pren13790 la salle
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1HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Josep Sole
European Sustainability & Technical ManagerURSA INSULATION
Fundamentos de eficiencia energética yEl Calculo de la demanda energéticaprEN ISO 13790
2HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Josep Sole
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EDIFICIOSFundamentos:La demanda energética en edificioscomo herramienta de diseño
3HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Energía en edificios
• Demanda Energética
• Cantidad de energía necesaria para mantener el confort
Demanda ���� f(topología constructiva + uso de edificio)• Consumo Energía Final
• Cantidad suministradaConsumo = Demanda * Ineficacia sistemas
• Energía primaria
• Cantidad producida
E.Primaria = Consumo * Ineficacia producción
Primary energy
Delivered
energy
Transformation
Net energy
Generated energy Delivered
Total energy use
4HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Consumo de energía en Europa
La cantidad de energía consumida por los edificios en Europa (41%) no es irrelevante en relación a la Industria y el transporte
Millones de tep
379
262
288
Edificios Industria Transporte
EC Green Paper 1995
El sector de la edificación tiene una responsabilid ad inexcusable en la protección del medio ambiente
5HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Tendencia del consumo energético
12000
14000
16000
18000
20000
22000
24000
26000
1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014
Kte
p
base eficiente
La tendencia manifestada en el consumo de energía de los edificios es claramente creciente
Documento E4 IDAE
Sin acciones correctoras decididas el futuro es cla ramente INSOSTENIBLE
6HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Uso de energía en edificios y fases del ACV
Production and demolition1 %
Materials 14 %
Use 85 %
El “uso” del edifico es la fase “crucial”
7HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Uso energía en las viviendas
La climatización (Calefacción / Refrigeración) representa el mayor consumo del edificio.Esta justificado ahorrar en donde el consumo es mayor.
Algunos usos son independientes de la arquitectura del edifico.Es de menor eficacia intentar reducir en aquellos usos que son globalmente poco relevantes.
46%
21%
16%
10%
7%
Climatizacion Agua Caliente ElectrodomesticosCocina Iluminación Fuente IDAE 2004
8HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
CÁLCULOS ENERGÉTICOS EN EDIFICIOS:
Evaluar en fases de proyecto la Energía neta demandada por los edificios para Calefacción y Refrigeración con el fin de servir de base para un mejor diseño energético de los edificios y su posterior calificación.
Propone dos métodos:• Método Mensual
• Método horario simplificado• Métodos dinámicos
9HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Balance térmico edificios
10HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
La limitación de la demanda
• El emplazamiento (climatología)
• El diseño
• La orientación.
• La transmisión térmica (aislamiento)
• La captación solar (soleamiento)
• La ventilación (renovación de aire)
• Las ganancias internas (uso)
• Características dinámicas (inercia)
11HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Climatología / Orientación
Es un dato de partida que no puede modificarse pero debe onsiderarse:
El grado de libertad del proyectista es muy limitado
Comprende principalmente:
Temperaturas (media / horaria)
Radiación Solar (media / horaria)
Orientación
Inclinación
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324
Rad
Sol
ar
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Tem
pera
tura
N E S W H Te(h)
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
Rad
.Sol
ar W
/m2
dia
0
5
10
15
20
25
Tem
p.
Rad Horizontal Rad:Vertical (S) Rad.Vert (E) Rad.Vert (O) Rad.Vert (N) Temp
12HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Climatología / Orientación
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 111213 141516 171819 202122 2324
0
5
10
15
20
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30
35
NORTE ESTE SUR SUR-OESTE
CUBIERTA SUR-ESTE OESTE Te(h)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
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1000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1213 141516171819 2021 22 23 24
0
5
10
15
20
25
30
35
NORTE ESTE SUR SUR-OESTE
CUBIERTA SUR-ESTE OESTE Te(h)
ENERO (svq) JUNIO (svq)
Todas las horas con Te < TcalEquilibrio entre radiaciones SE; S y SO
Ciertas horas con Te > Tref; otras con Te < TrefPreponderancia de la radiación sobre cubiertas
Simultanead T alta con Radiación solar alta
13HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
DISEÑO
La compacidad del edifico determina el comportamiento térmico del mismo.
