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ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................... 3 1.1. OBJETIVO ........................................................................................................................... 3 1.1. ALCANCE ............................................................................................................................ 3 1.2. NORMATIVA ...................................................................................................................... 3 2. CARACTERÍSTICAS DEL EDIFICIO ................................................................................................ 4 2.1. ESPACIOS DEL EDIFICIO ..................................................................................................... 6 2.2. PLANOS.............................................................................................................................. 7 3. SISTEMA ENVOLVENTE .............................................................................................................. 7 3.1. CERRAMIENTOS ................................................................................................................. 7 3.2. FORJADOS ......................................................................................................................... 9 3.3. MEDIANERAS ................................................................................................................... 11 3.4. TABIQUES ........................................................................................................................ 11 3.5. HUECOS Y LUCERNARIOS ................................................................................................ 14 3.5.1. Ventanas ................................................................................................................. 14 3.5.2. Puertas .................................................................................................................... 15 4. INSTALACIONES TÉRMICAS ..................................................................................................... 16 4.1. CALEFACCIÓN Y ACS ........................................................................................................ 16 4.2. REFRIGERACIÓN .............................................................................................................. 18 5. ILUMINACIÓN DEL EDIFICIO .................................................................................................... 19 6. DEMANDA DEL EDIFICIO ......................................................................................................... 22 6.1. SIMPLIFICACIÓN DE LOS ESPACIOS ................................................................................. 22 6.2. CONDICIONES OPERACIONALES Y FUNCIONALES ........................................................... 24 6.3. CÁLCULO DE LA DEMANDA ............................................................................................. 25 7. CALIFICACIÓN ENERGÉTICA ..................................................................................................... 26 7.1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 26 7.2. NIVELES DE REFERENCIA ................................................................................................. 27 7.2.1. Emisiones debidas al consumo de iluminación....................................................... 27 7.2.2. Emisiones debidas al consumo de ACS ................................................................... 27 7.2.3. Emisiones debidas al consumo de climatización .................................................... 27 7.3. EXPORTACIÓN A CALENER GT ......................................................................................... 28 7.4. DEFINICIÓN DE SISTEMAS ............................................................................................... 29 7.4.1. Subsistemas primarios ............................................................................................ 29 7.4.2. Subsistemas secundarios ........................................................................................ 29 7.5. CALIFICACIÓN .................................................................................................................. 30 8. PLAN DE GESTIÓN ENERGÉTICA .............................................................................................. 32 8.1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 32 8.2. NORMA UNE-EN ISO 50001:2011 ................................................................................... 33 8.2.1. Responsabilidad de la Dirección y Política energética ............................................ 34 8.2.2. Planificación ............................................................................................................ 34 8.2.3. Implementación y operación .................................................................................. 34 8.2.4. Verificación ............................................................................................................. 35 8.2.5. Revisión por la dirección ......................................................................................... 35
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8.3. MANTENIMIENTO E INSPECCIÓN .................................................................................... 36 8.3.1. Mantenimiento preventivo ..................................................................................... 36 8.3.2. Programa de gestión energética ............................................................................. 37 8.3.3. Inspecciones periódicas de eficiencia energética ................................................... 38 9. MEJORAS PROPUESTAS ........................................................................................................... 39 9.1. IMPLANTACIÓN DE UNA INSTALACIÓN SOLAR FOTOVOLTAICA ..................................... 39 9.2. CAMBIO DE LA CALDERA ACTUAL POR OTRA DE BIOMASA............................................ 44 10. BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................ 46 11. ANEXOS ................................................................................................................................. 47
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1. INTRODUCCIÓN
Las fuentes de energía han sido utilizadas por el hombre como ayuda a su propia capacidad
física desde que se descubrió el fuego hace 1 millón de años. Fue a partir de la revolución
industrial cuando se intensificó este consumo y cuya fuente principal fueron los combustibles
fósiles. El uso de estos materiales provocaba y provoca la emisión de CO2 contenido en ellos, la
acumulación en las capas de la atmósfera y la aceleración del cambio climático.
La preocupación de los gobiernos por este cambio climático ha llevado a una concienciación
mayor en el uso de la energía y un intento en reducir las emisiones de CO2 por medio de la
inclusión de energías renovables. Otros factores importantes son la mejora en el aislamiento y
gestión energética de los edificios.
1.1. OBJETIVO
El presente trabajo pretende dar una idea de cómo de eficiente es un edificio por su
aislamiento e instalaciones térmicas y, la creación de un plan de gestión energético del mismo.
1.1. ALCANCE
El trabajo incluirá:
- Demanda del edificio objeto y comparación con el de referencia.
- Calificación energética.
- Plan de gestión energética.
1.2. NORMATIVA
La normativa en la que se apoya este trabajo ha sido la siguiente:
- DA DB-HE /1 Cálculo de parámetros característicos de la envolvente.
- Real Decreto 56/2016, de 12 de febrero, por el que se transpone la Directiva
2012/27/UE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 25 de octubre de 2012, relativa
a la eficiencia energética, en lo referente a auditorías energéticas, acreditación de
proveedores de servicios y auditores energéticos y promoción de la eficiencia del
suministro de energía.
- Real Decreto 235/2013, de 5 de abril, por el que se aprueba el procedimiento básico
para la certificación de la eficiencia energética de los edificios.
- Real Decreto 1027/2007, de 20 de julio, por el que se aprueba el Reglamento de
Instalaciones Térmicas en los Edificios.
- Norma UNE – EN ISO 50001:2011 Sistemas de gestión de la energía. Requisitos con
orientación para su uso.
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2. CARACTERÍSTICAS DEL EDIFICIO
Se trata de un edificio ya construido pero con una remodelación de más del 25%. Se sitúa en la
zona A de la ampliación del antiguo Hospital Nuestra Señora de Las Nieves y próximo a la
Residencia de Pensionistas, en la localidad de Santa Cruz de la Palma, provincia de Tenerife.
