CARACTERIZACIÓN DE EDIFICIOS A PARTIR DE MEDIDAS, COMBINANDO AUDITORÍAS Y PROCEDIMIENTOS DE SIMULACIÓN. Servando Álvarez Domínguez Catedrático Ingeniería Energética

Índice Marco reglamentario Energética de los edificios existentes. Corrección y Calibración. Caracterización para líneas base. Gestión energética Consideraciones finales

Transposición en España de las directivas de EEE 2002/91/CE y 2010/ 31/EU

Objetivos para edificios nuevos Endurecimiento progresivo de la reglamentación sobre calidad térmica de los edificios de nueva planta (establecimiento de consumos máximos permitidos - requisitos mínimos-) Promoción de edificios de nueva planta cuyo consumo de energía sea netamente inferior al que se deriva de la aplicación estricta de la reglamentación.

En cualquier caso… En los países desarrollados, más de la mitad de los edificios que existirán en el año 2050 existen en la actualidad. Énfasis en actuaciones aplicables a la rehabilitación energética del parque existente

Objetivo para edificios existentes Identificación de medidas de mejora de la eficiencia energética en edificios existentes dentro de un contexto de viabilidad técnica y económica

2010/ 31/EU: Edificios de consumo de energía casi nulo (NZEB)

Artículo 9 apartado 1 Los Estados miembros se asegurarán de que: a) como muy tarde el 31 de diciembre de 2020, todos los edificios nuevos sean al menos edificios de energía casi nula b)después del 31 de diciembre de 2018, los organismos públicos que ocupen y posean un edificio nuevo garantizarán que el edificio es un edificio de energía casi nula

Artículo / 31/EU : Edificios de energía casi nula.- Apartado 2 Además, los Estados miembros, siguiendo el ejemplo encabezado por el sector público, formularán políticas y adoptarán medidas tales como el establecimiento de objetivos, para estimular la transformación de edificios que se reforman en edificios de consumo de energía casi nulo, e informarán de ello a la Comisión en sus planes nacionales, a los que se refiere el apartado 1.

Artículo / 31/EU : Edificios de energía casi nula.- Apartado 5 La Comisión publicará, el 31 de diciembre de 2012 a más tardar y cada tres años después de esa fecha, un informe sobre los avances efectuados por los Estados miembros a la hora de aumentar el número de edificios de consumo de energía casi nulo. Sobre la base de ese informe, la Comisión elaborará un plan de acción y, si fuera necesario, propondrá medidas para aumentar el número de este tipo de edificios y fomentará las mejores prácticas en materia de transformación rentable de edificios existentes en edificios de consumo de energía casi nulo.

Cascada de Indicadores en NZEB prEN ISO/DIS

Situación de procedimientos de implementación de CTE.HE y certificación OPCIÓN GENERAL Herramienta unificada LIDER + CALENER EDIFICIOS DE NUEVA PLANTA Y EXISTENTES EDIFICIOS DE NUEVA PLANTA Y EXISTENTES OPCIÓNES SIMLIFICADAS CE3 CERMA CE3X

Cambios en los programas para la comprobación de exigencias del DB HE y para la certificación energética 13 NºCambio/Asunto 1Nuevos climas 2Ventilación en vivienda 3Nuevos sistemas de referencia en vivienda 4Nuevos factores de paso a primaria y CO 2 5Edificio de referencia 6Perfiles de uso 7 Nuevas exigencias relativas a demanda y consumo en edificios nuevos, y a demanda en edificios existentes 8Nuevas exigencias en las secciones 3, 4 y 5 9Ampliación de alcance 10Condiciones de los programas (adaptación documento reconocido) 11Salida digital de datos 12Interfaz (Plataforma única) 13Manual del programa 14Informe de salida 15Impresión de la etiqueta de eficiencia energética 16Cambios específicos en los programas simplificados 17Análisis de fiabilidad

