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Energía y Atmósfera

VERDE v_o1

Revisión Marzo 2010

GREEN BUILDING COUNCIL - ESPAÑA Paseo de la Castellana, 114. Madrid 28046

Aplicabilidad

TODOS MULTIRRESIDENCIAL OFICINAS

Este criterio se aplica en la fase de diseño y/o la fase de construcción de un nuevo edificio y/o ampliación de un edificio existente.

En él se analiza la fase de ciclo de vida de los materiales que abarca desde la extracción de los mismos hasta su salida de la fábrica como material listo para usar en obra.

Objetivos del criterio

Reducir los impactos asociados al consumo de energía no renovable incorporada en los materiales de construcción mediante la elección de materiales con bajo consumo de la misma durante su proceso de extracción y transformación así como mediante el uso de materiales reutilizados y/o reciclados.

Contexto

Los materiales utilizados en la edificación suponen alrededor de un 20% de la energía no renovable consumida a lo largo de todo el ciclo de vida del edificio. Esta energía es consumida en todas las transformaciones sufridas, desde su extracción como materia prima hasta su salida de fábrica como material preparado para usarse en obra.

La elección de un material depende no solo de la energía no renovable consumida, sino también de los impactos generados. (Ver criterio C 08)

Según C. Thomark [1], con el uso de materiales reciclados y reutilizados, se pueden obtener reducciones importantes del consumo de energía en la fase de producción de materiales.

Normativa aplicable

• ISO 14040 “Environmental management. Life Cycle Assesement. Principles and Framework” (ISO, 2006).

• ISO 14025 “Environmental labels and declarations. Type III environmental declarations. Principles and procedures” (ISO 2006)

• ISO 21930 “Sustainability in building construction. Environmental declaration of building products” (ISO 2007)

B 01 Uso de energía no renovable en los materiales de construcción

1. Cambio climático 2. Aumento de las radiaciones UV a nivel de suelo

3. Pérdida de fertilidad

4. Pérdida de vida acuática

5. Emisión de compuesto foto-oxidantes

6. Cambios en la biodiversidad

7. Agotamiento de energía no renovable

8. Agotamiento de recursos no renovables

9. Agotamiento de agua potable

10. Uso del suelo

11. Generación de residuos no peligrosos

12. Generación de residuos peligrosos

13. Generación de residuos radiactivos

16. Pérdida de salud, confort y calidad para los usuarios

19. Riesgos y beneficios para los inversores


• ISO 14044 “Environmental management. Life cycle assessment. Requirements and guidelines.” (ISO 2006)

• Norma de referencia para la elaboración de EPD ISO 21930:2007 y prEN 15804:2008 en proceso de aprobación.

Procedimiento de cálculo

La evaluación del edificio a través de este criterio se establece por medio de los MJ de energía incorporada a los materiales de construcción.

El ámbito de estudio de este criterio se acota a los materiales empleados en los siguientes sistemas constructivos: cubierta, forjados completos (incluido el pavimento), fachada y particiones interiores (incluidos acabados).

Debido a la imposibilidad de definir una estructura de referencia válida para todos los posibles edificios, se ha optado por no incluir este elemento en el cálculo del criterio. No obstante, en el caso de un edificio que prevea una estructura con fuerte reducción en los impactos generados, se deja abierta la posibilidad de valorarla. Para ello el evaluador deberá proponer (si le es posible) una estructura de referencia para un edificio idéntico al objeto, pero con pórticos de hormigón que cumpla estrictamente las exigencias de la EHE 08. Si esto no es factible, no se podrá evaluar la estructura en este criterio.

El procedimiento de cálculo para este criterio se describe en el criterio C 08 Impacto de los materiales de construcción.

Benchmarking

Práctica habitual: MJ consumidos por el edificio de referencia

Mejor práctica: Un 20% menos de los MJ consumidos por el edificio de referencia

Edificio Objeto: MJ consumidos por el edificio objeto.

Documentación requerida

Proyecto

Documentos de mediciones y presupuesto, donde se detallen los materiales empleados y las cantidades correspondientes. Así como la memoria constructiva del proyecto y una sección constructiva del mismo con los elementos evaluados.

EPD de los productos, mediciones realizadas con la base Bedec u otro documento justificativo.

Obra terminada

Mediciones del Proyecto Fin de Obra, así como la memoria constructiva del mismo y una sección constructiva con los elementos evaluados.

Justificación de que los materiales empleados cumplen con los requisitos establecidos en el pliego de condiciones.


EPD de los productos, mediciones realizadas con la base Bedec u otro documento justificativo.

En caso de modificaciones del proyecto que afecten a este criterio, se deberá volver a calcular

Referencias

[1] C. Thomark, A low energy building in a life cycle-its embodied energy, energy need for operation and recycling potential. Building and Environment 37 (2002), pp. 429-435.


Aplicabilidad


Este criterio se aplica en la fase de diseño y construcción de un nuevo edificio y/o ampliación de un edificio existente.


Reducir la cantidad de energía no renovable utilizada en el transporte de los materiales de construcción incentivando el uso de materiales locales.

Contexto

El 80% de la energía empleada es generada por los combustibles fósiles, que constituyen el principal recurso energético. En los últimos 40 años las reservas de petróleo se han ido agotando poniendo el problema de los recursos energéticos como la principal preocupación mundial, lo que hace indispensable el uso eficiente y evitar el derroche de los combustibles fósiles.

El sector del trasporte depende principalmente de los combustibles fósiles, y es el primer responsable de las emisiones de gases efectos invernadero.

Si se emplearan sistemas de GIS para almacenar información de los distribuidores de productos y materiales, los clientes podrían elegir los productos también por su procedencia. [1]

La eficiencia de un recorrido frente a otros depende también del tipo de transporte. Como referencia se detallan en la tabla 1 los consumos de los principales medios de trasporte empleados para mercancías.

