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TREBALL FINAL D ESTUDIS

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Academic year: 2021

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(1)

TREBALL

FINAL

D

’E

STUDIS

Estudio para la certificación

energética del colegio CEIP

Sa Garriga

Autor:

Joaquín Tudurí Quevedo

Director /Co-director:

Miquel Casals Casanova

Titulació:

Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales

Convocatòria:

Primavera

Document:

Memoria

(2)

Declaración de honor

I declare that,

The work in this Degree Thesis is completely my own work,

No part of this Degree Thesis is taken from other people’s work without giving them crèdit.

All references have been clearly cited.

I’m authorised to make use of company’s related information I’m providing in this document in June 2021.

I understand that an infringement of this declaration leaves me subject to the foreseen disciplinary actions by The Universitat Politècnica de Catalunya- BarcelonaTECH.

Student Name: Signature: Date: Joaquín Tudurí Quevedo JTQ 22/06/2021

Title of the Thesis:

(3)

Resumen

El documento que se presenta a continuación representa el estudio realizado durante el cuatrimestre de primavera del curso 2020-2021 como Trabajo de Final de Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales en la Escuela Superior de Ingeniería Industrial, Aeroespacial y Audiovisual de Terrassa (ESEIAAT).

Este trabajo consiste en realizar un estudio energético del colegio CEIP Sa Garriga situado en la calle Pere Tudurí, Paratge Camí Vell de s’Ullastrar, s/n, 07710 de Sant Lluís, Menorca, Islas Baleares. Para poder llevar a cabo el estudio, se realizarán dos tipos de certificaciones energéticas utilizando el software CE3X, una de simplificada y otra exhaustiva.

Una vez se hayan obtenido los resultados de las simulaciones se compararán y luego se procederá a realizar una comparación con los datos de los consumos reales para analizar si sería posible obtener una certificación energética a partir de datos monitorizados. Posteriormente se propondrán una serie de posibles mejoras y se analizará la viabilidad económica.

Finalmente se extraerá una conclusión con el objetivo de mejorar la eficiencia energética del colegio.

Abstract

The document presented below represents the study carried out during the spring semester of the 2020-2021 academic year as a Final Degree Project in Industrial Technology Engineering at the Terrassa School of Industrial, Aerospace and Audiovisual Engineering (ESEIAAT).

This work consists of carrying out an energy study of the CEIP Sa Garriga school located in Pere Tudurí street, Paratge Camí Vell de s’Ullastrar, s / n, 07710 in Sant Lluís, Menorca, Balearic Islands. In order to carry out the study, two types of energy certifications using CE3X software will be executed, one simplified and the other one exhaustive.

Once the results of the simulations have been obtained, they will be compared and then a comparison will be made with the actual consumption data to analyze whether it would be possible to obtain an energy certification from monitored data.

Subsequently, a series of possible improvements will be proposed and the economic viability will be analyzed.

Finally, a conclusion will be drawn with the aim of improving the energy efficiency of the school.

(4)

ÍNDICE

Declaración de honor ... I Resumen ... II Abstract ... II ÍNDICE ... III ÍNDICE DE TABLAS ... VI ÍNDICIE DE FIGURAS ... VIII

1. OBJETO ... 1

2. ALCANCE DEL ESTUDIO ... 1

3. JUSTIFICACIÓN ... 2

4. ESPECIFICACIONES BÁSICAS ... 3

5. ANTECEDENTES Y ESTADO DEL ARTE ... 4

5.1. Legislación en el marco Europeo ... 6

5.2. Legislación en el marco Español ... 7

5.3. Eficiencia energética en las Islas Baleares ... 9

5.3.1. Estado actual de la certificación energética en Baleares ... 10

5.4. Certificado energético ... 12

5.4.1. La etiqueta energética ... 13

5.4.2. Procedimientos para realizar la certificación energética ... 14

6. METODOLOGÍA APLICADA ... 16

6.1. Certificación energética mediante el programa CE3X ... 16

6.1.1. Obtención de datos del edificio ... 17

6.1.2. Entrada de datos ... 18 6.1.2.1. Datos administrativos ... 18 6.1.2.2. Datos generales ... 19 6.1.2.3. Envolvente térmica ... 19 6.1.2.3.1. Cubiertas ... 20 6.1.2.3.2. Muros ... 21 6.1.2.3.3. Suelos ... 21 6.1.2.3.4. Partición interior ... 21 6.1.2.3.5. Huecos y lucernarios ... 22 6.1.2.3.6. Puentes térmicos ... 22 6.1.2.4. Instalaciones ... 23

6.1.3. Obtención de los resultados de la calificación energética ... 23

6.2. Comparación con los datos de consumos reales ... 24

(5)

7. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL EDIFICIO EN ESTUDIO ... 24

7.1. Características constructivas ... 25

7.1.1. Sistema estructural ... 26

7.1.2. Sistema envolvente ... 26

7.1.2.1. Solera de planta baja ... 26

7.1.2.2. Fachadas ... 26 7.1.2.3. Carpintería exterior ... 26 7.1.2.4. Cristales exteriores ... 26 7.1.2.5. Protección solar ... 26 7.1.2.6. Cubierta ... 27 7.1.3. Sistema de compartimentación ... 27 7.1.4. Sistema de acabados... 28 7.2. Instalaciones ... 28 7.2.1. Instalación eléctrica ... 28 7.2.2. Instalación de iluminación ... 28 7.2.3. Instalación de climatización ... 29

7.2.4. Instalación solar térmica ... 29

8. CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA SIMPLIFICADA ... 29

8.1. Datos administrativos ... 29 8.2. Datos generales ... 30 8.3. Envolvente térmica ... 33 8.3.1. Cubiertas ... 33 8.3.2. Muros ... 34 8.3.3. Suelos ... 37 8.3.4. Particiones interiores ... 37 8.3.5. Huecos y lucernarios ... 37 8.3.6. Puentes térmicos ... 42 8.3.7. Patrones de sombras ... 43 8.4. Instalaciones ... 45 8.4.1. Equipo de ACS ... 45

8.4.2. Equipo de calefacción y refrigeración ... 46

8.4.3. Equipo de aire primario ... 48

8.4.4. Equipos de iluminación ... 49

8.4.5. Ventiladores ... 49

8.4.6. Equipos de bombeo ... 51

8.5. Resultados de la certificación simplificada ... 52

9. CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA EXHAUSTIVA ... 53

9.1. Datos administrativos ... 53 9.2. Datos generales ... 53 9.3. Envolvente térmica ... 54 9.3.1. Cubiertas ... 54 9.3.2. Muros ... 57 9.3.3. Suelos ... 59 9.3.4. Particiones interiores ... 59 9.3.5. Huecos y lucernarios ... 59

(6)

9.3.7. Patrones de sombras ... 60

9.4. Instalaciones ... 60

9.5. Resultados de la certificación exhaustiva ... 60

10. ANÁLISIS DE LOS CONSUMOS REALES ... 62

11. COMPARACIÓN DE RESULTADOS ... 68

12. ESTUDIO DE MEJORAS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA ... 70

12.1. Estudio previo de posibles medidas de mejora ... 70

12.2. Incorporación de aire acondicionado con la unidad interior en los conductos de aire primario ... 72

12.2.1. Presupuesto ... 73

12.2.2. Impacto energético ... 73

12.2.3. Tiempo de ejecución ... 74

12.2.4. Amortización ... 75

12.3. Incorporación de láminas de protección solar sobre los acristalamientos de fachadas ... 75

12.3.1. Presupuesto ... 76

12.3.2. Impacto energético ... 76

12.3.3. Tiempo de ejecución ... 77

12.3.4. Amortización ... 78

12.4. Incorporación de un sistema solar fotovoltaico ... 78

12.4.1. Componentes necesarios ... 79 12.4.2. Dimensionamiento... 82 12.4.3. Presupuesto ... 83 12.4.4. Impacto energético ... 84 12.4.5. Tiempo de ejecución ... 86 12.4.6. Amortización ... 87

13. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DE LAS MEDIDAS ... 87

14. IMPACTO AMBIENTAL ... 89

15. PRESUPUESTO DEL ESTUDIO ... 89

16. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES FUTURAS ... 90

(7)

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Número de certificados registrados en Baleares durante 2019,2018 y 2017. (Fuente:

Elaboración propia). ... 10

Tabla 2. Calificaciones de los edificios existentes en emisiones 2019. (Fuente: Elaboración propia). ... 11

Tabla 3. Programas reconocidos para realizar una certificación energética en función de la metodología y tipo de edificio. (Fuente: Elaboración propia). ... 15

Tabla 4. Superficies útiles y construidas del CEIP Sa Garriga. (Fuente: Elaboración propia). ... 25

Tabla 5. Horario CEIP Sa Garriga. (Fuente: Elaboración propia). ... 30

Tabla 6. Cubiertas del edificio introducidas en el CE3X. (Fuente: Elaboración propia). ... 34

Tabla 7. Muros del edificio introducidos en el CE3X. (Fuente: Elaboración propia). ... 36

Tabla 8. Suelos del edificio introducidos en el CE3X. (Fuente: Elaboración propia). ... 37

Tabla 9. Puertas y ventanas del edificio introducidas en el CE3X. (Fuente: Elaboración propia). ... 39

Tabla 10. Descripción de los voladizos introducidos en CE3X. (Fuente: Elaboración propia). ... 41

Tabla 11. Características de los sistemas de expansión directa- VRV. (Fuente: Elaboración propia). ... 47

Tabla 12. Características Fan coils tipo Cassette. (Fuente: Elaboración propia). ... 49

Tabla 13. Materiales que componen la cubierta primaria. (Fuente: Elaboración propia). ... 54

Tabla 14. Materiales que componen la cubierta badalot. (Fuente: Elaboración propia). ... 54

Tabla 15. Materiales que componen la cubierta entrada primaria. (Fuente: Elaboración propia). ... 55

Tabla 16. Materiales que componen la cubierta vestuarios. (Fuente: Elaboración propia). ... 55

Tabla 17. Materiales que componen la cubierta gimnasio-comedor. (Fuente: Elaboración propia). ... 55

Tabla 18. Materiales que componen la cubierta cocina. (Fuente: Elaboración propia). ... 56

Tabla 19. Materiales que componen la cubierta infantil. (Fuente: Elaboración propia). ... 56

Tabla 20. Materiales que componen la cubierta infantil este. (Fuente: Elaboración propia). ... 56

Tabla 21. Tipología de muro de fachada. (Fuente: Elaboración propia)... 57

Tabla 22. Materiales que componen los muros del Tipo A. (Fuente: Elaboración propia). ... 58

Tabla 23. Materiales que componen los muros del Tipo B. (Fuente: Elaboración propia). ... 58

Tabla 24. Materiales que componen los muros del Tipo C. (Fuente: Elaboración propia). ... 59

Tabla 25. Descripción de los suelos. (Fuente: Elaboración propia). ... 59

(8)

Tabla 28. Cálculo de la energía primaria del edificio en estudio. (Fuente: Elaboración propia). 67 Tabla 29. Comparación de las emisiones globales de las dos certificaciones. (Fuente:

Elaboración propia). ... 68 Tabla 30. Comparación de los consumos entre las dos certificaciones y los datos de consumos reales. (Fuente: Elaboración propia). ... 68 Tabla 31. Comparación de la demanda energética de las dos certificaciones. (Fuente:

Elaboración propia). ... 68 Tabla 32. Valores de transmitancia térmica. (Fuente: Elaboración propia). ... 71 Tabla 33. Presupuesto de incorporación de aire acondicionado con la unidad interior en los conductos de aire primario. (Fuente: Elaboración propia). ... 73 Tabla 34. Ahorro anual que supone la instalación de aire acondicionado con la unidad interior en los conductos de aire primario. (Fuente: Elaboración propia). ... 74 Tabla 35. Tiempo necesario para la instalación de aire acondicionado con la unidad interior en los conductos de aire primario. (Fuente: Elaboración propia). ... 74 Tabla 36. Presupuesto de incorporación de láminas solares sobre los acristalamientos de fachadas. (Fuente: Elaboración propia). ... 76 Tabla 37. Ahorro anual que supone la incorporación de láminas de protección solar. (Fuente: Elaboración propia). ... 77 Tabla 38. Tiempo necesario para la instalación de láminas de protección solar. (Fuente:

Elaboración propia). ... 77 Tabla 39. Presupuesto de la incorporación de un sistema solar fotovoltaico. (Fuente:

Elaboración propia). ... 84 Tabla 40. Ahorro anual que supone la incorporación de un sistema solar fotovoltaico. (Fuente: Elaboración propia). ... 86 Tabla 41. Tiempo necesario para la instalación del sistema solar fotovoltaico. (Fuente:

Elaboración propia). ... 86 Tabla 42. Comparativa entre los resultados de las medidas de mejora estudiadas. (Fuente: Elaboración propia). ... 87

(9)

ÍNDICIE DE FIGURAS

Figura 1. Hoja de ruta europea hacía economía baja en carbono. (Fuente: Guía de aplicación

DB HE 2019 CTE). ... 2

Figura 2. Esquema que define el Timeline de las principales normativas europeas y españolas. (Fuente: Elaboración propia)... 8

Figura 3. Evolución del registro de certificados energéticos Ed. Nuevos (2017-2019). (Fuente: Elaboración propia). ... 10

Figura 4. Evolución del registro de certificados energéticos Ed. Existentes (2017-2019). (Fuente: Elaboración propia). ... 11

Figura 5. Calificación energética de edificios existentes por emisiones 2019. (Fuente: Elaboración propia). ... 11

Figura 6. Modelo de etiqueta de eficiencia energética para un edificio terminado. (Fuente: Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico). ... 14

Figura 7. Estructura del procedimiento de certificación CE3X. (Fuente: Manual de usuario de calificación energética de edificios existentes CE3X, 2012). ... 17

Figura 8. Ventana inicial para la selección del tipo de edificio a certificar. (Fuente: Elaboración propia). ... 18

Figura 9. Organigrama de componentes de la envolvente térmica. (Fuente: Manual de usuario de calificación energética de edificios existentes CE3X, 2012). ... 20

Figura 10. Instalaciones en función de la tipología edificatoria. (Fuente: Manual de usuario de calificación energética de edificios existentes CE3X, 2012). ... 23

Figura 11. Vista satélite del CEIP Sa Garriga. (Fuente: Google Maps, 2021) [42]. ... 25

Figura 12. Datos administrativos introducidos al CE3X. (Fuente: Elaboración propia). ... 30

Figura 13. Calendario escolar curso 2020-2021. (Fuente: CEIP, Sa Garriga, 2021)... 31

Figura 14. Datos generales. (Fuente: Elaboración propia)... 32

Figura 15. Imagen aérea de las diferentes cubiertas del edificio. (Fuente: Google Maps, 2021). ... 33

Figura 16. Orientaciones de las fachadas. (Fuente: Código Técnico de la Edificación, 2017).. .. 34

Figura 17. Orientación del muro de fachada norte. (Fuente: Online Protractor, 2020) [47]. .... 35

Figura 18. Datos introducidos para las lamas verticales de aluminio en CE3X. (Fuente: Elaboración propia). ... 40

Figura 19. Alzado este de la zona primaria. (Fuente: Elaboración propia). ... 40

Figura 20. Alzado oeste de la zona primaria. (Fuente: Elaboración propia). ... 40

Figura 21. Datos introducidos para las lamas horizontales de aluminio en CE3X. (Fuente: Elaboración propia). ... 41

(10)

Figura 23. Puentes térmicos por defecto del edificio. (Fuente: Elaboración propia). ... 42

Figura 24. Definición de polígonos a partir de los ángulos acimut (α) y elevación (β). (Fuente: Elaboración propia). ... 43

Figura 25. Definición de obstáculos rectangulares, opción simplificada. (Fuente: Elaboración propia). ... 43

