02 caracterizacion diagnosis

1

Rehabilitación Energética E d i f i c i o s E x i s t e n t e s

22. . CaracterizaciCaracterizacióón y diagnosis n y diagnosis energenergéética del estado actual. tica del estado actual.

R e h a b i l i t a c i ó n E n e r g é t i c a e n E d i f i c i o s E x i s t e n t e s .

2


Máquina climática tradicional

Análisis previo

3


Maison de verre. P. Charreau1928.

Análisis previo

4


SIGLO XIXSIGLO XIX SIGLO XXSIGLO XX SIGLO XXISIGLO XXI

Análisis previo

5


Formaarquitectónica

ANTESANTES AHORAAHORA

1990. Sostenibilidad = especialistas s. XXI. Cambio climático.Preocupación mayoritaria.

Análisis previo

6


¿¿ QuQuéé es una REHABILITACIes una REHABILITACIÓÓN con criterios ENERGN con criterios ENERGÉÉTICOS ?: TICOS ?:

Medidas pasivas. Reducir la demanda energética del edificio con actuaciones sobre su envolvente térmica (vidrios, carpinterías, fachadas, cubiertas, etc.).

Medidas activas. Mejorar el rendimiento energético de sus instalaciones consumidoras de energía (calefacción, refrigeración, iluminación, etc.).

Utilizar energías menos contaminantes (solar, geotermia, biomasa, etc.)

Objetivos:

Eficiencia en el uso de recursos.

Mejora de la habitabilidad.

Mejora de las prestaciones.

Análisis previo

7


),(),Clima(

SistemasEquiposEpidermisDC

η=

Objetivo: Reducir la demanda:Requisitos mínimos: DB HE-1Objetivo: Reducir la demanda:Requisitos mínimos: DB HE-1

Objetivo: Incrementar los rendimientosRequisitos mínimos: RITE Objetivo: Incrementar los rendimientosRequisitos mínimos: RITE

Objetivo: Reducir el consumo de energíaRequisitos mínimos: DB HE-0Factor de comparación: Certificación energética

Objetivo: Reducir el consumo de energíaRequisitos mínimos: DB HE-0Factor de comparación: Certificación energética

Análisis previo

8


DemandaDemandaenergenergééticatica

Localización Variables climatológicas.

Entorno Urbano

Diseño Orientación% huecosCompacidad: forma y volumen

Envolvente térmica

Calidad térmica cerramientosInercia térmicaPermeabilidad al aire

Rendimiento Rendimiento InstalacionesInstalaciones

Sistemas instalaciones

Fuentes energéticas disponibles.Tipo de instalaciones y equipos

Comportamiento usuarioComportamiento usuario OcupaciónRégimen de uso

Análisis previo

9

Rehabilitación Energética E d i f i c i o s E x i s t e n t e s Análisis previo

Potencial de mejoraPotencial de mejora

CompletoRestringido

10


80 %Resultados

Principio de Pareto

20% causas

Análisis previo

¿¿DDóónde actuar para ser efectivos?nde actuar para ser efectivos?

11


Certificación energética ≠ Diagnosis energética

Conocimiento energético del parque edificado para seleccionar las mejoras e identificar estrategias de actuación

Análisis previo

12

Rehabilitación Energética E d i f i c i o s E x i s t e n t e s Análisis previo

Consumos edificio terciario

FUENTE: IDAE

Consumos edificio residencial

13


FUENTE:: Proyecto SECH SPAHOUSEC

Análisis previo

14


OBJETIVO DIAGNOSIS.

Conocer funcionamiento energético del edificio.

Identificar estrategias de mejora:

Corrección de patologías.

Mejora de la habitabilidad del edificio.

Mejora de las prestaciones.

Sustitución de elementos: envolvente y sistemas.

Incorporación de nuevos sistemas energéticos (instalaciones más eficientes, energías renovables…)

Análisis previo

1. DATOS PREVIOS

2. INSPECCIÓN IN SITU

3. ANÁLISIS DE DATOS

4. DIAGNOSIS

5. PROYECTO MEJORA

15


1. DATOS PREVIOS



4. DIAGNOSIS

5. PROYECTO MEJORA

Caracterización envolvente (P.E. + F.O.)Caracterización sistemas (fichas técnicas).Datos consumo.Datos mantenimiento.

