Caracterización de la demanda energética en los edificios de uso residencial del Barrio de Emprendedores de Cartagena

(1)

Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial

CARACTERIZACIÓN DE LA DEMANDA ENERGÉTICA EN LOS EDIFICIOS DE USO RESIDENCIAL DEL

BARRIO DE EMPRENDEDORES DE CARTAGENA

TRABAJO FIN DE GRADO

GRADO EN INGENIERÍA MECÁNICA

Autor: Miriam Martinez Rosa Director: Fernado Illán Gómez

Cartagena, lunes, 19 de septiembre de 2016

(2)

ÍNDICE

1. Introducción y objetivos. ... 1

1.1. Descripción previa del proyecto. ... 1

2. Introducción a la eficiencia energética en la edificación. ... 3

2.1. Antecedentes. ... 3

2.2. Objetivo de la eficiencia energética en los edificios. ... 4

3. Estudios de viabilidad del proyecto ... 6

3.1. De la creación del Barrio de Emprendedores ... 6

3.2 De las diferentes energías disponibles ... 6

4. Métodos para la certificación de la eficiencia energética de edificios nuevos y existentes. ... 9

4.1. Breve descripción de procedimientos y software existentes ... 9

4.2. Procedimiento general para la Certificación Energética de edificios en proyecto, terminados o existentes... 9

4.3. Procedimiento simplificado para la Certificación Energética de edificios existentes. ... 9

4.4. Procedimiento simplificado para la Calificación de Eficiencia Energética de edificios de viviendas. ... 10

5. Legislación y normativa aplicable ... 11

6. Situación y emplazamiento ... 13

7. Descripción de un edificio tipo del “Barrio de Emprendedores” ... 17

8. Modelización del edificio en LIDER. ... 19

8.1. Introducción datos generales del edificio tipo ... 19

8.2. Definición planta primera P01 ... 20

(3)

8.4. Definición planta tercera P03 ... 26

8.6. Definición planta quinta P05 ... 31

8.7. Composición de los cerramientos del edificio tipo y obtención de la transmitancia térmica ... 33

8.7.1 Cerramientos exteriores verticales ... 36

EPS Poliestireno Expandido ... 36

8.7.2. Muros en contacto con el terreno ... 36

8.7.3. Cerramientos interiores ... 37

8.7.4. Cubiertas ... 38

8.8. Definición de los huecos del edificio tipo. ... 38

8.9. Unificación de espacios ... 41

8.10. Simulación envolvente del edificio ... 43

9. Verificación del cumplimiento de DB-HE-1... 45

9.1 Medidas adoptadas y resultados ... 46

10. Exportación a Calener GT ... 51

10.1. Horarios ... 51

11.1.1. De ocupación ... 52

11.1.2. De iluminación ... 58

11.1.3. De los equipos ... 59

11.1.4. De infiltraciones ... 60

12. Cálculo de cargas ... 62

13. Descripción de las instalaciones ... 65

13.1. Iluminación ... 65

13.2. Subsistemas primarios ... 65

13.2.2. Calefacción ... 66

(4)

13.3. Subsistemas secundarios ... 69

13.3.1. Fan Coils ... 69

14. Calificación del proyecto ... 72

14.1. Definición de las posibles medidas de mejora ... 72

15. Descripción del informe energético y resultados obtenidos ... 74

16. Verificación cumplimiento HE0 ... 80

17. Conclusiones y comentarios ... 83

18. Bibliografía ... 84

19. Páginas web consultadas ... 85

20. Anexos ... 86

(5)

ÍNDICE DE FIGURAS

Ilustración 1. Modelo de etiqueta de Eficiencia Energética ... 5

Ilustración 2. Mapa de situación de Cartagena. ... 13

Ilustración 3. Monte Sacro ... 14

Ilustración 4 Monte Sacro ... 15

Ilustración 5. Superficie útil del Barrio de Emprendedores ... 15

Ilustración 6. Distribución de los edificios en el terreno ... 16

Ilustración 7. Modelos de lucernarios interiores ... 18

Ilustración 8. Introducción datos generales del edificio tipo ... 20

Ilustración 9. Espacios planta 01 ... 21

Ilustración 10. Planta y vista lateral de P01 ... 23

Ilustración 11.Planta 01 ... 23

Ilustración 12. Espacios planta 02 ... 24

Ilustración 14. Planta P02 ... 26

Ilustración 15. Espacios P03 ... 27

Ilustración 18. Espacios P04 ... 29

Ilustración 21. Vista en planta de P05 ... 32

Ilustración 23. Ejemplo de cerramiento ... 35

Ilustración 24. Tipos de vidrios y su transmitancia térmica ... 40

Ilustración 25. Ventana para unificar espacios ... 42

Ilustración 26. Edificio tipo vista 1 ... 43

Ilustración 27. Edificio tipo vista 2 ... 44

Ilustración 28. Edifcio tipo vista 3 ... 44

(6)

Ilustración 30. 1º Comprobación HE1. ... 46

Ilustración 31. Vidrio seleccionado como medida de mejora ... 47

Ilustración 32. 2º Comprobación HE1 ... 48

Ilustración 33. Demanda calefacción y refrigeración ... 49

Ilustración 34. 3º Comprobación HE1 ... 50

Ilustración 35. Horario Ocupación Residencial Diario ... 52

Ilustración 36. Horario Ocupación Residencial Festivo ... 53

Ilustración 37. Horario Ocupación Residencial Verano ... 54

Ilustración 38. Horario Ocupación Residelcial Semanal de Invierno ... 55

Ilustración 39. Horario Ocupación Residencial Semanal Verano ... 55

Ilustración 40. Horario Ocupación Anual ... 56

Ilustración 41. Horario Ocupación Zonas Comúnes Diario ... 57

Ilustración 42. Demanda P01 ... 62

Ilustración 46. Subsistemas primarios de calefacción ... 67

Ilustración 47. Subsistemas primarios de refrigeración ... 69

Ilustración 48. Fan coils en P01 ... 70

Ilustración 51.Fan coils en P04 ... 71

Ilustración 52. Etiqueta de calificación energética ... 72

Ilustración 53. Consumos mensuales de energía final ... 74

Ilustración 54. Calificación en energía primaria y en emisiones de CO2 ... 75

Ilustración 55. Emisiones CO2 ... 76

Ilustración 56. Consumo de energía primaria ... 77

Ilustración 57. Consumo refrigeración y calefacción ... 78

Ilustración 58. Consumo calefacción ... 78

Ilustración 59. Demanda horaria refrigeración ... 79

Ilustración 60. Demanda horaria de calefacción ... 80

(7)