Está destinado a la atención de personas con Alzheimer y otras demencias y consta de plantas
sótano, baja, primera y cubierta, con un total de 3.191 m2. El edificio tiene forma de L. Las
plantas sótano y baja ocupan el brazo vertical más próximo a la Residencia, mientras que la
planta primera ocupa la totalidad del edificio, desarrollándose la base de la L sobre planta
diáfana. La planta segunda o de cubierta la ocupa el ancho del núcleo de comunicación
vertical, común a todas las plantas.
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Localización geográfica Santa Cruz de la Palma
Zona climática A3 Altura de la localidad 15 m Uso del edificio Edificio terciario Altura entre plantas 4,55/3,5 m Superficie total 3.191 m2
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2.1. ESPACIOS DEL EDIFICIO
CENTRO DE ESTANCIAS DIURNAS
Zona de administración y despachos profesionales: -Despacho de dirección. -Despacho para administración general. -Despacho para trabajador social. -Servicio psicológico. -Servicio médico y primeros auxilios. Zona de atención especializada:
-Sala polivalente de actividades dividida a su vez en taller Terapéutico, sala de psicoestimulación y sala de laborterapia.
-Sala de rehabilitación y psicomotricidad. -Comedor. -Sala de descanso. -Office para uso personal. -Aseos para personal diferenciados por sexo. -Cuarto de limpieza. Zona de acceso:
-Vestíbulo de entrada y espera. -Control de acceso y seguridad con aseo. Servicios generales:
-Vestuarios. -Almacén general.
RESIDENCIA ESPECIALIZADA
Zona de administración: -Despacho de administración. -Sala de reuniones. Zona de acceso:
-Control central de planta y seguridad. Zona residencial:
-Habitaciones dobles: 15 -Habitaciones simples: 1 - Aseos habitaciones. -Baño asistido. -Enfermería y primeros auxilios. -Sala de estar. -Despacho psicóloco. -Despacho médico. -Comedor. -Sala de psicoestimulación. -Office. -Aseos para personal.
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Servicios generales: -Cuarto de lavado. -Almacén de farmacia. -Cuarto de limpieza. -Almacén de lencería. -Cuarto para recogida ropa sucia. -Almacén general. -Vestuarios.
2.2. PLANOS
Al final del trabajo se encuentra el anexo referente a los planos de cada planta del edificio en
estudio.
3. SISTEMA ENVOLVENTE
El edificio dispone de una envolvente de características tales que limita adecuadamente la
demanda energética necesaria para alcanzar el bienestar térmico en función del clima de la
localidad, del uso del edificio y del régimen de verano-invierno, así como por sus
características de aislamiento e inercia, permeabilidad al aire y exposición a la radiación solar.
Reduce el riesgo de aparición de humedades de condensación superficiales e intersticiales que
puedan perjudicar sus características y se trata adecuadamente los puentes térmicos para
limitar las pérdidas o ganancias de calor y evitar problemas higrotérmicos en los mismos.
3.1. CERRAMIENTOS
B1: Muro de sótano con impermeabilización exterior y trasdosado interior directo mediante
placa Virtuon Trespa FR.
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C2: Cerramiento de fachada formado por pared de bloque de hormigón vibrado de 15 cm de
espesor con revestimiento exterior de planchas de aluminio tipo Alucobond, aislamiento en
cámara y pared de bloque de hormigón vibrado de 9 cm de espesor con trasdosado directo
interior de placa Trespa Virtuon FR.
C3: Cerramiento de fachada formado por pared de bloque de hormigón vibrado de 15 cm de
espesor con revestimiento exterior de planchas de aluminio tipo Alucobond, aislamiento en
cámara y pared de bloque de hormigón vibrado de 9 cm de espesor con trasdosado directo
interior de placa Trespa Virtuon FR.
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3.2. FORJADOS
Cubierta: Cubierta plana transitable, no ventilada, con solado fijo, impermeabilización
mediante láminas asfálticas.
Solera: Forjado sanitario con capa de regularización de 2 cm de espesor, losa flotante de 5 cm
de espesor con aislante térmico (poliestireno extruido) de 30 mm de espesor y acabado de
vinilo/pvc.
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Techo: Falso techo Rockfon Sonar DXL oculto desmontable de 60x60. Forjado reticular sin
entrevigado, canto 30 cm, con capa de regularización de 2 cm de espesor, losa flotante de 5
cm de espesor con aislante térmico (poliestireno extruido) de 30 mm de espesor y acabado de
vinilo/pvc.
Voladizo: Forjado reticular sin entrevigado, canto 30 cm, con paramento inferior expuesto a la
intemperie, con acabado de vinilo/pvc.
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3.3. MEDIANERAS
M1: Medianera formada por tabique Geroblock de 6.5 cm de espesor y trasdosado directo
Trespa Virtuon FR.
3.4. TABIQUES
T1: Muro de bloques de hormigón vibrado de 20 cm de espesor con trasdosado directo de
placas Trespa Virtuon FR.
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T2: Tabique de ladrido de hormigón Geroblock de 6.5 cm de espesor, con trasdosado directo
de placas Trespa Virtuon FR en ambas caras.
T9: Pared doble de bloque de hormigón vibrado de 15 cm de espesor, aislamiento en cámara,
bloque de hormigón vibrado de 9 cm de espesor y trasdosado directo mediante placas Trespa
Virtuon FR en ambas caras.
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T10: Tabique sencillo de 10+70+10 mm de espesor, realizado con placas de resina
termoendurecibles, con dos hojas iguales tipo de Trespa Virtuon FR.
T11: Muro de bloques de hormigón vibrado de 20 cm de espesor con trasdosado directo de
placas de Trespa Virtuon FR en ambas caras.