Barco Tren Camión

Unidades >3000 t 500-3000

t 100-500 t eléctrico diesel

pesado > 16 t

Medio [7,5 - 16] t

pequeño [3.5 - 7.5] t

kWh/tkm 0,053 0,344 0,427 0,069 0,172 0,141 0,173 0,283

g CO2/tkm 14 91 113 50 36,96 46,81 74,55

g CO/tkm 0,01 0,06 0,11 0,001 0,167 0,22 0,411

g SO2/tkm 0,09 0,24 0,13 0,5 0,014 0,018 0,029

g NOx/tkm 0,35 2,15 2,32 0,75 0,384 0,515 0,751

g NMVoc/tkm 0,01 0,06 0,08 0,15 0,043 0,058 0,096

g PM10/tkm 0 0,03 0,02 0,05 0,029 0,039 0,051

B 02 Energía no renovable en el transporte de los materiales de construcción









10. Uso del suelo







g CH4/tkm 0 0,01 0,01 0,002 0,003 0,004

g N2O/tkm 0 0 0 0 0,001 0,002

g NH3/tkm 0 0 0

g Pb/tkm 1,30E-06 1,70E-06 3,64E-06

g Benzen/tkm 8,70E-04 8,51E-04 1,82E-03

Tabla 1

De cara a la fase de proyecto, el uso de materiales locales es la principal medida aplicable para reducir el consumo en el trasporte y las emisiones asociadas. La disponibilidad de obtener productos locales depende mucho del lugar de proyecto y de la existencia de fabricantes y de la adaptabilidad del proyecto al uso de productos locales. [2]

Los resultados del proyecto de investigación llevado a cabo en el sur de Francia, en que se compara la calidad ambiental de un edificio convencional de hormigón con uno de adobe producido con tierra procedente del mismo sitio de proyecto, demuestran que la energía de los materiales para el edificio de hormigón es superior al 270% de la utilizada para el edificio de adobe. Esa diferencia alcanza el 640% para el trasporte de los materiales en obra. [3]

Para la evaluación del criterio se considera los costes energéticos del transporte desde la puerta de la fábrica al pie de obra, ya que los impactos generados en la producción del material (de la cuna a la puerta) se contemplan en los criterios B 01 y C 08.

Normativa aplicable

• No hay normativa aplicable


La evaluación del edificio a través de ese criterio se establece por medio del cálculo del porcentaje en peso de los materiales empleados de producción local sobre el total de los materiales. Se consideran materiales de producción local los producidos en un radio de 200 km del emplazamiento.

El ámbito de estudio de este criterio se acota a los materiales empleados en los siguientes sistemas constructivos: cubierta, forjados completos (incluido el pavimento), fachada, particiones interiores (incluidos acabados).

Para el cálculo de los parámetros relacionados con el transporte de los materiales, se procederá de acuerdo con los siguientes pasos:

1. Calcular el porcentaje de los materiales de producción local para cada material (PMLi) sobre el peso total del material evaluado en el criterio B1 (MMi)

2. Calcular la cantidad de material local como MMLO=Σ MMi· PMLi

3. Calcular el porcentaje en peso de los materiales locales sobre el total MMTOT como:

PMLO= MMLO/ MMTOT · 100

A efecto de benchmarking se considera como valor de referencia para la práctica habitual un edificio que emplea un 30% en peso de materiales de procedencia local y una distancia media de procedencia de los materiales de construcción no local de 500 km y como principal medio de transporte el Camión pesado.


Como mejor práctica es un edificio que utilice el 100% de materiales locales.

Benchmarking

Práctica habitual PMLH: 30%

Mejor práctica PMLM: 100%

Edificio Objeto PMLO: xx%


Proyecto

Documentos de Presupuesto de Ejecución donde se detalle la procedencia de los materiales a emplear;

Pliego de condiciones donde se detallen las condiciones de aceptación y procedencia de los materiales de obra.

Obra terminada

Documentos de obra, control de la obra, justificantes de compra de los materiales donde conste la procedencia de los materiales empleados y las cantidades.

En caso de modificaciones del proyecto que afecten a este criterio, se deberá volver a calcular

Referencias

[1] 3D-mapping optimization of embodied energy of transportation, Joshua M. Pearce , Sara J. Johnson, Gabriel B. Grant, Resource Conservation and Recycling, Noviembre 2006.

[2] LEED, v2.2, Resources and Materials, credit 5.1.

[3] Building houses with local materials:means to drastically reduce the environmental impact of construction, J.C. Morela, A. Mesbaha, M. Oggerob, P. Walkerc, Building and Environment, 3 Julio 2000.


Aplicabilidad




Promover y premiar la reducción del consumo de energía no renovable necesaria para la climatización del edificio (calefacción y refrigeración) y ACS.

Reducir la cantidad de energía no renovable consumida por el uso del edificio, aplicando medidas pasivas de diseño para la reducción de la demanda energética y la eficiencia de los sistemas.

Contexto

La reglamentación Española en energética edificatoria está contemplada en el CTE-HE. El Código Técnico de la Edificación, es el marco normativo por el que se regulan las exigencias básicas de calidad que deben cumplir los edificios, incluidas sus instalaciones, para satisfacer los requisitos básicos de seguridad y habitabilidad, en desarrollo de lo previsto en la disposición adicional segunda de la Ley 38/1999, de 5 de noviembre, de Ordenación de la Edificación LOE.

El CTE establece dichas exigencias básicas para cada uno de los requisitos básicos de “seguridad estructural”, “seguridad en caso de incendio”, “seguridad de utilización”, “higiene, salud y protección del medio ambiente”, “protección contra el ruido” y “ahorro de energía y aislamiento térmico”, establecidos en el artículo 3 de la LOE, y proporciona procedimientos que permiten acreditar su cumplimiento con suficientes garantías técnicas.

Los requisitos básicos relativos a la “funcionalidad” y los aspectos funcionales de los elementos constructivos se regirán por su normativa específica. Las exigencias básicas deben cumplirse en el proyecto, la construcción, el mantenimiento y la conservación de los edificios y sus instalaciones.

El CTE-HE establece una limitación a la demanda energética del edificio, la eficiencia mínima exigida a los sistemas de iluminación y equipos de acondicionamiento y una aportación solar mínima al ACS

La limitación de la demanda energética del edificio se establece comparando el edificio Objeto, tal cual ha sido diseñado con el edificio de Referencia, edificio con la misma forma y tamaño, la misma zonificación interior y el mismo uso de cada zona, los mismos obstáculos remotos y unas calidades constructivas de los

B 03 Consumo de energía no renovable durante el uso del edificio. Demanda y eficiencia de los sistemas









10. Uso del suelo







componentes de fachada, suelo y cubierta y unos elementos de sombra que garantizan el cumplimiento de las exigencia mínimas en cada región climática.

