OPTIMIZACIÓN DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA DE UN COMPLEJO DE TURISMO RURAL MEDIANTE EL APROVECHAMIENTO DE ENERGÍAS RENOVABLES

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Texto completo

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y puertos y de Ingeniería de Minas

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CARTAGENA

OPTIMIZACIÓN DE LA EFICIENCIA

ENERGÉTICA DE UN COMPLEJO DE

TURISMO RURAL MEDIANTE EL

APROVECHAMIENTO DE ENERGÍAS

RENOVABLES

Titulación: Grado en Ingeniería de

Recursos Minerales y Energía

Alumno: Jesús Hernández Sánchez

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OPTIMIZACIÓN DE LA EFICIENCIA

ENERGÉTICA DE UN COMPLEJO DE TURISMO

RURAL MEDIANTE EL APROVECHAMIENTO DE

ENERGÍAS RENOVABLES

Trabajo final de grado. Grado de Recursos Minerales y Energía

E. T. S. de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos y de Ingeniería de

Minas. EICM

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CARTAGENA. UPCT

Jesús Hernández Sánchez

Curso 2016/2017

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Agradecimientos:

Me gustaría agradecer a mis padres y hermanos por su infinita paciencia y apoyo, sin ellos no estaría donde estoy. A todos mis compañeros por su amistad y buenos momentos pasados juntos, a mi paciente novia por su ayuda en los malos momentos y, un profundo agradecimiento a mi tutor del trabajo.

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1. INTRODUCCIÓN……….……….……….……….…....1

1.1. ANTECEDENTES……….…….……….……….2

1.2. OBJETIVO……….….………...2

1.3. MARCO TEÓRICO……….……….………..….….3

1.4. EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EDIFICIOS……….………..…4

1.5. INTRODUCCIÓN A LA CALIFICACIÓN ENERGÉTICA DE EDIFICIOS…………...4

1.5.1. ANTECENTES NORMATIVOS EN EFICIENCIA ENERGÉTICA DE EDIFICOS………..…....5

1.5.2. LEGISLACIÓN ACTUAL SOBRE LA CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA DE EDIFICIOS………...…..…8

1.6. PROCEDIMIENTOS PARA LA CERTIFICACIÓN DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA DE EDIFICIOS NUEVOS Y EXISTENTES………..…….9

1.6.1. PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO BÁSICO DE CERTIFICACIÓN………...………...9

1.6.2. “CE3”…….………...…...9

1.6.3. “CE3X”………..……….10

1.6.4. “CERMA”……….………..……10

2. ANÁLISIS ENERGÉTICO INCIAL DEL COMPLEJO TURÍSTICO………...11

2.1. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL COMPLEJO TURÍSTICO “LOS CUATRO VIENTOS”……….…..11

2.1.1. DATOS DEL EMPLAZAMIENTO………..………...11

2.1.2. DOCUMENTACIÓN EXISTENTE SOBRE EL EDIFICIO………...…..12

2.2. DESCRIPCIÓN DEL PROGRAMA CE3X………...…….13

2.2.1. DATOS ADMINISTRATIVOS………...….14

2.2.2. DATOS GENERALES Y DEFINICIÓN DEL EDIFICIO……….14

2.2.2.1. ENVOLVENTE TÉRMICA………..18

2.2.2.1.1. DEFINICIÓN DE LA ZONIFICACIÓN………..18

2.2.2.1.2. INTRODUCCIÓN DE LA ENVOLVENTE TÉRMICA………..,.…...….19

(5)

2.2.2.2. INSTALACIONES………28

2.2.2.2.1. EQUIPO MIXTO DE CALEFACCIÓN Y ACS……….28

2.2.2.3. PATRONES DE SOMBRAS………..30

2.3. CALIFICACIÓN ENERGÉTICA DEL EDIFICIO………..31

3. ANÁLISIS DE LAS FUENTES DE ENERGÍA RENOVABLES DISPONIBLES EN EL ENTORNO……….…35

3.1. ENERGÍA SOLAR TÉRMICA……….………35

3.2. BIOMASA………..…..………..37

3.3. ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA………...………….………38

3.4. ENERGÍA MINIEÓLICA………...…39

4. PROPUESTA DE INSTALACIONES PARA EL APROVECHAMIENTO DE RECURSOS RENOVABLES………..………41

4.1. BIOMASA………...……….41

4.1.1. FUNCIONAMIENTO DE LA BIOMASA………..……….41

4.1.2. CÁLCULO DE LA DEMANDA ENERGÉTICA Y DE ACS…..……….43

4.1.2.1. CÁLCULO DEMANDA ENERGÉTICA DE ACS………..………..43

4.1.2.2. CÁLCULO DEMANDA DE CALEFACCIÓN………..………….48

4.1.2.3. CÁLCULO DE DEMANDA TOTAL………...………53

4.1.3. DESCRIPCIÓN DEL TIPO DE BIOCOMBUSTIBLE……….………53

4.1.3.1. SELECCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLE………..…53

4.1.4. DIMENSIONADO DE LA INSTALACIÓN………..…………..56

4.1.4.1. CALDERA DE BIOMASA………...…………57

4.1.4.1.1. SELECCIÓN POTENCIA CALDERA……….………..57

4.1.4.1.2. FACTORES DETERMINATES DE LA ELECCIÓN DE LA CALDERA………..……….………59

4.1.4.1.3. SELECCIÓN DE LA CALDERA………...……….………60

4.1.4.1.4. COMPONENTES DE LA CALDERA………....……60

4.1.4.1.5. DATOS TÉCNICOS………...………….……61

4.1.4.1.6. DIMENSIONES………..……….….62

4.1.4.1.7. DISPOSICIÓN EN SALA DE CALDERAS………..….63

4.1.4.1.8. PRECIO……….…63

(6)

4.1.4.5. DEPÓSITO DE ACUMULACIÓN PARA ACS DIARIA………..67

4.1.4.6. ELEMENTOS DE INSTALACIÓN……….…68

4.2. ENERGÍA SOLAR TÉRMICA……….…….70

4.2.1. OBJETIVO………....70

4.2.1.1. JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO DE SOLAR……….…...70

4.2.2. MEMORIA TÉCNICA……….….71

4.2.2.1. DIMENSIONADO DE LA INSTALACIÓN………71

4.2.2.1.1. LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA PARA ACS….………71

4.2.2.1.1.1. PROPIEDADES DE SIMULACIÓN………….…….…….73

4.2.2.1.1.2. CONSUMO ACS……….…….………74

4.2.2.1.1.3. CAPTADOR SOLAR……….……….…….…75

4.2.2.1.1.4. ACUMULADOR SOLAR………...……..76

4.2.2.1.1.5. PARAMETROS DE PISCINA……….……...78

4.2.2.1.1.6. OTROS PARÁMETROS DE CÁLCULO…….………….79

4.2.2.1.2. OBJETO DE LA INSTALACIÓN………85

4.2.2.1.3. CONDICIONES DE USO………85

4.2.2.2. CARACTERÍSTICAS ENERGÉTICAS DEL EDIFICIO……….…86

4.2.2.2.1. ZONIFICACIÓN CLIMÁTICA……….…86

4.2.2.2.2. ORIENTACIÓN E INCLINACIÓN DE LOS COLECTORES.…87 4.2.2.2.3. RESULTADOS ENERGÉTICOS GLOBALES DE SISTEMA SOLAR TÉRMICO……….………88

4.3. ENERGÍA FOTOVOLTAICA….……….……..89

4.3.1. ANÁLISIS DE VIABILIDAD………...………89

4.3.2. DECISIÓN FINAL………91

4.4. COMPARACIÓN DE TECNOLOGÍAS Y RESULTADOS..……….………..………91

4.4.1. COMPARACIÓN ECONÓMICA………..……….…….92

5. ANÁLISIS ENERGÉTICO FINAL DEL COMPLEJO TURÍSTICO………..…..……97

6. COMPARATIVA ENTRE LOS VALORES DE LA HUELLA DE CARBONO ORIGINAL Y FINAL……….…….…..101 6.1. DETERMINACIÓN DE LA HUELLA DE CARBONO ORIGINAL (ALCANCES 1 Y

(7)

6.1.2. NORMATIVAS APLICABLES………..…………102

6.1.3. DETERMINACIÓN DE LA HUELLA DE CARBONO ACTUAL………..……103

6.2. DETERMINACIÓN DE LA HUELLA DE CARBONO FINAL (ALCANCES 1 Y 2)……….………105

7. CONCLUSIONES FINALES……….………108

8. BIBLIOGRAFÍA……….………..………110

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Figura 2 Localización de Moratalla. Página 11 Figura 3 Geolocalización de “Los Cuatro Vientos”. Página 12 Figura 4 Pantalla de inicio en CE3X. Página 13 Figura 5 Pantalla de introducción de datos administrativos. Página 14 Figura 6 Pantalla de introducción de datos generales y definición del

edificio.