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T13: Tabique sencillo de 10+70+10 mm de espesor, realizado con placas de resina
termoendurecibles, con dos hojas iguales tipo de Trespa Virtuon FR.
3.5. HUECOS Y LUCERNARIOS
3.5.1. Ventanas
Las ventanas serán todas de la misma composición, variando únicamente las dimensiones
en función del espacio al que pertenezcan.
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3.5.2. Puertas
Habrá dos tipos de puerta. Un tipo correspondiente a las situadas en la azotea y otro tipo
referente a las puertas automáticas de vidrio situadas en la entrada principal del centro.
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4. INSTALACIONES TÉRMICAS
El edificio dispone de varias unidades de tratamiento de aire (UTA) encargadas de los sistemas
tanto de climatización como de ventilación para cada uno de los espacios acondicionados.
Estas unidades de tratamiento son formadas por diferentes secciones combinables y
configurables para satisfacer, mediante la adopción de los componentes oportunos, todas las
formas de tratamiento de aire.
Por simplificación en el cálculo posterior de la calificación se han combinado en dos grupos de
forma que un grupo está destinado a climatizar el centro de estancias diurnas con sus
correspondientes horarios de uso y potencias y otro grupo para satisfacer la parte de la
residencia especializada.
Todas ellas disponen de enfriamiento gratuito mediante la colocación de baterías
hidráulicamente en serie con el evaporador de las enfriadoras. Además se emplean
recuperadores de calor con una eficiencia del 54%.
Grupo 1: UTA Centro de día
Ventiladores Refrigeración Calefacción
Caudal Potencia Total Sensible 45 kW
13.500 m3/h 3 kW 106 kW 101 kW
Grupo 2: UTA Habitaciones
Ventiladores Refrigeración Calefacción
Caudal Potencia Total Sensible 34,35 kW
4.500 m3/h 1,5 kW 36,20 kW 31 kW
4.1. CALEFACCIÓN Y ACS
La calefacción suministrada por la UTA depende de un circuito de agua caliente conectado a
una caldera de 230 kW. El circuito posee una bomba que recircula el agua entre la caldera y la
batería de calor de la UTA. La caldera además se encarga de adecuar el agua caliente sanitaria
del edificio.
BOMBA CIRCUITO AGUA CALIENTE
Caudal Altura Potencia Rendimiento del motor Rendimiento mecánico
8.600 l/h 10 m 0,39 kW 80% 77%
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El sistema de ACS tiene un apoyo solar térmico que cubre hasta un 70% de la demanda por
medio de unos paneles solares situados en la cubierta de la planta segunda. Está conectado a
dos acumuladores de 1900 litros y 2250 litros situados en la planta segunda y en el sótano,
respectivamente.
En los cálculos posteriores de la calificación se ha dividido la caldera en dos debido a que no es
posible simular una caldera mixta, estimándose una potencia calorífica para cada una de las
dos calderas ficticias.
Equipo
Caldera de pie, de baja temperatura, tecnología Thermostream (principio de anticondensación, no necesita temperatura mínima de retorno), con cuerpo de chapa de acero, 3 pasos de humos rodeando completamente el hogar y gran aislamiento térmico, para quemador presurizado de gasóleo o gas, construcción compacta, “BUDERUS”.
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4.2. REFRIGERACIÓN
La refrigeración suministrada por la UTA depende de un circuito de agua fría conectado a una
enfriadora con una capacidad de refrigeración de 142,5 kW. El circuito posee una bomba que
recircula el agua entre la enfriadora y la batería de frío de la UTA.
BOMBA CIRCUITO AGUA FRIA
Caudal Altura Potencia Rendimiento del motor Rendimiento mecánico
24.500 l/h 15 m 1,65 kW 80% 77%
Equipo
Equipo de refrigeración, aire-agua, modelo YLCC-152 V “YORK”, potencia frigorífica nominal 142,5 kW (temperatura de entrada del aire: 35°C; temperatura de salida del agua: 7°C, salto térmico: 5°C), caudal de agua nominal de 24,51 m3/h, caudal de aire nominal de 38.312 m3/h, presión de aire nominal de 50 Pa y potencia sonora de 90 dBA.
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5. ILUMINACIÓN DEL EDIFICIO
La iluminación está compuesta por lámparas fluorescentes T5 empotradas no ventiladas para
todo el edificio, variando la potencia total instalada en cada recinto en función de sus
necesidades así como el valor de la eficiencia energética de la instalación.
A continuación se exponen las características lumínicas de todos los espacios:
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6. DEMANDA DEL EDIFICIO
Para tener una aproximación de la eficiencia del edificio en estudio se realiza el cálculo y
comparación de la demanda del edificio objeto y del de referencia con la intención además de
satisfacer el cumplimiento del DB HE-1. El cálculo se realiza con la Herramienta Unificada
LIDER-CALENER reconocida por el Ministerio de Industria, Energía y Turismo.
6.1. SIMPLIFICACIÓN DE LOS ESPACIOS
Se han simplificado los espacios agrupándolos en otros de mayores dimensiones en donde se
comparten de forma aproximada mismos horarios de uso, iluminación, climatización y tipo de
espacio. A continuación se exponen unas tablas en donde se agrupan los espacios por planta.
Estos espacios serán los que se introduzcan en la Herramienta Unificada LIDER-CALENER
(HULC).