La Directiva 2002/91/CE relativa a la eficiencia energética de los edificios (doce l1/65 de 4 de enero 2003) marca unos requisitos mínimos en eficiencia energética de edificios, contemplando calefacción, refrigeración, calentamiento de agua, la Certificación de eficiencia energética de todo edificio nuevo o rehabilitado y la Revisión periódica de calderas y sistemas de aire acondicionado.

El Real Decreto 47/2007, de 19 de Enero, publicado en el BOE el 31 de Enero de 2007 traspone esta Directiva y establece un “Procedimiento básico para la certificación de eficiencia energética de edificios de nueva construcción.”

El método establecido en el procedimiento de certificación energética con la herramienta CALENER se basa en la obtención de una estimación de los diferentes valores del Índice de Eficiencia Global (IEE) de las emisiones de CO2 y de aplicar la misma escala que en el programa de referencia.

El método se basa en el siguiente proceso:

Definición del Edificio Objeto y cálculo detallado del consumo de energía mediante alguna de las herramientas y/o procedimientos que cumplan lo indicado en el Anexo Técnico.

Definición del Edificio de Referencia y cálculo detallado del consumo de energía mediante el mismo método que el empleado para el edificio objeto.

Cálculo de los Índices de Eficiencia Energética del Edificio. Tras la obtención de los consumos de energía del edificio objeto y del de referencia se calcularán los índices de eficiencia energética indicados posteriormente.

Cálculo del Índice de Eficiencia Global (IEE) de las emisiones de CO2

De acuerdo con lo establecido en el apartado 3.3.1.3 de la sección HE1 del Documento Básico HE del Código Técnico de la Edificación, los métodos de cálculo para la evaluación energética del edificio deben ser capaces de:

• Determinar la demanda energética de calefacción y refrigeración del edificio objeto y del edificio de referencia a partir de los parámetros de definición geométrica, constructiva y operacional y con los datos climáticos que se incluyen en el Anexo I del documento reconocido “Documento de condiciones de aceptación de Procedimientos Alternativos”.

• Determinar el número de horas en que cualquier sistema se encuentra fuera de rango.

• Verificar si los cerramientos de la envolvente térmica del edificio objeto cumplen con las transmitancias máximas indicadas. El técnico competente justificará este apartado documentalmente.

• Verificar que las carpinterías de los huecos cumplen las exigencias de permeabilidad al aire indicadas. El técnico competente justificará este apartado documentalmente.

Los métodos de cálculo susceptibles de ser utilizados en este método alternativo se basarán en el cálculo hora a hora (u otro paso de tiempo inferior), en régimen transitorio, del comportamiento térmico del edificio, teniendo en cuenta de manera simultánea las solicitaciones exteriores e interiores y considerando los efectos de la masa térmica.

Cualquiera de estas opciones debe suministrar datos de demanda y consumo energético tanto para el edificio objeto como el de referencia para poder calcular los índices de eficiencia energética e índice de eficiencia global de las emisiones de CO2

Estos métodos deberán integrar como mínimo los aspectos siguientes:


Particularización de las solicitaciones exteriores de radiación solar a las diferentes orientaciones e inclinaciones de los cerramientos de la envolvente, teniendo en cuenta las sombras propias del edificio y la presencia de otros edificios u obstáculos que puedan bloquear dicha radiación.

Determinación de las sombras producidas sobre los huecos por los obstáculos de fachada, tales como voladizos, retranqueos, salientes laterales, etc.

Ganancias y pérdidas por conducción a través de cerramientos opacos y huecos acristalados, considerando la radiación absorbida.

Transmisión de la radiación solar a través de las superficies semitransparentes, teniendo en cuenta la dependencia con el ángulo de incidencia.

Efecto de persianas y cortinas exteriores, a través de coeficientes correctores del factor solar y de la transmitancia del hueco.

Cálculo de infiltraciones, a partir de la permeabilidad de las ventanas.

Toma en consideración de la ventilación, en términos de renovaciones/hora, para las diferentes zonas y de acuerdo con unos patrones de variación horarios y estacionales.

Efecto de las fuentes internas, diferenciando sus fracciones radiantes y convectivas y teniendo en cuenta las variaciones horarias de la intensidad de las mismas para cada zona térmica.

Posibilidad de que los espacios se comporten a temperatura controlada o en oscilación libre (durante los periodos en los que la temperatura de éstos se sitúe espontáneamente entre los valores de consigna y durante los periodos sin ocupación).

Acoplamiento térmico entre zonas adyacentes del edificio que se encuentren a diferente nivel térmico.

El método de cálculo empleado debe cumplir con los requisitos indicados en el Anexo Técnico de este documento.

Deberá considerar de manera detallada el comportamiento térmico del edificio y habrá probado suficientemente su fiabilidad en los cálculos, según se detalla en dicho Anexo Técnico.

Las hipótesis de cerramientos, ocupaciones y cargas internas corresponderán con las del edificio objeto, siendo los horarios de ocupación y las cargas estimaciones justificadas suficientemente por el técnico competente.

Normativa aplicable

• Exigencia básica según el CTE – HE, la Certificación Energética, Directiva Europea 2007/91/CE y Real Decreto 47/2007.

• Documento “Condiciones de aceptación de Programas Informáticos Alternativos a LIDER y CALENER”. Registro de Documentos Reconocidos del MICyT, Agosto, 2009.


Multirresidencial

El cálculo de la demanda energética y los consumos de energía primaria y energía final exige la simulación del edificio utilizando la herramienta de cálculo CALENER u otro programa reconocido.


Para el cálculo de los parámetros energético del edificio se procederá como se detalla en el Anexo Técnico, Criterio B 03 en los siguientes pasos:

1. Calcular la demanda energética de calefacción, refrigeración y ACS del edificio de referencia

2. Calcular los consumos de energía final y energía primaria para calefacción, refrigeración, y ACS para el edificio de referencia

3. Simulación del edificio objeto para obtener los datos de consumo de energía primaria y final para calefacción, refrigeración y ACS utilizando el programa CLENER VyP u otro programa reconocido. En caso de incorporar medidas para reducir el efecto isla de calor o elementos para crear áreas de sombra en las fachadas, será necesario emplear el CALENER GT tal y cómo se explica más abajo.