Ilustración 62. Factores de paso de Energía Final ... 82

Ilustración 63. Inversiones iniciales para la instalación ... 86

Ilustración 64. Coste con amortización a 20 años ... 87

Ilustración 65. Emisiones de CO² anuales ... 87

Ilustración 66. Zonas climáticas de la Península Ibérica ... 94

Ilustración 67. Horario Ocupación Terciario Diario ... 97

Ilustración 68. Horario Ocupación Terciario Festivo ... 97

Ilustración 69. Horario Ocupación Terciario Verano ... 98

Ilustración 70. Horario Ocupación Terciario Semanal Invierno. ... 98

Ilustración 71. Horario Ocupación Terciario Semanal Verano... 99

Ilustración 72. Horario Ocupación Terciario Anual ... 99

Ilustración 73. Horario Ocupación Zonas Comunes Semanal ... 100

Ilustración 74.Horario Ocupación Zonas Comunes Anual ... 100

Ilustración 75. Horario Iluminación Residencial Diario ... 101

Ilustración 76. Horario Iluminación Terciario Diario ... 101

Ilustración 77. Horario Iluminación Terciario Festivo ... 102

Ilustración 78. Horario Iluminación Terciario Verano ... 102

Ilustración 79.Horario Iluminación Semanal Terciario Invierno ... 103

Ilustración 80.Horario Iluminación Semanal Terciario Verano... 103

Ilustración 81.Horario Iluminación Anual Residencial ... 104

Ilustración 82.Iluminación Anual Residencial ... 105

Ilustración 83.Iluminación Semanal Residencial ... 105

Ilustración 84. Ocupación Terciario Diario ... 105

Ilustración 85. Ocupación Terciario Festivo ... 106

Ilustración 86. Ocupación Terciario Verano ... 106

Ilustración 87. Ocupación Terciario Semanal Invierno ... 107

Ilustración 88. Ocupación Terciario Semanal Verano ... 107

Ilustración 89. Ocupación Terciario Anual ... 108

Ilustración 90. Infiltraciones Terciario Diario ... 108

Ilustración 91. Infiltraciones Terciario Diario Verano ... 109

Ilustración 92. Inflitraciones siempre ... 109

(8)

Ilustración 94. Infiltraciones Residencial Diario Verano ... 110

Ilustración 95. Infiltraciones Terciario Semanal Invierno ... 111

Ilustración 96. Infiltraciones Terciario Semanal Verano ... 111

Ilustración 97. Infiltraciones Semanal Siempre ... 112

Ilustración 98. Infiltraciones Residencial Semanal Invierno ... 112

Ilustración 99. Infiltraciones Residencial Semanal Verano ... 113

Ilustración 100. Infiltraciones Anuales Terciario ... 113

Ilustración 101. Infiltraciones Anuales Residencial ... 114

(9)

INDICE DE TABLAS

Tabla 1. Superficies útiles de los espacios para oficinas ... 22

Tabla 2. Superficies útiles de los espacios para comercios ... 22

Tabla 3. Superficies útiles de los espacios para ascensores ... 22

Tabla 4. Superficies útiles de las zonas comunes ... 22

Tabla 5. Superficies útiles de las zonas comunes ... 25

Tabla 6. Superficies útiles de las viviendas ... 25

Tabla 7. Composición de la fachada ... 36

Tabla 8. Composición de la solera ... 36

Tabla 9. Composición forjado interior ... 37

Tabla 10. Composición tabiquería ... 37

Tabla 11. Composición de la cubierta ... 38

Tabla 12. Características de los huecos ... 41

Tabla 13. Resultado final de la solera ... 47

(10)

AGRADECIMIENTOS

A mi familia, por ver en mí siempre lo mejor, aun cuando no he sido capaz ni de verlo yo misma.

A mis amigos, que nunca han dudado ni por un instante que lo conseguiría.

A Fernando Illán, por su paciencia y por saber resolver todas mis dudas.

A José Luis Moreno, por darme la oportunidad de comenzar a escribir mi historia profesional.

A todos mis compañeros, que sabiéndolo o no, son parte de que sea lo que soy hoy y haya llegado hasta aquí.

“Aprovecha toda tu energía, al fin y al cabo, toda la energía que producimos

viene de nosotros mismos

”

(11)

1. Introducción y objetivos.

1.1. Descripción previa del proyecto.

Este proyecto nace a partir de la creación de la cátedra del centro de innovación urbana de la Universidad Politécnica de Cartagena, CTracción.

CTracción es un proyecto emprendido por el Ayuntamiento de Cartagena y la Universidad Politécnica de Cartagena para el desarrollo de un barrio

sostenible para emprendedores en la propia ciudad de Cartagena. Esta cátedra se haya divida en cuatro departamentos que han trabajado de forma conjunta para poder llevar a cabo el objetivo común de crear un barrio con un diseño arquitectónico innovador, con edificios cuya etiqueta de eficiencia energética sea de bajas emisiones de CO2 al ambiente y con una red de tecnologías y telecomunicaciones óptima.

Desde el departamento de Ingeniería Térmica y de Fluidos se han

establecido las directrices en relación con la eficiencia energética del Barrio de Emprendedores para desarrollar la parte del proyecto correspondiente. A su vez, siendo tan amplia la envergadura de esta sección, se ha dividido en tres subproyectos donde el primero estará destinado al diseño de los edificios de uso residencial, el segundo a los edificios de uso terciario y el último será el encargado del diseño de la red de tuberías que formaran los sistemas de climatización.

El interés en este tipo de proyectos viene a partir entrada en vigor de la Directiva Europea de Eficiencia Energética en Edificación, ley 2002/91/CE, cuyo objetivo es disminuir las emisiones de CO2 a la atmosfera en el sector de la

edificación estableciendo requisitos en cuanto a consumo energético, iluminación, aislamiento, calefacción, refrigeración, agua caliente sanitaria…

En este trabajo de fin de grado se ha desarrollado la parte del diseño de los

(12)

todos los edificios del barrio. Mediante el uso de los softwares indicados para el cálculo de la demanda, tanto de calefacción como de refrigeración de un

edificio simulado, se han obtenido los datos con los cuales poder seleccionar los equipos más eficientes y de bajo consumo.

Finalmente, se hará un estudio de los resultados obtenidos y se propondrán posibles mejoras para los edificios de uso residencial.

(13)

2. Introducción a la eficiencia energética en la edificación.

2.1. Antecedentes.

El mundo actual se ha convertido en una fuente de emisión de gases y contaminación al medio ambiente que hacen que el lugar en el que vivimos esté muriendo día a día.

No hemos sido conscientes de las consecuencias de las acciones del ser humano en lo que a esto se refiere hasta hace poco más de 30 años y se le ha dado la suficiente importancia como para exigir cambios desde hace una década aproximadamente.

Hablamos de los gases de efecto invernadero que se están emitiendo

constantemente a la atmósfera, que afectan y podrían modificar las condiciones de vida en la tierra tal cómo las conocemos. Debido a la emisión de gases contaminantes, dióxido de carbono, metano, vapor de agua, el óxido de nitrógeno, el clorofluorocarbono y el ozono, se está produciendo el conocido cambio climático. Se manejan umbrales de incremento de la temperatura de 2

⁰C que están ocasionando el deshielo de los casquetes polares y el aumento del nivel del mar. Se teme por esto ya que podría provocar inundaciones de ciudades y poblaciones. Además, el cambio climático conlleva a la

desertización por el aumento de temperaturas y la escasez de lluvias y más consecuencias fatales para nuestra vida.

Debido a los motivos mencionados se está tratando de evitar que todo esto ocurra o al menos, ralentizarlo lo máximo posible, y para ello se están tomando medidas en cuanto a la emisión de los gases de efecto invernadero en todos los ámbitos donde estos se producen.

Nuestro proyecto está centrado en el ámbito de la construcción y su objetivo principal es disminuir la demanda energética de los edificios residenciales, que

(14)

disminución de las emisiones que la producción de este tipo de energía ocasiona.

2.2. Objetivo de la eficiencia energética en los edificios.

Con el objetivo de promover la eficiencia energética en la edificación, la Directiva 2002/91/CE exige a los Estados miembros de la Unión Europea establecer un procedimiento de certificación de los edificios para que a la hora de alquilarlo o comprarlo sea una información objetiva el consumo energético del edificio en cuestión.