PLANTA SOTANO
Espacio simplificado Espacios que engloba Tipo de espacio P01_01 Ascensor No habitable
P01_02 ALM3 No acondicionado
P01_03 ESC1 No acondicionado
P01_04 ALM1 No acondicionado
P01_05 VBA1+CNX1+VBI1 No acondicionado
P01_06 No actuable No habitable
P01_07 ALM2 No acondicionado
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PLANTA BAJA
Espacio simplificado Espacios que engloba Tipo de espacio P02_01 LIM1+VBI2 No acondicionado
P02_02 Ascensor No habitable
P02_03 ESC2 No acondicionado
P02_04 ASV1+ASV2 No acondicionado
P02_05 VEI2+VBA2+AMD1+DES1 Acondicionado
P02_06 CON1+CON2+CON3 Acondicionado
P02_07 ASU1+ASU2 Acondicionado
P02_08 BÑA1 Acondicionado
P02_09 REP1 Acondicionado
P02_10 POL1+REH1+COM1+PAS1 Acondicionado
P02_11 PAS2+VBC1 Acondicionado
P02_12 OFF1+ASP1+ASP2 Acondicionado
P02_13 TEC1 No habitable
PLANTA PRIMERA
Espacio simplificado Espacios que engloba Tipo de espacio
P03_01 Ascensor No habitable
P03_02 ESC3 No acondicionado
P03_03 LIM2+VBI3 No acondicionado
P03_04 LEN1 No acondicionado
P03_05 HAB1-HAB9+ASH1-ASH9 Acondicionado
P03_06 HAB10-HAB17+ASH10-ASH17 Acondicionado
P03_07 TEC2 No habitable
P03_08 ASV1+ASV2 Acondicionado
P03_09 OFF2+BÑA2 Acondicionado
P03_10 PAS3+PAS4+PAS5+PAS6 No acondicionado
P03_11 ENF1+CON4+CON5 Acondicionado
P03_12 VBR1+REU1+ADM2+ASU5 Acondicionado
P03_13 FAR1 No acondicionado
P03_14 PSI1 Acondicionado
P03_15 LEN2+LEN3 No acondicionado
P03_16 COM2+EST1 Acondicionado
P03_17 ASP1+ASP2+ASP3 Acondicionado
P03_18 OFF3+ASP4+ASP5 Acondicionado
P03_19 LEN4 No acondicionado
PLANTA SEGUNDA
Espacio simplificado Espacios que engloba Tipo de espacio
P04_01 Ascensor No habitable
P04_02 ESC1 No acondicionado
P04_03 VES1+VES2+VES3+VES4+VES5 No acondicionado
P04_04 PAS6 No acondicionado
P04_05 MAQ1+VBA4+VBI4 No acondicionado
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6.2. CONDICIONES OPERACIONALES Y FUNCIONALES
El edificio se ha dividido en dos secciones con horarios diferentes. Por un lado se tiene el
centro de estancias diurnas cuyo horario irá desde las 7:00 de la mañana hasta las 21:00 y por
otro lado la residencia, que tendrá un horario permanente de 24 horas y abarca los espacios
que corresponden a las habitaciones.
El centro de estancias diurnas engloba además espacios con distinto nivel de utilización siendo
los siguientes:
CENTRO DE ESTANCIAS DIURNAS
Horarios y nivel de uso
Sótano Centro de día Vestuarios
Cargas internas 7:00-21:00
20% 7:00-21:00
100%
7:00 -> 100% 8:00 -> 20%
20:00 -> 100% 21:00 -> 20% Iluminación
Climatización No procede 7:00 -> 100%
20:00 -> 100%
HABITACIONES
Horarios y nivel de uso
Cargas internas 18:00-9:00 -> 100% 9:00-14:00 -> 40%
15:00-16:00 -> 50% 16:00-18:00 -> 60%
Climatización
Iluminación
22:00-8:00 -> 0%
8:00-9:00 -> 100% 9:00-15:00 -> 40%
15:00-16:00 -> 50% 16:00-19:00 ->60% 19:00-20:00 -> 70%
20:00-22:00 -> 100%
El grado de infiltración vendrá determinado por el uso de la climatización. En horario de
climatización los espacios se considerarán que están en sobrepresión y las infiltraciones serán
nulas. Así mismo las infiltraciones del sótano serán también nulas ya que se encuentra bajo
rasante y sin ningún tipo de hueco.
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6.3. CÁLCULO DE LA DEMANDA
Una vez recopilados todos los datos, introducidos en la herramienta y habiendo realizado las
simplificaciones pertinentes se procede al cálculo de la demanda energética.
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Al tratarse de un edificio donde se ha realizado una intervención importante de más del 25%,
la demanda energética tanto de calefacción como de refrigeración aparece conjunta. En
nuestro caso cumple el documento DB HE1 teniendo una demanda anual de 24,35 kWh/m2
estando el límite en 38,30 kWh/m2.
En el anexo “Verificación de requisitos del CTE-HE1”, documento administrativo que el
programa genera de carácter oficial, aparecen los cálculos más detallados.
7. CALIFICACIÓN ENERGÉTICA
7.1. INTRODUCCIÓN
La calificación energética de un edificio pretende dar una idea de cómo es de eficiente. A
través de unos indicadores o coeficientes que se obtienen en la comparación del edificio
objeto con el de referencia, se establece una escala desde la A hasta la G, siendo la A la que
mayor eficiencia representa. Los distintos indicadores de la calificación serán:
-Emisiones de CO2
-Consumo de energía primaria
-Consumo de energía final
Para un indicador de 1 le corresponderá la letra C e indicará que tanto el edificio objeto como
el de referencia tienen las mismas emisiones de CO2 y consumos energéticos.
El cálculo de la calificación energética será llevado a cabo por el programa CALENER GT
destinado a grandes edificios del sector terciario.
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7.2. NIVELES DE REFERENCIA
Las características del edificio objeto son conocidas ya que son introducidas por el usuario,
pero no así las del edificio con el que es comparado. Los niveles de referencia establecen las
condiciones que tiene del edificio de referencia, en este caso las que se utiliza el software
CALENER GT.
7.2.1. Emisiones debidas al consumo de iluminación
El horario de variación de la iluminación es el mismo que el del edificio objeto. El tipo
de luminaria será fluorescente no ventilada.