Página 15

Figura 7 Documento Básico del CTE. Página 16 Figura 8 Plano esquemático del complejo. Página 18 Figura 9 Pantalla de introducción de los datos de la envolvente térmica.

Cuadro de definición de zonas. Zona 1.

Página 19

Figura 10 Cerramiento de la cubierta en el programa. Página 20 Figura 11 Pantalla de introducción de los datos de la envolvente térmica.

Partición superior/Cubierta.

Página 21

Figura 12 Pantalla de introducción de los datos de la envolvente térmica. Partición horizontal zonas.

Página 22

Figura 13 Absortividad del marco seleccionada en el programa. Página 24 Figura 14 Pantalla de introducción de los datos de los huecos. Página 24 Figura 15 Pantalla de introducción de los datos de los huecos. Ventana

inferior.

Página 25

Figura 16 Cuadro de elección de los elementos de sombreamiento. Voladizo.

Página 26

Figura 17 Pantalla de introducción de los datos de los puentes térmicos. Página 27 Figura 18 Puentes térmicos por defecto del programa. Página 27 Figura 19 Caldera Junkers, fotografías efectuadas durante la visita al

complejo.

Página 28

Figura 20 Pantalla de introducción de las instalaciones del edificio. Calefacción y ACS.

Página 29

Figura 21 Patrón de sombra del árbol localizado en la fachada trasera. Página 31 Figura 22 Certificación energética inicial del edificio objeto. Página 32 Figura 23 Escala de calificación. Página 32 Figura 24 Instalación solar térmica en una casa. Página 35 Figura 25 Esquema básico de una instalación. Página 36 Figura 26 Placa solar fotovoltaica. Página 38 Figura 27 Miniaerogenerador. Página 40 Figura 28 Ciclo de la biomasa forestal. Página 41 Figura 29 Funcionamiento caldera biomasa. Página 42 Figura 30 Datos del proyecto. VpClima. Página 48 Figura 31 Condiciones exteriores. VpClima. Página 48 Figura 32 Uso del edificio. VpClima. Página 49 Figura 33 Entrada de datos. VpClima. Página 50 Figura 34 Cargas de calefacción. VpClima. Página 51 Figura 35 Gráfica en 2D de las cargar térmicas. VpClima. Página 51 Figura 36 Demanda energética y Gráfica en 3D. VpClima. Página 51 Figura 37 Esquema del funcionamiento del conjunto caldera-depósito de

inercia para el abastecimiento de la demanda de ACS y de calefacción.

Página 57

Figura 38 Caldera de biomasa. Página 60 Figura 39 Partes de la caldera. Página 61

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Figura 43 Selección de caldera. Precio. Página 63 Figura 44 Esquema de instalación, con punto de suministro. Página 64 Figura 45 Datos técnicos del depósito de inercia. Página 66 Figura 46 Diagrama de dimensiones del depósito de inercia. Página 66 Figura 47 T4 con depósito estratificado y calentador de ACS. Página 66 Figura 48 Precio del depósito de inercia. Página 67 Figura 49 Datos técnicos del depósito de acumulación para ACS diaria. Página 67 Figura 50 Diagrama de dimensiones del depósito de acumulación para ACS

diaria.

Página 68

Figura 51 Conexión de caldera T4 con depósito higiénico estratificado H2. Página 68 Figura 52 Precio del depósito de acumulación para ACS diario. Página 68 Figura 53 Sección de la sala de calderas. Página 69 Figura 54 Planta de la sala de calderas. Página 69 Figura 55 Comparativa entre instalación tradicional e instalación solar. Página 71 Figura 56 Ejemplo de instalaciones de agua caliente sanitaria. Página 72 Figura 57 Ejemplo de instalaciones de climatización. Página 72 Figura 58 Propiedades de Simulación. Transol. Página 73 Figura 59 Datos meteorológicos. Transol. Página 73 Figura 60 Consumo ACS. Transol. Página 74 Figura 61 Demanda energética neta de ACS. Transol. Página 74 Figura 62 Captador Solar. Transol. Página 75 Figura 63 Captador solar T25MS. Página 75 Figura 64 Eficiencia Instantánea T25MS. Página 75 Figura 65 Acumulador Solar. Transol. Página 77 Figura 66 Acumulador Auxiliar. Transol. Página 78 Figura 67 Parámetros de piscina. Transol. Página 79 Figura 68 Regulación del circuito solar. Transol. Página 79 Figura 69 Intercambiador. Transol. Página 80 Figura 70 Intercambiador elegido. Página 80 Figura 71 Programador diario. Transol. Página 81 Figura 72 Bomba primaria. Transol. Página 81 Figura 73 Bomba elegida. Página 82 Figura 74 Bomba secundaria. Transol. Página 82 Figura 75 Bomba distribución. Transol. Página 82 Figura 76 Bomba del sistema auxiliar. Transol. Página 83 Figura 77 Tuberías. Transol. Página 83 Figura 78 Características del vaso de expansión seleccionado. Página 84 Figura 79 Instalación completa final. Transol. Página 85 Figura 80 Mapa de radiación global. Página 87 Figura 81 Gráfica de los resultados energéticos del sistema solar térmico. Página 89 Figura 82 Gráfica de la ocupación en días del año 2016. Página 90 Figura 83 Instalación de la caldera de biomasa. CE3X. Página 97 Figura 84 Certificación energética final del complejo. Página 98 Figura 85 Emisiones y consumo de energía primaria. Certificación final. Página 99 Figura 86 Análisis técnico final. CE3X. Página 100 Figura 87 Instalaciones fijas. Huella de Carbono inicial. Página 104 Figura 88 Alcance 2: electricidad. Huella de Carbono inicial. Página 104 Figura 89 Informe de Resultados del excel oficial del Ministerio de

Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente.

Página 104

Figura 90 Instalación fija de biomasa. Huella de carbono final. Página 105 Figura 91 Introducción eléctrica. Huella de carbono final. Página 105

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Figura 94 Comparativa resultado inicial vs resultado final. Huella de carbono final.

Página 107

Figura 95 Gráfico comparativo de la reducción de la huella de carbono. Página 107 Figura 96 Fotografía aérea del recinto. Vista general. Anexo 1 Figura 97 Fachada Principal del Complejo. Anexo 1 Figura 98 Fachada Izquierda. Anexo 1 Figura 99 Fachada Derecha y frontal. Anexo 1 Figura 100 Fachada trasera. Anexo 1 Figura 101 Datos catastrales del recinto. Anexo 2 Figura 102 Cartografía catastral del recinto. Anexo 2 Figura 103 Zona climática según el CTE H41. Anexo 3 Figura 104 Plano de las cubiertas. Anexo 5 Figura 105 Alzado principal del complejo. Anexo 5 Figura 106 Localización del silo y caldera de biomasa. Anexo 8 Figura 107 Plano esquemático del almacén de solar y acumulador solar. Anexo 8 Figura 108 Colocación de las placas solares sobre el almacén. Anexo 8

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Tabla 1 Datos Generales del Edificio. Página 14 Tabla 2 Demanda de referencia a 60ºC. Página 16 Tabla 3 Propiedades térmicas estimadas de los huecos. Página 23 Tabla 4 Demanda energética del Edificio. Página 34 Tabla 5 Tabla 4.1. para la determinación de la demanda de ACS de

referencia a 60 ºC. DB-HE-4. CTE.

Página 44

Tabla 6 Temperatura media mensual de agua fría en Murcia. Página 45 Tabla 7 Temperatura agua red en ºC. Página 45 Tabla 8 Demanda ACS del complejo. Página 46 Tabla 9 Número de personas que habita cada vivienda en función del

número de dormitorios.