En España es con el Real Decreto 314/2006, de 17 de marzo, por el que se aprueba el Código Técnico de la Edificación. Con el 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, se establece la obligación de

entregar al comprador o arrendatario de un edificio de nueva construcción o ya existente el certificado de calificación energética.

Se quiere promover con este certificado de calificación energética que quién vaya a comprar o a hacer uso de un inmueble considere su demanda

energética como un dato importante para ahorrar en la factura de la luz.

El certificado de calificación se estructura mediante una escala de siete letras. La etiqueta con la letra A es la calificación energética más eficiente. Se le asigna a edificios cuya demanda energética es baja y/o la satisfacen

mediante energías renovables como pueden ser la solar térmica o la biomasa.

Estos edificios tienen unas emisiones de CO2 al ambiente prácticamente nulas.

La etiqueta con la letra G, la peor calificación de la escala, caracteriza a los edificios de peor eficiencia energética y altas cantidades de CO2 emitidas.

(15)

Ilustración 1. Modelo de etiqueta de Eficiencia Energética

(16)

3. Estudios de viabilidad del proyecto

3.1. De la creación del Barrio de Emprendedores

El Ayuntamiento de Cartagena ha sido el creador del proyecto para rehabilitar el Monte Sacro de Cartagena y convertirlo en un Barrio de Emprendedores de alta eficiencia energética.

Desde el Ayuntamiento se han realizado los estudios previos de viabilidad y de impacto medioambiental para llevar a cabo un proyecto urbanístico de esta envergadura. Este tipo de proyecto es, en gran parte, subvencionado por la Comunidad Europea para conseguir fomentar las edificaciones sostenibles energéticamente a nivel europeo.

Debido a que Cartagena es una ciudad conocida por las numerosas ruinas arqueológicas que se han encontrado en las profundidades de su superficie, se considera conveniente realizar una excavación y estudio del terreno del Monte Sacro donde se quiere construir el barrio. Con esto se pretende asegurar que no hay restos arqueológicos o que, en el caso de haberlos, no se pierdan tras la urbanización.

3.2 De las diferentes energías disponibles

Para determinar qué tipo de instalaciones son las más adecuadas para conseguir una buena calificación energética, se ha hecho un estudio de las diferentes fuentes de energía disponibles para satisfacer la demanda del barrio.

Para este estudio el interés principal es conocer las emisiones de CO2 que producirán los equipos encargados de satisfacer la demanda energética de los edificios. Sin embargo, también es importante conocer la inversión económica inicial y el periodo de amortización de estos equipos y con esta información hacer la selección conveniente.

Las combinaciones que se han estudiado para producir frío y calor son las

(17)

 Bomba de calor reversible refrigerada por aire para producir frío y calor.

 Bomba de calor reversible refrigerada por agua para producir frío y calor.

 Caldera de gas natural para generar calor y bomba de calor refrigerada por aire para generar frío.

 Caldera de gas natural para generar calor y bomba de calor refrigerada por agua para generar frío.

 Caldera de gas natural para generar calor y máquina de absorción para generar frio.

 Caldera de biomasa para generar calor y bomba de calor refrigerada por aire para generar frío.

 Caldera de biomasa para generar calor y bomba de calor refrigerada por agua para generar frío.

 Caldera de biomasa para generar calor y máquina de absorción para generar frío.

En el 20. Anexos 1 se muestran gráficos comparativos de todas las opciones consideradas. Con los datos representados se ha decidido que los equipos más adecuados para generar calor y frío en el Barrio de Emprendedores de Cartagena es la combinación de caldera de biomasa y máquina de absorción.

La caldera de biomasa deberá producir calor para todo el sistema de

climatización, y se combinará con la máquina de absorción para la generación de frío a partir de la combustión de la materia orgánica. Esto significa que las emisiones de CO2 son prácticamente nulas y con respecto a este

requerimiento, es la opción más efectiva. Las máquinas de absorción son eficientes en grandes instalaciones, por lo que para satisfacer la demanda de refrigeración del barrio es un equipo interesante.

Es una instalación cara debido a la gran inversión inicial que requiere, ya que los equipos son costosos, pero tiene una amortización superior a las

(18)

demás y el coste de la energía es menor, lo que hace que sea la opción más indicada para este proyecto.

(19)

4. Métodos para la certificación de la eficiencia energética de edificios nuevos y existentes.

4.1. Breve descripción de procedimientos y software existentes Para facilitar la calificación energética de cualquier edificio (excepto los exentos que quedan listados en el 20. Anexos 2), el Ministerio de Industria, Energía y Turismo, a través del IDAE, y el Ministerio de Fomento, ponen a disposición de las empresas constructoras y de cualquier ciudadano, softwares informáticos que proporcionan la etiqueta de certificación energética adecuada.

Estas herramientas tienen en cuenta la envolvente térmica del edificio así como sus sistemas de climatización, ACS, iluminación… para obtener el resultado más preciso.

4.2. Procedimiento general para la Certificación Energética de edificios en proyecto, terminados o existentes.

Es el procedimiento utilizado para la calificación energética del presente proyecto. El programa informático Herramienta Unificada (HULC), de iniciativa pública, consta de dos programas para que la utilización de esta sea más fácil para el usuario, LIDER-CALENER.

LIDER-CALENER se puede utilizar para certificar edificios de viviendas unifamiliares, edificios de viviendas en bloque, viviendas individuales pertenecientes a edificios en bloque y edificios terciarios.

4.3. Procedimiento simplificado para la Certificación Energética de edificios existentes.

CE3 y CE3X, de iniciativa pública, son programas informáticos para la calificación de edificios de viviendas unifamiliares, edificios de viviendas en

(20)

bloque, viviendas unifamiliares pertenecientes a edificios en bloque y edificios terciarios.

4.4. Procedimiento simplificado para la Calificación de Eficiencia Energética de edificios de viviendas.

CERMA, de iniciativa privada, para la calificación de edificios de viviendas unifamiliares, edificios de viviendas en bloque y viviendas individuales

pertenecientes a edificios en bloque.

(21)

5. Legislación y normativa aplicable

1. Directiva 2002/91/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 16 de diciembre de 2002 relativa a la Eficiencia Energética de los edificios.

2. Directiva 2009/28/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 23 de abril de 2009 relativa al fomento del uso de energía procedente de fuentes renovables y por la que se modifican y se derogan las Directivas 2001/77/CE y 2003/30/CE.

3. Directiva 2010/31/UE del Parlamento Europeo y del Consejo de 19 de mayo de 2010 relativa a la Eficiencia Energética de los edificios.

4. Directiva 2012/27/UE del Parlamento Europeo y del Consejo de 25 de octubre de 2012 relativa a la Eficiencia Energética, por la que se modifican las Directivas 2009/125/CE y 2010/30/UE, y por la que se derogan las Directivas 2004/8/CE y 2006/32/CE.

5. Real Decreto 314/2006, de 17 de marzo, por el que se aprueba el Código Técnico de la Edificación, en concreto el Documento Básico HE.

HE-1 Limitación de demanda energética.

HE-2 Rendimiento de las instalaciones térmicas.

HE-3 Eficiencia energética de las instalaciones de iluminación.

HE-4 Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria (ACS).

HE-5 Contribución fotovoltaica mínima de energía eléctrica.

6. Real Decreto 47/2007, de 19 de enero, por el que se aprueba el Procedimiento básico para la certificación de eficiencia energética de edificios de nueva construcción (Vigente hasta el 14 de abril de 2013).

7. Real Decreto 1027/2007, de 20 de julio, por el que se aprueba el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE).

