Memoria Simulaciones energéticas

GestiEnergética

MODELADO DE
EDIFICIO Y CÁLCULO DE
AHORROS
ENERGÉTICOS
Edificio de oficinas en Tarragona
Víctor Moreno Solana

Abril 2011

Contenido
INDICE DE TABLAS .................................................................................................... 3
INDICE DE ILUSTRACIONES ..................................................................................... 4

Descripción del edificio. ............................................... 5
Descripción. ................................................................................................................ 5
Cerramientos. .............................................................................................................. 6
Horarios de Ocupación............................................................................................... 7

Simulación en modo pasivo ......................................... 8
Programaciones de la simulación pasiva .................................................................. 8
1. RESULTADOS EDIFICIO DE REFERENCIA ...................................................... 10
1.1. ENERO ............................................................................................................... 11
1.2. AGOSTO ............................................................................................................. 12
1.1. ENERO ............................................................................................................... 13
1.2. AGOSTO ............................................................................................................. 14
PROPUESTA DE MEJORAS DE DISEÑO ................................................................ 16
1. Tipología y morfología de la fachada ................................................................ 16
2. Propiedades térmicas del muro cortina ............................................................ 18
3. Mecanismos de sombreado en fachadas más afectadas .............................. 20

Simulación en modo activo ........................................ 25
Programaciones de la simulación mecánica ........................................................... 25
1. RESULTADOS EDIFICIO DE REFERENCIA ...................................................... 27
1.1. Gráfica de datos mensuales de cargas del sistema ........................................ 27
1.2. Gráfica de datos mensuales de desglose de combustibles ........................... 28
1.3. Gráficas de datos mensuales de ganancias internas y cerramientos y
ventilación .................................................................................................................. 29
PROPUESTA DE MEJORAS DE DISEÑO ................................................................ 31
1. FreeCooling + Ventilación mixta + Ventilación nocturna ................................ 31
2. Recuperador de calor ........................................................................................ 32
3. Colocación de sensores de iluminación ........................................................... 34

Análisis comparativo .................................................. 36
Análisis comparativo en modo pasivo ..................................................................... 36
Análisis comparativo en modo mecánico ................................................................ 38

Simulación del edificio final ...................................... 385

2

INDICE DE TABLAS

Tabla 1. Composición de los cerramientos ............................................................... 6
Tabla 2. Horarios de ocupación ................................................................................. 7
Tabla 3. Ocupación ..................................................................................................... 8
Tabla 4. Iluminación .................................................................................................... 8
Tabla 5. Ventilación ..................................................................................................... 9
Tabla 6. Otras cargas internas ................................................................................... 9
Tabla 7. HVAC ............................................................................................................. 9
Tabla 8. Propiedades acristalamiento referencia .................................................... 18
Tabla 9. Propiedades acristalamiento mejorados ................................................... 19
Tabla 10. Propiedades de lamas metálicas exteriores ........................................... 21
Tabla 11. Ocupación. Mecánico .............................................................................. 25
Tabla 12. Iluminación. Mecánico .............................................................................. 26
Tabla 13. Ventilación. Mecánico ............................................................................... 26
Tabla 14. Otras cargas internas. Mecánico ............................................................. 26
Tabla 15. HVAC. Mecánico ....................................................................................... 27
Tabla 16. Horas disconfort. Referencia. Enero ........................................................ 36
Tabla 17. Horas disconfort. Vidrios electro-reflectantes. Enero .............................. 36
Tabla 18. Horas disconfort. Referencia. Agosto ...................................................... 37
Tabla 19. Horas disconfort. Lamas metálicas. Agosto ........................................... 37
Tabla 20. Mejoras energéticas. Pasivo .................................................................... 37
Tabla 21. Consumos energéticos. Referencia. Activo ............................................ 38
Tabla 22. Consumos y ahorros energéticos. Recuperador de calor. Activo.......... 39
Tabla 23. Consumos y ahorros energéticos. FreeCooling + Ventilación natural
nocturna. Activo......................................................................................................... 40
Tabla 24. Consumos y ahorros energéticos. Sensores de iluminancia.
REFERENCIA............................................................................................................. 40
Tabla 25. Consumos y ahorros energéticos. Sensores de iluminancia. Activo ..... 41
Tabla 26. Ahorros energéticos. Activo ..................................................................... 42
Tabla 27. Consumos energéticos. Edificio Referencia Activo ................................ 46
Tabla 28. Consumos y ahorros energéticos. Edificio final ...................................... 47

3

INDICE DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1. Modelado del edificio............................................................................ 5
Ilustración 2. Renovaciones hora de oficina. ........................................................... 10
Ilustración 3. Distribución de temperaturas. Referencia. Pasivo. Enero ................. 11
Ilustración 4. Distribución de temperaturas. Referencia. Pasivo. Agosto............... 12
Ilustración 5. Ganancias Internas + Cerramientos. Referencia. Pasivo. Enero ..... 13
Ilustración 6. Confort. Referencia. Pasivo. Enero .................................................... 13
Ilustración 7. Ganancias Internas + Cerramientos. Referencia. Pasivo. Agosto ... 14
Ilustración 8. Confort. Referencia. Pasivo. Agosto .................................................. 15
Ilustración 9. Estudio paramétrico % Acristalamientos en fachada Vs Ganancias
solares. Mes cálido. .................................................................................................. 17
Ilustración 10. Temperatura del aire interior, % acristalamientos en fachada. Mes
frío. ............................................................................................................................. 17
Ilustración 11. Distribución de temperaturas. Vidrios electro-reflectantes. ............ 19
Ilustración 12. Temperaturas interiores. Pasivo. Mejora de acristalamientos. ....... 20
Ilustración 13. Modelado del edificio. Exterior. ........................................................ 22
Ilustración 14. Modelado del edificio. Interior. ......................................................... 22
Ilustración 15. Ganancias Internas + Balence de energía. Pasivo. Lamas ........... 23
Ilustración 16. Distribución de temperaturas. Pasivo. Lamas. AGOSTO ............... 24
Ilustración 17. Cargas térmicas del sistema. Referencia ........................................ 28
Ilustración 18. Desglose de combustibles. Referencia ........................................... 29
Ilustración 19. Ganancias Internas + Balances de calor. Activo. Referencia. ....... 30
Ilustración 20. Cargas térmicas. FreeCooling + Ventilación natural nocturna ...... 31
Ilustración 21. Desglose de combustible. FreeCooling + Ventilación natural
nocturna..................................................................................................................... 32
Ilustración 22. Cargas del sistema. Recuperador de calor. .................................... 33
Ilustración 23. Desglose de combustibles. Recuperardor de calor. ...................... 33
Ilustración 24. Ganancias internas + Balances de calor. Recuperador de calor. . 34
Ilustración 25. Desglose de combustibles. Sensores de iluminancia. ................... 35
Ilustración 26. Ganancias interiores + Balances de calor. Sesores de iluminancia.
................................................................................................................................... 35
Ilustración 27. Modelado final ................................................................................... 44
Ilustración 28. Cargas del sistema. Edificio final ..................................................... 45
Ilustración 29. Desglose de combustibles. Edificio final ......................................... 45
Ilustración 30. Ganancias internas + Balance de calor. Edificio final .................... 46
Ilustración 31. Consumos energéticos. Edificio final ............................................... 48
Ilustración 32. Consumos energéticos..................................................................... 49
Ilustración 33. Ahorro conseguido ........................................................................... 49

4

DESCRIPCIÓN DEL EDIFICIO
Descripción.