El valor de la eficiencia energética de la iluminación (VEEI) es introducida por el usuario
para cada espacio y corresponderá al valor límite que el CTE HE3 establece para cada
uno de ellos.
La potencia eléctrica instalada para la iluminación por unidad de área se calculará
considerando que el nivel lumínico punta, expresado en lux, es igual al del edificio
propuesto.
Los espacios no tendrán control automático de la iluminación artificial en función de la
natural.
7.2.2. Emisiones debidas al consumo de ACS
La demanda de ACS será la misma que la del edificio objeto.
La demanda de ACS no cubierta por vía solar será dada mediante efecto joule.
7.2.3. Emisiones debidas al consumo de climatización
La calidad constructiva de los elementos de la epidermis es cambiada por los mínimos
que establece el código técnico en lo referente a las calidades de la envuelta (CTE-
HE1).
El rendimiento medio estacional para la calefacción y la refrigeración se toman iguales
a 0,75 y 1,70 respectivamente.
Los tipos de energía utilizadas son electricidad para la refrigeración y gasóleo para la
calefacción.
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7.3. EXPORTACIÓN A CALENER GT
Actualmente para obtener el certificado de calificación energética es necesario montar el
edificio en la HULC y posteriormente exportarla a CALENER GT para introducir los equipos de
climatización y ACS.
En las tres últimas versiones actualizadas de la HULC se cometen diversos errores a la hora de
exportar la información así como obtener posteriormente la documentación administrativa
generada por la HULC. Una vez exportados a CALENER se corrigieron y se procedió a la
calificación.
Se realizaron los cálculos con la versión 1.0.1493.1049 con fecha de 10 de marzo de 2016 que
fue la más estable de las tres últimas. La última actualización a día de hoy es la 1.0.1528.1109
con fecha 12 de julio de 2016.
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7.4. DEFINICIÓN DE SISTEMAS
Las características de los sistemas ya fueron definidas anteriormente, aquí solo se indicará la
estructura que se ha seguido para introducirlos en CALENER.
7.4.1. Subsistemas primarios
Son todos aquellos equipos y dispositivos encargados de la generación de la energía térmica,
calorífica y frigorífica, así como de su transporte y su distribución desde los equipos
generadores hasta los consumidores. Estos subsistemas comprenden:
- Circuito de agua caliente.
- Circuito de agua fría.
- Bombas de agua para ambos circuitos.
- Enfriadora.
- Caldera mixta.
7.4.2. Subsistemas secundarios
Son todos aquellos equipos y dispositivos encargados del tratamiento y la distribución del aire
a los locales. En nuestro caso se disponen de dos tipos de UTA encargadas de climatizar todos
los espacios acondicionados.
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Subsistemas primarios.
Subsistema secundario. UTA.
7.5. CALIFICACIÓN
CALENER GT emplea como motor de cálculo el programa DOE-2.2 realizado por el
Departamento de Energía de EE.UU. y el Laboratorio Berkeley de igual nacionalidad. DOE-2
tiene básicamente un subprograma para traducir el archivo de entrada del usuario (Procesador
BDL), y tres subprogramas de simulación (CARGAS, SISTEMAS y ECONOMICO). Los
subprogramas CARGAS y SISTEMAS se ejecutan en secuencia para cada paso de tiempo (1
hora), de forma que las salidas de cargas son las entradas de SISTEMAS, y las salidas de
sistemas son las entradas de ECONOMICO.
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El proceso de simulación tarda unos segundos tras los cuales aparece un mensaje donde indica que la simulación ha concluido sin errores. Posteriormente se deberá regresar a la HULC donde se activará la casilla “Ver resultados” y el botón que genera el informe administrativo.
El edificio en estudio obtiene una calificación B en su conjunto tanto para el consumo de
energía primaria no renovable como para las emisiones de dióxido de carbono. Esta
calificación será mejorada posteriormente en la sección de mejoras propuestas del presente
trabajo. Al final del mismo se encuentra el anexo “Certificado de Eficiencia Energética de
Edificios” donde aparece con más detalle dicha calificación.
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8. PLAN DE GESTIÓN ENERGÉTICA
8.1. INTRODUCCIÓN
La gestión energética de un edificio se define como el estudio íntegro que analiza la situación
actual de su consumo energético e implanta sistemas de control de la energía. A la vez, busca
alternativas en fuentes de energías renovables y la protección medioambiental, tanto en el
diseño del proyecto como en la ejecución y coordinación de las instalaciones.
Esta gestión debe contribuir a fijar los objetivos a corto, medio y largo plazo para conseguir la
optimización de los recursos energéticos, así como establecer las medidas, acciones y
modificaciones que permitan reducir el consumo de energía.
Para lograr gestionar de manera eficiente y sostenible las instalaciones consumidoras de
energía resulta imprescindible la incorporación de la figura del “Gestor Energético”. Será quien
se encargue de velar y administrar la eficiencia energética a través de actuaciones de mejora y
mantenimiento de las instalaciones térmicas, eléctricas y de alumbrado, potenciando medidas
de ahorro y eficiencia con la finalidad de una reducción de la facturación energética.
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La implementación de un sistema gestión energética (SGEn) puede darse en cualquier tipo de
organización, sin importar su actividad, tamaño o consumo energético y conlleva una serie
beneficios a la empresa que lo aplique.
8.2. NORMA UNE-EN ISO 50001:2011
Las normas ISO, de validez internacional, son desarrolladas por comités técnicos designados
por el organismo internacional de normalización (ISO), federación mundial de organismos
nacionales de normalización. La ISO 50001 se basa en el modelo ISO de sistemas de gestión,
que permite a una organización definir una estructura probada para lograr la mejora continua
en sus procedimientos y procesos.
