Proyecto RehEnergíaRehabilitación energética de edificios de
viviendas
JornadaREHABILITACIÓN ENERGÉTICA
Madrid 21 de mayo de 2008
Sistemas de gestión de energía - Centro de Tecnología Repsol YPF
Madrid, 21 de mayo de 2008
Presentación
El proyecto Rehenergía se inició en 2005 con el objetivo de estudiar el potencial de la rehabilitación energética en el parque de edificios existente.
El proyecto ha ido evolucionando a lo largo de los últimos tres años para desarrollar herramientas y mecanismos de promoción e implantación de la rehabilitaciónherramientas y mecanismos de promoción e implantación de la rehabilitación
energética.
En la actualidad el proyecto está centrado en difundir el conocimiento generado y enEn la actualidad el proyecto está centrado en difundir el conocimiento generado y en desarrollar herramientas para la calificación energética de edificios existentes.
El proyecto se ha desarrollado gracias al apoyo de:
2
Potencial de la rehabilitación energéticaPotencial de la rehabilitación energética
Certificación energética de edificiosCertificación energética de edificiosProyectoProyecto Certificación energética de edificios Certificación energética de edificios existentesexistentes
Proyecto Proyecto RehenergíaRehenergía
Promoción y difusión de laPromoción y difusión de laPromoción y difusión de la Promoción y difusión de la rehabilitación energéticarehabilitación energética
3
1. Segmentación y caracterización constructiva del parque de edificios de viviendas
Potencial de laPotencial de la
2. Cálculo de la demanda y el consumo energético (1.740 casos, 9 tipologías edificatorias, 15 secciones constructivas,12 li áti d l CTE 4 i t i N S E O)
Potencial de la Potencial de la rehabilitación rehabilitación
energéticaenergética
Certificación Certificación energética de energética de
12 zonas climáticas del CTE y 4 orientaciones – N,S,E,O)
3. Cálculo del ahorro energético y de emisiones d l li ió d 14 did (d h bilit ióedificios edificios
existentesexistentesde la aplicación de 14 medidas (de rehabilitación
energética)Proyecto Proyecto RehenergíaRehenergía
Promoción y Promoción y difusión de la difusión de la rehabilitación rehabilitación
étiétienergéticaenergética
4
Cálculo del potencial
Paso 1
1.740 simulaciones energéticas de Paso 2
Relación de 14 medidas deedificios de viviendas
Relación de 14 medidas de rehabilitación energética
Se dispone de la demanda de energía,
Se dispone del ahorro de energía, del ahorro de emisiones de CO2 y
de la relación coste/ahorrodel consumo de energía (total y por usos) y de las
emisiones de CO2
de la relación coste/ahorro
– Para las 12 zonas climáticas (CTE)
– Para 4 orientaciones (N, S, E, O)– Para las 12 zonas climáticas (CTE)
– Para 4 orientaciones (N, S, E, O)
– Para un total de 9 tipologías edificatorias
Para 4 orientaciones (N, S, E, O)
– Para un total de 9 tipologías edificatorias
– Para un total de 15 secciones t tiedificatorias
– Para un total de 15 secciones constructivas
constructivas
= 35.000 simulaciones
5
Los resultados se han obtenido para calefacción, refrigeración, agua caliente sanitaria e iluminación de las zonas comunes. No se considera el consumo de electrodomésticos, cocina, iluminación interior de las viviendas, equipos electrónicos u otros equipos domésticos.
