Annex I Energy Plus Summary

Transcripción

1 Annex I Energy Plus Summary

2 Summary of EnergyPlus simulation Málaga, January 2012 Grupo de Energética Universidad de Málaga (GEUMA) Gloria Calleja Rodríguez José Manuel Cejudo López

3 1. Situación actual El edificio tiene una superficie construida total de m 2. En la FIGURA 1, FIGURA 2 y FIGURA 3 aparece una imagen de las fachadas norte, sur, este y oeste del modelo. FIGURA 1: FACHADAS NORTE Y SUR FIGURA 2: FACHADA ESTE FIGURA 3: FACHADA OESTE Zonas El modelo del edificio se ha dividido en 6 zonas: Zona este inferior Corresponde a las viviendas con orientación este de la planta baja a la quinta. Tiene una superficie de 913 m 2. Se considera una zona habitable a la hora de calcular la demanda. Zona este superior Corresponde a la planta superior de los dúplex con orientación este. Tiene una

4 superficie de 839 m 2. Se considera zona habitable al calcular la demanda. Zona oeste inferior Corresponde a las viviendas con orientación este de la planta baja a la quinta. Tiene una superficie de 1113 m 2. Se considera una zona habitable a la hora de calcular la demanda. Zona oeste superior Corresponde a la planta superior de los dúplex con orientación este. Tiene una superficie de 1024 m 2. Se considera zona habitable al calcular la demanda. Patio inferior Corresponde a las zonas de pasillos y patio de las plantas baja a quinta. La superficie es de 636 m 2 Se considera zona no habitable para calcular la demanda. Patio superior Corresponde a la zona superior del patio. Se considera zona no habitable para calcular la demanda. Cerramientos Cubierta Capa de grava de 70 mm Poliestireno extruido 40 mm Enfoscado de mortero hidrófugo 15 mm Forjado reticular con piezas de entrevigado de hormigón 250 mm Enlucido de yeso 15 mm Forjados intermedios Solería 30 mm Forjado reticular con piezas de entrevigado de hormigón 250 mm Enlucido de yeso 15 mm Forjado planta baja Forjado reticular con piezas de entrevigado de hormigón 250 mm Solería 30 mm Muros exteriores Enfoscado mortero hidrofugo 15 mm Ladrillo perforado 120 mm Camara Aire Muro 50 mm Ladrillo hueco simple 40 mm Enlucido yeso 15 mm Particiones Enlucido yeso 15 mm Ladrillo hueco simple 70 mm Enlucido yeso 15 mm Vidrios Simple 6 mm Ganancias internas Personas: ZE inferior: 223

5 ZE superior: 98 ZW inferior: 273 ZW superior: 120 Iluminación: 10 W/m 2 Equipos: 7 W/m 2 Infiltración 1.5 ren/h en zonas habitables y 3 ren/h en zonas de patio Masa interna Se ha considerado como masa interna para cada zona las particiones, los forjados intermedios y los muebles. 2. Medidas de ahorro 2.1 Aislamiento de fachada con SATE (Sistema de aislamiento térmico exterior) Consiste en modificar la composición de los muros exteriores con orientación norte, sur este y oeste añadiendo las siguientes capas exteriores: Mortero de cemento de color 10 mm (0.45 W/mK) Placa EPS 20, 40 ó 60 mm (0.037 W/mK) Se han analizado tres posibilidades Placa EPS de 20, 40 y 60 mm 2.2 Aislamiento cámara de aire de fachada Consiste en rellenar la cámara de aire de los muros exteriores con un material aislante de las siguientes características: Conductividad: W/mK Espesor: 50 mm 2.3 Aislamiento de cubierta Se añade una capa exterior de 40 mm de poliestireno. Hay dos motivos que llevan a hacer esto. El primero es que todo indica que la capa de aislamiento existente no está en buen estado. El segundo, es para cumplir el CTE 2.4 Reducir la infiltración Reducir la infiltración en zonas habitables de 1.5 ren/ h a 0.7 ren/h mejorando las carpinterías. 2.5 Reducir la infiltración y cambiar los vidrios Cambiar los vidrios simples de 6 mm por vidrios dobles de 6/4/6 mm mejorando además la infiltración de 1.5 ren/h a 0.7 ren/h 2.6 Ventilación Introducir un caudal de 10 ren/h en todas las zonas cuando las condiciones sean favorables. Esto es cuando:

