Este documento presenta el proyecto de fin de carrera de un ingeniero industrial que aborda la climatización, certificación de eficiencia energética y análisis energético de un edificio de oficinas. Se detallan aspectos técnicos como el diseño de sistemas de climatización, el proceso de certificación energética y propuestas de mejora para optimizar el consumo energético del edificio. Las conclusiones sugieren que el consumo energético es muy influenciado por la iluminación y la ventilación, destacando la necesidad de simular los sistemas de climatización para mejorar su desempeño.

1. Ingeniero Industrial Proyecto Fin de Carrera Junio de 2008 Alumno: D. Rafael Pérez Cortines Tutor interno: Dr. D. Alberto Ríos Villacorta Director externo: Dr. D. Juan Francisco Coronel Toro Climatización, Certificación de Eficiencia Energética y Análisis Energético de un Edificio de Oficinas

2. Índice Antecedentes Climatización Certificación de Eficiencia Energética Análisis Energético Conclusiones

3. El alcance del proyecto contempla los siguientes aspectos: Climatización : Diseño y dimensionado de los equipos de la instalación de climatización de caudal de refrigerante variable. Calificación de la Eficiencia Energética del Edificio : La calificación de eficiencia energética es la expresión del consumo de energía que se estima necesario para satisfacer la demanda energética del edificio en unas condiciones normales de funcionamiento y ocupación. Certificado de Eficiencia Energética del Proyecto : 1. El certificado de eficiencia energética de un proyecto de edificación supone la conformidad de la información contenida en este certificado con la calificación de eficiencia energética obtenida y con el proyecto de ejecución del edificio. 2. El certificado de eficiencia energética del proyecto será suscrito por el proyectista del edificio o del proyecto parcial de sus instalaciones térmicas, y quedará incorporada al proyecto de ejecución. Análisis energético : Análisis de los resultados aportados por el programa de simulación térmica y propuestas de mejora. 1. Antecedentes

4. 2. Climatización Índice 2.1. Descripción Arquitectónica del Edificio 2.2. Características Ocupacionales y Funcionales 2.3. Cerramientos 2.4. Condiciones Exteriores de Cálculo 2.5. Condiciones Interiores de Cálculo 2.6. Cálculo de las Cargas Térmicas 2.7. Sistemas de Climatización 2.8. Centrales de Producción 2.9. Unidades de Tratamiento del Aire 2.10. Subsistemas de Control 2.11. Fuentes de Energía utilizadas 2.12. Consumos Mensuales y Anual

5. 2. Climatización 2.1. Descripción Arquitectónica del Edificio

6. 2. Climatización 2.1. Descripción Arquitectónica del Edificio

7. 2. Climatización 2.1. Descripción Arquitectónica del Edificio

8. 2. Climatización 2.2. Características Ocupacionales y Funcionales • Horarios de funcionamiento: De 8 a 20 horas de lunes a viernes durante todo el año. • Iluminación: 20 W/m2. Se supone que las luces están todas encendidas durante todo el periodo de funcionamiento. • Equipos eléctricos: 15 W/m2. Se supone que los equipos están funcionando durante todo el periodo de funcionamiento. • Ocupación: 10 m2/persona • Infiltraciones: En los espacios con ventanas o puertas al exterior se ha considerado una renovación por hora en el periodo en el que los equipos no funcionan

9. 2. Climatización 2.3. Cerramientos

10. 2. Climatización 2.4. Condiciones Exteriores de Cálculo

11. 2. Climatización 2.5. Condiciones Interiores de Cálculo

12. 2. Climatización 2.6. Cálculo de las Cargas Térmicas

13. 2. Climatización 2.7. Sistemas de Climatización

14. 2. Climatización 2.7. Sistemas de Climatización

15. 2. Climatización 2.7. Sistemas de Climatización

16. 2. Climatización 2.8. Centrales de Producción

17. 2. Climatización 2.9. Unidades de Tratamiento del Aire

18. 2. Climatización 2.10. Subsistemas de Control

19. 2. Climatización 2.11. Fuentes de Energía utilizadas

20. 2. Climatización 2.12. Consumos Mensuales y Anual

21. 3. Certificación de Eficiencia Energética Índice 3.1. Definiciones 3.2. Identificación del Edificio 3.3. Normativa Energética Aplicable 3.4. Opción Elegida 3.5. Características Energéticas del Edificio Descripción de la envolvente térmica del edificio Condiciones normales de funcionamiento y ocupación Descripción de la instalación de climatización Descripción de los sistemas de climatización Centrales de producción Unidades de tratamiento de aire Subsistemas de control Descripción de la instalación de iluminación Fuentes de energía utilizadas 3.6. Calificación de Eficiencia Energética del Edificio 3.7. Documento Administrativo de la Calificación