4. Generar una tabla de valores de consumo (Ver Anexo Técnico) que pasarán a la evaluación del criterio B 04

Oficinas

El cálculo de la demanda energética y los consumos de energía primaria y energía final exige la simulación del edificio utilizando la herramienta de cálculo CALENER GT u otro programa reconocido en VERDE. Este cálculo tendrá que llevarse a cabo de manera que el número de horas en que cualquier zona se encuentra fuera de rango del termostato no supere las 300 horas.

Si se utiliza CALENER GT puede ocurrir que la zona virtual destinada a simular el aire primario incremente el número de horas fuera de rango, para evitar esto, podrá justificarse el cumplimiento simulando el edificio sin el sistema de ventilación, aunque los resultados de consumo que han de proporcionarse serán de la simulación con todos los sistemas integrados.

Igualmente, en caso de usarse CALENER GT el número de horas fuera de rango puede conocerse consultando el aparatado “percent of hour any system zone outside of throttling range” del informe BEPS del archivo “nombre de proyecto-usu.SIM”.


Para el cálculo de los parámetros energético del edificio se procederá como se detalla en el Anexo Técnico, CRITERO B 03 en los siguientes pasos:

1. Calcular la demanda energética de calefacción, refrigeración y ACS del edificio de referencia

2. Calcular los consumos de energía final y energía primaria para calefacción, refrigeración, y ACS para el edificio de referencia

3. Simular el edificio con unas cargas de iluminación (W/m2) fruto de aplicar los valores limite de eficiencia energética de iluminación establecidos en la tabla 2.1. del documento básico HE3 en cada espacio.

4. Simular el edificio objeto para obtener los datos de consumo de energía primaria y final para calefacción, refrigeración y ACS utilizando el programa CLENER GT u otro programa reconocido.

5. Generar una tabla de valores de consumo que pasarán a la evaluación del criterio B 04

Común multirresidencial-oficinas

NOTA: Si el edificio objeto incorpora medidas que reducen el efecto de isla de calor (criterios A 31 y A 32) y/o uso de árboles para crear barreras de sombra (Criterio A 24), el paso 3 de multirresidencial y 4 de oficinas, debe modificarse como sigue:

Simulación del edificio objeto para obtener los datos de consumo de energía primaria y final para calefacción, refrigeración y ACS utilizando el programa CALENER GT modificando los coeficientes de reflectividad, sombras externas, etc. según lo especificado en los criterios de referencia u otro programa reconocido incorporando estas modificaciones.

Programas Reconocidos en VERDE

El método de cálculo para la simulación del edificio a emplear para obtener los datos de energía utilizada durante el periodo de uso del edificio deberá usar como motor de cálculo una herramienta de simulación suficientemente avalada y validada por la Agencia Internacional de la Energía en sus diferentes tareas y anexos, o bien haber demostrado su fiabilidad en la ejecución de las mismas y ser aceptada como herramienta utilizable según esta metodología.

En la actualidad se consideran como ejercicios de validación de interés y que demuestran una fiabilidad suficiente de la herramienta los siguientes:

1. Aquellos modelos que hayan superado el ejercicio de validación de herramientas de simulación de edificios: Building Energy Simulation Test (BESTEST) and Diagnostic Methods. Actualmente este ejercicio ha pasado a ser también el ANSI/ASHRAE Standard 140, por el cual se validan las herramientas según ASHRAE.

Las herramientas de simulación que acreditaron inicialmente la validación mediante este método fueron: BLAST-3.0 level 193 v.1, DOE-2.1D 14, ESP-RV8, SERIRES/SUNCODE 5.7, SERIRES 1.2, S3PAS, TASE, TRNSYS 13.1

2. La tarea 22 de la IEA “Building Energy Simulation Test and Diagnostic Method for HVAC Equipment Models (HVAC BESTEST)” ha desarrollado en 2002 una herramienta similar para sistemas HVAC. En un plazo relativamente breve este ejercicio pase también a ser un STANDARD de ANSI/ASHRAE.

Las herramientas de simulación que acreditaron inicialmente la validación mediante este método fueron: CASIS V1, CLIM2000 2.1.6, DOE-2.1E. Derivado del DOE-2.1D 14 que hizo el BESTEST,


ENERGYPLUS 1.0.0.023. Derivado del DOE-2.1D y el BLAST que hicieron ya el BESTEST, PROMETHEUS, TRNSYS 14.2. Derivado del TRNSYS 13.1

La demanda de energía correspondiente a agua caliente sanitaria [kWh], en el caso de que no la calcule la herramienta empleada se puede obtener como lo realiza CALENER GT:

Para calcular el consumo energético de ACS del edificio objeto, CALENER GT lo primero que hace es comparar el caudal punta de ACS que se ha introducido, con el caudal máximo que puede dar a partir de la potencia nominal introducida para el generador de ACS y escoge el menor de los dos:

Una vez elegido este caudal, utiliza el horario asociado al consumo de ACS hasta obtener el caudal mensual.

El consumo de energía primaria se calcula usando la expresión:

Dividiendo el valor obtenido entre el rendimiento térmico o eléctrico del generador de ACS seleccionado.

En el caso de introducir un acumulador, CALENER GT sólo lo tendrá en cuenta si con la potencia nominal del generador de ACS se consigue superar el caudal máximo de ACS. En este caso habrá que sumarle al caudal máximo de ACS, el caudal por hora que supone llenar el depósito en un día.

En el caso del edificio de referencia, CALENER GT utiliza el caudal máximo de ACS por hora y lo multiplica por la fracción de uso definida en el horario de ACS hasta obtener un caudal diario. Posteriormente, lo multiplica por el número de días del mes obteniendo así el caudal mensual. Para obtener el consumo en kWh utiliza la siguiente expresión:

Con la suma de la energía obtenida mes a mes obtiene el consumo anual.

Utiliza como generador de ACS una caldera eléctrica con un rendimiento eléctrico de 1.

No utiliza depósito de acumulación.

La demanda de energía correspondiente a agua caliente sanitaria [kWh/m2] que es necesario satisfacer mediante equipos que no utilizan como fuente de energía la energía solar es:


( )( ) ( )CSMTTTQCD AFREFREFACSP −−⋅⋅⋅= 1003600

1360 ρ

Donde CSM es la contribución solar mínima.

