Certificación energética de edificios Gestión Energética y Renovables VII Jornadas Abulenses de Energías Renovables 22 de octubre de 2008
ÍNDICE 1. Presentación del Estudio 1. Objetivos del estudio 2. Estado del arte 2. Metodología 1. Definición edificios 2. Metodología CALENER VyP 3. Definición escenarios 3. Presentación y discusión de resultados 4. Conclusiones del Estudio 5. Perspectiva de la certificación energética 6. Eficiencia Energética
1. Presentación del estudio. 1.1. Objetivos Evaluar la calificación energética, mediante metodología CALENER VyP, de diferentes tipologías de edificios residenciales en función de: la fuente energética utilizada (gas natural o electricidad), zona climática, tipos de suministro energético (centralizado o individual), usos (calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria).
1.2 Estado del arte. Antecedentes normativos 79 NBE-CT-79 93 Directiva SAVE 76/93 95 Calificación de viviendas CEV 98 RITE (Revisión de ITIC de 1980) 99 Calificación de todos los edificios 01 Empiezan los trabajos para redactar CT CALENER y Actualización NBE 02 Directiva 2002/91/CE. Eficiencia Energética de Edificios (DEEE) Rev. NBE/CALENER 03 Se aprueba por el Programa Europeo ALTENER de la DG TREN de la Comisión Europea el proyecto ALTENER Z/02-072/2002) CEPEC 04 Revisión RITE 05 CTE + 2 CALENER 06 Entrada en vigor de la DEEE i 17 marzo se aprueba el nuevo CTE 07 19 de Enero se aprueba el RD de Certificación de Edificios CALENER VYP CALENER GT 31 de Octubre entra en vigor el RD de Certificación Opción simplificada
Edificio: Edificio: 1.2 Estado del arte. Proceso de certificación FASE DISEÑO FASE CONSTRUCCIÓN FASE EDIFICIO ACABADO Obtención de un certificado de eficiencia energética del proyecto que debe incorporarse al proyecto de ejecución OK Certificación Energética de Edificios Indicador kgco 2/m 2 Más <40 41-60 61-85 86-120 >121 Edificio Objeto 83 Edificio Referencia 119 OK Durante el periodo de ejecución se realizarán pruebas, comprobaciones e inspecciones OK Finalmente, se obtendrá un certificado de eficiencia energética del edificio acabado que debe incluirse en el Libro del edificio. Certificación Energética de Edificios Indicador kgco 2/m 2 Edificio Objeto Edificio Referencia NO Menos Demanda Calefacción kwh/m 2 Demanda Refrigeración kwh/m 2 Consumo Calefacción kwh/m 2 Consumo Refrigeración kwh/m 2 Consumo Agua Caliente Sanitaria kwh/m 2 D 66 E 85 B 18.5 D 35 C 90.4 D 141.7 C 7.4 D 14 E 13.6 D 7.8 CERTIFICAT CERTIFICADO DEL DEL PROJECTE PROYECTO NO Más <40 41-60 61-85 83 86-120 119 >121 Menos Demanda Calefacción kwh/m 2 Demanda Refrigeración kwh/m 2 Consumo Calefacción kwh/m 2 Consumo Refrigeración kwh/m 2 Consumo Agua Caliente Sanitaria kwh/m 2 D 66 E 85 B 18.5 D 35 C 90.4 D 141.7 C 7.4 D 14 E 13.6 D 7.8 CERTIFICADO CERTIFICAT DEL L EDIFICI EDIFICIO
1.2 Estado del arte. Proceso de certificación 1 Acción Realizar Calificación energética del edifico (CALENER / Opción simplificada) Responsable Arquitecto / Ingeniero Comunidades en vigor Todas Dónde 2 Visar Proyecto HE-1 Arquitecto / Ingeniero Todas Colegio facultativo 3 Realizar Registro de Certificación Energética 4 Calificación energética de proyecto Entrega documentación: Proyecto ejecutivo + Proyecto certificación energética + 5 Hoja firmada de registro de certificación energética + Documento oficial de calificación energética Arquitecto / Ingeniero Organismo competente Cataluña / País Vasco Cataluña / País Vasco Icaen / EVE Icaen / EVE Promotor / Arquitecto Todas Ayuntamiento 6 Inspecciones Organismo competente País Vasco 7 Calificación Energética edificio final Organismo competente Organismo competente
