Proyecto RehEnergía Rehabilitación energética de edificios de viviendas

Transcripción

1 Proyecto RehEnergía Rehabilitación energética de edificios de viviendas Jornada REHABILITACIÓN ENERGÉTICA Madrid, 21 de mayo de 2008 Sistemas de gestión de energía - Centro de Tecnología Repsol YPF

2 Presentación El proyecto Rehenergía se inició en 2005 con el objetivo de estudiar el potencial de la rehabilitación energética en el parque de edificios existente. El proyecto ha ido evolucionando a lo largo de los últimos tres años para desarrollar herramientas y mecanismos de promoción e implantación de la rehabilitación energética. En la actualidad el proyecto está centrado en difundir el conocimiento generado y en desarrollar herramientas para la calificación energética de edificios existentes. El proyecto se ha desarrollado gracias al apoyo de: 2

3 Potencial de la rehabilitación energética Proyecto Rehenergía Certificación energética de edificios existentes Promoción y difusión de la rehabilitación energética 3

4 1. Segmentación y caracterización constructiva del parque de edificios de viviendas Potencial de la rehabilitación energética 2. Cálculo de la demanda y el consumo energético (1.740 casos, 9 tipologías edificatorias, 15 secciones constructivas, 12 zonas climáticas del CTE y 4 orientaciones i N,S,E,O) Proyecto Rehenergía Certificación energética de edificios existentes 3. Cálculo del ahorro energético y de emisiones de la aplicación ió de 14 medidas (de rehabilitación ió energética) Promoción y difusión de la rehabilitación energética 4

5 Cálculo del potencial Paso simulaciones energéticas de edificios de viviendas Paso 2 Relación de 14 medidas de rehabilitación energética Se dispone de la demanda de energía, del consumo de energía (total y por usos) y de las emisiones de CO 2 Para las 12 zonas climáticas (CTE) Para 4 orientaciones (N, S, E, O) Para un total de 9 tipologías edificatorias Para un total de 15 secciones constructivas Se dispone del ahorro de energía, del ahorro de emisiones de CO 2 y de la relación coste/ahorro Para las 12 zonas climáticas (CTE) Para 4 orientaciones (N, S, E, O) Para un total de 9 tipologías edificatorias Para un total de 15 secciones constructivas ti = simulaciones Los resultados se han obtenido para calefacción, refrigeración, agua caliente sanitaria e iluminación de las zonas comunes. No se considera el consumo de electrodomésticos, cocina, iluminación interior de las viviendas, equipos electrónicos u otros equipos domésticos. 5

6 Segmentación y caracterización constructiva AT1 Compacto lineall AT2 Torre AT3 Cubo 40m 2 AT1a 80m 2 AT1b 80m 2 80m 2 MT4 Alto 60m 2 150m 2 MT5 bajo 60m 2 80m 2 90m 2 6

7 Segmentación y caracterización constructiva Las secciones consideradas son: Secciones constructivas fachadas F1: mampostería de piedra EXT F2: fábrica de ladrillo macizo F3: fábrica de ladrillo perforado o hueco, cámara de aire, tabique cerámico INT F4: Fábrica de ladrillo perforado o hueco, cámara de aire, aislante térmico, tabique cerámico F5: bloques de hormigón F6: paneles prefabricados de hormigón C1. Pesada EXT Secciones constructivas cubiertas C11. No asilada C12. Aislada C13. Ventilada, con tabiquillos conejeros (sólo en el caso de cubierta plana) C2. Ligera (dada su representatividad en el parque de edificios) C21. No aislada INT EXT C22. Aislada (sólo en el caso de cubierta inclinada) 0.02 INT Aperturas Vidrio: Vidrio monolítico Marco (se ha asignado según forma arquitectónica básica del edificio y sección constructiva de la fachada): Metálico sin rotura de puente térmico Madera Elementos exteriores Persianas exteriores blancas Persianas de madera 7