16


68 VPO, LOCALES Y GARAJE. CÓRDOBA.

Datos previos

17

Rehabilitación Energética E d i f i c i o s E x i s t e n t e s Datos previos

18


19


20


21


Caracterización de la envolvente.

Tipología de cerramientos.

Tipología de huecos: número y tipo.

Tipología cubiertas y suelos.

Zonas comunes: entrada edificio, escaleras, etc.

22


Tejido urbano/tipología Cerramientos Cubiertas Huecos

< 1900 Casco histórico

Denso, volúmenes compactos

Muros portantes. UM≈1.2 ÷1.8 W/m²K.

Planas sin ATUC≈1.8 ÷2.0 W/m²K.

Inclinadas sin ATUC≈1.5 ÷2.0 W/m²K.

Carpinterías madera deteriorada con

filtraciones.UV = 5.7 W/m²K.

1900 –1940

Tejido urbano

Manzana compacta, patios

pequeños

Muros portantesUM ≈1.2÷1.8 W/m2

K


Inclinadas sin ATUC≈1.5 ÷2.0 W/m²K.

Carpinterías metálicas.

UV = 5.7 W/m²K.

1940 -1980

Bloque Densidad media Cerramiento con cámara sin AT

UM ≈ 1.7 W/m2 K


Carpinterías metálicas.

UV = 5.7 W/m²K.

Datos previos

23


Caracterización envolvente térmica. 68 VPO

24


Caracterización de los sistemas.Instalación térmica y ACS: Canalizaciones, Unidades terminales.

Instalaciones generadoras térmicas.

Instalaciones de iluminación.

Proyecto de sistemas ambientales.

Importancia de disponer del proyecto de ejecución de las instalaciones:

Prestaciones de las instalaciones (temperatura, humedad,...).Especificaciones técnicas de los equipos. Esquemas de principio.Esquemas de Regulación y Control. Planos reales de las instalaciones (en su defecto confeccionar

esquemas de funcionamiento).

25


26


27


28


29


Documentación consumos: facturas, datos de contadores, consumos de combustible…

Datos previos

30


1. DATOS PREVIOS



4. DIAGNOSIS

5. PROYECTO MEJORA

Inspección cualitativa de lo ejecutado.Pruebas in situ.Hábitos de uso y consumo.Mantenimiento y conservación.

31


Envolvente.

Detección de patologías: Existencia de humedades, deterioro materiales…

Inspección cualitativa

Fachadas sin aislamiento Riesgo humedades condensación.

32

Rehabilitación Energética E d i f i c i o s E x i s t e n t e s Inspección cualitativa

http://ecoeficiente.es/econdensa2/

Envolvente.

Detección de patologías: Existencia de humedades, deterioro materiales…

Fachadas sin aislamiento Riesgo humedades condensación.

33


Sistemas ambientales.

Identificación equipos instalaciones (marca, modelo, potencia…).

Horarios de funcionamiento.

Consumos de energía instantáneos (medición in situ).

Relación de consumos de energía anual por tipos.

Estado de funcionamiento y conservación.

Tipo de mantenimiento, frecuencia…


34


35


Ubicación de los equipos.

Sótano

Cubierta


36


Ubicación de los equipos.

Local instalaciones

??


37


38


39


40


Pruebas in situ.

Permiten definir de forma más exacta las características constructivas reales, identificando fenómenos que pueden generar grandes distorsiones entre el comportamiento real y las predicciones de los programas de simulación.

MonitorizaciMonitorizacióón.n. Conocer el comportamiento energético real

Consumo de energía eléctrica.Sistema de obtención de datos ambientalesDatos de hábitos de uso

Estudio termogrEstudio termográáficofico Media a distancia temperatura superficial de la envolvente (radiación infrarroja).

