INFORME SIMULACIÓN ENERGÉTICA EDIFICIO Lanzadera ...
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INFORME SIMULACIÓN
ENERGÉTICA EDIFICIO
Lanzadera Universitaria de
Centro de Investigación Aplicada
– LUCIA –
Instituto de la Construcción de Castilla y León. Julio Sáez de la Hoya, nº 8 5º 5ª - 09005 BURGOS
Tel. 947 - 25 77 29 Fax. 947 - 27 65 22
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 2
1. OBJETO DEL INFORME
El objeto del presente informe es la realización de una simulación energética del edificio
Lanzadera Universitaria de Centros de Investigación Aplicada (en adelante LUCIA) situado en el
Campus Miguel Delibes de Valladolid.
El promotor del proyecto es la Universidad de Valladolid y el proyecto ha sido redactado por
Francisco Valbuena García, arquitecto director de la Unidad Técnica de Arquitectura de la
Universidad de Valladolid.
1.1. DATOS DE PARTIDA
Para la elaboración del presente documento se ha utilizado y analizado la siguiente
documentación:
Memoria descriptiva
Memoria constructiva
Mediciones
Presupuesto
Documentación gráfica
o Referencia
o Arquitectura
o Urbanización
o Instalaciones
o Estructura
Así como todos los documentos y actualizaciones aportados por la Unidad Técnica de la
Universidad de Valladolid debido a cambios producidos en el proyecto.
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1.2. PROGRAMA DE SIMULACIÓN ENERGÉTICA
El presente informe realiza un análisis de los resultados obtenidos en las simulaciones
energéticas del edificio LUCIA mediante la metodología establecida en ASHRAE 90.1‐2007
Appendix G, con el objetivo de establecer una valoración de la eficiencia energética del
sistema.
Las simulaciones han sido realizadas con el sistema DOE‐2 de cálculos energéticos y análisis de
costes, creado bajo el patrocinio del departamento de energía de los Estados Unidos, con el
objetivo de realizar estudios energéticos y análisis comparativos de edificios. La interfaz gráfica
utilizada para la simulación es el programa EQUEST 3.64, última versión del software de
simulación más ampliamente utilizado para los fines mencionados a nivel mundial.
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2. METODOLOGIA
La metodología de realización de las simulaciones teniendo como fin la certificación LEED del
edificio exige la creación de varios modelos con el fin de realizar un análisis comparativo entre
ellos, y determinar el conjunto de mejoras realizadas en el edificio respecto al modelo
comparativo de ASHRAE.
Para ello, se deben realizar los siguientes modelos informáticos:
Modelo propuesto: 2 simulaciones
El modelo propuesto se realiza teniendo en cuenta el proyecto de ejecución del edificio, y con
los parámetros geométricos y constructivos del proyecto, así como las instalaciones de
climatización, calefacción, ventilación y eléctricas previstas.
Dentro del modelo existen algunas mejoras constructivas que pueden ser integradas y
medidas, como por ejemplo la cogeneración, los controles de iluminación y los solar tubes, y
otras que deben ser calculadas y estimadas aparte, como son los pozos canadienses o la
producción solar fotovoltaica. En los resultados finales obtenidos por el modelo informático se
deben integrar los ahorros producidos por aquellas medidas de ahorro energético que no
pueden ser consideradas en el modelo propuesto.
Adicionalmente, y teniendo como objetivo la realización del proceso de certificación LEED, se
exige la realización de un segundo modelo propuesto que no tenga en cuenta los beneficios de
la cogeneración, con el fin de asegurar que existe una mejora respecto al modelo comparativo
de ASHRAE de al menos un 10% sin considerar la cogeneración. Se presentan los resultados de
dicho modelo en el presente informe.
Modelo Base: 4 simulaciones
El modelo base se realiza conforme a la metodología establecida en ASHRAE 90.1‐2007
Appendix G, con el fin de crear el modelo comparativo y estimar la calidad de los sistemas
energéticos del edificio propuesto y la influencia de las mejoras producidas.
El modelo base de ASHRAE comparte las mismas características del propuesto en cuanto a
número de plantas y superficie, necesidades de ventilación, cargas térmicas interiores,
zonificación interior, horarios de ocupación, temperaturas interiores de diseño,
emplazamiento y localización, climatología y otros factores externos al mismo.
En el resto de los parámetros se determina en base a los criterios establecidos en ASHRAE,
como son los cerramientos, sistema de climatización escogido, potencia de iluminación
instalada, y eficiencia de los motores, ventiladores y equipos instalados.
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Como norma general los cerramientos exteriores y las divisiones interiores del edificio se
conservan igual que el modelo base, pero en el presente edificio, y debido a unas
características constructivas del edificio únicas, la forma geométrica del mismo produce un
efecto de auto sombreado que incide de forma significativa en la demanda térmica del mismo,
lo que hace necesario buscar un equivalente geométrico simplificado del modelo base con la
misma superficie construida pero sin posibilidad de sombrearse a sí mismo.
Adicionalmente, y con el fin de valorar la incidencia de la orientación y la forma geométrica del
edificio, se analiza el edificio en 4 rotaciones base de 90 grados, y los resultados con los que se
compara el modelo propuesto son la media de los obtenidos en las 4 rotaciones.
CARACTERÍSTICAS COMUNES DE TODOS LOS MODELOS
Existen algunos parámetros característicos de las simulaciones que deben ser idénticos en
todas ellas con el fin de permitir la realización de comparaciones. Estos parámetros, tales
como horarios, ocupación, necesidades de ventilación exterior, temperaturas operativas
interiores de los locales, y temperaturas exteriores deben ser iguales en todos los modelos. Los
más importantes son:
HORARIOS Y OCUPACIÓN
El edificio se encuentra ocupado todos los días del año excepto el mes de agosto y 6 días
durante las navidades.
Se considera el edificio ocupado desde las 9 de la mañana, hasta las 10 de la noche, con ratios
de ocupación variables según la hora del día. Se considera plena ocupación entre las 9 de la
mañana ocupación baja entre las 2 y las 4 y ocupación media hasta las 9 de la noche, momento
en el cuál el edificio se vacía.
La ocupación del edificio ha sido establecida en cada estancia por la Universidad de Valladolid.
Cada estancia en todos los modelos tiene un número de ocupantes preestablecido.
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Los horarios de ocupación diaria y los ratios de ocupación estimados establecidos de lunes a
viernes son:
HORARIOS DE ILUMINACIÓN
Los horarios de iluminación utilizados corresponden a estándares habituales de comparación
utilizados en simulaciones de consumo informático, en base a la experiencia. La tabla siguiente
muestra los ratios horarios utilizados en todas las simulaciones:
Es importante destacar que todos los modelos utilizan los mismos horarios de iluminación
indicados, pero en el caso del modelo propuesto se han utilizado sistemas de control de
demanda de iluminación en base a la luminosidad exterior y a detectores de presencia.
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EQUIPAMIENTO INTERIOR DEL EDIFICIO
El equipamiento interior del edificio comprende todos los sistemas y aparatos del edificio que
pueden producir un consumo energético de algún tipo que no es debido a la iluminación,
calefacción, ventilación o calefacción.
Como medida de seguridad, éste valor (salvo casos excepcionales) debe ser igual en todos los
modelos, y debe representar un promedio del 25% del consumo energético total del edificio
Base.
La norma general utilizada en el edificio para el cálculo de las necesidades de equipamiento
interior del edificio ha sido:
Despachos: 250W por ordenador y 100 W por equipamiento diverso en cada despacho
Laboratorios: 250W por ordenador y 250 W por equipamiento diverso por ocupante
CPD: 15 kW en equipamiento informático y 6 kW en concepto de refrigeración en el
CPD.
Áreas de Paso: 0 W
VENTILACIÓN
Las necesidades de ventilación de cada estancia interior del edificio están determinadas por el
Reglamento de Instalaciones Térmicas de los Edificios, RITE. Según la tipología de ésta edificio
es necesario realizar una ventilación de 12,5 l/s por ocupante en cada estancia.
Éste criterio se ha aplicado en todo el edificio, para cada estancia, según el número de
ocupantes especificado por la Universidad de Valladolid, de forma que las necesidades de
ventilación exterior de todos los modelos son idénticas, característica indispensable para toda
simulación informática.
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Los horarios durante los cuales los sistemas de ventilación están funcionando en el edificio
durante los días que se considera ocupado (de lunes a viernes, excluyendo festivos) son:
TEMPERATURAS INTERIORES
Las temperaturas de consigna para calefacción y climatización son:
Edificio ocupado: 21 grados calefacción 26 grados climatización
Edificio sin ocupación: 18 grados calefacción 29 grados climatización
CONDICIONES CLIMÁTICAS EXTERIORES
Las condiciones climáticas exteriores son las establecidas para el programa de simulación
informática CALENER del ministerio de Industria español, siendo idénticos todos los
parámetros anuales a los utilizados en todos los modelos.
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INTRODUCCIÓN DE DATOS
La introducción en el programa de simulación energética de cada uno de las características de cada uno de los edificios se realiza para cada estancia o zona del edificio y cada sistema o elemento de climatización definiéndose todos los parámetros necesarios para simularlo.
A continuación se muestran algún ejemplo de la metodología de introducción de datos en los diversos modelos.
Potencia instalada de iluminación de cada estancia en el modelo base:
Entrada de parámetros y circuitos de agua
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COEFICIENTES DE PASO A ENERGÍA PRIMARIA Y CO2
La tabla siguiente muestra los coeficientes de paso de energía final a energía primaria
utilizados para la realización de los balances energéticos y de las emisiones producidas por el
edificio. Los coeficientes de paso introducidos sirven como referencia nacional para el cálculo
de la energía primaria consumida por un sistema, y son los mismos a los utilizados por el
programa informático CALENER.