Compacidad = Volumen encerrado / Superficie envolvente.El abuso de retranqueos, ángulos, cuerpos en vuelo,...dificulta la reducción
de la demanda energética del edificio.
14HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Energía en la edificación
Se trata de establecer balances durante un periodo de calculo sobre:
Transmisión Térmica
Renovación de aire
Captación Solar
Aportaciones internas
DEMANDA ENERGÉTICA
15HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
La Transmisión Térmica
Representa la cantidad de calor que el edifico intercambia con el exterior u otros edificios debido a la diferencia de temperatura.
Reducir la transmisión térmica evita las perdidas de calor en régimen de invierno y evita el sobre-calentamiento en régimen de verano.
El grado de libertad del proyectista es casi ILIMITA DO
Reducir la transmisión es SIEMPRE FAVORABLE para limitar la demnada
El aumento de AISLAMIENTO es clave para reducir la tra nsmisión
16HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Conductividad Térmica λ
Cantidad de calor que atraviesa un material de:
� Superficie unitaria� Espesor unidad� Durante una unidad de tiempo� Cuando la diferencia de
temperatura es de una unidadd=1d=1
S=1S=1
∆∆∆∆∆∆∆∆T=1T=1
t=1t=1
Unidades:W/(m·K) = 0,86 Kcal/(h·m·ºC)
λ � = AISLAMIENTO�λ � = AISLAMIENTO�
17HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Resistencia Térmica Rt
Representa la dificultad que ofrece un producto (o capa) en dejarse atravesar por el calor.
Es el resultado del binomio:Rt = Espesor / Conductividad
Unidades:m2·K/W = 1,16 m2·h·ºC/Kcal
R � = AISLAMIENTO �R � = AISLAMIENTO �
18HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Coeficiente U parcial
Representa la cantidad de calor que atraviesa un cerramiento debido a la diferencia de temperatura.
Unidades:W/m2·K = 0,86 Kcal/m 2·h·ºC
U � = AISLAMIENTO �La R.térmica del aislante
permite reducir U
U � = AISLAMIENTO �La R.térmica del aislante
permite reducir U
19HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Casos habituales (UNE EN 6946)
Rse R1 R2 R3 RsiRse R1 R2 R3 RsiRse R1 R2 R3 Rsi Rse R1 R2 Rca R3 RsiRse R1 R2 Rca R3 RsiRse R1 R2 Rca R3 Rsi Rsi R1 R2 RsiRsi R1 R2 RsiRsi R1 R2 Rsi
RseRRsiU
+Σ+= 1
RseRextRcatinRRsiU
+Σ++Σ+= 1
RsiRintRsiU
+Σ+= 1
Cerramientos“compactos”
Cerramientos“con camara de aire”
Cerramientos“con camara de aire
ventilada”
20HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Coeficiente Upromedio
Representa la media ponderada de los diferentes elementos que forman el cerramiento.
Deben considerarse todos los elementos con S i > 0,5 m2
U = ΣΣΣΣ (Si · Ui) / ΣΣΣΣ Si
Calculo de U:
EN 6946 Elementos constructivos
EN 13370 En contacto con terreno
21HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Las Aberturas
Af Ag Af Ag Af
Uf Uf UfUg Ug
ψl
ψl
Uw = (Ug*Ag + Uf*Af + ΨΨΨΨ*l) / (Ag+Af)
No olvidar la importancia de los marcos
22HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Puentes Térmicos
Se asocia principalmente a las “intersecciones” entre elementos constructivos o a substanciales diferencias entre la geometría interior y exterior.