Estudio de infiltracionesEstudio de infiltraciones Determinar el grado de estanqueidad al aire

OtrosOtros Transmitancias de cerramiento.Analizador de red

“Lo que no se mide, no se puede mejorar”. Lord Kelvin

Pruebas in situ

41


Medidas en tiempo real de variables medioambientales, consumos energéticos y hábitos de uso.

MONITORIZACIÓN

Pruebas in situ

FUENTE: Proyecto EFFICACIA

Variables ambientales de las viviendas

Consumo de energía de las viviendas

Variables que miden la influencia de la interacción del usuario

Variables ambientales en el exterior y zonas comunes

Instalación Energía Solar Térmica para ACS

Monitorización

42

Rehabilitación Energética E d i f i c i o s E x i s t e n t e s Pruebas in situ

Variables ambientales de las viviendas

Temperatura ambiente en zonas de día y noche. Temperatura interior y exterior de los cerramientos de fachadas y cubiertas.Humedad relativa en las zonas de día y noche.Concentración de CO2.Velocidad y caudal de aire en los conductos de ventilación.

FUENTE: Proyecto EFFICACIAESTACIONES METEOROLÓGICAS

Monitorización

43


Monitorización

44


Diagnóstico cualitativo de la envolvente de un edificio Distribución de temperaturas en los cerramientos.

Ventajaso A distanciao No invasivao Bidimensional

Estudio envolvente térmica para analizar:o Puentes térmicos.o Humedades.o Falta de homogeneidad en el aislamiento.

Detección vías de infiltración de aire (junto con ensayos de presurización y despresurización).

Estudio termográfico infrarrojos

Pruebas in situEstudio termográfico

45


Patrón térmico.

Situación repetitiva: ayuda a identificar problemas


46


Estudio termográfico

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Condiciones ambientales.

Control radiación solar.No debe haber excesivo viento (dispesion de calor que afecta a puente térmicos).Superficies secas.Diferencia de temperatura mayor a 10 ºC

Viviendas no calefactadas salto térmico 4 a 6ºC (rango recomendado 10-15ºC) Viviendas no estan en depresión (diferencia presión rango recomendable 10-50 Pa). Análisis resultados más complicado y menor contraste termográfico.


48


Estudio termográfico

49


Estudio infiltraciones.Estudio infiltraciones

Técnica de presurización por ventilador (Blower Door)

50


demanda energética

Importancia de las infiltraciones en el balance energético

Estudio infiltraciones

51



Medición: 0.53 renovaciones/hora

52


Estanquidad con zonas comunes.


53


Nivel de infiltración Nivel de ventilación

< 0.35 ren/h Inadecuada ventilación

0.35 ÷ 0,70 ren/h Adecuada ventilación

> 0,70 ren/h Exceso ventilación.

¿¿Existen sistema de extracciExisten sistema de extraccióón en ban en bañños y/o cocina?os y/o cocina?

Exceso exigencia ventilación DB-HS3 incremento demanda.

25 - 30% demanda global anual.8 – 10 % refrigeración40 – 70 % calefacción.

Valores referidos a los requerimientos mínimos fijados por el ASHRAE.

¿¿SobreventilaciSobreventilacióón nocturna?n nocturna?

¿¿ VentilaciVentilacióón cruzada?n cruzada?


54



55


Transmitancias cerramientos.

ISO 9869:1994

56


Analizador de Red.

Medición:

Energía. Consumo en punto de medida

Tarifas.

Demanda. Para una correcta contratación, conocer la demanda de potencia activa (kW), potencia reactiva (kVAr), factor potencia (cos φ), corriente por fase, corriente trifásica...

Comparación entre tarifa y potencia máxima contratada.

Patrón de consumo: Horarios, equipos/fases...

Energía reactiva.

57

Rehabilitación Energética E d i f i c i o s E x i s t e n t e s Hábitos de uso y consumo

datos de la unidad familiar.

ocupación media diaria de la vivienda.

tiempo de utilización de los equipos audiovisuales.

tiempo de utilización de ordenadores.

tiempo de uso de aparatos de refrigeración o calefacción.

otros hábitos ocupantes: uso de la cocina, de la ducha…

Encuestas de los hábitos de consumo energético

58


59


60


1. DATOS PREVIOS



4. DIAGNOSIS

5. PROYECTO MEJORA

Determinación herramienta de análisis.Simulaciones del estado actual.Análisis de la demanda.