22. Certificación de Eficiencia Energética de un Edificio : proceso por el que se verifica la conformidad de la calificación de eficiencia energética obtenida por el proyecto del edificio y por el edificio terminado y que conduce, respectivamente, a la expedición de un certificado de eficiencia energética del proyecto y de un certificado de eficiencia energética del edificio terminado. Eficiencia energética de un edificio: Consumo de energía que se estima necesario para satisfacer la demanda energética del edificio en unas condiciones normales de funcionamiento y ocupación. Calificación de eficiencia energética de un edificio: Expresión de la eficiencia energética de un edificio que se determina de acuerdo con una metodología de cálculo y se expresa con indicadores energéticos mediante la etiqueta de eficiencia energética. Certificación de eficiencia energética de proyecto : Proceso por el que se verifica la conformidad de la calificación de eficiencia energética obtenida por el proyecto y que conduce a la expedición del certificado de eficiencia energética del proyecto. Certificación de eficiencia energética del edificio terminado : Proceso por el que se verifica la conformidad de la calificación de eficiencia energética obtenida por el proyecto con la del edificio terminado y que conduce a la expedición del certificado de eficiencia energética del edificio terminado. 3. Certificación de Eficiencia Energética 3.1. Definiciones

23. Certificado de eficiencia energética de proyecto : Documentación suscrita por el proyectista como resultado del proceso de certificación, que incluye la calificación de eficiencia energética del proyecto, señalada en la escala de eficiencia energética. Certificado de eficiencia energética del edificio terminado : Documentación suscrita por la dirección facultativa de la obra como resultado del proceso de certificación, que incluye la calificación de eficiencia energética del edificio terminado, señalada en la escala de eficiencia energética. Etiqueta de eficiencia energética : Distintivo que señala el nivel de calificación de eficiencia energética obtenida por el proyecto de un edificio o por el edificio terminado. Documentos reconocidos para la certificación de eficiencia energética : Documentos técnicos, sin carácter reglamentario, que cuenten con el reconocimiento conjunto del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio y del Ministerio de Vivienda y que se encuentren inscritos en el Registro general creado a tal efecto. 3. Certificación de Eficiencia Energética 3.1. Definiciones

24. 3. Certificación de Eficiencia Energética 3.2. Identificación de Edificio

25. Real Decreto 47/2007, de 19 de enero, por el que se aprueba el Procedimiento básico para la certificación de eficiencia energética de edificios de nueva construcción . Real Decreto 314/2006, de 17 de marzo, por el que se aprueba el Código Técnico de la Edificación, en especial el Documento Básico HE Ahorro de Energía. Real Decreto 1751/1998, de 31 de julio, por el que se aprueba el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios ( RITE ) y sus Instrucciones Técnicas Complementarias (ITE) y se crea la Comisión Asesora para las Instalaciones Térmicas de los Edificios. Real Decreto 1218/2002, de 22 de noviembre, por el que se modifica el Real Decreto 1751/1998, de 31 de julio, por el que se aprobó el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios ( RITE ) y sus Instrucciones Técnicas y se crea la Comisión Asesora para las Instalaciones Térmicas de los Edificios. Real Decreto 1027/2007, de 20 de julio, por el que se aprueba el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios ( RITE ). Directiva 2002/91/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 16 de diciembre de 2002, relativa a la eficiencia energética de los edificios . 3. Certificación de Eficiencia Energética 3.3. Normativa Energética Aplicable

26. La opción elegida ha sido la general , de carácter prestacional, a través de un programa informático que desarrolla la metodología de cálculo del Anexo I del RD 47/2007 de una manera directa. El programa informático de Referencia que tiene la consideración de documento reconocido , que es de aplicación en todo el territorio nacional, y cuya correcta aplicación es suficiente para acreditar el cumplimiento de los requisitos establecidos en el Procedimiento básico. La versión oficial de este programa informático de Referencia se denomina CALENER , y está disponible al público para su libre utilización. 3. Certificación de Eficiencia Energética 3.4. Opción Elegida

27. Descripción de la envolvente térmica del edificio Condiciones normales de funcionamiento y ocupación Descripción de la instalación de climatización Descripción de los sistemas de climatización Centrales de Producción Unidades de tratamiento de aire Subsistemas de Control Descripción de la instalación de iluminación Fuentes de energía utilizadas 3. Certificación de Eficiencia Energética 3.5. Características Energéticas del Edificio

