Residential Sector Analysis PDF

SECTOR RESIDENCIAL El sector residencial es responsable de más del 17% de toda la energía consumida en España y del 25% de la electricidad, siendo la climatización, y en menor medida el agua caliente, los servicios que más energía consumen. Las medidas a adoptar para ahorrar y mejorar la eficiencia...

SECTOR RESIDENCIAL El sector residencial es responsable de más del 17% de toda la energía consumida en España y del 25% de la electricidad, siendo la climatización, y en menor medida el agua caliente, los servicios que más energía consumen. Las medidas a adoptar para ahorrar y mejorar la eficiencia energética también redundan en beneficio del confort climático y valor de las propias viviendas, 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 SECTOR RESIDENCIAL Los servicios que tienen mayor peso sobre el consumo final de energía son la climatización, que demanda entre el 45-55%, los pequeños electrodomésticos con un 10-20%, el ACS que representa un 20-30%. En viviendas existentes, el 65% del consumo energético es térmico y el 35% electricidad. El gasto térmico obedece básicamente al consumo de combustibles para calefacción y ACS, servicios que más energía demandan. Estos combustibles son mayoritariamente gas y biomasa. Dentro del consumo eléctrico, el 62% es utilizado por pequeños electrodomésticos, y alrededor de un 20% por la iluminación. El 70% de las familias españolas residen en bloques. El consumo anual de una vivienda en bloque es un 25% inferior al consumo anual de la vivienda unifamiliar. SECTOR RESIDENCIAL La distribución del gasto energético se puede segmentar según tipología de viviendas. Aunque el 70% de las familias residen en bloques, la demanda de energía es tan solo un 7% mayor que la que consumen las casas unifamiliares. Los datos de consumo son indicativos del potencial de ahorro del sector residencial, con alta dependencia de combustibles y electricidad, y emisiones de gases de efecto invernadero. Existe un potencial de ahorro muy relevante si se actúa tanto en la envolvente térmica como en las instalaciones interiores del edificio. Es un sector clave presente en todos los planes energéticos, con medidas especificas para controlar y ahorrar energía en los edificios existentes y de nueva construcción. Fuente: Fenercom 2013 SECTOR RESIDENCIAL. ANÁLISIS. Ratios agua caliente sanitaria SECTOR RESIDENCIAL. ANÁLISIS. Una manera sencilla de determinar la energía consumida y eficiencia energética de un edificio es dividir kWh consumidos por m2 a climatizar. https://www.idae.es/uploads/documentos/documentos_11261_EscalaCalifEnerg_EdifExistentes_2011_accesible_c762988d.pdf SECTOR RESIDENCIAL. ANÁLISIS. Una manera sencilla de determinar la energía consumida y eficiencia energética de un edificio es dividir kWh consumidos por m2 a climatizar. https://www.idae.es/uploads/documentos/documentos_CALENER_07_Escala_Calif_Energetica_A2009_A_5c0316ea.pdf SECTOR RESIDENCIAL Las medidas para ahorrar energía y maximizar la eficiencia de las instalaciones y equipos comunes, 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. SECTOR RESIDENCIAL. 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. Cada grado que se aumenta la temperatura, el consumo de energía incrementa en un 7%. La temperatura se debe fijar en 21-23ºC (19) en invierno y 23-25ºC (27) en verano. 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. SECTOR RESIDENCIAL. CLIMATIZACIÓN Y ACS 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. Entre ellas, biomasa y energía solar son actualmente las más extendidas en instalaciones domésticas, así como el uso de bombas de calor aerotérmicas (las bombas de calor geotérmicas están menos extendidas). 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 SECTOR RESIDENCIAL. PRODUCCIÓN TÉRMICA Calderas. La fuente de calor más habitual en viviendas existentes 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. SECTOR RESIDENCIAL. 