Opaque elements  Double skin with energy saving features  Integrated solar roof structures  Thermal bridge insulation Transparent elements  Switchable glazing  Translucent elements  Solar shading control Air flow (passive)  Air tightness of the envelope  Natural ventilation devices (manual or automatically controlled) Thermal zoning  Sunspaces (including glazed balconies, etc.)  Buffer spaces (intermediate comfort)  Atria Space heating  District heating  Fuel Cells  Heat pumps (source: exhaust air, ground one and two probes)  Cogeneration (small units to large units)  Thermal solar heating  Low and high temperature heating  Advanced control systems Space cooling  Cooling units with a range of efficiencies and energy carriers (electricity, gas, oil)  Heat pumps (ground coupled)  Advanced control systems  Delivery of cold through radiators, building elements (floor, ceiling, wall) or vents  Passive cooling (e.g. night ventilation to cool the building down, controlled solar shading) Ventilation  Balanced ventilation systems  Heat recovery  Demand controlled mechanical ventilation  Night ventilation for cooling purposes Lighting  Daylight systems  Detection of user presents  Advanced control (dimming control) Renewable energy techniques providing electricity (building coupled)  PV panels  Wind turbines  Cogeneration units Propuestas de prEN ISO/DIS no contempladas en los programas (edición 2006)

Índice Marco reglamentario Energética de los edificios existentes. Corrección y Calibración. Caracterización para líneas base. Gestión energética Consideraciones finales

Hoja de ruta de la eficiencia energética en edificios existentes Monitorización de consumo energético.- ¿Cuánto de consume, en que usos?. Toma de datos, análisis y desglose de consumos Diagnóstico.- ¿es razonable el consumo?: indicadores y referencias. Tratamiento.- ¿Qué debo hacer para reducirlo?, ¿hasta dónde es razonable la reducción? : Optimización de las MAES. Seguimiento.- ¿Está funcionando el tratamiento en la medida que se esperaba?. ¿Cómo puedo mejorarlo?: Verificación de ahorros y gestión energética.

Indicadores

Planta Enfriadora

Ejemplo de referencias totales y parciales

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Hoja de ruta de la eficiencia energética en edificios existentes Monitorización de consumo energético.- ¿Cuánto de consume, en que usos?. Toma de datos, análisis y desglose de consumos Diagnóstico.- ¿es razonable el consumo?: indicadores y referencias. Tratamiento.- ¿Qué debo hacer para reducirlo?, ¿hasta dónde es razonable la reducción? : Optimización de las MAES. Seguimiento.- ¿Está funcionando el tratamiento en la medida que se esperaba?. ¿Cómo puedo mejorarlo?: verificación de ahorros y gestión energética.

Evaluación vía simulación de alternativas energéticas sobre un edificio en base al coste del ciclo de vida Situación inicial

Nivel de rentabilidad óptima (cost-optimal) Alternativa óptima a 30 años vista Situación actual

COSTE CICLO DE VIDA

10% +5% -5% COSTE CICLO DE VIDA

GRÁFICOS DE RESULTADOS TÉCNICO-ECONÓMICOS COSTE CICLO DE VIDA

GRÁFICOS DE RESULTADOS TÉCNICO-ECONÓMICOS SOBRECOSTE

GRÁFICOS DE RESULTADOS TÉCNICO-ECONÓMICOS PERIODO DE AMORTIZACION (AÑOS)

Problemas asociados al uso de simulaciones en edificios existentes – Necesitan la recopilación de información técnica sobre el edificio muchas veces no disponible y por tanto tienen incertidumbres respecto a datos de entrada. – Posibles discrepancias entre el consumo estimado y el real (debidas a los modelos, al uso real del edificio, al mantenimiento de instalaciones, a las temperaturas de consigna de instalaciones etc.) Principales barreras a la eficiencia energética

Diferencias entre consumo medido y consumo calculado Granada viviendas calefacción Sevilla viviendas calefacción

Alternativas – Procedimiento de simulación corregido a partir de las medidas. – Procedimiento de simulación calibrado con las medidas (se cambian los datos de partida inciertos hasta que las medidas coinciden con el pronóstico que da el programa).

