Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático

TRABAJO FIN DE MÁSTER 2018/2019 ALUMNA Mónica Tristancho Carvajal TUTOR/A Dr. Carlos Rubio Bellido Dra. Madelyn Marrero Meléndez DEPARTAMENTO Construcciones arquitectónicas II UNIVERSIDAD DE SEVILLA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA DE EDIFICACIÓN MÁSTER UNIVERSITARIO EN GESTIÓN INTEGRAL DE LA EDIFICACIÓN PREDICCIÓN DE LA DEMANDA ENERGÉTICA BASADA EN EL CONFORT ADAPTATIVO APLICADO AL SECTOR TERCIARIO CONSIDERANDO EL CAMBIO CLIMÁTICO TUTOR TUTORA Dr. Carlos Rubio Bellido Dra. Madelyn Marrero Meléndez Universidad de Sevilla Universidad de Sevilla Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 1 1. ÍNDICE 1. ÍNDICE .................................................................................................................................... 1 2. RESUMEN /ABSTRACT ........................................................................................................... 5 3. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 7 4. JUSTIFICACIÓN DEL TEMA ................................................................................................... 10 5. OBJETIVOS ........................................................................................................................... 12 6. ESTADO DE LA CUESTIÓN .................................................................................................... 13 6.1. CONFORT TÉRMICO ..................................................................................................... 13 6.2. EFICIENCIA ENERGÉTICA ASOCIADA AL CONFORT TÉRMICO ...................................... 15 6.3. MODELOS DE CONFORT .............................................................................................. 16 6.4. NORMATIVA VIGENTE EN ESPAÑA .............................................................................. 28 6.5. CAMBIO CLIMÁTICO .................................................................................................... 31 7. METODOLOGÍA .................................................................................................................... 32 7.1. ANÁLISIS DE ZONAS CLIMÁTICAS ................................................................................ 34 7.2. CONSTRUCCIÓN DEL MODELO TEÓRICO .................................................................... 38 7.3. CASO DE ESTUDIO REAL .............................................................................................. 41 7.4. RECOPILACIÓN DE DATOS ........................................................................................... 44 7.5. SIMULACIONES ............................................................................................................ 45 8. RESULTADOS Y DISCUSIÓN .................................................................................................. 48 8.1. EVALUACIÓN Y COMPARACIÓN DE LA DEMANDA ENERGÉTICA ................................ 48 8.2. ANÁLISIS DEL CONFORT TÉRMICO A TRAVÉS DE DATOS DE TEMPERATURAS HORARIOS ............................................................................................................................... 51 8.3. APLICACIÓN A UN CASO REAL: ANÁLISIS DE LA DEMANDA ENERGÉTICA E INFLUENCIA DEL CAMBIO CLIMÁTICO ......................................................................................................... 57 9. CONCLUSIONES ................................................................................................................... 60 10. FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN ............................................................................. 61 11. PRODUCCIÓN CIENTÍFICA DURANTE EL DESARROLLO DEL TRABAJO ............................. 62 12. REFERENCIAS ................................................................................................................... 63 Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 2 LISTADO DE ILUSTRACIONES Ilustración 2: Rangos de temperatura operativa aceptable para edificios ventilados naturalmente (ASHRAE 55, 2017) ....................................................................................... 24 Ilustración 3: Zona de confort para edificios ventilados mecánicamente (ASHRAE 55, 2017) ..................................................................................................................................... 25 Ilustración 4: Valores de diseño de la temperatura operativa interior para edificios sin sistemas de enfriamiento mecánico en función de la temperatura exterior media ponderada exponencialmente. (UNE EN 15251) .............................................................. 26 Ilustración 5:Velocidad del aire requerida para compensar el incremento de temperatura (UNE-EN 15251) .................................................................................................................. 28 Ilustración 1: Condiciones interiores de diseño conforme al RITE..................................... 30 Ilustración 6: Diagrama de flujo ........................................................................................... 33 Ilustración 7: Mapa zonas climáticas CTE. Fuente: www.construmatica.com .................. 34 Ilustración 8: Temperatura media mensual (ºC). Fuente: Elaborado por la autora en base a los datos de AEMET ......................................................................................................... 35 Ilustración 9: Precipitación media mensual (mm). Fuente: Elaborado por la autora en base a los datos de AEMET ................................................................................................ 36 Ilustración 10: Humedad relativa media (%). Fuente: Elaborado por la autora en base a los datos de AEMET ............................................................................................................ 36 lustración 11: Predicción de las temperaturas en futuros escenarios climáticos ............. 37 Ilustración 12: Modelo teórico ............................................................................................. 38 Ilustración 13: Características de la envolvente del edificio ............................................... 39 Ilustración 14: Calendario cargas internas .......................................................................... 40 Ilustración 15: Localización en el mapa. Fuente: Google Earth ......................................... 41 Ilustración 16: Edificio Madrid-Río. Fuente: Proyecto arquitectónico .................................. 42 Ilustración 17: Planta tipo edificio Madrid Río. Fuente: proyecto arquitectónico .............. 43 Ilustración 18: Definición de la zona de confort según los límites establecidos en cada categoría............................................................................................................................... 45 Ilustración 19: Variación de la demanda total en contexto de cambio climático considerando las tres zonas climáticas de estudio ............................................................ 49 Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 3 Ilustración 20: Variación de la demanda de calefacción y refrigeración en contexto de cambio climático. ................................................................................................................. 50 Ilustración 21: Diagrama de dispersión de temperaturas operativas (Oscilación libre - Sistemas de climatización) .................................................................................................. 52 Ilustración 22: Dispersión de puntos de temperatura y demanda para la zona climática B4 en escenario actual y 2050 según EN 15251 Cat. II. .................................................... 53 Ilustración 23: Dispersión de puntos de temperatura y demanda para la zona climática D3 en escenario actual y 2050 según EN 15251 Cat. II. .................................................... 54 Ilustración 24: Dispersión de puntos de temperatura y demanda para la zona climática E1 en escenario actual y 2050 según EN 15251 Cat. II. .......................................................... 55 Ilustración 25: Demanda energética total resultado del estudio del caso real y el caso base ...................................................................................................................................... 57 Ilustración 26: Evolución de la demanda de calefacción y refrigeración en el contexto de cambio climático en el caso real ......................................................................................... 58 Ilustración 27: Valores de temperaturas neutras de los países del caso de estudio (líneas discontinuas) y valor de temperatura media del proyecto SCATs (línea continua), frente a la temperatura exterior. ........................................................................................................ 