TIPO DE ENERGÍA Coeficientes de paso a
energía primaria (kWh/kWh)
Coeficientes de paso a emisiones
(kg CO2/kWh)
Carbón 1 0,347
GLP 1,081 0,244
Gasóleo 1,081 0,287
Fueloil 1,081 0,28
Gas Natural 1,011 0,204
Biomasa, Biocarburantes 1 0
Electricidad 2,603 0,649
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COSTES ENERGÉTICOS UTILIZADOS
Para el proceso de certificación LEED es necesario realizar un estudio económico del edificio en
base a los valores obtenidos en la simulación energética, con el fin de determinar el ahorro
económico anual total que produce el edificio Propuesto respecto al de referencia, y de esta
forma calcular los puntos a los que se puede optar en el Crédito 1 del apartado Energy and
Atmosphere de la certificación LEED 2009 para edificios de Nueva construcción.
Todos los costes económicos de la energía se han calculado en € excluyendo el IVA en los
cálculos.
TARIFA ELÉCTRICA
P1 (%) 10,43 P1 (c€/kWh) 17,91
P2 (%) 11,84 P2 (c€/kWh) 14,24
P3 (%) 6,96 P3 (c€/kWh) 11,63
P4 (%) 10,74 P4 (c€/kWh) 9,47
P5 (%) 13,73 P5 (c€/kWh) 8,76
P6 (%) 46,3 P6 (c€/kWh) 7,17
T. energía medio (c€/kWh) sin IVA 10,8976373
T. energía medio(c€/kWh) con IVA 12,859212
COSTE DE LA ASTILLA DE MADERA
La Universidad de Valladolid dispondrá de la astilla de madera a un coste de 36€ cada
Tonelada, incluyendo los costes de transporte hasta los silos de almacenamiento del grupo de
cogeneración.
La astilla de madera tiene un poder calorífico aproximado de 3,6 kW/kg (3.600 kCal/kg), de
forma que cada kW de calor utilizado en el edificio costará aproximadamente 0,01€,
excluyendo IVA.
3. EDIFICIOS SIMULADOS
3.1. Edificio Base según ASHRAE 90.1‐2007
APPENDIX G
3.2. Edificio LUCIA : Modelo Propuesto
3.3. Comparativa edificios según CTE, ASHRAE y
Edificio LUCIA
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3. EDIFICIOS SIMULADOS
3.1. EDIFICIO BASE SEGÚN ASHRAE 90.1‐2007 APPENDIX G
El edificio de referencia, o “Baseline Building”, como es denominado en inglés, es el punto de
partida necesario para establecer una calificación del edificio en base a un edificio tipo que
comparte algunas características comunes (ocupación, ventilación, condiciones interiores de
confort, dimensiones, plantas, distribución interior, etc.).
Sin embargo, difiere respecto al edificio propuesto en los sistemas de ventilación,
climatización, calefacción e iluminación, tomando como valor de referencia los requisitos
mínimos de calidad establecidos en la normativa ASHRAE de sistemas de climatización, y los
sistemas de climatización considerados de referencia para cada tipología y dimensiones de
edificio.
Por ello, el edificio de referencia se ha realizado según especificaciones del apéndice G de
ASHRAE 90.1‐2007. El Apéndice G determina qué tipo de sistema de climatización es usado en
cada edificio comparativo partiendo de algunas características del edificio como son:
Dimensiones del edificio, considerando únicamente espacios climatizados
Número de plantas
Tipología de sistemas de climatización utilizados en el edificio
Presencia o ausencia de sistemas de cogeneración o calefacción/refrigeración de
distrito
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PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS
A continuación se detallan las principales características del modelo base, en todas sus
rotaciones. La única diferencia entre las cuatro rotaciones exigidas por USGBC en la realización
de la simulación LEED del crédito EAc1 es la orientación del edificio, consistente en 4
rotaciones sucesivas de 90 grados y la realización de la simulación en cada rotación.
El edificio comparte la misma superficie construida y orientación, pero difiere del
propuesto en que carece del sistema de auto‐sombreado producido por la forma y
disposición de las fachadas.
Debido a la ausencia de zonas climatizadas en la planta sótano y la zona de
instalaciones del grupo de cogeneración, ésta planta no se ha simulado. El edificio está
elevado respecto del suelo para representar que la solera de la planta baja está sobre
una zona exterior (o en el mejor de los casos sobre una zona sin climatizar).
Cerramientos según ASHRAE 90.1‐2007.
Los cerramientos interiores son adiabáticos. Las características de los cerramientos
exteriores son los mostrados en la tabla siguiente:
Acristalamientos según ASHRAE 90.1‐2007.
Todos los acristalamientos están repartidos por igual entre todas las plantas y
orientaciones.
Iluminación según ASHRAE 90.1‐2007.
CERRAMIENTO TRANSMITANCIA
Fachadas 0,36 W/(m2.K)
Cubiertas 0,27 W/(m2.K)
Soleras al exterior 0,22 W/(m2.K)
Acristalamientos
Porcentaje máximo 40,0%
Permeabilidad 9,0 m3/h/m2
Aislamiento 2,84 W/m2
Factor Solar 40,0%
ESTANCIA Lux
Oficinas 11,8 W/m2
Laboratorios 15,0 W/m2
Pasillos 5,4 W/m2
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Los lucernarios planos son según ASHRAE 90.1‐2007 y las características de se detallan
en la siguiente tabla:
En este modelo no se han simulado aleros ni ningún sombreados producidos por el
propio edificio, siendo la fachada del edificio continua y sin sombreamientos.
Lucernarios (Planos)
Porcentaje máximo 5,0%
Aislamiento 3,92 W/(m2.K)
factor Solar 39,0%
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CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN
Las principales características del sistema de climatización de este edificio simulado son
aquellos que marca ASHRAE:
Sistema de climatización simulado según exigencias de ASHRAE 90.1‐2007: Roof‐Top
de Expansión directa, recuperación de calor y baterías de agua caliente zonales.
o Control con cajas VAV de la ventilación y la climatización en cada zona.
o Recalentamiento local mediante baterías de agua caliente en las Cajas VAV (1
por zona).
Agua caliente para calefacción producida por una caldera de 82% de eficiencia (según
ASHRAE) con astilla de madera como combustible.
Ventiladores y aire exterior de ventilación
o Caudal de aire de los ventiladores: 117.400 m3/h (dimensionado en base a una
diferencia de 20 grados centígrados con la estancia)
o Caudal de aire exterior mínimo: 15.000 m3/h (13%) (caudal requerido por el
proyecto de ejecución)
o Potencia de ventilación: 1,33 W/m3/h (ratio requerido por ASHRAE)
o Eficiencia energética de la producción de frío: EER 2,8
Control de potencia de aire:
o Caudal variable en base a la demanda térmica de cada estancia.
o Temperatura variable en base a la mayor demanda térmica zonal.
Dimensionamiento de las unidades de climatización:
o Auto dimensionado por el programa con 15% de margen adicional.
o Potencia de frío total instalada: 117 W/m2
o Potencia calorífica total instalada: 41 W/m2
Aire exterior de ventilación constante, igual al edificio propuesto.
Free Cooling en todas las estancias. Control entálpico hasta 23,9 grados exteriores.
Recuperación de calor de 50% de eficiencia sensible y latente en la Roof‐Top
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3.2. SIMULACIÓN DEL EDIFICIO LUCIA: MODELO PROPUESTO
El edificio propuesto responde a una simulación informática lo más precisa posible en términos
de demanda y consumo energético a la Lanzadera Universitaria de Centros de investigación
Aplicada – LUCIA, con el fin de valorar energéticamente los cerramientos y soluciones
constructivas presentes en el edificio (en términos de demanda), así como las soluciones de
climatización y ventilación utilizadas en el sistema, con el fin de valorar el consumo futuro del
edificio y determinar la eficiencia global del edificio.
La simulación del edificio se ha realizado teniendo en cuenta las especificaciones de proyecto
en todos los apartados de introducción de datos (forma y orientación del edificio,
cerramientos, sistemas de climatización, etc.), introduciendo dicho dato directamente en el
modelo, o un equivalente en términos energéticos cuando dicha introducción no ha sido
posible.
IMÁGENES DEL MODELO SIMULADO
Fig: La simulación del edificio incluye la forma en zigzag de las fachadas este y oeste, y las protecciones solares de las ventanas.
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Fig: La fachada sur dispone de un muro cortina con fachada de doble piel y de ventanas protegidas con aleros y faldones
Fig: Fachada Norte
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Fig: En la imagen se aprecia la zonificación realizada en los sistemas de tubería para alimentar a los Fancoils y la UTA de aire primario. La disposición es a 4 tubos.
Fig: En la imagen se aprecia la forma de simular en Equest una UTA de aire primario con free cooling y recuperación de calor, y fan coils de zona.
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PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS
A continuación se detallan las principales características constructivas del edificio LUCIA, tal y como se describen en el proyecto de ejecución:
El edificio posee la superficie constructiva indicada en el proyecto de ejecución, así
como la misma compartimentación interior (aunque simplificada en términos de zonas
anexas con igual uso, por ejemplo, dos despachos).
El edificio propuesto posee la forma en zigzag de la fachada que produce un auto
sombreado y un alero natural formado por el forjado de la planta superior en cada
ventana, para todas las ventanas en orientación este y oeste.
En la fachada sur hay aleros y faldones insertados en el modelo tal y como se ve en las
fotografías, y las fachadas fotovoltaicas poseen sistemas que producen un sombreado
equivalente al producido por los sistemas de doble piel.
Debido a la ausencia de zonas climatizadas en la planta sótano y la zona de
instalaciones del grupo de cogeneración, ésta planta no se ha simulado. El edificio está
elevado respecto del suelo para representar que la solera de la planta baja está sobre
una zona exterior (o en el mejor de los casos sobre una zona sin climatizar).
Cerramientos del edificio
Los cerramientos interiores son de yeso con aislamiento. Las características de los cerramientos exteriores son según la siguiente tabla:
Acristalamientos
En este modelo no se incluye el muro cortina solar ni los lucernarios en disposición horizontal.
CERRAMIENTO TRANSMITANCIA
Fachadas 0,17 W/(m2.K)
Cubiertas 0,15 W/(m2.K)
Soleras al exterior 0,16 W/(m2.K)
Acristalamientos
Porcentaje máximo 46,0%
Permeabilidad 3,0 m3/h/m2
Aislamiento 1,2 W/m2
factor Solar 62,0%
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Iluminación según proyecto.