Figura 26. Ejemplo de patrón de sombras en CE3X. (Fuente: Elaboración propia). ... 44

Figura 27. Equipo de ACS. (Fuente: Elaboración propia). ... 45

Figura 28. Contribución energética mediante colectores solares. (Fuente: Elaboración propia). ... 46

Figura 29. Características bombas de calor aire-gua. (Fuente: Elaboración propia). ... 46

Figura 30. Bomba de calor aire-agua, BC-1. (Fuente: Elaboración propia). ... 47

Figura 31. Bomba de calor aire-agua, BC-2. (Fuente: Elaboración propia). ... 47

Figura 32. Sistema de expansión directa-VRV-Administración. (Fuente: Elaboración propia). .. 48

Figura 33. Sistema de expansión directa-VRV-AMPA. (Fuente: Elaboración propia). ... 48

Figura 34. Equipo de aire primario. (Fuente: Elaboración propia). ... 48

Figura 35. Equipo de iluminación. (Fuente: Elaboración propia)... 49

Figura 36. Ventiladores fan coils calefacción. (Fuente: Elaboración propia). ... 50

Figura 37. Ventiladores fan coils refrigeración. (Fuente: Elaboración propia). ... 50

Figura 38. Equipos de bombeo. (Fuente: Elaboración propia). ... 51

Figura 39. Calificación de las emisiones globales del edificio según el método simplificado. (Fuente: Elaboración propia)... 52

Figura 40. Calificación del consumo global de energía primaria no renovable del edificio según el método simplificado. (Fuente: Elaboración propia). ... 52

Figura 41. Calificación de la demanda de calefacción y refrigeración del edificio según el método simplificado. (Fuente: Elaboración propia). ... 53

Figura 42. Introducción de los materiales del muro Tipo A al CE3X. (Fuente: Elaboración propia). ... 58

Figura 43. Introducción de los materiales del muro Tipo B al CE3X. (Fuente: Elaboración propia). ... 58

Figura 44. Introducción de los materiales del muro Tipo C al CE3X. (Fuente: Elaboración propia). ... 59

Figura 45. Calificación de las emisiones globales del edificio según el método exhaustivo. (Fuente: Elaboración propia)... 60

Figura 46. Calificación del consumo global de energía primaria no renovable del edificio según el método exhaustivo. (Fuente: Elaboración propia). ... 60

Figura 47. Calificación de la demanda de calefacción y refrigeración del edificio según el método exhaustivo. (Fuente: Elaboración propia). ... 61

(11)

Figura 49. Gráfico del consumo medio mensual de los años 2018 y 2019. (Fuente: Elaboración

propia). ... 64

Figura 50. Gráfico de la distribución de los consumos eléctricos. (Fuente: Elaboración propia). ... 65

Figura 51. Tabla de factores de conversión de energía final a primaria. (Fuente: Ministerio de Industria, Energía y Turismo, 2016) [48]. ... 66

Figura 52. Unidad interior (izquierda) e exterior (derecha) de la instalación del aire acondicionado. ... 72

Figura 53. Resultados energéticos de aplicar la medida de aire acondicionado con la unidad interior en los conductos de aire primario. (Fuente: Elaboración propia)... 73

Figura 54. Resultados energéticos de la incorporación de láminas de protección solar sobre los acristalamientos de fachadas. (Fuente: Elaboración propia). ... 76

Figura 55. Alzado del edificio con las superficies disponibles para la instalación de placas fotovoltaicas. (Fuente: Elaboración propia). ... 79

Figura 56. Esquema general de una instalación fotovoltaica. (Fuente: Mheducation, 2021). ... 79

Figura 57. Placa solar fotovoltaica. (Fuente: Trialelectricos, 2021). ... 80

Figura 58. Distancia mínima entre placas. (Fuente: El blog del instalador, 2021) ... 81

Figura 59. Estructura de soporte de placas solares. (Fuente: Rebacas, 2021). ... 82

Figura 60. Inversor. (Fuente: solar-pur AG, 2021). ... 82

Figura 61. Posicionamiento aproximado de los módulos fotovoltaicos. (Fuente: Elaboración propia). ... 83

Figura 62. Horas Pico Solar (HPS) en Baleares. (Fuente: Fusión energía solar, 2021) ... 85

Figura 63. Resultados energéticos de la incorporación de un sistema solar fotovoltaico. (Fuente: Elaboración propia)... 85

(12)

1. OBJETO

El objeto principal de este trabajo es realizar un estudio energético del colegio CEIP Sa Garriga con el fin de mejorar su eficiencia energética. Para ello, se realizarán dos modelos de simulaciones utilizando el software CE3X, una simplificada y otra exhaustiva, con la intención de ser comparadas juntamente con los consumos reales del edificio. Finalmente se propondrán una serie de medidas con tal de poder mejorar la eficiencia energética del colegio, al mismo tiempo que se estudiará su viabilidad económica.

2. ALCANCE DEL ESTUDIO

Este estudio contiene:

 El estudio se centrará en el colegio CEIP Sa Garriga situado en la calle Pere Tudurí, Paratge Camí Vell de s’Ullastrar, s/n, 07710 de Sant Lluís, Islas Baleares. Referencia Catastral: 7418101FE0171N0001PI

 Estudio teórico sobre las certificaciones energéticas y el estado actual de éstas y el funcionamiento del software CE3X para llevar a cabo el análisis energético del edificio.

 Realización de una descripción detallada del edificio, a partir de los datos obtenidos por el Ayuntamiento de Sant Lluís.

 Elaboración de los dos modelos de certificación energética con el CE3X, la simplificada y la exhaustiva, para posteriormente ser comparados.

 Realización de una comparación de los resultados simulados con los datos de los consumos reales para analizar si sería posible obtener una certificación energética a partir de datos monitorizados.

 Realización de una búsqueda y evaluación de posibles medidas para mejorar la eficiencia energética del edificio.

 Durante el desarrollo de las certificaciones se contemplarán patrones de sombras proyectadas en las fachadas en caso de que sean relevantes.

(13)

3. JUSTIFICACIÓN

El cambio climático es uno de los principales problemas a nivel mundial actualmente y así lo reconoce la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC), cuyo propósito principal es la estabilización de las concentraciones de los gases de efecto invernadero a un nivel que no implique una interferencia peligrosa en el sistema climático, y que permita un desarrollo sostenible [1]. Para ello se han desarrollado diversos acuerdos internacionales que buscan limitar el uso de energías fósiles y reducir el impacto ambiental de las actividades humanas [2].

Figura 1. Hoja de ruta europea hacía economía baja en carbono. (Fuente: Guía de aplicación DB HE 2019 CTE).

Entre las diversas actividades contaminantes, los inmuebles de todo tipo como pueden ser las viviendas, lugares de trabajo, escuelas, hospitales, bibliotecas u otros edificios públicos son, no obstante, los mayores consumidores de energía de la UE y se encuentran entre los principales emisores de dióxido de carbono, ya que se considera que aproximadamente el 75% del parque inmobiliario de la UE es insuficiente desde el punto de vista energético, por lo que gran parte de la energía consumida es malgastada. En su conjunto, los edificios son responsables del 40% del consumo energético de la UE y del 36% de las emisiones de gases de efecto invernadero, generadas principalmente durante su construcción, utilización, renovación y demolición [4].

Por este motivo, la estrategia a largo plazo para 2050 de la Unión Europea [5], establece una hoja de ruta hacia una economía baja en carbono mediante la reducción de gases de efecto invernadero (GEI), fijando para el sector de la edificación un objetivo de reducción de emisiones del 90% para el año 2050 respecto a las emisiones de 1990 [3].

(14)

Para desarrollar dichos objetivos surge la necesidad tanto de realizar certificaciones energéticas como posteriormente mejorar los edificios para un mayor ahorro energético. Dicho procedimiento viene regulado en el marco de la Unión Europea por la Directiva 2018/844/UE, la cual define objetivos concretos para el sector de la edificación, que se han tenido que trasponer a nuestro ordenamiento jurídico español a través, por ejemplo, del RD 235/2013 por el que se aprueba el procedimiento básico para la certificación de la eficiencia energética de los edificios, actualmente modificado por el RD 564/2017, o a través del Código Técnico de la Edificación (CTE) entre otros instrumentos reglamentarios.