Segmentación y caracterización constructiva
AT1 C t li l AT2 T AT3 C bAT1 – Compacto lineal
40m40m22 80m80m22
AT2 – Torre
80m80m22
AT3 – Cubo
80m80m22
AT1aAT1a AT1bAT1b
MT4 – Alto60m60m22 150m150m2260m60m22 150m150m22
MT5 – bajo60m60m22 80m80m22
90m90m22
6
Segmentación y caracterización constructiva
Las secciones consideradas son:
Secciones
F1: mampostería de piedraF2: fábrica de ladrillo macizo EXT INT
Secciones constructivas
fachadas
F3: fábrica de ladrillo perforado o hueco, cámara de aire, tabique cerámicoF4: Fábrica de ladrillo perforado o hueco, cámara de aire, aislante térmico, tabique cerámicoF5: bloques de hormigónF6: paneles prefabricados de hormigón
0.03 0.45 0.03
0.015
C1. PesadaC11. No asiladaC12 Ai l dSecciones
EXT0.020.040.005
0.10
0.25
C12. AisladaC13. Ventilada, con tabiquillos conejeros (sólo en el caso de cubierta plana)
C2 . Ligera (dada su representatividad en el parque de edificios)
C21. No aislada
Secciones constructivas
cubiertas
INT
0.02
EXT
0.06
0.20
0.25
C22. Aislada (sólo en el caso de cubierta inclinada)
Vidrio: Vidrio monolítico
Marco (se ha asignado según forma arquitectónica básica del edificio y sección constructiva de la
INT
0.02
Marco (se ha asignado según forma arquitectónica básica del edificio y sección constructiva de lafachada):
Metálico sin rotura de puente térmico
Madera
Elementos exteriores
Aperturas
7
Elementos exterioresPersianas exteriores blancas
Persianas de madera
Cálculo potencial. Impactos de 14 medidas
Medidas evaluadas
da
Partes opacas
Aislamiento térmico
Vidrio Aislamiento y/o
Solar Térmica para ACS
S tit ió
Renovables
Fach
ad
cion
es
Carpintería
Estanqueidad, baja conductividad
t tAperturas
Vidrio protección solar GasificaciónTérmicas
En caso de haber
C t li ió
Sustitución combustible
Mejora rendimiento
Inst
alacp
Otros elementos
y rotura puente térmico
p
Control, filtración y obstrucción
solar
Centralización
Zonas Iluminación
Lámparas
Balastos
Cub
iert
a solar
ImpermeabilizacióImpermeabilización y Aislamiento n y Aislamiento
térmicotérmico
Partes Partes opacasopacas
comunes Iluminación Balastos
Temporizadores
8
C
Cálculo potencial. Impactos de 14 medidas
12Zonas
Climáticas4
Orientaciones6
Tipologías
9Secciones constructivas
de fachada
6Secciones constructivas
de cubierta
Escenario inicial
Caracterización huecos
arquitectónicos
Medidas aplicadas
2Disposiciones
A3
A4Aislamiento
fachada
CTE
j CTEB3
B4
C1
F11
F12C11
Medidas pasivasMedidas pasivas Sustitución aperturas
Ai l i t
mejora CTE
CTE
C2
C3
T1a
T1b
T2
F21
F31
F32
C12
C13
C21
Vidrio/ Marco/
Elementos exteriores
Aislamiento cubierta
CTE
Mejora CTE
30%
C4
D1
T3
T4
T5
N
S
E
3
F41
F42
F51Medidas activasMedidas activas
Solar térmica para ACS
Gasificación
50%
60%
70%
C22
C23
A
M
D2
D3
OF51
F61 η centralización
Iluminación
Sustitución lámparas
Sustitución balastos
9
E1 balastos
Temporizadores
Cálculo potencial. Resultados
Paso 1
9 tipologías de edificios de viviendas caracterizadas constructivamente
Las estrategias en la rehabilitación energética son 3
Paso 2
Reducción de la demandaImplantación de energías
Reducción de la demanda energética
renovables y cambio de combustible
Mejora eficiencia energética
Ahorro energético en relación al consumo total del edificio:
• Fachada: 5-16% • Cubierta: 4 14%
Ahorro energético en relación al consumo total del edificio:
• Energía solar térmica para ACS: 15 30%
Ahorro energético en relación al consumo total del edificio:
• Mejora eficiencia energética de• Cubierta: 4-14%
• Huecos arquitectónicos: 3-10%
para ACS: 15-30%• Gasificación: 5-10%
energética de • Equipos de iluminación:
3-8%
10
Cálculo potencial. Resultados
A modo de ejemplo, se presentan los resultados de impacto energético y ambiental obtenidos para una tipología, secciónconstructiva y orientación concreta.