Lucernarios según proyecto.
ESTANCIA LUX
Oficinas 9,7 W/m2
Laboratorios 9,7 W/m2
Pasillos 3,8 W/m2
Lucernarios (Planos)
Porcentaje máximo ‐
Aislamiento 2,2 W/(m2/K)
factor Solar 10,0%
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CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN
Las características del sistema de climatización del edificio LUCIA que se han introducido en el
programa de simulación energética son las que se detallan a continuación:
Sistema de climatización consistente en una unidad exterior de ventilación 100%
exterior a caudal constante que suministra aire “neutro”. El calor y el frío de asociados
a la ventilación son proporcionados por ésta unidad, mientras que el calor de cada
estancia se proporciona mediante un sistema de Fan Coils.
Fan Coils locales a 4 tubos para la climatización de cada local. Cada Fan Coil dispone de
la potencia prevista en proyecto en cada estancia, o la suma de potencia de todos los
fan coils cuando se han unido varias salas.
Se dispone de un grupo de cogeneración virtual dimensionado en base a los
suministros proporcionados por el sistema de cogeneración propuesto en el edificio y
con eficiencias proporcionales a dichos suministros, con el fin de simular el
rendimiento y los ahorros producidos por dicho sistema.
o EL Ratio de conversión calor en electricidad es de 5,36 a 1
o El porcentaje de recuperación de calor es del 61% en camisas para agua
caliente.
El calor no proporcionado por la recuperación de calor del sistema de cogeneración se
suministra mediante una caldera virtual (de astilla de madera) de igual eficiencia en la
combustión que la caldera de proyecto, y que dispone de recuperación de calor en el
grupo de cogeneración virtual para los usos del edificio (calor y frío)
o La Potencia disponible es de 329 kW
o La eficiencia de la caldera virtual es del 88 %
El frío es proporcionado en el sistema por un grupo de absorción de eficiencia
energética 0,7 como producción primaria.
o La Potencia instalada en el grupo de absorciones de 176 kW
o La Eficiencia EER del grupo es de 0,70
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Se dispone adicionalmente de un grupo convencional refrigerado por aire con
características energéticas iguales al grupo de proyecto
o La potencia instalada en la enfriadora de cubierta convencional es de 232,7 kW
o El consumo producido por la unidad es de 70,5 kW
Para la evacuación de calor excedente producido por el sistema (absorción) se dispone
de una torre de refrigeración con ventiladores de dos velocidades.
Los caudales de los ventiladores y aire exterior de ventilación son:
o Caudal de aire de los ventiladores: 15.000 m3/h (caudal requerido por el
proyecto de ejecución)
o Caudal de aire exterior mínimo: 15.000 m3/h (100%) (caudal requerido por el
proyecto de ejecución)
Control de potencia de aire:
o Caudal constante, la unidad principal es ventilación 100% constante
o Temperatura constante en función del modo de verano o invierno de la
instalación.
Dimensionamiento de las unidades de climatización:
o Potencia batería de Frío
o Potencia de la bater
Posibilidad de Free Cooling en la UTA principal cuando el sistema entrega frio en las
estancias.
Recuperación de calor de 60% de eficiencia sensible en la Roof‐Top. Para simular el
efecto de los tubos canadienses, se ha aumentado la eficiencia al 76%, efecto
equivalente al uso de los tubos canadienses.
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 25
3.3. COMPARATIVA EDIFICIOS SEGÚN CTE, ASHRAE Y EDIFICIO LUCIA
A continuación se presenta una comparativa de los parámetros constructivos y las características de las instalaciones de climatización y ventilación que deben tener los edificios comparativos del CTE (CALENER GT) y ASHRAE (Certificación LEED)
CONCEPTO MODELO COMPARADO
CTE DB HE1 (CALENER GT) ASHRAE 90.1‐2009 EDIFICIO LUCIA
Parámetros constructivos generales del
edificio
Superficie 5920,47 m2 5920,47 m
2 5920,47 m
2
Número de plantas
3 sobre rasante 3 sobre rasante 3 sobre rasante
1 bajo rasante 1 bajo rasante 1 bajo rasante
Distribución interior
Según proyecto Según proyecto Según proyecto
Orientación Según proyecto 4 rotaciones de 90º para analizar la ventaja de la
orientación Según proyecto
Forma geométrica
Según proyecto. El edificio se autosombrea, reduciendo las cargas
de climatización
Se elimina el autosombreamiento,
edificio "tipo" con la misma superficie
Según proyecto. El edificio se autosombrea, reduciendo las cargas de climatización
Aislamiento
Fachadas 0,66 W/(m2.K) 0,36 W/(m2.K) 0,17 W/(m2.K)
Cubiertas 0,38 W/(m2.K) 0,27 W/(m2.K) 0,15 W/(m2.K)
Soleras al exterior 0,49 W/(m2.K) 0,22 W/(m2.K) 0,16 W/(m2.K)
Acristalamientos
Porcentaje máximo
60,00% 40,00% 46,00%
Permeabilidad 27 m3/h/m2 9 W/(m2.K) 3 W/(m2.K)
Aislamiento
3,4 W/(m2.K) (Sur)
2,84 W/(m2.K) 1,1 W/m2.K) 2,2 W/(m2.K) (Norte)
2,6 W/(m2.K) (Otras)
Factor Solar 54,00% 40,00% 62,00%
Elementos de sombreamiento
Sur Ninguno Ninguno
Aleros y Faldones,
Fachada Fotovoltaica de doble piel
Este y Norte Fachada autosombreada
Lucernarios (Planos)
Porcentaje máximo ‐ 5,00%
Aislamiento 2,2 W/(m2.K) 3,92 W/(m2.K) 2,2 W/(m2.K)
Factor Solar 31,00% 39,00% 10,00%
Iluminación máxima permitida
Oficinas 15,0 W/m2 11,8 W/m2 9,7 W/m2
Laboratorios 12,5 W/m2 15 W/m2 9,7 W/m2
Pasillos 7,1 W/m2 5,4 W/m2 3,8 W/m2
Control de iluminación
Oficinas
Ninguno Ninguno 100% luminarias
reguladas en función de la luminosidad exterior
Laboratorios
Pasillos
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 26
CONCEPTO MODELO COMPARADO
CTE DB HE1 (CALENER GT) ASHRAE 90.1‐2009 EDIFICIO LUCIA
Sistema de climatización
Unidad Central Ninguno. Valores de referencia pre‐establecidos en W/m
2
Roof top con bat. a.c. Climatizadora 100% aire
primario Volumen de aire variable
Unidades zonales Cajas VAV con bar. a.c. Fan Coil a 4 tubos
Ventilación Igual que el modelo propuesto Volumen de aire variable Volumen de aire constante
Recuperación de calor
52% 50% 60%
Producción de energía
Electricidad Ninguno. Valores de referencia pre‐establecidos en W/m
2
Adquisición a compañía suministradora
100 kW: Caldera de Biomasa
Resto: Externa
Frio Expansión directa Absorción por agua caliente
Calor Caldera de Biomasa Caldera de Biomasa
4. RESULTADOS DE LOS MODELOS SIMULADOS
4.1. Edificio Base ASHRAE
4.2. Edificio propuesto sin considerar
cogeneración
4.3. Edificio propuesto con cogeneración
4.4. Comparativa de los tres modelos
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4. RESULTADOS DE LOS MODELOS SIMULADOS
A continuación se presentan los resultados obtenidos en el modelo con los modelos base (a
rotación 0 grados), modelo propuesto sin considerar el efecto de la cogeneración, y modelo
propuesto considerando la cogeneración. Todos los resultados se expresan en kWh.
4.1. EDIFICIO BASE ASHRAE (A ROTACION 0 GRADOS)
El edificio Base de ASHRAE (BASELINE BUILDING) representa el edificio medio en términos de
consumo energético comparativo en los estados unidos, y un buen punto de partida para
valorar el efecto de las mejoras constructivas y de instalaciones introducidas, a semejanza de
los modelos informáticos de simulación realizados con los programas LIDER y CALENER.
El modelo de referencia de ASHRAE comparte con LIDER y CALENER muchas semejanzas en
cuanto a la forma de crearlos y simularlos, si bien existen algunas diferencias cruciales que
pueden producir grandes diferencias en cuanto a los resultados, normalmente dando
resultados inferiores en términos de consumo en el edificio de referencia de ASHRAE.
A continuación indicamos las principales diferencias:
Los cerramientos a utilizar en el modelo de ASHRAE son ligeramente mejores en
términos de coeficiente de transmisión térmica, pero tienden a presentar menor
inercia térmica.
El edificio de referencia de ASHRAE no puede sombrearse a sí mismo, siendo
obligatorio simular un equivalente del edificio en caso de producirse ésta
situación, como es el caso del edificio LUCIA. En el caso de LIDER y CALENER, la
forma del edificio es exactamente la misma.
No se permite en ninguno de los edificios de referencia el uso de ningún tipo de
sombreado.
Los edificios de referencia no poseen ningún tipo de producción de energías
renovables, ni sistemas de producción propia de energía eléctrica.
Los sistemas de climatización en el modelo base de ASHRAE se diseñan en base a
las dimensiones y número de plantas del edificio, y están especificados, en vez de
utilizar ratios de consumo en base a la demanda, como es el caso de LIDER y
CALENER.
El combustible a utilizar para calefacción en el edificio de referencia ASHRAE (Gas
natural, gasóleo, electricidad, etc.) es el mismo que en el edificio objeto.
La producción de frío se realiza mediante expansión directa, en lugar de absorción.
Por ello, el frío producido tiene un consumo asociado de electricidad en lugar de
biomasa.
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 28
Se muestran a continuación los datos de demanda anual de frío y calor del edificio, y los
consumos asociados en concepto de electricidad para los compresores en refrigeración, astilla
de madera para la caldera en calefacción, y electricidad para ventilación.