6 Temperatura zona > 22 o C Temperatura exterior < 25 o C Tzona-Text>-3 o C 2.7 Sombreamiento fachada oeste Consiste en introducir un objeto de sombreamiento paralelo a la fachada oeste de transmitancia Resultados 3. Los resultados obtenidos para el caso base y para cada una de las medidas de ahorro son: Demanda anual de frío (kwh) para las 4 zonas habitables. Temperatura de consigna 25 o C Demanda anual de calor (kwh) para las 4 zonas habitables. Temperatura de consigna 20 o C Número de días al año de disconfort en invierno. Temperatura media diaria inferior a 20 o C en cada zona Número de días al año de disconfort en verano. Temperatura media diaria superior a 28 o C en cada zona Además, se han calculado para cada medida de ahorro: Reducción de demanda anual de frío (kwh y %) Reducción de demanda anual de calor (kwh y %) Comentario de resultados de confort Desde el punto de vista del confort, en invierno la mejor medida es reducir la infiltración. La segunda medida que mejora más el confort es rellenar la cámara de aire con aislamiento o aislar la fachada con SATE de 6 cm. En verano, la medida que más mejora el confort es la ventilación. La segunda medida es el aislamiento de cubierta. TABLA 1: NÚMERO DE DÍAS CON DISCONFORT EN INVIERNO PARA ESTADO ACTUAL Y MEDIDAS DE AHORRO ZE Baja Patio Bajo DÍAS DE DISCONFORT INVIERNO ZW Baja ZW Alta ZE Alta Patio Alto

7 Estado Actual Aislamiento cámara de aire Fachada SATE 2cm Fachada SATE 4cm Fachada SATE 6cm Aislamiento Cubierta Reducir infiltración Infiltración y vidrios Ventilación Sombreamiento fachada oeste TABLA 2: NÚMERO DE DÍAS CON DISCONFORT EN VERANO PARA ESTADO ACTUAL Y MEDIDAS DE AHORRO DÍAS DE DISCONFORT VERANO ZE ZW ZW ZE Baja Patio Bajo Baja Alta Alta Patio Alto Estado Actual Aislamiento cámara de aire Fachada SATE 2cm Fachada SATE 4cm Fachada SATE 6cm Aislamiento Cubierta Reducir infiltración Infiltración y vidrios Ventilación Sombreamiento fachada oeste TABLA 3: NÚMERO DE HORAS AL AÑO CON VENTILACIÓN FAVORABLE NÚMERO DE HORAS AL AÑO VENTILACIÓN FAVORABLE ZE Baja Patio Bajo ZW Baja ZW Alta ZE Alta Patio Alto

8 TABLA 4: DEMANDA ANUAL DE CALEFACCIÓN (KWH/AÑO) EN CADA ZONA PARA SITUACIÓN ACTUAL Y MEDIDAS DE AHORRO DEMANDA ANUAL DE CALEFACCIÓN (kwh/año) ZE Baja ZW Baja ZW Alta ZE Alta Estado Actual Aislamiento cámara de aire Fachada SATE 2cm Fachada SATE 4cm Fachada SATE 6cm Aislamiento Cubierta Reducir infiltración Infiltración y vidrios Ventilación Sombreamiento fachada oeste TABLA 5: DEMANDA ANUAL DE REFRIGERACIÓN SENSIBLE (KWH/AÑO) EN CADA ZONA PARA SITUACIÓN ACTUAL Y MEDIDAS DE AHORRO DEMANDA ANUAL DE REFRIGERACIÓN SENSIBLE (kwh/año) ZE Baja ZW Baja ZW Alta ZE Alta Estado Actual Aislamiento cámara de aire Fachada SATE 2cm Fachada SATE 4cm Fachada SATE 6cm Aislamiento Cubierta Reducir infiltración Infiltración y vidrios Ventilación Sombreamiento fachada oeste TABLA 6: DEMANDA ANUAL DE REFRIGERACIÓN TOTAL (KWH/AÑO) EN CADA ZONA PARA SITUACIÓN ACTUAL Y

9 MEDIDAS DE AHORRO DEMANDA ANUAL DE REFRIGERACIÓN TOTAL (kwh/año) ZE Baja ZW Baja ZW Alta ZE Alta Estado Actual Aislamiento cámara de aire Fachada SATE 2cm Fachada SATE 4cm Fachada SATE 6cm Aislamiento Cubierta Reducir infiltración Infiltración y vidrios Ventilación Sombreamiento fachada oeste TABLA 7: DEMANDA ANUAL DE REFRIGERACIÓN, CALEFACCIÓN Y TOTAL (KWH/AÑO) EN TODO EL EDIFICIO PARA SITUACIÓN ACTUAL Y MEDIDAS DE AHORRO DEMANDA TOTAL (kwh/año) Calefacción Refrigeración Total Estado Actual Aislamiento cámara de aire Fachada SATE 2cm Fachada SATE 4cm Fachada SATE 6cm Aislamiento Cubierta Reducir infiltración Infiltración y vidrios Ventilación Sombreamiento fachada oeste TABLA 8: AHORRO ANUAL DE CALEFACCIÓN (%) EN CADA ZONA PARA SITUACIÓN ACTUAL Y MEDIDAS DE AHORRO AHORRO DEMANDA ANUAL DE CALEFACCIÓN