El índice de calificación energética C1 se obtiene a partir del valor del indicador de eficiencia energética (IEE) mediante C1 = (IEExR)-1/2x(R-1) + 0.6, donde R es el ratio entre el valor del indicador correspondiente al percentil del 50% y el del percentil del 10 % de los edificios nuevos de viviendas que cumplen estrictamente con los apartados HE1, HE2 y HE4 de la sección HE del Código Técnico de la Edificación.

Tabla 1 escala de calificación energética para edificios residenciales

La eficiencia energética del diseño del edificio se determina mediante la evaluación de la demanda.

El pre-requisito sobre la demanda del edificio se establece en el CTE-HE1 como la limitación de la demanda energética del edificio objeto respecto del edificio de referencia calculado en LIDER u otro programa reconocido por VERDE.

Benchmarking

A efectos de benchmarking este criterio se evalúa junto con todos los referentes al consumo energético durante el uso del edificio en el criterio B 06 Producción de energías renovables en la parcela.


Proyecto

Memoria descriptiva y justificativa.

Proyecto de las instalaciones térmicas del edificio y Calificación energética del proyecto, obtenida según el método descrito anteriormente.

Herramienta de simulación utilizada e informe de los resultados obtenidos.

Obra terminada

Certificación energética del edificio.

Referencias

[1] Anexo Técnico al DOC_01_MEA_2009


Terminología

Demanda energética: Es la energía necesaria para mantener en el interior del edificio unas condiciones de confort definidas reglamentariamente en función del uso del edificio y de la zona climática en la que se ubique. Se compone de la demanda energética de calefacción, correspondientes a los meses de la temporada de calefacción y de refrigeración respectivamente.

Energía final: Es la energía resultante de la transformación de la energía primaria (ej. La producción de 1 kWh eléctrico requiere de la combustión de 0.17 Nm3 de gas en una central térmica de ciclo combinado de 52% de rendimiento)

Energía primaria: Es la energía contenida en una unidad de combustible fósil (ej. 1 Nm3 de gas contiene una energía de 10.000 k Calorías)


Aplicabilidad




Promover y premiar la reducción del consumo de energía no renovable necesaria para ascensores, iluminación y electrodomésticos en edificios del sector residencial y el uso de equipos o sistemas mecánicos (ascensores, escaleras mecánicas, etc.) en edificios de oficinas.

El criterio valora el ahorro de energía estimado por el uso de sistemas y equipos clasificados de “misceláneos”, equipos eléctricos consumidores de energía diferentes de los componentes de los sistemas HVAC, ACS e iluminación.

Contexto

Multirresidencial

Tomando como partida el artículo "Reduction of electricity demand for facility operation" publicado en el ASHRAE Journal October 2006, en el que se dice que el rendimiento de generación de energía eléctrica en California (Zona 10) en media en carga básica (horas nocturnas) fue de un 43% y en carga punta un 31%. Estos datos indican la importancia de la distribución del pico de potencia en el sistema eléctrico. Lo que valora este criterio en el sector residencial, sector dominante en la curva de carga, la potencia disponible o contratada como medida de reducción de equipamiento eléctrico.

El IDAE pública y mantiene actualizada una base de datos con los valores de consumo de los electrodomésticos de clase A, A+ y A++ con más de 9.000 equipos de diferentes marcas

Oficinas

B 04 Demanda de energía eléctrica en la fase de uso









10. Uso del suelo







El consumo energético de los equipos en el sector no residencial representa hasta el 25% del consumo eléctrico total en este sector.

Para la estimación del ahorro producido por la instalación de equipos eficientes se pueden tomar como valores de referencia los siguientes.

Para una estación de trabajo de oficina se estima un consumo estándar de:

Ordenador = 250 W

Monitor 17’’ CTR = 73 W

Monitor 21” CTR = 122 W

En el caso de ascensores y escaleras mecánicas los valores de referencia se establecerán con los datos de consumo específico de un ascensor o escalera mecánica estándar para el edificio objeto expresado en kWh/m2 y año (Fig.1)

Figura 1 Ascensores tipo convencional y de alta eficiencia (Fuente: OTIS)

Para los ordenadores eficientes existe una calificación ENERGY STAR que establece como potencia según la clase:

Categoría del sistema Requisito del sistema de potencia en ENERGY STAR* 4.0

A 50 W

B 65 W

C 95 W

En el caso de los monitores eficientes se pueden emplear los valores tabulados:

Monitor 17’’ LCD 25 W




Normativa aplicable

• No existe normativa de referencia.


Multirresidencial

El cálculo del consumo eléctrico para los usos señalados se realiza mediante sistemas de cálculo externos reconocidos.

En viviendas se evaluará siempre el consumo de iluminación de zonas comunes y aparcamientos y, en caso de estar incorporados al proyecto, los consumos de los electrodomésticos y equipos eléctricos.

Como muestra de cálculo puede utilizarse la tabla 1

Tipo de equipo Referencia (kWh/viv)

Condiciones de uso Ahorro máximo posible

Iluminación vivienda 1200/ 14.41 Sustitución de todas las lámparas por clase energética tipo A

Iluminación zonas comunes y garajes

592 Sustitución de todas las lámparas por clase energética tipo A

Lavadora 570 5 lavados por semana con ciclos a 60ºC

Lavavajillas 672 1 lavado al día

Frigorífico 540 Uso continuo

Horno eléctrico 156 Uso 2 veces por semana

Televisor 360 Uso 6 horas al día

Ascensores y otros 100 Uso estándar

Tabla 1 Reducción de consumo por uso de equipos de alta eficiencia

Como valor de referencia se asume el valor medio de consumo por vivienda de la tabla 1 El máximo valor de reducción alcanzable se obtiene de los valores de consumo de los sistemas y equipos actualmente en mercado con una eficiencia máxima, multiplicado por las condiciones de uso que figuran en la tabla 1.