DEMANDA FRIO (KWh)
CONSUMO ELECTRICO (KWh)
DEMANDA CALOR (KWh)
CONSUMO COMBUSTIBLE
(KWh)
CONSUMO VENTILACION
(KWh)
ENERO 3.836,1 1.700,0 44.945,8 61.177,8 5.634,3
FEBRERO 2.862,4 1.300,0 31.966,0 44.975,1 4.547,9
MARZO 5.439,9 2.300,0 24.992,7 36.947,0 5.507,1
ABRIL 11.009,0 4.300,0 15.851,2 24.787,6 5.905,2
MAYO 23.662,7 8.200,0 8.203,9 14.855,0 8.333,6
JUNIO 54.132,4 17.700,0 1.992,4 5.654,8 14.169,0
JULIO 71.058,0 23.800,0 293,0 1.377,1 17.811,9
AGOSTO 80.169,5 26.700,0 380,9 1.758,0 19.912,5
SEPTIEMBRE 50.682,5 16.700,0 2.109,6 5.654,8 13.001,8
OCTUBRE 20.731,2 7.500,0 12.305,9 20.011,7 7.430,2
NOVIEMBRE 5.088,9 2.100,0 31.057,7 44.066,8 5.159,0
DICIEMBRE 3.506,2 1.600,0 42.660,4 58.804,6 5.447,7
TOTAL ANUAL 332.178,8 113.900,0 216.759,4 320.070,3 112.860,3
TOTAL KWh/m2 56,1 19,2 36,6 54,1 19,1
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 29
En el siguiente gráfico muestra la evolución, en kWh, de las demandas frigorífica y
calorífica a lo largo del año:
0,0
10.000,0
20.000,0
30.000,0
40.000,0
50.000,0
60.000,0
70.000,0
80.000,0
DEMANDA DE ENERGÍA FRIGORÍFICA DEMANDA DE ENERGIA CALORIFICA
0,0
10.000,0
20.000,0
30.000,0
40.000,0
50.000,0
60.000,0
70.000,0
80.000,0
CONSUMO ELÉCTRICO PARA REFRIGERACIÓN CONSUMO ASTILLA PARA CALEFACCIÓN
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 30
A continuación se muestra el desglose completo de consumos (en kWh) presentes en el
edificio:
ASHRAE 90.1‐2007 APPENDIX G BASELINE BUILDING (0 deg rotation)
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Total
ELEC
TRICIDAD
Climatización 1.750 1.290 2.290 4.280 8.220 17.690 23.820 26.740 16.650 7.460 2.100 1.600 113.890
Torres de refrigeración 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Calefacción 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Ventilación 5.630 4.550 5.510 5.910 8.330 14.170 17.810 19.910 13.000 7.430 5.160 5.450 112.860
Bombas y auxiliares 3.330 7.040 9.940 7.150 5.010 2.950 2.560 1.620 1.450 2.900 2.250 4.040 50.240
Equipamiento edificio 22.390 21.030 24.960 23.080 23.250 23.940 22.390 24.960 23.080 22.390 22.220 23.250 276.950
Iluminación 11.650 11.070 13.400 12.230 12.230 12.810 11.650 13.400 12.230 11.650 11.650 12.230 146.190
Energía eléctrica producida 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Total 44.760 44.980 56.100 52.640 57.040 71.550 78.230 86.630 66.420 51.840 43.380 46.570 700.120
BIOMASA
Climatización 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Calefacción 60.768 44.594 36.507 24.407 14.474 5.274 1.025 1.348 5.303 19.631 43.657 58.365 315.353
Agua caliente 410 381 439 410 410 381 352 381 381 381 381 410 4.747
Producción de electricidad 0 0 0 0 0 0 0 29 ‐29 0 29 29 0
Total 61.178 44.975 36.947 24.788 14.855 5.655 1.377 1.758 5.655 20.012 44.067 58.805 320.100
Total energía eléctrica demandada (en kWh/m2) 7,6 7,6 9,5 8,9 9,6 12,1 13,2 14,6 11,2 8,8 7,3 7,9 118,3
Total energía térmica consumida (en kWh/m2) 10,3 7,6 6,2 4,2 2,5 1,0 0,2 0,3 1,0 3,4 7,4 9,9 54,1
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 31
En la siguiente gráfica se desglosan los consumos eléctricos del edificio Base:
En la siguiente gráfica se muestran los consumos de astilla de madera, en kWh, en el edificio Base:
0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Equipamiento edificio Ventilación Bombas y auxiliares Iluminación Climatización
0
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
60.000
70.000
80.000
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Climatización Agua caliente Calefacción
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 32
4.2. EDIFICIO PROPUESTO SIN CONSIDERAR LA COGENERACION
La segunda simulación realizada ha sido del mismo edificio pero sin considerar los efectos
producidos en términos de consumos y ahorros por el sistema de cogeneración.
Los resultados obtenidos muestran que el consumo del edificio es prácticamente igual en
términos eléctricos, con la ausencia de la producción eléctrica asociada a la cogeneración. En
cuanto a los consumos térmicos, en éste modelo se representa la demanda real del edificio en
energía térmica, valor comparable a los resultados del modelo base.
Una anotación importante es que el edificio dispone de un sistema de absorción que produce
energía frigorífica utilizando calor. La eficiencia global de este sistema es 0,7, de forma que
para producir un kWh de frío, es necesario utilizar 1,43 kWh de calor (en forma de astilla de
madera quemada). Por ello, comparando en términos de kWh el consumo respecto a un
sistema de producción de frío por expansión directa (con rendimientos cercanos al 3) es
mayor.
Existe un consumo de frío mediante electricidad de muy escasas dimensiones, debido al uso
ocasional de la enfriadora convencional situada en cubierta. Dicha máquina funcionará en muy
contadas ocasiones, por ello su consumo asociado es muy bajo.
En la tabla siguiente se muestran los datos son, en orden de izquierda a derecha:
Demanda energética de frio del edificio
Consumos de calor del grupo de absorción (utilizado para producir frio)
Demanda energética de calor del edificio
Calor recuperado en el grupo de cogeneración con utilidad para el edificio LUCIA
Consumo de caldera asociado a la producción de frío con absorción
Consumo de caldera asociado a la demanda de calor.
Consumo eléctrico de los ventiladores
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 33
DEM
ANDA
ENER
GÉTICA DE
FRIO(kWh)
CONSU
MO DE CALO
R
ABSO
RCION (kW
h)
CALO
R DEM
ANDA DE
CALO
R (kW
h)
CALO
R REC
UPER
ADO
COGEN
ERACION
(FRIO+C
ALO
R) (kWh)
CONSU
MO
COMBUSTIBLE
CALD
ERA PARA FRIO
(kWh)
CONSU
MO
COMBUSTIBLE
CALD
ERA PARA
CALO
R (kW
h)
CONSU
MO
VEN
TILA
CION (kW
h)
ENERO 7.998,8 16.935,2 25.959,6 0,0 19.748,0 30.647,5 4.459,0
FEBRERO 8.819,2 17.424,6 16.759,4 0,0 20.568,4 20.304,7 4.236,0
MARZO 12.686,8 23.297,4 12.130,1 0,0 27.864,0 15.235,9 5.128,0
ABRIL 12.100,8 21.771,8 7.559,3 0,0 26.369,8 9.756,8 4.682,0
MAYO 17.755,6 28.089,1 3.428,1 0,0 33.753,3 4.658,7 4.671,0
JUNIO 30.413,1 43.329,3 644,6 0,0 50.835,0 1.025,5 4.714,0
JULIO 39.232,3 53.901,3 205,1 0,0 61.675,9 380,9 3.829,0
AGOSTO 44.389,1 61.074,4 234,4 0,0 69.938,5 410,2 4.503,0
SEPTIEMBRE 30.237,3 42.889,0 410,2 0,0 50.190,4 703,2 4.496,0
OCTUBRE 16.466,5 26.412,0 4.219,2 0,0 31.555,8 5.713,4 4.453,0
NOVIEMBRE 9.610,3 18.672,1 14.737,8 0,0 22.209,2 18.077,9 4.459,0
DICIEMBRE 8.174,6 17.483,2 23.117,5 0,0 20.539,1 27.600,4 4.682,0
TOTAL ANUAL
237.913,9 371.279,8 109.405,2 0,0 435.276,9 134.515,1 54.309,0
TOTAL kWh/m
2 40,2 62,7 18,5 0,0 73,5 22,7 9,2
DESGLOSE DE CONSUMOS DE VENTILACIÓN:
Unidad principal, impulsión: 23.643 kWh
Unidad principal, Retorno: 15.366 kWh
Ventiladores de los Fan Coils: 15.300 kWh
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 34
El siguiente gráfico muestra la evolución, en kWh, de las demandas frigorífica y calorífica a lo largo del año:
El gráfico muestra la evolución, en kWh, de los consumos de de astilla asociados a la demanda frigorífica y calorífica a lo largo del año:
0,0
10.000,0
20.000,0
30.000,0
40.000,0
50.000,0
60.000,0
70.000,0
80.000,0
DEMANDA DE ENERGÍA FRIGORÍFICA DEMANDA DE ENERGIA CALORIFICA
0,0
10.000,0
20.000,0
30.000,0
40.000,0
50.000,0
60.000,0
70.000,0
80.000,0
CONSUMO DE ASTILLA ASOCIADO A LA DEMANDA FRIGORÍFICA
CONSUMO DE ASTILLA ASOCIADO A LA DEMANDA CALORÍFICA
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 35
En lo referente a las demandas y consumos asociados a las necesidades del edificio de
calefacción y refrigeración es que la relación entre demanda de calor y frío del edificio es 1 a 2,
mientras que la relación entre el consumo de astilla de madera, en kWh asociados a la
producción de calor y frío es 1 a 3, es decir, que el coste energético de la producción de frío es
superior, debido al proceso de absorción.
Otra anotación importante es que comparando el consumo energético en términos de
demanda con el edificio base, vemos que en ambos casos existe una disminución de
demandas, aunque el consumo en kWh del edificio propuesto en refrigeración es superior
debido al ciclo de absorción.