2. Metodología 2.1 Definición edificios. Tipología y zona climática Tipologías de edificios Edificio 1 Unifamiliar Edificio unifamiliar 2 10 20 viviendas Edificio 15 viviendas 3 Plurifamiliar 30 50 viviendas Edificio 44 viviendas 4 70 100 viviendas Edificio 77 viviendas - SC (verano) + - SC (invierno) + A4 (Almería) A3 (Cádiz) B4 (Sevilla) B3 (Valencia) C4 (Toledo) C3 (Granada) C2 (Barcelona) C1 (Bilbao) D3 (Madrid) D2 (Zamora) D1 (Vitoria) E1 (Burgos)
2.1 Definición edificios. Geometría Vivienda unifamiliar Edificio 15 viviendas Edificio 44 viviendas Edificio 77 viviendas
2.1 Definición edificios. Cerramientos Valores de U (W/m 2 K) de los cerramientos característicos de la envolvente de los espacios habitados. Zona climática Cerramiento B4 (Sevilla) C2 (Barcelona) D3 (Madrid) E1 (Burgos) U U límite U U límite U U límite U U límite Muro exterior 0.66 0.84 0.57 0.73 0.53 0.66 0.46 0.57 Forjado exterior 0.36 0.45 0.33 0.41 0.31 0.38 0.28 0.35 Cerramiento interior 0.61 1.2 0.61 0.95 0.61 0.85 0.61 0.74 Hueco 2.6 3.0 2.6 3.0 2.6 2.9 2.6 2.6 La U de los huecos depende del porcentaje de huecos y de la orientación. Se ha escogido el límite inferior, de esta forma todos los huecos estarán dentro de normativa
2.1 Definición edificios. Sistemas Los sistemas definidos corresponden a: Calefacción Refrigeración Agua caliente sanitaria. En función de los escenarios a estudiar se han escogido los equipos y unidades terminales estándares y los más utilizados en el sector según información de diferentes ingenierías. 10
2.1 Definición edificios. Sistemas Sistemas mixto de calefacción y ACS centralizado. Gas natural Demanda ACS Equipo Acumulador: Temperatura de utilización : 60 ºC Temperatura de impulsión ACS : 45 ºC Aporte solar. Según Tabla Caldera Baja Temperatura Potencia individual de las unidades terminales = m 2 del local * 0,082 (kw/m 2 ) Potencia caldera centralizada = Sumatorio del kw de una planta * núm. plantas * 1,2 Rendimiento 0,91 Tipo energía: Gas Natural o Electricidad en función del escenario Temperatura impulsión calefacción: 80ºC Coeficiente de pérdidas UA 1 W/ºC T consigna de baja : 45 ºC T consigna de Alta : 60ºC Viviendas (m Capacidad 2 ) 30-50 50-70 70-100 Capacidad (l) 50 100 100 11
2.1 Definición edificios. Sistemas Sistemas refrigeración eléctrico. Expansión directa aire - aire sólo frío Viviendas m 2 30-50 50-70 70-100 Propiedades básicas Refrigeración total kw 5 9 11.3 Capacidad sensible kw 3.80 6.50 8.40 Consumo refrigeración. kw 2.00 3.40 4.30 Caudal de impulsión nominal por defecto por defecto por defecto 12