Página 46

Tabla 10 Consumo (L / complejo) y Demanda (kWh / complejo). Página 47 Tabla 11 Sumatorio de demanda de calefacción de las casas. Página 50 Tabla 12 Resumen de parámetros calefacción. Página 52 Tabla 13 Calculo demanda total. Página 53 Tabla 14 Tipos de biocombustible para biomasa. Página 54 Tabla 15 Propiedades de los biocombustibles sólidos (Norma UNE-CEN/TS

14961EX[x]).

Página 55

Tabla 16 Recomendación de astillas de madera para uso doméstico. Página 56 Tabla 17 Datos relativos a la astilla. Página 56 Tabla 18 Datos para el cálculo de caldera. Página 58 Tabla 19 Coste final del biocombustible. Página 58 Tabla 20 Tabla de cálculo de potencia. Página 59 Tabla 21 Tabla de dimensiones de caldera. Página 62 Tabla 22 Leyenda figura 47. Página 70 Tabla 23 Dimensiones Captador T25MS. Página 76 Tabla 24 Parámetros varios Captador T25MS. Página 76 Tabla 25 Datos técnicos del acumulador solar. Página 77 Tabla 26 Datos técnicos de las tuberías. Página 84 Tabla 27 Radiación Mensual para el T.M de Moratalla. Página 87 Tabla 28 Datos técnicos de campo de captadores. Página 88 Tabla 29 Resultados energéticos globales de sistema solar térmico. Página 88 Tabla 30 Generación eléctrica producida por 1 kWp de potencia cada hora

del día medio de cada mes (PVGIS).

Página 90

Tabla 31 Potencia eléctrica contratada actualmente por cada centro de consumo.

Página 90

Tabla 32 Consumo kWh del año 2016. Potencia contratada de 13,2 kW. Página 91 Tabla 33 Consumo kWh del año 2016. Potencia contratada de 3,45 kW. Página 91 Tabla 34 Comparación económica entre propano y biomasa. Página 93 Tabla 35 Diferencia económica entre propano y biomasa. Página 93 Tabla 36 Sumatorio de costes instalación biomasa. Página 94 Tabla 37 Rango de ocupaciones y total de consumo de propano. Página 94 Tabla 38 Periodo de retorno de la inversión en biomasa. Página 95 Tabla 39 Porcentajes de ocupación vs periodo de retorno de la inversión. Página 95 Tabla 40 Calculo de kWh totales de biomasa + solar térmica. Página 96 Tabla 41 Ahorro económico con la instalación solar térmica. Página 96

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1. INTRODUCCIÓN

En este estudio se van a ver básicamente los parámetros y características más importantes que tiene que tener un edificio para que sea más eficiente energéticamente, reduciendo las emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI). Es decir, lo indicado en el “Código Técnico de la Edificación”.

En nuestro caso en particular se trata de un complejo rural ya construido y en pleno funcionamiento, por tanto las reformas aplicables están limitadas, centrando nuestros esfuerzos en las instalaciones. El estudio preliminar nos indicará el certificado energético desde el cual podemos hacernos una idea de donde están esos focos de derroche energético y las posibles reformas aplicables, entre las que destacamos el cambio de energías fósiles por energías renovables. Las reformas a instalar en el complejo se estudiarán en profundidad a lo largo del trabajo con la finalidad de ver cuáles son óptimas para este lugar en particular.

Para poder realizar esta optimización adecuada del complejo rural, base de estudio, lo primero es realizar un certificado energético. Se trata de una certificación de un edificio terciario mediante el Procedimiento simplificado de Certificación Energética de Edificios Existentes mediante CE3X. Se estima como edificio terciario porque su utilidad es la de alojamiento rural, por tanto, pertenece al sector servicios, con lo que ello conlleva dentro del programa.

También debemos tener en cuenta que hay algunos parámetros, como la orientación, de la que no podemos rectificar nada, y tenemos que trabajar con otras variables como pueden ser los elementos de protección solar. No se trata de la construcción de un complejo óptimo para una eficiencia energética idónea, sino la modificación de uno existente y la mejora de la eficiencia energética del mismo.

Una vez realizado el certificado energético del complejo el siguiente paso será el análisis de todas las alternativas de origen renovable que están disponibles en el medio y se podrían instalar en nuestro proyecto, reduciendo así las emisiones de efecto invernadero y el consumo de combustibles fósiles.

Tras el análisis y selección de las tecnologías más apropiadas para nuestro emplazamiento, se procederá a un estudio en profundidad de aquellas que hayamos preseleccionado. El primer punto a tener en cuenta será el análisis económico, ya que, es una prioridad para el propietario que la posible instalación sea rentable económicamente. Una vez sea vea que dicha tecnología es rentable se procederá a dimensionar la instalación. A priori, la prioridad es disminuir el consumo eléctrico introduciendo energía renovable (como eólica o energía fotovoltaica) y eliminar el consumo de propano, actualmente utilizado para Agua Caliente Sanitaria (ACS) y calefacción, por otra igualmente renovable (biomasa y/o energía solar térmica). Hago el inciso de que son estimaciones a priori, ya que, sin un estudio económico pertinente es imposible conocer si la instalación será rentable o no.

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El siguiente paso sería volver a realizar un certificado energético con el fin de comprobar los efectos de la instalación de renovables que hallamos decidido colocar en el complejo. Este nuevo certificado debe ser mucho más eficiente que el inicial para que nuestro trabajo será productivo, aupando al complejo a un nuevo nivel de eficiencia energética, con lo que ello conlleva de cara a los huéspedes en particular y la sociedad en general, añadiendo valor al complejo.

Una vez concluidas estas modificaciones se procederá a realizar un estudio de la Huella de Carbono donde comprobaremos las emisiones antes y después de las modificaciones, y podremos comprobar la mejora en este importante aspecto.

1.1. ANTECEDENTES

La certificación energética en la edificación, nace de la necesidad de reducir al mínimo las emisiones de CO2 causantes del conocido por todos “efecto invernadero” lo

que está provocando un aumento de la temperatura media de la Tierra, con los problemas que eso conlleva. De todos es sabido que los combustibles fósiles tienen unas altas características energéticas por lo que son los más utilizados para generación de electricidad, entre otras cosas, pero son los causantes de las mencionadas emisiones.

Ni que decir tiene que solo con esto no basta, pero es un paso más hacia el propósito de reducir al mínimo este tipo de emisiones. También es importante mencionar que dicha certificación ayudará a reducir los costos tanto en electricidad como en calefacción.

1.2. OBJETIVO

El fin de este estudio es realizar, en primera instancia, un certificado energético acerca de un complejo rural en Moratalla. Una vez realizado el certificado energético se considerará la implementación de medidas oportunas para mejorar energéticamente el complejo, una vez estudiadas las posibilidades, se realizará otra certificación para comprobar el nuevo consumo y emitir un nuevo certificado.

Construido en 2000 y puesto en marcha en el año 2002, el complejo turístico ubicado en Moratalla (Murcia) consta de tres casas completamente independientes con una piscina comunitaria. Posee un clima mediterráneo, matizado respecto a otras comarcas de la Región de Murcia, por su altitud media y situación geográfica noroeste. Los inviernos son fríos en comparación con otras zonas de la región y las nevadas normales, pero no muy abundantes. En verano las temperaturas son altas y el clima seco.

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potencia, entre otras opciones entre las que destacaremos las renovables. En este apartado podemos incluir los métodos de eficiencia energética que sean más rentables para el propietario del complejo, ya que, es un punto fundamental en cualquier estudio energético.

El fin de este estudio es mejorar la eficiencia energética de un complejo rural incluyendo la climatización de la piscina común del complejo mediante biomasa o solar térmica.

1.3. MARCO TEÓRICO

Según datos de IDAE, la climatización y calefacción supone más de un 60% del consumo energético de edificios en España, por tanto el empleo de energías renovables podrá reducir el consumo así como las emisiones de dióxido de carbono y contaminantes derivados de la combustión de combustibles fósiles.

Este cambio, por un lado, se propone para servir de ejemplo y sensibilizar a la población en el uso racional de la energía y en la utilización de energías renovables, aprovechando el tirón turístico con la que goza la localidad donde está ubicado el complejo rural. Por otro lado, conseguir unos ahorros económicos importantes para el propietario, ya que una instalación de este tipo tiene unos costos considerables, de combustibles fósiles y electricidad, los cuáles pueden suponer un esfuerzo económico y medioambiental importante.