(22)

8. Real Decreto 1826/2009, de 27 de noviembre, por el que se modifica el Reglamento de instalaciones térmicas en los edificios, aprobado por Real Decreto 1027/2007, de 20 de julio. 

9. 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.

10. Boletín Oficial del Estado la 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.

HE-0 Limitación del Consumo Energético.

11. Normas UNE aplicables al proyecto.

(23)

6. Situación y emplazamiento

La ciudad de Cartagena se encuentra situada en España, más

concretamente en el sureste de la península ibérica en las coordenadas

37º36’N, 0º59’W. Cartagena es la segunda ciudad más importante de la Región de Murcia, que cuenta con 216.451 habitantes y una superficie de 558,08 km² de los cuales 163,45 km²son espacios naturales protegidos. Limita al sur con el Mar Mediterráneo, al este con La Unión, al oeste Mazarrón y al norte con

Murcia (pedanía de Lobosillo) y Torre-Pacheco. Es una ciudad costera, por lo que el turismo es una importante fuente de ingresos de esta ciudad. La

posición marítima suaviza las temperaturas, con una media anual ligeramente superior a los 20 °C. El casco histórico de esta se encuentra flanqueado por cinco pequeñas colinas; Molitene, Monte Sacro, Monte de San José,

Despeñaperros y Monte de la Concepción.

El Barrio de Emprendedores, proyecto creado por el Ayuntamiento de Cartagena y la Universidad Politécnica de Cartagena, tiene como ubicación de las infraestructuras el conocido Monte Sacro de dicha ciudad.

Ilustración 2. Mapa de situación de Cartagena.

(24)

El Monte Sacro se considera idóneo por su buena localización ya que está en una zona muy céntrica de la ciudad, cerca de las universidades y del puerto marítimo. En la actualidad, el Monte Sacro se encuentra totalmente des

urbanizado, con escombros y una superficie muy irregular. En su zona baja, también incluida en la envolvente del terreno en el que se quiere construir el Barrio de Emprendedores, hay una gran explanada la cual es utilizada actualmente como aparcamiento para vehículos y viviendas cuyo estado es ruinoso e insalubre.

Ilustración 3. Monte Sacro

(25)

Ilustración 4 Monte Sacro

Ilustración 5. Superficie útil del Barrio de Emprendedores

El terreno a urbanizar tiene un total de 67047.463 m² para la construcción de los edificios residenciales y de sector terciario, que estarán distribuidos de la forma que muestra la imagen siguiente.

El edificio que tomaremos como edificio tipo para hacer los cálculos de la eficiencia energética de la parte residencial del barrio será el marcado en color

(26)

Ilustración 6. Distribución de los edificios en el terreno

(27)

7. Descripción de un edificio tipo del “Barrio de Emprendedores”

En la imagen anterior queda representada la ubicación dentro del terreno destinado para el Barrio de Emprendedores del edificio tipo para el desarrollo de este proyecto.

Todos los edificios destinados a uso residencial tienen una composición de cerramientos idéntica y el mismo tipo de vidrio para los huecos definidos.

Aunque en el barrio se pueden encontrar edificios exactamente iguales, la mayoría difieren en el número de plantas y en las viviendas que tiene cada una de estas plantas. Además, algunos de los edificios de uso residencial pueden tener en su planta baja comercios y/u oficinas, por lo que tendrá que

considerarse el edificio cómo terciario para poder hacer los cálculos en el software.

Este último es el caso del edificio tipo del proyecto. Tiene un total de 5 plantas, siendo la planta baja de uso terciario. En ella se encuentran 3 comercios y 5 oficinas. La primera, segunda y tercera planta son de uso residencial

completamente, teniendo un total de 21 viviendas repartidas de forma no igualitaria entre las tres plantas. La cuarta planta se trata de una cubierta transitable, donde se puede plantear el uso de una cubierta vegetal como mejora de diseño del edificio y que tiene una superficie útil de 1038,291 m².

Los edificios de este barrio tienen un diseño innovador que conecta unas plantas con otras a través de lucernarios interiores, los cuales pueden llegar a comunicar la planta baja con la azotea en algunos casos. Las viviendas tienen una distribución peculiar, ya que no cuenta con tabiquería interior y tiene toda o casi toda la fachada cubierta de vidrio (a excepción de las fachadas laterales).

El edificio cuenta con huecos destinados a la instalación de ascensores que van comunican todas las plantas, por tanto, en la azotea, solo quedan los

(28)

Ilustración 7. Modelos de lucernarios interiores

Se ha escogido este modelo cómo edificio tipo porque consta de un número medio de plantas, ya que los edificios contarán con un mínimo de 3 plantas y lo máximo edificable en el terreno son 7 plantas, contando con la baja. Otra razón es que tiene la planta baja destina al sector terciario, como la mayor parte de los edificios del barrio. El edificio tiene una superficie total útil de 3539,449 m².

En el 20. Anexos 3 se adjuntan los planos del edificio tipo. En estos planos no están divididas las viviendas pero una vez introducida la geometría en LIDER se han generado los espacios que constituyen viviendas, zonas comunes, huecos de ascensores, comercios y oficinas.

(29)

8. Modelización del edificio en LIDER.

8.1. Introducción datos generales del edificio tipo

Para modelizar un edificio en LIDER, que es el primer software que vamos a utilizar, debemos introducir los datos generales, que son:

 Definición del estado del edificio, es decir, si es un edificio nuevo o existente. El caso de este proyecto crear un barrio totalmente desde cero, por lo tanto el edificio tipo es un edificio NUEVO.

 Localidad y datos climáticos. Al indicar la localidad del proyecto el programa por si solo sabe de qué zona climática se trata, aunque hay que seleccionarla manualmente del desplegable. En el caso de

seleccionar una zona climática errónea, LIDER no deja continuar y da un mensaje para que seleccionemos otra zona climática. La localidad de Cartagena se denomina con una zona climática B3.

En el 20. Anexos 4 se muestra el Apéndice 2 del “DB-HE1 Limitación de la demanda energética” que establece las zonas climáticas de una localidad en función de su provincia y la altitud a la que esta se

encuentra.

 El tipo de edificio que vamos a definir también se define en los datos generales. Nuestro caso, aun siendo un siendo un edificio en su mayor uso residencial, debemos establecerlo como Gran Edificio Terciario por el uso que se le da a la planta baja.

 La ventilación inicial de los espacios habitables viene dada en número de renovaciones hora. Para el edificio tipo este valor es 1.

 Además, se establece que tipo de uso se le dará a los espacios habitables por defecto cuando se creen. Seleccionamos la opción de residencial, ya que la mayor parte de espacios tendrán este uso y más adelante podremos cambiar los que no procedan a espacios no habitables o espacios de uso terciario.

(30)

Ilustración 8. Introducción datos generales del edificio tipo

8.2. Definición planta primera P01

La planta tiene una superficie total de 1038,291 m² divididos en un total de 20 espacios. 6 de estos espacios son zonas comunes del edificio, en este caso, las entradas de acceso al inmueble. En cada una las entradas hay un espacio (en total 6) que son los huecos donde se instalarán los ascensores.

Los huecos de los ascensores tienen su forjado inferior en contacto con el terreno y el forjado superior en contacto con el aire exterior. Esto es debido a que no hay particiones intermedias entre planta y planta ya que es un hueco que tiene la misma altura que las 5 plantas del edificio.

Los espacios destinados a uso terciario son en total 8. 5 comercios y 3 oficinas. De estos espacios, hay algunos donde una parte de su forjado

superior (techo) no existe, por lo que su techo será el mismo el de la siguiente planta.