Exige un calculo mediante elementos finidos en 2 Dimensiones
Se obtiene el coeficiente de transmisión térmica lineal Ψ que debe añadirse a los superficiales
Se obtiene el coeficiente fRsi de temperatura superficial
ΨΨΨΨ
θsi min
ei
eisRsif
θθθθ
−−
=
23HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Ejemplos PT
PILARES
PERSIANAS
JAMBAS
FRENTE FORJADO
24HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Tipos de Puentes termicos
Integrados:Forman parte de un cerramiento (presentan una superficie aparente)
De contorno:Se forman por la intersección de un cerramiento con otro
25HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Transmisión térmica elementos opacos
Elementos exteriores opacos
• Elementos homogéneos
Ui = 1/ (Rsi + Σ Ri + Rse)
• Discontinuidades
• U = Σ (Si Ui) / Σ Si
• Cantidad de energía
Φ = S U (θi-θe) t
Puntos fundamentales
• Aislamiento suficiente
• Minimización heterogeneidades
• Tratamiento puentes térmicos
26HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Ejemplo
1,27
0,81
8,26,42L2D
3TOTAL
331Frente F
Ψ·llΨ
5,26,42U
0,080,140,61Alfeizar
1,300,542,41Jambas
0,930,841,11Persiana
2,894,90,59Opaco
Ui·SiSiUi3 m
2,7m
La degradación térmica provocada por los puentes térmicos lineales es
suficientemente considerable
27HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Transmisión térmica elementos interiores
Elementos interiores
•Tienen iguales consideraciones que los elementos exteriores pero con un salto térmico “reducido”
El valor b depende del grado de exposición
•Otras viviendas, Otros edificios, Zonas no acondicionadas, parking,...
•U = Up*b
28HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Transmisión térmica global
Total edificio
• Elementos exteriores Σ Sex Uex
• Elementos interiores Σ Sin Uin b
• Elementos transparentes Σ Str Utr
TOTAL
HT = Σ Sex Uex + Σ Sin Uin b + Σ Str Utr
Cantidad de energía
ΦΦΦΦ = HT (θθθθi-θθθθe) t
Positiva en “verano” y negativa en Invierno
29HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Captación solar
Representa la capacidad de energía que el edifico recibe proveniente del sol.
Un aumento de la capitación solar es beneficioso en régimen de inverno pero perjudicial en régimen de verano.
En climas mixtos Calefacción / Refrigeración debe co mbinarse una adecuada captación en régimen de invierno con una s uficiente protección
en régimen de verano
30HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Factor solar elementos transparentes
• En elementos transparentes esta directamente relacionado con la transparencia
• En elementos opacos la radiación se transforma en onda térmica que se transmite por conducción a través del cerramiento
Indica la cantidad de calor que atraviesa un cerramiento debido a la radiación solar incidente.
31HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Factor solar elementos opacos
NORMA EN 13792
Con cámara de aire NO VENTILADA
Sf = αααα U Rse
Con cámara de aire VENTILADA
Sf = αααα Rse Ue Ui /(Ue+Ui+6,7)
α = 0,3 Color Claro 0,6 Medio 0,9 Oscuro
Cuando aumenta U (aislamiento bajo) aumenta Sf = Mayor cantidad de energía transmitida
En un edificio bien aislado solo se consideran los elementos transparentes
UN BUEN AISLAMIENTO PROTEGE TAMBIEN DEL CALOR
32HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Protecciones solares
α
α
α
α
Factor de sombra cornisas (Fsc)
Factor de sombra pantallas (Fsp)
Factor de sombra horizonte (Fsh)
33HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Ganancias solares
Se estiman a partir de:
• Superficie de captación (A)
• Radiación Solar Incidente (IS)
• Factor solar de las aberturas (FS)
• Factor de carpintería (Ff)
• Factor de protección de la abertura (Fc)
• Factor de sombras externas (Fsc*Fsp*Fsh)
• Qs = ΣΣΣΣ A IS FS Ff Fc Fsc Fsp Fsh t
Factor solar modificado
34HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Ejemplo
3 m
2,7m
Ui Si Fsi Si·FsiOpaco 0,59 4,9 0,014 0,069 5%Persiana 1,11 0,84 0,027 0,022 2%Jambas 2,41 0,54 0,058 0,031 2%Alfeizar 0,61 0,14 0,015 0,002 0%Ventana 1,8 0,7 1,260 91%U 8,22 1,385 100%
El 90% de la captación solar procede de los huecos
1,5 m
1,2m
35HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Renovación de aire
El aire introducido en el edificio por estar a diferente temperatura provoca un flujo de calor
HV = 0,34 n V
n = numero de renovaciones hora
V = Volumen del local
Cantidad de energía
ΦΦΦΦ = HV (θθθθi-θθθθe) t
36HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
La ventilación
Representa la cantidad de calor que el edifico intercambia debido al flujo de aire.