Verificaremos también con datos cuantificables la Huella de Carbono (Carbon Footprint, en inglés) que intenta representar las emisiones netas de Gases de Efecto Invernadero GEI, medidos como CO2eq (CO2 equivalente), que produce una organización,

un evento, las actividades de un ciudadano, la fabricación de un producto o la prestación de un servicio puesto a disposición del consumidor.

Además, como valor añadido se le dará al complejo rural un extra, ya que, el ahorro y la eficiencia energética son hoy una necesidad en un sector tan activo y sensible como el del turismo rural, siendo el compromiso con el medio ambiente un tema en alza en la sociedad actual que está muy bien visto, por tanto, podría expandir su negocio al turismo medioambiental, dando al complejo mayor interés social por lo que, mejoraría su ratio de reservas gracias a este concepto: “El consumo de energía renovable es necesario para el desarrollo económico y social”

Entonces, ¿por qué es necesario utilizar fuentes energéticas diferentes a las tradicionales (no renovables como carbón, petróleo o gas natural)?. Ante esta pregunta se pueden enumerar diversas razones, por ejemplo:

1. Las energías no renovables se van agotando.

2. Pueden producir impactos negativos en el medio ambiente. 3. No aseguran el abastecimiento energético desde el exterior.

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1.4. EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EDIFICIOS

La eficiencia energética consiste en reducir la cantidad de energía requerida para proporcionar los mismos productos y servicios, buscando la generación de energías renovables y protegiendo el medio ambiente. La consecuencia de la eficiencia energética es el ahorro energético, que se traduce en una mayor eficiencia y menor consumo de energía.

El ahorro y eficiencia energética puede alcanzar reducciones reales de emisiones de GEI a la atmósfera a bajo costo, convirtiéndose en un elemento de estrategia de desarrollo sostenible indispensable.

Existen muchas medidas que podemos llevar a cabo, en nuestro día a día, para ahorrar energía y muchas para implementar y fomentar el uso eficiente de energía.

1.5. INTRODUCCCIÓN A LA CALIFICACIÓN ENERGÉTICA DE EDIFICIOS

El excesivo consumo de energía de los edificios ha requerido que las distintas administraciones públicas de los países miembros de la UE publiquen diferentes normativas para reducir las emisiones de CO2 a la atmósfera, consiguiendo que la

certificación energética de edificios sea un requisito legal que, desde la entrada en vigor del RD 235/2013, tienen que cumplir todos los edificios, tanto de nueva construcción como los existentes.

Más del 40% del consumo de energía primaria es debido a los edificios y por ello las normas europeas han intentado incidir sobre el consumo energético de las construcciones, creando una herramienta similar a la ya empleada en el caso de los electrodomésticos.

El Real Decreto 47/2007 obligaba (ya que ha sido derogado por el Real Decreto 235/2013) a que las nuevas construcciones dispusieran de una etiqueta que informase a los compradores, del grado de eficiencia del edificio. Se trataba de que cada edificio dispusiese de una etiqueta con su calificación energética (de la A, que correspondería a los edificios más eficientes, a la G, los menos eficientes) y en la que se incluyese su consumo estimado de energía y las emisiones de CO2 asociadas.

Con la aprobación del nuevo Real Decreto 235/2013, de 5 de abril por el que se aprueba el procedimiento básico para la certificación de la eficiencia energética de los edificios, esta certificación se tendrá que hacer cuando se construyan, vendan o alquilen edificios o unidades de éstos. El certificado de eficiencia energética o una copia de éste se deberán mostrar al comprador o nuevo arrendatario potencial y se entregará al comprador o nuevo arrendatario, en los términos que se establecen en el Procedimiento

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La calificación energética de edificios es una labor compleja ya que hay que equilibrar variables como la envolvente del edificio (aislamiento, inercia térmica, sistemas de sombreamiento, calidad de huecos, etc.) con la adecuación de las instalaciones (eficiencia nominal, curvas de comportamiento de los sistemas, rendimiento medio estacional, emisiones derivadas de la energía consumida, etc.).

Además, la metodología establecida para la certificación tiene diversos puntos controvertidos y todavía hay un elevado grado de confusión e incertidumbre en el sector que da una idea de la baja implementación voluntaria de la certificación energética de edificios, por lo que los métodos de calificación energética deberán ser sencillos, de fácil interpretación y fiables en sus mediciones.

1.5.1. ANTECENTES NORMATIVOS EN EFICIENCIA ENERGÉTICA DE EDIFICOS

Desde la aparición en 1979 del NBE-CT79 (Norma Básica de la Edificación sobre condiciones Térmicas en los edificios) que fue la primera en España que exigía un mínimo en el aislamiento térmico de los edificios, ha habido numerosos cambios importantes en la normativa relacionada con la eficiencia energética:

 Real Decreto RD 891/1980 sobre homologación de captadores solares.

 UNE 94.101.86 - “Colectores solares térmicos”.

 LEY 31/1995 - “Ley de Prevención de Riesgos Laborales”.

 Real Decreto RD 1627/1997 - “Disposiciones mínimas de seguridad y salud en las obras”.

 Real Decreto RD 486/1997 - “Disposiciones mínimas de seguridad y salud en los lugares de trabajo”.

 Real Decreto RD 485/1997 - “Disposiciones mínimas en materia de señalización de seguridad y salud en el trabajo”.

 Real Decreto RD 1215/1997 - “Disposiciones mínimas de seguridad y salud para la utilización por los trabajadores de los equipos de trabajo”.

 Real Decreto RD 773/1997 - “Disposiciones mínimas de seguridad y salud relativas a la utilización por los trabajadores de equipos de protección individual”.

 UNE 100.101 - “Climatización. Pruebas de ajuste y equilibrado”.

 UNE 100.151 - “Pruebas de estanqueidad y resistencia”.

 UNE 100.152 - “Climatización. Soportes de tuberías”.

 UNE 100.155 - “Cálculo de vasos de expansión”.

 UNE 100.156 - “Climatización. Dilatadores. Criterios de diseño”.

 Real Decreto RD 2223/1998, de profesionalidad de la ocupación de instalador de sistemas de energía solar térmica.

 UNE-EN-ISO 12241:1999 - “Sobre aislamiento térmico para equipo de edificación e instalaciones industriales”.

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 UNE-EN 806-1:2001 - “Especificaciones para instalaciones de conducción de agua destinada al consumo humano en el interior de edificios”.

 UNE-EN 12975-1:2001 - “Sistemas solares térmicos y sus componentes. Captadores solares. Parte 1: requisitos generales”.

 Real Decreto RD 842/2002 - “Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión”.

 Real Decreto RD 865/ 2003 - “Criterios higiénicos-sanitarios para la prevención y control de la legionelosis”.

 UNE 94002: 2005 - “Instalaciones solares térmicos para producción de agua caliente sanitaria. Cálculo de la demanda de energía térmica”.

 Real Decreto RD 314/2006 – por el que se aprueba el Código Técnico de la Edificación (CTE).

 Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE) RD 1027/2007, de 20 de Junio así como las últimas modificaciones RD 238/2013, de 5 de Abril, por el que se modifican determinados artículos e instrucciones técnicas del Reglamento de Instalaciones Térmicas en lso Edificios, aprobado por Real Decreto 1027/2007, de 20 de Julio.

 UNE-EN 12897:2007 - “Acumuladores de ACS”.

 UNE-EN 1057:2007 - “Sobre cobre y aleaciones de cobre”.

 REAL DECRETO 2060/2008, de 12 de Diciembre, por el que se aprueba el Reglamento de equipos de presión y sus instrucciones técnicas complementarias.

 Orden FOM/1635/2013, de 10 de septiembre, por la que se actualiza el Documento Básico DB-HE «Ahorro de Energía», del Código Técnico de la Edificación, aprobado por Real Decreto 314/2006, de 17 de marzo.

 Real Decreto 238/2013, de 5 de abril, por el que se modifican determinados artículos e instrucciones técnicas del Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios, aprobado por Real Decreto 1027/2007, de 20 de julio.

