Residential Energy Audits and Renovations (PDF)

RESIDENCIAS La gestión de la energía es una variable más de la gestión del negocio, las ventajas energéticas se traducen directamente en la cuenta de resultados. Las medidas a adoptar para ahorrar y mejorar la eficiencia energética también redundan en beneficio del confort climático, valor del edifi...

RESIDENCIAS La gestión de la energía es una variable más de la gestión del negocio, las ventajas energéticas se traducen directamente en la cuenta de resultados. Las medidas a adoptar para ahorrar y mejorar la eficiencia energética también redundan en beneficio del confort climático, valor del edificio e 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 RESIDENCIAS Los servicios que tienen un mayor peso sobre el consumo final de energía son la climatización, la iluminación, el agua caliente y equipamiento de instalaciones (cocina, aseos, salas de rehabilitación). Las instalaciones que consumen energía eléctrica principalmente son alumbrado, bombeo de agua, aire acondicionado, maquinaria eléctrica y bombas de calor eléctricas; y las que consumen combustibles fósiles son calefacción y agua caliente. Debido a la gran variedad de centros y localizaciones es difícil hacer una distribución estándar del consumo de energía. RESIDENCIAS Por lo tanto, los principales esfuerzos a la hora de realizar inversiones en ahorro energético, han de ir dirigidos a la reducción del consumo en iluminación, climatización, agua caliente y equipamiento, bien mediante la utilización de tecnologías mas eficientes, bien mediante la reducción de la demanda. Son instalaciones que se encuentra operativa 24 horas los 365 días del año. La creciente preocupación por el confort debido al un concepto de residencia entendido como centro integral polivalente, ha producido un incremento considerable en el consumo energético. Esto se traduce en un notable aumento de la factura energética en la estructura de costes. 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 RESIDENCIAS 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 RESIDENCIAS. 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 RESIDENCIAS. 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 RESIDENCIAS 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. RESIDENCIAS. ILUMINACIÓN La iluminación es un apartado que representa un importante consumo eléctrico dentro de una residencia, dependiendo su porcentaje de su tamaño, del uso principal a que se destina, y el clima de la zona donde esté ubicado. Este consumo puede llegar a alcanzar cerca del 40-50% de la facturación eléctrica. Se estima que podrían lograrse reducciones de entre el 20% y el 85% del consumo eléctrico de alumbrado, con la utilización de componentes más eficaces, 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 menor emisión de calor. Además, la luz influye sobre las emociones de las personas, cómo perciben un espacio e instalaciones. La evolución de la tecnología LED permite transformar la iluminación, asegurando la recuperación que su inversión inicial a corto plazo. 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 sistema de control apropiados, automatización y control de presencia. Es importante pintar las paredes con colores claros con buena reflectancia. RESIDENCIAS. 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 residencia, pudiendo encontrar ahorros entre un 10% y un 40% gracias a la optimización de las instalaciones. RESIDENCIAS. 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 RESIDENCIAS. 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. RESIDENCIAS. PRODUCCIÓN TÉRMICA Solar térmica: Cada vez se cuentan con más usos de demanda de calor en las residencias (piscina climatizada y otras instalaciones). Es importante recordar 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. RESIDENCIAS. 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 residencias. 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. RESIDENCIAS. 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 habitación, control de temperatura desocupada, reservada u ocupad, 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 mantener los equipos en prefuncionamiento. La temperatura de espera se determina de modo que la habitación pueda llegar a la temperatura de confort en pocos minutos antes de su ocupación. Free-cooling. Es conveniente que la instalación esté provista de un sistema freecooling 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. RESIDENCIAS. MANTENIMIENTO Y REGULACIÓN • Importancia de termostatos en cada zona. • Instalación de válvulas termostáticas y sistemas de bajo consumo de agua en duchas y baños para reducir 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, apagado de climatización por la noche, 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. Las residencias tienen una continua y muy alta demanda de energía por lo que la generación, venta y acumulación tanto eléctrica como térmica de la energía son medidas importantes a valorar. RESIDENCIAS. 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 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. RESIDENCIAS. 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. RESIDENCIAS 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 40-50% del gasto eléctrico total. • La utilización adecuada de la ventilación cruzada puede implicar un 60% de la demanda de energía de refrigeración. RESIDENCIAS 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. RESIDENCIAS. CASO PRÁCTICO Caso práctico Residencia de Ancianos Ocupación: 183 residentes (24 horas/día) Ubicación: Madrid Superficie: 5.116 m2 Calefacción/refrigeración y ACS Suelo radiante/refrescante Propuesta hibridación de tecnologías • Geotermia • Aerotermia • Gas • Solar térmica • Solar Fotovoltaica RESIDENCIAS. CASO PRÁCTICO RESIDENCIAS. CASO PRÁCTICO RESIDENCIAS. CASO PRÁCTICO