Pren13790 La Salle

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Fundamentos de eficiencia energtica y El Calculo de la demanda energtica prEN ISO 13790Josep Sole European Sustainability & Technical Manager URSA INSULATION

HOD- Herramientas para la optimizacin de la demanda energtica de edificios

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EFICIENCIA ENERGTICA EN EDIFICIOS Fundamentos: La demanda energtica en edificios como herramienta de diseo

Josep Sole

HOD- Herramientas para la optimizacin de la demanda energtica de edificios

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Energa en edificiosTotal energy use Transformation

Delivered energy Net energy Generated energy Delivered

Primary energy

Demanda Energtica

Cantidad de energa necesaria para mantener el confort Demanda f(topologa constructiva + uso de edificio)

Consumo Energa Final

Cantidad suministrada Consumo = Demanda * Ineficacia sistemas

Energa primaria

Cantidad producida E.Primaria = Consumo * Ineficacia produccin

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Consumo de energa en EuropaLa cantidad de energa consumida por los edificios en Europa (41%) no es irrelevante en relacin a la Industria y el transporte

Millones de tep

288

379

262EC Green Paper 1995

Edificios

Industria

Transporte

El sector de la edificacin tiene una responsabilidad inexcusable en la proteccin del medio ambienteHOD- Herramientas para la optimizacin de la demanda energtica de edificios

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Tendencia del consumo energtico26000 24000 22000 Ktep 20000 18000 16000 14000 12000 1998 2000 2002 2004 2006 eficiente 2008 2010 2012 2014

La tendencia manifestada en el consumo de energa de los edificios es claramente creciente

base

Documento E4 IDAE

Sin acciones correctoras decididas el futuro es claramente INSOSTENIBLEHOD- Herramientas para la optimizacin de la demanda energtica de edificios 5

Uso de energa en edificios y fases del ACV

Materials 14 %

Use 85 %

Production and demolition 1%

El uso del edifico es la fase crucial

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Uso energa en las viviendas7% 10%

La climatizacin (Calefaccin / Refrigeracin) representa el mayor consumo del edificio. Esta justificado ahorrar en donde el consumo es mayor. Algunos usos son independientes de la arquitectura del edifico. Es de menor eficacia intentar reducir en aquellos usos que son globalmente poco relevantes.

46% 16%

21% Climatizacion Cocina Agua Caliente Iluminacin Electrodomesticos

Fuente IDAE 2004

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CLCULOS ENERGTICOS EN EDIFICIOS:Evaluar en fases de proyecto la Energa neta demandada por los edificios para Calefaccin y Refrigeracin con el fin de servir de base para un mejor diseo energtico de los edificios y su posterior calificacin. Propone dos mtodos: Mtodo Mensual Mtodo horario simplificado Mtodos dinmicos

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Balance trmico edificios

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La limitacin de la demanda

El emplazamiento (climatologa) El diseo La orientacin. La transmisin trmica (aislamiento) La captacin solar (soleamiento) La ventilacin (renovacin de aire) Las ganancias internas (uso) Caractersticas dinmicas (inercia)HOD- Herramientas para la optimizacin de la demanda energtica de edificios 10

Climatologa / OrientacinEs un dato de partida que no puede modificarse pero debe onsiderarse: El grado de libertad del proyectista es muy limitado Comprende principalmente: Temperaturas (media / horaria) Radiacin Solar (media / horaria) Orientacin7.000

Inclinacin

25

500 450

16 14 12

6.000 20

400 350 Rad Solar

5.000

Rad.Solar W/m2 dia

15 4.000 Temp.

250 200 150

8 6 4

3.000 10

2.000

1005 1.000

50 0

2 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324 N E S W H Te(h)

0 Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

0

Rad Horizontal

Rad:Vertical (S)

Rad.Vert (E)

Rad.Vert (O)

Rad.Vert (N)

Temp

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Climatologa / Orientacin1000 900 800 700 600 500 400 300 200 5 100 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1213 14 15 16 17 18 19 2021 22 23 24NORTE CUBIERTA ESTE SUR-ESTE SUR OESTE SUR-OESTE Te(h)

35 30

1000 900

Temperatura

300

10

35 30 25 20 15 10 5

ENERO (svq)