Impacto energético y ambiental
40%
50%
Impacto energético y ambientalTipología T2: Torre con disposición aislada, no pasante, con fachada de bloques de hormigón y cubierta plana, pesada y
no aislada en clima C2 y orientación N (AT2F51C11_C2_N)
20%
30%
40%
0%
10%
20%
p
0%
Ais
l fac
hada
R=
1 m
2K/W
Ais
l fac
hada
R=
2 m
2K/W
Sust
vent
anas
Ais
l cub
iert
aR
= 1
m2K
/W
Ais
l cub
iert
aR
= 2
m2K
/W
Sola
r AC
S30
%
Sola
r AC
S50
%
Sola
r AC
S60
%
Sola
r AC
S70
%
ŋin
stal
acio
nes
cent
raliz
adas
Gas
ifica
ción
Efic
ienc
iailu
min
ació
n
Medidas pasivas Medidas activas
Clima ACS Clima + ACS Electricidad
Ah í i i (%) Ah i i CO2 (%)
11
Ahorro energía primaria (%) Ahorro emisiones CO2 (%)
Potencial de laPotencial de laPotencial de la Potencial de la rehabilitación rehabilitación
energéticaenergética
Certificación Certificación energética de energética de
4. Modelos matemáticos de demanda y
5. Propuesta de un proceso simplificado de calificación
edificios edificios existentesexistentesProyecto Proyecto
RehenergíaRehenergía
yconsumo energético
simplificado de calificación de edificios existentes
Promoción y Promoción y difusión de la difusión de la rehabilitación rehabilitación
étiétienergéticaenergética
12
Desarrollo técnico. Modelos de demanda
Con los resultados de demanda energética en calefacción y refrigeración del Rehenergía 2006
Se han obtenido los modelos estadísticos,
Modelo 1; DM1= ao + a1*x1 + a2*x 2+ …
Modelo 2: DM2= bo + b1*x1 + b2*x 2+ …
donde DM1, DM2, ... : son la demanda obtenida con cada modelo
0 1 b b1 t t d l d la0, a1, ...; bo, b1, ... : son constantes del modelo
x1, x2, ... : variables del modelo (p.ej: m2, zona climática, orientación, ...)
El objetivo: El objetivo: obtener una expresión que ligue la demanda de energía en obtener una expresión que ligue la demanda de energía en edificios en función sus característicasedificios en función sus características
El objetivo: El objetivo: obtener una expresión que ligue la demanda de energía en obtener una expresión que ligue la demanda de energía en edificios en función sus característicasedificios en función sus características
131313
Desarrollo técnico. Modelos de demanda
Modelo: Demanda de climatización en la zona climática D1
• Disposición: 0 si Entre Medianas
ExpresiónExpresión Codificación de variablesCodificación de variables
D li ti ió (kWh/m2) = - 91,66 Disposición: 0 si Entre Medianas,
1 si aislada
• Patio: 0 si no tiene,
1 i ti
Dclimatización(kWh/m ) 91,66
+ 106,08 x Disposición- 52,411 x N Plantas+ 548,95 x % Huecos
1 si tiene
Medidas de Calidad del AjusteMedidas de Calidad del Ajuste
+ 0,05049 x Superficie- 0,79682 x Ancho Fachada- 4,9365 x Profundidad
• R2Ajustada= 98,9%
• Sresidual= 4,79
% de variabilidad inicial que explica
el modelo
+ 11,308 x Patio+ 23,666 x UFachada
+ 18,865 x UCubierta
+ 7 797 x U residual ,
Medida de lo alejados que están los resultados del modelo de los datos de Lider. El 95% de las
predicciones no se aleja más de ± 2·Sresidual
+ 7,797 x UVentana
+ 7,036 x Disp*UFachada
- 11,410 x Disp*UVentanaInteracción entre
variables
1414
predicciones no se aleja más de ± 2 Sresidual
Desarrollo técnico. Modelos de demanda
Valores previstos por el Modelo versus datos de demanda energética obtenidos con el líder
250
kWh/m2
250
200
244
150
ore
Lide
r
Valor Lider
100
Val
o
78
Valor Modelo
25020015010050
50
25020015010050Prevision Modelo
kWh/m2
75 247
L di ió d l lt d d l d l l ió l d t i i l d
1515
La poca dispersión de los resultados del modelo en relación a los datos originales, da una idea de lo bien que se ajusta el modelo a los valores obtenidos en Líder.