8 Cálculo potencial. Impactos de 14 medidas Medidas evaluadas Partes opacas Aislamiento térmico Renovables Solar Térmica para ACS Fachad da Cubierta Aperturas Partes opacas Vidrio Carpintería Otros elementos Aislamiento y/o protección solar Estanqueidad, baja conductividad y rotura puente térmico Control, filtración y obstrucción solar Impermeabilizació n y Aislamiento térmico Instalac ciones Térmicas Zonas comunes Sustitución ió combustible Mejora rendimiento Iluminación Gasificación En caso de haber Centralización ió Lámparas Balastos Temporizadores 8

9 Cálculo potencial. Impactos de 14 medidas Escenario inicial Medidas aplicadas 12 Zonas Climáticas 4 Orientaciones 2 Disposiciones 6 Tipologías 9 Secciones constructivas de fachada 6 Secciones constructivas de cubierta Caracterización huecos arquitectónicos A3 A4 B3 Aislamiento fachada CTE mejora CTE B4 C1 C2 C3 C4 D1 D2 D3 N S E O A M T1a T1b T2 T3 T4 T5 F11 F12 F21 F31 F32 F41 F42 F51 F61 C11 C12 C13 C21 C22 C23 Vidrio/ Marco/ Elementos exteriores Medidas pasivas Medidas activas Sustitución aperturas Aislamiento i cubierta Solar térmica para ACS Gasificación η centralización CTE Mejora CTE 30% 50% 60% 70% Sustitución lámparas E1 Iluminación Sustitución balastos Temporizadores 9

10 Cálculo potencial. Resultados Paso 1 9 tipologías de edificios de viviendas caracterizadas constructivamente Las estrategias en la rehabilitación energética son 3 Paso 2 Reducción de la demanda energética Implantación de energías renovables y cambio de combustible Mejora eficiencia energética Ahorro energético en relación al consumo total del edificio: Fachada: 5-16% Cubierta: 4-14% Huecos arquitectónicos: 3-10% Ahorro energético en relación al consumo total del edificio: Energía solar térmica para ACS: 15-30% Gasificación: 5-10% Ahorro energético en relación al consumo total del edificio: Mejora eficiencia energética de Equipos de iluminación: 3-8% 10

11 Cálculo potencial. Resultados A modo de ejemplo, se presentan los resultados de impacto energético y ambiental obtenidos para una tipología, sección constructiva y orientación concreta. 50% Impacto energético y ambiental Tipología T2: Torre con disposición aislada, no pasante, con fachada de bloques de hormigón y cubierta plana, pesada y no aislada en clima C2 y orientación N (AT2F51C11_C2_N) 40% 30% 20% p 10% 0% Aisl fachada R = 1 m2k/w Aisl fachada R = 2 m2k/w Sust ventanas Aisl cubierta R = 1 m2k/w Aisl cubierta R = 2 m2k/w Solar ACS 30% Solar ACS 50% Solar ACS 60% Solar ACS 70% ŋ instalaciones centralizadas Gasificación Eficiencia iluminación Clima ACS Clima + ACS Electricidad Medidas pasivas Medidas activas Ahorro energía primaria i (%) Ahorro emisiones i CO2 (%) 11

12 Potencial de la rehabilitación energética Proyecto Rehenergía Certificación energética de edificios existentes 4. Modelos matemáticos de demanda y consumo energético 5. Propuesta de un proceso simplificado de calificación de edificios existentes Promoción y difusión de la rehabilitación energética 12

13 Desarrollo técnico. Modelos de demanda Con los resultados de demanda energética en calefacción y refrigeración del Rehenergía 2006 Se han obtenido los modelos estadísticos, Modelo 1; DM1= ao + a1*x1 + a2*x 2+ Modelo 2: DM2= bo + b1*x1 + b2*x 2+ donde DM1, DM2,... : son la demanda obtenida con cada modelo a0, a1,...; bo, b1,... : son constantes t del modelo x1, x2,... : variables del modelo (p.ej: m2, zona climática, orientación,...) El objetivo: obtener una expresión que ligue la demanda de energía en edificios en función sus características 13

