Auditoria Energética Centros Docentes PDF

CENTROS DOCENTES El desarrollo de un país se evalúa y va unido a una serie de factores económicos, técnicos y sociales, en los cuales la educación juega un papel absolutamente clave, siendo uno de los pilares en los que se fundamenta la sociedad. De ahí la necesidad de dedicar todos los medios, esfu...

CENTROS DOCENTES El desarrollo de un país se evalúa y va unido a una serie de factores económicos, técnicos y sociales, en los cuales la educación juega un papel absolutamente clave, siendo uno de los pilares en los que se fundamenta la sociedad. De ahí la necesidad de dedicar todos los medios, esfuerzos y acciones posibles para su mejora continua. Las medidas a adoptar para ahorrar y mejorar la eficiencia energética también redundan en beneficio del confort climático, valor del edificio y su imagen, al rehabilitarse y mejorarse aspectos relacionados con las cubiertas, cerramientos, sustitución de equipos y sistemas de control. Cuando el nivel de eficiencia no resulte correcto, se efectuará un diagnóstico y auditoria energética que determine el gasto energético, su repartición en los distintos usos del edificio, la eficiencia de las instalaciones, el control de gestión y la comparación con otros edificios similares para disponer de parámetros de referencia. INPUTS • Consumo Energéticos • Instalaciones • Entorno ANÁLISIS • Cambios • Acciones • Modificaciones RESULTADOS • Mejora servicios • Durabilidad equipos • Confort • Ahorro energético y mantenimiento PEOPLE SAVING CENTROS DOCENTES La energía es una variable más de la gestión del negocio, las ventajas energéticas se traducen directamente en la cuenta de resultados. Los principales gastos de centros docentes son: iluminación, climatización y equipamiento. Generalmente consumen por una parte energía eléctrica para su consumo en alumbrado, climatización, maquinaria eléctrica o bombas de calor eléctricas y por otro lado combustibles fósiles para calefacción y agua caliente. Debido a la gran variedad de centros y localizaciones es difícil hacer una distribución estándar del consumo de energía. CENTROS DOCENTES Es preciso destacar la heterogeneidad de las instalaciones que se albergan bajo el concepto de centro docente, puesto que en él se incluyen desde centros de educación superior como universidades y escuelas politécnicas, hasta guarderías infantiles pasando por institutos y colegios, contemplando no sólo la existencia de aulas y zonas de trabajo, sino también la presencia de otro tipo de espacios como pueden ser zonas comunes, aseos, vestuarios, cafeterías o instalaciones deportivas. Mediante una revisión de la contabilidad energética, se pueden determinar los ratios de consumo de climatización, agua caliente e iluminación. Fuente: CTE / DBHE Junio 2022 CENTROS DOCENTES Mediante una revisión de la contabilidad energética, se pueden determinar los ratios de consumo de climatización, agua caliente e iluminación. Fuente: CTE / DBHE Junio 2022 CENTROS DOCENTES. ANÁLISIS. Una manera sencilla de determinar la energía consumida y eficiencia energética de un edificio es dividir kWh consumidos por m2 a climatizar. ¡Son datos residenciales! https://www.idae.es/uploads/documentos/documentos_11261_EscalaCalifEnerg_EdifExistentes_2011_accesible_c762988d.pdf CENTROS DOCENTES. ANÁLISIS. Una manera sencilla de determinar la energía consumida y eficiencia energética de un edificio es dividir kWh consumidos por m2 a climatizar. ¡Son datos residenciales! https://www.idae.es/uploads/documentos/documentos_CALENER_07_Escala_Calif_Energetica_A2009_A_5c0316ea.pdf CENTROS DOCENTES Las medidas para ahorrar energía y maximizar la eficiencia de las instalaciones y equipos, se pueden agrupar según campo de aplicación, coste e intensidad. • Medidas de carácter técnico. Sustitución de materiales, instalaciones o equipos (calderas, ventanas, luminarias), mecanismos de control (contadores, termostatos, limitadores). Normalmente requieren mayor inversión económica, pero suelen ser más eficaces y un mayor ahorro. Se debe analizar coste y tiempo de amortización. • Gestión y mantenimiento de los equipos y servicios, tanto de equipos existentes como garantizar la de los nuevos equipos del punto anterior. • Buenas prácticas ambientales y hábitos de consumo. Recomendaciones y consejos básicos e inmediatos. Medidas