Oficinas

1 Condiciones operacionales en viviendas. Condiciones de aceptación de programas alternativos a LIDER y CALENER. Anexos en

(kWh/m2/a)


La evaluación del edificio en este criterio se realiza a través del cálculo de la reducción del consumo derivado de la aplicación de las medidas adoptadas en el proyecto para la instalación de equipos eficientes. Los datos correspondientes a un pequeño edificio de oficinas se presentan en la tabla 2

Tipo de equipo Referencia Alta eficiencia Condiciones de uso

Equipos ofimáticos (kWh/m2 anuales)

24.3 12.8 Sustitución de todos los equipos en categoría A Energy Star

Ascensores-Escaleras mecánicas(kWh/m2 anuales)

6 3 Datos fabricantes

Tabla 2 Reducción de consumo por uso de equipos de alta eficiencia

Benchmarking

A efectos de benchmarking este criterio se evalúa junto con todos los referentes al consumo energético durante el uso del edificio en el criterio B 06 Producción de energías renovables en la parcela.


Proyecto

Memoria descriptiva y justificativa

Proyecto de instalaciones de iluminación y equipos especiales, como ascensores, etc.

Proyecto de las instalaciones ofimáticas y certificación energética de los equipos.

Certificado de consumos de equipos de Ascensores-Escaleras mecánicas y otros.

Certificación energética, en su caso, de los equipos eléctricos

Obra terminada

Verificar en el proyecto terminado que se cumplen los datos de proyecto de construcción.

En caso de modificaciones del proyecto que afecten a este criterio, se deberá volver a calcular.

Referencias

[1] http://www.idae.es/index.php/mod.pags/mem.detalle/id.10/relmenu.87

Terminología

Demanda energética: Es la energía necesaria para mantener en el interior del edificio unas condiciones de confort definidas reglamentariamente en función del uso del edificio y de la zona climática en la que se ubique. Se compone de la demanda energética de calefacción, correspondientes a los meses de la temporada de calefacción y de refrigeración respectivamente.


Aplicabilidad




Promover y premiar la reducción del consumo de energía no renovable a partir de la instalación de sistemas que permitan la generación de energía mediante fuentes renovables.

El modo de conseguir los objetivos de este criterio pasa por la integración en el edificio o parcela de sistemas de producción de energía a través de fuentes renovables que excedan las exigencias mínimas establecidas por el CTE.

Contexto

Existen actualmente diversas tecnologías que permiten el aprovechamiento de las energías renovables para la producción de calor y frío o electricidad en el edificio o la parcela. Las más utilizadas son los colectores solares térmicos para el calentamiento de agua; los sistemas de aprovechamiento de biomasa para el calentamiento del aire o del agua y los paneles fotovoltaicos y turbinas eólicas para la generación de electricidad. Otra fuente renovable es la energía geotérmica, utilizada directamente o en combinación con bomba de calor.

Además de la exigencia básica del CTE-HE 4 sobre la contribución mínima de la energía solar térmica al ACS del edificio, la exigencia básica HE 5 establece que en los edificios del sector no residencial, se incorporarán sistemas de captación y transformación de energía solar en energía eléctrica por procedimientos fotovoltaicos para uso propio o suministro a la red. Los valores derivados de esta exigencia tendrán la consideración de mínimos, sin perjuicio de valores más estrictos que puedan ser establecidos por las administraciones competentes y que contribuyan a la sostenibilidad, atendiendo a las características propias de su ámbito territorial.

La DIRECTIVA 2009/28/CE relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables contempla objetivos obligatorios para cada uno de los estados miembros de una contribución del 20% en 2020

Normativa aplicable

• CTE-HE4.

B 06 Producción de energía renovable en la parcela









10. Uso del suelo







• CTE-HE5.


La evaluación del edificio a través de este criterio se establece por medio del cálculo de la cantidad de energía generada en el edificio o la parcela por fuentes renovables o el uso de biomasa como combustible para calderas y no contempladas en la valoración del criterio B 03 (ERE).

El procedimiento de cálculo debe seguir los siguientes pasos:

1.- Determinar la producción de energía durante un año, diferenciando entre usos térmicos y eléctricos, obtenida mediante el uso de un programa de cálculo reconocido.

Como alternativa puede utilizarse el siguiente procedimiento para el caso de generación de electricidad fotovoltaica o eólica:

Instalación fotovoltaica

Pasos a seguir para el dimensionado del campo solar basado en el Criterio de máxima captación de energía.

1. El valor medio mensual y anual de la irradiación diaria sobre una superficie horizontal Gdm(0) en kWh/m2 día, obtenido de valores tabulados de algunas de las siguientes fuentes Agencia Estatal de Meteorología o un Organismo autonómico oficial. A efecto de ejemplo se muestran los valores para algunas localidades españolas en la Tabla 1.

Tabla 1 Radiación solar media mensual diaria sobre plano horizontal en MJ/m2 día Fuente: Agencia estatal de metereología

2. Valor mensual de la irradiación diaria sobre el plano del generador Gdm(α,β) en kWh/m2 día donde α representa el azimut y el β la inclinación del generador, obtenido a partir del valor del Gdm(0) mensual multiplicado por el valor K. En la Tabla 2 se detallan los valores de corrección K por la latitud 40º y un α=0º


Tabla 2 Factor de corrección por inclinación para latitud 40 º Fuente: CTE

3. El Rendimiento energético de la instalación o “Performance Ratio”, PR o Eficiencia de la instalación

en condiciones reales de trabajo

La estimación de la energía inyectada se realiza de acuerdo a la siguiente ecuación

Donde:

Pmp =Potencia pico del generador en kW

GCEM = 1 kW/m2

PR = “Performance Ratio” Valorés típicos entre 0.7 y 0.75

La estimación de energía inyectada anual se obtiene del sumatorio de los valores calculado mensualmente.

Instalación eólica

Para el cálculo de la energía producida anualmente (E) por la instalación de una turbina eólica cuya curva de rendimiento viene caracterizada por la curva de potencia del aerogenerador ρ(ν) y conocida la función de densidad de probabilidad del viento en la zona o curva de distribución de Weibull p(ν) viene dada por la expresión:

La curva de distribución de potencia para una localidad dada tiene la forma:

∫∞

νννρ=0

d)(p)(x8760E


La curva de potencia del aerogenerador es un gráfico que nos indica la potencia eléctrica que es capaz de generar para cada velocidad del viento. La curva de potencia para el Aerogenerador Bornay Modelo 3000 (Potencia pico 3 kW) se presenta en la siguiente gráfica

Si el edificio incorpora un sistema pasivo o de ahorro energético, como un sistema de refrigeración utilizando chimeneas solares, sistemas evaporativos u otro sistema renovable, no contemplados en los criterios anteriores, el ahorro conseguido se puede contabilizar en este criterio. Por defecto la refrigeración se considera generada por sistema eléctrico, por eso la reducción correspondiente a medidas de refrigeración pasivas u otros sistemas se resta al consumo eléctrico.