61 Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 4 LISTADO DE TABLAS Y ECUACIONES Tabla 1: Metabolismo basal en función de la edad y el sexo. Fuente: NTP 323 .............. 18 Tabla 2: Clasificación del metabolismo por tipo de actividad. Fuente: ISO 8996 ............. 19 Tabla 3: Aislamiento térmico para distintas combinaciones de prendas. Fuente: ISO 7730 .............................................................................................................................................. 20 Tabla 4: Categorías de ambiente térmico (ISO 7730) ........................................................ 23 Tabla 7: Descripción de las categorías del ambiente interior ............................................ 26 Tabla 5: Categorías de calidad del aire interior conforme al RITE ..................................... 30 Tabla 6: Caudales de aire exterior conforme al RITE ......................................................... 31 Tabla 8: Transmitancia térmica máxima de los elementos de la envolvente térmica. ...... 38 Tabla 9:Permeabilidad al aire de huecos. Fuente: Documento Básico HE Ahorro de Energía ................................................................................................................................. 40 Tabla 10: Rangos de temperatura de confort por categoría con respecto a la temperatura media del aire exterior (Ɵrm). .............................................................................................. 44 Tabla 11: Formato de consignas para simulación dinámica. ............................................ 47 Tabla 12: Porcentaje de variación de demanda de calefacción y refrigeración respecto al CTE ....................................................................................................................................... 51 Tabla 13: Comparación del número de horas de funcionamiento del edificio con requerimiento de calefacción y refrigeración para el escenario actual, 2050 y 2080 según EN 15251 Cat. II. .................................................................................................................. 56 Tabla 14: Porcentaje de variación de la demanda de calefacción y refrigeración en el caso real ............................................................................................................................... 58 Ecuación 1: Ecuación de Fanger para obtención del PMV (ISO 7730) ............................. 21 Ecuación 2: PPD en función del PMV (ISO 7730) ............................................................... 22 Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 5 2. RESUMEN /ABSTRACT RESUMEN En España, el Código Técnico de la Edificación (CTE) establece temperaturas de consigna muy restrictivas que aseguran el confort térmico a costa de altas demandas energéticas. Sin embargo, la estrategia para alcanzar el confort térmico en oficinas tiende a acercarse al enfoque adaptativo, ya que en algunos casos los usuarios pueden controlar manualmente el funcionamiento de los sistemas de acondicionamiento, abrir las ventanas y realizar acciones de adaptación con el propósito de alcanzar niveles adecuados de bienestar. Esta investigación desarrolla el modelo de confort adaptativo, el cual trata de forma dinámica las temperaturas de consigna basadas en los límites de confort adaptativo, en tres zonas climáticas representativas del territorio español, en el escenario actual y en escenarios futuros (2050 y 2080). Esto se lleva a cabo siguiendo una metodología basada en las fases de: (I) análisis de las zonas climáticas, (II) construcción del modelo teórico, (III) recopilación de datos, (IV) simulaciones llevadas a cabo para el escenario actual, (V) simulaciones en futuros escenarios climáticos, (VI) aplicación a un caso real y (VII) análisis de los resultados. Los resultados indican que es posible reducir la demanda energética mediante el uso de consignas adaptativas, alcanzándose reducciones de hasta un 69.91% para la categoría menos restrictiva y de un 31.34% en la categoría que presenta un mayor nivel de expectativa de los usuarios, además de mostrar, las variaciones en la demanda que se produciría en posibles escenarios climáticos futuros. La aplicación del estudio en un caso real permite validar el modelo teórico, logrando reducciones de hasta el 59% en el modelo adaptativo respecto al modelo estático. Palabras claves: Confort térmico, eficiencia energética, demanda energética, confort adaptativo, cambio climático. Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 6 ABSTRACT In Spain, the current Building Technical Code (CTE by its acronyms in Spanish) establishes very restrictive setpoint temperature that ensure high levels of thermal comfort at the expense of high energy demands. However, the strategy to achieve thermal comfort in offices tends to be closer to the adaptive approach, since users manually control the operation of the air conditioning systems, open windows and perform adaptation actions in order to achieve adequate levels of well-being. This research develops the adaptive comfort model which dynamically treats the setpoint temperature based on the limits of adaptive comfort, in three representative climatic zones of the Spanish territory, in the present scenario and future scenarios (2050 and 2080). This is carried out following a methodology based on the phases of:(I) analysis of climate zones, (II) construction of the theoretical model, (III) data collection, (IV) simulations carried out for the current scenario, (V) simulations in future climatic scenarios, (VI) application to a real case and (VII) analysis of the results. The results indicate that it is possible to reduce the energy demand by using adaptive setpoint temperature, reaching reductions up to 69.91% for the less restrictive category and 31.34% in the category that has a higher level of expectation of the users, in addition to showing the variations in demand that would occur in possible future climatic scenarios. The application of the study in a real case allows validating the theoretical model, achieving reductions up to 59% on the adaptive model with respect to the static model. Key words: Thermal Comfort, energy efficiency, energy demand, adaptive comfort, climate change. Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 13 6. ESTADO DE LA CUESTIÓN 6.1. CONFORT TÉRMICO Alrededor del año 400 aC, Sócrates tuvo algunos pensamientos sobre cómo construir para garantizar el confort térmico de las personas. Vitruvio (siglo I aC) también escribió sobre la necesidad de considerar el clima en el diseño de edificios, por razones de salud y comodidad (Auliciems and Szokolay 2007). Con la llegada de la Revolución Industrial, se hizo necesario la construcción de viviendas para albergar a una gran masa de población obrera en la mayor brevedad posible y a un coste reducido. Esto provocó problemas higiénicos y sanitarios que obligaron a tomar medidas para habitar de forma salubre y confortable. Fue entonces cuando surge el interés por el confort, junto con la aparición de los sistemas de climatización a principios del siglo XX (Godoy Muñoz 2012)(Castejón 1983). Los primeros equipos de climatización fueron instalados en edificios industriales. En 1923 Houghten y Yagloglou en los laboratorios de ASHVE (American Society of Heating and Ventilation Engineers) intentaron definir una “zona de confort”(Houghton and Yagloglou 1923). En 1963 el arquitecto Victor Olgyay fue el primero en unir varias disciplinas (ingeniería, filosofía, medicina, geografía y climatología) para definir una zona de confort con fines arquitectónicos y creo un diagrama para determinar las características climáticas de espacios abiertos. Entorno a esa fecha, 1969, Baruch Givoni construye un diagrama de confort diseñado para determinar las condiciones climáticas, pero en el interior de los edificios. La finalidad principal de un edificio es satisfacer las necesidades de sus ocupantes y una de sus funciones principales es proporcionar un ambiente térmicamente cómodo. Se puede entender como confort térmico un estado en la que la persona no experimenta una sensación ni de frío ni de calor. Según ASHRAE 55 2017, el confort térmico es definido como “Aquella condición de la mente que proporciona satisfacción con el ambiente térmico". El ser humano presenta un sistema de autorregulación buscando lograr un equilibrio térmico y mantener la temperatura interna del cuerpo entorno a los 37ºC por lo que constantemente se encuentra intercambiando calor con el ambiente con el fin de conservar esa temperatura. Esos intercambios de calor se producen por convección, radiación, conducción o evaporación. - Conducción: basado en el contacto directo entre dos cuerpos en el que el flujo de calor se transfiere de un cuerpo más caliente a uno más frío (Ley de Fourier). - Radiación: transferencia de calor por medio de ondas electromagnéticas - Convección: transferencia de calor desde un cuerpo hasta las partículas de aire o agua al entrar en contacto. - Evaporación: pérdida de calor por evaporación de agua. Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 14 Para mantener esa temperatura corporal, el cuerpo pone en marcha una serie de mecanismos siendo estos: mecanismos de producción de calor, conservación o de pérdida de calor. La pérdida de calor se consigue mediante la sudoración (producción de sudor) o vasodilatación (dilatación de los vasos sanguíneos). La conservación del calor mediante la vasoconstricción (los vasos sanguíneos se vuelven más pequeños para disminuir la transmisión de calor al ambiente), intercambio de calor por contracorriente (el calor fluye de la sangre más cálida a sangre más fresca) y piloerección (levantado del vello para aumentar la capa de aire junto a la piel evitando la pérdida de calor). La producción de calor a través de la termogénesis tiritante (mediante contracción muscular, comúnmente conocida como escalofríos) y la termogénesis no tiritante (actividad de la grasa parda como fuente de calor). La valoración del confort térmico es muy subjetiva puesto que no todas las personas presentan el mismo grado de satisfacción con el ambiente térmico, aunque se relacionan una serie de parámetros que influyen en la sensación térmica como son: - Ambientales: temperatura del aire, temperatura radiante media, velocidad del aire y humedad relativa. - Personales: Sexo, edad, peso, nivel de actividad, tiempo de exposición, tipo de vestimenta. Por otro lado, la capacidad de adaptación del cuerpo humano tiene una cierta limitación ya que a partir de cierta temperatura el cuerpo comenzaría a experimentar daños con posibles consecuencias fatales. El término "adaptación" puede definirse como la disminución gradual de la respuesta del organismo a la exposición repetida a un estímulo, involucrando todas las acciones que las hacen más adecuadas para sobrevivir en un entorno de este tipo (Nikolopoulou and Steemers 2003). Este térmico es dividido a su vez en tres categorías: física, fisiológica y psicológica. La adaptación física hace alusión a los cambios que hace una persona para adaptarse al ambiente térmico como puede ser: modificar el nivel de ropa, consumir alimentos o bebidas calientes o frías, realizar acciones como abrir o cerrar ventanas, subir o bajar persianas, etc. La segunda hace referencia a cambios en las respuestas fisiológicas por la exposición repetida a un estímulo. La adaptación psicológica depende de la información que las personas tienen para una situación en particular. Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 15 6.2. EFICIENCIA ENERGÉTICA ASOCIADA AL CONFORT TÉRMICO Obtener el equilibrio entre confort térmico y eficiencia energética es un reto para el sector de la construcción. El confort térmico se encuentra directamente relacionado con la eficiencia energética ya que se busca conseguir un ambiente térmico confortable consumiendo únicamente la energía necesaria. Un aspecto importante es que nunca la eficiencia energética, debe comprometer el confort interior para los usuarios de los edificios (Kolokotsa et al. 2001) y para ello se debe tener en cuenta la adaptación térmica de los ocupantes al entorno. Otros autores opinan que el punto de ajuste de la temperatura es la forma más fácil de reducir el consumo de energía sin implicar ningún costo adicional e implicación negativa en el confort térmico (Kwong et al. 2014). Lo expuesto anteriormente ratifica que, aunque la reducción de la energía depende en su mayor medida de las características constructivas de la envolvente del edificio, de su orientación y de las condiciones exteriores, los sistemas activos juegan también un papel importante en la reducción de la energía necesaria para alcanzar el confort térmico. Muchos estudios se han centrado particularmente en el control de los sistemas de climatización motivado por la necesidad de optimizar el consumo energético. Cambiando el punto de ajuste de las temperaturas interiores a 20ºC en invierno y 26ºC en verano se logró un importante ahorro energético del 45% en el consumo de energía (Spyropoulos and Balaras 2011). Otros autores mostraron que un amplio rango de ajuste como 18.3– 27.8°C puede generar un ahorro del 32–73% de energía dependiendo del clima (Hoyt et al. 2014), manifestando la importancia de evaluar el confort para alcanzar la eficiencia energética en los edificios. Wan et al. (Wan et al. 2011) estudiaron el impacto del cambio climático en edificios de oficinas en climas subtropicales y la influencia de temperaturas de consigna. La utilización de temperaturas de consigna para refrigeración superiores a 25.5 °C, les permitió obtener disminuciones en la demanda energética en los diferentes escenarios futuros. Estos estudios impulsan el desarrollo de estándares propios mediante la obtención de datos de campo de zonas determinadas que supondría la mejora de la aplicabilidad de los modelos en otros tipos de climas. Sin embargo, en la mayoría de los estudios mencionados anteriormente, las temperaturas de consigna estaban basadas en el índice Predicted Mean Vote (PMV). En este contexto, en los últimos años una serie de investigaciones han destacado la importancia de utilizar temperaturas de consigna adaptativas, que se podrían definir como temperaturas de consigna con la finalidad de mantener la temperatura operativa interior dentro de los límites de confort adaptativo. Estas investigaciones se centran en la aplicación de los modelos de confort adaptativos de la ASHRAE 55 (ASHRAE 55 2017)y de la EN 15251 (European Committee for Standardization 2007) a las temperaturas de consignas, analizando las ventajas y limitaciones que presentan con respecto a los modelos basados en el PMV. Algunas de estas investigaciones son las siguientes: Sánchez-García et al. (Sánchez-García et al. 2017) Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 16 estudiaron la utilización de temperaturas de consigna adaptativas en futuros escenarios climáticos con el objeto de reducir la demanda energética en edificios de oficina; Holmes and Hacker (Holmes and Hacker 2007) analizaron la aplicación del enfoque de confort térmico adaptativo en diferentes edificios de uso administrativo en Reino Unido, tanto actualmente como en escenarios futuros; y Kramer et al. (Kramer et al. 2015b) asignaron el límite inferior de la zona de confort del modelo desarrollado para Holanda por Van der Linden et al. (van der Linden et al. 2006), establecido en la norma ISSO 74 (Arets 2004b), a la temperatura de consigna de calefacción de un museo, lo que permitió obtener una reducción del consumo energético del 74%. No obstante, en España hay escasez de investigaciones en este campo de estudio: Sánchez-Guevara Sánchez et al. (SánchezGuevara Sánchez et al. 2017) aplicaron el modelo de confort adaptativo de ASHRAE 552013 mediante temperaturas de consignas que variaban mensualmente, y obtuvieron reducciones del 20% en la demanda energética de calefacción y del 80% en la demanda energética de refrigeración; Barbadilla-Martín et al. (Barbadilla-Martín et al. 2017a) compararon las demandas energéticas de un edificio con modo mixto usando temperaturas de consigna usuales y usando temperaturas de consigna basadas en la temperatura neutral de un modelo de confort previamente desarrollado en la ciudad de Sevilla (Barbadilla-Martín et al. 2017b). Las temperaturas de consigna usuales eran 23.5°C y 22.3°C en promedio para refrigeración y calefacción respectivamente, mientras que las basadas en la temperatura neutral eran de 24°C y 21°C en promedio para refrigeración y calefacción. Los resultados mostraron reducciones de 27.5% y 11.4% respectivamente en refrigeración y calefacción. 