Patologías estado actual.Deficiencias y prestaciones energéticasAcciones de mejora.

61


Programas de simulación.

Verifican el cumplimiento normativo.

Lider + Calener.CES, CERMA.CE3X y CE3Herramienta unificada LIDER-CALENER

Permiten una evaluación general del edificio.

Asociados a programas BIM (preevaluación).

A medida del usuario y sus necesidades.

Energy Plus.Design Builder.TrnsysIntegrated Environmental SolutionsEcotect…

¿inercia térmica?¿limitación de la radiación?¿disipación cargas por sobrecalentamiento?

Elección dependerá de magnitud del proyecto y nivel de exigencia.

Simulación energética.

62

Rehabilitación Energética E d i f i c i o s E x i s t e n t e s Simulación energética.

63


Estudio condiciones solares:

Métodos gráficos:

cartas solares.

Métodos analógicos:

Heliodón

Herramientas informáticas: incidencia solar.

potencia radiación solar incidente.

Soleamiento.Simulación energética.

64


Implantación solar del edificio. Orientaciones con falta soleamiento solsticio invierno.

Métodos gráficos


65


Herramientas informáticas


66




67




68


Mínimo 1-2 horas sol directo 22/diciembre


69


Escasez de protecciones solares. Sistemas de toldos: puntual y aleatorio.


70


Lider.

Simulación - Análisis energético.Simulación energética.

71


Hábitos de ocupación y consumo

FUENTE: EFFICACIA

Caracterización energética de las viviendas

Método estático (sin considerar la influencia del usuario).Método dinámico (considerando la influencia del usuario)


72


DesignBuilder


CONDICIONES OPERATIVAS INTERIORES.

Plantilla de actividad: ocupación, iluminación, ventilación, HVAC…Plantilla de elementos constructivos: cerramientos, particiones interiores,

puentes térmicos, huecos…Condiciones del entorno: sombras arrojadas, ventilación, ganancia solar…

73


DesignBuilder


% variación demanda lider vs DesignBuilder

74


Metodología de calibración.

En libre evolucilibre evolucióónn:

Evolución horaria de Temperatura del aire interior.

Condiciones de contorno.

Variación de Temperatura del aire interior según régimen ventilación.

Franjas horarias dentro/fuera de las bandas de confort.


Calibración de las simulaciones energéticas en base a datos de consumos energéticos reales.

75

Rehabilitación Energética E d i f i c i o s E x i s t e n t e s Simulación - Análisis energético.


Metodología de calibración.

Text registrados > Text oficiales (verano y otoño).

T int mínima: NorteT int máxima: Oeste, sur y Este.

76



Demanda estado previo

77



78



79


HuecosVentilación

CerramientosCARGAS en INVIERNO (Calefacción)

Carga interna

Carga externa

Huecos

Ventilación

CerramientosOtras

Iluminación

ocupación

CARGAS en VERANO (refrigeración)


80


Complejidad evaluación confort térmico interior especialmente en viviendas.

Factores de confort.

RITE IT 1.14.1.2

± 1º C ± 10% consumo energético

Parámetros

Local

temperatura

humedad relativa

radiación

movimiento del aire

Calidad del aire

Niveles de ruido

Luz plano trabajo según actividad UNE EN 12464

InternosMetabolismo

Aclimatación

ExternosActividad física

Vestimenta


81


Adecuación de la temperatura.

Visualizadores de Temperatura y Humedad para uso en espacios públicos (RD 1826/2009).

superficie > 1.000 m2,Oficinas, comercial, pública concurrencia


82


Mejora condiciones confort.


Estabilidad térmica.

Atenuación oscilaciones de temperatura.