La distribución de los espacios en la planta tiene la siguiente configuración:

(31)

Ilustración 9. Espacios planta 01

La superficie útil de cada uno está representada en las siguientes tablas.

(32)

Tabla 1. Superficies útiles de los espacios para oficinas

Tabla 2. Superficies útiles de los espacios para comercios

Tabla 3. Superficies útiles de los espacios para ascensores

Tabla 4. Superficies útiles de las zonas comunes

Se han introducido en LIDER todos estos datos y con el sistema de coordenadas se han creado los espacios pertenecientes a la planta 01.

(33)

Ilustración 10. Planta y vista lateral de P01

Ilustración 11.Planta 01

(34)

8.3. Definición planta segunda P02

La planta tiene una superficie total de 853,613 m² divididos en un total de 13 espacios. 6 de estos espacios son zonas comunes del edificio, en este caso, las escaleras que conectan una planta con otra y los rellanos. Los cerramientos para la instalación de los ascensores están en esta planta, pero para el

programa no pertenecen a esta, si no a la P01 que es donde tienen su forjado inferior.

En esta planta hay 7 viviendas, siendo cada una diferente a las demás. No tienen ni la misma superficie ni las mismas ventanas, son viviendas únicas para cada residente.

Hay huecos por toda la planta que conectan un espacio de la planta de abajo con un espacio de la planta superior, es decir, podríamos estar en la P01 y ver el techo de la P02 en algunas zonas.

La distribución de los espacios en la planta tiene la siguiente configuración, siendo los espacios en blanco el hueco (inexistencia de forjado) que conecta una planta con otra en vertical.

(35)

Las superficies útiles se muestran en las siguientes tablas.

Tabla 6. Superficies útiles de las viviendas

(36)

Ilustración 14. Planta P02

8.4. Definición planta tercera P03

La planta tiene una superficie total de 822,911 m² divididos en un total de 12 espacios. 4 de estos espacios son zonas comunes del edificio, en este caso, las escaleras que conectan una planta con otra y los rellanos. Los cerramientos para la instalación de los ascensores están en esta planta, pero para el

Esta planta cuenta con huecos en el forjado de la misma forma que la planta anterior.

(37)

Ilustración 15. Espacios P03

(38)

8.5. Definición planta cuarta P04

(39)

las escaleras que conectan una planta con otra y los rellanos. Los cerramientos para la instalación de los ascensores están en esta planta, pero para el

Esta planta cuenta con huecos en el forjado de la misma forma que la planta anterior.

Ilustración 18. Espacios P04

(40)

(41)

8.6. Definición planta quinta P05

En esta planta se encuentra la terraza. Es una zona exterior sin cerramientos en su mayoría de extensión. Solo cuenta con 6 pequeños cerramientos que forma el final del hueco de los ascensores que conectan todas las plantas, pero para el programa estos cerramientos pertenecen a la P01 que es donde se ha creado el espacio.

En esta planta, hay zonas en las que el forjado pasa a ser un vidrio, es decir, un lucernario que permite que entre luz natural al edificio desde arriba. Estos lucernarios pueden llegar hasta cualquiera de las plantas, habiendo uno incluso que, de la misma forma que los huecos de los ascensores, conecta la última planta con la primera. En otras palabras, desde la planta baja se podría observar el cielo azul que se deja ver en la azotea.

Por lo tanto, en esta planta no se considera que haya ningún espacio para el programa, por lo que una vez que se ha creado y utilizado para dar forma a los cerramientos de los ascensores se ha eliminado ya que para el LIDER no tiene ninguna finalidad.

(42)

El cerramiento de la cubierta, de color rojizo en la imagen siguiente, ocupa toda la superficie de la planta excepto los espacios donde hay un lucernario, que no se muestran en la imagen debido a que pertenecen a otras plantas.

Ilustración 21. Vista en planta de P05

(43)

8.7. Composición de los cerramientos del edificio tipo y obtención de la transmitancia térmica

El software empleado para realizar el trabajo de fin de grado se puede utilizar con distintos procedimientos, llegando finalmente al mismo resultado para algunos procesos de introducción de datos.

Este software requiere ser muy metódico, es decir, es necesario seguir todo los pasos correctamente para que sea capaz de proporcionar resultados y que estos no sean erróneos. Sin embargo, para introducir la composición de los cerramientos se puede hacer de dos formas y que su funcionamiento sea correcto.

Una de las formas, y la más sencilla y rápida, es definir todos los tipos de cerramientos que se van a utilizar en la estructura del edificio antes de introducir la geometría. Así, LIDER es capaz de interpretar que tipo de

cerramiento se está definiendo y darle una composición, normalmente correcta.

De otra manera, y ha sido el procedimiento utilizado en este proyecto, se puede introducir la geometría del edificio y más tarde definir en la base de

(44)

Sin embargo, así, LIDER no asigna automáticamente la composición creada a los cerramientos ya existentes, por lo que es necesario ir introduciéndolos manualmente y puede ser un proceso pesado si el edificio tiene muchos espacios, como es este caso.

Se han definido un total de 6 tipos de cerramientos que conforman el edificio tipo del Barrio de Emprendedores y por tanto, todos los edificios de uso

residencial de este.

Dependiendo de los materiales utilizados para construir los cerramientos de los edificios, estos serán más eficientes o menos. Esto se observa en la

transmitancia térmica del cerramiento, cuanto menor sea esta, menos capacidad tendrá para dejar pasar el calor y el frio del edificio al exterior.

Estos datos se introducen en el programa en la pestaña de base de datos, donde se crean los cerramientos que se van a utilizar y se van añadiendo los materiales que lo componen. La base de datos del programa tiene por defecto una gran cantidad de materiales con los que conformar un cerramiento, en este caso, con los disponibles por LIDER ha sido suficiente. Sin embargo, es posible crear un material con unas características diferentes a las que no encuentras en la base de datos.

La carpeta Muros y Cerramientos, se ha dividido en subcarpetas para clasificar el tipo de cerramiento que vamos a utilizar y sea más fácil su localización. Se ha utilizado esta misma clasificación para estructurar este punto de la memoria del proyecto, siendo las categorías utilizadas:

 Cerramientos exteriores verticales

 Muros en contacto con el terreno

 Cerramientos interiores

 Cubiertas

La imagen siguiente muestra la forma de introducir los cerramientos en la

(45)

Ilustración 23. Ejemplo de cerramiento

Los cerramientos que conformen la envolvente del edificio deben ser los que menor transmitancia térmica tengan y por tanto deberán tener más espesor. La explicación de esto es que son los que realmente conectan espacios con

mucha diferencia de temperatura, por ejemplo, en invierno dentro del edificio habrá una temperatura media de 21 ⁰C mientras que en el exterior será de 12

⁰C. Diseñando estos cerramientos con una baja transmitancia conseguimos mantener de una manera más eficaz la temperatura del edificio que queremos.

Con los cerramientos que conforman el esqueleto interno del edificio no es necesario que estos requisitos sean tan estrictos ya que los espacios que separan tienen temperaturas similares, en verano en todas las viviendas habrá aproximadamente 25 ⁰C y el traspaso de calor de un espacio a otro es

relativamente inexistente.

(46)

8.7.1 Cerramientos exteriores verticales

En cerramientos exteriores solo se ha definido uno, que es la fachada del edificio. La facha es el muro que separa los espacios con el ambiente exterior en vertical. En LIDER quedan representados en color gris.

