento también está vinculado a la detección de los parámetros externos de la habitación en cuestión relacionados con situaciones climáticas y meteorológicas de crisis, como pueden ser: vientos violentos, frío intenso, lluvia, y prevalecen sobre los parámetros internos.
De acuerdo con el invento, en el procedimiento al menos uno de los parámetros internos tiene prioridad: el de la presencia de una persona en el interior de la habitación.
En caso de detectar la presencia de una persona en el interior de la habitación, quedan garantizadas las funciones de renovación de aire por aportación de aire exterior y de luz natural.
En caso de no detectar presencia humana alguna, la función de ahorro energético queda garantizada mediante la gestión de las aportaciones solares exteriores y de las aportaciones de aire en función de las condiciones de estacionalidad y/o de las condiciones diurnas o nocturnas.
Las funciones anteriores no son antinómicas, pueden ser independientes la una de la otra o bien combinarse y modularse en función de los parámetros tolerables por la persona en la habitación, habida cuenta de las condiciones de estacionalidad y diurnas o nocturnas.
El usuario presente en la habitación podrá establecer dichos parámetros, bien programando la habitación, bien mediante la manipulación manual del o de los acceso(s) en cuestión de la habitación.
De acuerdo con el invento, la puesta en marcha del procedimiento tiene lugar a través de al menos uno de los accesos de la habitación al exterior, tal y como aparece en los dibujos adjuntos.
Este acceso está dotado de una carpintería que forma un bloque para ventana 1 acristalado o 1 bloque ventana 1 y que incluye unos paños 2-3, con acristalamiento translúcido y/o transparente. Al menos uno de los paños será móvil en apertura/cierre completos o parciales con respecto al otro. En caso de haber 2 u otros mediante una transmisión 4 y un órgano motor corrientes.
El bloque para ventana o la ventana, diseñada genéricamente bajo el nombre de carpintería, está dotado de una persiana 5 móvil, corriente, que asegura la función de opacidad/no opacidad que incide en la iluminación de la habitación en relación con los diferentes parámetros enunciados.
La persiana es también móvil gracias a una transmisión y a un órgano motor.
El control de los órganos motores de apertura/cierre total o parcial del paño y de la persiana tiene lugar gracias a la detección de unos parámetros determinados, realizada por al menos un controlador interno 6 electrónico dotado de sondas adaptadas, conectado con unas sondas exteriores 7 de las condiciones climáticas (de crisis, en particular, lluvias violentas, viento violento, temperaturas extremas, que pueden tener prioridad a partir de los umbrales de los parámetros determinados para la detección interna).
En los ejemplos de realización representados en los dibujos adjuntos, el bloque de carpintería incluye los paños 2,3 montados sobre un marco sellado con albañilería en el cual al menos, en este caso, el de la referencia 3, es móvil dentro del marco por la acción de la transmisión motorizada 4.
Los paños 2,3 son móviles y correderos en la zona de la carpintería.
Sin embargo, podemos saber que el invento no se limita a esta forma de ejecución, y que los paños pueden ser correderos en vertical uno con respecto a otro, al menos siendo uno móvil, o que los paños pueden rotar alrededor de un eje de articulación vertical y/u horizontal, o incluir un único batiente (eje vertical u horizontal), estando la transmisión motorizada 4 adaptada mecánicamente en función del tipo de apertura.
La motorización y/o el desbloqueo del cierre del batiente podrá realizarse mediante materiales con memoria de forma que se despliegan por el efecto térmico previa orden del controlador, con función de pulsador.
Cada bloque para ventana está dotado de una persiana de opacidad/no opacidad motorizada.
El término persiana se utiliza de manera genérica para designar a aquellos sistemas de opacidad/no opacidad del acceso en cuestión, como pueden ser las cortinas, el postigo u otros.
En el ejemplo de la ejecución, la persiana es una cortina móvil en plano paralelo a la carpintería por enrollado, desenrollado.
Se puede utilizar cualquier tipo de persiana adaptado al objetivo del invento, ya sea de tipo proyección, veneciano, etc.