Emplazamiento y dimensiones según planos adjuntos. El complejo consta de dos
edificios, parking y zona ajardinada.
Contiene recepción, oficinas, sala de conferencias, gimnasio y vestuarios para
gimnasio y trabajadores. Además hay un parking en P-1 y P-2 donde también
podría ubicarse opcionalmente una sala técnica.
Hay vestuarios de hombres con 8 duchas, y de mujeres con 8 duchas. En ambos
vestuarios hay 30 usuarios por la mañana (60 servicios en total) y 10 usuarios por
la tarde (20 servicios).

Para simplificar el modelo, no se han incluido las zonas de planta sótano, ni las
escaleras y ascensores, en los resultados de las simulaciones.

Se diseña el muro cortina con la disposición de una franja de 50 cm de
acristalamiento operable en la parte superior de cada planta, para permitir la
ventilación natural, por dichas aberturas.

Ilustración 1. Modelado del edificio

5

Cerramientos.
Tabla 1. Composición de los cerramientos

6

Horarios de Ocupación.

Tanto los horarios de ocupación, como las ganancias internas de cada zona del
edificio son las mismas durante todo el año; excepto que la programación de la
variable difiera durante el año.

Los horarios de ocupación elegidos para cada tipo de zona, corresponden a las
siguientes programaciones pre-configuradas que podemos encontrar en la
biblioteca de Design Builder.

A pesar de que en el enunciado de la práctica se marcaba 40 trabajadores por
planta, a mi entender, con la superficie de planta que tenemos, el nº de
trabajadores puede ser mayor, hasta un ratio de 0,11 pers/m2. Por esto
dimensionamos los dispositivos de ventilación de manera previsora, por futuros
aumentos de ocupación 1.

Tabla 2. Horarios de ocupación

TIPO DE ZONA Programación
P. BAJA - GIMNASIO 1 a 4 Office_FitGym_Occ
P. BAJA - HALL Office_Circulation_Occ
P. BAJA - VESTUARIO 1 y 2 Office_Changing_Occ
P. BAJA - HALL GYM Office_Circulation_Occ
P. BAJA - DUCHAS 1 y 2 Office_Toilet_Occ
P. 1 - SALA 1 a 7 Office_OpenOff_Occ
P. 1 - DISTRIBUIDOR Office_Circulation_Occ
P. 2 a 6 - OFICINA 1 a 7 Office_OpenOff_Occ
P. 2 - DISTRIBUIDOR Office_Circulation_Occ

1
Los valores de ocupación se pueden observar en Programaciones de simulación.

7

Simulación en modo pasivo
En estas simulaciones no se considera el uso de sistemas de climatización, sino
solo el aprovechamiento de recursos como la ventilación natural y el soleamiento
para lograr el máximo confort térmico posible.

Primeramente se realiza dos simulaciones del edificio en estudio en modo pasivo,
una en el mes de enero y otra en agosto. Cada simulación nos aportará la
información necesaria para poder actuar en el edificio, buscando ahorro
energético en calefacción (enero) o en refrigeración (agosto).

Programaciones de la simulación pasiva
Tabla 3. Ocupación

ZONAS Superficie Volumen Ocupación
m2 m3 pers/m2 pers Programación
P. BAJA - GIMNASIO 1 a 4 681,71 2045,13 0,16 112,35 Office_FitGym_Occ
P. BAJA - HALL 61,27 183,80 0,12 7,19 Office_Circulation_Occ
P. BAJA - VESTUARIO 1 y 2 194,32 582,96 0,10 19,43 Office_Changing_Occ
P. BAJA - HALL GYM 68,19 204,56 0,12 8,00 Office_Circulation_Occ
P. BAJA - DUCHAS 1 y 2 72,90 218,69 0,11 8,19 Office_Toilet_Occ
P. 1 - SALA 1 a 7 1035,05 2587,63 0,11 114,89 Office_OpenOff_Occ
P. 1 - DISTRIBUIDOR 44,29 110,73 0,12 5,20 Office_Circulation_Occ
P. 2 a 6 - OFICINA 1 a 7 1045,73 2614,33 0,11 116,08 Office_OpenOff_Occ


Tabla 4. Iluminación

ZONAS Iluminación
lux W/m2 100 lux W Control Programación2
P. BAJA - GIMNASIO 1 a 4 150 5 5112,83 NO Office_FitGym_Light
P. BAJA - HALL 100 5 306,34 NO Office_Circulation_Light
P. BAJA - VESTUARIO 1 y 2 100 5 971,60 NO Office_Changing_Light
P. BAJA - HALL GYM 100 5 340,93 NO Office_Circulation_Light
P. BAJA - DUCHAS 1 y 2 200 5 728,98 NO Office_Toilet_Light
P. 1 - SALA 1 a 7 400 5 20701,00 NO Office_OpenOff_Light
P. 1 - DISTRIBUIDOR 100 5 221,45 NO Office_Circulation_Light
P. 2 a 6 - OFICINA 1 a 7 400 5 20914,60 NO Office_OpenOff_Light


8

Tabla 5. Ventilación

ZONAS Ventilación
l/s pers l/s r.h. Sistema Tª Vent Nat (ºC) Programación
P. BAJA - GIMNASIO 1 a 4 30 3370,37 5,93 Nat Prog 22 Office_FitGym_Occ
P. BAJA - HALL 10 71,87 1,41 Nat Prog 22 Office_Circulation_Occ
P. BAJA - VESTUARIO 1 y 2 10 194,32 1,20 Nat Prog 22 Office_Changing_Occ
P. BAJA - HALL GYM 10 79,98 1,41 Nat Prog 22 Office_Circulation_Occ
P. BAJA - DUCHAS 1 y 2 12 98,32 1,62 Nat Prog 22 Office_Toilet_Occ
P. 1 - SALA 1 a 7 10 1148,91 1,60 Nat Prog 22 Office_OpenOff_Occ
P. 1 - DISTRIBUIDOR 10 51,95 1,69 Nat Prog 22 Office_Circulation_Occ
P. 2 a 6 - OFICINA 1 a 7 10 1160,76 1,60 Nat Prog 22 Office_OpenOff_Occ

P. 2 - DISTRIBUIDOR 10 51,95 1,69 Nat Prog 22 Office_Circulation_Occ

Tabla 6. Otras cargas internas

ZONAS Otros Cargas Internas
W/m2 Programación3
P. BAJA - GIMNASIO 1 a 4 15,00 Office_FitGym_Equip
P. BAJA - HALL 1,85 Office_Circulation_Equip
P. BAJA - VESTUARIO 1 y 2 5,00 Office_Changing_Equip
P. BAJA - HALL GYM 1,85 Office_Circulation_Equip
P. BAJA - DUCHAS 1 y 2 5,48 Office_Toilet_Equip
P. 1 - SALA 1 a 7 11,17 Office_OpenOff_Equip
P. 1 - DISTRIBUIDOR 1,85 Office_Circulation_Equip
P. 2 a 6 - OFICINA 1 a 7 11,17 Office_OpenOff_Equip


Tabla 7. HVAC

ZONAS HVAC
Tª calef (ºC) Programación5 Tª ref (ºC) Programación6 Sistema2
P. BAJA - GIMNASIO 1 a 4 18 Off 28 Off X
P. BAJA - HALL 18 Off 28 Off X
P. BAJA - VESTUARIO 1 y 2 20 Off 25 Off X
P. BAJA - HALL GYM 18 Off 28 Off X
P. BAJA - DUCHAS 1 y 2 20 Off 25 Off X
P. 1 - SALA 1 a 7 18 Off 28 Off X
P. 1 - DISTRIBUIDOR 18 Off 28 Off X
P. 2 a 6 - OFICINA 1 a 7 18 Off 28 Off X
P. 2 - DISTRIBUIDOR 18 Off 28 Off X

9

1. RESULTADOS EDIFICIO DE REFERENCIA

Para realizar esta simulación se ha programado la ventilación natural calculada.