Benchmarking

Producción renovable* de referencia: 0 % kWh/a

Producción renovable* de mejor práctica: 100 % del consumo kWh/a

Producción renovable* del Edificio Objeto: x % kWh/a


*Producción renovable, hace referencia a la producción dentro de la parcela de aquella energía renovable que excede la exigencia

normativa de cada caso.


Proyecto


Proyecto de las instalaciones de energías renovables.

Herramienta de cálculo de estimación de la producción renovable.

Obra terminada

Verificar en el Proyecto Fin de Obra que se cumplen las especificaciones de Proyecto de Ejecución.


Referencias

• Pliego de Condiciones Técnicas de Instalaciones Aisladas de Red. IDAE

Terminología

Energía renovable: Sistemas de producción de energía a través de fuentes renovables. Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, unas por la inmensa cantidad de energía que contienen, y otras porque son capaces de regenerarse por medios naturales.


Aplicabilidad




Promover y premiar la reducción de emisiones de productos foto-oxidantes precursores de la creación de ozono troposférico.

El modo de conseguir los objetivos de este criterio pasa por la instalación de calderas que generen baja emisión de NOx en la fase de uso del edificio.

Contexto

El ozono no se emite directamente a la atmósfera, sino que es el producto de una serie de reacciones químicas que experimentan ciertos contaminantes en presencia de la luz solar. Estos contaminantes se denominan precursores del ozono troposférico, y son principalmente compuestos orgánicos volátiles no metánicos (COVNM), monóxido de carbono (CO) y óxidos de nitrógeno (NOx), y en menor medida el metano (CH4).

Cuando los hidrocarburos sin quemar (HC) se exponen a la radiación solar, en presencia de NOX, reaccionan formando oxidantes (ozono) que reciben el nombre genérico de smog fotoquímico. El smog fotoquímico es distinto del smog “Londinense”. Este último es una combinación de niebla y humo formada en atmósfera reductora a consecuencia de las emisiones de SO2 de industrias y calefacciones.

La química de la formación del smog es muy compleja. En los gases de escape de los motores existen más de doscientos HC, muchos de las cuales, como las parafinas, son relativamente inertes en la atmósfera. Otros, como las olefinas, son extremadamente reactivos y se combinan con NO2 en presencia de la luz solar para formar el smog.

Por NOx se designa de forma genérica a los óxidos de nitrógeno, principalmente el NO y el NO2 y en menor medida N2O, NO3 y N2O3. En los sistemas de combustión se forma principalmente NO (su cinética química es dominante frente a la del NO2) aunque, en algunos casos concretos, aparece una cantidad apreciable del NO2 debido a la conversión desde el NO en zonas donde la temperatura es baja, la cantidad de O2 es importante y en sistemas de combustión no premezclada.

En general, durante un proceso de combustión, se reconocen cuatro mecanismos químicos responsables de la formación de NOx:

B 07 Emisión de sustancias foto-oxidantes en procesos de combustión









10. Uso del suelo







Mecanismo térmico: es el mecanismo dominante a altas temperaturas. La ruta cinética de formación se inicia con la disociación de las moléculas de oxígeno (O2), que posteriormente reaccionan con las moléculas de nitrógeno, empezando así una reacción en cadena.

Mecanismo súbito (prompt): este mecanismo está íntimamente ligado a la combustión de hidrocarburos: Fenimore descubrió que en zonas interiores a los frentes de llama, donde la producción de radicales O y OH es muy elevada, se producía una rápida formación de NO antes de que el mecanismo térmico tuviera lugar.

Mecanismo vía N2O: se ha demostrado que este mecanismo es importante en mezclas pobres (dos a dos relativos inferiores a 0,8) para bajas temperaturas y elevadas presiones.

Mecanismo vía combustible: la formación de NO ocurre por reacción directa del nitrógeno del combustible con el oxígeno del aire. Este mecanismo no es importante en combustión premezclada ya que los combustibles usados (gas natural y gasolina) contienen pequeñas cantidades de nitrógeno, ni tampoco en algunos sistemas de combustión por difusión, como es el caso de los motores Diesel de automoción. Sin embargo, en procesos de combustión de carbón o de fracciones pesadas de la destilación del petróleo, que contienen cantidades de nitrógeno de hasta un 2% en masa, sí es notable

Los datos suministrados por el Ministerio de Medioambiente en el Perfil ambiental de España 2007[1] sobre las emisiones de gases foto-oxidantes asociados a problemas de salud muestran el gran esfuerzo a realizar para conseguir los objetivos marcados por la Directiva 2001/81/CE [2]

Existe una clasificación EN de quemadores de fuel en base a las emisiones de NOx:

- Clase 1: NOx <250 mg / kWh



Clasificación EN de los quemadores de gas:






Normativa aplicable

• Real Decreto 1826/2009, de 27 de noviembre, por el que se modifica el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios, aprobado por Real Decreto 1027/2007, de 20 de julio



La evaluación del edificio a través de este criterio se establece por medio del cálculo de las Emisiones de NOx en mg/kWh de energía producida, calculada teniendo en cuenta las características de la caldera instalada y la valoración de la energía térmica final demandada por el edificio según el resultado de la tabla 1 del criterio B 06 (ENOx) en el anexo técnico

El procedimiento de cálculo debe seguir los siguientes pasos:

1.- Determinar la energía térmica final necesaria para satisfacer las necesidades de calefacción, refrigeración y ACS según los resultados del criterio B 06 (ETER)

2.- Determinar las emisiones de la caldera térmica en mg NOx por kWh de energía producida (EMINOx)

3.- Calcular las emisiones de NOx como: ENOx=ETER x EMINOx

A efecto de benchmarking se considera como práctica habitual el uso de caldera cuyas emisiones de NOx por kWh de energía térmica producida cumple el requisito máximo de emisiones establecido por la Normativa vigente (70 mg/kWh) y como mejor practica 30 mg/kWh.