baratas, en muchos casos se trata únicamente de cambios de actitud y hábitos (cerrar puertas y ventanas, bajar la temperatura ambiente en invierno y subirla en verano,…). • Optimización tarifaria. Combustibles y electricidad. CENTROS DOCENTES. ILUMINACIÓN La iluminación es un apartado que representa aproximadamente el 25-35% del consumo eléctrico dentro de una instalación docente, dependiendo este porcentaje de varios factores: tamaño, fachada, aportación de iluminación natural, de la zona donde esté ubicada y del uso que se le de a cada estancia dentro de la instalación. Se estima que podrían lograrse reducciones de entre el 20% y el 85% en el consumo eléctrico de alumbrado, con la utilización de componentes más eficaces y emplear sistemas de control y la integración de la luz natural. Además, puede haber un ahorro adicional en la refrigeración ya que la iluminación de bajo consumo presenta una menor emisión de calor. Hay que tener en cuenta que para un máximo aprovechamiento de la utilización de la luz natural, es importante asegurar que la iluminación eléctrica se apaga cuando con la luz diurna se alcanza una iluminación adecuada mediante sistemas de control apropiados, automatización y control de presencia. Es importante pintar las paredes con colores claros con buena reflectancia. CENTROS DOCENTES. CLIMATIZACIÓN El consumo energético para climatizar y aportar ACS a un edificio viene determinado por la cantidad de energía necesaria para conseguir que en su interior haya una temperatura de confort y por la eficiencia de sus instalaciones y equipos. En un edificio, el rendimiento de la climatización y el agua caliente depende de los combustibles empleados, del sistema de producción de calor, de la regulación y distribución y de la gestión, uso y mantenimiento. Se debe seleccionar qué sistema de climatización y ACS sería el más adecuado según las características del edificio y su entorno. Importante tener una visión de conjunto y su afección al rendimiento y conocer normativa y qué mejoras tecnológicas y ambientales se pueden aplicar, así como su análisis económico. Los sistemas de climatización representan generalmente el principal apartado en cuanto al consumo energético de una instalación docente, pudiendo encontrar ahorros entre un 10% y un 40% gracias a la optimización de las instalaciones. CENTROS DOCENTES. CLIMATIZACIÓN Se deben utilizar fuentes de energía renovable, de manera independiente o hibridada, ya que son fuentes inagotables de energía que reducen el consumo de recursos y, especialmente, son más respetuosas con el medioambiente. Una bomba de calor es una máquina térmica capaz de extraer calor de un foco frío y cederlo a un foco caliente gracias al aporte exterior de trabajo. Válido para calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria así como para calentamiento o enfriamiento de diferentes procesos (calentamiento de piscinas). Podrán considerarse como renovables en función de la Decisión de la Comisión Europea de 1 de marzo de 2013 (2013/114/UE) siempre que su SPF sea superior a 2,5. https://energia.gob.es/desarrollo/EficienciaEnergetica/RITE/Reconocidos/Reconocidos/Otros% 20documentos/Prestaciones_Medias_Estacionales.pdf Aire Agua Sistema de producción y rendimiento SPF Caldera de Gasóleo 65-95% Caldera de Gas 85-95% Caldera de Biomasa 80-95% Radiadores Eléctricos 95-98% Bomba de calor Aerotérmica 250-350% Bomba de calor Geotérmica 400-500% Tierra CENTROS DOCENTES. PRODUCCIÓN TÉRMICA Calderas. La fuente de calor más habitual en residencias son las calderas, en las que el agua se calienta hasta una temperatura de 40-80 ºC y se distribuye a través de tuberías, normalmente mediante radiadores o distribución por aire. Bomba de calor. Compresor accionado por electricidad o combustibles fósiles. Aire/aire, aire/agua y agua/agua. La ventaja es su alto rendimiento energético. Por cada kWh de electricidad consumida se produce entre 2 y 5 kWh térmicos. La principal desventaja es un mayor coste de inversión y un menor rendimiento con temperaturas altas de producción >50ºC • Bomba de calor geotérmica. Es una bomba de calor que aprovecha la temperatura constante que el subsuelo tiene durante todo el año. En invierno, el calor almacenado en el terreno es aprovechado para climatizar el interior de la edificación y en verano el proceso es el