CONCLIMAT- Industrialización de viviendas bioclimáticas de bajo coste

Transcripción

1 Semanas de la Ciencia, Tecnología e Innovación 2011 Planetario de Pamplona 15 y 17 de noviembre de 2011 CENTRO NACIONAL DE ENERGÍAS RENOVABLES CONCLIMAT- Industrialización de viviendas bioclimáticas de bajo coste Francisco José Serna Lumbreras. Jefe de Proyectos. Departamento Arquitectura Bioclimática Centro Nacional de Energías Renovables - CENER

2 00 ÍNDICE Antecedentes Objetivos Metodología

3 01 Antecedentes - Proyecto de I+D+i dentro del programa Euroinnova - Socios: CENTROS TECNOLOGICOS Y FUNDACIONES CENER (Centro Nacional de Energías Renovables) CRANA (Centro de Recursos Ambientales de Navarra) GRUPOS UNIVERSITARIOS UPNA (Grupo de Ingeniería mecánica, aplicada y computacional) UNAV (Escuela de Arquitectura de la Universidad de Navarra) EMPRESAS MIYABI CONSTRUCCIONES ACR S.A. CONSTRUCCIONES ABAIGAR AH (Alonso Hernández & Asociados arquitectos) ACCIONA SOLAR ROCKWOOL PENINSULAR

4 02 Objetivos ECONÓMICOS Conseguir desarrollar viviendas con ratios de demandas y consumos energéticos reducidos al mismo coste que las viviendas habituales. Cambio de tendencias en la edificación en nuestro país. TÉCNICOS Impulsar el desarrollo de los sistemas industrializados en la construcción de viviendas, mejorando la productividad del sector y reduciendo la siniestralidad. Impulsar el desarrollo de edificios bioclimáticos en el sector residencial. Optimización de soluciones de integración de sistemas de energías renovables en la edificación. MEDIOAMBIENTALES Contribuir a la reducción de las emisiones de CO2 debidas a la edificación. Promover un desarrollo tecnológico innovador que permita la construcción de viviendas bioclimática de bajo coste a través de la industrialización de sus componentes

5 03 Metodología En busca del edificio de energía casi zero (NZEB) ENVOLVENTE + DEMANDA ENERGETICA - SISTEMAS + EFICIENCIA ENERGETICA - + ENERGÍAS RENOVABLES

6 03 Metodología ENVOLVENTE: En busca del edificio de energía casi zero (NZEB) - Disminución de las pérdidas térmicas a través de los cerramientos opacos FACHADA INDUSTRIALIZADA CON AISLAMIENTO OPTIMIZADO CUBIERTA INDUSTRIALIZADA CON CAPTADORES INTEGRADOS - Disminución de las pérdidas térmicas a través de los cerramientos trasparentes -Disminución de las pérdidas térmicas debidas al aire de ventilación HS3 OPTIMIZACION DE VIDRIOS POR SEGÚN ORIENTACION CHIMENEA SOLAR INDUSTRIALIZADA RECUPERADORES DE CALOR CENTRALIZADOS -Incremento de las ganancias solares INVERNADERO BIOCLIMATICO

7 03 Metodología SISTEMAS: En busca del edificio de energía casi zero (NZEB) - Aprovechamiento máximo de la energía del sol CAPTADORES SOLRES EN CUBIERTA MODO SUSTITUCION - Acumulación de la energía solar excedentaria ACUMULACION ESTACIONAL EN DEPOSITOS SUBTERRANEOS ACUMULACION ESTACIONAL EN TERRENO

8 BENEFIT 04 FACHADA INDUSTRIALIZADA CON AISLAMIENTO OPTIMIZADO Optimización de soluciones. Análisis de las perdidas térmicas en los frentes de forjado. MONEY SAVED ENERGY WITH OPTIMUM INSULATION THICKNESS SAVED ENERGY COST SAVED ENERGY WITH IDEAL INSULATION THICKNESS MAXIMUM BENEFIT CERO BENEFIT INSULATION THICKNESS OPTIMUM INSULATION THICKNESS IDEAL INSULATION THICKNESS INVESTMENT

9 CUBIERTA INDUSTRIALIZADA CON CAPTADORES INTEGRADOS Criterio de optimización: Consumo última planta < 10% mas que las intermedias