2.1 Definición edificios. Sistemas Sistemas calefacción individual Equipo Caldera Baja Temperatura Potencia individual de las unidades terminales = m 2 del local * 0,082 (kw/m 2 ) Potencia caldera individual = 24 kw Rendimiento 0,91 Tipo energía: Gas Natural o Electricidad Sistemas ACS individual. Efecto Joule Demanda ACS Equipo Acumulador: Temperatura de utilización : 60 ºC Temperatura de impulsión ACS : 45 ºC Aporte solar. Según Tabla Caldera Eléctrica Potencia individual = 1,5kW Rendimiento 1 Coeficiente de pérdidas UA 1 W/ºC T consigna de baja : 45 ºC T consigna de Alta : 60ºC Viviendas (m 2 ) 30-50 50-70 70-100 Capacidad Capacidad (l) 50 100 100 13
2.1 Definición edificios. Sistemas Sistemas calefacción y refrigeración eléctrico. Bomba de calor aire - aire Viviendas m 2 30-50 50-70 70-100 Propiedades básicas Refrigeración total kw 5 9 11.3 Capacidad sensible kw 3.80 6.50 8.40 Consumo refrigeración. kw 2.00 3.40 4.30 Capacidad calorífica kw 5.60 9.50 13.00 Consumo Calor kw 1.90 2.90 4.50 Caudal de impulsión nominal por defecto por defecto por defecto 14
2.2 Metodología. CALENER VyP El programa oficial de cálculo para obtener la calificación energética del edificio. CALENER_VYP: VYP: viviendas, pequeño y mediano terciario basado en LIDER (programa oficial para el cumplimiento del DB-HE1 de limitación de demanda) más motor de cálculo para los sistemas: ESTO 15
2.2 Metodología. CALENER VyP 16
2.3 Definición escenarios CALENER VyP Escenario Suministro Calefacción Refrigeración ACS+solar 1 Centralizado Gas Natural Eléctrica Gas Natural 2 Individual Gas Natural Eléctrica Gas Natural 3 Centralizado Gas Natural Eléctrica Eléctrica 4 Individual Gas Natural Eléctrica Eléctrica 5 Individual Eléctrica Eléctrica Eléctrica
2.3 Definición de escenarios Zonas climáticas según DB-HE4 para calcular el porcentaje de aportación solar al sistema de ACS
2.3 Definición de escenarios Porcentaje de aportación solar al sistema de ACS en función de la energía de apoyo, la zona climática y la demanda de ACS. ZONA CLIMÁTICA UNIFAMILIAR 15 VIVIENDAS 44 VIVIENDAS 77 viviendas m 2 habitable GAS NATURAL l/día m 2 habitable l/día m 2 habitable l/día m 2 habitable l/día 236 180 1415 1273 6342 5708 7954 7159 ELECT % de contribución solar mínima según DB -HE4 GAS NATURAL ELECT GAS NATURAL ELECT GAS NATURAL ELECT B4 -(ZONA V) 70 70 70 70 70 70 70 70 C2 -(ZONA II) 30 60 30 63 30 70 45 70 D3 -(ZONA IV) 60 70 60 70 65 70 70 70 E1 -((ZONA II) 30 60 30 63 30 70 45 70
3. Presentación y discusión de resultados 3.1 CALENER VyP Consumo de energía final Consumo kwh/m 2 /año 200,00 160,00 120,00 80,00 40,00 0,00 B4 C2 D3 E1 B4 C2 D3 E1 B4 C2 D3 E1 B4 C2 D3 E1 B4 C2 D3 E1 Escenario 1 Escenario 2 Escenario 3 Escenario 4 Escenario 5 Unifamiliar 15 viv 44 viv 77 viv B4 (Sevilla) C2 (Barcelona) D3 (Madrid) E1 (Burgos)
3.1 CALENER VyP Evolución del consumo energético para cada zona climática según el número de viviendas Consumo kwh/m 2 /año 200,00 150,00 100,00 50,00 0,00 Unifamiliar 15 viv 44 viv 77 viv E1 D3 C2 B4 B4 (Sevilla) C2 (Barcelona) D3 (Madrid) E1 (Burgos)
3. Presentación y discusión de resultados 3.2 CALENER VyP Emisiones de CO 2 Emisiones kg CO 2 /m 2 /añ ño 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 B4 C2 D3 E1 B4 C2 D3 E1 B4 C2 D3 E1 B4 C2 D3 E1 B4 C2 D3 E1 Escenario 1 Escenario 2 Escenario 3 Escenario 4 Escenario 5 Unifamiliar 15 viv 44 viv 77 viv B4 (Sevilla) C2 (Barcelona) D3 (Madrid) E1 (Burgos)