A continuación mostramos el desglose completo de consumos (en kWh) presentes en el
edificio:
PROPUESTO SIN CONSIDERAR LA COGENERACIÓN
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Total
ELEC
TRICIDAD
Climatización 310 300 370 340 370 430 440 500 420 350 320 330 4.470
Torres de refrigeración 10 20 60 70 220 540 720 830 550 210 30 0 3.260
Calefacción 80 60 40 30 10 0 0 0 0 20 50 80 360
Ventilación 4.460 4.240 5.130 4.680 4.670 4.710 3.830 4.500 4.500 4.450 4.460 4.680 54.310
Bombas y auxiliares 5.920 7.990 9.640 8.080 7.170 6.950 6.830 5.990 5.440 5.310 4.820 6.390 80.510
Equipamiento edificio 22.390 21.030 24.960 23.080 23.250 23.940 22.390 24.960 23.080 22.390 22.220 23.250 276.950
Iluminación 6.590 5.950 6.760 5.920 5.750 5.940 5.380 6.280 6.000 6.030 6.440 6.940 73.980
Energía eléctrica producida 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Total 39.770 39.580 46.960 42.200 41.440 42.510 39.600 43.070 39.970 38.750 38.340 41.660 493.850
BIOMASA
Climatización 19.748 20.568 27.864 26.370 33.753 50.835 61.676 69.938 50.190 31.556 22.209 20.539 435.277
Calefacción 30.237 19.953 14.826 9.376 4.278 645 29 0 322 5.333 17.697 27.190 129.856
Agua caliente 410 352 410 381 381 381 352 410 381 381 381 410 4.659
Producción de electricidad ‐29 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 29 0
Total 50.366 40.873 43.100 36.156 38.412 51.861 62.057 70.349 50.894 37.269 40.287 48.169 569.792
Total energía electrica Demandada (en kWh/m2) 6,7 6,7 7,9 7,1 7,0 7,2 6,7 7,3 6,8 6,5 6,5 7,0 83,4
Total energía térmica consumida (en kWh/m2) 8,5 6,9 7,3 6,1 6,5 8,8 10,5 11,9 8,6 6,3 6,8 8,1 96,2
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 36
Desglose de consumos eléctricos en el edificio LUCIA sin cogeneración:
Desglose de consumos de astilla de madera, en kWh, en el edificio LUCIA sin cogeneración:
Como conclusión a éste apartado, vemos que el edificio propuesto, sin considerar el efecto de la cogeneración, presenta demandas térmicas inferiores al edificio de referencia, tanto en frío como en calor. La reducción de demanda en frío es cercana al 30%, mientras que la de calor alcanza el 50%.
0
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Equipamiento edificio Ventilación Bombas y auxiliares Iluminación Climatización
0
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
60.000
70.000
80.000
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Calefacción Agua caliente Climatización
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 37
En las siguientes tablas se puede ver la progresión de la demanda de frio y de calor del edificio LUCIA con respecto al edificio de referencia a lo largo de un año.
0
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
60.000
70.000
80.000
90.000
DEMANDA FRIO EDIFICIO LUCIA DEMANDA FRIO EDIFICIO DE REFERENCIA
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
35.000
40.000
45.000
50.000
DEMANDA CALOR EDIFICIO LUCIA DEMANDA CALOR EDIFICIO DE REFERENCIA
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 38
Los datos de demanda de frío y demanda de calor del edificio LUCIA y el edificio de referencia se detallan en la siguiente tabla según las gráficas anteriores:
DEMANDA EDIFICIO LUCIA DEMANDA BASELINE
FRIO (kWh) CALOR (kWh) FRIO (kWh) CALOR (kWh)
ENERO 7.999 25.960 3.836 44.946
FEBRERO 8.819 16.759 2.862 31.966
MARZO 12.716 12.159 5.440 24.993
ABRIL 12.101 7.559 11.009 15.851
MAYO 17.785 3.399 23.663 8.204
JUNIO 30.442 645 54.132 1.992
JULIO 39.262 205 71.058 293
AGOSTO 44.418 234 80.169 381
SEPTIEMBRE 30.267 410 50.683 2.110
OCTUBRE 16.496 4.219 20.731 12.306
NOVIEMBRE 9.610 14.738 5.089 31.058
DICIEMBRE 8.175 23.117 3.506 42.660
TOTAL ANUAL 238.119 109.376 332.179 216.759
TOTAL kWh/m2 40,2 18,5 56,1 36,6
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 39
4.3. EDIFICIO PROPUESTO CON COGENERACIÓN
En este apartado se expresan los resultados obtenidos en la simulación energética incluyendo
los efectos del sistema de producción de electricidad y la recuperación de calor asociada a la
cogeneración.
Los resultados indicados muestran las demandas energéticas del edificio, iguales a los del
edificio sin considerar la cogeneración, y los efectos de la producción de electricidad y la
recuperación de calor asociados a la cogeneración. Se incluye en los cálculos mostrados el
consumo de astilla de madera para cogeneración asociado a nuestro edificio mediante el
estudio del grupo de cogeneración “virtual” simulado.
Cabe destacar que debido al bajo rendimiento que se obtiene del sistema de cogeneración
durante los meses intermedios, y a las necesidades de mantenimiento del sistema, que obliga
al cierre durante un mes, el sistema de cogeneración está apagado durante los meses de Abril,
Mayo y Octubre.
Se indica en los resultados de éste modelo la producción eléctrica asociada a la cogeneración y
el consumo de astilla de madera correspondiente a dicha producción. No se ha incluido, sin
embargo la producción fotovoltaica, por carecer de datos mensuales de producción.
Un parámetro importante a analizar es que los consumos de astilla de madera asociados a la
climatización, calefacción y producción de agua caliente indicados en ésta tabla corresponden
únicamente al calor que no se ha podido proporcionar durante el proceso de cogeneración.
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 40
Se indican a continuación los ratios de funcionamiento mensuales del sistema de
cogeneración, indicando:
Producción eléctrica calculada del grupo de cogeneración, considerando que durante
tres meses al año el grupo de cogeneración permanece sin funcionar debido a su bajo
rendimiento global.
Energía recuperada en el proceso de cogeneración con uso directo en el edificio LUCIA
Energía recuperada en el proceso de cogeneración sin uso directo en el edificio LUCIA.
Dicha energía se utilizará en el resto de edificio del Campus Miguel Delives de la
Universidad de Valladolid.
Energía no recuperable durante el proceso de cogeneración
Consumo, en kWh de astilla de madera.
SISTEMA DE COGENERACIÓN EDIFICIO LUCIA
PRODUCCIÓN ELECTRICA MENSUAL ((kWh)
ENERGÍA RECUPERADA UTIL (kWh)
ENERGÍA RECUPERADA EXCEDENTE (kWh)
ENERGÍA TERMICA NO RECUPERABLE (kWh)
CONSUMO COMBUSTIBLE COGENERACIÓN (kWh)
ENERO 26.474 44.944 42.399 27.587 141.403
FEBRERO
MARZO 29.328 61.732 35.074 30.587 156.721
ABRIL 0 0 0 0 0
MAYO 0 0 0 0 0
JUNIO 25.882 41.846 43.680 27.049 138.457
JULIO 22.796 21.597 53.762 23.847 122.002
AGOSTO 26.324 26.007 61.013 27.532 140.876
SEPTIEMBRE 24.640 38.409 43.015 25.755 131.819
OCTUBRE 0 0 0 0 0
NOVIEMBRE 25.697 51.726 33.097 26.787 137.307
DICIEMBRE 27.575 50.856 40.120 28.750 147.301
TOTAL ANUAL 233.459 384.850 386.055 243.710 1.248.074
TOTAL kWh/m2 39,4 65,0 65,2 41,2 210,8
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 41
Las gráficas siguientes muestran el consumo total del edificio LUCIA y la producción energética del sistema de cogeneración del edificio LUCIA.
0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
120.000
140.000
160.000
CONSUMO TOTAL ENERGÍA
0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
120.000
140.000
160.000
PRODUCCIÓN ELÉCTRICA ENERGÍA RECUPERADA UTIL ENERGÍA RECUPERADA EXCEDENTE
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 42
Se indican a continuación los datos de demanda y consumos asociados mensuales. Es
importante indicar que la demanda de calor y frio del edificio es prácticamente la misma que
en el caso del edificio sin producción eléctrica y recuperación asociados a la cogeneración. Las
pequeñas diferencias existentes en cuanto a demanda corresponden a ligeras variaciones en la
temperatura de suministro de agua a climatizadoras y Fan Coils por el origen de la producción.
En la tabla se aprecia que parte del calor suministrado por el sistema corresponde a la recuperación de los gases de escape del proceso de cogeneración, tanto para producir calor, como para producir frio mediante la absorción.
DEM
ANDA
ENER
GETICA FRIO
(kWh)
CONSU
MO CALO
R
ABSO
RCION (kW
h)
DEM
ANDA
ENER
GETIA CALO
R
(kWh)
CALO
R REC
UPER
ADO
COGEN
ERACION
(FRIO+C
ALO
R) (kWh)
CONSU
MO
COMBUSTIBLE
CALD
ERA PARA FRIO
(kWh)
CONSU
MO
COMBUSTIBLE
CALD
ERA PARA
CALO
R (kW
h)
CONSU
MO
ELEC
TRICO
VEN
TILA
CIÓN (kW
h)
ENERO 7.998,8 16.935,2 25.959,6 44.943,7 3.750,4 4.248,5 4.459,0
FEBRERO 8.819,2 17.424,6 16.759,4 47.762,7 4.102,0 3.164,4 4.236,0
MARZO 12.716,1 23.297,4 12.159,4 61.732,2 5.889,2 2.842,1 5.128,0
ABRIL 12.100,8 21.771,8 7.559,3 0,0 26.399,1 9.756,8 4.682,0
MAYO 17.784,9 28.089,1 3.398,8 0,0 33.811,9 4.658,7 4.671,0
JUNIO 30.442,4 43.329,3 644,6 41.845,9 7.764,4 556,7 4.714,0
JULIO 39.261,6 53.901,3 205,1 21.597,1 7.295,6 351,6 3.829,0
AGOSTO 44.418,4 61.074,4 234,4 26.006,7 8.291,8 410,2 4.503,0
SEPTIEMBRE 30.266,6 42.889,0 410,2 38.409,3 7.500,7 468,8 4.496,0
OCTUBRE 16.495,8 26.412,0 4.219,2 0,0 31.585,1 5.684,1 4.453,0
NOVIEMBRE 9.610,3 18.672,1 14.737,8 51.726,0 4.717,3 3.017,9 4.459,0
DICIEMBRE 8.174,6 17.483,2 23.117,5 50.855,6 4.189,9 4.131,3 4.682,0
TOTAL ANUAL 238.119,0 371.279,8 109.375,9 384.850,0 145.268,1 39.320,2 54.309,0
TOTAL KWh/m
2 40,2 62,7 18,5 65,0 24,5 6,6 9,2
El calor suministrado por la caldera de astilla responde a momentos en los que existe una
demanda asociada y el grupo de cogeneración está apagado, y a los meses en los que no se
producirá energía con el grupo, de forma que producimos calor únicamente para las demandas
propias del edificio.