6.3. MODELOS DE CONFORT 6.3.1. MODELO ESTÁTICO FANGER Los primeros estudios sobre la evaluación del confort térmico fueron realizados por Povl OLE Fanger (1934-2006), fisiólogo de la Universidad técnica de Dinamarca. Éstos se centraron en la interacción entre los parámetros físicos del ambiente y fisiológicos de las personas. En su libro “Thermal Comfort" (Fanger 1970) define el modelo de balance térmico basado en el voto medio estimado (PMV) y el porcentaje estimado de insatisfechos (PPD) para dar respuesta a la interacción térmica entre el hombre y el medio ambiente. El PMV (Predicted Mean Vote) Los datos para el cálculo del PMV fueron obtenidos por Fanger a través de un experimento realizado a 1300 jóvenes en cámaras térmicas con unas dimensiones de 2,8x5,6x2,8 m y el cual consideraba las siguientes variables: tasa metabólica, Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 17 aislamiento de ropa, temperatura del aire, temperatura radiante media, velocidad y humedad del aire. A continuación, se definen cada uno de estos términos: Tasa metabólica Es definido como el gasto energético muscular que experimenta una persona al desarrollar una actividad. Gran parte de dicha energía es transformada directamente en calor. Aproximadamente sólo el 25% de la energía es aprovechada en realizar el trabajo, el resto se convierte en calor. El cálculo de la tasa metabólica es útil para la estimación del bienestar térmico o para la evaluación de la carga física asociada a una tarea, existiendo una relación directa entre la dureza de la actividad desarrollada y el valor de la tasa metabólica (Diego-Mas 2015). Según indica la norma ISO 8996, la estimación de la tasa metabólica a través de tablas implica un riesgo de errores importantes puesto que estamos aceptando unos valores estandarizados para distintos tipos de actividad. Se puede estimar el consumo metabólico en función del sexo y la edad Tabla 1) y en función del tipo de actividad (Tabla 2). El metabolismo basal es el consumo de energía que necesita un cuerpo estando en estado de reposo para mantener las funciones vitales como la respiración, circulación, una temperatura corporal adecuada, etc. Éste depende de factores como el sexo, la edad o la altura. Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 18 Tabla 1: Metabolismo basal en función de la edad y el sexo. Fuente: NTP 323 En cuanto a la estimación del metabolismo en función del tipo de actividad, norma ISO 8996 establece la siguiente clasificación expresado en W/m2 Tabla 2). Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 19 Tabla 2: Clasificación del metabolismo por tipo de actividad. Fuente: ISO 8996 Correspondiéndose con: Metabolismo ligero: Escribir, teclear, dibujar, coser, anotar contabilidad, manejo de pequeños útiles o herramientas, inspección, ensamblaje o clasificación de materiales ligeros, conducir un vehículo en condiciones normales, maniobrar un interruptor con el pie o con un pedal, marchar a una velocidad de hasta 3,5 km/h. Metabolismo moderado: Claveteado, maniobras sobre camiones, o máquinas, trabajo con martillo neumático, enyesado, recolección de frutos o de legumbres); empuje o tracción de carretillas, marchar a una velocidad de hasta 3,5 a 5,5 km/hora. Metabolismo elevado: Transporte de materiales pesados, trabajo con martillo, serrado, segar a mano, excavar, empuje de carretillas muy cargadas, marchar a una velocidad de 5,5 a 7 km/hora. Metabolismo muy elevado: Actividad muy intensa a marcha rápida cercana al máximo; trabajar con el hacha, acción de palear o de cavar intensamente; subir escaleras, marchar a una velocidad superior a 7 km/h. Otra unidad de medida para cuantificar la actividad metabólica es el “met”. La norma ISO 7730 establece que 1 met equivale a 58,2 W/m2. Para edificios de oficina en los que se realiza una actividad sedentaria, la norma ISO 8996 establece una tasa metabólica de 1,2 met. Aislamiento de ropa “Otro factor muy importante es el vestido que modifica la interrelación entre el organismo y el medio al formar una frontera de transición entre ambos que amortigua o incrementa (según el caso) los efectos del ambiente térmico sobre la persona” (Mondelo et al. 2000). La unidad de medición para el índice de vestimenta es el “clo”, proveniente del inglés “clothing” y equivale a una resistencia térmica de 0,155 m²× K/W. A continuación, se muestra la Tabla 3 en la que aparecen diferentes valores según el nivel de vestimenta conforme a la norma ISO 7730. Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 20 Tabla 3: Aislamiento térmico para distintas combinaciones de prendas. Fuente: ISO 7730 El RITE por otro lado, establece un nivel de vestimenta para personas con actividad metabólica sedentaria de 1,2 met de 0,5 clo en verano (época de refrigeración y 1,0 clo en invierno (época de calefacción). Temperatura del aire “Es la temperatura a la que se encuentra el aire que rodea al individuo. La diferencia entre esta temperatura y la de la piel de las personas determina el intercambio de calor entre el individuo y el aire, a este intercambio se le denomina intercambio de calor por convección”(Araujo et al. 2007a) Temperatura radiante media Es un factor importante en la evaluación de la sensación térmica. La temperatura radiante media hace referencia al calor por radiación que emiten los elementos de un entorno. Cada elemento del entorno de un cuerpo humano emite o absorbe calor en forma de radiación, dependiendo de la diferencia de temperaturas entre el cuerpo y el elemento. Si la temperatura del elemento es más alta que la del cuerpo, este se calienta; si, por el contrario, es menor, este se enfría emitiendo radiación hacia el elemento frío (Galvez Huerta et al. 2013). Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 21 Velocidad del aire La velocidad del aire es otro de los parámetros que influye en la sensación térmica. Dependiendo la velocidad del aire, la capa de aire que nos aísla se verá modificada y aumentará la evaporación de sudor (Araujo et al. 2007b). Humedad del aire La humedad es el vapor de agua que se encuentra presente en la atmósfera. Está directamente relacionada con la transpiración, a mayor humedad menor transpiración. Por otro lado, tenemos la humedad relativa que se define como la capacidad que tiene el aire de absorber agua, es decir, el porcentaje de vapor de agua que tiene el aire respecto al máximo que admitiría. Una vez establecidos los valores de los parámetros anteriormente citados, se obtiene el PMV. Este índice refleja el valor medio de los votos emitidos por las personas que participaron en el experimento respecto de una escala de sensación térmica de 7 niveles al ser sometidos a diferentes ambientes térmicos (ISO 2005). Estos niveles se corresponden con: frío, fresco, ligeramente fresco, neutro, ligeramente caluroso, caluroso, muy caluroso siendo los valores numéricos -3,-2,- 1,0,1,2,3, respectivamente. El rango aceptable para el índice de confort PMV es entre -0.5 y 0.5. Ecuación 1: Ecuación de Fanger para obtención del PMV (ISO 7730) Donde: M es la actividad metabólica (W/m2) W Trabajo externo; generalmente cero (W/m2) Pa presión parcial de vapor de agua en Pa Ta temperatura del aire (°C) Fcl factor de superficie de la ropa Tcl temperatura de la superficie de la ropa (°C) Tr temperatura media radiante (°C) Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 22 Por otro lado, Fanger propone un índice PPD (Predicted Percentage Dissatisfied), para evaluar el porcentaje de personas que siente ese ambiente como incómodo. La siguiente curva en forma de U relaciona estas dos variables siendo el procedimiento de obtención sencillo, levantando una línea vertical que corte en un punto de la citada curva para después trazar otra línea horizontal que corte el eje en el que se ubican los porcentajes. Ecuación 2: PPD en función del PMV (ISO 7730) Los modelos basados en los estudios de Fanger son llamados “modelos estáticos” los cuales son las bases de estándares como ISO 7730, ASHRAE 55 y EN 15251. ISO 7730: 2005. Ergonomía del ambiente térmico. Determinación analítica e interpretación del bienestar térmico mediante el cálculo de los índices PMV y PPD y los criterios de bienestar térmico local Esta norma recoge la metodología utilizada por Fanger para la obtención del confort, pero, además, expone que la insatisfacción térmica puede estar motivada por el calentamiento o enfriamiento local indeseado del cuerpo. Según esta norma, las causas más comunes de incomodidad local son las corrientes de aire, diferencia vertical de la temperatura del aire, suelos calientes y fríos o asimetría de temperatura radiante. Para ello, se establecen Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 29 y que deroga las anteriores NBE, ya que a pesar de ser el sector de la construcción de gran importancia necesitaba de una regulación más precisa. El CTE, es el marco normativo que establece las exigencias que deben cumplir los edificios en relación con los requisitos básicos de seguridad y habitabilidad. Se compone de una serie de normativas denominadas Documentos Básicos, dedicados por un lado a seguridad y por otro a la habitabilidad. Uno de estos Documentos Básicos que nos suscita mayor interés es el DB-HE de Ahorro de Energía, relacionado con la habitabilidad y el cual, se compone de cinco apartados dedicados al consumo energético, a la demanda energética, al rendimiento de las instalaciones térmicas, al