3.1 CALENER VyP Evolución de las emisiones de CO 2 para cada zona climática según el número de viviendas 70,00 Emisiones kg CO 2 /m 2 /año 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 Unifamiliar 15 viv 44 viv 77 viv E1 D3 C2 B4 B4 (Sevilla) C2 (Barcelona) D3 (Madrid) E1 (Burgos)
3.1 CALENER VyP Resumen de calificaciones obtenidas B4 (Sevilla) C2 (Barcelona) D3 (Madrid) E1 (Burgos) Escenario Unif 15 44 77 Unif 15 44 77 Unif 15 44 77 Unif 15 44 77 Esc 1 D D D D D C C C D D C C C C C C Esc 2 D D D D D C C C D D C C C C C C Esc 3 D D D D D D D D D D D C D D C C Esc 4 D D D D D D D D D D D C D D C C Esc 5 E E D D E E D D E E D D E E D D Escenario Suministro Calefacción Refrigeración ACS+solar 1 Centralizado Gas Natural Eléctrica Gas Natural 2 Individual Gas Natural Eléctrica Gas Natural 3 Centralizado Gas Natural Eléctrica Eléctrica 4 Individual Gas Natural Eléctrica Eléctrica 5 Individual Eléctrica Eléctrica Eléctrica
3.1 CALENER VyP Escalas de calificación Edificio 44 viv. Escenario 1 B4 C2 D3 E1 25
3.1 CALENER VyP El mejor escenario es el que considera la calefacción (centralizada o individual) con gas natural y el sistema de apoyo para el ACS también con gas natural. Escenarios 1 y 2 El peor escenario es el que considera que la única energía consumida en el edificio es la electricidad. Escenario 5 Los edificios con más número de viviendas son, en general, con la misma composición de cerramientos, más eficientes que los edificios pequeños, siendo el extremo la vivienda unifamiliar. Las escalas de emisiones para cada zona climática y usos son diferentes así, una misma calificación no implica necesariamente el mismo número de emisiones.
3.1 CALENER VyP En cuanto al análisis de los escenarios estudiados, las emisiones asociadas a los escenarios con suministro de calefacción centralizado o individual son muy similares. Se observa que los edificios situados en la zona climática E1 (Burgos) son los que obtienen mejor calificación energética en todos los escenarios y los situados en la zona climática B4 (Sevilla), son los que obtienen peor calificación. En todos los edificios estudiados, las emisiones aumentan con la severidad climática de invierno, debido al incremento en la demanda de calefacción. En el caso de la zona climática B4, el menor consumo en calefacción se ve compensado por el mayor consumo en refrigeración.
3.1 CALENER VyP Intervalos de los porcentajes de consumo de energía por edifico, uso y zona climática Porce entaje (%) Distribución consumos de calefacción 100 80 60 40 20 0 Uni 15 44 77 Tipo de edificio. Número de viviendas Porcen ntaje (%) 100 80 E1 60 D3 C2 B4 0 Distribución consumos de refrigeración 40 20 Uni 15 44 77 Tipo de edificio. Número de viviendas B4 C2 D3 Porcentaje (%) Distribución consumos de ACS 100 80 60 40 20 0 Uni 15 44 77 Tipo de edificio. Número de viviendas B4 C2 D3 E1
3.1 CALENER VyP La calefacción es el uso más importante en todos los edificios y escenarios para todas las zonas climáticas estudiadas. Si bien, para los edificios plurifamiliares, el consumo en refrigeración es superior al de calefacción en la zona climática B4. El uso con menor consumo es el Agua Caliente Sanitaria en todos los edificios y en todos los escenarios y para todas las zonas climáticas. Los rangos de consumo de energía para ACS oscilan entre el 5 y el 23 % en función de la zona climática, tipo de edificio y sistemas utilizados.