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 43
Tal y como se aprecia en las gráficas siguientes, la recuperación energética del grupo de
absorción reduce sensiblemente el consumo de astilla de madera asociado a dichos usos, lo
que produce un ahorro importante en cuanto a consumos térmicos.
0,0
5.000,0
10.000,0
15.000,0
20.000,0
25.000,0
30.000,0
35.000,0
40.000,0
45.000,0
50.000,0
DEMANDA DE ENERGIA FRIGORIFICA DEMANDA DE ENERGIA CALORIFICA
0,0
10.000,0
20.000,0
30.000,0
40.000,0
50.000,0
60.000,0
70.000,0
CONSUMO DE ASTILLA ASOCIADO A LA DEMANDA FRIGORÍFICA
CONSUMO DE ASTILLA ASOCIADO A LA DEMANDA CALORÍFICA
CALOR RECUPERADO EN COGENERACIÓN
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 44
El desglose de consumos de ventilación son los siguientes:
Unidad principal, impulsión: 23.643 kWh
Unidad principal, Retorno: 15.366 kWh
Ventiladores de los Fan Coils: 15.300 kWh
A continuación se muestra un resumen de todos los consumos energéticos asociados al
sistema. Los datos están mostrados en kWh. En la tabla no viene reflejada la producción de
electricidad mediante medios fotovoltaicos, dado que dicha producción no está integrada en
los cálculos de la simulación, y se han añadido posteriormente.
PROPUESTO CON COGENERACIÓN
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Total
ELEC
TRICIDAD
Climatización 260 250 310 340 370 300 270 310 290 350 260 280 3.590
Torres de refrigeración 10 20 60 70 220 540 720 830 550 210 30 0 3.260
Calefacción 10 10 10 30 10 0 0 0 0 20 10 10 100
Ventilación 4.460 4.240 5.130 4.680 4.670 4.710 3.830 4.500 4.500 4.450 4.460 4.680 54.310
Bombas y auxiliares 5.820 7.890 9.530 8.080 7.180 6.880 6.790 5.930 5.380 5.310 4.720 6.280 79.790
Equipamiento edificio 22.390 21.030 24.960 23.080 23.250 23.940 22.390 24.960 23.080 22.390 22.220 23.250 276.950
Iluminación 6.640 5.990 6.810 5.960 5.800 5.980 5.420 6.330 6.040 6.070 6.480 6.980 74.490
Energía eléctrica producida ‐28.223 ‐26.396 ‐31.293 0 0 ‐27.634 ‐24.351 ‐28.105 ‐26.296 0 ‐27.398 ‐29.401 ‐249.108
Total adquirida 11.367 13.034 15.517 42.240 41.500 14.716 15.069 14.755 13.544 38.800 10.782 12.079 243.382
BIOMASA
Climatización 3.750 4.102 5.889 26.399 33.812 7.764 7.296 8.292 7.501 31.585 4.717 4.190 145.268
Calefacción 3.838 2.813 2.432 9.376 4.278 176 0 0 117 5.303 2.637 3.721 34.662
Agua caliente 410 352 410 381 381 381 352 410 381 381 381 410 4.659
Producción de electricidad 140.316 131.234 155.582 0 0 137.386 121.067 139.730 130.735 0 136.214 146.176 1.238.500
Total 148.315 138.500 164.313 36.156 38.441 145.708 128.714 148.432 138.734 37.299 143.950 154.498 1.423.088
Total energía eléctrica demandada (en kWh/m2)
1,9 2,2 2,6 7,1 7,0 2,5 2,5 2,5 2,3 6,6 1,8 2,0 41,1
Total energía térmica consumida (en kWh/m2)
25,1 23,4 27,8 6,1 6,5 24,6 21,7 25,1 23,4 6,3 24,3 26,1 240,4
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 45
Desglose de consumos eléctricos en el edificio LUCIA:
Desglose de consumos de astilla de madera, en kWh, en el edificio LUCIA, excluyendo el consumo del grupo de cogeneración para producir electricidad. Se aprecia perfectamente los meses en los que el grupo está parado.
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
35.000
40.000
45.000
50.000
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Equipamiento edificio Ventilación Bombas y auxiliares Iluminación Climatización
0
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
60.000
70.000
80.000
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Climatización
Agua caliente
Calefacción
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 46
4.4. COMPARATIVA DE LOS 3 MODELOS
Mostramos a continuación gráficas que permiten un estudio comparativo rápido entre los
diversos modelos. Se muestran gráficas de demandas, en los que se comparan los modelos
base y propuesto (con o sin cogeneración es igual, la demanda no cambia), y gráficas de
consumos, donde se muestran los 3 modelos simulados.
DEMANDA DE FRÍO (kWh)
REFRIGERACIÓN Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Total
LUCIA (kWh) 3.750 4.102 5.889 26.399 33.812 7.764 7.296 8.292 7.501 31.585 4.717 4.190 145.268
REFERENCIA (kWh) 1.750 1.290 2.290 4.280 8.220 17.690 23.820 26.740 16.650 7.460 2.100 1.600 113.890
La energía consumida por el edificio LUCIA para refrigeración es térmica (agua caliente para producir frío con la absorción), mientras que la consumida por el edificio de referencia es eléctrica por expansión directa.
0
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
60.000
70.000
80.000
90.000
DEMANDA FRIO EDIFICIO LUCIA DEMANDA FRIO EDIFICIO DE REFERENCIA
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 47
DEMANDA DE CALOR (kWh)
CALEFACCIÓN Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Total
LUCIA (kWh) 3.838 2.813 2.432 9.376 4.278 176 0 0 117 5.303 2.637 3.721 34.662
REFERENCIA (kWh) 60.768 44.594 36.507 24.407 14.474 5.274 1.025 1.348 5.303 19.631 43.657 58.365 315.353
CONSUMO DE VENTILADORES (kWh)
VENTILACIÓN Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Total
LUCIA (kWh) 4.460 4.240 5.130 4.680 4.670 4.710 3.830 4.500 4.500 4.450 4.460 4.680 54.310
REFERENCIA (kWh) 5.630 4.550 5.510 5.910 8.330 14.170 17.810 19.910 13.000 7.430 5.160 5.450 112.860
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
35.000
40.000
45.000
50.000
DEMANDA CALOR EDIFICIO LUCIA DEMANDA CALOR EDIFICIO DE REFERENCIA
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
EDIFICIO LUCIA EDIFICIO DE REFERENCIA
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 48
CONSUMO DE BOMBAS Y AUXILIARES (kWh)
EQUIPAMIENTO (KWH)
EQUIPAMIENTO Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec TOTAL
LUCIA (kWh) 22.390 21.030 24.960 23.080 23.250 23.940 22.390 24.960 23.080 22.390 22.220 23.250 276.950
REFERENCIA (kWh) 22.390 21.030 24.960 23.080 23.250 23.940 22.390 24.960 23.080 22.390 22.220 23.250 276.950
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
EDIFICIO LUCIA EDIFICIO DE REFERENCIA
19.000
20.000
21.000
22.000
23.000
24.000
25.000
26.000
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
EDIFICIO LUCIA EDIFICIO DE REFERENCIA
BOMBAS Y AUXILIARES
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Total
LUCIA (kWh) 5.820 7.890 9.530 8.080 7.180 6.880 6.790 5.930 5.380 5.310 4.720 6.280 79.790
REFERENCIA (kWh) 3.330 7.040 9.940 7.150 5.010 2.950 2.560 1.620 1.450 2.900 2.250 4.040 50.240
IL
LU
RE
SISTE
2
4
6
8
10
12
14
16
LUMINACIÓN
UCIA (kWh)
EFERENCIA (kW
EMAS DE ILU
0
.000
.000
.000
.000
.000
.000
.000
.000
Jan
Jan
6.640
Wh) 11.650
UMINACIÓN
Feb Ma
ED
Feb Mar
5.990 6.81
11.070 13.40
N (KWH)
r Apr M
DIFICIO LUCIA
Apr M
10 5.960 5
00 12.230 12
SIM
ay Jun
A EDIFICI
ay Jun
5.800 5.980
2.230 12.810
MULACION ENE
Jul Aug
O DE REFEREN
Jul Aug
5.420 6.33
11.650 13.40
ERGÉTICA EDIFI
Sep Oct
NCIA
Sep Oc
30 6.040 6
00 12.230 11
CIO LUCIA 49
Nov Dec
ct Nov
6.070 6.480
1.650 11.650
9
c
Dec Total
6.980 74.4
12.230 146.1
490
190
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 50
TABLA COMPARATIVA DE CONSUMOS ENTRE LOS 3 MODELOS
EDIFIO LUCIA PROP SIN COGENERACION
BASELINE
ELEC
TRICIDAD
Climatización 3.590 kWh 4.470 kWh 113.890 kWh
Torres de refrigeración 3.260 kWh 3.260 kWh 0 kWh
Calefacción 100 kWh 360 kWh 0 kWh
Ventilación 54.310 kWh 54.310 kWh 112.860 kWh
Bombas y auxiliares 79.790 kWh 80.510 kWh 50.240 kWh
Equipamiento edificio 276.950 kWh 276.950 kWh 276.950 kWh
Iluminación 74.490 kWh 73.980 kWh 146.190 kWh
Total adquirida 243.382 kWh 493.850 kWh 700.120 kWh
BIOMASA
Climatización 145.268 kWh 435.277 kWh 0 kWh
Calefacción 34.662 kWh 129.856 kWh 315.353 kWh
Agua caliente 4.659 kWh 4.659 kWh 4.747 kWh
Producción de electricidad
1.238.500 kWh 0 kWh 0 kWh
Total 1.423.088 kWh 569.792 kWh 320.100 kWh
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 51
ELECTRICIDAD (kWh)
ASTILLA DE MADERA (kWh)
0
100.000
200.000
300.000
400.000
500.000
600.000
700.000
800.000
EDIFICIO LUCIACON COGENERACIÓN
EDIFICIO LUCIASIN COGENERACIÓN
EDIFICIO DE REFERENCIA SEGÚN ASHRAE 90.1‐2007
0
200.000
400.000
600.000
800.000
1.000.000
1.200.000
1.400.000
1.600.000
EDIFICIO LUCIACON COGENERACIÓN
EDIFICIO LUCIASIN COGENERACIÓN
EDIFICIO DE REFERENCIA SEGÚN ASHRAE 90.1‐2007
5. CONCLUSIONES
5.1. Mejoras constructivas
5.2. Mejoras en instalaciones
5.3. Balance energético total del edificio
5.4. Indicadores energéticos totales del edificio
5.5. Comparativa de demanda energética
5.6. Balance energético de los sistemas del
edificio
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 52
5. CONCLUSIONES
Tras la realización de la simulación energética de los tres modelos de edificio (edificio LUCIA,
edificio LUCIA sin cogeneración y edificio según ASHRAE) en este apartado se muestran las
mejoras energéticas conseguidas del edificio LUCIA que no es posible simular mediante los
modelos computerizados y que deben ser valoradas por separado, analizadas e integradas en
los resultados posteriormente a la obtención de los resultados, o integradas en el modelo
informático mediante sistemas equivalentes.