La caja 6 de control de los parámetros y de los órganos motores podrá formar parte de la carpintería en cuestión, así como las sondas 7 externas. El conjunto se produce en fábrica y se programa previamente, con la posibilidad para el usuario de ajustarlo directamente en la caja o con un mando radio o infrarrojos, o cualquier otro sistema adaptado.
El controlador incluye, básicamente:
-
sondas de alumbramiento interior(es) y/o exterior(es) 9,
-
sondas de temperatura interior(es) y exterior(es) 10,
-
veleta, anemómetro exteriores 11,
-
sonda de lluvia exterior 12,
-
detector de presencia interior 13,
-
sonda de concentración de gas carbónico interior 14,
-
sonda de grado de humedad interior 15,
-
reloj con marcas de tiempo.
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Actúa tanto en el motor de la persiana como en el de la carpintería con finales de carrera y seguridad anti-convergencia y en el motor.
Se entiende que sin salir del marco del invento, el sistema electrónico incluye unos medios para la manipulación manual a los cuales el usuario tiene acceso para poder actuar sobre los motores de apertura/cierre y de opacidad/no opacidad.
La alimentación de energía puede realizarse a partir de la instalación eléctrica doméstica o a través de fotopilas 8 corrientes, preferentemente integradas en el bloque de carpintería del lado externo. Las fotopilas podrán ser independientes o no de la red.
Se podrá adaptar un sistema emisor para el intercambio de información de los parámetros detectados en una o varias habitaciones equipadas con el invento, y para el control de varios accesos al mismo tiempo.
Asimismo, la detección de alumbrado interno de la habitación puede incidir en la iluminación artificial interna de la habitación.
Desde una o varias habitaciones con accesos equipados de conformidad con el invento, es posible establecer una conexión con la unidad centralizada del tipo de la técnica anterior para enviar datos que la unidad podrá integrar en su sistema de gestión.
Ejemplos de funcionamiento:
1 Invierno
-
de noche, la persiana está bajada, la ventana cerrada,
-
de día, si hay una persona en la habitación, la persiana se enrolla y la ventana se queda entreabierta,
-
si hace sol y la luz es superior a la norma (500 lux), la persiana se ajustará para adaptarse a esta norma,
-
a mediodía, la habitación se queda vacía, la ventana se cierra, la persiana se enrolla completamente,
-
a las 14 h, hay personas en la habitación, por lo que la persiana se adapta de nuevo a la norma de iluminación, la ventana se queda entreabierta,
-
si a la persona le molesta una mancha del sol, puede reajustar la norma a la baja para conseguir que la persiana se baje hasta eliminar la mancha del sol,
-
por la noche, la habitación se queda vacía, la persiana adopta la posición de noche y la ventana se cierra de nuevo.
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2 Verano
-
de noche, la persiana se sube y la ventana se queda abierta de par en par,
-
de día, si hay una persona en la habitación, la persiana se ajusta para respetar la norma de iluminación y la ventana se cierra, pero no en su totalidad,
-
a mediodía, la habitación se queda vacía, la persiana se baja completamente y la ventana se cierra del todo, siempre y cuando la temperatura exterior sea superior a la temperatura interior,
-
a las 14 h, la persona regresa, la persiana se ajusta, la ventana se queda entreabierta,
-
si a la persona le molesta, podrá ajustar la norma de iluminación para eliminar la mancha del sol,
-
por la noche, la habitación se queda vacía, la persiana adopta la posición de noche y la ventana se abrirá de par en par si la diferencia de temperatura es favorable para el enfriamiento.
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3 Entretiempo
-
la persona elegirá el modo verano o invierno que mejor se adapte a sus necesidades,
-
en el ejemplo, esto modificará totalmente la apertura de la ventana entre las 12 h y las 14 h,
-
modo invierno: la apertura de la ventana para calentamiento (temperatura exterior superior a temperatura interior),
-
modo verano: apertura de la ventana para enfriamiento (temperatura exterior inferior a temperatura interior).
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4 Posición de supervivencia
-
cierre de la ventana: en caso de viento violento, de lluvia, seguridad anti-intrusos,
-
apertura de la ventana para garantizar la protección contra incendios (extracción de humos),
-
enrollado de la persiana: en caso de viento violento.