No debe confundirse con el aislamiento.En ningún caso debe comprometer la salubridadEn régimen de invierno debe limitarse al máximo posible
En régimen de refrigeración (en climas muy calidos) debe limitarse al máximo posible.
En régimen de refrigeración en climas con potencial de enfriamiento debe limitarse en las horas calidas y aumentarse en las horas frias.
La ventilación debe asegurar la salubridad y el con fort.
El proyectista tiene solo una libertad “moderada”
En general debe limitarse (excepto si es oportuna la ventilación nocturna en verano)
37HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Ganancias internas
El uso del edificio (personas, equipos etc..) provoca unas aportaciones de calor.
Se estima a partir del tipo de uso y la superficie útil
Qi = ΦΦΦΦi * Sutil * t
38HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Método mensual prEN 13790
39HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Método mensual
Se fundamenta en un balance energético en condiciones térmicas estacionarias en periodos de tiempo de un mes.
Introducen el comportamiento dinámico del edificio mediante la utilización de factores “útiles” para las Aportaciones de calor
Son poco flexibles en cuanto a las hipótesis (variación día / noche de la temperatura, variación día / noche de la ventilación, variación horaria de la ocupación,....)
• Son muy adecuados como herramientas preliminares de diseño.• La evaluación en régimen transitorio es solo aproximada
40HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Balance energético Invierno
Ganacias internas(utiles)
Aportacioones Solares(utiles)
Perdidas de los sistemas(ineficiencia)
Energia renovablevertida a la red
Energia renovable(util)
Energia no renovablevertida a la red
Energia Renovable
Energia no renovable
Transmisión Térmica
Demanda "bruta"Demanda "neta" Energia suministrada
Impacto "evitado"
Impacto "producido"
Impacto "recuperado"
Sentido del calculo
Energia renovable perdida(ineficiencia)
EDIFICIO SISTEMAS
41HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Ganancias útiles (calefacción)
Solo una parte de las ganancias solares e internas son “útiles” para calefaccionar el edificio dependiendo de las características “dinámicas”.
Relación Ganancias / perdidas Constante de tiempo Parámetros numéricos
Factor útil de las ganancias
42HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Factor útil calefacción
Variación debida a la inercia térmica
La constante de tiempo aumenta con la inercia interior
Mayor aislamiento
En edificios bien aislados la mayor inercia térmica se hace “irrelevante” porque el
factor η varia muy poco con la inercia QNH = QLH – η QGH
γ =ganancias / perdidas
43HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Balance energético verano
Ganacias internas(utiles)
Aportacioones Solares(utiles)
Perdidas de los sistemas(ineficiencia)
Energia no renovablevertida a la red
Energia no renovable
Transmisión Térmica Demanda "bruta"Demanda "neta" Energia suministrada
Impacto "evitado"
Impacto "producido"
Impacto "recuperado"
Sentido del calculo
Enfriamiento "natural"
Energia renovablevertida a la red
Energia renovable(util)
Energia Renovable
Energia renovable perdida(ineficiencia)
EDIFICIO SISTEMAS
44HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Ganancias útiles (refrigeración)
Solo una parte de la transmisión térmica es “útil” para refrigerar el edificio dependiendo de las características “dinámicas”.