De hecho, desde el 1 de junio de 2013, el RD 235/2013 exige la presentación o puesta a disposición de un certificado energético, salvo algunas excepciones, para cualquier edificio, vivienda o local, puesto en venta o alquiler.

Dicho esto, puntualizar que el estudio que se va a realizar no se centrará únicamente en la mera elaboración de un certificado energético obligatorio, sino que tras analizar el gasto energético de una construcción, se tratará de proponer medidas concretas que mejoren la eficiencia energética del edificio y supongan un ahorro económico y una reducción de las emisiones de efecto invernadero.

4. ESPECIFICACIONES BÁSICAS

 Para el desarrollo del estudio, el Ayuntamiento de Sant Lluís nos proporcionará los planos, memoria y datos de consumos, entre otros. Dichos datos extraídos de los documentos mencionados anteriormente se considerarán ciertos, como pueden ser medidas o materiales constructivos, información técnica de las instalaciones, etc.

 Para llevar a cabo los dos modelos de simulación de certificado energético se hará uso de la última versión del software CE3X (v. 2.3) que es reconocido como procedimiento homologado para la certificación energética de edificios existentes por el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico [6].

 En el proceso de certificación simplificada, los datos introducidos en el programa serán dados por defecto, siendo el propio programa quien realice la estimación. Por otro lado, en la certificación exhaustiva, los datos que se introducirán serán los extraídos de la documentación proporcionada por el Ayuntamiento de Sant Lluís, y en el caso de no saber algún dato técnico, éste será introducido por defecto.  Para la avaluación de las posibles medidas para mejorar la eficiencia energética del

(15)

5. ANTECEDENTES Y ESTADO DEL ARTE

A nivel global, la preocupación institucional por el medio ambiente surgió en la cumbre de Naciones Unidas que se celebró en Estocolmo en 1972, en la que se centraron la atención en temas medioambientales, especialmente los relacionados con la degradación ambiental y la contaminación transfronteriza [7].

En los años subsiguientes, las actividades encaminadas a integrar el medio ambiente en los planes de desarrollo y en procesos de adopción de decisiones no llegaron muy lejos y por este motivo, el 1992 se llevó a cabo la Cumbre de la Tierra de Río de Janeiro que reunió a representantes de todos los países del mundo parar tratar temas relacionados con el medio ambiente, salud, residuos, biodiversidad y desarrollo sostenible del planeta, así como el cambio climático [8]. Dicha cumbre presentó grandes acuerdos para afrontar estos temas de los cuales destacamos:

 Declaración de Río sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo  Agenda 21

 Declaración de Principios Forestales  Convenio sobre la Diversidad Biológica

 Convenio Marco de las Naciones Unidas contra el Cambio Climático

De hecho, el Convenio Marco de las Naciones Unidas contra el Cambio Climático (CMNUCC), que entró en vigor en 1994, tenía la intención de hacer frente al reto del cambio climático y estabilizar las concentraciones de gases de efecto invernadero. Por esta razón, el 1997 se realizó el Protocolo de Kyoto, uno de los más importantes a nivel climático hecho hasta la fecha, en el que los países firmantes aceptaron reducir las emisiones de gases contaminantes en el período comprendido entre 2008 y 2012 en torno a un 5% con respecto a los niveles de 1990. Destacar que este acuerdo internacional no entró en vigor hasta el 2005, después de la ratificación por parte de Rusia [9].

Posteriormente, la Unión Europea aprobó en 2008 el Paquete de Energía y Cambio climático 2013-2020, más conocido como el 20-20-20, en el que se hicieron unos compromisos en materia de cambio climático y energía como son [10]:

 Reducir un 20% las emisiones de gases de efecto invernadero en 2020 respecto a 1990.

 Reducir un 20% el consumo de energía primaria gracias a un incremento de la eficiencia energética en 2020.

 Incrementar el uso de las energías renovables hasta un 20% del consumo bruto de energía final de 2020.

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Más tarde, en 2015, se realizó la COP21 en París, una nueva edición de las muchas Conferencias de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático llevadas a cabo. En este caso, 195 países firmaron el Acuerdo de París, con el objetivo de evitar que el incremento de la temperatura media global del planeta supere los 2ºC respecto a los niveles preindustriales y busca, además, promover esfuerzos adicionales que hagan posible que el calentamiento global no supere los 1,5ºC [11].

Durante este período de acuerdos internacionales comentados, además de otros no

mencionados, cabe destacar que según un estudio realizado por Schneider Electric -empresa que manejaba el 72% del mercado mundial en el período de 2011- el consumo

de energía de los edificios a nivel global representaba el 42% y en consecuencia eso suponía que el 50% de las emisiones de CO2 de los edificios procediesen del consumo eléctrico [12].

Actualmente un edificio puede durar entre 50 a 100 años e incluso más en algunas ocasiones, lo que hace que sea bastante conveniente incorporar una tecnología energética eficiente desde el primer momento. De hecho, según explica Juan Aguedo, Director Comercial de Buildings de Schneider Electric, se puede lograr hasta un 30% de ahorro energético utilizando las soluciones y tecnologías disponibles.

A partir de entonces, se consideró que la eficiencia energética era el modo más rápido, económico y limpio de reducir el consumo energético y a la vez, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Por este motivo, a continuación se comentarán algunas normativas referentes a la eficiencia energética de los edificios, que además será la que se requerirá para llevar a cabo el desarrollo de este proyecto.

"Está demostrado que la buena voluntad de las personas sólo funciona inicialmente, tras algunas semanas los ahorros se pierden. Sólo obtenemos ahorros energéticos sostenibles si implementamos soluciones automatizadas que ayuden a medir, analizar, controlar y gestionar el uso energético", explicó Juan Aguedo. (Electricidad, 2011) [12].

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5.1. Legislación en el marco Europeo

La Directiva 2002/91/CE fue la primera norma europea que abordó de forma íntegra la cuestión de la eficiencia energética [13]. Ésta fue inspirada en el Protocolo de Kyoto, ya que la Unión Europea se comprometió a reducir las emisiones de CO2 en un 8% para 2010 [14].

Por este motivo, esta directiva estableció requisitos en relación a [14. Art.1]:

a) El marco general de una metodología de cálculo de la eficiencia energética integrada de los edificios.

b) La aplicación de requisitos mínimos de eficiencia energética de los edificios nuevos.

c) La aplicación de requisitos mínimos de eficiencia energética de grandes edificios existentes que sean objeto de reformas importantes.

d) La certificación energética de edificios.

e) La inspección periódica de calderas y sistemas de aire acondicionado de edificios y, además, la evaluación del estado de la instalación de calefacción con calderas de más de 15 años.

Más adelante, se redactó la Directiva 2010/31/UE la cual derogaba en parte a la pionera Directiva 2002/91/CE [13]. En esta actualización, se pretendía establecer nuevas medidas para reducir el consumo de energía de la UE juntamente con un mayor uso de la energía procedente de fuentes renovables regulado por la Directiva 2009/28/CE para cumplir con el Protocolo de Kyoto, y la consecución del triple objetivo para 2020 comentado anteriormente [15].

De la Directiva 2010/31/UE debemos destacar la introducción del concepto de edificio de consumo de energía casi nulo, que se define como aquel edificio con un nivel de eficiencia energética muy alto. Además, la cantidad casi nula o muy baja de energía requerida deberá estar cubierta, en muy amplia medida, por energía procedente de fuentes renovables [15. Art.2]. Dicho esto, en el Artículo 9, se establece que a partir del 31 de diciembre de 2020, todos los edificios de nueva construcción deberán ser de consumo de energía casi nulo. Destacar que, a partir del 31 de diciembre 2018, este requisito deberá ser obligatorio para todos los edificios que estén ocupados y sean propiedad de autoridades públicas [15. Art.9].