14 Desarrollo técnico. Modelos de demanda Modelo: Demanda de climatización en la zona climática D1 Expresión Codificación de variables D ió 2 climatización (kwh/m ) = - 91,66 Disposición: 0 si Entre Medianas, + 106,08 x Disposición - 52,411 x N Plantas + 548,95 x % Huecos + 0,05049 x Superficie - 0,79682 x Ancho Fachada - 4,9365 x Profundidad + 11,308 x Patio 1 si aislada Patio: 0 si no tiene, 1 si tiene Medidas de Calidad del Ajuste + 23,666 x U Fachada R 2 Ajustada + 18,865 x U = 98,9% Cubierta + 7, x U S residual = 4,79 Ventana % de variabilidad inicial que explica el modelo Interacción entre variables + 7,036 x Disp*U Fachada - 11,410 x Disp*U Ventana Medida de lo alejados que están los resultados del modelo de los datos de Lider. El 95% de las predicciones no se aleja más de ± 2 Sresidual 14

15 Desarrollo técnico. Modelos de demanda Valores previstos por el Modelo versus datos de demanda energética obtenidos con el líder kwh/m Valor Lider Valo ore Lider Valor Modelo Prevision Modelo 247 kwh/m 2 La poca dispersión ió de los resultados del modelo en relación a los datos originales, i da una idea de lo bien que se ajusta el modelo a los valores obtenidos en Líder. 15

16 Desarrollo técnico. Modelos de demanda El histograma de residuos proporciona información sobre la distribución de los resultados obtenidos en función de su diferencia con la predicción del modelo. 35 Resultados del modelo que NO difieren del dato Lider Frequency ,5-9,0-4,5 0,0 Residuos 4,5 9,0 13,5 kwh/m 2 Error de predicción (residuo): [-12,9 : 14,6] 16

17 Desarrollo técnico. Modelos de demanda Comparativa de la demanda de climatización en la zona A3, par la sección constructiva de ladrillo perforado con cámara de aire y tabique cerámico y sección de cubierta no aislada datos LIDER vrs modelo obtenido 5 Zonas Climáticas de severidad de invierno A B C D E 4 Zonas Climáticas de severidad de verano Orientaciones 2 Disposiciones 6 Topologías 9 Secciones constructivas 4 Secciones constructivas Huecos de fachada de cubierta arquitectónicos 2,22 0,68 1,98 T1a 0,34 1,75 N T1b 1,74 A 1,58 S T2 1,94 M E 1,41 5,70 T3 O T4 0,63 0,68 4,65 T5 0,60 0,34 1,52 1,74 kwh/m ,43 0, T1a T1b T2 T3 T4 T5 Resultado Lider Modelo 1 T1a: Compacto lineal con disposición aislada, no pasante T1b: Compacto lineal con disposición aislada, pasante. T2: Torre con disposición aislada T3: Cubo con disposición aislada T4: Alto con disposición entre medianeras T5: Bajo con disposición entre medianeras

18 Desarrollo técnico. Modelos de demanda y consumo Aplicación de los modelos Expresión matemática del comportamiento energético de los edificios existentes Aplicación 1 Herramienta de cálculo de la demanda energética de edificios existentes 1 a 1 Aplicación 2 Evaluación de la situación actual del parque edificatorio Zonas de rehabilitación, barrios 18

19 Desarrollo técnico. Certificación energética edificios existentes Se está trabajando en un procedimiento de Certificación energética de edificios existentes Rehenergía 2006 Rehenergía 2007 Rehenergía 2008 Procedimiento simplificado Estudio del Modelos de demanda comportamiento energética energético de los edificios Programa a de existentes simulación Modelos de consumo energético Solución técnica Asignación clases de eficiencia (Procesos y Valores) Validación Memoria/Informe Pendiente del decreto sobre certificación de edificios existentes 19