rendimiento de la iluminación, a la contribución solar de agua caliente y a la contribución solar fotovoltaica. En el apartado dedicado a la limitación de la demanda energética hace alusión al “bienestar térmico” y establece unos valores de referencia para asegurar el confort térmico dependiendo del clima, del uso del edificio, de la orientación, del régimen de verano y de invierno. Para cada uno de los cerramientos (suelo, muros, cubierta…) se establece un límite de transmitancia térmica y se limitan, además, el factor solar de los huecos y la permeabilidad al aire. Los límites de transmitancia se establecen en función de la zona climática. Cada provincia tiene asignada una zona climática definida por una letra y un número. La letra hace referencia a la severidad climática de invierno (A, B, C, D, E) y el número a la severidad climática de verano (1, 2, 3 y 4). Por otro lado, este documento tiene establecido un límite de temperatura de 20ºC en invierno y de 25ºC en verano, independientemente de la zona climática. Existe una excepción para uso residencial en la que aparece una consigna secundaria solo durante el periodo nocturno de 17ºC para invierno y de 27ºC para verano. En 2018 se publicó el borrador con el objeto de actualización del CTE el cual, va encaminado hacia la construcción de edificios de energía casi nulo (nZEB) adaptándose a la Directiva 2010/31/UE que establece la obligación de revisar y actualizar los requisitos mínimos de eficiencia energética periódicamente, a intervalos no superiores a cinco años, con el fin de adaptarlos a los avances técnicos del sector de la construcción. Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 30 6.4.2. REGLAMENTO DE INSTALACIONES TÉRMICAS EN LOS EDIFICIOS (RITE) El Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE), establece las exigencias de eficiencia energética y seguridad que deben cumplir las instalaciones destinadas a atender la demanda de bienestar térmico e higiene de las personas a través de las instalaciones de calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria, haciendo un uso racional de la energía (Ministerio de la Presidencia 2007). De la necesidad de transponer la Directiva 2002/91/CE de eficiencia energética de los edificios y a raíz de la aprobación del CTE por el Real Decreto 314/2006, nace el Reglamento de Instalaciones Térmicas de Edificios (RITE), aprobado por el Real Decreto 1027/2007, de 20 de julio y que derogó el antiguo RITE, aprobado por el Real Decreto 1751/1998, de 31 de julio. El Real Decreto 1027/2007, ha sido modificado por el Real Decreto 238/2013 con el fin de adaptarse a las nuevas necesidades de ahorro y eficiencia energética expresadas en las nuevas leyes y directivas europeas. El RITE desarrolla las exigencias de calidad térmica del ambiente de los edificios atendiendo, además, al ahorro energético si parámetros como la temperatura operativa, humedad relativa, temperatura radiante media del recinto, velocidad media del aire se mantienen dentro de los valores expuestos en la norma. Los valores de temperatura operativa y la humedad relativa (Ilustración 5) se fijan para personas con actividad metabólica sedentaria de 1,2 met, con grado de vestimenta de 0,5 clo en verano y 1 clo en invierno y un PPD entre el 10 y el 15 %. Ilustración 5: Condiciones interiores de diseño conforme al RITE La norma establece por otro lado, diferentes categorías de calidad del aire interior (IDA) en función del uso de edificio (Tabla 6). Tabla 6: Categorías de calidad del aire interior conforme al RITE IDA 1 (aire de óptima calidad): hospitales, clínicas, laboratorios y guarderías. IDA 2 (aire de buena calidad): oficinas, residencias (locales comunes de hoteles y similares, residencias de ancianos y de estudiantes), salas de lectura, museos, salas de tribunales, aulas de enseñanza y asimilables y piscinas. IDA 3 (aire de calidad media): edificios comerciales, cines, teatros, salones de actos, habitaciones de hoteles y similares, restaurantes, cafeterías, bares, salas de fiestas, gimnasios, locales para el deporte (salvo piscinas) y salas de ordenadores. IDA 4 (aire de calidad baja) Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 31 En base a estas, se fija el caudal mínimo de aire exterior de ventilación para los edificios (Tabla 7). Tabla 7: Caudales de aire exterior conforme al RITE 6.5. CAMBIO CLIMÁTICO El Quinto Informe de Evaluación (AR5) del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) afirma que el cambio climático está ocurriendo en todo el mundo (Alexander and Allen 2013). Diversos estudios muestran que la tendencia del aumento de las temperaturas en las próximas décadas no es imprevisto por lo que disminuirá por tanto, la necesidad de estrategias de calentamiento y aumentarán las estrategias de enfriamiento (Roshan et al. 2019). Existe una preocupación generalizada en el sector de la construcción, ya que el cambio climático afectará al diseño de los edificios, lo cual está abriendo nuevas líneas de investigación. Una predicción de las condiciones climáticas futuras es el primer paso para poder diseñar edificios que responda a esas necesidades climáticas. Belcher et al. (Belcher et al. 2005) desarrolló un método conocido como “morphing” para generar datos meteorológicos de diseño que dan cuenta de los cambios proyectados en el clima para la simulación térmica de edificios. Otros estudios (Crawley 2008), crearon mediante este método datos meteorológicos típicos para 20 regiones climáticas para representar una gama de escenarios de cambio climático para la simulación en edificios prototipos de oficinas, cuyos resultados mostraron el impacto del cambio climático en el rendimiento de los edificios. En climas fríos el resultado se prevé positivo, reduciéndose el uso de energía en torno al 10%. En climas tropicales, los edificios verán un aumento en el uso total de energía del 20% en algunos meses. Los climas templados experimentarán una reducción alrededor del 25% en calefacción y un aumento de hasta el 15% en refrigeración. Se estima que se producirá un aumento de la temperatura de aproximadamente 1.5ºC en la temperatura media anual para 2050, pudiendo superar los 2ºC en 2080. Un estudio sobre la implicación del calentamiento global en edificios de oficinas con aire acondicionado en Australia (Guan 2012) señala que, cuando el aumento anual medio de la temperatura exterior supera los 2°C, el riesgo de sobrecalentamiento aumentará y que Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 32 este posible problema de sobrecalentamiento podría reducirse significativamente con la disminución de la densidad de carga interna, en particular la iluminación y la carga de enchufe. En otra investigación, para reducir las horas de sobrecalentamiento, se optó por sombrear el acristalamiento con el fin de evitar la radiación solar incidente. Se obtuvieron resultados óptimos, aunque no se pudo eliminar por completo el riesgo de sobrecalentamiento (Gupta and Gregg 2012). Otro gran interés que suscita este tema es cómo afectará el aumento de las temperaturas en la adaptación de los ocupantes. Los resultados de un estudio llevado a cabo en Turquía (Dino and Meral Akgül 2019), mostraron que los ocupantes pueden tolerar temperaturas más altas en las zonas de con un clima más cálido. En climas fríos, es más difícil para los ocupantes adaptarse a temperaturas más cálidas. 7. METODOLOGÍA Para el desarrollo de la metodología ha sido indispensable realizar una búsqueda previa, basada en fundamentaciones teóricas que justifican el estudio propuesto. La metodología utilizada detalla el procedimiento llevado a cabo en la realización de este trabajo que se divide en las siguientes fases: (I) análisis de las zonas climáticas, (II) construcción del modelo teórico, (III) recopilación de datos, (IV) simulaciones llevadas a cabo para el escenario actual, (V) simulaciones en futuros escenarios climáticos, (VI) aplicación a un caso real y (VII) análisis de los resultados. La primera y segunda fase recogen las zonas climáticas seleccionadas y las características del modelo teórico establecido para este trabajo el cual se corresponde con un edificio de oficina. La fase III recoge el proceso de obtención de las temperaturas de consigna adaptativas, siendo la fase de mayor peso en la investigación. El siguiente paso, fase IV y V, se centra en el análisis de la demanda energética con el programa de simulación DesignBuilder. La fase VI establece los datos de un modelo real con el objetivo de analizar la viabilidad de la aplicación del modelo teórico. Por último, se procede al análisis de los resultados y a la discusión de los mismos. Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 33 Ilustración 6: Diagrama de flujo Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 34 7.1. ANÁLISIS DE ZONAS CLIMÁTICAS 7.1.1. ESCENARIO CLIMÁTICO ACTUAL Se han seleccionado tres zonas climáticas representativas del territorio español, siendo estas las zonas B4, D3 y E1 según la clasificación que establece el Código Técnico de la Edificación en su Documento Básico HE Ahorro de Energía. La zona B4 se corresponde con el clima de Sevilla, la zona D3 con el clima de Madrid y la E1 con Ávila. Ilustración 7: Mapa zonas climáticas CTE. Fuente: www.construmatica.com Las temperaturas de cada uno de los climas, para el escenario actual, fueron obtenidas mediante el programa Climate Consultant, que utiliza datos climáticos anuales en formato EPW. Clima de Sevilla: Sevilla se encuentra a una altitud de 34 m sobre el nivel del mar y su clima, según la clasificación de Köppen Geiger, es considerado como mediterráneo con veranos secos y muy cálidos e inviernos templados, cuya temperatura media en el mes más cálido está entorno a los 28.2 ºC y de 10.9 ºC en el mes más frío. Por ello, Sevilla es considerada la ciudad más calurosa de España. Cuenta con una precipitación media anual de 539 mm y una humedad relativa media del 59%, datos estadísticos Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 35 climatológicos extraídos de la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET) del período comprendido entre 1981-2010. Clima de Madrid: A una altura de 667 m sobre el nivel del mar, Madrid presenta un clima semiáridofrío con veranos calurosos cuya temperatura media en el mes más cálido es de 25.6 ºC, e inviernos fríos con una temperatura media en el mes más frío (enero) de 6.3 ºC. La precipitación media anual es de 421 mm siendo el periodo otoñal el que más precipitaciones registra. La media de humedad relativa anual es del 57% encontrando la época fría más húmeda. Clima de Ávila: Ávila está situada a una altitud de 1130 m. Se puede describir el clima de Ávila de tipo oceánico mediterráneo con veranos suaves e inviernos muy fríos. Temperaturas medias en el periodo estival en torno a 20ºC y la temperatura media más baja la encontramos en el mes de enero siendo esta de 3ºC. Las precipitaciones en esta zona son escasas con 416 mm de media anual, siendo los meses de mayo y octubre los más lluviosos. La humedad media anual se sitúa en un 63%. Los siguientes gráficos han sido realizados en base a datos estadísticos climatológicos extraídos de AEMET. Ilustración 8: Temperatura media mensual (ºC). Fuente: Elaborado por la autora en base a los datos de AEMET 0 5 10 15 20 25 30 B4 D3 E1 Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 36 Ilustración 9: Precipitación media mensual (mm). Fuente: Elaborado por la autora en base a los datos de AEMET Ilustración 10: Humedad relativa media (%). Fuente: Elaborado por la autora en base a los datos de AEMET 7.1.2. ESCENARIOS CLIMÁTICOS FUTUROS En este estudio se plantea, además, la evaluación del modelo en futuros escenarios climáticos. Para ello se ha utilizado la herramienta, CCWorldWeatherGen del UK Met Office Hadley Centre Coupled Model 3 HadCM3, que, mediante un proceso de morphing, genera archivos meteorológicos adaptados al cambio climático de cualquier ubicación en el mundo y crea archivos compatibles con la mayoría de los programas de simulación de rendimiento de edificios (Jentsch et al. 2013). El “morphing” de los 3 archivos climáticos actuales, correspondiente a las zonas B4, D3 y E1, se ha realizado para el escenario A2 de emisiones de gases de efecto invernadero de acuerdo con el IPCC, dando como resultado 3 archivos de escenarios climáticos para 2050 y 3 para 2080. Tomando como base los estudios llevados a cabo por el profesor Carlos Rubio Bellido (Sánchez-García et al. 2019) (Pérez-Fargallo et al. 2018b) (Rubio-Bellido et al. 2016). 0 20 40 60 80 100 120 B4 D3 E1 20 30 40 50 60 70 80 90 B4 D3 E1 Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 37 Los siguientes gráficos muestran la predicción de las temperaturas para los escenarios climáticos futuros siendo el incremento de la misma en las tres zonas climáticas, causada por la acción del cambio climático, en 2050 en torno a 2ºC en los meses fríos y alcanzando hasta 5ºC en los meses de julio y agosto. Para el escenario 2080, la temperatura sufre un incremento de hasta 8ºC en el periodo estival con respecto al escenario actual. lustración 11: Predicción de las temperaturas en futuros escenarios climáticos 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Actual 2050 2080 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Actual 2050 2080 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Actual 2050 2080 E1 D3 B4 Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 38 7.2. CONSTRUCCIÓN DEL MODELO TEÓRICO 7.2.1. CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS Para este trabajo se ha elaborado un prototipo definido como “shoebox” con una dimensión de 5 x 5 x 2.5 metros, una superficie útil de 20.3 m² y un volumen ocupado de 60.8 m³. Este prototipo representa un edificio de uso de oficina, siendo la norma EN 15251 de aplicabilidad a esta tipología de edificio (Ilustración 12). Ilustración 12: Modelo teórico Por otro lado, éste ha sido definido constructivamente conforme al Apéndice D del DB HE1 del CTE teniendo en cuenta los parámetros característicos de la envolvente en función de la zona climática. La Tabla 8 recoge el límite de transmitancia de los elementos de la envolvente térmica. En el prototipo propuesto, el porcentaje de huecos adoptado es del 30% con respecto al cerramiento vertical. Tabla 8: Transmitancia térmica máxima de los elementos de la envolvente térmica. Fuente: DB HE-1 del CTE LÍMITE DE TRANSMITANCIA DE LOS ELEMENTOS (W/m2 K) ZONAS CLIMÁTICAS B4 D3 E1 MUROS DE FACHADA Y CERRAMIENTOS EN CONTACTO CON EL TERRENO 0.82 0.66 0.57 SUELOS 0.52 0.49 0.48 CUBIERTAS 0.45 0.38 0.35 VENTANAS (30% de huecos) Marcos/divisores 1.72 1.72 1.72 Vidrio 2.00 2.00 2.00 Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 45 Ilustración 18: Definición de la zona de confort según los límites establecidos en cada categoría. 7.5. SIMULACIONES 7.5.1. HERRAMIENTA DE SIMULACIÓN El objetivo de este trabajo es evaluar la demanda energética con el uso del modelo de confort estático y adaptativo mediante el empleo del software DesignBuilder de simulación energética de edificios, que integra el motor de cálculo de EnergyPlus que es el más extendido a nivel internacional para la ejecución de simulaciones dinámicas. EnergyPlus es un programa muy potente y complejo de simulación de energía de edificios que requiere de un alto grado de conocimiento para su manejo y el cual, se utiliza para modelar el consumo de energía para calefacción, refrigeración, ventilación, iluminación, enchufes o incluso el uso de agua en los edificios. Sin embargo, DesignBuilder es una interfaz que aprovecha las funciones en EnergyPlus a un nivel de complejidad menor y es de fácil manejo. Simplemente definiendo el edificio (características constructivas, ubicación, orientación, clima, cargas internas, sistemas mecánicos, instalaciones renovables…) calcula las cargas necesarias para mantener la consigna de control térmico de la calefacción y refrigeración, el consumo de energía de los equipos, las emisiones de carbono, etc. Mediante este software, además, es posible desarrollar simulaciones dinámicas avanzadas en intervalos de tiempo de una hora, empleando archivos de datos climáticos horario, así como cálculos de dimensionamiento de los sistemas HVAC. El programa permite obtener los resultados en intervalos anuales, mensuales, horario y sub-horario. Los sistemas de climatización se pueden modelar mediante la opción “simple” o Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 46 “detallada” permitiendo esta última modelar explícitamente los sistemas de climatización. Se puede habilitar el modo mixto (empleo de los sistemas de climatización junto con ventilación natural). Permite asimismo modelar la ventilación natural, incluyendo el control de la apertura de ventanas, rejillas y puertas. En este trabajo se plantea realizar un total de 48 simulaciones correspondiéndose con simulaciones realizadas en el escenario actual, escenarios futuros y aquellas realizadas en un caso real: 1. SIMULACIONES EN EL ESCENARIO ACTUAL De cada simulación se extraerán los datos de demanda energética relativos a calefacción y refrigeración. En total se realizarán 12 simulaciones (3 zonas climáticas * 1 escenario climático * 4 categorías). 2. SIMULACIONES EN ESCENARIOS CLIMÁTICOS FUTUROS Se realizará un total de 24 simulaciones [3 zonas climáticas * 2 escenarios climáticos (2050 y 2080) * 4 categorías]. 