3.1 CALENER VyP Intervalos de los porcentajes de emisiones por edifico, uso y zona climática Distribución emisones de calefacción Distribución emisiones de refrigeración 100 100 Porce entaje (%) 80 60 40 20 0 Uni 15 44 77 E1 D3 C2 Porce entaje (%) 80 60 40 20 B4 0 Uni 15 44 77 B4 C2 D3 Tipo de edificio. Número de viviendas Tipo de edificio. Número de viviendas Porcentaje (%) Distribución emisiones de ACS 100 80 60 40 20 0 Uni 15 44 77 Tipo de edificio. Número de viviendas B4 C2 D3 E1
3.1 CALENER VyP Porcentajes de ahorro en las emisiones de CO 2 del escenario 1 respecto el escenario 5. B4 C2 D3 E1 Uso Uni 15 44 77 Uni 15 44 77 Uni 15 44 77 Uni 15 44 77 Calefacción 65 62 31 56 64 63 30 57 78 73 37 71 75 76 42 75 Refrigeración 1 1 0 2 5 17 0 3 3 0 0 0 20 - - - ACS 185 200 200 255 48 48 211 85 117 112 115 255 74 45 12 86 Total 35 39 22 38 51 58 36 48 65 61 33 68 70 73 39 76 Escenario Suministro Calefacción Refrigeración ACS+solar 1 Centralizado Gas Natural Eléctrica Gas Natural 5 Individual Eléctrica Eléctrica Eléctrica 31
4. Conclusiones Usuarios: Un edificio con una mejor calificación energética implica una disminución en el consumo y en la factura energética durante la vida útil del edificio. La mejor calificación energética se obtiene con sistemas de calefacción y ACS que utilizan como fuente de energía la biomasa. En segundo lugar, se encuentran los edificios con sistemas de calefacción y ACS con GAS NATURAL. El porcentaje de ahorro de emisiones puede ser de hasta el 70% en zonas climáticas con elevada necesidad en calefacción, si se compara con sistemas de calefacción y ACS eléctricos. Los edificios plurifamiliares son más eficientes que los unifamiliares.
4. Conclusiones Constructores: Una buena calificación energética supone un valor añadido al edificio que va a construir y un motivo más de venta. La instalación de sistemas de calefacción y ACS que utilicen biomasa o GAS NATURAL como fuente de energía mejora la calificación respecto a edificios con sistemas de climatización y ACS eléctricos. El ahorro en emisiones puede llegar hasta el 70% en zonas climáticas con elevada demanda de calefacción. Una mayor compacidad del edificio mejora la calificación obtenida. 33
4. Conclusiones Administración: Dificultad para conseguir mejorar la calificación obtenida con acciones como mejorar la calidad de los cerramientos, o la mejora de los equipos. A no ser que se utilicen calderas de biomasa. Dificultad para introducir geométricamente elementos constructivos singulares como fachadas ventiladas, muros trombe, Imposibilidad de introducir sistemas de climatización que utilicen otro tipo de energía que no sean las especificadas en la aplicación CALENER VyP, como por ejemplo, la geotermia. Imposibilidad de introducir en la aplicación CALENER VyP, espacios que estén acondicionados para calefacción pero no para refrigeración. 34
4. Conclusiones El hecho que la escala de calificación no sea fija, puede conducir a confusiones en la interpretación de resultados. La escala depende de la zona climática y de las variaciones en la demanda (como por ejemplo la demanda de ACS, según la aportación solar) La escala de calificación varía según la zona climática. Esto puede ser comprensible y lógico, siempre y cuando todas las zonas climáticas se traten por igual. En cambio, se ha comprobado que las zonas climáticas sin necesidad de refrigeración se ven beneficiadas, obteniendo calificaciones superiores en un mismo edificio cumpliendo exactamente igual la normativa establecida y con el mismo tipo de equipos, incluso, teniendo mayor número de emisiones. Imposibilidad de introducir en la aplicación CALENER VyP, equipos que normalmente vienen dados por el constructor como por ejemplo, cocinas o instalación de equipos bitérmicos.