Desarrollo técnico. Modelos de demanda
El histograma de residuos proporciona información sobre la distribución de los resultados obtenidos en función de su diferenciacon la predicción del modelo.
35
30
25
Resultados del modelo que NO difieren del dato
Lider
20
15Freq
uenc
y
10
5
13,59,04,50,0-4,5-9,0-13,5
5
0
Residuos
Error de predicción (residuo):
[ 12 9 14 6]
16
Residuos
16
[-12,9 : 14,6]kWh/m2
Comparativa de la demanda de climatización en la zona A3 par la sección constructiva de ladrillo perforado con cámara de aire y
Desarrollo técnico. Modelos de demanda
Comparativa de la demanda de climatización en la zona A3, par la sección constructiva de ladrillo perforado con cámara de aire ytabique cerámico y sección de cubierta no aislada – datos LIDER vrs modelo obtenido
4 Zonas Climáticas de severidad de
verano
4 Orientaciones 6 Topologías 9 Secciones constructivasde fachada
4 Secciones constructivas de cubierta
2,22
2 Disposiciones Huecos arquitectónicos
5 Zonas Climáticas de severidad de
invierno verano
T1a
T1b
T2
T3
N
S
E
1,98
1,75
1,58
1,41
0,68
0,34
1,74
1,94A
M
4
3
2
A
B
C 5,70
2
T3
T4
T5
O 0,63
0,60
1,52
0,43
2
1D
E
0,68
0,34
1,74
0,49
4,65
75
100
125
kWh/
m2
25
50
75
T1a: Compacto lineal con disposición aislada no pasante T1b: Compacto lineal con disposición aislada pasante T2: Torre con disposición aislada
0T1a T1b T2 T3 T4 T5
Resultado Lider Modelo 1
T1a: Compacto lineal con disposición aislada, no pasante T1b: Compacto lineal con disposición aislada, pasante. T2: Torre con disposición aislada
T3: Cubo con disposición aislada T4: Alto con disposición entre medianeras T5: Bajo con disposición entre medianeras
Desarrollo técnico. Modelos de demanda y consumo
Aplicación 1Herramienta de cálculo de la demanda
energética de edificios existentes
Aplicación de los modelos
energética de edificios existentes 1 a 1
modelosExpresión matemática del comportamiento energético de los edificios existentes
Aplicación 2Evaluación de la situación actual delEvaluación de la situación actual del
parque edificatorioZonas de rehabilitación, barrios…
1818
Desarrollo técnico. Certificación energética edificios existentes
R h í 2008R h í 2007
Se está trabajando en un procedimiento de Se está trabajando en un procedimiento de Certificación Certificación energética de edificios existentesenergética de edificios existentes
R h í 2006 Rehenergía 2008
Procedimiento simplificado
Rehenergía 2007Rehenergía 2006
Modelos de demanda energética
Programa de
Modelos de consumo energético Solución técnica
Estudio del comportamiento energético de los
edificios og a a desimulaciónexistentes Asignación clases de
eficiencia (Procesos y Valores)
Validación
Memoria/Informe
Pendiente del decreto sobre certificación de edificios existentes
19
Desarrollo técnico. Certificación energética edificios existentes
4.2.aOpción general
4.2.a.i. Proceso de referencia: Programa informático CALENER
4.2.a.ii. Proceso alternativo:
... desarrolla metodología del Annexo I
RD 47/2007Procedimiento básico
Para obtener la calificación hay dos
opciones:
Programa informático detallado
4.2.bOpción
simplificada
... Desarrolla la metodología del Annexo I
de una forma indirecta
Proceso alternativo: “Documento reconocido”
que debe inscribirse en el registrosimplificada de una forma indirecta que debe inscribirse en el registro
20
Potencial de laPotencial de laPotencial de la Potencial de la rehabilitación rehabilitación
energéticaenergética
Certificación Certificación energética de energética de
edificios edificios existentesexistentesProyecto Proyecto
RehenergíaRehenergía 6. Propuesta de subvenciones de las CCAA para incentivar la inversión de mejoras energéticas