Monitorización Facturas Corrección de resultados con medidas / facturas Edificio situación inicial

Severidades climáticas estándar vs. Severidades climáticas de años reales 38 Normalización del clima

39 Normalización del clima Severidades climáticas estándar vs. Severidades climáticas de años reales SevillaMadridBurgos

Monitorización Facturas Edificio situación inicial Programa de simulación

Monitorización Facturas Edificio situación inicial Programa de simulación Corrección Programa de simulación

Ejemplo de corrección edificio docente Sevilla

Edificio situación inicial Programa de simulación corregido

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Hoja de ruta de la eficiencia energética en edificios existentes Monitorización de consumo energético.- ¿Cuánto de consume, en que usos?. Toma de datos, análisis y desglose de consumos Diagnóstico.- ¿es razonable el consumo?: indicadores y referencias. Tratamiento.- ¿Qué debo hacer para reducirlo?, ¿hasta dónde es razonable la reducción? : Optimización de las MAES. Seguimiento.- ¿Está funcionando el tratamiento en la medida que se esperaba?. ¿Cómo puedo mejorarlo?: verificación de ahorros y gestión energética.

Verificación de ahorros El ahorro vinculado a la mayoría de las medidas de mejora de la eficiencia energética no puede medirse de forma directa Periodo base Periodo demostrativo de ahorro Ahorro de energía = Energía de referencia ajustada – Energía real medida Energía Tiempo Energía de referencia Implantación mejora

Se puede hacer con el programa de simulación calibrado

Equipo monitorización Edificio situación inicial

Equipo monitorización Edificio situación inicial Modelo caracterización inversa Situación inicial

Equipo monitorización Edificio situación mejorada Modelo caracterización inversa Situación inicial

Equipo monitorización Edificio situación mejorada Modelo caracterización inversa Situación inicial

El modelo de caracterización inversa Limitaciones debidas a la monitorización “no puedo medir todo, y tampoco con la calidad suficiente”

El modelo de caracterización inversa

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Gestión energética La caracterización inversa permite la detección precoz de disfunciones en la instalación La caracterización inversa permite la optimización de estrategias de operación especialmente si se usan sistemas de almacenamiento (predicción de demanda a 15 minutos, 1 hora, 1 día…)

Proyecto Chorus RENOVABLES BATERIA MULTIPORT COGENERACIÓN ELECTRIDAD GAS CONSUMOS ACUMULADOR SOLAR TERMICO AC DC AC Agua Caliente AC AUX. GAS PC VISOR (SCADA WEB) OPERATING STATION ETH CHORUS - OPTIMIZADOR ENERGÉTICO DEMANDA EDIFICIO 17 Octubre 2013

Índice Marco reglamentario Energética de los edificios existentes. Corrección y Calibración. Caracterización para líneas base. Gestión energética Consideraciones finales

Consideraciones finales (I) El sector hospitalario es un gran consumidor de energía. Es esencial acometer de manera masiva medidas tendentes a mejorar la eficiencia energética en los edificios existentes. La reglamentación a través de los NZEB va a acompañar las medidas anteriores. La principal barrera para la implementación de MAES es la falta de fiabilidad a la hora de la toma de decisiones y de credibilidad a la hora de valorar los resultados de las intervenciones

Consideraciones finales (II) Conseguir un edificio NZEB requiere el uso de herramientas de simulación corregidas o calibradas y una posición audaz a la hora de establecer el catálogo de alternativas. Es imprescindible demostrar que los ahorros predichos se han conseguido e implementar políticas de gestión energética para realimentar el proceso (más medidas sobre el mismo edificio y/o el tratamiento de otros edificios). Lo mejor no es casi nunca lo más complejo.

CARACTERIZACIÓN DE EDIFICIOS A PARTIR DE MEDIDAS, COMBINANDO AUDITORÍAS Y PROCEDIMIENTOS DE SIMULACIÓN. Servando Álvarez Domínguez Catedrático Ingeniería Energética Gracias por su atención