Caracterización y evaluación energética de edificios existentes en base a medidas

• Autores: Rocío González-Falcón
• Directores de la Tesis: Servando Alvarez Domínguez (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2007
• Idioma: español
• Número de páginas: 211
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  • Tesis en acceso abierto en: Idus
• Resumen

  • En el capitulo segundo se lleva a cabo una revisión y análisis detallado de los sistemas de certificación de edificios existentes implantados actualmente en distintos países, tanto de la Unión Europea como del resto del mundo. El objetivo fundamental de esta investigación previa es el de analizar las distintas variables implicadas en los procesos de certificación existentes, así como determinar las ventajas e inconvenientes de cada sistema y su posible aplicabilidad para España.

    La clasificación general y el análisis de los sistemas de certificación revisados, se ha llevado a cabo según los siguientes aspectos:

    - Tipos de edificios evaluados.

    - Sectores edificatorios evaluados.

    - Método de cálculo empleado para la obtención del consumo.

    - Datos requeridos para la evaluación del consumo.

    - Usos energéticos evaluados.

    - Criterios para la evaluación del edificio.

    - Resultados aportados.

    - País de aplicación.

    - El carácter obligatorio o voluntario del mismo.

    - Enfoque de la certificación.

    En el tercer capítulo se establecen los procedimientos para la obtención de los indicadores energéticos de edificios existentes, a partir de medidas y datos tomados del propio edificio. La problemática fundamental parte del hecho de que las medidas sólo arrojan valores totales de consumos. Por ello, para que quede identificado correctamente el comportamiento energético del edificio, será necesario proceder a la segregación por usos (calefacción, refrigeración, agua caliente sanitaria, iluminación y otros) del consumo total. En este capítulo se muestran los posibles métodos a emplear para llevar a cabo la segregación por usos de los datos medidos.

    Otro aspecto importante a considerar es la determinación de la demanda energética. Este posible indicador energético tampoco se puede determinar de forma directa a partir de medidas. Esto obliga a que se requiera de un nuevo tratamiento de las medidas, una vez se haya producido la segregación por usos. Para ello será necesario desarrollar un procedimiento que determine el rendimiento medio estacional de los sistemas, tanto de climatización como de agua caliente sanitaria. Multiplicando este rendimiento medio por el consumo asociado al uso energético correspondiente, se obtendrá la demanda energética. En este capítulo se propone un método para la determinación de los rendimientos medios. Para ello, será necesario conocer una serie de datos sobre los equipos que forman el sistema. Estos datos son el rendimiento instantáneo, la capacidad nominal y las curvas de variación de la eficiencia con la carga parcial y con las condiciones exteriores.

    Para poder llevar a cabo una buena estimación del rendimiento medio, se ha realizado un estudio acerca del comportamiento a carga parcial de los edificios del sector residencial.

    La obtención del consumo energético segregado por usos, del rendimiento medio estacional asociado a los sistemas del edificio y, consecuentemente, de la demanda energética, muestra una caracterización detallada del comportamiento energético del edificio, permitiendo la identificación de los consumos excesivos y de las causas de los mismos. Esto permitirá guiar el proceso de elaboración de recomendaciones acerca de medidas de mejora.

    En el siguiente capítulo de la tesis se aborda la metodología de evaluación del comportamiento energético de los edificios existentes. Una vez elegidos los indicadores energéticos que se vayan a considerar en la certificación, es necesario establecer el conjunto de valores o de edificios que permitan obtener el escenario de comparación necesario para llevar a cabo el proceso de evaluación.

    Para obtener el escenario de comparación será necesario decidir con anterioridad el grado de similitud entre este y el edificio objeto, es decir, contra quién se va a comparar el edificio durante su evaluación. Por ejemplo, se podría decidir, como ocurre en la mayoría de los sistemas de certificación en curso, establecer un escenario de comparación distinto para cada tipo de edificio (residencial y no residencial), en este caso el grado de similitud existente entre el edificio objeto y el escenario de comparación empleado sería el tipo de edificio. Este factor, tipo de edificio, se mantendría invariante dentro del escenario de comparación, por lo que el edificio objeto se compararía sólo con otros de su mismo tipo. En la tesis se analizarán las implicaciones que el grado de similitud tiene sobre el posible escenario de comparación.