Las aberturas con posibilidad de apertura para efectuar la ventilación son la franja
superior de acristalamientos del muro cortina, de cada planta en todo el
perímetro.
El porcentaje de apertura es del 30%, y la programación coincide con la
ocupación.

Una vez simulado el edificio, comparamos la ventilación natural obtenida, zona
por zona, y nos cercioramos de que se cumplen las necesidades mínimas
exigidas por normativa.

A modo de ejemplo, vemos como en una oficina tenemos más que cubierta la
admisión de aire exterior en la zona, por ventilación natural.

Comentar que para las zonas interiores del edificio se ha de diseñar algún
mecanismo para la inyección de aire de modo natural, o mecánico.

Ilustración 2. Renovaciones hora de oficina.

10

Observamos que la ventilación interior que obtenemos con esta configuración de
aberturas sobrepasa los mínimos exigidos por normativa 2, por lo que la opción de
ventilación natural es apta en el diseño de este edificio.

Los datos que utilizaremos para comparar los distintos resultados obtenidos con
cada mejora de diseño pasivo, son las gráficas de Distribución de temperaturas.

1.1. ENERO

Como zona de referencia para efectuar las comparaciones con los resultados de
las simulaciones del edificio mejorado, elegimos la OFICINA 1 de la PLANTA 4.

Ilustración 3. Distribución de temperaturas. Referencia. Pasivo. Enero

En la gráfica anterior se observa que la mayor parte de horas del mes de enero,
la temperatura del aire interior se encuentra entre los límites de 20ºC y 26 ºC.
Temperaturas establecidas como límites de confort según la normativa española,
RITE.

2
Ver columna ventilación en la tabla de Programaciones de simulación.

11

1.2. AGOSTO

Ilustración 4. Distribución de temperaturas. Referencia. Pasivo. Agosto

Sin embargo, para el mes más cálido, agosto, se observa que durante la mayor
parte del mes, la temperatura del aire interior ronda los 32 ºC, franja inconfortable.

Para poder entender mejor cómo se comporta nuestro edificio térmicamente,
analizamos las gráficas de Cerramientos y Ventilación, Ganancias Internas y
Confort.
En la primera de ellas podemos observar los sumatorios de pérdidas y ganancias
de calor que determinan los balances térmicos. De esa manera es posible
identificar los aspectos que más afectan el comportamiento energético del
edificio y que por lo tanto constituyen áreas de oportunidad para mejorarlo.
La gráfica de Confort nos muestra la evolución horaria de las temperaturas
interiores y de la humedad relativa, así como los picos máximos y mínimos de
estos factores ambientales.

12

1.1. ENERO

Ilustración 5. Ganancias Internas + Cerramientos. Referencia. Pasivo. Enero

En esta gráfica comprobamos que las mayores pérdidas de calor se producen
por los acristalamientos (cerramiento del edificio) y por la ventilación (aire
exterior). Según estos datos, nos decidimos a actuar sobre la piel del edificio, con
el objetivo de que las pérdidas de calor por este elemento constructivo
disminuyan.

Ilustración 6. Confort. Referencia. Pasivo. Enero

13

En esta gráfica observamos la franja de temperaturas de confort (sombreado
amarillo). Vemos que durante el mes de enero, rondamos los límites de confort,
no sobrepasando en ningún momento, por debajo de los 20 ºC exigidos por
normativa.

1.2. AGOSTO

Ilustración 7. Ganancias Internas + Cerramientos. Referencia. Pasivo. Agosto

En la gráfica observamos que las mayores ganancias térmicas se producen por
las ganancias solares por ventanas exteriores. Por lo que actuaremos en el
edificio, con el fin de disminuir este sobrecalentamiento.

14

Ilustración 8. Confort. Referencia. Pasivo. Agosto

Comprobamos cómo nos encontramos desplazamos de la franja de confort
bastante arriba. Durante todo el mes nos encontramos en un estado de
sobrecalentamiento crítico. Tenemos que proponer mejoras en el edificio para
evitar la ganancia de calor exterior, a través de la piel del edificio.

15

PROPUESTA DE MEJORAS DE DISEÑO

1. Tipología y morfología de la fachada

Con el análisis anterior, decidimos proponer mejoras pasivas, a fin de disminuir la
ganancia solar por la piel del edifico 3.
Para mejorar el comportamiento térmico de la piel del edificio, empezamos por
cuestionar las características térmicas de la solución constructiva propuesta en
este proyecto, el muro cortina.

En un principio pensé que las pérdidas de calor por los acristalamientos
exteriores 4 en los meses fríos era una desventaja para el comportamiento térmico
del edificio. Por lo que podría pensar que la solución de muro cortina es una mala
solución tanto para los meses cálidos (sobrecalentamiento por ganancias
solares), como para los fríos (perdidas de energía por la piel. Esto creía hasta que
realicé el estudio paramétrico de % acristalamientos en fachada durante los
meses fríos 5, y comprobé que cuanto más acristalamiento más me aproximaba a
la franja de confort.
Observando la gráfica de temperaturas de confort para los meses fríos 6,
afirmamos que para esta zona no es necesaria la aportación de calor para
calefacción, ya que en las épocas más frías la curva de temperaturas interiores se
encuentra dentro, e incluso por encima, de la franja de confort.

Una vez cerciorados de que tanto las mayores aportaciones energéticas durante
los meses cálidos, se produce por las ganancias solares; como de que las
mayores pérdidas energéticas de calor del edificio se producen por la envolvente
de éste; realizamos un estudio paramétrico de las propiedades térmicas,
colocando como variable: % de acristalamientos en fachada. Gracias a esta
gráfica podemos conocer cuál es la influencia del % de ventanas en fachada
respecto al comportamiento térmico del mismo 7.

3
Ver Ilustración 7. Ganancias Internas + Cerramientos. Referencia. Pasivo. Agosto.
4
Ver Ilustración 5. Ganancias Internas + Cerramientos. Referencia. Pasivo. Enero.
5
Ver Ilustración 10. Temperatura del aire interior, % acristalamientos en fachada. Mes frío.
6
Ver Ilustración 6. Confort. Referencia. Pasivo. Enero.
7
Para poder realizar este estudio paramétrico, debemos configurar las aperturas como un
porcentaje de superficie respecto a la fachada. No sirve una configuración personalizada de la
disposición de aberturas en fachada.

16

Ilustración 9. Estudio paramétrico % Acristalamientos en fachada Vs Ganancias solares. Mes cálido.

Ilustración 10. Temperatura del aire interior, % acristalamientos en fachada. Mes frío.

Con el análisis de estos dos gráficos, comprobamos que la solución de muro
cortina no es la más acertada, en cuanto a la respuesta térmica del edificio. A
mayor % de superficie de acristalamiento por fachada, mayor es la ganancia solar

17

en verano 8, y menor la temperatura interior en invierno 9. En este supuesto la
temperatura interior se acerca más al confort cuanto más % de acristalamiento;
no debemos caer en el engaño de que este valor es representativo, ya que la
zona que hemos tomado como referencia se encuentra situada a la cara sur de la
envolvente del edificio. Si la orientación de la zona fuera no sur, la disminución de
temperaturas en invierno sería una medida perjudicial.