La aprobación del Código Técnico de la Edificación (CTE) en el año 2006 supuso la superación y modernización del anterior marco normativo de la edificación en España, regulado por el Real Decreto 1650/1977 de 10 de junio, sobre normativa de la edificación que estableció las Normas Básicas de la Edificación, como disposiciones de obligado cumplimiento en el proyecto y la ejecución de los edificios. Dentro de este marco jurídico, se aprobaron diversas Normas Básicas desde 1979, que han conformado un conjunto abierto de disposiciones que han venido atendiendo las diversas demandas de la sociedad pero que no han llegado a constituir en sí mismo un conjunto coordinado, en la forma de un Código Técnico de la Edificación, similar a los existentes en otros países.

El CTE armoniza la reglamentación nacional en materia de edificación con la directiva 2002/91/CE del Parlamento Europeo y del consejo, de 16 de diciembre, relativa a la eficiencia energética de los edificios.

El CTE es un instrumento normativo que fija las exigencias básicas de calidad de los edificios y sus instalaciones. A través de esta normativa se da satisfacción a ciertos

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personas que se refieren tanto a la seguridad estructural y de protección contra incendios, como a la salubridad, la protección contra el ruido el ahorro energético o la accesibilidad para personas con movilidad reducida.

El CTE se divide en dos partes, ambas de carácter reglamentario:

- En la primera parte aparecen las disposiciones de carácter general (ámbito de aplicación, estructura, clasificación de usos, etc.) y las exigencias que deben cumplir los edificios para satisfacer los requisitos de seguridad y habitabilidad.

- La segunda parte está constituida por los Documentos Básicos (DB), cuya adecuada utilización, garantiza el cumplimiento de las exigencias mínimas. En los mismos se incluyen procedimientos, reglas, técnicas y ejemplos de soluciones que permiten determinar si el edificio cumple con los niveles de prestación establecidos en cuanto a estructura, seguridad, prevención contra incendios, salubridad, protección frente al ruido y ahorro energético. Como complemento para la aplicación del CTE se crean los Documentos Reconocidos, que son aquellos documentos técnicos externos e independientes del CTE, cuya utilización facilita el cumplimiento de determinadas exigencias y contribuyen a fomentar la calidad en la edificación.

El Documento Básico de Ahorro de Energía del CTE (en adelante CTE-DB-HE), actualizado en septiembre de 2013 por la Orden FOM/1635/2013, fija las 5 exigencias básicas que cualquier nuevo proyecto tendrá que cumplir.

Esta revisión del DB HE introdujo una nueva exigencia de limitación del consumo de energía en los edificios que se suma a las exigencias básicas de ahorro de energía previamente existentes. Estas 6 exigencias se desarrollan en las 6 secciones que se describen a continuación.

CTE-DB-HE 0: Limitación del consumo energético: Fija los máximos normativos en cuanto a consumo de energía primaria de los edificios.

CTE-DB-HE 1: Limitación de la demanda energética: Fija los mínimos normativos en cuanto a aislamiento, protección solar de los huecos, prevención de condensaciones y estanqueidad de ventanas.

CTE-DB-HE 2: Rendimiento de instalaciones térmicas. Desarrolla el nuevo RITE (Reglamento de Instalaciones Térmicas de los Edificios).

CTE-DB-HE 3: Eficiencia energética de las instalaciones de iluminación: Promueve el aprovechamiento al máximo de la luz natural, y se exigen factores de eficiencia energética en las instalaciones de iluminación artificial. Para asegurar que esos factores de eficiencia sean constantes en el tiempo, se propone la redacción y ejecución de un plan de mantenimiento de luminarias.

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CTE-DB-HE 4: Contribución solar mínima de ACS (Agua Caliente Sanitaria): Exige un porcentaje de aportación de agua caliente de origen solar dependiendo de la zona climática en la que se encuentre, el uso al que está destinado el edificio y el tipo de combustible que se sustituya.

CTE-DB-HE 5: Contribución fotovoltaica mínima de energía eléctrica; exige según el uso del edificio, incorporar una instalación de generación eléctrica mediante paneles fotovoltaicos.

1.5.2. LEGISLACIÓN ACTUAL SOBRE LA CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA DE EDIFICIOS

Desde la entrada en vigor del Real Decreto 235/2013 del 5 abril de 2013, es de obligado cumplimiento que todos los edificios de nueva construcción, así como los existentes en los que se vaya a vender o alquilar una parte de este, dispongan de un certificado de eficiencia energética con información objetiva, en relación con las características energéticas de los edificios que permita valorar y comparar sus prestaciones y que obligatoriamente se habrá de proporcionar a los compradores.

Establece además los requisitos que deben cumplir los programas informáticos que hay que emplear.

Son las Comunidades Autónomas las que deben desarrollar los procedimientos administrativos de implantación y el control de la eficiencia energética, para garantizar la veracidad de los datos.

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1.6. PROCEDIMIENTOS PARA LA CERTIFICACIÓN DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA DE EDIFICIOS NUEVOS Y EXISTENTES

Los procedimientos simplificados de certificación energética permiten la asignación de una clase de eficiencia energética a partir del cumplimiento por parte de los edificios afectados de unos requisitos relativos tanto a la envolvente del edificio como a los sistemas térmicos de calefacción, refrigeración, agua caliente sanitaria e iluminación.

1.6.1. PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO BÁSICO DE CERTIFICACIÓN

Con el fin de facilitar su aplicación, el IDAE ha puesto a disposición de los técnicos certificadores y al ciudadano en general, diferentes procedimientos que permiten calificar energéticamente los edificios existentes. Estos procedimientos tienen consideración de documentos reconocidos y son aplicaciones informáticas promovidas por el Ministerio de Industria, Energía y Turismo, a través del IDAE, y por el Ministerio de Fomento, que permite obtener la calificación de eficiencia energética de un edificio existente.

 CE3: Desarrollado por APPLUS NORCONTROL S.L.U.

 CE3X: Desarrollado por EFINOVA y el CENER (Centro Nacional de Energías Renovables)

1.6.2. “CE3”

Aplicación informática reconocida por el Ministerio de Industria Energía y Turismo para la obtención simplificada de la eficiencia energética de un edificio existente, ya sea de tipo residencial como pequeño y gran terciario. No tiene limitaciones, al igual que su programa de referencia (CALENER) en cuanto a valores de transmitancia térmica de los cerramientos opacos o de vidrios, ni de otras características como ventilación, factor solar de ventanas, tamaño del edificio o forma, siempre que se cumpla con el CTE. Sin embargo tiene alguna limitación con respecto al CALENER tales como:

 No es posible calificar edificios cuya superficie acristalada sea superior al 60% de la superficie de fachada.

 No se podrán calificar mediante este procedimiento aquellos edificios cuyo porcentaje de lucernarios sea superior al 5% de la superficie total cubierta.

 No se pueden calificar edificios cuyos cerramientos estén formados por soluciones constructivas no convencionales tales como muros de Trombe.

 No se puede realizar la calificación si no se cumple el mínimo de cobertura solar para ACS exigido en la sección HE4 del CTE.

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1.6.3. “CE3X”

Aplicación informática de la cuál es objeto este proyecto. Declarado documento reconocido para la certificación energética de edificios existente. Se puede certificar, de manera simplificada, cualquier tipo de edificio existente:

 Residencial.

 Pequeño Terciario.

 Gran Terciario.

1.6.4. “CERMA”

Es una aplicación informática desarrollada para la calificación energética simplificada de edificios de nueva construcción del sector residencial.

 CERMA es una aplicación de diseño y predicción de la calificación de eficiencia energética que se obtendría con CALENER VYP, ofreciendo un estudio detallado para mejorar la calificación obtenida. Los resultados que ofrece el programa son los siguientes: Detalle de las calificaciones, demandas y consumos.

 Emisiones de CO2 mensual y anual de calefacción.

 Detalle de emisiones asociadas a cada uno de los elementos del edificio.

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2. ANÁLISIS ENERGÉTICO INCIAL DE COMPLEJO TURÍSTICO

2.1. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL COMPLEJO TURÍSTICO “LOS CUATRO VIENTOS”

Se trata de un complejo destinado al turismo, situado en la huerta de Moratalla. El complejo consta de tres casas independiente, piscina común, junto con el campo de fútbito/baloncesto, y columpios y juegos destinado para niños.