Promoción y Promoción y difusión de la difusión de la rehabilitación rehabilitación
étiéti
7. Guía de rehabilitación energética (en elaboración y cuya publicación está prevista para mayo 2008)
energéticaenergética
8. Jornadas de difusión por el territorio (de mayo a noviembre 2008)
22
Promoción. Propuesta de ayudas y subvenciones
Propuesta para enfocar las ayudas y subvenciones
La propuesta del porcentaje del coste a subvencionar a cada medida La propuesta del porcentaje del coste a subvencionar a cada medida
puede responder a dos criterios:puede responder a dos criterios:1. Priorizando las medidas considerando los ahorros energéticos y costes asociados 1. Priorizando las medidas considerando los ahorros energéticos y costes asociados 2. Priorizando las medidas que consiguen un nivel superior a la normativa establecida2. Priorizando las medidas que consiguen un nivel superior a la normativa establecida
23
Difusión. Guía de rehabilitación energética
El sector residencial y la energía1.1 Ámbito de la energía en edificación
1.2 Características de los edificios de viviendas11
Objetivo: situar y justificar la importancia de rehabilitar con objetivos energéticos y presentar el
concepto de rehabilitación energética1.3 Problemática de los edificios
1.4 Contexto de la rehabilitación
1.5 ¿Qué es la rehabilitación energética?
co cepto de e ab tac ó e e gét ca
Comportamiento energético de los edificios existentes
2.1 Segmentación edificatoria Objetivo: Mostrar datos del consumo del parque de 2.1 Segmentación edificatoria
2.2 Demanda energética del parque de edificios existentes
2.3 Consumo energético del parque de edificios existentes
22 viviendas, consumo unitario por vivienda y primera estimación de ahorros que se pueden conseguir
Con medidas de rehabilitación
Niveles de rehabilitación energética3.1 Rehabilitación que debe cumplir la normativa
3.2 Rehabilitación que no necesariamente debe li l ti
33Objetivo: se definen dos tipos de rehabilitación: la que
tiene que cumplir normativa y para la que no tiene normativa específica se hacen recomendaciones
2424
cumplir la normativa
Difusión. Guía de rehabilitación energética
Medidas y recomendaciones para la rehabilitación energética de la
envolvente4 1 Aislamiento de la fachada44 4.1 . Aislamiento de la fachada
4.2 . Aislamiento de la cubierta
4.3. Mejora de los huecos arquitectónicos
44
Objetivo: presentar propuestas y medidas de rehabilitación energética, con orientaciones generales,
con recomendaciones concretas y con detalles de
Medidas y recomendaciones para la rehabilitación energética de las
con recomendaciones concretas y con detalles de soluciones para la implantación, para ayudar a la toma
de decisiones
Las soluciones de la envolvente se presentan sobre una ginstalaciones
5.1 Energía solar térmica para la producción de ACS
5.2. Mejora de la eficiencia de equipos e 55
Las soluciones de la envolvente se presentan sobre una serie de secciones constructivas del parque de edificios
existente
instalaciones térmicas
5.3 Mejora de la eficiencia de la iluminación
5.4 Mejora eficiencia electrodomésticos
5.5. Mejora de los ascensores
55
2525
Difusión. Jornadas de difusión
JORNADA PRINCIPAL A NIVEL ESTATAL DE PUERTAS ABIERTASJORNADA PRINCIPAL A NIVEL ESTATAL DE PUERTAS ABIERTASCONJUNTA ENTRE TODOS LOS PARTICIPANTES EN EL REHENERGIA CONJUNTA ENTRE TODOS LOS PARTICIPANTES EN EL REHENERGIA
4 EVENTOS DE CARÁCTER TÉCNICO4 EVENTOS DE CARÁCTER TÉCNICO4 EVENTOS DE CARÁCTER TÉCNICO 4 EVENTOS DE CARÁCTER TÉCNICO EN LAS CCAA PARTICIPANTESEN LAS CCAA PARTICIPANTES
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