Barcelona-Spain

1
EFICIENCIA ENERGÉTICA EDIFICIOS
Paola Pezzini CITCEA-UPC

• Barcelona-Spain
• septiembre 2008

2
Especificaciones Técnicas de la Metodología de
Cálculo

• Edificio a certificar y edificio de referencia.
• - El edificio a certificar se considerará tal
  cual se ha proyectado en geometría (forma y
  tamaño) e instalaciones.
• - El edificio de referencia tendrá que tener las
  características siguientes
• a) Misma forma y tamaño que el edificio a
  certificar
• b) Misma zonificación interior y mismo uso de
  cada zona que tenga el edificio a certificar
• c) Mismos obstáculos remotos que el edificio a
  certificar

3
Especificaciones Técnicas de la Metodología de
Cálculo

• d) Unas calidades constructivas de los
  componentes de fachada, pavimento y cubierta, por
  un lado, y unos elementos de sombra, por otro
  lado, que garanticen el cumplimiento de los
  requisitos mínimos de eficiencia energética que
  figuran en la opción simplificada de la sección
  HE1-CTE.
• e) El mismo nivel de iluminación que el edificio
  a certificar y un sistema de iluminación que
  cumpla con los requisitos mínimos de eficiencia
  energética que figuran en la sección HE2-CTE

4
Especificaciones Técnicas de la Metodología de
Cálculo

• f) Las instalaciones térmicas de referencia en
  función del uso y del servicio del edificio
  cumplirán los requisitos mínimos de eficiencia
  energética que figuran en la sección HE3-CTE así
  como los que figuran en el Reglamento de
  Instalaciones Térmicas de los Edificios (RITE).
• g) En los casos que así lo exija el documento
  básico de ahorro energético del CTE, una
  contribución solar fotovoltaica mínima de energía
  eléctrica, según la sección HE5.

5
Especificaciones Técnicas de la Metodología de
Cálculo

• Condiciones normales de funcionamiento y
  ocupación del edificio.
• Se consideran diferentes categorías de
  edificios uso residencial, administrativo,
  docente, sanitario, deportivo, comercial,
  cultural, religioso, etc.

6
Especificaciones Técnicas de la Metodología de
Cálculo

• Cálculo de la demanda energética y del
  rendimiento. - Cálculo del consumo de energía
  final hora a hora
• - Para el cálculo de demandas de refrigeración
  y calefacción el programa ha de cumplir el nivel
  mínimo exigido en el HE1-CTE
• - Cálculo del rendimiento medio horario,
  incluye
• a) Cálculo del consumo horario de todos los
  equipos que intervienen en las necesidades
  energéticas (calderas, ventiladores, bombas,
  sistemas condensación, plantas refrigeradoras,
  etc.)
• b) Cálculo de los consumos horarios de los
  equipos, teniendo en cuenta el comportamiento en
  carga parcial

7
Especificaciones Técnicas de la Metodología de
Cálculo

• c) Cálculo del consumo horario de los equipos,
  teniendo en cuenta la variación horaria de los
  parámetros de operación (T distribución, T aire
  exterior, etc.)
• d) Cálculo de los consumos horarios asociados a
  las demandas sensibles y latentes

8
Especificaciones Técnicas de la Metodología de
Cálculo

• Alcance y características de los programas
  informáticos.
• - Considerar los siguientes aspectos
• a) disposición y orientación del edificio
• b) condiciones ambientales interiores
• c) características térmicas de los muros
• d) sistemas solares pasivos y protección solar
• e) instalaciones térmicas del edificio

9
Especificaciones Técnicas de la Metodología de
Cálculo

• f) ventilación natural
• g) instalación de iluminación interior
  artificial
• h) iluminación natural
• i) sistemas solares activos y otros sistemas de
  calefacción o producción de electricidad basados
  en fuentes de energía renovables
• j) electricidad producida por cogeneración
• k) sistemas de calefacción y refrigeración
  central o urbana.

10
Instrumentos de Soporte herramientas informáticas

• Debido a la enorme complejidad de la metodología
  de cálculo del rendimiento energético serán
  necesarios procedimientos informáticos
  específicos para desarrollarla de forma rápida y
  fiable.
• Las herramientas informáticas cumplirán la
  metodología establecida en el Real Decreto de
  Certificación Energética, anteriormente expuesta.
• El CTE cuenta con diversas herramientas
  informáticas de soporte, con tal de facilitar,
  organizar y agilizar el proceso de limitación de
  demanda, ahorro energético y certificación
  energética de edificios LIDER, CALENER_VYP y
  CALENER GT.

11
Instrumentos de Soporte herramientas informáticas

• LIDER y CALENER programas complementarios
  destinados a la calificación energética.
• Entorno Windows y motor de cálculo DOE2.2.
• Librerías (bases de datos) internas para
  facilitar la entrada de datos desde materiales
  de construcción y propiedades térmicas de los
  mismos hasta datos meteorológicos de zonas,
  composición de muros, etc.
• Resultado final documento administrativo en
  formato pdf donde se determina la calificación y
  se resumen los datos de entrada más
  significativos.

12
Instrumentos de Soporte LIDER

• OBJECTIVO Verificación del cumplimiento de los
  requisitos definidos en el apartado HE1 del CTE
  (Limitación de demanda energética).
• El CTE permite la verificación
• Simplificada o Prescriptiva el diseñador se
  encargará de escoger los parámetros de los
  elementos característicos que cumplan las
  prescripciones por situación geográfica y tipos
  de uso. Se usan los procedimientos y metodologías
  establecidas en el Documento 2 del CTE.
• General o Prestacional es necesario demostrar
  que el edificio propuesto demanda menos energía
  que otro con las mismas características
  construido con elementos que verifican las
  prescripciones. Vía abierta a la innovación pero
  cumpliendo los RB. Es en este caso donde se
  utiliza el LIDER.

