Passive House Projecting Package (PHPP)

Transcripción

1 Passive House Projecting Package (PHPP) 1. Referencias de normativa 2. Ventajas y límites 3. Concepto de cálculo 4. Presentación del programa Presentación por: Micheel Wassouf, Energiehaus SCP. Tel: mail: [email protected] 1

2 El PHPP es una herramienta tipo Excel, calibrada con el programa de simulación dinámica DYNBUILD. Método de calculo: EN 832 (Demanda y Consumo de Energía: Modelo Unizona) EN ISO 6946 (Calculo de la transmitáncia térmica) EN ISO (Prestaciones térmicas ventanas, puertas) EN ISO (Puentes térmicos) EN ISO (Transmitáncia solar y lumínica) EN 13370:2001 (Cálculo de la temperatura del subsuelo): con errores corregidos EN ISO (Características térmicas dinámicas) EN ISO (Temperatura interna y superficial) EN ISO (Pérdidas por transmisión y ventilación) EN (Cálculos mensuales de balances energéticos) EN (Estanqueidad al paso de aire) Adaptación de los cálculos según método del Passivhaus Institut El PHPP es una herramienta de proyecto Se inicia el PHPP a partir del anteproyecto del edificio (condición óptima) Existen versiones en alemán, inglés, castellano, francés, italiano, holandés, polaco, húngaro, ruso. Coste: ~180, - EUR incl.iva (10/2012) 2

3 Alcance del programa PHPP: - Asiste en el proceso del diseño del edificio, para optimizar su comportamiento energético - Calcula de modo transparente - Pre-dimensiona el sistema de ventilación de confort - Calcula la carga de calor/frío - Calcula el consumo energético y el consumo de energía primaria - Pronostica el sobre-calentamiento t en verano (respecto a 26 ) - Calcula la fluctuación de temperatura máxima en un día de verano - Pre-dimensiona el sistema de calefacción y de ACS Límites PHPP: - Resultados correctos de sobrecalentamiento en verano solo para edificios residenciales de bajo consumo (< 30 kwh/m2a de refrigeración) - Simulación de edificios singulares, con arquitectura amorfa etc. - Simulación ió de zonas con grandes superficies i acristaladas (sistema unizona) -Simulación de edificios con uso y carga intermitente 3

4 Según la evaluación de la EN 13790: the results of the described methods are within the range of results of different dynamic models, in particular when the range of results includes the uncertainty due to influencing factors. 4

5 Comparación demanda mensual para frío para un edificio residencial convencional en Sevilla, calculado con un programa dinámico DYNBIL y con PHPP : kwh Fuente: Passivhausinstitut 5

6 Flujos energéticos para el cálculo de la demanda energética según PHPP: Puentes térmicos: transmisión Techo: transmisión y radiación Ventanas: Ganancias transmisión y internas radiación Infiltración y Ventilación nat./mec. Paredes: transmisión y radiación Solera: transmisión 6

7 Flujos energéticos para el cálculo del consumo energético según PHPP: Puentes térmicos: transmisión Techo: transmisión y radiación Ventanas: transmisión y radiación Paredes: transmisión y radiación Ganancias internas Infiltración y + Ventilación nat./mec. Solera: transmisión Rendimiento de las instalaciones 7

8 Flujos energéticos para el cálculo de la energía primaria gastada por todo el edificio según PHPP: Puentes térmicos: transmisión Techo: transmisión y radiación Ventanas: transmisión y radiación Paredes: transmisión y radiación Ganancias internas Infiltración y + Ventilación nat./mec. Solera: transmisión Rendimiento de las instalaciones Rendimiento de la generación de la energía

9 PHPP: Demanda de energía en invierno/verano (kwh/m2a): QH = QL QG (Perdidas Ganancias ) QL = QT + QV (Perdidas transmisión + Perdidas ventilación) Q QG = (QS + QI) )* ηg (Ganancias solares + ganancias internas) * factor de aprovechamiento ηg ηg = (1 - ((QS + QI) /QL/ )5 ) / (1 - ((QS + QI) /QL )6 ) 9

10 QT = A * U * ft * Gt A = Superficie de la envolvente (medidas bruto) U = transmitáncia térmica = 1/R. R = Rse + Rsi + ΣRn. Rn = s/λ ft = Coeficiente de reducción de temperatura (en el HE/E = b) Gt = grados día en invierno/verano del lugar ft simplificado: Exterior Exterior = 1,0 Exterior Subsuelo = 0,5 (en PHPP puede ser calculado mas sofísticamente: Ground ) Exterior No habitable = ~0,75 El valor de los grados día Gt se puede obtener de la UNE :2001, o bien de cálculos dinámicos con herramientas como por ejemplo el Meteonorm. Los grados días se definen con una temperatura límite, a partir de la cual, el edificio debería ser calentado/refrigerado para mantener la temperatura interior de consigna (p.ej. 20 /25 ). 10