Posteriormente, en 2012 apareció la Directiva 2012/27/UE, relativa a la eficiencia energética, que estableció un marco común de medidas para el fomento de la eficiencia energética dentro de la Unión a fin de asegurar la consecución del objetivo principal de eficiencia energética de la Unión de un 20% de ahorro para 2020, ya que en las conclusiones del Consejo Europeo de 4 de febrero de 2011 se subrayaba que este objetivo no llevaba el camino de cumplirse [13] [16].

(18)

Finalmente, en 2018 se publicó la Directiva 2018/844/UE, actualmente la directiva vigente, que modificaba la Directiva 2010/31/UE y la Directiva 2012/27/UE. Con esta directiva, la Unión Europea busca establecer un sistema energético sostenible, competitivo, seguro y descarbonizado, cumpliendo con los compromisos en eficiencia energética establecidos para 2030 de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, aumentar la proporción de energías renovables y conseguir un ahorro energético [17].

5.2. Legislación en el marco Español

A nivel Español, una de las primeras leyes aplicadas en el ámbito energético fue la NBE-CT-79 (Normas Básicas de la Edificación), esta Norma tenía como objeto establecer las condiciones térmicas de los edificios. Posteriormente, surgió la Ley de Ordenación de la Edificación (LOE), ley 38/1999, que estableció unos criterios mínimos de seguridad, funcionalidad y habitabilidad [18].

Más tarde, para incorporar la Directiva 2002/91/CE de la Unión Europea, se publicó el Real Decreto 314/2006, con el que se aprobaba el Código Técnico de la Edificación (CTE), vigente a día de hoy. Este CTE derogaba el NBE, y actualmente establece las exigencias que deben cumplir los edificios en relación a lo establecido en la LOE [19]. Además, el Consejo de Ministros incorporó el Real Decreto 1027/2007 con el que se aprobaba el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE), que establece las condiciones que deben cumplir las instalaciones destinadas a atender la demanda de bienestar térmico e higiene a través de las instalaciones de calefacción, climatización y agua caliente sanitaria (ACS), para conseguir un uso racional de la energía [20]. Al mismo tiempo, se presentó el Real Decreto 47/2007, por el que se aprobaba el procedimiento básico para la certificación de eficiencia energética de edificios de nueva construcción [21] [22].

En el año 2013, para garantizar las obligaciones de la Directiva 2010/31/UE relativa a la eficiencia energética de los edificios, entró en vigor el Real Decreto 235/2013 por lo que se modificaba el Real Decreto 47/2007. El objetivo principal de este Decreto era establecer las condiciones técnicas y administrativas para realizar las certificaciones de eficiencia energética en los edificios y establecer el procedimiento básico de la metodología de cálculo para la calificación de la eficiencia energética de los edificios, además destaca, que desde el 1 de junio de 2013 será obligatorio la presentación o puesta a disposición de un certificado energético, salvo algunas excepciones, para cualquier edificio, vivienda o local, puesto en venta o alquiler [23].

(19)

A día de hoy, se encuentra el Real Decreto 564/2017 con el que se modifica ligeramente el Real Decreto 235/2013 en lo relativo a la exclusión del ámbito de aplicación de algunos edificios y la incorporación de la definición del término edificio de consumo de energía casi nulo [24].

Finalmente destacamos el Real Decreto 56/2016 con el que se traspone la Directiva 2012/27/UE en lo que se refiere a auditorías energéticas y a la acreditación de proveedores de servicios energéticos y auditores [18].

A continuación se presenta un esquema de las principales normativas europeas y españolas ordenadas cronológicamente.

Figura 2. Esquema que define el Timeline de las principales normativas europeas y españolas. (Fuente: Elaboración

propia).

1979 •NBE-CT-79: Normas Básicas de la Edificación

1999 • Ley 38/1999: Ley de Ordenación de la Edificación (LOE)

2002 •Directiva 2002/91/CE relativa a la eficiencia energética de los edificios

2006 •Real Decreto 314/2006: Código Técnico de la Edificación

2007

•Real Decreto 1027/2007: Reglamento de Instalaciones Térmicas de los Edificios •Real Decreto 47/2007: Certificación energética de edificios de nueva construcción

2009 •Directiva 2009/28/CE de fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables

2010 •Directiva 2010/31/UE relativa a la eficiencia energética de los edificios

2012 •Directiva 2012/27/UE relativa a la eficiencia energética

2013 •Real Decreto 235/2013: Certificación energética de edificios existentes

2016 •Real Decreto 56/2016 relativo a auditorías energéticas

2017 •Real Decreto 564/2017 relativo al procedimiento básico para la certificación de la eficiencia energética de los edificios

(20)

5.3. Eficiencia energética en las Islas Baleares

Las Islas Baleares, por el hecho insular, son especialmente vulnerables al cambio climático. En buena parte lo son porque se prevé que el incremento medio de temperatura en el archipiélago será superior a la media global, según la Agencia Española de Meteorología. En los últimos 40 años, se ha experimentado un incremento de 0,3 ºC por década en la temperatura media, mientras que para los próximos años se prevé un incremento de entre 2 y 5 grados [25].

Por este motivo, para combatir los impactos del cambio climático, se ha desarrollado recientemente la Ley 10/2019 relativa al cambio climático y transición energética [25]. Por otra parte, en el documento de “Energías renovables y eficiencia energética en las Islas Baleares: estrategias y líneas de actuación” de 2013 [26], se destaca que el consumo de los sectores residencial y de servicios supone un 33,3% del consumo final de energía y el consumo de energía eléctrica de estos sectores es un 93,1% del total de consumo eléctrico balear, por lo que es importante incidir en la mejora de la eficiencia energética en edificios y equipos de los hogares.

Dicho esto, el vicepresidente y conceller de Transición Energética y Sectores Productivos, Juan Pedro Yllanes, y el director general de Energía y Cambio Climático, Aitor Urresti, presentaron el 2 se septiembre de 2020 el Plan de Rehabilitación Energética de Edificios (PREE) aprobado por el Gobierno central y que supondrá una inversión para las Islas Baleares de 7,1 millones de euros [27].

Concretamente, el PREE prevé ayudas directas para edificios construidos antes de 2007, destinados a actuaciones de mejora de la eficiencia energética, como por ejemplo cambios de envolvente térmica, sustitución de calderas antiguas por opciones renovables como la termosolar o la geotérmica, o actuaciones para la mejora en la eficiencia en iluminación.

Para terminar, decir que este programa lo coordinará el IDEA (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía), organismo dependiente del Ministerio de Transición Ecológica, y será gestionado por primera vez por las comunidades autónomas, que serán las encargadas de realizar y publicar las convocatorias respectivas y fijar la fecha tope para presentar las solicitudes, siempre que no sea posterior al 31 de julio de 2021 [27].

De hecho el vicepresidente Yllanes comentó que “este programa contribuirá a la mejora de la eficiencia de los hogares de nuestra comunidad y permitirá impulsar la transición energética y lograr los objetivos de descarbonización contemplados a la Ley de cambio climático balear”. (Caib, 2020) [27]

(21)

5.3.1. Estado actual de la certificación energética en Baleares

Desde el año 2014, el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico ha publicado informes para analizar la evolución en el número de edificios certificados energéticamente, diferenciando entre edificios nuevos y existentes, y clasificando los resultados por comunidades autónomas.

Dicho esto, a partir de los datos extraídos de los tres últimos informes publicados que son el 6º (2017) [28], 7º (2018) [29] y 8º (2019) [30], se analizará el estado de la certificación energética de los edificios en Baleares.

En la siguiente tabla se recoge el número de certificados registrados por Baleares. Es decir, representan el acumulado de registros desde su creación, y sólo reflejan los datos relativos a edificios terminados, tanto nuevos como existentes, o a las unidades de los edificios que se han certificado de forma independiente.