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, malgastan mucha agua y energía hasta que alcanzan la temperatura deseada. Son más eficientes los de acumulación. • Caldera y acumulador. Son los más empleados en comunidades con sistemas de producción centralizada. El agua caliente se almacena en un tanque, son fácilmente compatibles con solar térmica, se evitan continuos encendidos y apagados, la potencia necesaria es inferior a la suma del conjunto de vecinos. • 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. SECTOR RESIDENCIAL. CASO PRÁCTICO SECTOR RESIDENCIAL. DISTRIBUCIÓN Y GESTIÓN Una buena distribución de climatización y agua caliente puede mejorar hasta el 50% del rendimiento global de la instalación. En España, en 2013 menos del 10% de las viviendas pertenecían a edificios con climatización central, que presenta importantes ventajas: - Coste de instalación inferior a la suma de los costes individuales. - Permite acceder a tarifas de combustibles más económicas. - Vida útil más larga y gastos de mantenimiento y reposición menores. - Permiten tener mayores prestaciones, rendimiento, menos arranques u oscilaciones. Las instalaciones centralizadas deben contar con una adecuada gestión y correcta facturación a cada vecino. Es muy importante dimensionar los elementos de la instalación a las necesidades, aislar térmicamente los tramos de tuberías generales, regular la distribución del frío y calor y controlar las pérdidas. Más del 10% de la energía se puede perder a través de las tuberías de distribución. En edificios existentes, debido combustible empleado, al desequilibrio hidráulico y al escaso mantenimiento, es bastante habitual que los pisos altos no consigan confort en sus viviendas, mientras que los bajos tengan temperaturas demasiado altas. SECTOR RESIDENCIAL. MANTENIMIENTO Y REGULACIÓN • Importancia de los termostatos en las viviendas. • 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 y los usuarios informados. 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. En instalaciones de producción centralizada, el precio (P) de la unidad de climatización se calcula en función de los gastos generales de climatización de la comunidad: Combustible + Electricidad + Mantenimiento Los gastos fijos (alrededor 30% del total) se reparten por coeficiente entre cada vecino y los gastos variables (70% del total) se repartirán en base al consumo real. SECTOR RESIDENCIAL. CERRAMIENTOS Los cerramientos que limitan la construcción del espacio exterior y los espacios interiores conforman la envolvente de un edificio, compuesta por fachadas, medianerías, carpinterías, ventanas, cubiertas, suelos o patios interiores. Dentro de la envolvente se diferencian las partes opacas (paredes y muros) de las transparentes (cristales de las ventanas), compuestas ambas por materiales distintos, con capas y espesores también distintos, y comportamientos térmicos muy diferentes (conductividad y resistencia térmica). SECTOR RESIDENCIAL. 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. SECTOR RESIDENCIAL. ENVOLVENTE Fachada y cubierta. Aislamiento térmico y protección solar. La cantidad de energía que se pierde a través de la envolvente se puede reducir drásticamente colocando aislamiento, así como las ganancias de calor en verano. El aislamiento se puede mejorar con incorporación de aislantes de reducido espesor. La adición de aislante se puede ejecutar de tres formas: • Por el exterior de las fachadas. Suele ser la opción mejor, pues se evitan discontinuidades (puente térmico), pero también la más costosa, y a veces, incluso inviable en edificios históricos. • Por el interior, es la forma más frecuente porque no se requiere casi obras, ni la instalación de andamios, por lo que también es la más económica y rápida. Pero su efectividad es menor debido a que no se realiza de forma continua, y no se solucionan ciertos puentes térmicos. • En los edificios que tiene cámara de aire en el interior de sus muros, ésta se puede rellenar con aislamientos térmicos, es bastante económico, pero puede dejar puentes térmicos. • Aplicar pinturas, membranas, disipadores de calor, técnicas pasivas, protectores o uso de vegetación. SECTOR RESIDENCIAL. MEDIDAS DE AHORRO. Luz natural. La iluminación artificial representa un 5-10% del gasto energético total de la vivienda. Priorizar el uso de la luz natural, puede suponer un ahorro 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 5-10% del gasto energético total. • La utilización adecuada de la ventilación cruzada puede implicar un 60% de la demanda de energía de refrigeración. SECTOR RESIDENCIAL. 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. SECTOR RESIDENCIAL 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 (domótica) 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%. En comunidades de vecinos 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.