Cada casa consta de dos plantas, con cocina completa, aseo, dormitorios y sala de estar. Con la salvedad de que una de ellas además dispone de un ático, con entrada independiente, y sin conexión con el resto de la casa, que actualmente está en desuso, aunque para nuestro caso lo debemos incluir en el certificado. El complejo fue construido en el año 2000, con el único fin de destinarlo al turismo rural en aquella época en auge en la zona.

2.1.1. DATOS DEL EMPLAZAMIENTO

Moratalla es un municipio con un extenso término municipal ubicado en la Comarca del Noroeste, perteneciente a la Región de Murcia, localizada en el suroeste de la Península Ibérica.

Figura 2: Localización de Moratalla.

El término municipal de Moratalla tiene una extensión de 961 Km2, siendo uno de los más grandes de España, en una de las vertientes del cerro de San Jorge, 38º 11' 30'' latitud Norte, 1º 47' 40'' longitud Oeste y con una altitud media sobre el nivel del mar de 681 metros.

Las Casas Rurales Los Cuatro Vientos se encuentran a 4 kilómetros del casco urbano, en un paraje aislado, y dentro de una parcela de 10.000 metros cuadrados.

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Figura 3: Geolocalización de “Los Cuatro Vientos”

Las coordenadas del complejo rural son: Decimal 38.10782217433908 -1.899859607219696

En el ANEXO 1 (Figura 98), se expone, una fotografía aérea del reciento y en las siguientes Figuras, sus fachadas. En el ANEXO 2, se incluye la referencia catastral del mismo.

2.1.2. DOCUMENTACIÓN EXISTENTE SOBRE EL EDIFICIO

Existen planos de las plantas y detalles constructivos de las fachadas y particiones interiores, junto con el proyecto completo. El proyecto tiene la peculiaridad de que durante la construcción, los propietarios, junto con el arquitecto fueron rectificando detalles sobre

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La normativa vigente del proyecto es la NB-CT-79, que se introducirá en el apartado de datos generales. Es muy importante colocar correctamente este dato, ya que, en los casos que no tengamos datos suficientes y necesitemos que el programa estime unas medidas, en particular, lo realizará teniendo en cuenta los métodos constructivos de la época, por tanto, es imprescindible la correcta colocación del mismo.

2.2. DESCRIPCIÓN DEL PROGRAMA CE3X

El programa que define este procedimiento se fundamenta en la comparación del edificio objeto de la certificación y una base de datos, que ha sido elaborada para cada una de las ciudades representativas de las zonas climáticas, con los resultados obtenidos a partir de realizar un gran número de simulaciones con CALENER. La base de datos es lo suficientemente amplia para cubrir cualquier caso del parque edificatorio español. El programa utilizado es descargado directamente desde la web del Ministerio de Energía, y se llama: CE3X v2.3.

Al introducir los datos del edificio objeto, el programa parametriza dichas variables y las compara con las características de los casos recogidos en su base de datos. De esta forma, el sofware busca las simulaciones con características más similares a las del edificio objeto e interpola, respecto a ellas, las demandas de calefacción y refrigeración, obteniendo así las demandas del edificio objeto más adecuadas.

Antes de entrar en profundidad en el programa, es importante mencionar los datos solicitados por el mismo, que nos pide, mediante la pantalla principal, elegir entre: “Residencial”, “Pequeño terciario” y “Gran terciario”, como se puede ver en la siguiente figura. En nuestro caso en particular podríamos iniciar la certificación con residencial o pequeño terciario pero, ya que, se trata de un complejo rural destinado explícitamente al turismo nos hemos decantado por seleccionar la opción de “Pequeño terciario”.

Figura 4: Pantalla de inicio en CE3X

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2.2.1. DATOS ADMINISTRATIVOS

Introducción de los datos básicos del edificio para su posterior gestión administrativa.

Figura 5. Pantalla de introducción de datos administrativos.

2.2.2. DATOS GENERALES Y DEFINICIÓN DEL EDIFICIO

Con los datos básicos anteriormente descritos en la descripción general del edificio completaremos los datos generales y la definición del edificio.

DATOS GENERALES

Localización Moratalla, Murcia

Antigüedad Construido en 2000-2001

Uso Complejo de turismo rural

Superficie útil habitable 277,83 m2 Altura libre de planta 2,7 m

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Figura 6. Pantalla de introducción de datos generales y definición del edificio.

Superficie útil habitable: de los datos extraídos de los planos del complejo rural y de las mediciones realizadas in situ, se ha obtenido una superficie útil del edificio (incluyendo las tres casas del complejo) de 277,83 m².

Altura libre de la planta: para estimar la altura se ha medido desde el suelo hasta el techo, en el interior de cada casa, las tres tienen la misma medida: 2,7 m.

Número de plantas habitables: se han introducido el número de plantas del edificio a certificar consideradas como habitables. Cada casa tiene dos plantas, excepto la casa número tres, que tiene tres plantas, la tercera de ella está sin amueblar pero eso no afecta en absoluto a nuestro trabajo. Debido a que las casas están distribuidas en tres alturas distintas, se considera que tienen 5 plantas.

Cálculo del consumo total diario de ACS: El documento de Ahorro de Energía del Código Técnico de la Edificación desarrolla en su sección 4, la contribución solar mínima de agua caliente sanitaria. Esta sección incluye los recursos necesarios para calcular la demanda total de agua caliente sanitaria, aunque el objetivo final del documento en realidad consiste, en determinar el porcentaje respecto de este valor, de la contribución mediante el aprovechamiento de la

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energía solar a través de los paneles térmicos. Con el valor de demanda calculado podemos introducir el valor de consumo en CE3X, si no se dispone de datos reales.

Figura 7: Documento Básico del CTE

El apartado 4.1 de la sección HE4, explica cómo se calcula la demanda energética de referencia de ACS para una temperatura de 60ºC. Para ello incluye la tabla 4.1 que, en función del uso del edificio, determina el valor de la demanda en litros/día-unidad.

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El caso que nos ocupa se trata de un complejo rural, asimilable a un Hostal/Hotel* con un consumo diario de 34 litros/persona -hay que tener en cuenta que como en la tabla no se especifica alojamiento rural esto es simplemente una estimación-. El complejo tiene un aforo máximo de 16 personas, lo que nos da un consumo de 544 litros/día con una ocupación del 100%.

Masa de particiones: necesaria para consideraciones de inercia térmica en las particiones interiores entre espacios habitables (que no son parte de la envolvente térmica del edificio). Se seleccionará la masa media de las particiones interiores distinguiendo entre:

- Masa ligera: <200 kg/m².

- Masa media: entre 200 y 500 kg/m². - Masa pesada: >500 kg/m².

En nuestro caso elegiremos masa media.

Zona climática: el CTE HE1 en su Apéndice B explica cómo se puede calcular la zona climática, a partir de registros climáticos. Debido a que nuestro complejo se situa en una zona rural, que no se trata de la ciudad objeto, por tanto, hay que calcularlo mediante el CTE con la altitud.

En el ANEXO 3 aparece una tabla que permite obtener la zona climática (Z.C.) de una localidad en función de su capital de provincia y si altitud respecto al nivel del mar (h). Para cada provincia se tomará el clima correspondiente a la condición con la menor cota de comparación.

La localidad de Moratalla de la Región de Murcia se encuentra a una altura de 681 m respecto al nivel del mar, por tanto, como podemos ver en el ANEXO 3, ya que, la diferencia de altitud con respecto de la capital es h>500, lo que resulta:

- HE-1: C3 - HE-4: V

El otro dato requerido es la zona climática según HE-4, que el programa proporciona automáticamente en cuanto se introduce el valor de HE-1 y la localización, por lo tanto no es necesario determinarlo.

Perfil de uso: conforme al Documento Reconocido “Condiciones de Aceptación de Procedimientos Alternativos a Lider y Calener. Anexos”, en los edificios no destinados a vivienda se consideran tres grupos de niveles de intensidad de las fuentes alternas, alto, medio y bajo, con cuatro perfiles horarios de funcionamiento diario: 8, 12, 16, 24 horas de funcionamiento. En nuestro caso bastará con una intensidad baja-24h.