inverso, el calor del edificio es disipado en el subsuelo. Tres tipos de instalaciones geotérmicas según la disposición de las tuberías y el intercambiador de calor: la de captador vertical, captador horizontal y abierto. Se puede instalar en edificios construidos y edificaciones nuevas construcción. Sistemas eléctricos. Totalmente desaconsejados por su escasa eficiencia y alto coste e impacto ambiental. Dentro de este grupo se incluyen equipos individuales como radiadores y convectores eléctricos, de acumulación, calefactores e hilo radiante. CENTROS DOCENTES. PRODUCCIÓN TÉRMICA Solar térmica: Cada vez se cuentan con más usos de demanda de calor en los centros docentes (piscina climatizada y otras instalaciones). Es importante recordar en este contexto que la legislación solo permite calentar las piscinas con energías renovables o residuales. Utilización de la energía solar térmica en: 1. Producción solar de agua caliente sanitaria. 2. Climatización solar de piscinas. 3. Calefacción y refrigeración solar. CENTROS DOCENTES. ACS Y EMISORES Agua Caliente sanitaria (ACS) • Eléctricos instantáneos: comunes pero los menos recomendables a pesar de que tienen un tamaño reducido y fácil montaje, gastan mucha agua y energía hasta que alcanzan la temperatura deseada. Son más eficientes los de acumulación. • Caldera y acumulador. Son los más empleados en centros docentes. El agua caliente se almacena en un tanque, son fácilmente compatibles con solar térmica, se evitan continuos encendidos y apagados. • Termoacumuladores eléctricos. Poco recomendables por alto consumo. Sistemas de suelo y/o techo radiantes. Suelo o techo se convierten en los propios emisores del calor generado en calderas o bombas de calor. Las principales ventajas: - Bienestar/confort térmico. Se puede regular la temperatura ambiente. Ahorro energético, al trabajar a baja temperatura. El agua circula a temperatura moderada (35-40ºC y 12-16ºC) por los circuitos. Alto grado de compatibilidad con fuentes renovables de energía Mantiene una adecuada distribución de temperatura y calidad de aire. CENTROS DOCENTES. CASO PRÁCTICO. INSTALACIÓN AEROTÉRMICA CENTROS DOCENTES. CONTROL, REGULACIÓN, RECUPERACIÓN La implantación de un buen sistema de control y regulación de la instalación, que permita controlar la operación en función de la demanda en cada momento y en cada zona del edificio permite obtener ahorros del 20-30% de la energía, mediante: sectorización por zonas y estancias, control de temperatura desocupada, reservada u ocupada, regulación de bombas de circulación de agua y de elementos emisores. Estos sistemas permiten controlar los parámetros de temperatura y humedad y la sensación de confort. Además, permiten desde un tiempo antes del inicio de la actividad en el centro, mantener los equipos en prefuncionamiento. La temperatura de espera se determina de modo que la estancia pueda llegar a la temperatura de confort en pocos minutos antes del inicio de su ocupación. Free-cooling. Es conveniente que la instalación esté provista de un sistema free-cooling para poder aprovechar de forma gratuita la refrigeración por aire exterior. Recuperación de calor del sistema de refrigeración. Recuperación del calor del condensador para la producción de agua caliente sanitaria. Recuperación de calor por aire de ventilación. Intercambio de calor entre el aire extraído del edificio y el aire exterior que se introduce para su renovación. CENTROS DOCENTES. MANTENIMIENTO Y REGULACIÓN • Importancia de termostatos en cada zona. • Instalación de válvulas termostáticas y sistemas de bajo consumo de agua de duchas y baños, reduciendo el caudal suministrado sin perjuicio del suministro. • Las pérdidas de eficiencia tienen que ver con un mal uso de los equipos: mala distribución horaria, averías, bajo control y escasos conocimientos técnicos. • Es necesario un buen servicio de mantenimiento y regulación periódico que asesore con medidas para aumento de la eficiencia energética. El gestor debe estar formado. La automatización y domótica son de muy alta eficacia: adaptación de temperatura, desconexión selectiva de cargas, gestión de climatización cuando no haya ocupación, adaptación a fotovoltaica, gestión tarifaría, programación de encendidos. • Una instalación solar fotovoltaica se plantea como una solución muy interesante siempre que vaya