    Se ha observado que en la mayoría de los sistemas de certificación existentes, la determinación del grado de similitud pretende evitar situaciones de desigualdad. Por ejemplo, el empleo de la discriminación climática es muy común en países con diversidad de climas, por ejemplo Estados Unidos, generándose un marco de comparación distinto para cada clima o localidad. Por el contrario, en otros países como Dinamarca y Reino Unido, dónde la diversificación climática no es muy acusada, no se considera la variación del escenario de comparación con el clima. En el caso de España, dada su variedad climática, sería conveniente emplear un sistema con discriminación climática.

    Existen varios procedimientos para la obtención del escenario de comparación, que dependerán, fundamentalmente, de la existencia o no de una estadística amplia acerca de los consumos energéticos del país. En la tesis se detallan cada uno de ellos, permitiendo una adaptación progresiva a la situación de España desde el estado actual, en el que no existe una base de datos adecuada sobre consumos energéticos en edificios, hasta un futuro en el que se haya desarrollado.

    El objetivo final es la obtención de una distribución de consumos, que constituirá el escenario de comparación para el edificio objeto. La posición del consumo del edificio objeto dentro de esta distribución determinará su situación frente a otros edificios similares, siendo evaluado en consecuencia.

    La obtención del escenario de comparación para la situación actual de España, en la que no se dispone de estadística sobre consumos energéticos, requiere, por un lado, ajustar y adaptar la forma de la distribución de consumos obtenida en otros países a España, y por otro lado, obtener unas leyes teóricas que representen la variación de los consumos de referencia en función del clima. Esto permitiría obtener la distribución del consumo, o escenario de comparación, para cada clima.

    Dado que no existe una población conocida sobre consumos de edificios en España, no será posible obtener las distribuciones de consumos a partir de datos estadísticos. Por consiguiente será necesario ajustar y adaptar la forma de la distribución de consumos obtenida en otros países al caso de España.

    En este capítulo se describe el procedimiento seguido para asignar un modelo de probabilidad a una muestra de datos de consumos reales, procedente de otros países, de forma que el modelo elegido pueda interpretarse como la población de la que proceden esos datos.

    Además de buscar la distribución que mejor se ajusta a los datos de consumos disponibles, se describe el procedimiento para la obtención de la distribución de consumos a partir de una serie de parámetros característicos. Esto permitirá adaptar la forma de la distribución a las diversas localidades españolas, de acuerdo con la información disponible sobre consumos en cada una de ellas.

    En el capitulo sexto de la tesis, se propone una metodología que responde al requerimiento de la Directiva acerca de las recomendaciones sobre medidas de mejora a incluir en el certificado de eficiencia energética. Para ello se propone desarrollar un catalogo de medidas viables técnicamente y rentables económicamente. En este caso se debe recurrir a la simulación de diversos escenarios caracterizados para distintos tipos de edificios, climas y características de la construcción y de sus sistemas.

    Se propone un procedimiento para la selección de aquellas recomendaciones con un mayor impacto sobre la eficiencia energética del edificio. Este procedimiento recurrirá a los datos de consumos segregados por usos y separados en demanda y rendimiento, obtenidos según el procedimiento de caracterización explicado en el tercer capítulo de la tesis.

    También se desarrollan dos metodologías simplificadas para la estimación de los potenciales de ahorro asociados a diversas medidas de mejora como son: la sustitución o puesta a punto de equipos de refrigeración y calefacción, y la variación del nivel de aislamiento del edificio. Además de una revisión de los potenciales de ahorro asociados a actuaciones sobre posibles fallos o problemas que, comúnmente, suelan darse en las instalaciones de climatización de edificios residenciales.

    Con todo ello se puede elaborar el catálogo de medidas de mejora para diversas circunstancias. Es decir, esta lista de medidas se adecuará a los distintos tipos de edificios, climas y características de la construcción y de sus sistemas.

    Para terminar, todas las conclusiones y aportaciones obtenidas durante el desarrollo del trabajo se resumen en este último capítulo. Donde también se plantearán las líneas de desarrollo que han quedado abiertas a futuros estudios.