13
Instrumentos de Soporte LIDER

• Calcula la demanda energética del edificio y la
  compara con otra de referencia.
• Programa de simulación en base horaria, régimen
  transitorio de conducción capaz de tratar
  elementos multidimensionales y con carácter
  multizona.

14
Instrumentos de Soporte LIDER

• FUNCIONAMIENTO
• Definición de los materiales existentes y sus
  propiedades térmicas (usar librerías).
• Definición de los cerramientos (muros) formados
  por capas de los materiales definidos
  previamente, detallar el grosor de cada capa.
• Definir los materiales de los agujeros (puertas,
  ventanas) y el porcentaje vidrio/marco.

15
Instrumentos de Soporte LIDER

• Dibujar la estructura del edificio. Es la parte
  realmente más complicada.
• Indicar los objetos que puedan hacer sombras
  sobre el edificio (persianas, balcones, otros
  edificios, árboles).
• Definir los puentes térmicos debidos a la
  configuración estructural.
• Análisis de la epidermis y verificación HE1. El
  programa se creará un edificio de referencia que
  cumple al mínimo la normativa.

16
(No Transcript)
17
(No Transcript)
18
(No Transcript)
19
(No Transcript)
20
Instrumentos de Soporte LIDER

• VENTAJAS
• Programa sencillo y de uso público
• Cálculo preciso de las necesidades térmicas
• La definición por separado de los materiales y
  muros permite estudiar la influencia de cada
  elemento sobre la demanda energética.

• INCONVENIENTES
• Acciones limitadas imposibilidad de deshacer las
  acciones, esto lleva a la necesidad de guardar
  muchas copias
• Descripción geométrica del edificio complicada y
  pesada. No lee planos Autocad, solamente los
  utiliza a modo de plantilla, sobre lo que se
  dibuja de la planta a mano alzada
• Programa críptico no se ve la manipulación de
  datos ni cálculos

21
Instrumentos de Soporte CALENER

• OBJETIVO establecer la calificación y la
  certificación energética del edificio estudiado.
• Análisis del consumo energético del edificio lo
  compara con el de un edificio de referencia de
  las mismas características.
• Considera los 4 ámbitos anteriormente descritos
• Localización geográfica y geométrica del
  edificio
• Condiciones climáticas externas y condiciones
  internas de bienestar termohigrométrico
• Materiales de construcción utilizados
• Instalaciones técnicas de climatización (ACS,
  calefacción, refrigeración y iluminación).

22
Instrumentos de Soporte CALENER

• Se obtiene un documento de calificación
  provisional. Será definitivo cuando un técnico
  autorizado verifique los datos aportados, una vez
  finalizada la obra.
• RESULTADOS
• Emisiones de CO2 del edificio estudiado
  (Toneladas CO2/año)
• Valor comparativo (en porcentaje) entre el
  edificio estudiado y el de referencia.
• Gráficos de demanda energética por sistema,
  demanda por cerramientos y estudios comparativos
  de edificios.

23
(No Transcript)
24
(No Transcript)
25
Instrumentos de Soporte CALENER

• FUNCIONAMIENTO
• Exportar los datos de emplazamiento, materiales y
  geometría del LIDER.
• Definición de los horarios de funcionamiento
  horarios activos de cargas térmicas y sistemas,
  definiendo porcentajes de carga.
• Horarios diarios tantos como hagan falta (día
  laborable, festivo, horario restaurante, etc.)
• Horarios semanales a partir de los diarios
• Horarios anuales de ocupación, iluminación y
  refrigeración para cada uno de los espacios a
  climatizar.

26
(No Transcript)
27
Instrumentos de Soporte CALENER

• Definición de cargas térmicas internas personas,
  sistema iluminación, aparatos eléctricos y
  maquinaria
• Definir sistemas de climatización instalados
  definir todos los elementos (potencia, caudal,
  rendimientos, etc.).
• Circuitos Primarios elementos generadores de
  calor y frío
• Circuitos Secundarios asociados a los primarios.
  Mayoritariamente sistemas de tratamiento o
  distribución de aire.

28
Instrumentos de Soporte CALENER

• Calificación del edificio. El programa crea
  automáticamente el de referencia. Obtenemos
  emisiones CO2 y valor comparativo.
• Obtención de diferentes informes informe de
  emisiones, informe de demanda, informe de
  consumos, etc., para cada elemento/sistema del
  edificio. Posibilidad de informes comparativos.

29
(No Transcript)
30
(No Transcript)
31
Instrumentos de Soporte CALENER

• VENTAJAS
• Programa con un cálculo preciso de las
  necesidades térmicas y de uso público. Estructura
  lógica y existencia de un buen manual de ayuda
• La definición por separado de los sistemas
  permite estudiar la influencia de cada elemento
  sobre la demanda energética
• Los informes gráficos que se obtienen facilitan
  la interpretación de los resultados.

• INCONVENIENTES
• Cantidad de datos inmensa (y no siempre conocidos
  o fáciles de encontrar)
• Cálculos de simulación dinámica muy precisos pero
  simplificaciones discutibles en características
  técnicas de algunos de los elementos.