Estanqueidad del edificio: en este caso no hemos podido realizar dicho ensayo, por tanto, dejamos esta casilla sin marcar.

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2.2.2.1. ENVOLVENTE TÉRMICA

En el cálculo de la calificación de la eficiencia energética de edificios existentes, uno de los parámetros a tener en cuenta tanto en la certificación como en la adopción de medidas de mejora, es la envolvente térmica del edificio.

2.2.2.1.1. DEFINICIÓN DE LA ZONIFICACIÓN

Para la introducción ordenada de datos de la envolvente térmica, se ha optado por dividir el edificio en tres zonas, Zona 1 que corresponde a Casa I del plano, Zona 2 (Casa II del plano) y Zona 3 (Casa III del plano) refiriendo que, respecto al programa, ésta división no era necesaria, pero en este caso en concreto se ha realizado esta división para simplificar en cierta medida la introducción de datos. Las divisiones se han realizado conforme al siguiente esquema, facilitado por el propietario.

Figura 8. Plano esquemático del complejo.

La zona 1, (Casa I) situada al NW, es la casa localizada a una menor cota (0). Abarca dos plantas, inferior con cocina, sala de estar, y superior con baño y dos habitaciones. La superficie habitable de la casa tiene unas dimensiones de 6,3 x 6,3, lo que nos da un total de 39,69 m², y un total de 79,38 m².

La zona 2, (Casa II) también al NW, tiene unas dimensiones y distribución igual a la anterior. El acceso a esta casa, se sitúa a unos tres metros (subida de vehículos) de la cota cero de la carretera, y tiene acceso a jardines y piscina. Superficie total: 79,38 m2.

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La zona 3, ( Casa III) , Esta casa tiene tres alturas, Planta baja, a nivel de piscina, planta media que ocupa el salón y planta superior que corresponde al ático anteriormente mencionado, con acceso por una escalera lateral por fuera del edificio. Superficie total 116,07 m².

Dicho ático, que se tendrá en cuenta como un piso más, aunque tenga características diferentes a las otras zonas por su peculiaridad de estar conformado por cristaleras, Esas diferencias se especificarán con más claridad en el apartado de huecos, que veremos en apartados sucesivos.

Figura 9. Pantalla de introducción de los datos de la envolvente térmica. Cuadro de definición de zonas. Zona 1.

2.2.2.1.2. INTRODUCCIÓN DE LA ENVOLVENTE TÉRMICA

La envolvente térmica de la vivienda está constituida por las fachadas -con sus huecos-, el suelo/partición inferior en contacto con la cámara de aire sanitaria (únicamente está colocada en la planta inferior, en contacto con el suelo) , la cubierta y los puentes térmicos.

Un resumen de las dimensiones de los cerramientos y de sus propiedades térmicas se muestra en el ANEXO 4. Como se desarrollará más adelante, la transmitancia térmica U de las fachadas se definirá como composición constructiva, ya que, se dispone de los planos del complejo al igual que con la cubierta.

Se incorporan únicamente los datos relativos a los cerramientos. Los huecos se definirán más adelante (el programa sustrae automáticamente su superficie de la de la fachada).

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Todas las medidas introducidas son extraídas del proyecto y planos. Así obtenemos el valor de la transmitancia térmica en fachadas.

Por tanto, según los planos de la fachada del edificio, y por ende, de todos los muros exteriores del complejo, tenemos el cerramiento. De éste podemos calcular las resistencias térmicas superficiales.

A continuación se exponen los datos más relevantes según las zonas creadas anteriormente:

-CUBIERTA.

Como se puede observar en la figura 106 del ANEXO 5, las cubiertas no son completas, exceptuando la Zona 3, correspondiente a la casa número 3, por tanto, realizando un cálculo sencillo podemos calcular el área correspondiente para cada una de ella.

Se trata de una cubierta inclinada en contacto con cámara de aire sanitario. En la figura siguiente se exponen todos los materiales presentes en la cubierta (ANEXO 4) y en el ANEXO 5 podemos encontrar los planos de las cubiertas.

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En la siguiente figura se representan los datos que hay que introducir en el programa respecto a las cubiertas, las tres zonas son idénticas en este aspecto, al igual que los cerramientos.

Figura 11. Pantalla de introducción de los datos de la envolvente térmica. Partición superior/Cubierta.

-FACHADAS.

Como en el caso de las cubiertas, las casas están unidas entre sí, por tanto, ocupan un porcentaje de la fachada de una y otra, exceptuando la Casa I, que tiene la fachada limpia. Se expone una imagen con el alzado principal del complejo en el ANEXO 5, figura 107. Los huecos -ventanas y puertas- no se corresponden al plano, ya que, fueron modificadas por el propietario unos años después de la construcción, eso se verá un poco más adelante.

La forma de resolución de este problema es muy simple, ya que están colocadas de forma que, de la fachada sólo tenemos que restar un cuadrado (b*h) y de la cubierta un triángulo rectángulo (b*h/2). Lo que hace que los cálculos sean sencillos, por tanto se pondrán en la tabla los resultados finales de los mismos (ANEXO 4).

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-SUELO.

Aprovechando los datos contenidos en el panel de fachada, y modificando únicamente la “orientación” del cerramiento, su “nombre” y la zona a la que pertenece, y a continuación pulsar la orden “añadir” para incorporarlo a la estructura en árbol, podemos copiar las características de este elemento.

En el tema del suelo ocurre exactamente lo mismo que con las cubiertas. El suelo dispone de un forjado sanitario, con el fin de mantener al edificio aislado del suelo. Dentro del programa se puede constatar que en el apartado suelo no está esta opción, por tanto, haremos como en el caso de la cubierta y lo tomaremos como si fuera una partición interior. En concreto una partición interior horizontal en contacto con espacio NH inferior.

-Figura 12. Pantalla de introducción de los datos de la envolvente térmica. Partición horizontal zonas. En el ANEXO 4 podemos encontrar un resumen de las dimensiones de cada zona. La única zona que varía respecto a las anteriores es la zona 3, por lo que, a continuación la especificaré.

ZONA 3: -FACHADAS.

En este caso, solo en la fachada principal se interpone la zona 2. Podemos encontrar la tabla correspondiente en el ANEXO 4.

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-CUBIERTA.

La cubierta de esta zona es la única que está completa de las tres zonas, en el ANEXO 4 encontramos la tabla con sus dimensiones, el cerramiento es exactamente igual al de las anteriores zonas.

-PARTICIONES INTERIORES.

Cómo hemos podido comprobar las opciones de suelo y cubierta debemos usar el apartado de particiones interiores horizontales. En cambio, como las tres casas están unidas entre sí las particiones verticales no las tendremos en cuenta porque no lindan con ningún espacio no habitable, es decir, las zonas que separan dichas particiones son adiabáticas y por tanto no suponen transferencia de calor.

2.2.2.1.3. HUECOS

En este apartado se introducirán los datos referentes a las ventanas y sus marcos, correspondientes a las fachadas NW, NE y O. En el ANEXO 6 encontramos la tabla correspondiente a este apartado.

Los huecos se pueden introducir uno a uno, o bien creando una superficie equivalente igual al sumatorio de superficies o definiendo una tipología de hueco y aplicándole el multiplicador que convenga. Hay que tener muy en cuenta el porcentaje de marco en cada tipo de hueco.

Las dimensiones de cada hueco deben incluir tanto la parte semitransparente como el marco. El porcentaje de marco de ventana deberá considerar toda la carpintería del hueco, incluyendo sus perfiles fijos.

Las propiedades térmicas se definen como valores estimados y se muestran en el cuadro siguiente:

Propiedades térmicas estimadas de los huecos

U vidrio (W/m2K) G vidrio U marco

(W/m2K)

Absortividad marco

Permeabilidad (m³/hm2) Vidrio doble Madera Marrón claro Poco estanco

3,3 0,75 2,2 0.5 100

Tabla 3. Propiedades térmicas estimadas de los huecos.

La absortividad de todos los marcos es 0,5 correspondiente a un color “marrón claro”.

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Figura 13. Absortividad del marco seleccionada en el programa.

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2.2.2.1.4. DISPOSITIVO DE PROTECCIÓN SOLAR

Los elementos de sombreamiento son elementos de protección contra la radiación solar, los cuales tienen su máximo punto de efectividad en verano.