Año Nº Certificados de Ed. Nuevos acabados Nº Certificados de Ed. Existentes 2017 684 80918 2018 987 95509 2019 1439 112733

Tabla 1. Número de certificados registrados en Baleares durante 2019,2018 y 2017. (Fuente: Elaboración propia).

El número total de certificados registrados en Baleares son 114.172, del que los edificios existentes representan el 98,74%.

En el caso de certificados para edificios de nueva construcción, en la siguiente gráfica observamos un crecimiento sostenido anual, con incrementos alrededor del 45%, pero con una tendencia creciente para los próximos años.

(22)

Para el caso de certificados energéticos de edificios existentes, como contemplamos en el gráfico siguiente, el incremento anual se estabiliza alrededor del 18%.

Figura 4. Evolución del registro de certificados energéticos Ed. Existentes (2017-2019). (Fuente: Elaboración propia).

Por otro lado, destacaremos los datos relativos a los registros de las calificaciones energéticas en EMISIONES de edificios existentes.

Figura 5. Calificación energética de edificios existentes por emisiones 2019. (Fuente: Elaboración propia).

Observamos que prácticamente el 55% del parque edificatorio existente se encuentra entre la categoría F y G, siendo la G la de mayor peso. Por otra parte, destaca que solamente el 5% se ve representado por las categorías A, B y C, y eso supone que en los próximos años se debería realizar un esfuerzo para mejorarlo.

CCAA A B C D E F G TOTAL

BALEARES 316 1236 4152 10436 46396 15110 35087 112733

(23)

5.4. Certificado energético

El certificado de eficiencia energética o certificado energético es un documento oficial redactado por un técnico competente (técnico que está en posesión de cualquiera de las titulaciones académicas y profesionales habilitantes para la redacción de proyectos o dirección de obras y dirección de ejecución de obras de edificación o para la realización de proyectos de sus instalaciones térmicas, según lo establecido en la Ley 38/1999 [23].) que incluye información objetiva sobre las características energéticas de un inmueble. Por lo tanto, la certificación energética califica energéticamente un inmueble calculando el consumo anual de energía necesario para satisfacer la demanda energética de un edificio en condiciones normales de ocupación y funcionalidad [31] [32].

Dicha certificación, como se ha comentado anteriormente, se deberá presentar o poner a disposición obligatoriamente para cualquier edificio, vivienda o local, puesto en venta o alquiler, pero existen excepciones en las que no se requiere de este documento como son [24. Art.2]:

a) Edificios protegidos oficialmente por ser parte de un entorno declarado o en razón de su particular valor arquitectónico o histórico.

b) Edificios o partes de edificios utilizados exclusivamente como lugares de culto y para actividades religiosas.

c) Construcciones provisionales con un plazo previsto de utilización igual o inferior a dos años.

d) Edificios industriales, de la defensa y agrícolas no residenciales, o partes de los mismos, de baja demanda energética.

e) Edificios o partes de edificios aislados con una superficie útil total inferior a 50 m2.

f) Edificios que se compren para reformas importantes o demolición.

g) Edificios o partes de edificios existentes de viviendas, cuyo uso sea inferior a cuatro meses al año, o bien durante un tiempo limitado al año y con un consumo previsto de energía inferior al 25 por ciento de lo que resultaría de su utilización durante todo el año.

Por otro lado, el contenido mínimo que deberá incluir el certificado de eficiencia energética es la siguiente [23. Art.6]:

 Identificación del edificio o de la parte del mismo que se certifica, incluyendo su referencia catastral.

 Datos del técnico/a certificador/a y el promotor/a o propietario/a.

 Identificación del procedimiento escogido para la obtención de la calificación energética del edificio (opción general, programa informático u opción simplificada).

(24)

 Indicación de la normativa sobre ahorro y eficiencia energética de aplicación en el momento de su construcción.

 Calificación de eficiencia energética del edificio expresada mediante la etiqueta energética.

 Descripción de las características energéticas del edificio: envolvente térmica, instalaciones térmicas y de iluminación, condiciones normales de funcionamiento y ocupación, condiciones de confort térmico, lumínico, calidad de aire interior y demás datos utilizados para obtener la calificación de eficiencia energética del edificio.

 Descripción de las comprobaciones, pruebas e inspecciones que el técnico certificador ha llevado a cabo durante la fase de calificación energética.

 Para los edificios existentes, documento de recomendaciones a implementar para que se produzca una reducción del consumo y de las emisiones de forma viable. Estas medidas pueden ser aplicadas de forma voluntaria por parte del propietario.

Destacar, que tanto los certificados energéticos como las etiquetas energéticas tienen una validez máxima de diez años desde su emisión [23. Art.11].

5.4.1. La etiqueta energética

La etiqueta energética representa de forma visual el resultado del proceso de certificación de eficiencia energética del edificio. Para mostrar la calificación se utiliza una escala de siete letras correlativas, que va desde la letra A a la G. La letra A, representada con un color verde oscuro, es la calificación más alta y corresponde a un edificio de muy alta eficiencia energética, con consumos energéticos optimizados, mientras que, por el contario, la letra G, representada por un color rojo, corresponde a un edificio muy ineficiente desde el punto de vista energético [33].

Además, también contiene entre otros datos, información sobre el consumo de energía anual (Kwh/año y Kwh/m2) y sobre el consumo de CO2 anual (kgCO2/año y kgCO2/m2) [34].

Por otro lado, en la siguiente imagen, podemos observar la forma de la etiqueta energética homologada publicada por el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico [35]:

(25)

Figura 6. Modelo de etiqueta de eficiencia energética para un edificio terminado. (Fuente: Ministerio para la

Transición Ecológica y el Reto Demográfico).

Finalmente, comentar que en las Islas Baleares, la Dirección general de Energía y Cambio Climático, es el órgano competente en materia de certificación energética, por lo que gestiona las solicitudes de inscripción al registro de los certificados de edificios en Baleares y da derecho a la utilización de la etiqueta energética tanto al técnico certificador como al promotor o propietario [36].

5.4.2. Procedimientos para realizar la certificación energética

El certificado energético no es otra cosa que una estimación, mediante un procedimiento de cálculo estandarizado. En España, la normativa aplicable respecto a la eficiencia energética establece dos formas o metodologías para conseguir la certificación energética y éstas son [37] [38]:

1. Método simplificado: es el procedimiento aplicable solamente a edificios existentes. Está basado en el control indirecto de la demanda energética de los edificios mediante la limitación de los parámetros característicos de los cerramientos y particiones interiores que componen su envolvente térmica. La comprobación se realiza a través de la comparación de los valores obtenidos en el cálculo con los valores límites permitidos. Por este motivo, esta opción suele utilizarse cuando la información sobre las características constructivas y de las instalaciones del edificio están poco detalladas, y en consecuencia se obtienen unos resultados menos precisos que utilizando el método general.

(26)

2. Método general: es el procedimiento de referencia para el cálculo de eficiencia energética tanto en edificios nuevos como en edificios existentes. Este método permite el cálculo directo de la demanda energética del edificio, introduciendo los datos detallados de la envolvente térmica y de las instalaciones, y se compara con un edificio de referencia que funciona con niveles estándar. Por esta razón, este método es el más preciso.

Dicho esto, el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico juntamente con el Ministerio de Fomento han reconocido una serie de herramientas informáticas que pueden ser utilizadas para realizar el proceso de certificación energética de edificios, algunos de los diferentes programas habilitados se encuentran en la siguiente tabla [6]:

Método Software Logo Uso del edificio

G

EN

ER

AL

HULC

Edificios en proyecto, terminados y existentes:  Edificios de viviendas unifamiliares.  Edificios de viviendas en bloque.

 Viviendas individuales pertenecientes a edificios en bloque.  Edificios terciarios.

SG SAVE

Edificios en proyecto, terminados y existentes:  Edificios de viviendas unifamiliares.  Edificios de viviendas en bloque.

 Viviendas individuales pertenecientes a edificios en bloque.  Edificios terciarios.

CYPETHERM HE PLUS

Edificios en proyecto, terminados y existentes:  Edificios de viviendas unifamiliares.  Edificios de viviendas en bloque.