Rango de confort

83



CARGAS TÉRMICAS DE INVIERNO (PÉRDIDAS)PÉRDIDAS CALOR = Pérdidas Transmisión + Pérdidas Ventilación

PÉRDIDAS POR TRANSMISIÓN DE CALOR:

PT = PT1 + PT2 + PT3

A través de cerramientos en contacto con el exterior: PT1A través de cerramientos en contacto con el terreno: PT2A través de particiones con locales no calefactados: PT3

PT1

PT1P

T2

PT3 P

T2

Ti

Te

TLNC

iLNCe TTT <<

84


Simulación energética.C

ARG

AS

INTE

RNA

S A. Ocupación (QS + QL)B. Iluminación (QS)C. Transmisión de calor a través de locales no climatizados (QS).D. Otras cargas internas (ordenadores, equipos...) (usual: QS)

iLNCe TTT >>

CA

RGA

S EX

TERN

AS

RÉGIMEN DINÁMICO

CARGAS TÉRMICAS DE VERANO (GANANCIAS)

C

A D

B E

F H

F

G Ti

Te

TLNC

E. Transmisión a través de paredes opacas (QS)F. Transmisión (conducción + convección) a través de superficies

acristaladas (QS)G. Radiación a través de superficies acristaladas (QS).H. Infiltraciones (QS+ QL)

85



86


Sistema Energía

Sistema de calefacción

Bomba de calor

ElectricidadRadiador eléctrico

Efecto Joule

Estufa bombona Butano

Hidrónico (radiadores) Gas naturalGLP

Sistemas de refrigeraciónSistema Split individual

ElectricidadSistema split vivienda

Ventilador

ACS

CalderaGas natural

GLPCaldera condensación

Caldera colectiva

Termo eléctrico Electricidad

Identificación sistema ambiental. (vivienda)

Consumo energético.

87


FUENTE: SECH - SPAHOUSECTasa de equipamiento de los hogares


88


FUENTE: SECH - SPAHOUSEC


89


FUENTE: EFFICACIA

Mayor consumo de energía eléctrica: invierno (B4).

Consumo energético previo. Análisis de la facturación

Indicadores:

Gasto asociado a calefacción €/año.

Gasto asociado a refrigeración €/año.

Consumo por ocupante kWh/persona.

Consumo por superficie kWh/m².


37,67 kWh/m² según datos Análisis del consumo energético del sector residencial en España

Análisis de facturación.

90


Consumo energético previo. Análisis de la facturación

Consumo energético.Análisis de facturación.

91

Rehabilitación Energética E d i f i c i o s E x i s t e n t e s Consumo energético.

Análisis de facturación.

Parámetro factura

modificable

Revisión Ahorro

Término potencia 10% Facturación tarifa Tarifa/DH/potencia Sin inversión

Término energía 57%

Complemento reactiva Reactiva Inversión

Complemento discrimacion horaria

7 % Discriminación horaria

Consumo horario Sin inversión

Impuesto electricidad 5%

IVA 21%

Total factura 100%

92


BOE Orden IET/1491/2013 por la que se revisan los peajes de acceso de energía eléctrica para su aplicación a partir de agosto de 2013. (reforma eléctrica abordada en RD-Ley 9/2013, del 12 de julio de 2013)

Aumento tiempo de amortización

Término potencia

Término energía


93


Principales deficiencias:

Pérdida eléctrica en líneas y sistemas auxiliares.

Excesivos niveles de iluminación elevadas potencias y consumos energéticos.

Horarios de encendido y apagado inadecuados.

Rendimientos lumínicos deficientes.

Lámparas con niveles de eficiencias bajos.


94


Instalaciones de electricidad.


Vivienda electrificación media.Potencia contratada 4.9 kWConsumo medio 280 kWh

FUENTE: FACEL

95


¿¿Es necesario modificar la acometida? Es necesario modificar la acometida?

RD 22/2008 régimen retributivo actividad de distribución de energía eléctrica.

Artículo 9: Extensión de las áreas de distribución.

“ las instalaciones de nueva extensión necesarias para atender nuevos suministros o ampliación de los existentes de hasta 100 KW en baja tensión y 250 KW en alta, en suelo urbanizado que con carácter previo a la necesidad de suministro cuente con la dotación y servicios requeridos por la legislación urbanística, serán realizados por la empresa distribuidora”


96



Iluminación.