La radiación solar hace que se incremente la demanda de refrigeración, durante el verano, sobre todo en las zonas climáticas más cálidas. Por el contrario en invierno la radiación solar hace, que disminuya la demanda de calefacción.

Por lo tanto es necesario tomar medidas para maximizar la radiación en invierno y limitar la radiación solar durante el periodo de verano.

Durante el verano el sol va más alto, con orientación sur, por lo que habrá que utilizar elementos constructivos salientes fijos (retranqueos, voladizos, aleros, balcones…). Y sobre las cristaleras se logra que se limite la radiación directa que entra, sin afectar a la de invierno. A pesar de esto, aunque se evite la radiación directa, la radiación difusa y reflejada no se puede evitar con estos métodos por lo que existen sistemas de sombreamiento móviles.

En la siguiente figura se expone la pantalla de introducción de datos referentes a las protecciones solares.

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Figura 16. Cuadro de elección de los elementos de sombreamiento. Voladizo.

En la definición de los huecos es preciso definir los dispositivos de protección solar existentes en el edificio, como voladizos, retranqueos, lamas horizontales, lamas verticales, toldos o lucernarios, tal y como se definen en el DB HE1, y quedan registrados en la tabla de características generales de los huecos.

Como ejemplo, conforme a las fichas de toma de datos, las ventanas situadas en la fachada principal de la zona 1 hay un porche que tomaremos como voladizo, que justamente es la figura utilizada como ejemplo justo anteriormente.

2.2.2.1.5. PUENTES TÉRMICOS

Según el CTE, se consideran puentes térmicos las zonas de la envolvente del edificio en las que se evidencia una variación de la uniformidad de la construcción, ya sea por un cambio del espesor del cerramiento, de los materiales empleados, por penetración de elementos constructivos con diferente conductividad, etc., lo que conlleva necesariamente una minoración de la resistencia térmica respecto al resto de los cerramientos.

Los puentes térmicos son partes sensibles de los edificios donde aumenta la posibilidad de producción de condensaciones superficiales, en la situación de invierno o épocas frías.

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Figura 17. Pantalla de introducción de los datos de los puentes térmicos.

Como podemos observar nuestro edificio tiene todos los puentes térmicos. Aunque actualmente no tiene persianas, el hueco sigue estando presente y se ha tenido en cuenta.

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2.2.2.2. INSTALACIONES

2.2.2.2.1. EQUIPO MIXTO DE CALEFACCIÓN Y ACS

En este apartado se introducirán los datos referidos a la instalación de calefacción y ACS.

El complejo cuenta con tres calderas (Casa I, II y III, excepto el ático) Junkers ZW-20 estancas, una por cada zona o casa, de propano con una potencia nominal de 24 kW, ver la figura 19, insertada a continuación.

Figura 19. Caldera Junkers, fotografías efectuadas durante la visita al complejo.

Los calentadores de gas Estancos, a diferencia de otros equipos de agua caliente sanitaria, necesitan aire del exterior para funciona correctamente. Por ello, requieren conductos de evacuación especiales tanto de admisión como de expulsión de gases.

Estos tubos pueden se concéntricos (Ø 80/199) o independientes (Ø 80/80), por lo que la instalación de un calentador de gas estanco siempre debe realizarla un profesional acreditado, tanto por su seguridad como para el funcionamiento correcto de su equipo.

En la siguiente figura podemos observar la introducción de la instalación de calefacción y ACS, cada una de las zonas contiene su propia caldera, por lo que debemos introducir tres calderas, tal y como se aprecia.

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Figura 20. Pantalla de introducción de las instalaciones del edificio. Calefacción y ACS.

Como se ha mencionado anteriormente, las tres casas son iguales exceptuando la casa 3, que tiene un ático en desuso -se recuerda que, tiene entrada independiente-. Por tanto en la zona 3, en el apartado de demanda cubierta pondremos que en la parte de calefacción el porcentaje de demanda es del 66,67%, en la parte de ACS la demanda debe ser el 100% de la superficie por exigencia del programa.

Como mencionamos al principio de este trabajo, vamos a ignorar el apartado de iluminación por ser irrelevante en nuestro estudio, sus consumos son muy bajos dado que todas las bombillas del complejo ya son LED, y podríamos poner pocas medidas de mejora.

Los valores que esta pantalla nos pide que rellenemos son los siguientes:

Nota: debemos tener en cuenta que algunos de estos valores son estimados para la instalación, ya que, no disponemos de más datos.

Potencia nominal (kW). Es la potencia calorífica máxima expresada y garantizada por el fabricante para obtenerse en régimen de funcionamiento

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continuo, respetando el rendimiento útil expresado por el fabricante. En nuestro caso tenemos que la potencia nominal es de 24 kW.

Aislamiento de la caldera. En este campo el técnico debe realizar una estimación en cuanto al aislamiento de la caldera. Se definirá la caldera entre:

a) sin aislamiento,

b) antigua con mal aislamiento, c) antigua con aislamiento medio o d) bien aislada y mantenida.

Esta estimación se podrá comprobar midiendo la temperatura de la superficie de la caldera en varios puntos y compararla con la temperatura ambiental. En la visita al reciento y tras las debidas comprobaciones del técnico, las calderas están catalogadas como: “antigua con aislamiento medio”.

Rendimiento de combustión. Es la relación entre la cantidad de calor cedida por la combustión respecto a la cantidad de calor ideal suministrada por el combustible. Se trata del conocido rendimiento de humos de la combustión, el cual no es ni el rendimiento nominal, ni el estacional. En nuestro caso, ya que, no disponemos de un analizador de gases de combustión ni tenemos otra información disponible se empleará el valor por defecto de 90%.

Carga media real βcmb. Es la medida de las fracciones de carga del generador durante su tiempo de servicio.

El programa CE3X permite determinar de manera sencilla el valor de βcmb, tan sólo indicando la fracción de potencia total aportada por el generador y la fracción de potencia a la que entra en funcionamiento el mismo.

2.2.2.3. PATRONES DE SOMBRAS

Los patrones de sombra, de los obstáculos remotos, permiten determinar la influencia de la sombra proyectada sobre el edificio o superficie de estudio en función de la posición, tamaño y orientación de aquellos obstáculos que las proyectan; por ejemplo, edificios adyacentes. Las propiedades que definen los obstáculos remotos son las siguientes:

Acimut D (grados); define el ángulo de desviación en el plano horizontal con respecto a la dirección sur.

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Cada diagrama de perfil de obstáculos determina la proyección de sombras sobre un punto concreto de la superficie. Para una misma superficie de fachada puede determinarse un único punto o puede introducirse al programa como el sumatorio de varias superficies de fachada sobre las cuales se pueden aplicar diferentes perfiles de obstáculos.

En nuestro caso sólo tenemos una sombra apreciable que se localiza en la fachada SE, posterior y es producida por un árbol, en el ANEXO 1 en la figura 102, en la imagen de fachada trasera, se puede apreciar claramente que produce sombra a la mayor parte de esa fachada, por tanto, debemos introducirla en el programa.

El programa que estamos utilizando para la certificación no es muy preciso, en el tema de proyección de sombras, por tanto, vamos a realizar la proyección a grandes rasgos, mediante una aproximación geométrica al estado actual del objeto en cuestión, en este caso un árbol.

En la siguiente figura se da dicho patrón de sombras.

Figura 21. Patrón de sombra del árbol localizado en la facha trasera.

2.3. CALIFICACIÓN ENERGÉTICA DEL EDIFICIO

Una vez rellenados todos los campos necesarios para definir el edifico en cuanto a datos administrativos y generales, envolvente térmica e instalaciones, el programa calculará que calificación tiene nuestro proyecto.

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Por lo tanto una vez pulsamos el botón de, Califica el proyecto, nos encontramos con:

Figura 22. Certificación energética inicial del edificio objeto.

Escala de calificación; muestra la escala de letras de calificación junto con los valores de kgCO2/m² que comprende cada letra. Estos valores serán

función de la zona climática, uso,...

Figura 23.- Escala de calificación.

Calificación del edificio objeto; valor de calificación energética obtenido por el edifico analizado junto a la letra de la escala de calificación a la cual corresponde dicho valor. Dicho valor y su letra se mostrarán situados junto a la escala de calificación a la altura de la letra correspondiente.

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