 Viviendas individuales pertenecientes a edificios en bloque.  Edificios terciarios. SI M P LI FI C AD O CERMA

Edificios en proyecto, terminados y existentes:  Edificios de viviendas unifamiliares.  Edificios de viviendas en bloque.

 Viviendas individuales pertenecientes a edificios en bloque.

CE3

Edificios existentes:

 Edificios de viviendas unifamiliares.  Edificios de viviendas en bloque.

 Viviendas individuales pertenecientes a edificios en bloque.  Edificios terciarios.

CE3X

Edificios existentes:

 Edificios de viviendas unifamiliares.  Edificios de viviendas en bloque.

 Viviendas individuales pertenecientes a edificios en bloque.  Edificios terciarios.

CE3X Complemento edificio nuevo

Edificios nuevos:

 Edificios residenciales de nueva construcción.  Edificios pequeños y medianos terciarios de nueva

construcción.

Tabla 3. Programas reconocidos para realizar una certificación energética en función de la metodología y tipo de

(27)

De los programas reconocidos mencionados en la tabla anterior, la opción más habitual a la hora de realizar un certificado energético detallado, a pesar de ser la más costosa técnicamente, suele ser la Herramienta Unificada Lider-Calener (HULC) ya que aparte de emitir un certificado preciso, verifica el cumplimiento de la normativa de Ahorro de Energía del CTE [39].

Por otro lado, el software CE3X es el más utilizado con diferencia cuando se debe certificar partes o edificios existentes, ya que hace uso del procedimiento simplificado [40]. Eso significa, que el tiempo dedicado a introducir factores se ve reducido y en consecuencia se pueden obtener resultados con mucha más velocidad. No obstante, se obtiene una pérdida de precisión porque sus cálculos van a favor de la seguridad. Por último, para la realización de este estudio, se ha decidido que se hará uso del software CE3X, ya que el edificio en estudio es un edificio terciario existente y además nos permitirá distintas posibilidades de entrada de datos relacionados con el edificio (conocidos, estimados o por defecto), ya que la información de la que partiremos puede ser que no sea completa.

6. METODOLOGÍA APLICADA

En este apartado se explicará de forma detallada la metodología que se deberá llevar a cabo a posteriori para obtener una certificación energética con el programa CE3X, para ello, se comentarán ordenadamente los procesos/etapas que se deberán realizar.

6.1. Certificación energética mediante el programa CE3X

Como se comentó en el objeto del proyecto, se llevarán a cabo dos modelos de certificación energética utilizando el software CE3X, una simplificada y otra exhaustiva. La principal diferencia entre los dos modelos de simulación reside en la forma de introducir los datos de las propiedades térmicas del edifico. En la opción simplificada, los datos introducidos serán dados por defecto, siendo el propio programa quien realice la estimación según la normativa vigente durante el desarrollo del proyecto del edificio, por el contrario, en la opción exhaustiva, los datos que se introducirán serán los extraídos de la documentación proporcionada por el Ayuntamiento de Sant Lluís, haciendo que la opción exhaustiva sea mucho más precisa que la simplificada.

Conviene destacar, que ambos modelos de simulación seguirán la misma estructura de procedimiento definido por el CE3X, el cual se ilustra en la siguiente imagen y explicado en los apartados posteriores [41].

(28)

Figura 7. Estructura del procedimiento de certificación CE3X. (Fuente: Manual de usuario de calificación energética

de edificios existentes CE3X, 2012).

6.1.1. Obtención de datos del edificio

En primer lugar, para poder obtener un certificado energético preciso, se debe hacer una recogida de datos técnicos del edificio en estudio. En nuestro caso, me puse en contacto con el Ayuntamiento de Sant Lluís para que pudieran facilitarme toda la información posible del colegio CEIP Sa Garriga.

Finalmente la información que obtuve fueron los planos del edificio, la memoria de la construcción, información técnica de las instalaciones y los consumos reales.

(29)

6.1.2. Entrada de datos

Una vez se recopiló toda la información necesaria, se procedió a estudiarla en profundidad para agilizar el proceso de introducción de datos en el programa. Dicha entrada de datos, como se observa en la figura 7, se divide en cuatro apartados: datos administrativos, datos generales, envolvente térmica e instalaciones. Todos ellos se explicarán a continuación indicando qué información debe introducirse según indica el manual de usuario del programa CE3X.

Por otro lado, antes de empezar el proceso de introducción de datos, justo al abrir el programa CE3X, se nos abre una ventana en el que nos pregunta qué tipo de edificio se desea certificar según su uso.

Figura 8. Ventana inicial para la selección del tipo de edificio a certificar. (Fuente: Elaboración propia).

Las opciones que nos ofrece, como se comentó anteriormente, son edificios residenciales o terciarios existentes. Además, respecto a los edificios terciarios, diferencia entre pequeño y gran terciario. Estos dos últimos se diferencian principalmente por la información adicional que permite introducir respecto a las instalaciones.

6.1.2.1. Datos administrativos

En este primer apartado, se pide la información relativa a la localización e identificación del edificio, datos del cliente que encarga la certificación como también los datos del certificador que asumirá la responsabilidad del proyecto. Dichos datos informativos, no tendrán ninguna influencia sobre los resultados de la calificación, solamente sirven para identificar quién intervendrá a la hora de realizar el certificado energético.

(30)

6.1.2.2. Datos generales

En este segundo apartado, a diferencia del anterior, se piden datos imprescindibles para la obtención de la calificación del edificio y que influyen directamente en su valor final. Estos pueden dividirse en dos grupos:

Datos generales: son datos que permitirán establecer los valores de aplicación por defecto para los diferentes cerramientos y sistemas en función de la normativa vigente. Para ello será necesario introducir:

- Normativa vigente: Introducir la normativa vigente cuando se emitió el visado para la obtención de la licencia de obra del edificio y el año de construcción. - Tipo de edificio: Nos proporciona las opciones si queremos certificar el edificio

completo o bien un local.

- Perfil de uso: En este punto, tendremos que indicar qué intensidad de uso tiene el edificio (baja, media o alta) y las horas diarias de funcionamiento (8, 12, 16 o 24 horas).

- Provincia/comunidad autónoma y localidad: Permite determinar a qué zona climática pertenece el edificio.

- Zona climática: Si la provincia y la localidad aparece en la base de datos del programa, la zona climática se selecciona automáticamente. En caso contrario, habrá que introducirla manualmente como se indica en el CTE (HE1 y HE4). Definición del edificio: se trata de datos generales que describen el edificio a certificar, como son la superficie útil habitable, la altura libre de planta, número de plantas habitables, el consumo total diario de ACS, la masa de las particiones interiores y si se ha ensayado la estanqueidad del edificio.

6.1.2.3. Envolvente térmica

En este tercer apartado, se definirá la envolvente térmica, que se compone de todos los cerramientos que separan los espacios habitables con el exterior (terreno, aire u otros edificios) y las particiones interiores que separan espacios habitables de los no habitables. Además, se definirán los posibles puentes térmicos que contenga el edificio. Resumiendo, podemos observar en la siguiente imagen el organigrama de los componentes de la envolvente térmica, los cuales se definirán a continuación [41].

(31)

Figura 9. Organigrama de componentes de la envolvente térmica. (Fuente: Manual de usuario de calificación

energética de edificios existentes CE3X, 2012).

6.1.2.3.1. Cubiertas

Las cubiertas son los elementos constructivos que protegen los edificios en la parte superior. Como se observa en la figura 9, se distinguen dos tipos de cubiertas, enterradas o en contacto con el aire. En ambas se pedirá que indiquemos su nombre, la zona a la que pertenece, su geometría (superficie) y las propiedades térmicas. Además, para las cubiertas en contacto con el aire, nos permite distinguir entre cubiertas planas o inclinadas y al ser un elemento exterior nos da la posibilidad de introducir también un patrón de sombras si lo requiere.