Una vez comprobados todas las zonas y sus resultados paramétricos de
temperatura interior según % de acristalamiento, queda comprobado que en este
edificio tanto en los meses cálidos como fríos, las necesidades térmicas son de
refrigeración, independientemente de orientación.

Concluyo este apartado aconsejando el diseño de otra solución constructiva para
delimitar la piel del edificio, ya que el muro cortina no tiene un comportamiento
apropiado para el uso del edificio, aumentando su consumo energético
considerablemente. Quedando la decisión final no sólo en los aspectos
energéticos de la solución. También hay que tener en cuenta otros valores
aportados como la iluminación natural aportada, haciendo al espacio un lugar
aceptable para el trabajo de oficina durante la jornada laboral. Otros valores a
tener en cuenta son las vistas y la parte estética de la solución.

2. Propiedades térmicas del muro cortina

Como segunda medida a aplicar en el diseño pasivo, actuamos sobre las
propiedades térmicas de los acristalamientos de nuestro proyecto.
El acristalamiento base elegido en un principio en el proyecto, corresponde a las
siguientes propiedades térmicas:

Tabla 8. Propiedades acristalamiento referencia

Dbl Clr 4mm/12mm Air
Transmisión solar total (SHGC) 0,742
Transmisión solar directa 0,670
Transmisión de luz 0,801
Transmitancia térmica U (W/m2 K) 2,725

Elegimos un acristalamiento con mayor resistencia térmica, gracias a la inclusión
del gas Argón en la cámara interior del acristalamiento.
El siguiente paso para disminuir la ganancia solar es darle al vidrio un tratamiento
reflectante, u oscureciendo la superficie, por medio de coloreantes o vilinos, para
que atraviese la menor cantidad posible de radiación solar al interior de la zona
Se ha elegido vidrio de baja emisividad Electro-reflectivos coloreados.

8
Ver Ilustración 9. Estudio paramétrico % Acristalamientos en fachada Vs Ganancias solares. Mes
cálido.
9
Ver Ilustración 10. Temperatura del aire interior, % acristalamientos en fachada. Mes frío.

18

El tratamiento superficial de cara del vidrio en contacto con la cámara de aire
mejora considerablemente su coeficiente de transmisión térmica K, reflejando las
radiaciones energéticas (caloríficas), de corta longitud de onda, emitidas por los
cuerpos más calientes a los más fríos.

Las características térmicas del nuevo acristalamiento elegido son:

Tabla 9. Propiedades acristalamiento mejorados

Dbl LoE Elec Ref Colored 6mm/13m Arg
Transmisión solar total (SHGC) 0,106
Transmisión solar directa 0,047
Transmisión de luz 0,12
Transmitancia térmica U (W/m2 K) 1,323

La siguiente gráfica la comparamos con la del edificio de referencia 10.

Ilustración 11. Distribución de temperaturas. Vidrios electro-reflectantes.

En el apartado de Análisis comparativo, se puede observar los ahorros
conseguidos.
Comentar que esta medida de ahorro energético, también tiene efecto en la
iluminación natural. También disminuye, empeorándola, con la repercusión que

10
Ver Ilustración ¡Error! Sólo el documento principal.. Distribución de temperaturas. Referencia.
Pasivo. Enero.

19

tiene en el consumo eléctrico de iluminación del edificio. Este empeoramiento lo
podemos observar comparando la siguiente gráfica con la de referencia 11.

Ilustración 12. Temperaturas interiores. Pasivo. Mejora de acristalamientos.

Observamos como la curva de temperaturas internas se centra más en la franja
de confort en los meses fríos, y como se aproxima a ella en los meses cálidos.

3. Mecanismos de sombreado en fachadas más afectadas

Observando los resultados de balance de calor durante la época cálida,
observamos que la variable que más afecta el comportamiento térmico del
edificio son las ganancias solares por los acristalamientos exteriores (muro
cortina). Aquí volvemos a hacer hincapié en cuanto la elección de un muro cortina
para cubrir toda la superficie al exterior del edificio.
Obviando esta opinión energética en beneficio de la opinión estética de la
solución elegida, proponemos la construcción de unas lamas metálicas exteriores
a lo largo de las fachadas este y oeste.
El motivo de esta elección se basa en la trayectoria solar durante el año. En los
meses fríos, donde el sol es una herramienta esencial para favorecer la respuesta
térmica pasiva del edificio, el sol transcurre con una altura solar menor que en
verano, favoreciendo la entrada de radiación en el edificio. En contrario en los
meses cálidos la altura solar es mayor y durante las horas de medias del día, el

11
Ver Ilustración ¡Error! Sólo el documento principal.. Ganancias Internas + Cerramientos.
Referencia. Pasivo. Enero.

20

sol radia en la cubierta en vez que en la fachada sur 12. Así favorecemos la
iluminación natural durante todo el año, y el calentamiento solar pasivo durante
los meses fríos.

El diseño y características de las lamas propuestas son:

Tabla 10. Propiedades de lamas metálicas exteriores

PROPIEDADES DE LAMAS
Número de lamas 11,00
Espaciamiento vertical (m) 0,30
Ángulo (º) 15,00
Distancia desde la ventana (m) 0,30
Profundidad de las lamas (m) 0,20
Distancia vertical desde el bordesuperior (m) 0,00
Solapamiento horizontal desde los bordes (m) 0,00
Material Acero
Absortancia térmica (emisividad) 0,30
Absortancia solar 0,30
Absortancia visible 0,30
Rugosidad Rugoso

La construcción de estos mecanismos participa en la estética del edificio
enormemente. Depende de la destreza y opinión del arquitecto que el resultado
final agrade al público o cliente.

12
Acontecimiento que sí ocurre en los meses fríos.

21

Ilustración 13. Modelado del edificio. Exterior.

Ilustración 14. Modelado del edificio. Interior.

Los resultados obtenidos en la simulación térmica de esta opción de mejora, los
comparamos con los del edificio de referencia 13.

13
Ver Ilustración 7. Ganancias Internas + Cerramientos. Referencia. Pasivo. Agosto.

22

Ilustración 15. Ganancias Internas + Balence de energía. Pasivo. Lamas

Comprobamos cómo ha evolucionado la distribución de temperaturas internas
con la colocación de las lamas. Esta gráfica se compara con la del edificio de
referencia 14.

14
Ver Ilustración 4. Distribución de temperaturas. Referencia. Pasivo. Agosto.

23

Ilustración 16. Distribución de temperaturas. Pasivo. Lamas. AGOSTO

Observamos Como disminuye ligeramente las horas de disconfort en los meses
cálidos. Los resultados cuantitativos los puedes observar en el capítulo de
Análisis comparativo.

24

Simulación en modo activo
En estas simulaciones se considera la activación de sistemas de ventilación
mecánica, calefacción y refrigeración, empleando la opción de HVAC Simple.
Tanto la calefacción como la refrigeración se puedan activar durante todo el año,
de acuerdo a los requerimientos de cada zona del edificio. El periodo de
simulación será todo el año, y resultados diarios y mensuales.

Las temperaturas de consigna de la calefacción y refrigeración, se han marcado
en 18 ºC y 28 ºC. Aunque en la normativa local se exija unas temperaturas de
confort de 20 ºC y 25 ºC, la primera medida de ahorro energético a incorporar es
la adecuación de los termostatos de las zonas a climatizar a unos valores
apropiados depende de la estación del año en la que nos encontremos. De esta
manera, en los meses fríos, cuando en el exterior hace una temperatura entre 5ºC
y 15 ºC, con que en el interior del edificio tengamos una temperatura de 18 ºC y
pongamos por nuestra parte la acción de ponernos más ropa, que en épocas
cálidas, obtendremos una adecuada sensación de confort. Lo mismo ocurre para
los meses cálidos.