11 QL = VL * nl * c * Gt VL = Volumen interior acondicionado neto nl = Renovación del aire por hora c = Capacidad específica del aire= 0,33 Wh/m³k Gt = grados día en invierno del lugar nl = Renovación/hora * (1-eficiencia recuperación del aire) + renovación por infiltración Renovación por infiltración: Para edificios tipo Passivhaus (n50=0,6) : 0, ,01 Edificios convencionales en España (n50= 15-5) : 2,0-0,2 Se puede calcular este valor en el PHPP, en la ficha Ventilation Para cálculos sencillos, se puede suponer : Ren.inf.= valor n50 * 0,1 11

12 QI = periodo de calentar/refriar en kh * cargas internas en W/m² * Aref en m² Periodo de calentar/refriar en kh: Se tienen que calcular/estimar los días de calentar/refrigerar del año. Por ejemplo 205 días en centro Europa (de octubre hasta la segunda quincena de abril). Para llegar a la unidad kh : 1 día = 24h = 0,024 kh/d >>> 205 días = 0,024 * 205 = 4,9 kh Cargas internas en W/m²: (cálculo exacto posible en ficha IHG del PHPP) Residencial: 2,1 W/m² Centros de ancianos: 4,1 W/m² Oficinas Passivhaus con luminaria/máquinas eficientes: 3,5 W/m² (según Passivhaus) Oficinas convencionales: ~10 W/m² (según Passivhaus) Oficinas convencionales: ~20 W/m² (medido en el edificio Lu-teco en Alemania/Ludwigshafen) Escuelas: 2,8 W/m² Aref: superficie útil de referencia 12

13 QS = r * g * AF * G r: factor reductor: parte proporcional de la carpintería, sombra, ensuciamiento y reducción por el ángulo no perpendicular de la radiación respecto a la ventana (en verano: Fc factor solar de persianas / toldos : fracción de la radiación incidente en un hueco que no es bloqueada por persianas, toldos etc. Se supone que el usuario utilice esta protección de manera ideal) g: factor solar del cristal Cociente entre la radiación solar a incidencia normal que se introduce en el edificio a través del cristal y la que se introduciría si el acristalamiento se sustituyese por un hueco transparente >>> g convencional: 0,4-0,6 g bajo emisivo: 0,3 g vidrios Passivhaus: 0,5 AF: Hueco bruto de la ventana G: Radiación global en función de la orientación. Se calcula la radiación durante de los meses, en los que es necesario la calefacción o bien la refrigeración. 13

14 Output PHPP: Balance energético para calefacción onth)] ses, Gains, kwh/(m² mo ecific Loss Demand [k Spe Heating D Sum Spec. Gains Solar + Internal Spec. Heat Demand Sum Spec. Losses Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec 14

15 Output PHPP: Balance energético para refrigeración th)], Loads, h/(m² mont fic Losses, mand [kwh Specif ooling Dem C Sum Spec. Heat Losses Spec. Cooling Demand Sum Spec. Loads Solar + Internal Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec 15

16 Resumen PHPP: 1. Cálculos energéticos: - Demanda/consumo para calefacción - Demanda/consumo para refrigeración ió - Energía primaria total del edificio 2. Cálculo de potencia máxima de calor suministrable a través del aire (hoja Heating load ) 3. Cálculos de confort en verano: - Demanda para frío latente - Frecuencia de sobrecalentamiento respecto a una temperatura de consigna - Oscilación ió de la temperatura t interior i en un día de verano de mucho calor, en función de la inercia térmica del edificio 4. Predimensionamiento del sistema de ventilación (hoja Ventilation ) 16

17 El programa de simulación PHPP: procedimiento de cálculo de la parte pasiva Climate Data Verification Servicing N o Areas (U-Values) U-List Ground U-Values Summer Windows WinTyp Shading SummVent Ventilation Pressurization Test Result N o Shading S i Annual Heat Heat Load Requirement Fulfiled? 17

18 El programa de simulación PHPP: procedimiento de cálculo de la parte pasiva Servicing Passive House Certificate S i ACS + Distrib. Syst. PE Requierement Fulfiled? No Solar ACS Compact Boiler PE Value Auxiliary Electricity Electricity Distr. Heat. 18

19 El programa de simulación PHPP: datos climáticos 19

20 Presentación del programa 20

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