(32)

6.1.2.3.2. Muros

Los muros son los cerramientos verticales del edificio que los protegen del exterior. Para introducirlos en el programa, éste los clasifica en tres tipos:

- Muro en contacto con el terreno: son aquellos muros exteriores que se encuentran enterrados en contacto con el terreno, como puede ocurrir, por ejemplo, cuando el edificio dispone de plantas subterráneas. Los datos a introducir serán el nombre, la zona, la geometría (superficie) y las propiedades térmicas.

- Muro de fachada: son los muros verticales que delimitan los espacios interiores del edificio con el ambiente exterior. Los datos que se requieren son el nombre, la zona, la geometría (superficie), las propiedades térmicas, la orientación y el posible patrón de sombras.

- Muro en contacto con otro edificio (medianería): son los cerramientos del edificio que como indica su nombre están en contacto con otro edificio. En este caso, este tipo de cerramiento sólo afectará a la inercia térmica del edificio, ya que se considera que el edificio colindante se encuentra acondicionado. Los datos a introducir serán el nombre, la zona, la geometría (superficie) y el tipo de muro (pesado o ligero).

6.1.2.3.3. Suelos

Los suelos son los cerramientos horizontales inferiores del edificio, existen dos distinciones según indica el programa, suelos en contacto con el terreno o en contacto con el aire. En los dos se deberá indicar el nombre, la zona, la geometría (superficie) y las propiedades térmicas. Además, para los suelos en contacto con el terreno, se deberá definir su profundidad, pudiendo ser menor o igual que 0,5m o mayor que 0,5m.

6.1.2.3.4. Partición interior

La partición interior se define como la parte que se encuentra en contacto con un espacio no habitable. Pueden ser de tres tipos: vertical, horizontal en contacto con un espacio no habitable inferior u horizontal en contacto con un espacio no habitable superior.

Para introducirlos correctamente, se deberá indicar el nombre, la zona, la superficie de la partición y las propiedades térmicas. Asimismo, cuando se trate de particiones horizontales en contacto con un espacio no habitable inferior o superior, se deberá

(33)

especificar el tipo de espacio no habitable, pudiendo elegir cuando se trate de inferior en cámara sanitaria, garaje/espacio enterrado o local en superficie y cuando se trate de superior en espacio bajo cubierta inclinada u otro tipo.

6.1.2.3.5. Huecos y lucernarios

Una vez definidos todos los cerramientos exteriores del edificio, el programa nos permite asociarles todos esos huecos o lucernarios existentes.

Los datos que se deberán introducir para su correcta identificación deberán ser: el nombre, el cerramiento asociado, la orientación, la geometría (superficie), porcentaje de marco, permeabilidad del hueco, absortividad del marco, posibles dispositivos de protección solar, si se dispone de doble ventana, posible patrón de sombras, tipo de vidrio, tipo de marco y propiedades térmicas.

6.1.2.3.6. Puentes térmicos

Para cerrar el apartado de la envolvente térmica, se introducirán los posibles puentes térmicos. Éstos representan las zonas en las que hay una minoración de la resistencia térmica respecto al resto de cerramientos, que en otras palabras podría resumirse como la zona de la envolvente por la que se transmite más fácilmente el calor comparado con el resto de la superficie. Esta pérdida de calor está normalmente motivada por la diferente conductividad de los materiales que se han utilizado como por la diferencia de espesor de estos o por simples cuestiones geométricas.

Dicho esto, el programa ofrece dos posibilidades para definirlos:

Definidos por el usuario: son introducidos manualmente, y para ello se requerirá la introducción del nombre, tipo de puente térmico, el cerramiento asociado, el valor de transmitancia térmica lineal del puente térmico y la longitud sobre la cual se aplica la transmitancia térmica lineal.

Definidos por defecto: los puentes térmicos se definirán automáticamente asociándolos a los distintos cerramientos introducidos anteriormente. Sin embargo, las propiedades térmicas que vienen dados por defecto, podrán ser modificadas por el usuario si lo cree necesario.

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6.1.2.4. Instalaciones

En este último apartado, se definirán las instalaciones de las que disponga el edificio. Para ello, según la tipología edificatoria, el programa nos permite introducir una serie de instalaciones como se observa en la siguiente imagen [41].

Figura 10. Instalaciones en función de la tipología edificatoria. (Fuente: Manual de usuario de calificación energética

de edificios existentes CE3X, 2012).

Para no detallar toda la información necesaria para cada instalación, la cual puede ser muy extensa, se puede observar directamente en el apartado 7.2 en el que se detallan las instalaciones de las que dispone el edificio en estudio, considerado como gran terciario.

6.1.3. Obtención de los resultados de la calificación energética

Una vez hayamos introducido todos los datos que se han mencionado anteriormente, el programa podrá proceder a realizar la simulación de la certificación energética, la cual será más próxima a valores reales de demandas y emisiones si los datos referidos a la envolvente térmica e instalaciones han sido totalmente completados y detallados. En dicha calificación arrojada por el CE3X se mostrará la escala de calificación (KgCO2/m2) con la calificación obtenida del edificio en estudio, también aparecerán las demandas y emisiones de CO2 de calefacción, refrigeración, ACS e iluminación.

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6.2. Comparación con los datos de consumos reales

Al obtener los resultados de las dos simulaciones de certificado energético, la simplificada y la exhaustiva, se procederá en primer lugar a extraer el consumo real del edificio en estudio a partir de las facturas de consumos y en segundo lugar, se llevará a cabo una comparación de los consumos simulados con el consumo real, con el fin de analizar si sería posible obtener una estimación de certificación energética solamente a partir de datos monitorizados.

6.3. Propuestas de mejora

Para terminar el estudio, al finalizar el análisis de los resultados obtenidos, se estudiarán las diversas medidas de mejora que proporciona el programa y otras alternativas que puedan encontrarse con el fin de conseguir una calificación energética más alta. Para llevar a cabo la evaluación de qué mejoras se podrán llevar a cabo, se tendrán en cuenta aspectos como la viabilidad económica, el impacto ambiental y el ahorro de consumo que puedan aportar.

7. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL EDIFICIO EN ESTUDIO

El edificio con el que se realizará el estudio será el colegio CEIP Sa Garriga que fue construido en 2012 en el sudoeste del núcleo urbano de Sant Lluís (Menorca), el cual se encuentra comprendido entre la calle Pere Tudurí y la calle Sant Jacint con continuación del Camí Vell de S’Ullastrar. Su uso principal y único, como indica su nombre, será el docente, en el que se imparte tanto educación infantil como primaria.

La geometría del edificio está configurada por tres bloques, colocados formando una U con la obertura hacia el sur. Estos tres bloques están destinados a diferentes usos: - El bloque este, de planta baja, es destinado principalmente a aulas de infantil. - El bloque oeste, de planta baja y un piso, es destinado principalmente a aulas de

primaria.

- El bloque norte, de planta baja, está destinado a uso de comedor y gimnasio. Además, este bloque tiene un porche que sirve para unir los tres bloques que forman la escuela, ya que los bloques de aularios son paralelos.

También hay un patio contenido en el interior de la U, un campo de fútbol en la parte oeste del edificio y un aparcamiento en la parte norte.

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Figura 11. Vista satélite del CEIP Sa Garriga. (Fuente: Google Maps, 2021) [42].

Por otro lado, la edificación está construida en una parcelación cuadrada de 10.032,93m2 sensiblemente plana y con una pendiente inferior a 15º, en la que debemos destacar las siguientes superficies útiles y construidas:

Superficies útiles y construidas Superficie (m2)

Superficie construida planta baja 2.261,00

Superficie construida planta piso 1 826,45

Superficie construida cubierta 45,80

Superficie porches (50%) 244,25

Superficie útil total 2.792,30

Superficie construida total 3.377,50

Tabla 4. Superficies útiles y construidas del CEIP Sa Garriga. (Fuente: Elaboración propia).

7.1. Características constructivas

En este punto, se describirán de forma general las características constructivas más relevantes del edificio a partir de la información recopilada de la memoria constructiva y planos.

Referencias

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