Primeramente se realiza una simulación del edificio en estudio en modo activo. La
simulación nos aportará la información necesaria para poder actuar en el edificio,
buscando ahorro energético tanto en calefacción, como en refrigeración.

Programaciones de la simulación mecánica
Tabla 11. Ocupación. Mecánico

ZONAS Superficie Volumen Ocupación
m2 m3 pers/m2 pers Programación
P. BAJA - GIMNASIO 1 a 4 681,71 2045,13 0,16 112,35 Office_FitGym_Occ
P. BAJA - HALL 61,27 183,80 0,12 7,19 Office_Circulation_Occ
P. BAJA - VESTUARIO 1 y 2 194,32 582,96 0,10 19,43 Office_Changing_Occ
P. BAJA - HALL GYM 68,19 204,56 0,12 8,00 Office_Circulation_Occ
P. BAJA - DUCHAS 1 y 2 72,90 218,69 0,11 8,19 Office_Toilet_Occ
P. 1 - SALA 1 a 7 1035,05 2587,63 0,11 114,89 Office_OpenOff_Occ
P. 2 a 6 - OFICINA 1 a 7 1045,73 2614,33 0,11 116,08 Office_OpenOff_Occ


25

Tabla 12. Iluminación. Mecánico

ZONAS Iluminación
lux W/m2 100 lux W Control Programación2
P. BAJA - GIMNASIO 1 a 4 150 5 5112,83 NO Office_FitGym_Light
P. BAJA - HALL 100 5 306,34 NO Office_Circulation_Light
P. BAJA - VESTUARIO 1 y 2 100 5 971,60 NO Office_Changing_Light
P. BAJA - HALL GYM 100 5 340,93 NO Office_Circulation_Light
P. BAJA - DUCHAS 1 y 2 200 5 728,98 NO Office_Toilet_Light
P. 1 - SALA 1 a 7 400 5 20701,00 NO Office_OpenOff_Light
P. 2 a 6 - OFICINA 1 a 7 400 5 20914,60 NO Office_OpenOff_Light


Tabla 13. Ventilación. Mecánico

ZONAS Ventilación
l/s pers l/s r.h. Sistema Tª Vent Nat (ºC) Programación3
P. BAJA - GIMNASIO 1 a 4 30 3370,37 5,93 Mec Prog x Office_FitGym_Occ
P. BAJA - HALL 10 71,87 1,41 Mec Prog x Office_Circulation_Occ
P. BAJA - VESTUARIO 1 y 2 10 194,32 1,20 Mec Prog x Office_Changing_Occ
P. BAJA - HALL GYM 10 79,98 1,41 Mec Prog x Office_Circulation_Occ
P. BAJA - DUCHAS 1 y 2 12 98,32 1,62 Mec Prog x Office_Toilet_Occ
P. 1 - SALA 1 a 7 10 1148,91 1,60 Mec Prog x Office_OpenOff_Occ
P. 1 - DISTRIBUIDOR 10 51,95 1,69 Mec Prog x Office_Circulation_Occ
P. 2 a 6 - OFICINA 1 a 7 10 1160,76 1,60 Mec Prog x Office_OpenOff_Occ

P. 2 - DISTRIBUIDOR 10 51,95 1,69 Mec Prog x Office_Circulation_Occ

Tabla 14. Otras cargas internas. Mecánico

ZONAS Otros Cargas Internas
W/m2 Programación4
P. BAJA - GIMNASIO 1 a 4 15,00 Office_FitGym_Equip
P. BAJA - HALL 1,85 Office_Circulation_Equip
P. BAJA - VESTUARIO 1 y 2 5,00 Office_Changing_Equip
P. BAJA - HALL GYM 1,85 Office_Circulation_Equip
P. BAJA - DUCHAS 1 y 2 5,48 Office_Toilet_Equip
P. 1 - SALA 1 a 7 11,17 Office_OpenOff_Equip
P. 2 a 6 - OFICINA 1 a 7 11,17 Office_OpenOff_Equip


26

Tabla 15. HVAC. Mecánico

ZONAS HVAC
Tª calef (ºC) Programación5 Tª ref (ºC) Programación6 Sistema2
P. BAJA - GIMNASIO 1 a 4 20 On 25 On Uni multiz
P. BAJA - HALL 20 On 25 On Uni multiz
P. BAJA - VESTUARIO 1 y 2 20 On 25 On Uni multiz
P. BAJA - HALL GYM 20 On 25 On Uni multiz
P. BAJA - DUCHAS 1 y 2 20 On 25 On Uni multiz
P. 1 - SALA 1 a 7 20 On 25 On Uni multiz
P. 1 - DISTRIBUIDOR 20 On 25 On Uni multiz
P. 2 a 6 - OFICINA 1 a 7 20 On 25 On Uni multiz
P. 2 - DISTRIBUIDOR 20 On 25 On Uni multiz

1. RESULTADOS EDIFICIO DE REFERENCIA

Para realizar esta simulación se ha programado la ventilación mecánica. Los
requerimientos de ventilación son los marcados por la normativa vigente; y los
más restrictivos entre ventilación mínima por persona o por superficie.

La programación de resultados es anual con periodo mensual.

Las aberturas con posibilidad de apertura para efectuar la ventilación natural se
configuran cerradas para todo el año.

Los datos que utilizaremos para comparar los distintos resultados obtenidos con
cada mejora de diseño activo, son las gráficas de cargas térmicas o demanda
energética anual y los consumos energéticos. También estudiaremos los
resultados de balance de calor.

1.1. Gráfica de datos mensuales de cargas del sistema
Nos permitirá estimar las cargas térmicas combatidas por los sistemas para
mantener las condiciones de confort establecidas.

27

Ilustración 17. Cargas térmicas del sistema. Referencia

Comprobamos que no es necesaria la aportación de calor al edificio para
calefacción. Todas las necesidades térmicas corresponden al enfriamiento del
edificio.

1.2. Gráfica de datos mensuales de desglose de
combustibles

Nos permitirá estimar los consumos energéticos relacionados con la calefacción,
la refrigeración y la iluminación.

28

Ilustración 18. Desglose de combustibles. Referencia

Observamos que el mayor consumo del edificio responde a la refrigeración. Será
en este punto donde actuaremos para conseguir ahorro de energía por
mecanismos activos.
En segundo lugar, cabe destacar el consumo de energía en la iluminación.
Aportaremos alguna solución para disminuir este gasto en iluminación.

1.3. Gráficas de datos mensuales de ganancias internas y
cerramientos y ventilación

Estas gráficas nos permiten identificar los aspectos que más afectan el
comportamiento energético del edificio y que por lo tanto constituyen áreas de
oportunidad para mejorarlo.

29

Ilustración 19. Ganancias Internas + Balances de calor. Activo. Referencia.

Del análisis de los resultados se obtiene la conclusión de que los factores de
balance de calor que más afectan al comportamiento térmico del edificio son:

• Las ganancias solares por ventanas exteriores.
• La pérdida de calor por los cerramientos del edificio (muro cortina).
• El consecuente enfriamiento del edificio por el sistema de climatización de
éste.

De esta manera, como las 2 primeras variables las mejoramos con las medidas
de ahorro pasivas, actuaremos en el edificio teniendo la referencia de por dónde
se puede conseguir mayor ahorro energético por métodos mecánicos,
refrigeración e iluminación.