Esta norma internacional especifica los requisitos para establecer, implementar, mantener y
mejorar un sistema de gestión energética, con el propósito de permitir a una organización
contar con un enfoque sistemático para alcanzar una mejora continua en su desempeño
energético, incluyendo la eficiencia energética, el uso y el consumo de la energía.
Los sistemas de gestión basados en las normas ISO son bien conocidos por su capacidad de
mejora continua en los campos de la Calidad, Seguridad y Salud y el Medio Ambiente. La
variable energética es fácilmente integrable en los sistemas ya existentes, por lo que la base
estructural es aprovechable y la carga documental y burocrática es mínima.
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Un SGEn funciona de forma cíclica pasando por cinco etapas fundamentales:
8.2.1. Responsabilidad de la Dirección y Política energética
La norma ISO 50001 exige que la dirección de la organización demuestre su compromiso con la
mejora continua de la gestión de la energía. El desarrollo de una política energética, es el
motor para implantar un SGE. La política supone el compromiso con la mejora continua de la
eficiencia energética establecido por la alta dirección de la organización y puede verse
integrado dentro de su política ambiental o de gestión, de ámbito más global.
8.2.2. Planificación
Para conocer la situación de partida de la organización es necesario identificar las variables
que afectan a los consumos pudiendo ser estas el volumen de producción, la temperatura
externa o la ocupación del edificio. Por tanto, implica la recopilación de los datos de consumos
de los que disponga la organización y la identificación con aquellas áreas donde son mayores
y/o con mayor potencial de mejora.
8.2.3. Implementación y operación
En este apartado se tratan muchos aspectos y requisitos que son comunes a otras normas de
sistemas de gestión como la ISO 9001 y la ISO 14001.
Competencia, formación y toma de conciencia.
Formación.
Documentación.
Además, incluye otros requisitos específicos de gestión energética:
Control operacional: Operaciones productivas, servicios y actividades de
mantenimiento relacionadas con el uso de la energía, estableciendo criterios eficaces
de consumo energético.
Diseño y adquisición de servicios, productos, equipos y energía, considerando
oportunidades de mejora en el diseño y compras desde el punto de vista del consumo
energético.
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8.2.4. Verificación
La norma ISO 50001 precisa de la mejora continua del desempeño energético, por tanto la
organización debe mejorar su comportamiento energético si quiere conservar la certificación.
Para medir esta mejora se tienen en cuenta las variables que afectan a estos consumos, como
puede ser el aumento de ocupación. Para ello se evalúa el consumo real de la organización
frente al esperado, teniendo siempre en cuenta esas variables, y se define un conjunto de
indicadores de comportamiento energético adecuados.
8.2.5. Revisión por la dirección
Finalmente y como cierre del ciclo de mejora continua, la norma exige que la dirección de la
organización haga una revisión global del SGEn y de los resultados de su implantación,
proponiendo nuevas directrices que faciliten y extiendan su aplicación con el objetivo de seguir
mejorando su desempeño energético.
8.3. MANTENIMIENTO E INSPECCIÓN
Otro punto importante que afecta al incremento del consumo energético de un edificio es el
cambio de comportamiento de las instalaciones térmicas debido a la falta de mantenimiento.
La sustitución de elementos defectuosos por otros nuevos y la limpieza tanto de máquinas,
conductos, tuberías y luminaria, asegura la no variación de los rendimientos de las
instalaciones y por tanto un ahorro energético derivado de los mismos. Por ello es
imprescindible realizar inspecciones periódicas a lo largo de su vida útil.
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8.3.1. Mantenimiento preventivo
El Reglamento de Instalaciones Térmicas de los Edificios (RITE) establece en la instrucción
técnica IT 3 las exigencias que deben cumplir las instalaciones térmicas con el fin de asegurar
que su funcionamiento, a lo largo de su vida útil, se realice con la máxima eficiencia
energética, garantizando la seguridad, la durabilidad y la protección del medio ambiente, así
como las exigencias establecidas en el proyecto o memoria técnica de la instalación final
realizada.
Operaciones de mantenimiento preventivo y su periodicidad:
OPERACIÓN PERIOCIDAD
1. Limpieza de evaporadores t
2. Limpieza de condensadores t
3. Comprobación de la estanqueidad y niveles de refrigerante y aceite de los equipos frigoríficos
m
4. Comprobación y limpieza, si procede, de circuito de humos de la caldera 2 t
5. Comprobación y limpieza, si procede, de conductos de humos y chimenea 2 t
6. Limpieza del quemador de la caldera m
7. Revisión del vaso de expansión m
8. Revisión de los sistemas de tratamiento de agua m
9. Comprobación del material refractario 2 t
10. Comprobación de estanqueidad de cierre entre quemador y caldera m
11. Revisión general de la caldera de gas t
12. Comprobación de niveles de agua en circuitos m
13. Comprobación de estanqueidad de circuitos de tuberías t
14. Comprobación de estanqueidad de válvulas de interceptación 2 t
15. Comprobación de tarado de elementos de seguridad m
16. Revisión y limpieza de filtros de agua 2 t
17. Revisión y limpieza de filtros de aire m
18. Revisión de baterías de intercambio térmico t
19. Revisión y limpieza de aparatos de recuperación de calor 2 t
20. Revisión de unidades terminales de distribución de aire 2 t
21. Revisión y limpieza de unidades de impulsión y retorno de aire t
22. Revisión de equipos autónomos 2 t
23. Revisión de bombas y ventiladores m
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24. Revisión del estado del aislamiento térmico t
25. Revisión del sistema de control automático 2 t
26. Instalación de energía solar térmica *
27. Comprobación del estado de almacenamiento del biocombustible sólido s
28. Apertura y cierre del contenedor plegable en la instalación de biocombustible sólido
2 t
29. Limpieza y retirada de cenizas en la instalación de biocombustible sólido m
30. Control visual de la caldera de biomasa s
31. Revisión de los elementos de seguridad de la instalación de biomasa m
s: una vez a la semana m: una vez al mes; la primera al inicio de temporada t: una vez por temporada (año) 2 t: dos veces por temporada (año); una al inicio de la misma y otra a la mitad del período de uso, siempre que haya una diferencia mínima de dos meses entre ambas *: el mantenimiento de estas instalaciones se realizará de acuerdo con lo establecido en la Sección HE4 “Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria” del Código Técnico de la Edificación
8.3.2. Programa de gestión energética
Se deberá realizar un análisis y evaluación periódica del rendimiento de los equipos
generadores de calor o frío en función de su potencia térmica nominal instalada, midiendo y
registrando valores de acuerdo con lo establecido en las siguientes tablas:
Medidas de generadores de calor Periodicidad
1. Temperatura o presión del fluido portador en entrada y salida del generador de calor
3 m
2. Temperatura ambiente del local o sala de máquinas 3 m
3. Temperatura de los gases de combustión 3 m
4. Contenido de CO y CO2 en los productos de combustión 3 m
5. Índice de opacidad de los humos y de contenido de partículas sólidas en combustibles sólidos.