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Se podrá completar la instalación añadiendo diferentes opciones corrientes, como pueden ser la conexión con una central de acondicionamiento de aire, la alimentación con fotopilas, la recepción de órdenes manuales o con el mando, etc.
Se podrá conectar la instalación a una gestión técnica centralizada del o de los edificios en cuestión.
Los sistemas de materiales con memoria de forma podrán sustituir en su totalidad o en parte a los órganos motores eléctricos.
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Referencias citadas en la descripción
La lista de referencias citadas por el solicitante tiene como único objetivo ayudar al lector y no forma parte del documento de la patente europea. A pesar de haber sido elaborada con el mayor esmero, es posible que existan errores u omisiones, y la OEP no se hace responsable a este respecto.
Documentos patentes citados en la descripción
DE 4023673 A1 [0006]
DE 19607716 A [0007].

Claims (5)

1. Procedimiento de control automatizado de alumbrado natural y/o de aprovechamiento solar a través de al menos uno de los accesos de una habitación y/o de control de la calidad del aire y/o del enfriamiento o calentamiento por aportación de aire exterior a través de al menos dicho acceso, que está dotado de carpintería (1), con uno o dos paños (2,3) con acristalamiento translúcido y/o transparente, u opaco. Al menos uno de esos paños es móvil en apertura/cierre con respecto al paño fijo gracias a una transmisión y a un órgano motor (4). La carpintería está dotada de un sistema de opacidad y no opacidad (5) móvil gracias a un órgano motor. Dichos órganos motores están bajo control, cada carpintería y/o habitación está dotada de su propio sistema de control, el control está condicionado por los medios de detección (6,7) de los parámetros externos e internos de la habitación. Los parámetros externos incluyen el alumbrado, la temperatura; los parámetros externos de incidentes climáticos incluyen el viento, la lluvia y la nieve. Los parámetros internos incluyen la concentración de gas carbónico, el nivel de humedad, la temperatura y la luz. Los parámetros internos se caracterizan por que incluyen un parámetro interno relativo a la presencia humana, que es el primer parámetro a tener en cuenta para controlar las condiciones internas. Dicho parámetro interno relativo a la presencia humana está subordinado a los parámetros externos de incidentes climáticos, que prevalecen sobre el resto de parámetros para garantizar la seguridad de los equipos y, al detectar la presencia de una persona, la renovación de aire por aportación de aire exterior dosificado está garantizada por la función de apertura/cierre del o de los paños (2,3) de la apertura, y/o una función de alumbrado natural queda garantizada por la opacidad/no opacidad a través de una cortina, persiana o postigo (5) en función de la luz interior de la habitación y/o exterior de la habitación y, en caso de no detectar la presencia de una persona, la función de ahorro energético está garantizada por, bien la apertura/cierre de los paños (2,3) que fomenta un enfriamiento o un calentamiento mediante la introducción de aire exterior, bien la opacidad/no opacidad a través de una cortina, persiana o postigo (5), lo cual garantiza la gestión de las aportaciones solares exteriores en función de las condiciones de estacionalidad y/o de las condiciones diurnas o nocturnas, bien ambas al mismo tiempo.
2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1 caracterizado por que una función, la de control de calidad del aire, está garantizada por la apertura/cierre en caso de detectar la presencia de una persona en la habitación.
3. Procedimiento conforme a las reivindicaciones 1 y 2 caracterizado por que la detección de la presencia de una persona en la habitación no excluye la función de ahorro energético, sino que la modula en función de los parámetros que pueden tolerar los ocupantes de la habitación en cuestión, como pueden ser las corrientes de aire, deslumbramiento.
4. Procedimiento conforme a cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que los órganos motores dependen de los medios de detección de los parámetros internos (6) o externos (7) de la habitación. Cada habitación está dotada de sus propios órganos de detección, que a su vez están agrupados para varios accesos.
5. Procedimiento conforme a la reivindicación 4 caracterizado por que los medios de detección de los parámetros internos (6) o externos (7) de cada habitación están conectados a una gestión técnica centralizada del o de los edificios en cuestión.
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