30

PROPUESTA DE MEJORAS DE DISEÑO

1. FreeCooling + Ventilación mixta + Ventilación nocturna

La tecnología FreeCooling nos permite enfriar las zonas habitables mediante aire
exterior, que en determinadas horas se encuentra por debajo de la temperatura
apta para enfriar el interior del edificio. El mecanismo de operación consiste en
permitir la admisión de aire externo al sistema de distribución, sin hacerlo pasar
por la batería de frío, ya que el aire está por debajo de una temperatura
consignada; en nuestro caso a 22 ºC.

Además se permite al sistema operar con ventilación natural, siempre y cuando
las condiciones del aire exterior permitan cumplir con los requisitos de la
normativa.

Por último, también se permite la ventilación natural nocturna, horas del día en
que la temperatura del aire exterior disminuye considerablemente.
Aprovechándolo se realiza una sobreventilación al edificio para enfriarlo, y que la
mañana siguiente los ocupantes se aprovechen de esas condiciones.

Con estas medidas podemos decir que se ha optimizado el sistema de
ventilación natural.

Ilustración 20. Cargas térmicas. FreeCooling + Ventilación natural nocturna

31

Ilustración 21. Desglose de combustible. FreeCooling + Ventilación natural nocturna

2. Recuperador de calor

Con esta tecnología se realiza una recuperación de la energía que posee el aire
viciado que se extrae de las zonas habitables, cediéndola al aire exterior de
admisión a la Unidad de Tratamiento de Aire.

El recuperador de calor elegido es entálpico, por lo que además de transferir la
energía sensible (calor), se transfiere energía entálpica (humedad).

32

Ilustración 22. Cargas del sistema. Recuperador de calor.

En esta gráfica obtenemos los ahorros conseguidos gracias al recuperador de
calor, que se pueden comparar cuantitativamente en el apartado de Análisis
comparativo.

Ilustración 23. Desglose de combustibles. Recuperardor de calor.

33

Comparando estos resultados con los obtenidos en la simulación de referencia,
apreciamos una disminución de los consumos energéticos en refrigeración.

Ilustración 24. Ganancias internas + Balances de calor. Recuperador de calor.

En las 2 primeras tablas apreciábamos una disminución del consumo energético
de refrigeración. En ésta última, podemos ver como las necesidades térmicas del
edificio de frío son las mismas para ambas soluciones del sistema. Las cargas
térmicas son las mismas, pero por el ahorro obtenido mediante la recuperación
de calor, los consumos energéticos de frío son menores.

3. Colocación de sensores de iluminación

La finalidad de esta medida es disminuir el consumo energético en la iluminación
artificial del edificio. Para ello colocaremos sensores de iluminancia en las
diferentes zonas, con la finalidad de favorecer la iluminación natural.
Es habitual en los edificios de oficinas, que las luminarias permanezcan
encendidas durante todo el periodo de ocupación.

Los resultados obtenidos con esta medida de ahorro energético los
compararemos con la gráfica de desglose de combustible del edificio de
referencia.

34

Ilustración 25. Desglose de combustibles. Sensores de iluminancia.

En esta gráfica verificamos el ahorro conseguido gracias a la medida adoptada,
las disminuciones de la factura eléctrica se verán disminuidas
considerablemente.

Ilustración 26. Ganancias interiores + Balances de calor. Sesores de iluminancia.

Al ser menor el tiempo de utilización de las luminarias, las ganancias internas por
iluminación también disminuyen, de forma proporcional. Así las necesidades de
enfriamiento y los consumos energéticos por refrigeración son menores,
consiguiendo ahorro extra en refrigeración además del ahorro en iluminación.

35

ANÁLISIS COMPARATIVO
Análisis comparativo en modo pasivo

Para comparar el comportamiento de los modelos en modo pasivo el punto de
referencia más obvio son las condiciones ambientales (ya que no hay consumos
energéticos por climatización).
Se generar una tabla en la que se pongan en relación las horas en o por encima
de una temperatura de referencia en verano (28ºC), las horas en o por debajo de
una temperatura de referencia en invierno (18ºC) y las sumatorias anuales de los
valores anteriores.

Tabla 16. Horas disconfort. Referencia. Enero

REFERENCIA ENERO
Temperaturas 21 22 23 24 25 26 27 28 29
Horas en o por debajo 17 88 244 437 574 666 709 732 742
Horas en o por debajo 17 71 156 193 137 92 43 23 10
Horas en o por encima 742 725 654 498 305 168 76 33 10

Los datos de disconfort de enero, no son muy representativos en este estudio, ya
que las necesidades térmicas del edificio son de refrigeración. Por lo que los días
más desfavorables son en agosto. Aún así hemos considerado colocar el
siguiente estudio, para demostrar que las medidas que son beneficiosas en
ciertas épocas de del año, son perjudiciales en otros, como es en nuestro caso.
Es cierto que los cristales electro-reflectantes evitan la entrada de ganancias
solares por los acristalamientos; pero también aumenta la resistencia térmica de
los mismos. En verano, cuando las temperaturas exteriores son extremadamente
altas, el aumento de aislamiento de los vidrios es beneficioso para el confort
interno en el edificio, ya que evita la entrada de calor desde el exterior. Sin
embargo, en los meses fríos, cuando la temperatura exterior es baja, que las
transferencias de calor con el exterior sea alta, beneficia a nuestro edificio, ya que
las necesidades son de refrigeración durante todo el año.

Tabla 17. Horas disconfort. Vidrios electro-reflectantes. Enero

VIDRIOS ELECTRO-REFLECTANTES ENERO
Temperaturas 25 26 27 28 29 30 31
Horas en o por debajo 33 186 413 584 685 732 742
Horas en o por debajo 33 153 227 171 101 47 10
Horas en o por encima 742 709 556 329 158 57 10

36

La siguiente tabla nos muestra las horas de disconfort del edificio de referencia
en los meses cálidos.

Tabla 18. Horas disconfort. Referencia. Agosto

REFERENCIA AGOSTO
Temperaturas 30 31 32
Horas en o por debajo 1 4 743
Horas en o por debajo 1 3 739
Horas en o por encima 743 742 739

Tabla 19. Horas disconfort. Lamas metálicas. Agosto

LAMAS METÁLICAS EXTERIORES
Temperaturas 27 28 29 30 31 32
Horas en o por debajo 1 3 13 33 63 742
Horas en o por debajo 1 2 10 20 30 679
Horas en o por encima 742 741 739 729 709 679

Se observa la mejora del confort interno gracias a la disposición de las lamas
exteriores metálicas.

La siguiente tabla es el resumen de los ahorros conseguidos en modo pasivo.
La tabla se queda pobre porque en el presente estudio nos hemos basado en la
realización de dos estudios paralelos. Uno para demostrar que la solución de
muro cortina no es la más beneficiosa para este tipo de edificio en Tarragona. Y
otra para demostrar que cada cambio efectuado en nuestro modelo de referencia
tiene consecuencias positivas y negativas, depende de la época del año.

Tabla 20. Mejoras energéticas. Pasivo

Tabla síntesis de resultados en modo pasivo
Vidrios electro- Lamas metálicas
Columna1 Opción base
reflectantes exteriores
Verano: Horas en o por encima de
739 x 679
32 ºC
Mejoras respecto a la opción base
x x 60,00
(Nº horas)
Invierno: Horas en o por encima
305 742 x
de 25 ºC
Mejoras respecto a la opción base x -437,00 x

En la tabla podemos observar como los vidrios electro-reflectantes tienen una
consecuencia negativa, al haberla comparado en época de frío.