10 OPTIMIZACION DE VIDRIOS POR SEGÚN ORIENTACION PORCENTAJE DE HUECOS % 30% 40% 50% 60% 70% 80% 0 Caso 1 Caso 2 Caso 3 Caso 4 CONDUCTIVIDAD VIDRIOS (W/m2 K) Caso 5 Caso 6 Caso 7 Caso 8 Caso 9 Caso 10 Caso 11 VAN Caso 12 Caso 13 Caso 14 Caso 15 Caso 16 Caso 17 Caso 18 Caso 19 Caso 20 Caso 21 Caso 22 Caso 23 U g = 1.7 W/m 2 K g= % Variable % vidrio 15 % marco, U= % vidrio 15 % marco, U= m Demanda energetica por zonas (kwh/m2) % 40% 60% 80% 100% Zona sur Zona norte Promedio Demandas anuales de calefacción (kwh/m2) Puerta entre zonas cerrada Puerta entre zonas abierta Acrist. Sur Sur (sin) Norte (sin) Promedio (sin) Sur (flujo) Norte (flujo) Promedio (flujo) 20% % % % % m

11 CHIMENEA SOLAR INDUSTRIALIZADA Aporte calculado = 286 kwht de calor por m 2 de chimenea solar y año. 0.4m 2m Reducción de la demanda de calefacción en 3.2 kwht/m 2 de vivienda por m 2 de chimenea Si tenemos 2,5 m2 de chimenea por vivienda reducimos 8 kwh 15m Aporte Solar vs. Carga de Ventilación (Época de calefacción, 1 vivienda) Carga de ventilación Aporte Solar Potencia (W) Horas

12 RECUPERADORES DE CALOR CENTRALIZADOS Admisión y extracción forzada (ventilador) Aberturas de admisión y extracción autorregulables para caudal = constante Intercambiador térmico entre los flujos de impulsión y extracción (individual o colectivo, η 80%)

13 RECUPERADORES DE CALOR CENTRALIZADOS ADMISIÓN EXTRACCIÓN CAUDAL DE VENTILACIÓN CHIMENEA SOLAR RECUP ERAD OR AHORRO (INF+VENT) 1. SISTEMA DE SIMPLE FLUJO AUTORREGULABLE (CASO BASE) Aireadores en fachada Constante con dispositivos autorregulables No No CASO BASE 2. SISTEMA DE DOBLE FLUJO AUTORREGULABLE + CHIMENEA SOLAR pasando por chimenea Constante con dispositivos autorregulables Sí No 19.49% 3. SISTEMA DE SIMPLE FLUJO MODULADO 4. SISTEMA DE DOBLE FLUJO MODULADO+ CHIMENEA SOLAR Aireadores en fachada pasando por chimenea Modulado según ocup. con dispositivos higrorregulables Modulado según ocup. con dispositivos higrorregulables No Sí No No 26.98% (mínimo) 43.21% (mínimo) 5. SISTEMA DE DOBLE FLUJO AUTORREGULABLE CON INTERCAMBIADOR DE CALOR Constante con dispositivos autorregulables No Sí (η=80%) 60.00% 6. SISTEMA DE DOBLE FLUJO AUTORREGULABLE CON INTERCAMBIADOR DE CALOR + CHIMENEA SOLAR pasando por chimenea Constante con dispositivos autorregulables Sí Sí (η=80%) 63.73%

14 INVERNADERO BIOCLIMATICO U g= 5.7 W/m 2 K g= % 20 % marco, U=2.27 U g= 1.7 W/m 2 K g= % 20% vidrio 1.5m Alzado-Perfil Planta Comparación demadas diferentes anchuras de invernadero (kwh/m2) Acrist. Sur Demandas anuales de calefacción (kwh/m2) Puerta entre zonas cerrada Puerta entre zonas abierta Acrist. Sur Sur (sin) Norte (sin) Promedio (sin) Sur (flujo) Norte (flujo) Promedio (flujo) Acrist. Sur Invernadero de 1.5m cerrado Invernadero de 1.1m cerrado Invernadero de 0.7m cerrado Invernadero de 0.3m cerrado Invernadero de 1.5m cerrado Invernadero de 1.1m cerrado Invernadero de 0.7m cerrado Invernadero de 0.3m cerrado

15 INVERNADERO BIOCLIMATICO 20% vidrio Alzado-Perfil Comparación demandas (kwh/m2) % Acrist. Sur Antepecho a vent. Inver + cortina nocturna Antepecho a vent. Inver + cortina nocturna + mejora estanqueidad Planta

16 INVERNADERO BIOCLIMATICO

17 ACUMULACION ESTACIONAL EN DEPOSITOS SUBTERRANEOS

18 ACUMULACION ESTACIONAL EN TERRENO

19 CENER MUCHAS GRACIAS T