4. Conclusiones Falta de concreción en todo el proceso de certificación energética: Definición de los registros de certificación en las comunidades autónomas que no lo tienen. Quién? Cuándo? Cómo? Se van a realizar las inspecciones y los controles externos. Cuánto van a costar? Procedimiento para la certificación de edificios existentes?
5. Perspectivas de la Certificación Energética. Ámbito de aplicación: Actualmente: Nueva construcción y grandes rehabilitaciones Futuro: EDIFICIOS EXISTENTES!!! Cómo incentivar la mejora en la calificación energética de los edificios? Reducción de impuestos (IBI, ) permisos de obras, Bonificación en las facturas energéticas de gas y electricidad Ayudas para la concesión de subvenciones con el fin de mejorar las instalaciones, elementos constructivos, 37
6. Eficiencia Energética La Gestión Energética Servicio externalizado para el suministro de energía útil térmica. Cubriendo las necesidades de calefacción, refrigeración, Agua caliente sanitaria, vapor y calor de proceso del cliente. Gas Natural Soluciones puede asumir: Auditoria energética de la instalación y análisis propuestas de mejora Inversiones necesarias para la central de producción y renovables. Ingeniería, ejecución llaves en mano y legalizaciones. Garantía total de las instalaciones ( mtto. Preventivo y Correctivo). Maximización del rendimiento y eficiencia de las instalaciones. Atención 24 horas al día 365 días al año. Gestión Integral con sistemas de telegestión de la Central. 38
6. Eficiencia Energética La Gestión Energética Auditorías Energéticas A cargo del gestor energético RENOVABLES Servicios Energéticos A cargo del Cliente Central de Producción CALOR FRIO VAPOR ACS Electricidad (Cogen.) Actividad Proceso ACOMETIDA GAS NATURAL ACOMETIDA ELECTRICA ELECTRICIDAD GAS NATURAL
6. Eficiencia Energética La Gestión Energética Incorporación de la Energía Solar Térmica como aporte a las instalaciones energéticas existentes. Maximizando la eficiencia energética reduciendo el coste del energético de soporte con la energía que proviene del Sol. En las instalaciones donde se realiza Gestión Energética, la instalación Solar Térmica ya forma parte de la misma. En otros casos, Gas Natural Soluciones puede asumir: Auditoria energética de la instalación y análisis propuestas de mejora Inversiones necesarias de la Instalación Solar Térmica. Ingeniería, ejecución llaves en mano y legalizaciones. Garantía total de las instalaciones ( mtto. Preventivo y correctivo). Atención 24 horas al día 365 días al año. 40
6. Eficiencia Energética gnsolar Contador Energía Util Consumida 41
6. Eficiencia Energética gnsolar Gas Natural Soluciones también ha creado una línea de Renovables enfocada en las energía solar. Los productos enfocados al sector residencial en relación al ACS son: gn Solar Integral gn Solar Básico gn Solar Standard CTE Mercado: NC FH NC + FH Incluye: Instalación + Mantenimiento (preventivo + correctivo) Mantenimiento (preventivo + correctivo) Instalación + Mantenimiento (preventivo) 42
6. Eficiencia Energética Reducción del consumo energético Reducción de emisiones de CO 2 Mejor Calificación Energética
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