10 ZE Baja ZW Baja ZW Alta ZE Alta Estado Actual 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% Aislamiento cámara de aire 19.27% 18.07% 19.00% 18.80% Fachada SATE 2cm 10.82% 9.73% 9.45% 8.78% Fachada SATE 4cm 18.39% 17.44% 18.03% 17.72% Fachada SATE 6cm 20.90% 19.75% 20.60% 20.27% Aislamiento Cubierta % % 3.45% -1.32% Reducir infiltración 54.40% 58.17% 61.74% 59.12% Infiltración y vidrios 58.84% 61.99% 63.25% 61.17% Ventilación -4.96% -6.56% -5.07% -4.82% Sombreamiento fachada oeste -0.06% -2.57% -2.94% -0.04% (%) TABLA 9: AHORRO ANUAL DE REFRIGERACIÓN SENSIBLE (%) EN CADA ZONA PARA SITUACIÓN ACTUAL Y MEDIDAS DE AHORRO AHORRO DEMANDA ANUAL DE REFRIGERACIÓN SENSIBLE (%) ZE Baja ZW Baja ZW Alta ZE Alta Estado Actual 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% Aislamiento cámara de aire -0.85% 0.48% 1.08% -2.00% Fachada SATE 2cm 13.53% 14.86% 17.85% 20.29% Fachada SATE 4cm -1.06% 0.17% 0.68% -2.06% Fachada SATE 6cm -1.14% 0.28% 0.87% -2.29% Aislamiento Cubierta 34.92% 35.19% 18.45% 30.95% Reducir infiltración -9.56% % % % Infiltración y vidrios -5.97% -7.06% -9.96% % Ventilación 43.00% 42.40% 47.12% 49.04% Sombreamiento fachada oeste -0.18% 4.63% 3.60% -0.04% TABLA 10: AHORRO ANUAL DE REFRIGERACIÓN TOTAL (%) EN CADA ZONA PARA SITUACIÓN ACTUAL Y MEDIDAS DE AHORRO AHORRO DEMANDA ANUAL DE REFRIGERACIÓN TOTAL (%) ZE Baja ZW Baja ZW Alta ZE Alta Estado Actual 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%

11 Aislamiento cámara de aire -0.59% 0.76% 1.31% -1.72% Fachada SATE 2cm 12.90% 14.26% 16.95% 19.05% Fachada SATE 4cm -0.83% 0.45% 0.96% -1.82% Fachada SATE 6cm -0.86% 0.61% 1.18% -2.00% Aislamiento Cubierta 32.02% 32.16% 17.36% 29.11% Reducir infiltración -4.61% -5.33% -7.35% -8.11% Infiltración y vidrios -1.61% -2.53% -5.71% -6.86% Ventilación 41.08% 40.50% 45.65% 47.51% Sombreamiento fachada oeste -0.17% 4.23% 3.24% -0.04% TABLA 11: AHORRO ANUAL DE REFRIGERACIÓN, CALEFACCIÓN Y TOTAL (%) EN TODO EL EDIFICIO PARA SITUACIÓN ACTUAL Y MEDIDAS DE AHORRO AHORRO DEMANDA TOTAL (%) Calefacción Refrigeración Total Estado Actual 0.00% 0.00% 0.00% Aislamiento cámara de aire 18.69% 0.08% 7.02% Fachada SATE 2cm 10.07% 14.52% 12.86% Fachada SATE 4cm 17.90% -0.18% 6.55% Fachada SATE 6cm 20.33% -0.12% 7.50% Aislamiento Cubierta % 30.39% 11.50% Reducir infiltración 57.06% -5.55% 17.78% Infiltración y vidrios 60.78% -2.95% 20.80% Ventilación -5.65% 41.91% 24.19% Sombreamiento fachada oeste -1.40% 2.14% 0.82% Comentario de los resultados En relación al confort, se está lejos de los objetivos planteados por el proyecto. No hay estrictamente ninguna medida que consiga un número menor o igual a 10 días de temperaturas medias diarias entre los límites fijados (20 o C en invierno y 28 o C en verano). La que más se aproxima es la ventilación. Con respecto a la demanda, en calefacción la medida que más ahorro consigue es la reducción de las infiltraciones de 1,5 a 0,7 ren/h. El cambio a vidrio doble no representa una mejora significativa desde el punto de vista térmico, aunque

12 probablemente sí desde el punto de vista de la reducción del nivel de ruidos. La reducción de infiltraciones sin embargo es desfavorable en el cálculo de verano, porque sirve para combatir la carga interna y solar. Este efecto se observa también en el efecto de la ventilación: es favorable en verano pero poco importante en invierno. En el análisis de los sistemas de aislamiento de fachadas o cubierta es llamativo que el sistema SATE se optimiza para el menor nivel de aislamiento (2 cm) por el efecto desfavorable de aislar más en verano. En esta época del año la temperatura exterior es favorable, y sirve como foco frío para la evacuación del calor. El mayor grado de aislamiento reduce el flujo de calor perjudicando la demanda y el consumo. La comparación entre el aislamiento exterior o de la cámara de aire es favorable al primero. Para conseguir el 20% el consumo de demanda que puede deducirse de los objetivos fijados en el proyecto piloto en principio sería suficiente con aislar la cubierta y las fachadas exteriores con 2 cm.

13