Constante de tiempo
Factor útil de la transmisión térmica
Parámetros numéricosRelación Ganancias / perdidas
45HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Factor útil refrigeración
Variación debida a la inercia térmica
Mayor aislamiento
La constante de tiempo aumenta con la inercia interior
En edificios bien aislados la mayor inercia térmica se hace “irrelevante” porque el
factor η varia muy poco con la inercia QNC = QGC – η QLC
γ =ganancias / perdidas
46HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Balance método mensual
Régimen de invierno (calculo mensual)
Qcal = (HT + HV ) (θi-θe) t – η(cal) (Qs + Qi)
Régimen de verano (calculo mensual)
Qref = η(ref) (HT + HV ) (θi-θe) t - (Qs + Qi)
Ganacias internas(utiles)
Aportacioones Solares(utiles)
Perdidas de los sistemas(ineficiencia)
Energia renovablevertida a la red
Energia renovable(util)
Energia no renovablevertida a la red
Energia Renovable
Energia no renovable
Transmisión Térmica
Demanda "bruta" Demanda "neta" Energia suministrada
Impacto "evitado"
Impacto "producido"
Impacto "recuperado"
Sentido del calculo
Energia renovable perdida(ineficiencia)
EDIFICIO SISTEMAS
Ganacias internas(utiles)
Aportacioones Solares(utiles)
Perdidas de los sistemas(ineficiencia)
Energia no renovablevertida a la red
Energia no renovable
Transmisión Térmica Demanda "bruta"Demanda "neta" Energia suministrada
Impacto "evitado"
Impacto "producido"
Impacto "recuperado"
Sentido del calculo
Enfriamiento "natural"
Energia renovablevertida a la red
Energia renovable(util)
Energia Renovable
Energia renovable perdida(ineficiencia)
EDIFICIO SISTEMAS
47HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Herramienta:Demanda Energética mensual prEN 13790.xls
Cursores:GananciasInerciaVentilación
EmplazamientoSuperficieVolumen
Geometría:Superficies envolventeLongitudes PT
ResultadosAnualesMensuales
Cursores:Transmisión térmicaFactor solar
Cursores:ΨΨΨΨ de los PT
48HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Método horario prEN 13790
49HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Método horario prEN13790
Se fundamenta en cálculos en régimen transitorio (pasos de una hora).
Introducen el comportamiento dinámico del edificio mediante perfiles de utilización mensuales / horarios
Son suficientemente flexibles en cuanto a las hipótesis (variación día / noche de la temperatura, variación día / noche de la ventilación, variación horaria de la ocupación,....).
Simplificaciones:
Limitación a edificios “monozona” o que se puedan subdividir.
Capacidad térmica “concentrada” en un solo punto.
Son muy adecuados como herramientas de diseño
Son adecuados para comparar “calificar” edificios / soluciones
Son adecuados para evaluar necesidades de energía.
50HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Analogía EléctricaMétodo Horario simplificado
Ventilación �Hv
Ventanas �HW
Cerramientos�Hem
His
Hm
s
Hv=0,3·n·Volθθθθaire
θθθθexterior
θθθθinterior
Hw=ΣΣΣΣ Uw·Aw
QNHC
QIA=0,5·Qi
QST=[(1-Am/At-Hw/(9,1At)]·(0,5Q i+Qs)
Qm= (0,5Qi+Qs)·Am/At
3,45·At
9,1·Am
AmCm
Hem=1/[1/Hop-1/Hms)]θθθθm
θθθθST
Hop= ΣΣΣΣ Uop·Aop+ΣΣΣΣ lPT·ΨΨΨΨPT
At=4,5·Afloor
Qi= Q internas
CmAmInercia
370.000Afloor3,5 AfloorMuy Alta
260.000Afloor3,0 AfloorAlta
165.000Afloor2,5 AfloorMedia
110.000Afloor2,5 AfloorBaja
80.000Afloor2,5 AfloorMuy baja
Qs= ΣΣΣΣ Is·Fs;w ·Aw
51HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Método horarioSolución basada en esquema de Crank-Nicholson
θm,t = [θm,t-1 ( Cm / 3600 – 0,5 (H3+Hem) + Qmtot] / [Cm / 3600 + 0,5 (H3+Hem)]
Qmtot = Qm + Hem θe +H3 [Qst + Hw θe +(H1 (Qia+QNHC) / Hv )+θairin)] / H2
θm = (θm,t + θ m,t-1) / 2
θs= [ Hms θm + Qst + Hw θe + H1 (θairin + (Qia + QNHC) / Hv )] / ( Hms + Hw + H1 )
θi= [His θs + Hv θairin + Qia + QNHC)] / ( His+ Hv )
θop = 0,3 θi + 0,7 θs
H1=1/(1/Hv+1/His) H2=H1+HwH3=1/(1/H2+1/Hms)
Para cada instante “t” se calculan las temperaturas θi; θs y θm en función deQNHC=0 y QNHC=10Afloor y de las calculadas en instantes anteriores “t-1”
52HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Método horario prEN 13790Proceso
Se efectúa repetidamente el calculo anterior desde el instante inicial al final hasta que se consigue la convergencia (temperaturas estabilizadas) mediante un proceso iterativo a lo largo de todo el periodo de calculo (día representativo
mensual o año completo)1er paso (temperaturas en oscilación libre)
Con QNHC=0 verificar si se necesita calefacción ó refrigeración:
si θi;set;calef < θio < θi;set;ref� QNHC=0 y θi= θio
2o paso (temperaturas bajo una potencia constante)
si θi0>θiset;ref�θset=θi;set;ref (se necesita refrigerar)
si θi0<θi,set,calef�θset=θiset,calef (se necesita calefacción)Con QNHC=10·Afloor calcular las ecuaciones � θi=θi10
3er paso (ajustar la potencia a las temperaturas de consigna)
QNHC=QNHC10·(θset-θi0)/(θi10-θio)Valores negativos para refrigeración y positivos para calefacción
53HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
DB HE1 Opcion Simplificada + prEN13790.xlsDatos: O.Simplificada + Datos iniciales
Fichero climático
Superficie y volumen interior
Inclinación fachadas y cubiertas
Protecciones solares adicionales
Factor corrección cerramientos “medianera”, “zonas comunes”
Fichero climático
Superficie y volumen interior
Inclinación fachadas y cubiertas
Protecciones solares adicionales
Factor corrección cerramientos “medianera”, “zonas comunes”
54HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Disponibilidad mensual:•Ventilación•Protección solar•Calefacción•Refrigeración
DB HE1 Opcion Simplificada + prEN13790.xlsPerfiles mensuales
55HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Perfil Horario de ganancias internas
Perfil Horario de ventilación
Perfil Horario de temperaturas de consigna
DB HE1 Opcion Simplificada + prEN13790.xlsPerfiles horarios
56HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Resultados anuales edificio referencia
Resultados anuales edificio proyecto
Resultados mensuales demandaedificio proyecto
DB HE1 Opcion Simplificada + prEN13790.xlsResultados 1
57HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Evolución temperaturas horariasdía “representativo” del mes
Evolución demandas horariasdía “representativo” del mes
DB HE1 Opcion Simplificada + prEN13790.xlsResultados 2
58HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Métodos Simulación dinámica
59HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
prEN 13790Simulación dinámica
Se trata de establecer TODAS las ecuaciones de transf erencia de calor ente diferentes elementos y resolver el sistema med iante las condiciones de contorno.