Los materiales se listan del exterior al interior, siendo el primero el que está en contacto directo con el aire de la calle.

Tabla 7. Composición de la fachada

Material Utilizado Espesor (mm) Mortero de áridos ligeros 20

½ pie de ladrillo macizo métrico 115

EPS Poliestireno Expandido

70 ½ pie de ladrillo macizo métrico 20

Enlucido de yeso 20

Con esto se obtiene un cerramiento de 24.5 cm de grosor y con un transmitancia térmica de 0.36 W/m²K.

8.7.2. Muros en contacto con el terreno

De igual forma que el anterior, solo se ha definido un cerramiento que estará en contacto con el terreno, esté se llamará Solera. LIDER muestra de color rosa-beige estos cerramientos.

Tabla 8. Composición de la solera

Material Utilizado Espesor (mm) Hormigón convencional 120

Lana mineral 20

Arena y grava 20

El resultado es un cerramiento horizontal de 16 cm de grosor y de transmitancia térmica 1,05 W/m²K.

(47)

8.7.3. Cerramientos interiores

Los cerramientos interiores se muestran en color verde y en esta categoría hemos incluido dos tipos. Un cerramiento vertical que será la tabiquería interior que separa un espacio de otro en la misma planta y un cerramiento horizontal que se llama forjado entre plantas que divide unas de otras.

Tabla 9. Composición forjado interior

El resultado es un cerramiento horizontal de 34 cm de grosor y de transmitancia térmica 0.58 W/m²K.

Tabla 10. Composición tabiquería

Material Utilizado Espesor (mm)

Enlucido de yeso 20

½ pie de ladrillo macizo métrico 115

Enlucido de yeso 20

Se obtiene un cerramiento vertical de 15.5 cm de espesor y de transmitancia térmica 2.26 W/m²K. Esta transmitancia es más alta que la del resto de

cerramientos mostrados anteriormente debido a que divide espacios habitables y por tanto deben tener aproximadamente la misma temperatura. Por lo que así, no hay que poner demasiados medios para evitar la transmisión de frio o de calor de un espacio a otro.

Material Utilizado Espesor (mm) Tablero de contrachapado 20

Espuma de silicona 20

Entrevigado de hormigón 250 EPS Poliestireno Expandido 30

Placa de escayola 20

(48)

8.7.4. Cubiertas

La cubierta es el cerramiento que está en contacto con el aire exterior por la parte superior del edificio. Una cubierta puede ser transitable o no transitable dependiendo de la forma de esta y de su función. En este proyecto, las cubiertas de los edificios del Barrio de Emprendedores son transitables, es decir, permiten el paso sobre ellas de una manera normal y segura.

En LIDER estos cerramientos se representan el color rojo teja y en el edificio tipo pertenecen solamente a la planta P05.

Tabla 11. Composición de la cubierta

Finalmente se obtiene un cerramiento de 38 cm de espesor y con una transmitancia térmica de 0.34 W/m²K.

8.8. Definición de los huecos del edificio tipo.

Al referirnos a huecos que conforman el edificio, hablamos de lo que se conoce como puertas y ventanas de una estructura.

En nuestro proyecto se ha mencionado en varias ocasiones la palabra hueco, sin embargo no tiene el mismo significado que para el software. Los huecos de los que se ha hablado anteriormente hacen referencia a la

inexistencia de forjado entre una planta y otro, y por tanto no hay ningún tipo de material en este espacio.

Material Utilizado Espesor (mm)

Azulejo cerámico 20

Mortero de cemento 20

FU Entrevigado de hormigón 250 EPS Poliestireno Expandido 70

Placa de escayola 20

(49)

LIDER se refiere a hueco cuando sobre un cerramiento de los explicados en los puntos anteriores, se coloca una superficie de un material diferente, siendo vidrios en la mayoría de sus casos.

Se han definido tres tipos de huecos para el edificio tipo. En LIDER cuando comienzas a definir un hueco, te da la opción de designarlo como una puerta o no. Si seleccionamos que sí se trata de una puerta, el programa por defecto le asigna un valor de permeabilidad igual a 60 m³/ hm² a 100 Pa. Por otro lado, si el hueco que se está creando no es una puerta, se puede asignar

manualmente este dato según las características del hueco.

Otro dato que se introduce de manera manual es el porcentaje de marco que tendrá la puerta o ventana, ya que no toda la superficie que conforme el hueco tendrá un material vidrio.

Para el proyecto que se está desarrollando en esta memoria se han definido tres tipos de cerramientos, siendo:

 Ventanas

 Puertas

 Lucernarios

Por tanto, todas las puertas que formen parte de este edificio y por tanto de todos los edificios del Barrio serán iguales. De la misma manera para los otros dos huecos definidos.

Debido que es un edificio que tiene una gran extensión de superficies de vidrio en sus fachadas y cubierta, el tipo escogido es de gran importancia para conseguir que las pérdidas de calor sean lo menores posibles.

(50)

Ilustración 24. Tipos de vidrios y su transmitancia térmica

Como solución inicial se escoge el tipo de vidrio DABE 4/6/4, que se traduce en una lámina de vidrio de 4 mm de espesor, una cámara de aire intermedia de 6 mm de espesor y otra lámina de vidrio idéntica a la primera. La transmitancia térmica de este vidrio es de 2.5 W/m²K, un valor muy superior al de los

cerramientos debido a que sus propiedades aislantes no son tan efectivas.

Las ventanas y los lucernarios que se van a utilizar en el edificio ocupan la mayor parte del cerramiento donde van a ir colocadas, por tanto, su porcentaje de marco es mínimo.

Sin embargo, el material que se ha utilizado para los marcos de ventanas, puertas y lucernarios también debía ser lo más aislante posible, ya que será parte de los huecos que separan el ambiente exterior del interior del inmueble.

MATERIAL DEL PERFIL TRANSMITANCIA TÉRMICA U (W/m

²

K)

Metálico 5.7

Aluminio 3.8

Madera 2.1

Perfiles de PVC (2 cámaras) 2.2

Perfiles de PVC (3 cámaras) 1.8

(51)

Se ha escogido el perfil de PVC con 3 cámaras ya que es el que menor transmitancia térmica tiene y por tanto es mejor aislante que el resto de materiales posibles.

En la tabla siguiente se indican las características principales de los huecos definidos para este proyecto. Aunque las ventanas y lucernarios tienen todos las mismas características de composición, varían según las dimensiones del espacio en el que van a ir colocados. El motivo de esto es que las ventanas y lucernarios ocupan casi la totalidad de la superficie del cerramiento, por tanto según las dimensiones de este así serán las dimensiones de las ventanas.

Todas las posibilidades se recogen en la tabla.

Tabla 12. Características de los huecos

Nombre del hueco

Dimensiones ancho x alto

(m)

Vidrio Material del marco

% Ocupado

por el marco Permeabilidad

Ventana

1.75x2.88

DB3_4-6-4 PVC 3

cámaras 15 50

4.95x2.88 1.50x2.88 8.05x2.88 2.38x2.88 2.75x2.88 Puerta 2.40x1.20

DB3_4-6-4 PVC 3

cámaras 45 60

Lucernario 4.65x1.70

DB3_4-6-4 PVC 3

cámaras 0 50

7.50x1.70

8.9. Unificación de espacios

Unificar espacios en LIDER significa que dos o más espacios que inicialmente se han definido como diferentes y por tanto tienen nombres y cerramientos distintos, se convierten en un único cerramiento.