20 Desarrollo técnico. Certificación energética edificios existentes RD 47/2007 Procedimiento básico Para obtener la calificación hay dos opciones: 4.2.a Opción general... desarrolla metodología del Annexo I 4.2.a.i. Proceso de referencia: Programa informático CALENER 4.2.a.ii. Proceso alternativo: Programa informático detallado 4.2.b... Desarrolla la Proceso alternativo: Documento Opción metodología del Annexo I reconocido simplificada de una forma indirecta que debe inscribirse en el registro 20

21 Desarrollo técnico. Certificación energética edificios existentes 21

22 Potencial de la rehabilitación energética Proyecto Rehenergía Certificación energética de edificios existentes 6. Propuesta de subvenciones de las CCAA para incentivar la inversión de mejoras energéticas Promoción y difusión de la rehabilitación energética 7. Guía de rehabilitación energética (en elaboración y cuya publicación está prevista para mayo 2008) 8. Jornadas de difusión por el territorio (de mayo a noviembre 2008) 22

23 Promoción. Propuesta de ayudas y subvenciones Propuesta para enfocar las ayudas y subvenciones La propuesta del porcentaje del coste a subvencionar a cada medida puede responder a dos criterios: 1. Priorizando las medidas considerando los ahorros energéticos y costes asociados 2. Priorizando las medidas que consiguen un nivel superior a la normativa establecida 23

24 Difusión. Guía de rehabilitación energética 1 El sector residencial y la energía 1.1 Ámbito de la energía en edificación 1.2 Características de los edificios de viviendas 1.3 Problemática de los edificios 1.4 Contexto de la rehabilitación 1.5 Qué es la rehabilitación energética? Objetivo: situar y justificar la importancia de rehabilitar con objetivos energéticos y presentar el concepto cepto de rehabilitación energética e Comportamiento energético de los edificios existentes Objetivo: Mostrar datos del consumo del parque de 2.1 Segmentación edificatoria 2 viviendas, consumo unitario por vivienda y primera 2.2 Demanda energética del parque de edificios existentes estimación de ahorros que se pueden conseguir Con medidas de rehabilitación 2.3 Consumo energético del parque de edificios existentes 3 Niveles de rehabilitación energética 3.1 Rehabilitación que debe cumplir la normativa 3.2 Rehabilitación que no necesariamente debe cumplir la normativa Objetivo: se definen dos tipos de rehabilitación: la que tiene que cumplir normativa y para la que no tiene normativa específica se hacen recomendaciones 24

25 Difusión. Guía de rehabilitación energética Objetivo: presentar propuestas y medidas de rehabilitación energética, con orientaciones generales, con recomendaciones concretas y con detalles de soluciones para la implantación, para ayudar a la toma de decisiones Las soluciones de la envolvente se presentan sobre una serie de secciones constructivas del parque de edificios existente Medidas y recomendaciones para la rehabilitación energética de la envolvente Aislamiento de la fachada Aislamiento de la cubierta 4.3. Mejora de los huecos arquitectónicos Medidas y recomendaciones para la rehabilitación energética de las instalaciones 5.1 Energía solar térmica para la producción de ACS 5.2. Mejora de la eficiencia de equipos e instalaciones térmicas 5.3 Mejora de la eficiencia de la iluminación 5.4 Mejora eficiencia electrodomésticos 5.5. Mejora de los ascensores 25

26 Difusión. Jornadas de difusión JORNADA PRINCIPAL A NIVEL ESTATAL DE PUERTAS ABIERTAS CONJUNTA ENTRE TODOS LOS PARTICIPANTES EN EL REHENERGIA 4 EVENTOS DE CARÁCTER TÉCNICO EN LAS CCAA PARTICIPANTES 26

27 Gracias por su atención en nombre de los participantes del proyecto Rehenergía