Norma UNE 12464.1.

DB SUA 4. Alumbrado normal en zonas de circulaciónNiveles mínimosIluminancia ≥ 100 lux en zonas interiores

≥ 20 lux en exteriores. ≥ 50 lux en aparcamientos.

97



Iluminación.

DB HE3

98

Rehabilitación Energética E d i f i c i o s E x i s t e n t e s Pobreza energética.

Pobreza energética.

Incapacidad de un hogar de pagar una cantidad de energía para satisfacer sus necesidades domésticas y/o cuando destina una parte excesiva de sus ingresos a pagar la factura energética de su vivienda.

Causas:

Ingresos del hogar.

Precio de la energía.

Eficiencia energética de la vivienda.

Consecuencias en el bienestar:

Temperaturas inadecuadas.

Incidencias salud física y mental (Tint <18ºC).

Riesgo endeudamiento y desconexión del suministro.

Degradación de edificios, despilfarro de energía, emisiones…

Fuente: ACA, INE.

99


Diario Oficial de la Unión Europea de 11 de febrero de 2011.Dictamen “La pobreza energética en el contexto de la liberalización y de la crisis económica”.

Diario Oficial de la Unión Europea de 21 de noviembre de 2013Dictamen “Por una acción europea coordinada para prevenir y combatir la pobreza energética”

Propone considerar la pobreza energética a la hora de elaborar cualquier propuesta de política energética y la mejora de la eficiencia energética en la construcción como aspecto clave para abordar la pobreza energética.

FUENTE: Proyecto REPEX


100


10% población es incapaz de mantener su vivienda con una temperatura adecuada

FUENTE: Proyecto REPEX


101

Rehabilitación Energética E d i f i c i o s E x i s t e n t e s Diagnosis.

¿Cuánto debe consumir un edificio?

Superficie habitable: 93 m².

Número de ocupantes: 4.

Consumo medio131 kWh/m² año

FUENTE: Ministerio de Medio Ambiente

102


¿Cuánto debe consumir un edificio?

Aumento estándares calidad energéticos

CT-79 CTE PASSIVE HOUSE

Modificación CTE DB HE 2013HE - 0. Limitación del consumo energético globalHE - 1. Limitación de la demanda energética.

103


Modificación DB HE-1.

Obra nuevaEstándar Passivhaus

RehabilitaciónEstándar Enerphit

Calefacción 15 kWh/m2 año 25 kWh/m2 año

Refrigeración 15 kWh/m2 año 25 kWh/m2 año

Demanda energética de refrigeración :< Dref, lim = 15 kW·h/m2·año (zonas climáticas de verano 1, 2 y 3)< Dref, lim = 20 kW·h/m2·año (zona climática de verano 4)

Dcal,lim = Dcal,base + Fcal,sup / S

104


Viviendas

Desequilibrio en la demanda energética entre orientaciones.

Demanda total vivienda situada bajo cubierta es un 15 – 20% superior.

Calificación energética en la zona baja de la escala de calificación.

Prestaciones energéticas alejadas de los requerimientos de la demanda energética del CTE.

importante margen mejora del comportamiento energético

Diagnosis.Conclusiones.

105


Dificultad del estudio energético.

Viviendas

Variabilidad de los patrones operacionales.

Régimen de uso variable.

Escaso control de los sistemas ambientales.

Diversidad de las condiciones de confort.

Incertidumbre de las adyacencias.

Desfase entre demanda teórica y consumo real de los usuarios


106


Desfase entre demanda teórica y consumo real de los usuarios.

Viviendas

Inexistencia de condiciones de confort en los meses más extremos.

Importantes desvíos respecto a la banda confort.

Ausencia equipos acondicionamiento térmico globales.

Menor permanencia del usuario en la vivienda.

Menor consumo energético del esperable.


02 caracterizacion diagnosis

Documents

d i f i

x i s t

s ququ

diagnosis n

demanda energtica

rite objetivo

envolvente trmica vidrios

diagnosis energenergtica