37

Verano: Horas en o por encima de 32 ºC

740
720
700
Verano: Horas en o por encima
680 de 32 ºC
660
640
Opción base Lamas metálicas
exteriores

Análisis comparativo en modo mecánico

Considerando el funcionamiento de los modelos con sistemas de climatización,
la referencia de comparación más evidente son las cargas térmicas y los
consumos energéticos por calefacción y refrigeración.

En las siguientes tablas podemos observar los ahorros conseguidos por cada
medida adoptada para mejorar el comportamiento térmico de cada solución
propuesta.

Tabla 21. Consumos energéticos. Referencia. Activo

REFERENCIA ACTIVO
Fecha/Hora Enfriamiento sensible (kWh) Enfriamiento Total (kWh)

01/01/2002 -5687,33 -5896,53
01/02/2002 -3958,37 -4059,78
01/03/2002 -6269,09 -6670,75
01/04/2002 -7211,25 -8054,10
01/05/2002 -38406,54 -49535,32
01/06/2002 -89499,88 -115065,60
01/07/2002 -162770,20 -207784,00
01/08/2002 -157127,90 -203673,50
01/09/2002 -91633,54 -114934,10
01/10/2002 -30067,91 -38707,64
01/11/2002 -2936,27 -3167,76
01/12/2002 -4909,58 -5219,36
TOTAL -600477,85 -762768,44

Esta primera tabla nos muestra los consumos energéticos en climatización del
edificio de referencia.

38

Tabla 22. Consumos y ahorros energéticos. Recuperador de calor. Activo

RECUPERADOR DE CALOR
Enfriamiento Enfriamiento Total Calent. Sens. Recup. Calent. Total Recup. Enfriam. Sens. Enfriam. Total Recup.
Fecha/Hora
sensible (kWh) (kWh) Calor (kWh) Calor (kWh) Recup. Calor (kWh) Calor (kWh)
01/01/2002 -5906,52 -6142,52 1583,82 2348,98 0,00 0,00
01/02/2002 -4332,32 -4471,47 1150,21 1655,65 0,00 0,00
01/03/2002 -6602,56 -7007,95 826,22 1027,94 0,00 0,00
01/04/2002 -7577,22 -8408,38 679,42 801,59 -25,27 -52,29
01/05/2002 -38607,89 -48474,02 643,25 163,76 -460,74 -2163,33
01/06/2002 -87562,59 -105961,20 560,15 77,02 -2540,71 -11946,99
01/07/2002 -154978,20 -182327,50 567,85 76,92 -8495,77 -31129,73
01/08/2002 -151115,30 -177415,10 776,77 67,86 -6862,66 -32080,00
01/09/2002 -89242,96 -106890,10 784,60 238,45 -3077,08 -10813,56
01/10/2002 -30338,00 -38122,50 603,46 287,12 -264,03 -1481,15
01/11/2002 -3039,49 -3274,53 281,43 433,09 0,00 0,00
01/12/2002 -5593,35 -5977,00 1542,87 2350,01 0,00 0,00
TOTAL -584896,39 -694472,27 10000,03 9528,39 -21726,26 -89667,04
AHORRO 15581,46 68296,17
% 2,59 8,95

Los valores aportados en la tabla anterior, nos dan un valor medible de los ahorros conseguidos por la medida propuesta. También
podemos observar el ahorro de forma porcentual.

Los valores que aparecen con el nombre de RECUPERADOR DE CALOR, nos clarifica la energía aportada por este sistema de ahorro
energético; tanto sensible como entálpico.

Aparecen valores de calentamiento. Esto nos indica que hay ciertos momentos en que el recuperador de calor trabaja en forma de
meses fríos, para acercar más las temperaturas interiores a las especificadas como franja de confort.

39

Tabla 23. Consumos y ahorros energéticos. FreeCooling + Ventilación natural nocturna. Activo

FREE COOLING + VENTILACIÓN NATURAL NOCTURNA
Enfriamiento sensible Enfriamiento Total Calentamiento de la UMA
Fecha/Hora
(kWh) (kWh) (kWh)
01/01/2002 0,00 0,00 1968,55
01/02/2002 0,00 0,00 1547,45
01/03/2002 -18,73 -22,73 86,54
01/04/2002 -1589,81 -1857,04 17,06
01/05/2002 -29205,78 -37744,30 0,00
01/06/2002 -84759,35 -111375,60 0,00
01/07/2002 -160152,80 -207176,50 0,00
01/08/2002 -152371,60 -203225,80 0,00
01/09/2002 -87638,27 -111066,30 0,00
01/10/2002 -17727,45 -23119,50 0,00
01/11/2002 0,00 0,00 473,63
01/12/2002 0,00 0,00 1809,03
TOTAL -533463,79 -695587,77 5902,24
AHORRO 67014,06 67180,67
% 11,16 8,81

En la tabla anterior observamos los ahorros conseguidos, tanto
cuantitativamente, como porcentualmente, gracias a las medidas de ahorro
propuestas, en cuanto a la ventilación mixta.

Tabla 24. Consumos y ahorros energéticos. Sensores de iluminancia. REFERENCIA

REFERENCIA SENSORES ILUMINACION
Fecha/Hora Electricidad del Espacio (kWh) Iluminación (kWh)

01/01/2002 27748,34 37025,52
01/02/2002 24244,05 32196,11
01/03/2002 25632,68 33805,91
01/04/2002 26580,24 35415,71
01/05/2002 27748,34 37025,52
01/06/2002 24464,58 32196,11
01/07/2002 27748,34 37025,52
01/08/2002 26690,51 35415,71
01/09/2002 25522,41 33805,91
01/10/2002 27748,34 37025,52
01/11/2002 25522,41 33805,91
01/12/2002 26690,51 35415,71
TOTAL 316340,75 420159,16

40

La tabla anterior es la que vamos a utilizar para cuantificar el ahorro conseguido
por la incorporación de sensores de iluminancia, para que las luces se apaguen
en el caso de que la iluminación natural cumpla con los requerimientos de
iluminación de las diferentes zonas 15. Utilizamos otro edificio de referencia,
porque en el edifico general no disponíamos de estos resultados, y en este nuevo
edificio de referencia se eliminó los sistemas HVAC (no intervienen en el cálculo
de iluminación), para que la simulación sea más rápida.

Tabla 25. Consumos y ahorros energéticos. Sensores de iluminancia. Activo

SENSORES DE ILUMINACION
Fecha/Hora Electricidad del Espacio (kWh) Iluminación (kWh)

01/01/2002 27748,34 8603,63
01/02/2002 24244,05 5758,50
01/03/2002 25632,68 4126,89
01/04/2002 26580,24 3819,76
01/05/2002 27748,34 3058,85
01/06/2002 24464,58 2560,85
01/07/2002 27748,34 2987,20
01/08/2002 26690,51 3344,71
01/09/2002 25522,41 3861,79
01/10/2002 27748,34 6068,82
01/11/2002 25522,41 7616,75
01/12/2002 26690,51 8805,05
TOTAL 316340,75 60612,79
AHORRO 359546,37
% 85,57

Podemos observar la enorme disminución de consumo energético con la
colocación de esos dispositivos.

15
Ver Tabla ¡Error! Sólo el documento principal.. Iluminación

41

La siguiente tabla y gráfica, es un resumen de los ahorros energéticos obtenidos
en la simulación en modo activo.