Esta herramienta funciona bien cuando los espacios que se están uniendo pertenecen a la misma planta, sin embargo, en este proyecto se han tenido que unir varios espacios que pertenecían a plantas diferentes y ahí, es donde el programa no es capaz de asimilar la información.

(52)

Para crear los huecos que se han explicado anteriormente en los forjados, ha sido necesario crear primero un espacio en la planta donde se quería ese hueco, y a continuación unirlo con el espacio que estuviera justamente debajo de este en la planta anterior. Así se elimina el forjado que tenía el espacio y también el espacio como tal. El programa es capaz de realizar esta acción sin mostrar ningún error, sin embargo, para él los espacios que eran contiguos al espacio que ha desaparecido, siguen compartiendo cerramientos con un

espacio cuyo nombre no existe. Si no se soluciona este problema, LIDER no es capaz de realizar los cálculos pertinentes, por lo que hay cambiar manualmente todos los cerramientos que separan un espacio existente de otro que ahora ya no está. Esto puede resultar un trabajo laborioso pero finalmente se ha

conseguido designar todos los espacios y sus cerramientos continuos al espacio correcto.

Ilustración 25. Ventana para unificar espacios

(53)

8.10. Simulación envolvente del edificio

Introduciendo todos los datos indicados anteriormente en LIDER, finalmente se obtiene el resultado la envolvente del edificio tipo para el Barrio de

Emprendedores.

Ilustración 26. Edificio tipo vista 1

(54)

Ilustración 27. Edificio tipo vista 2

Ilustración 28. Edifcio tipo vista 3

(55)

9. Verificación del cumplimiento de DB-HE-1.

Para comprobar si el edificio que se introduce en el programa cumple con el Documento Básico de Ahorro de Energía, la sección de Limitación de la

demanda energética solo hay que decirle a LIDER que calcule la demanda del edificio tipo y este la comparará con uno de referencia para mostrar los

resultados.

Ilustración 29. Verificiación DB-HE1

La Herramienta Unificada LIDER-CALENER que estamos utilizando no restringe la continuidad del desarrollo del proyecto si no se cumple esta

normativa, sin embargo, para un edificio de nueva construcción como el que en esta memoria se explica, es de carácter obligatorio que cumpla con los límites establecidos por dicha norma. Por este motivo, es necesario que los resultados obtenidos en la verificación sean positivos y en caso de ser negativos, tomar medidas para que pase a un estado favorable.

Al realizar la primera verificación el programa muestra los siguientes gráficos.

(56)

Ilustración 30. 1º Comprobación HE1.

9.1 Medidas adoptadas y resultados

Es necesario hacer modificaciones donde sea posible para conseguir que se cumplan las limitaciones de la HE1.

La primera modificación introducida es cambiar el tipo de vidrio de todos los huecos (ventanas, lucernarios y puertas, a uno de mayor espesor y por tanto con una transmitancia térmica menor.

(57)

Ilustración 31. Vidrio seleccionado como medida de mejora

También se ha procedido a seleccionar otro tipo de aislante y aumentar su espesor en la solera, quedando de la siguiente manera.

Tabla 13. Resultado final de la solera

Material Utilizado Espesor (mm) Hormigón convencional 120

Lana mineral 50

Arena y grava 20

De esta manera se ha reducido la transmitancia térmica de los huecos en 0.8 W/m²K y la transmitancia de la solera queda finalmente con 0.49 W/m²K de transmitancia térmica, aumentado su espesor a 19 cm.

Con la modificación en la composición de la solera hemos pasado a estar dentro de los valores límites de transmitancia térmica para los cerramientos que limita la sección HE1 del Documento básico de Ahorro de Energía, algo que anteriormente no se había tenido en cuenta.

En el20. Anexos 5, se muestran las tablas con los valores máximos que

(58)

Ilustración 32. 2º Comprobación HE1

Las modificaciones realizadas no mejoran la demanda del edificio, si no que han incrementado la demanda del edificio de 60.05 kWh/m²año a 62.05

kWh/m²año.

Cuando se calcula un edificio de uso terciario en LIDER, como ha sido considerado el edificio tipo, se obtienen resultados de la demanda energética del edificio conjunta, es decir, la climatización y refrigeración se muestran en la misma gráfica.

Esto no ocurre cuando se comprueba un edificio de uso residencial, ya que el programa si muestra dos gráficas distintas para climatización y para

refrigeración. Por este motivo, para saber en qué partes del edificio hay que tomar medidas para cumplir con la normativa se ha cambiado el uso del edificio tipo solo para conocer estos valores.

(59)

Ilustración 33. Demanda calefacción y refrigeración

Se observa que el problema lo ocasiona la demanda de refrigeración, por lo que las medidas deben ir orientadas a disminuir esta demanda.

Se modifica la permeabilidad de las ventanas y los lucernarios a 27 m³/hm²a 100 Pa y se vuelve a realizar el cálculo para edificios terciarios.

(60)

Ilustración 34. 3º Comprobación HE1

(61)

10. Exportación a Calener GT

Una vez que la verificación de la HE1 ha sido positiva, para continuar es necesario exportar el archivo de LIDER a Calener GT.

En Calener GT se obtienen las demandas de climatización y refrigeración de cada espacio definido, para así poder seleccionar unos equipos que sean

capaces de proporcionar potencias suficientes para satisfacer esas demandas.

10.1. Horarios

Para que el cálculo de cargas sea más exacto, en Calener GT se pueden introducir horarios que describen el uso de cada espacio.

En este proyecto se han definido espacios de uso residencial y de uso terciario, por lo que no tendrán los mismos horarios y supone definir un tipo para cada uno. Por esto, se han estructurado todos los horarios que se pueden introducir en el software, horario de ocupación, horario de infiltraciones, horario de iluminación y horario de los equipos, en dos subgrupos para diferenciar los de uso residencial y uso terciario.

A cada espacio se le asigna un horario anual, pero para definir este tipo de horarios es necesario que exista al menos uno semanal y otro diario. Por tanto, el orden de creación es el siguiente.

 Horario diario, donde se puede dar un valor diferente a cada hora del día. Se pueden hacer varios horarios diarios si hubiese diferencia entre las características de un día u otro, por ejemplo, un miércoles y un domingo.

 Horario semanal, para crear este horario se asigna un horario diario creado anteriormente a cada día de la semana.

 Horario anual, se le asigna a cada mes del año un horario semanal creado con anterioridad.

(62)

11.1.1. De ocupación

Se han creado un total de 12 horarios de ocupación para uso residencial y uso terciario. Además, también se ha creado un horario de ocupación para las zonas comunes del edificio.

Se ha diferenciado entre la ocupación que puede haber en una residencia y en un espacio de uso terciario de lunes a viernes, de sábado a domingo, y en verano.

En primer lugar, se muestran y explican los horarios de ocupación para uso residencial y a continuación los de uso terciario.

Ilustración 35. Horario Ocupación Residencial Diario

Durante la noche los espacios residenciales estarán ocupados al 100% por las personas que habitan en esa vivienda, mientras que por el día baja este porcentaje debido a la ausencia por trabajo o por temas diversos.

(63)

Ilustración 36. Horario Ocupación Residencial Festivo

Los fines de semana y días festivos la ocupación de una residencia cambia.

Se suele volver más tarde a casa y estar más tiempo durante el día.

(64)

Ilustración 37. Horario Ocupación Residencial Verano

En verano, los horarios de ocupación son diferentes a los del resto del año, ya que hay familias que cambian de residencia durante estas fechas y las que no, pueden estar de vacaciones o simplemente salen más a la calle. Por esto, se ha creado un horario específico para verano en todos los horarios.