Proporciona gran flexibilidad de cálculo.
Como que no es posible modelizar TODAS las transferen cias se introducen múltiples simplificaciones (especialment e sobre la geometría y los elementos constructivos).
Existe un desequilibrio entre la complejidad de calc ulo y la simplificación del edificio.
Se apoyan en programas informáticos mas o menos “afo rtunados”
• Son aconsejables para estudios muy específicos, gestión energética.
• Son poco aconsejables como herramientas de diseño constructivo.
• Suelen permitir mas fácilmente edificios multizona.
• La norma prEN 13790 no propone ningún método
60HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Ejemplo: Resultados caso base (Sevilla)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
07/
10 0
1:00
:00
07/
10 0
6:00
:00
07/
10 1
1:00
:00
07/
10 1
6:00
:00
07/
10 2
1:00
:00
07/
11 0
2:00
:00
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2:00
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07/
12 0
3:00
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3:00
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07/
13 0
4:00
:00
07/
13 0
9:00
:00
07/
13 1
4:00
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13 1
9:00
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07/
13 2
4:00
:00
07/
14 0
5:00
:00
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0:00
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14 1
5:00
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14 2
0:00
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07/
15 0
1:00
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15 0
6:00
:00
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1:00
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15 1
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1:00
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16 0
2:00
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16 0
7:00
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2:00
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16 1
7:00
:00
07/
16 2
2:00
:00
Environment:Outdoor Dry Bulb [C](Hourly) P01_E02 2:Zone Mean Air Temperature [C](Hourly)
0
100
200
300
400
500
600
700
Janu
ary
Feb
ruar
y
Mar
ch
Apr
il
May
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July
Aug
ust
Sep
tem
ber
Oct
ober
Nov
embe
r
Dec
embe
r
Heating kWh Cooling kWh
Tmax : 34,64 ºC
Nº Horas > 26ºC : 192 h
Total calefacción: 2129 kWh
Total refrigeración: 1667 kWh
61HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Análisis Paramétrico
Permite establecer una relación Causa-Efecto entre cada medida posible y su impacto sobre la demanda.
Se consideran los diferentes parámetros objeto del estudioSe define un valor “referencia” y el posible abanico de variaciónSe calcula la demanda con cada caso
Se representa en un grafico la variación del parámetro en relación a la variación de la demanda
El análisis paramétrico es la AUTENTICA herramienta de diseño
62HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Estudios paramétricos
63HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Ejemplo: Vivienda Pareada
6,0 m8,00 m
6,00 m
64HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Ejemplo: Parámetros (Vivienda Pareada)
0,6 W/m2·K1,4 a 0,2 W/m2·KU fachadas
4 W/m23 a 5 W/m2Ganancias internas
150 kJ/m2100 a 500 kJ/m2Inercia térmica
1 Vol/h0,5 a 2 Vol/hRenovaciones de aire
3 W/m2·K3 a 1 W/m2·KU suelo
3 W/m2·K3 a 1 W/m2·KU medianeras
3 W/m2·K6 a 2 W/m2·KU ventanas
0,6 W/m2·K1,4 a 0,2 W/m2·KU cubierta
Valor de referenciaRango de variaciónParámetro
65HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios
Resultados Parametricos (Vivienda pareada)
Sensibilidad diferentes parametros
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,05
1,10
1,15
0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00
Variación unitaria del parámetro
Var
iaci
ón u
nita
ria d
e la
dem
anda
ene
rget
ica
Sens. U fachadasSens. U CubiertaSens. U VentanasSens. Sf VentanaasSens. U medianerasSens. U sueloSens. InerciaSens. VentilaciónSens. Ganancias
1.-U suelo
2-Ventilación3.-U ventanas4.-U medianeras
5.-U fachada6.-U cubierta7.-Gan. internas
8.-Inercia
66HOD- Herramientas para la optimización de la demanda energética de edificios