Tabla 26. Ahorros energéticos. Activo

Tabla síntesis de resultados en modo mecánico
FreeCooling + Recuperador
Opción Sensores de
Tipo de consumo Ventilación de calor
base iluminancia
nocturna entálpico
Verano: consumo
energético -762768,438 -695587,773 -694472,270 X
refrigeración (kWh)
Mejora respecto a la
X 8,807 8,954 X
Opción base
Anual: consumo
energético total por 420159,160 X X 60612,794
iluminación (kWh)
Mejora respecto a la
X X X 85,574
Opción base

Verano: consumo energético refrigeración (kWh)

780000,000
760000,000
740000,000
720000,000
Verano: consumo energético
700000,000 refrigeración (kWh)
680000,000
660000,000
Opción base FreeCooling + Recuperador
Ventilación de calor
nocturna entálpico

42

Anual: consumo energético total por
iluminación (kWh)

500000,000
400000,000
300000,000
Anual: consumo energético
200000,000 total por iluminación (kWh)
100000,000
0,000
Opción base Sensores de
iluminancia

43

Simulación del edificio final
Para concluir este estudio, se realiza una simulación final del edificio incluyendo
todas las medidas de ahorro energético, descritas en el presente informe.

Ilustración 27. Modelado final

La primera medida de ahorro en forma pasiva: Tipología y morfología de la
fachada, trataba de concienciar a los lectores sobre las conveniencias o no de la
utilización del muro cortina. Solución constructiva que ha tenido bastante auge en
las últimas décadas.
Este punto del trabajo era más una reflexión que una medida a aplicar, ya que es
el arquitecto quien tiene que tomar esta decisión final, no el consultor de
sostenibilidad. Por lo que la simulación del edificio final no contempla la variación
del % de acristalamientos en fachada.

En cuanto a las otras 2 medidas pasivas, mejora de las propiedades térmicas del
muro cortina y la colocación de lamas exteriores para evitar la ganancia solar,
ambas son tenidas en cuenta en la simulación final.

Las medidas activas:
1. FreeCooling + Ventilación natural nocturna,
2. Recuperador de calor,
3. Sensores de iluminancia,

44

Son todas aplicadas a la simulación final.

En las siguientes gráficas podemos observar los resultados obtenidos.

Ilustración 28. Cargas del sistema. Edificio final

Ilustración 29. Desglose de combustibles. Edificio final

45

Ilustración 30. Ganancias internas + Balance de calor. Edificio final

Observamos que los consumos totales han disminuido respecto al edificio de
referencia en modo activo. Los valores de estos datos los presentamos como
conclusión de este trabajo.

La siguiente tabla muestra los consumos energéticos del edifico de referencia
activo.

Tabla 27. Consumos energéticos. Edificio Referencia Activo

REFERENCIA ACTIVO
Enfriamiento Enfriamiento Total Electricidad del
Fecha/Hora Iluminación (kWh)
sensible (kWh) (kWh) Espacio (kWh)
01/01/2002 -5687,33 -5896,53 27748,34 37025,52
01/02/2002 -3958,37 -4059,78 24244,05 32196,11
01/03/2002 -6269,09 -6670,75 25632,68 33805,91
01/04/2002 -7211,25 -8054,10 26580,24 35415,71
01/05/2002 -38406,54 -49535,32 27748,34 37025,52
01/06/2002 -89499,88 -115065,60 24464,58 32196,11
01/07/2002 -162770,20 -207784,00 27748,34 37025,52
01/08/2002 -157127,90 -203673,50 26690,51 35415,71
01/09/2002 -91633,54 -114934,10 25522,41 33805,91
01/10/2002 -30067,91 -38707,64 27748,34 37025,52
01/11/2002 -2936,27 -3167,76 25522,41 33805,91
01/12/2002 -4909,58 -5219,36 26690,51 35415,71
TOTAL -600477,85 -762768,44 316340,75 420159,16

46

Tabla 28. Consumos y ahorros energéticos. Edificio final

EDIFICIO FINAL
Electricidad
Enfriamiento Calentamiento Calent. Sens. Calent. Total Enfriam. Sens. Enfriam. Total
Enfriamiento del Iluminación
Fecha/Hora sensible de la UMA Recup. Calor Recup. Calor Recup. Calor Recup. Calor
Total (kWh) Espacio (kWh)
(kWh) (kWh) (kWh) (kWh) (kWh) (kWh)
(kWh)
01/01/2002 0 9228,098 0 556,7547 613,0532 0 0 27748,34 23969,6
01/02/2002 0 8927,142 0 483,1408 534,2755 0 0 24244,05 18923,45
01/03/2002 0 3500,051 0 135,9203 150,5696 0 0 25632,68 17674,38
01/04/2002 0 1526,064 0 61,72694 68,34444 0 0 26580,24 19018,01
01/05/2002 0 35,14272 0 0,97002 1,147459 0 0 27748,34 18267,46
01/06/2002 -4361,384 0 -7056,605 26,35654 16,21043 -212,8 -911,4778 24464,58 14856,21
01/07/2002 -32016,96 0 -47959,61 259,8324 115,28 -2803,01 -10090,73 27748,34 16874,52
01/08/2002 -29139,6 0 -45111,25 247,927 112,5685 -2114,617 -9456,467 26690,51 17195,86
01/09/2002 -11445,03 0 -16556,21 90,16902 56,80777 -922,2348 -3204,842 25522,41 18054,09
01/10/2002 0 0 0 0,136384 0,370974 0 0 27748,34 23056,22
01/11/2002 0 2294,745 0 106,3144 117,0899 0 0 25522,41 23004,45
01/12/2002 0 9437,185 0 659,2056 723,2555 0 0 26690,51 23203,18
SUMATORIO -76962,97 34948,43 -116683,68 2628,45 2508,97 -6052,66 -23663,52 316340,75 234097,43
AHORRO 523514,88 -34948,43 646084,76 186061,73

AHORRO TOTAL 797.198,07 KWh
% 87,18% 84,70% 44,28%

47

La tabla anterior nos aporta los valores cuantitativos y porcentuales de los
consumos y ahorros energéticos obtenidos con todas las medidas de ahorro,
descritas en este estudio.

Observamos como aparece consumo en calefacción, cuando en antes no existía.
Esto es un efecto colateral de las medidas propuestas, ya que hay medidas que
consiguen enfriarnos el edificio, aportando ahorro de energía. Pero esa misma
medida evita el calentamiento pasivo, beneficioso en épocas frías. Aún así, el
ahorro neto es muy favorable.

Consumos energéticos Edificio final
Enfriamiento sensible (kWh)

Calentamiento de la UMA
(kWh)
Enfriamiento Total (kWh)

Calent. Sens. Recup. Calor
(kWh)
Calent. Total Recup. Calor
(kWh)
Enfriam. Sens. Recup. Calor
(kWh)
Enfriam. Total Recup. Calor
(kWh)
Electricidad del Espacio (kWh)

Iluminación (kWh)

Ilustración 31. Consumos energéticos. Edificio final

48

600000,00

400000,00

200000,00

0,00

-200000,00

-400000,00

-600000,00 CONSUMO REFERENCIA
CONSUMO FINAL
-800000,00

-1000000,00

Ilustración 32. Consumos energéticos

AHORRO CONSEGUIDO (KWh)
Enfriamiento sensible (kWh) Enfriamiento Total (kWh)
Iluminación (kWh) Calentamiento de la UMA (kWh)
-34948,43
-3%

186061,73
13% 523514,88
38%

646084,76
46%

Ilustración 33. Ahorro conseguido

49

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