800

JUNIO (svq)

25 20 15 10

700 600 500 400 300 200 100 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1213 14 15 16 17 18 19 2021 22 23 24NORTE CUBIERTA ESTE SUR-ESTE SUR OESTE

0

0

SUR-OESTE Te(h)

Todas las horas con Te < Tcal Equilibrio entre radiaciones SE; S y SO

Ciertas horas con Te > Tref; otras con Te < Tref Preponderancia de la radiacin sobre cubiertas Simultanead T alta con Radiacin solar alta

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DISEOLa compacidad del edifico determina el comportamiento trmico del mismo. Compacidad = Volumen encerrado / Superficie envolvente. El abuso de retranqueos, ngulos, cuerpos en vuelo,...dificulta la reduccin de la demanda energtica del edificio.

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Energa en la edificacinSe trata de establecer balances durante un periodo de calculo sobre: Transmisin Trmica Captacin Solar

DEMANDA ENERGTICA

Renovacin de aire

Aportaciones internas

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La Transmisin TrmicaRepresenta la cantidad de calor que el edifico intercambia con el exterior u otros edificios debido a la diferencia de temperatura. Reducir la transmisin trmica evita las perdidas de calor en rgimen de invierno y evita el sobre-calentamiento en rgimen de verano.

El grado de libertad del proyectista es casi ILIMITADO Reducir la transmisin es SIEMPRE FAVORABLE para limitar la demnada El aumento de AISLAMIENTO es clave para reducir la transmisin

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Conductividad Trmica Cantidad de calor que atraviesa un material de: Superficie unitaria Espesor unidad Durante una unidad de tiempo Cuando la diferencia de temperatura es de una unidadUnidades: W/(mK) = 0,86 Kcal/(hmC)

T=1 t=1 S=1

d=1

= = AISLAMIENTO AISLAMIENTO16

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Resistencia Trmica Rt Representa la dificultad que ofrece un producto (o capa) en dejarse atravesar por el calor.Es el resultado del binomio:

Rt = Espesor / ConductividadUnidades: m2K/W = 1,16 m2hC/Kcal

R R

= = AISLAMIENTO AISLAMIENTO17

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Coeficiente Uparcial

Representa la cantidad de calor que atraviesa un cerramiento debido a la diferencia de temperatura.Unidades: W/m2K = 0,86 Kcal/m2hC

U U = = AISLAMIENTO AISLAMIENTO La R.trmica La R.trmica del del aislante aislante permite reducir permite reducir U UHOD- Herramientas para la optimizacin de la demanda energtica de edificios 18

Casos habituales (UNE EN 6946)Cerramientos compactos Cerramientos con camara de aire Cerramientos con camara de aire ventilada

Rse

R1

R2

R3

Rsi

Rse

R1

R2

Rca

R3

Rsi

Rsi

R1

R2

Rsi

U=

1 Rsi + R + Rse

U=

1 Rsi + Rint + Rca + Rext + Rse

U=

1 Rsi + Rint + Rsi19

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Coeficiente Upromedio

Representa la media ponderada de los diferentes elementos que forman el cerramiento. Deben considerarse todos los elementos con Si > 0,5 m2

U = (Si Ui) / SiCalculo de U: EN 6946 Elementos constructivos EN 13370 En contacto con terreno

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Las AberturasUf Ug Uf Ug Uf Af

Af

Ag

Af

Ag

l

l

Uw = (Ug*Ag + Uf*Af + *l) / (Ag+Af)

No olvidar la importancia de los marcos

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Puentes Trmicos

Se asocia principalmente a las intersecciones entre elementos constructivos o a substanciales diferencias entre la geometra interior y exterior.

Exige un calculo mediante elementos finidos en 2 Dimensiones Se obtiene el coeficiente de transmisin trmica lineal que debe aadirse a los superficiales Se obtiene el coeficiente fRsi de temperatura superficial

f Rsi

e = si i e

si min

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Ejemplos PTPILARES

PERSIANAS

FRENTE FORJADO JAMBAS

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Tipos de Puentes termicosIntegrados: Forman parte de un cerramiento (presentan una superficie aparente)

De contorno: Se forman por la interseccin de un cerramiento con otro

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Transm