acompañada de una electrificación de la demanda principal. Los centros docentes pueden tener una continua y muy alta demanda de energía eléctrica por lo que la generación, venta y acumulación tanto eléctrica como térmica de la energía son medidas importantes a valorar. CENTROS DOCENTES Luz natural. Priorizar el uso de la luz natural, es un ahorro muy relevante. Ventilación natural o mecánica. Permitir la circulación controlada de corrientes de aire contribuye al ahorro energético, en sentido vertical (efecto chimenea) y horizontal (ventilación cruzada). En verano constituye el sistema de climatización mejor y más barato. Asimismo, sistemas de ventilación mecánica con recuperación de calor. Carpintería y vidrio. Partes del edificio muy vulnerables a la transmisión energética son los marcos y molduras de puertas y ventanas, y los acristalamientos, por donde se puede perder entre un 25% y un 30% del calor. El vidrio es el punto térmicamente más débil, por lo que es importante invertir para asegurar un aislamiento adecuado. • Cambiar marcos de puertas y ventanas puede suponer un 2% de la demanda de climatización. La amortización puede situarse en 15 y 20 años. • Reemplazar vidrios simples por dobles puede suponer un 8% reducción de demanda. • Una protección solar exterior adecuada, puede representar entre el 5 y el 10% de la demanda de refrigeración. • La iluminación artificial representa entre el 25-35% del gasto energético total. • La utilización adecuada de la ventilación cruzada puede implicar un 60% de la demanda de energía de refrigeración. CENTROS DOCENTES. AISLAMIENTO TÉRMICO El aislamiento térmico de la envolvente es fundamental en relación al confort y al consumo energético del edificio. El confort climático de un edificio o está directamente relacionado con la temperatura, el aire, la humedad y el ruido: • La temperatura operativa es la sensación térmica y depende de aspectos como el aislamiento de la envolvente. • La existencia de corrientes de aire dentro de un recinto o el ruido exterior depende de calidad de los huecos. Las mejoras en la envolvente térmica también procura mejoras en el aislamiento acústico. • Un mal aislamiento puede producir condensaciones en los puentes térmicos, con aparición de humedades, daños en el edificio o problemas de salud. • Un edificio mal aislado térmicamente se calienta más en verano y se enfría más en invierno. La envolvente térmica debe ser continua para impedir que se produzcan puentes térmicos y condensaciones. • El consumo energético del edificio para una temperatura confortable depende del aislamiento térmico y de la eficiencia térmica de sus instalaciones. Un buen aislamiento puede llegar a reducir entre un 20% y un 40% el consumo. • Las actuaciones para mejorar la eficiencia energética de la envolvente térmica se centran en aislamiento térmico, protección solar y ventilación. CENTROS DOCENTES. MEDIDAS DE AHORRO. Cada edificio tiene su propia problemática y sus posibilidades de mejora. Es equivocado intentar encontrar soluciones tipo, se debe estimar siempre el ahorro repercutiendo el rendimiento de la actuación al coste de energía, y comparar el resultado con el coste de la actuación. CENTROS DOCENTES Otras medidas de ahorro energético: • • • • • Un adecuado sistema de gestión de la luz natural junto con una adecuada intensidad luminosa de confort pueden implicar ahorros de energía de hasta un 50% y con una amortización en torno a los 4-7 años. La gestión inteligente del conjunto de las instalaciones del edificio, puede llegar a ahorrar hasta un 35% en la factura eléctrica. La combinación de sistemas de control de la iluminación, lámparas de bajo consumo eficientes, pueden reducir el gasto en iluminación hasta en un 75%. Los motores eléctricos se usan para sistemas de bombeo, ascensores, ventilación, aire acondicionado o depuradoras de piscinas. Demandan mucha energía especialmente en el arranque, no llegan a su potencia nominal, con pérdidas de energía entre el 40% y el 80% de la potencia. Las causas son motores sobredimensionados, ciclos de trabajo variables y deficiente control. Por otra parte, en los sistemas de bombeo, la resistencia a la circulación de los fluidos (agua, aire, aceite…) por el interior de las tuberías se traduce en una sobrecarga en los equipos de bombeo, y por tanto un mayor consumo de energía.