Benchmarking

Práctica habitual: Consumo energía térmica x 70 mg/kWh

Mejor práctica: Consumo energía térmica x 30 mg/kWh

Edificio Objeto: Consumo energía térmica x Caldera seleccionada


Proyecto


Proyecto de las instalaciones térmicas del edificio.

Especificaciones técnicas de la(s) caldera(s) utilizadas para generar la energía térmica.

Obra terminada

Verificar en el Proyecto Fin de Obra que se cumplen las especificaciones de Proyecto de Ejecución.


Referencias

[1] Perfil ambiental de España 2007, MMA

[2] Directiva 2001/81/CE sobre techos nacionales de emisión de NOx en la UE

Terminología

Óxidos nitrosos (NOx): Por NOx se designa de forma genérica a los óxidos de nitrógeno, principalmente el NO y el NO2 y en menor medida N2O, NO3 y N2O3. En los sistemas de combustión se forma principalmente NO (su cinética química es dominante frente a la del NO2) aunque, en algunos casos concretos, aparece una


cantidad apreciable del NO2 debido a la conversión desde el NO en zonas donde la temperatura es baja, la cantidad de O2 es importante y en sistemas de combustión no premezclada.

Ozono troposférico: Es el ozono que se forma en la capa de atmósfera entre los 100 y 3000 metros de altura. El ozono se forma por oxidación de COV y CO en presencia de NOx y de luz solar. El conjunto de contaminantes COV, NO y O3 forma una neblina visible en las zonas contaminadas que toma el nombre de smog fotoquímico.


Aplicabilidad



NOTA: En la versión actual de VERDE, este criterio está desactivado y no se evalúa.


Promover y premiar la reducción del uso de productos que destruyen la capa de ozono, equipos que los incorporen o su manipulación durante la fase de explotación del edificio.

El impacto asociado a las emisiones de estos gases, debido a los materiales de construcción se evalúa en el criterio C 08.

Contexto

Los compuestos inertes que contienen bromo y cloro se emplean como refrigerantes, propelentes en aerosoles, agentes espumantes disolventes en extintores de incendios y como fumigantes. Debido a la estabilidad de este tipo de compuestos, sus emisiones –en su mayoría de origen antropogénico–llegan a la estratosfera, donde se disocian lentamente por la acción de la radiación solar, y liberan cloro y bromo. Estos dos elementos producen reacciones en cadena con el ozono (O3) y destruyen estas moléculas, de manera que disminuye la concentración de ozono en la estratosfera, lo cual permite la penetración de una mayor cantidad de radiación ultravioleta B (UV-B). Esta radiación puede tener graves consecuencias para los seres vivos (en el hombre, cáncer de piel, cataratas cornéales, quemaduras solares, ceguera de la nieve, depresión del sistema inmunitario, etc.) y para los ecosistemas.

Los gases reductores de la capa de ozono se dividen entre CFC, HCFC, R-11 y equivalentes.

El Perfil ambiental de España 2007, Ministerio de Medioambiente, 2008, señala que las emisiones de gases que destruyen la capa de ozono se han reducido considerablemente en los últimos 10 años [1]

En la figura se muestra la evolución del consumo aparente (producción + importación – exportación) de los compuestos que agotan la capa de ozono (CFC, CCl4, halones, HCFC y metil-cloroformo) en España, expresado en toneladas ponderadas según el Potencial Agotador de la Capa de Ozono (ODL).

B 08 Emisión de sustancias que reducen el ozono estratosférico









10. Uso del suelo







Como se puede observar, existe una tendencia clara a la reducción drástica en el consumo de estas sustancias, debido al calendario de eliminación de producción y consumo establecido por el Protocolo de Montreal de 1987. En concreto, para los países desarrollados, se propuso el año 1994 para la eliminación total de la producción de halones, y como se puede observar en la gráfica, el consumo aparente también se redujo sustancialmente en ese año, llegando a cero en 1996. Según el calendario del Protocolo de Montreal, la UE debía suprimir la elaboración de los CFC y el CCl4 para 1995 y el metil-cloroformo para 1996, lo que se ve reflejado en el consumo aparente, que en el año 1996 era cero para el CCl4 y el metil-cloroformo, y prácticamente ha desaparecido para los CFC.

El uso de los HCFC aumentó, como consecuencia de la puesta en marcha de esta regulación, como sustitutos de los CFC. Sin embargo, aunque su efecto es sustancialmente menor, los HCFC también contienen cloro y afectan a la capa de ozono, por lo que su producción está regulada por el citado Protocolo, y se prevé que dejen de utilizarse en la Unión Europea para el año 2015. Están ya siendo sustituidos en muchas aplicaciones por HFC que, si bien no dañan la capa de ozono, son gases de efecto invernadero.

Algunos materiales aislantes incorporan como gas expandente sustancias que provocan la destrucción de la capa de ozono. En Europa, estos gases ya están siendo sustituidos por otros compuestos HFC, CO2, penteno, etc., cuyo efecto sobre la capa de ozono es nulo o muy limitado aunque pueden producir otros impactos

compuestos ODL (g CFC11 eq,/g)

GWP (g CO2eq /g)

TOX H g tox/g

FOTO-OXID g ethene eq/g

R22 y otros HCFC’c 0.05 1500 0.022 0.021

R-134a 0 1300 0.022 0.021

Otros HFC’s 1600 0.022 0.021

NOTA: El valor correspondiente de los kg de CFC11 eq. vertidos a la atmósfera o incorporados a los materiales durante la fase de

fabricación de los materiales se verá reflejado en su EDP

En la UE solo se comercializan materiales aislantes expandidos con componentes de muy bajo ODL. Son frecuentes, valores de contenido de gases ODL entre 0 y 0,01 g CFC11 eq/g. Sin embargo los valores de GWP de estos materiales son superiores a 1.000 g CO2eq/g por lo que el impacto sobre el cambio climático del las emisiones de estos gases es muy importante cuando se utilizan en cantidades importantes. Igualmente sucede con los compuestos utilizados como refrigerantes y otros usos.

Normativa aplicable

• No existe normativa de referencia


Referencias

[1] Perfil ambiental de España 2007, MMA.

[2] Protocolo de Montreal 1987, CE 2037/2000.

Energía y Atmósfera - gbce.es GTC/Energia y... · Reducir los impactos asociados al consumo de...

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