5.1. MEJORAS CONSTRUCTIVAS
El edificio LUCIA dispone de una forma geométrica única que produce un efecto de auto
sombreado en las fachadas orientadas al Este y al Oeste, a la vez que permitirá un aporte de
luminosidad exterior muy elevado, creando un ambiente interior lumínicamente confortable a
la vez que permite un ahorro energético en iluminación y climatización en el edificio.
La fachada sur del edificio se protege del sol mediante un muro cortina con fachada de doble
piel fotovoltaica y aleros y faldones en el resto de ventanas orientadas al sur. Esto reduce la
demanda energética del edificio y a su vez produce energía solar fotovoltaica.
Los lucernarios del edificio disponen de un sistema fotovoltaico que produce dos efectos muy
positivos en el edificio: reducir el consumo de climatización por el efecto de sombra que
produce, y producir energía solar fotovoltaica.
5.2. MEJORAS EN INSTALACIONES
El edificio LUCIA dispone de sistemas que no han podido ser introducidas en el modelo de
simulación y se han considerado como mejoras en las instalaciones del modelo LUCIA. Los
sistemas que se ha considerado como mejoras excepcionales han sido:
Fachada fotovoltaica de doble piel en el edificio, reduciendo el consumo energético
del edificio por su protección solar y produciendo energía eléctrica
Dos lucernarios fotovoltaicos, reduciendo el consumo energético del edificio por su
protección solar y produciendo energía eléctrica
Pozos canadienses para precalentar en invierno el aire de ventilación y pre‐enfriarlo en
verano, mediante conductos subterráneos de 18 m de profundidad
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 53
En la siguiente tabla se detalla el coste de cada uno de los sistemas y el ahorro producido tanto
a nivel energético (kWh eléctrico ó térmicos) ahorrados y el ahorro económico obtenido.
MEJORA COSTE
ECONÓMICOAHORRO ENERGÉTICO
AHORRO ECONÓMICO
Fachada fotovoltaica de doble piel
60.500 € 5.000 kWh eléctricos 1.700 €/año
Lucernarios fotovoltaicos 44.000 € 5.500 kWh eléctricos 1870 €/año
Pozos canadienses 34.000 € 25.000 kWh térmicos
‐ 2.7000 kWh eléctricos ‐ 6€/año
1. Fachada fotovoltaica de doble piel: Se ha calculado el sobrecoste respecto a una
celosía de aluminio fija equivalente sin producción fotovoltaica. El sobrecoste respecto
a una celosía de aluminio fija equivalente sin producción fotovoltaica.
2. Lucernarios fotovoltaicos: se ha calculado el sobrecoste respecto a un lucernario de
control solar sin producción fotovoltaica. El coste de la electricidad se ha calculado
considerando las primas actuales de la producción eléctrica fotovoltaica.
3. Pozos canadienses: se ha calculado el sobrecoste calculado respecto a la instalación sin
pozos canadienses. Se excluye del cálculo el sistema de control.
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 54
5.3. BALANCE ENERGÉTICO TOTAL DEL EDIFICIO
La siguiente tabla muestra datos de energía consumida en el edificio por todas las fuentes
energéticas. Se incluye en ésta tabla el consumo eléctrico asociado al equipamiento
informático del edificio, dato indispensable para la valoración de la eficiencia energética del
edificio a efectos de la certificación LEED.
Se ha incluido también en ésta tabla la producción fotovoltaica realizada en el edificio
mediante el muro cortina y los lucernarios solares. Dicha producción se aplica en el edificio
LUCIA, en sus dos modelos. El edificio de referencia no posee ningún tipo de producción
fotovoltaica.
EDIFICIO LUCIA CON COGENERACIÓN
EDIFICIO LUCIA SIN
COGENERACIÓN
EDIFICIO DE REFERENCIA SEGÚN ASHRAE 90.1‐2007
CONSUMOS ENERGÉTICOS MENSUALES DEL EDIFICIO + EQUIPAMIENTO
ELEC
TRICIDAD
Climatización 3.590 kWh 4.470 kWh 113.890 kWh
Torres de refrigeración 3.260 kWh 3.260 kWh 0 kWh
Calefacción 100 kWh 360 kWh 0 kWh
Ventilación 54.310 kWh 54.310 kWh 112.860 kWh
Bombas y auxiliares 79.790 kWh 80.510 kWh 50.240 kWh
Equipamiento edificio 276.950 kWh 276.950 kWh 276.950 kWh
Iluminación 74.490 kWh 73.980 kWh 146.190 kWh
Producción cogeneración ‐249.108 kWh 0 kWh 0 kWh
Producción Fotovoltaica ‐10.476 kWh ‐10.476 kWh 0 kWh
Total electricidad adquirida 232.906 kWh 483.364 kWh 700.130 kWh
BIOMASA
Climatización 145.268 kWh 435.277 kWh 0 kWh
Calefacción 34.662 kWh 129.856 kWh 315.353 kWh
Agua caliente 4.659 kWh 4.659 kWh 4.747 kWh
Producción de electricidad 1.238.500 kWh 0 kWh 0 kWh
Total astilla de madera consumida
1.423.088 kWh 569.792 kWh 320.100 kWh
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 55
Tal y como se aprecia en la tabla, el edificio LUCIA presenta importantes reducciones en
cuanto al consumo eléctrico asociado, debido a la mayor eficiencia de los sistemas de
climatización, iluminación y ventilación, y al consumo prácticamente nulo de los sistemas de
producción de frío mediante expansión directa. En el modelo propuesto (edificio LUCIA)
considerando la cogeneración, se aprecia adicionalmente una importante reducción en el
consumo eléctrico del edificio debido a la elevada producción propia.
Sin embargo, en el modelo sin considerar la cogeneración se aprecia que el consumo de
biomasa aumenta debido al uso del grupo de absorción, que convierte energía calorífica en
energía frigorífica a un ratio de rendimiento (a plena carga) de 0,7 kW de frío por cada kW de
calor.
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 56
5.4. INDICADORES ENERGÉTICOS TOTALES DEL EDIFICIO
Los siguientes indicadores energéticos muestran los datos de energía primaria y finales consumidos por el edificio, así como la producción de CO2 asociada a dichas energías, y el gasto económico aproximado que tendrá el edificio considerando el coste económico de la electricidad y la astilla de madera indicados previamente.
Éstos indicadores son necesarios para el proceso de certificación LEED, puesto que en dicho proceso se analiza el consumo en energía final del edificio para cada uno de los modelos presentados y el coste energético asociado a dichos consumos.
ENERGÍA FINAL (ELECTRICIDAD + KWh ASTILLA)
ENER
GÍA
FINAL
Elec adquirida 232.882 kWh 483.340 kWh 700.130 kWh
Astilla 1.423.088 kWh 569.792 kWh 320.100 kWh
Total 1.655.970 kWh 1.053.132 kWh 1.020.230 kWh
Total Energía final (kWh/ m2 año) 280 kWh /m2 178 kWh /m2 172 kWh /m2
ENERGÍA PRIMARIA (ELECTRICIDAD + KWh ASTILLA)
ENER
GÍA
PRIM
ARIA
Elec adquirida 606.192 kWh 1.258.134 kWh 1.822.438 kWh
Astilla 1.423.088 kWh 569.792 kWh 320.100 kWh
Total 2.029.280 kWh 1.827.926 kWh 2.142.538 kWh
Total Energía primaria (kWh/ m2 año) 338 kWh /m2 305 kWh /m2 357 kWh /m2
PRODUCCIÓN DE CO2 ANUAL DEL EDIFICIO + EQUIPAMIENTO
CO2
ANUAL
Elec adquirida 151.140 kg CO2 313.688 kg CO2 454.384 kg CO2
Astilla 0 kg CO2 0 kg CO2 0 kg CO2
Total KgCO2 151.140 kg CO2 313.688 kg CO2 454.384 kg CO2
Total kg CO2 /m2 año 25 kg CO2/m
2 52 kg CO2/m2 76 kg CO2/m
2
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 57
ANÁLISIS ECONÓMICO COMPARATIVO INCLUYENDO EL GASTO EN EQUIPAMIENTO)
ANALISIS EC
ONOMICO
Elec adquirida 25.384 € 52.684 € 76.314 €
Astilla 14.231 € 5.698 € 3.201 €
Total € 39.615 € 58.382 € 79.515 €
Total €/m2 7 €/m2 10 €/m2 13 €/m2
AHORRO ECONÓMICO RESPECTO AL ASHRAE 90.1‐2007 BASELINE BUILDING
LEED
Consumo Final 49,8% 73,4% 100,0%
Porcentaje de ahorro 50,2% 26,6% 0,0%
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 58
5.5. COMPARATIVA DE DEMANDA ENERGÉTICA
En la tabla siguiente se muestran los valores de demanda energética del edificio LUCIA, del edifico propuesto sin cogeneración y el edificio Baseline según ASHRAE.