3 m
6. Tiro en la caja de humos de la caldera 3 m
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Medidas de generadores de frío Periodicidad
1. Temperatura del fluido exterior en entrada y salida del evaporador 3 m
2. Temperatura del fluido exterior en entrada y salida del evaporador 3 m
3. Temperatura y presión de evaporación 3 m
4. Temperatura y presión de condensación 3 m
5. Potencia eléctrica absorbida 3 m
6. Potencia térmica instantánea del generador, como porcentaje de la carga máxima
3 m
7. CEE o COP instantáneo 3 m
8. Caudal de agua en el evaporador 3 m
9. Caudal de agua en el condensador 3 m
3 m: cada tres meses; la primera al inicio de la temporada.
En las instalaciones de energía solar térmica se realizará un seguimiento periódico
del consumo de agua caliente sanitaria y de la contribución solar, midiendo y registrando los
valores. Una vez al año se realizará una verificación del cumplimiento de la exigencia que
figura en la Sección HE 4 “Contribución solar mínima de agua caliente” del Código Técnico de la
Edificación.
La empresa mantenedora asesorará al titular, recomendando mejoras o
modificaciones de la instalación así como en su uso y funcionamiento que redunden en una
mayor eficiencia energética. Además realizará un seguimiento de la evolución del consumo de
energía y de agua de la instalación térmica periódicamente, con el fin de poder detectar
posibles desviaciones y tomar las medidas correctoras oportunas. Esta información se
conservará por un plazo de, al menos, cinco años.
8.3.3. Inspecciones periódicas de eficiencia energética
La inspección del generador de calor o frío comprenderá un análisis y evaluación del rendimiento así como una inspección del registro oficial de las operaciones de mantenimiento que se establecen en la IT. 3, relacionadas con el generador de calor o frío y de energía solar térmica, para verificar su realización periódica, así como el cumplimiento y adecuación del “Manual de Uso y Mantenimiento” a la instalación existente.
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Cuando la instalación de calor o frío tenga más de quince años de antigüedad, contados a partir de la fecha de emisión del primer certificado de la instalación, se realizará una inspección de toda la instalación térmica, que comprenderá, como mínimo, las siguientes actuaciones:
a. Inspección de todo el sistema relacionado con la exigencia de eficiencia energética regulada en la IT1. del RITE.
b. Inspección del registro oficial de las operaciones de mantenimiento que se establecen en la IT.3, para la instalación térmica completa y comprobación del cumplimiento y la adecuación del “Manual de Uso y Mantenimiento” a la instalación existente;
c. Elaboración de un dictamen con el fin de asesorar al titular de la instalación, proponiéndole mejoras o modificaciones en su instalación, para mejorar su eficiencia energética. Las medidas técnicas estarán justificadas en base a su rentabilidad energética, medioambiental y económica.
9. MEJORAS PROPUESTAS
9.1. IMPLANTACIÓN DE UNA INSTALACIÓN SOLAR FOTOVOLTAICA
En este apartado se hace un estudio económico y se comprueba cómo mejora la calificación
del edificio al introducir un sistema solar fotovoltaico para la generación de energía eléctrica.
Esta energía sustituirá la consumida por el edificio proveniente de la red que procede
principalmente de fuentes no renovables.
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CONSUMOS
Se va a diseñar una instalación que cubra el 30% del consumo eléctrico anual proveniente de la
utilización de la refrigeración e iluminación del edificio. Para ello se recogen los consumos de
energía final calculados por la HULC teniendo:
-Refrigeración: 41,15 kWh/año m2 de energía primaria no renovable.
-Iluminación: 83,61 kWh/año m2 de energía primaria no renovable.
Para conocer la energía primaria no renovable total consumida al año por el edificio basta con
multiplicar los metros cuadrados habitables del edificio por el gasto en iluminación y los
metros cuadrados climatizados por el gasto en refrigeración:
-41,15 x 1.955,68 = 80.476,23 kWh/año
-83,61 x 2.466,03 = 206.184,77 kWh/año
- TOTAL: 286.661 kWh/año
Como se quiere conocer cuál es el consumo eléctrico debido a estos dos parámetros, se divide
por el factor de paso de la energía eléctrica a la primaria no renovable, siendo este factor
1,954.
- Consumo eléctrico: 286.661/1.954 = 146.704,71 kWh/año
Se va a diseñar una instalación que cubra hasta un 30% del consumo anual de energía eléctrica
del edificio y será procedente de los paneles solares fotovoltaicos. Por tanto se necesitarán:
- 146.704,71 x 0,30 = 44.011,4 kWh/año
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IRRADIANCIA
Para conocer la irradiancia del lugar se utiliza como apoyo la herramienta PVGIS, que estima la
irradiancia a lo largo del año, de forma mensual, y calcula el ángulo óptimo de los paneles
fotovoltaicos para sacar el máximo provecho a la energía procedente del Sol. Se supone que
dicho ángulo se mantiene constante durante todo el año.