28. 3. Certificación de Eficiencia Energética 3.6. Calificación de Eficiencia Energética del Edificio

29. 3. Certificación de Eficiencia Energética 3.7. Documento Administrativo de la Calificación

30. 4.1. Consumo de Energía Final 4.2. Comparativa de Consumos por Sistema y Factor de Carga 4.3. Rendimientos Medios Estacionales por Sistema 4.4. Reparto de Consumos en [kWh/m2/año] 4. Análisis Energético Índice

31. 4. Análisis Energético 4.1. Consumo Energía Final

32. 4. Análisis Energético 4.1. Consumo Energía Final

33. En el caso que nos ocupa, en el que la fuente de energía es solo eléctrica, las gráficas de Emisiones de CO2, Energía Primaria y Energía Final son proporcionales, por lo que es factible analizar solo una siendo los resultados directamente extrapolables a las demás. Se observa que el consumo debido a la iluminación es el factor de carga predominante. Este consumo se ve incrementado debido a que se está teniendo en cuenta los locales no climatizados. Los cuales tienen iluminación, pero no climatización ni ventilación. Es un edificio cuya epidermis cumple estrictamente el código técnico en su documento básico HE-1. La demanda de calefacción solamente representa un 11% de la de climatización. Esto es debido principalmente a la alta carga interna y a la gran superficie de vidrio expuesta a radiación directa 4. Análisis Energético 4.1. Consumo Energía Final

34. 4. Análisis Energético 4.2. Comparativa de Consumos por Sistema y Factor de Carga

35. 4. Análisis Energético 4.2. Comparativa de Consumos por Sistema y Factor de Carga

36. 4. Análisis Energético 4.2. Comparativa de Consumos por Sistema y Factor de Carga

37. 4. Análisis Energético 4.2. Comparativa de Consumos por Sistema y Factor de Carga

38. 4. Análisis Energético 4.2. Comparativa de Consumos por Sistema y Factor de Carga

39. 4. Análisis Energético 4.2. Comparativa de Consumos por Sistema y Factor de Carga

40. 4. Análisis Energético 4.2. Comparativa de Consumos por Sistema y Factor de Carga

41. 4. Análisis Energético 4.3. Rendimientos Medios Estacionales por Sistema

42. 4. Análisis Energético 4.4. Reparto de Consumos en [kWh/m2/año]

43. Tras analizar los datos arrojados por Calener y las gráficas anteriores se indican unas propuestas para mejorar el consumo, que en nuestro caso indicará mejorar la calificación de eficiencia energética. • Mejorar la eficiencia energética de la iluminación seleccionando luminarias de bajo consumo. Se estima que podría disminuirse este consumo en un 50%, se vería afectado también el de refrigeración bajando y subiría el de calefacción. • Mejorar la epidermis del edificio, tanto los cerramientos opacos como los vidrios. Los actuales cumplen estrictamente con el código técnico en su documento básico HE-1. Disminuiría el consumo debido a refrigeración y a calefacción. • Hacer la selección de los equipos de climatización utilizando los datos del cálculo de cargas de Calener . Esto acercaría más el dimensionamiento de los equipos a su carga total, pues como se ha comprobado no llegan a funcionar nunca al 100%, con la penalización de trabajar a carga parcial con las curvas de comportamiento que vienen por defecto en el programa. Poner de manifiesto que para estudiar profundamente cómo afectaría cada una de estas propuestas sería necesario volver a realizar el proyecto , pues a lo primero que afectan es al cálculo de cargas, siguiendo por el dimensionado de equipos, etc… 4. Análisis Energético 4.5. Propuestas de Mejora

44. Un edificio de oficinas situado en Sevilla con una gran componente de carga interna, como es nuestro caso, tiene una demanda de climatización de los locales muy pequeña en calefacción y muy alta en refrigeración. El consumo debido a la iluminación es el factor de carga predominante, representando el 46% del total climatizado. También es necesario recalcar que la demanda debida a la ventilación no es nada despreciable a lo largo del año, ya que representa el 20% frente a la de refrigeración que es el 33%. El dimensionado de equipos con bomba de calor por refrigeración en un clima en el que predomina este régimen, provoca un funcionamiento a muy baja carga parcial en modo calefacción. Se pone de manifiesto el interés por la simulación de los sistemas de climatización para un análisis en profundidad que permita una elección adecuada de los mismos, desde el punto de vista energético y ambiental. 5. Conclusiones

45. ¡Muchas gracias por su atención! Evaluación del Proyecto