Una vez definidos los horarios diarios, se han establecido los horarios semanales y anuales. Semanales se han creado dos horarios, uno para las semanas de los meses de verano y otro para el resto de semanas.

(65)

Ilustración 38. Horario Ocupación Residelcial Semanal de Invierno

(66)

Con los horarios semanales se define un horario de ocupación anual, que tiene desde el 1 de enero hasta el 15 de junio “horario semanal de invierno” y a partir del 15 de septiembre hasta el 31 de diciembre. Se ha considerado desde el 16 de junio hasta el 14 de septiembre como periodo de verano, donde el horario establecido es el “horario semanal de verano”.

Ilustración 40. Horario Ocupación Anual

Además, también se han creado horarios para definir la ocupación de las zonas comunes del edificio que, aunque es muy baja, se ha decidido tener en cuenta y definirla ya que se instalan equipos de climatización en ellas. El

horario diario para las zonas comunes es el mismo para todos los días del año.

(67)

Ilustración 41. Horario Ocupación Zonas Comúnes Diario

En el 20. Anexos 6 se incluyen todos los horarios diarios y semanales definidos para este proyecto, que al ser una gran cantidad se ha preferido anexar y explicar en la memoria con qué criterio se han definido.

Para definir los horarios de ocupación de los espacios de uso terciario, se ha seguido el mismo patrón que para uso residencial.

 Horario Anual

 Horario Semanal Invierno

 Horario Semanal Verano

 Horario Diario

 Horario Festivo

 Horario Verano

Se ha tomado como referente una empresa cuyo horario es de 8h a 20h de lunes a viernes, pudiéndose quedar algún empleado fuera de estas horas. Los

(68)

aunque esté vacío para a continuación poder crear el semanal y anual. En verano, se tiene jornada intensiva de 8h a 15h a partir del 1 de junio y hasta el 31 de agosto.

En 20. Anexos 7 están todos los horarios de ocupación definidos para este proyecto.

11.1.2. De iluminación

En cuanto a horarios de iluminación se han definido 4 diarios, donde uno es para los espacios residenciales y los otros 3 para espacios de uso terciario.

Todos los horarios están relacionados ya que, por ejemplo, cuando no hay ocupación en las oficinas o comercios, la iluminación se encuentra desactivada.

De la misma manera, en las viviendas cuando la ocupación es mayor, que suele ser a última hora de la tarde y primera hora de la mañana, la iluminación se encuentra activa ya que son las horas de menor luz natural. Además, durante la noche, la iluminación en las residencias está apagada puesto que las personas duermen en esa franja horaria.

A partir de estos, se crean los horarios semanales y anuales que se le asignarán a cada despacio.

Para crear el horario semanal y anual para los espacios de uso residencial, se ha considerado que todos los días del año tendrán aproximadamente la misma carga de iluminación. Por este motivo, solo hay un único horario diario, con el que se crea el semanal y el anual.

En los espacios de uso terciario, siguen el mismo patrón que los horarios de ocupación de estos mismos espacios.

 Iluminación Diario

 Iluminación Festivo

 Iluminación Verano

 Iluminación Semanal Verano

(69)

 Iluminación Anual

El horario anual se estructura desde el día 1 de enero hasta el 31 de mayo y del 1 de septiembre hasta el 31 de diciembre con el horario semanal de

invierno, mientras que del 1 de junio hasta el 31 de agosto con el horario semanal de verano.

En el20. Anexos 7, se muestran todos los horarios de iluminación creados para definir los espacios del proyecto.

11.1.3. De los equipos

Los horarios para definir el uso de los equipos son posiblemente los más complejos. Con equipos, se refiere principalmente a los sistemas de

climatización que hay instalados en esos espacios. Por esto, es de gran importancia diferenciar entre cuando los equipos están funcionando como calefacción o como refrigeración. Además, habrá meses del año en los que la climatización no esté activada. Esto ocurre cuando la temperatura ambiente es lo suficientemente confortable para no tener que encender los equipos.

En base a lo anterior, hay que diferenciar entre los horarios de los equipos en viviendas y en espacios de uso terciario. Y clasificar en ambos para refrigeración, para calefacción o para equipos desactivados.

Para definir la calefacción en viviendas, se ha establecido que los equipos estarán siempre funcionando a aproximadamente media carga. En las horas de la tarde, cuando el sol es menos potente, el ratio aumenta ya que la

temperatura exterior baja. Durante la noche, al ser un horario de menor

actividad, el ratio vuelve a disminuir hasta la media carga indicada. Este horario diario se ha usado para todos los días de la semana, sin hacer diferencia entre día laboral o festivo.

El horario de refrigeración es más variado. Por la noche a partir de las 22 h, los equipos están apagados y a medida que va amaneciendo y subiendo la

(70)

de más uso son partir del mediodía. De igual manera que para calefacción, solo se ha definido este horario para todos los días de la semana.

Ha sido necesario crear un horario de NO CLIMATIZACIÓN, para los meses del año en los que no es necesaria ni una ni otra. Este, sirve de igual manera para indicar la no utilización de los equipos en los espacios terciarios.

Con los horarios diarios y semanales explicados, se ha procedido a crear un horario anual para la climatización de las viviendas. Desde el 1 de enero hasta el 30 de abril y desde el 1 de noviembre hasta el 31 de diciembre se usa la calefacción. Desde el 1 de mayo hasta el 15 de junio, y desde el 16 de septiembre hasta el 31 de octubre, no se hace uso de los equipos ya que las temperaturas son más suaves. El horario de refrigeración queda para los meses de verano, desde el 16 de junio hasta el 15 de septiembre.

En cuanto a los espacios de uso terciario, la única diferencia en cuanto a estructura es que se establece la NO CLIMATIZACIÓN los sábados y

domingos. Los periodos del horario anual siguen siendo los mismos que en las residencias, aunque con ratios diferentes y en horas distintas.

En el 20. Anexos 8 se muestran todos los horarios de equipos definidos para este proyecto, tanto residencial como terciario.

11.1.4. De infiltraciones

Los horarios referidos a infiltraciones son opuestos a los horarios de uso de los equipos. Es decir, cuando los equipos están funcionando, se considera que no hay infiltraciones ya que los fan coils integran un sistema de ventilación que elimina las infiltraciones del edificio. De igual manera, cuando se ha definido el horario de NO CLIMATIZACIÓN y se ha usado durante todos los meses del año en los que se considera que la temperatura interior es lo suficientemente confortable para no encender los equipos, habrá infiltraciones.

Por tanto, es necesario definir un horario de infiltraciones opuesto por cada

(71)

Como se ha indicado, en horario de calefacción en residencial, los equipos siempre están funcionando, por lo que estos meses las infiltraciones no serán consideradas.

Todos los horarios de infiltraciones de viviendas y espacios terciaros se muestran el 20. Anexos 9.

(72)

12. Cálculo de cargas

Para conocer la demanda del edificio tanto en refrigeración como en

calefacción, Calener GT es capaz de generar un documento donde registra la demanda de cada espacio.

Se han simulado dos informes para obtener cada demanda, ya que la temperatura de consigna no es la misma en calefacción que en refrigeración.

Ilustración 42. Demanda P01

(73)

(74)

Sumando la demanda de cada espacio, se obtiene un total de 73 kW

demandados en calefacción y 232 kW demandados en refrigeración. Con estos datos, a continuación, se seleccionarán los equipos que sean capaces de proporcionar una potencia suficiente para satisfacer esa demanda.