EDIFICIO LUCIA EDIFICIO PROPUESTO SIN COGENERACIÓN
EDIFICO BASELINE
ELEC
TRICIDAD
Climatización 0,60 0,80 19,20
Torres de refrigeración 0,60 0,60 0,00
Calefacción 0,00 0.1 0,00
Ventilación 9,20 9,20 19,10
Bombas y auxiliares 13,50 13,60 8,50
Iluminación 12,60 12,50 24,70
Energía eléctrica producida ‐1,80 ‐1,80 0,00
Total adquirida 34,60 34,90 71,50
BIOMASA
Climatización 24,50 73,50 0,00
Calefacción 5,90 21,90 53,30
Agua caliente 0,80 0,80 0,80
Total 31,20 96,20 54,10
TOTAL DEMANDA (kWh/m2) 65,80 131,10 125,60
Las consideraciones a los datos de la tabla referente a la demanda energética del edificio son:
No se ha considerado el consumo por equipamiento en el edificio, para buscar más
semejanza con el CALENER y permitir que los resultados sean comparables.
Se ha considerado la producción de energía solar fotovoltaica. Como es producción, el
valor de demanda es negativo.
En el edificio sin cogeneración se han considerado las demandas térmicas y eléctricas
que necesita el edificio para funcionar.
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 59
En el edificio con cogeneración se ha considerado la demanda eléctrica del edificio
completa (prácticamente igual que en el edificio sin cogenerar). La demanda térmica
considerada corresponde a aquella que no será suministrada con calor sobrante
debido al proceso de la cogeneración (recuperación de energía térmica). No se ha
considerado el consumo de astilla de madera asociado a la producción de electricidad,
pero si la energía eléctrica consumida, independientemente de su origen.
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 60
5.6. BALANCE ENERGÉTICO DE LOS SISTEMAS DEL EDIFICIO
A continuación se muestran el balance energético del edificio y los indicadores energéticos, pero excluyendo de los cálculos el equipamiento interno (Ordenadores, CPD, etc.), para poder valorar de esa forma los consumos y producciones propias del edificio.
Los datos energéticos mostrados aquí son útiles para calcular el consumo energético del edificio en kWh/m2 y año a efectos de establecer comparaciones con los datos obtenidos en el programa energético CALENER, que no incluye en sus resultados los consumos energéticos del equipamiento interior.
EDIFICIO LUCIA CON
COGENERACIÓN
EDIFICIO LUCIA SIN
COGENERACIÓN
EDIFICIO DE REFERENCIA SEGÚN ASHRAE 90.1‐
2007
CONSUMOS ENERGÉTICOS MENSUALES DEL EDIFICIO + EQUIPAMIENTO
ELEC
TRICIDAD
Climatización 3.590 kWh 4.470 kWh 113.890 kWh
Torres de refrigeración 3.260 kWh 3.260 kWh 0 kWh
Calefacción 100 kWh 360 kWh 0 kWh
Ventilación 54.310 kWh 54.310 kWh 112.860 kWh
Bombas y auxiliares 79.790 kWh 80.510 kWh 50.240 kWh
Equipamiento edificio NO SE CONSIDERA EN LOS CÁLCULOS DE ESTA TABLA
Iluminación 74.490 kWh 73.980 kWh 146.190 kWh
Producción cogeneración ‐249.108 kWh 0 kWh 0 kWh
Producción Fotovoltaica ‐10.476 kWh 10.476 kWh 0 kWh
Total electricidad adquirida ‐44.044 kWh 227.366 kWh 423.180 kWh
BIOMASA
Climatización 145.268 kWh 435.277 kWh 0 kWh
Calefacción 34.662 kWh 129.856 kWh 315.353 kWh
Agua caliente 4.659 kWh 4.659 kWh 4.747 kWh
Producción de electricidad 1.238.500 kWh 0 kWh 0 kWh
Total astilla de madera consumida 1.423.088 kWh 569.792 kWh 320.100 kWh
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 61
INDICADORES ENERGÉTICOS EXCLUYENDO EL EQUIPAMIENTO
Se muestran también los datos de producción de CO2 anual del sistema. Nótese que, a efectos
comparativos, la producción de cogeneración genera un excedente energético de electricidad
superior a todos los consumos anuales del edificio sin contabilizar los consumos debidos al
equipamiento.
El balance total energético tomando en cuenta estas consideraciones es negativo en función
del CO2 producido, es decir, que excluyendo los consumos debidos al equipamiento interior del
edificio (ordenadores, etc.), Por ello, se puede afirmar que el edificio tiene un balance 0 de
CO2, pues produce más electricidad de la que consumen sus sistemas energéticos, y la
producción de energía térmica que sirve como origen a todos los consumos (calor, frío y
electricidad) se realiza mediante la valorización de un subproducto residual que habitualmente
se quema o se pudre de forma natural.
ENERGÍA FINAL (ELECTRICIDAD + kWh ASTILLA) SIN EQUIPAMIENTO
ENER
GÍA
FINAL
Elec adquirida ‐44.068 kWh 206.390 kWh 423.180 kWh
Astilla 1.423.088 kWh 569.792 kWh 320.100 kWh
Total 1.379.020 kWh 776.182 kWh 743.280 kWh
Total Energía final (kWh/m2 año)
233 kWh/m2 131 kWh /m2 126 kWh/m2
ENERGÍA PRIMARIA (ELECTRICIDAD + kWh ASTILLA) SIN EQUIPAMIENTO
ENER
GÍA
PRIM
ARIA
Elec adquirida ‐114.709 kWh 537.233 kWh 1.101.538 kWh
Astilla 1.423.088 kWh 569.792 kWh 320.100 kWh
Total 1.308.379 kWh 1.107.025 kWh 1.421.637 kWh
Total Energía primaria (kWh/ m2 año)
218 kWh/m2 185 kWh /m2 237 kWh /m2
PRODUCCIÓN DE CO2 ANUAL DEL EDIFICIO SIN EQUIPAMIENTO
CO2
ANUAL
Elec adquirida ‐28.600 kg CO2 133.947 kg CO2 274.644 kg CO2
Astilla 0 kg CO2 0 kg CO2 0 kg CO2
Total KgCO2 ‐28.600 kg CO2 133.947 kg CO2 274.644 kg CO2
Total kg CO2/m2 año ‐5 kg CO2/m
2 22 kg CO2/m2 46 kg CO2 / m
2
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 62
ANÁLISIS ECONÓMICO COMPARATIVO SIN EQUIPAMIENTO
ANALISIS EC
ONOMICO
Elec adquirida ‐4.803 € 22.497 € 46.127 €
Astilla 14.231 € 5.698 € 3.201 €
Total € 9.427 € 28.194 € 49.328 €
Total €/m2 2 €/m2 5 €/m2 8 €/m2
AHORRO ECONÓMICO RESPECTO AL ASHRAE 90.1‐2007 BASELINE BUILDING
LEED
Consumo Final 19,1% 57,2% 100,0%
Porcentaje de ahorro 80,9% 42,8% 0,0%
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 63
INDICADORES ENERGÉTICOS CON EQUIPAMIENTO
ENERGÍA FINAL (ELECTRICIDAD + kWh ASTILLA)
ENER
GÍA
FINAL
Elec adquirida ‐44.044 kWh 227.366 kWh 423.180 kWh
Astilla 1.423.088 kWh 569.792 kWh 320.100 kWh
Total 1.379.044 kWh 797.158 kWh 743.280 kWh
Total Energía final (kWh/m2 año)
233 kWh /m2 135 kWh /m2 126 kWh /m2
ENERGÍA PRIMARIA (ELECTRICIDAD + kWh ASTILLA)
ENER
GÍA
PRIM
ARIA
Elec adquirida ‐114.647 kWh 591.834 kWh 1.101.538 kWh
Astilla 1.423.088 kWh 569.792 kWh 320.100 kWh
Total 1.308.442 kWh 1.161.626 kWh 1.421.637 kWh
Total Energía primaria (kWh/m2 año)
218 kWh/m2 194 kWh/m2 237 kWh/m2
PRODUCCIÓN DE CO2 ANUAL DEL EDIFICIO + EQUIPAMIENTO
CO2
ANUAL
Elec adquirida ‐28.585 kg CO2 147.561 kg CO2 274.644 kg CO2
Astilla 0 kg CO2 0 kg CO2 0 kg CO2
Total KgCO2 ‐28.585 kg CO2 147.561 kg CO2 274.644 kg CO2
Total kg CO2/m2 año ‐5 kg CO2/m
2 25 kg CO2/m2 46 kg CO2/m
2
ANÁLISIS ECONÓMICO COMPARATIVO INCLUYENDO EL GASTO EN EQUIPAMIENTO)
ANÁLISIS
ECONÓMICO Elec adquirida ‐4.801 € 24.783 € 46.127 €
Astilla 14.231 € 5.698 € 3.201 €
Total € 9.430 € 30.481 € 49.328 €
Total €/m2 2 €/m2 5 €/m2 8 €/m2