La irradiancia media anual con un ángulo óptimo de 26° de los paneles es de 5.750 Wh/m2dia.
Suponiendo que la instalación fotovoltaica tenga un rendimiento total del 12%, la energía que
será posible obtener del Sol y transformarla en electricidad será por tanto:
- 5.750 x 0,12 = 690 Wh/m2dia 690 Wh/m2dia x 365 días/año = 251,85 kWh/m2año
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PANELES SOLARES FOTOVOLTAICOS
El área de captación necesaria para poder obtener esta cantidad de energía se obtendrá de:
Si se utilizan paneles con un área de 2 m2 aproximadamente serán necesarios:
- 174,75 / 2 = 88 paneles
COSTE DE INVERSIÓN
Con la aplicación “generador de precios” se estima el coste aproximado de la instalación y a
partir de ahí, se obtiene el tiempo de retorno simple.
Elemento Unidades Coste unitario (€) Coste total (€)
Modulo solar fotovoltaico 88 450 39.600
Mantenimiento modulo 88 6,75 594
Inversor 2 2.000 4.000
Mantenimiento inversor 2 30 60
Otros materiales - 7.000
51.254
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Como se tiene un ahorro energético de 44.011,4 kWh/año y suponiendo que el coste medio
de la electricidad está en 0,12€/kWh, se obtendría un ahorro económico de:
- 44.011,4 x 0,12 = 5281,4 € al año.
El tiempo que pasará hasta recuperar la inversión inicial en la instalación será de unos:
- 51.254 € / 5281,4 € por año = 9,7 años.
CALIFICACIÓN OBTENIDA
Implantando este sistema y considerando la reducción de electricidad en un 30% de la
demandada por la climatización e iluminación se obtendrá la siguiente calificación:
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Se mantiene la misma calificación global que sin haber realizado ningún cambio en los
sistemas. Sin embargo, se han mejorado los indicadores parciales tanto de refrigeración como
de iluminación, pasando desde una E a una C tanto para el nivel de emisiones de CO2 como
para el consumo de energía primaria no renovable.
9.2. CAMBIO DE LA CALDERA ACTUAL POR OTRA DE BIOMASA
En este apartado se hace un estudio económico y se comprueba cómo mejora la calificación
del edificio al sustituir la caldera de gas natural por otra caldera de biomasa para la generación
de calefacción.
Las emisiones de CO2 para la biomasa, el biogás y los biocarburantes, se considera un saldo
neutro, realizando la hipótesis de que las emisiones de CO2 en el proceso de combustión se
compensan con la absorción de este gas durante la fase de crecimiento vegetal.
Se instalará una caldera para la combustión de pellets con una potencia nominal igual a la que
sustituye y cuyo precio, puesta en obra y características han sido estimadas en el “generador
de precios”.
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COSTES DE COMBUSTIBLES
Gas natural: Para conocer el coste económico procedente del consumo de gas natural será
necesario consultar el coste unitario del gas, la energía consumida para satisfacer la demanda
de calefacción, así como el rendimiento de la caldera.
Energía primaria no renovable para producción de calor: 18,29 kWh/m2
Área climatizada: 1.955,68 m2
Rendimiento de la caldera: 0,9
Coste gas natural: 0,04939 €/kWh
Coste total del combustible:
Combustible sólido (pellets): Para conocer el coste económico al usar este combustible en vez
del gas natural será preciso conocer su poder calorífico inferior y el coste unitario del Kg.
PCI: 4,57 kWh/kg
Coste unitario: 0,175 €/kg
Rendimiento Caldera: 0,75
Coste total del combustible:
Como se puede comprobar, a efectos económicos resulta inviable instalar una caldera de
biomasa dado que hay un aumento de 59,65 € anuales en el gasto de combustible. Mientras
los precios unitarios de ambos combustibles sigan a la misma distancia uno de otro se
mantendrá esta situación.
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10. BIBLIOGRAFÍA
Proyecto “CENTRO DE ATENCIÓN A PERSONAS CON ALZHEIMER Y OTRAS DEMENCIAS EN EL
CENTRO SOCIOSANITARIO DE LAS NIEVES”. Arquitecto Benigno M. Pestana Gómez.
Resistencias térmicas de los bloques elaborados con picón, de utilización más
frecuente en canarias y cálculo de la transmitancia para algunas soluciones
constructivas. Gobierno de Canarias.
http://www.fnenergia.com.es/services/gestion-energetica
http://www.generadordeprecios.info
http://www.aec.es/web/guest/centro-conocimiento/gestion-de-la-energia
https://www.upo.es/infraestructuras/sistemas-gestion/sgiee/
UNE ISO-EN 50001:2011. Sistemas de Gestión de la Energía. AENOR
Real Decreto 1027/2007 de 20 de Julio, por el que se aprueba el Reglamento de
Instalaciones Térmicas en los Edificios.
Eficiencia energética en edificios. Certificación y auditorías energéticas. Francisco
Javier Rey Martínez y Eloy Velasco Gómez.
Trabajo Fin de Máster Calificación Energética y Plan de Gestión de Energía del “Edificio
Joven”. Raquel Hernández Peinado. Universidad de Jaén.
CALENER GT Manual de Usuario.
CALENER GT Manual Técnico.
Sistema de Gestión Energética. Preguntas frecuentes. Asociación de Empresas de
Eficiencia Energética año 2016.
http://www.soloarquitectura.com/foros/
http://www.soloingenieria.net/foros/
http://www.codigotecnico.org/index.php/menu-recursos
http://www.idae.es/index.php/idpag.17/relmenu.329/mod.pags/mem.detalle