3. SIMULACIONES CASO REAL Se plantean un total de 12 simulaciones para el caso real [1 zona climática (D3) * 3 escenarios climáticos (actual, 2050 y 2080) * 4 categorías]. 7.5.2. TRATAMIENTO DE LAS CONSIGNAS PARA SIMULACIÓN DINÁMICA La herramienta DesignBuilder trabaja con consignas estáticas por lo que ha sido necesario la modificación de éstas a consignas adaptativas y en base diaria. Las consignas de calefacción y refrigeración adaptativas obtenidas para cada uno de los 365 días, para las diferentes categorías y, además, para distintos escenarios climáticos han tenido que ser programadas manualmente para su introducción en el programa de simulación. La opción “Programa compacto” de la herramienta permite definir programaciones de manera más flexible, mediante un código de texto que emplea el formato “Schedule:compact” de EnergyPlus, el cual, es descrito a continuación: El campo “Through” contiene la fecha de finalización del período de programación en formato mm/dd. El campo “For” debe contener los días aplicables y permite combinar múltiples opciones (Weekdays, Weekends, Holidays, Alldays, SummerDesignDay, Sunday, Monday, etc.). El campo “Until” contiene la hora de finalización del día definido y la programación de la temperatura para ese día. Los datos deben representar la hora del reloj de 24 horas en el formato HH:MM. seguida de una coma y a continuación de esta, el valor de la programación hasta la hora indicada (Tabla 11). Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 47 Tabla 11: Formato de consignas para simulación dinámica. Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 48 8. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 8.1. EVALUACIÓN Y COMPARACIÓN DE LA DEMANDA ENERGÉTICA En primer lugar, se va a llevar a cabo una evaluación de la demanda energética total del caso de estudio (calefacción más refrigeración) en las diferentes zonas climáticas (B4, D3, E1), considerando los límites de temperaturas de consigna establecidos en el modelo estático (CTE) y en el modelo adaptativo (Cat. I, Cat. II, Cat. III) y los escenarios climáticos actual, 2050 y 2080. Todos estos datos han sido representados en la Ilustración 19. Por un lado, se puede observar una reducción para la actualidad del modelo EN 15251 en todas las categorías respecto al CTE para las zonas B4 y D3; sin embargo, para la zona E1 se produce un aumento en la Cat. I respecto al CTE de 13.66 kWh/m2*año debido a que la temperatura de consiga de calefacción correspondiente a la Cat. I es de 21ºC, superior a la temperatura de consigna de calefacción de 20ºC del CTE y teniendo en cuenta que en la zona E1 predomina mayormente la demanda de calefacción. En base a los resultados obtenidos sobre la influencia del cambio climático, se puede observar que el aumento de la demanda es más abrupto en el modelo estático que en el de la EN 15251. La tendencia general es un incremento de la demanda total debido al aumento significativo de la demanda de refrigeración que origina el cambio climático. Para la zona E1, concretamente en el periodo 2050, se aprecia una disminución en la demanda total. Esto se debe a que el incremento de las temperaturas provocadas por el cambio climático tiene un efecto aparente y temporalmente favorecedor debido a que se registra un mayor número de horas dentro de los límites de confort y horas que no requieren demasiada demanda energética para alcanzar la temperatura de consigna. Esta tendencia ocurre temporalmente desde el escenario actual hasta el 2050, ya que en el 2080 las temperaturas comienzan a exceder el límite superior de aplicabilidad, por lo que se activan los sistemas de acondicionamiento, y en consecuencia crece la demanda energética. Este carácter favorecedor es únicamente local, correspondiente a la zona E1, y su beneficio es muy reducido en comparación con el resto de los efectos perjudiciales que el cambio climático tiene sobre el medio ambiente, como el mayor riesgo de incendios, la falta de agua potable o las inundaciones. Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 49 Ilustración 19: Variación de la demanda total en contexto de cambio climático considerando las tres zonas climáticas de estudio En segundo lugar, se ha realizado el análisis comparativo de los datos de demanda energética anual de refrigeración y calefacción en ambos modelos (CTE y adaptativo), mostrados en la Ilustración 20, y que indican una considerable reducción en la demanda de refrigeración en las tres zonas climáticas de estudio a través del establecimiento de consignas adaptativas siendo, además, resilientes al cambio climático. Sin embargo, en cuanto a la demanda anual de calefacción, no se logra esa reducción en la categoría I con respecto al modelo estático en ninguna de las zonas climáticas, debido principalmente al alto nivel de exigencia que presenta esta categoría. En la Tabla 12 se muestran los valores de demanda anual de calefacción y refrigeración, representándose en negativo los porcentajes de reducción respecto al modelo estático y en positivo los porcentajes de incremento. En la demanda de calefacción encontramos que la zona B4 para la categoría I presenta el valor más alto de aumento respecto a la demanda obtenida con el CTE de 47% en el escenario actual y 127% en 2080. En el contexto de cambio climático, la demanda de refrigeración presenta una tendencia incremental debido al aumento de las temperaturas, en las tres zonas climáticas siendo más notable en la zona E1. Por el contrario, se aprecia una disminución en la demanda de calefacción en las tres zonas, alcanzándose en la zona B4 hasta un 95% de reducción para la categoría III entre la actualidad y 2080. 0 50 100 150 200 250 Actual 2050 2080 Actual 2050 2080 Actual 2050 2080 B4 D3 E1 Demanda total (kWh/m2*año) CTE CAT I CAT II CAT III Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 50 CALEFACCIÓN REFRIGERACIÓN Ilustración 20: Variación de la demanda de calefacción y refrigeración en contexto de cambio climático. Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 51 Tabla 12: Porcentaje de variación de demanda de calefacción y refrigeración respecto al CTE B4 CALEFACCIÓN REFRIGERACIÓN Actual 2050 2080 Actual 2050 2080 CAT I 47% 85% 127% -75% -26% -21% CAT II 4% 1% 5% -86% -35% -29% CAT III -31% -51% -58% -93% -44% -37% D3 CALEFACCIÓN REFRIGERACIÓN Actual 2050 2080 Actual 2050 2080 CAT I 19% 23% 26% -71% -28% -27% CAT II 0% -1% 0% -84% -36% -27% CAT III -17% -22% -23% -93% -45% -35% E1 CALEFACCIÓN REFRIGERACIÓN Actual 2050 2080 Actual 2050 2080 CAT I 17% 19% 20% -81% -42% -37% CAT II 0% 0% -1% -95% -57% -48% CAT III -15% -17% -19% -99% -68% -58% 8.2. ANÁLISIS DEL CONFORT TÉRMICO A TRAVÉS DE DATOS DE TEMPERATURAS HORARIOS El programa de simulación DesignBuilder permite extraer datos de temperaturas horarios para el análisis del confort térmico, y en base a estos, se han creado los siguientes gráficos de dispersión. A continuación, procedemos a describir cada uno de los datos que aparecen en la Ilustración 21 y que son clave para su comprensión: En el eje de ordenadas izquierdo aparece la temperatura interior operativa y, en el eje de abscisas, la temperatura media ponderada exterior. La nube de puntos de color gris muestra la temperatura operativa interior para cada hora de año en base a la temperatura exterior. Las líneas de color naranja representan los límites de confort superior e inferior. En el gráfico inferior, el eje de ordenadas derecho muestra la demanda energética que aparece representada por puntos rojos o azules, dependiendo de si el requerimiento es de calefacción o refrigeración. Dichos puntos se corresponden con aquellas temperaturas interiores que sobrepasan los límites de confort y que por tanto suscitan esa demanda energética para alcanzar la temperatura interior deseada. Se toma como ejemplo la zona climática B4 en el escenario climático actual. En la parte superior se muestran las temperaturas operativas interiores en oscilación libre tanto para el modelo estático como para el modelo adaptativo con la Cat. II. Por otro lado, los gráficos inferiores representan la demanda de calefacción y refrigeración que se produce al activar Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 52 los sistemas de climatización para que la temperatura operativa interior se encuentre dentro de la zona de confort, observando, como ya se expuso en el anterior apartado, una clara reducción de la demanda con el modelo adaptativo. Ilustración 21: Diagrama de dispersión de temperaturas operativas (Oscilación libre - Sistemas de climatización) Estos mismos gráficos se han elaborado de forma más extendida con el modelo adaptativo para las tres zonas climáticas de estudio en el periodo actual y en el contexto de cambio climático tomándose como escenarios 2050 y 2080 (Ilustraciones 22, 23 y 24). En ellas se grafican los datos de demanda adaptativa de refrigeración y calefacción, así como las temperaturas operativas interiores en base a la temperatura media exterior, además de los límites de aplicabilidad y límites de confort conforme a la norma EN 15251 para la Categoría II, correspondiente a edificios nuevos o renovados. En ellos se hace visible el aumento de la demanda de refrigeración y decremento de la demanda de calefacción para los escenarios climáticos futuros como consecuencia del calentamiento global. Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 53 Ilustración 22: Dispersión de puntos de temperatura y demanda para la zona climática B4 en escenario actual y 2050 según EN 15251 Cat. II. Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 54 Ilustración 23: Dispersión de puntos de temperatura y demanda para la zona climática D3 en escenario actual y 2050 según EN 15251 Cat. II. Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 61 10. FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN Este trabajo se presenta como un avance de la tesis doctoral. La línea que se plantea parte de la base de que las condiciones climáticas expuestas para la obtención de los límites de confort del estándar EN 15251 aplicado en este estudio corresponden a climas fríos, no habiéndose definido aún ningún estándar que se adecue a condiciones climáticas cálidas. Partiendo de recientes investigaciones, en las que se compararan la influencia del uso de diferentes modelos de confort térmico para edificios de energía zero en climas cálidos (Attia and Carlucci 2015), se pretende crear un nuevo estándar de confort para climas cálidos. El planteamiento de la norma EN 15251 de que los gráficos del estándar de confort se basan en una base de datos limitadas para temperaturas exteriores superiores a 25ºC, se fundamenta en base a los resultados del proyecto SCATs. De todos los países intervinientes en este proyecto, sólo hay datos con estas condiciones para los edificios de Grecia, siendo la mayor parte de la muestra en países con climas más fríos (Ej. Reino unido, Suecia o Francia). Diversos estudios confirman que la aplicabilidad actual de esto modelo es limitada y que esta situación se verá agravada en el futuro con el efecto del cambio climático (Sánchez-García et al. 2018). La línea de temperatura neutra, resultante de la media de las líneas de temperatura de confort ideal de cada país participante en el proyecto SCATs, no resulta objetiva puesto que solo uno de los cinco países sobrepasa la temperatura exterior de 25ºC, no ajustándose a la condición de clima frío y el cual, ha sido incluido en esta media como muestra la siguiente ilustración. Ilustración 27: Valores de temperaturas neutras de los países del caso de estudio (líneas discontinuas) y valor de temperatura media del proyecto SCATs (línea continua), frente a la temperatura exterior. En base a lo expuesto anteriormente, se plantea la creación de un nuevo modelo de confort adaptativo en climas cálidos y su estudio en escenarios climáticos futuros teniendo en cuenta que las temperaturas tienden a incrementar por el efecto del cambio climático. Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 62 11. PRODUCCIÓN CIENTÍFICA DURANTE EL DESARROLLO DEL TRABAJO ARTÍCULOS Sánchez-García, D.; Bienvenido-Huertas, D.; Tristancho-Carvajal, M.; Rubio-Bellido, C. Adaptive Comfort Control Implemented Model (ACCIM) for Energy Consumption Predictions in Dwellings under Current and Future Climate Conditions: A Case Study Located in Spain. Energies 2019, 12, 1498. JCR Q2 Sánchez-García, D.; Rubio-Bellido, C.; Tristancho-Carvajal, M.; Marrero Meléndez, M. A comparative study on energy demand through the adaptive thermal comfort approach considering climate change in office buildings of Spain. JCR Q2 Building Simulation. Aceptado el 16/05/2019. Póster de comunicación en el X Congreso Ibérico de Gestión y Planificación de Agua. Coimbra, 6-8 septiembre 2018. Capítulo de libro “Carbon FootprintCase Studies". En revisión PONENCIA I Jornada Internacional de Eficiencia Energética y Sostenibilidad. Technical Seminary Westminster University & Universidad Sevilla. 29 de abril de 2019 BECAS DE INVESTIGACIÓN Contrato de iniciación a la investigación en el marco del programa de Garantía Juvenil en apoyo a la I+D+I de la Universidad de Sevilla adjudicado bajo concurso público y financiado por el Fondo Social Europeo. ASISTENCIA A SEMINARIOS Y CONGRESOS - Seminario internacional ‘Herramienta Interactiva OERCO2: metodologías de cálculo de emisiones de CO2’ - International Symposium on Digital Technologies for Architecture and Construction que tuvo lugar los días 6 y 7 de noviembre de 2018. - Jornada internacional de eficiencIa energética y sostenibilidad. Technical seminary Westminster – Seville universities. - Jornadas "Integración Educativa Innovadora de la Planificación Urbana Basada en Tecnologías BIM-GIS y Enfocada en los Desafíos de la Economía Circular" Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 63 12. REFERENCIAS Alexander L, Allen S (2013) IPCC Fifth Assessment Report Climate Change 2013: The Physical Science Basis. IPCC Anónimo (2014) Consumos, medidas y potenciales ahorros en edificios Aparicio-Ruiz P, Barbadilla-Martín E, Salmerón-Lissén JM, Guadix-Martín J (2018) Building automation system with adaptive comfort in mixed mode buildings. Sustain Cities Soc. doi: 10.1016/j.scs.2018.07.028 Araujo C, Bestratén M, Carreras E, et al (2007a) Confort térmico Araujo C, Bestratén M, Carreras E, et al (2007b) Confort térmico Arets MJP (2004a) Thermische behaaglijkheid : eisen voor de binnentemperatuur in gebouwen : een nieuwe richtlijn voor thermische behaaglijkheid in (kantoor)gebouwen. ISSO Arets MJP (2004b) Thermische behaaglijkheid : eisen voor de binnentemperatuur in gebouwen : een nieuwe richtlijn voor thermische behaaglijkheid in (kantoor)gebouwen. ISSO ASHRAE 55 (2013) ASHRAE Standard 55-2013 Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy. American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, Atlanta GA ASHRAE 55 (2017) ANSI/ ASHRAE 55-2017: Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy. ANSI/ASHRAE Stand 55-2017. doi: 10.1007/s11926-011-0203-9 Attia S, Carlucci S (2015) Impact of different thermal comfort models on zero energy residential buildings in hot climate. Energy Build 102:117–128. doi: 10.1016/J.ENBUILD.2015.05.017 Attia S, Eleftheriou P, Xeni F, et al (2017) Overview and future challenges of nearly zero energy buildings (nZEB) design in Southern Europe. Energy Build. doi: 10.1016/j.enbuild.2017.09.043 Auliciems A, Szokolay S V. (2007) PLEA Handbook - Thermal comfort. PLEA Int. doi: 10.1007/s00484-010-0393-2 Barbadilla-Martín E, Guadix Martín J, Salmerón Lissén JM, et al (2017a) Assessment of thermal comfort and energy savings in a field study on adaptive comfort with application for mixed mode offices. Submitt to Energy Build In revisio: doi: 10.1016/j.enbuild.2018.02.033 Barbadilla-Martín E, Guadix Martín J, Salmerón Lissén JM, et al (2018) Assessment of thermal comfort and energy savings in a field study on adaptive comfort with application for mixed mode offices. Energy Build 167:281–289. doi: 10.1016/j.enbuild.2018.02.033 Barbadilla-Martín E, Salmerón Lissén JM, Martín JG, et al (2017b) Field study on adaptive thermal comfort in mixed mode office buildings in southwestern area of Spain. Build Environ 123:. doi: 10.1016/j.buildenv.2017.06.042 Belcher SE, Hacker JN, Powell DS (2005) Constructing design weather data for future climates. Build Serv Eng Res Technol. doi: 10.1191/0143624405bt112oa Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 64 Castejón E (1983) Documentación NTP 74 : Confort térmico - Método de Fanger para su evaluación. Notas Técnicas de Prevención INSHT CEN (2007) EN 15251: Indoor environmental input parameters for design and assessment of energy performance of buildingsaddressing indoor air quality, thermal environment, lighting and acoustics. Eur Comm Stand 3:1–52. doi: 10.1520/E201903R13.Copyright Chavarria Cosar R (1989) NTP 211: Iluminación de los centros de trabajo. Inst Nac Segur e Hig en el Trab Código técnico de la Edificación (2013) Documento básico HE ahorro de energía. In: Doc. básico HE Ahorr. energía Colclough S, Griffiths P, Hewitt NJ (2018) Winter Performance of Certified Passive Houses in a Temperate Maritime Climate: nZEB Compliant? Crawley DB (2008) Estimating the impacts of climate change and urbanization on building performance. J Build Perform Simul. doi: 10.1080/19401490802182079 Damiati SA, Zaki SA, Rijal HB, Wonorahardjo S (2016) Field study on adaptive thermal comfort in office buildings in Malaysia, Indonesia, Singapore, and Japan during hot and humid season. Build Environ 109:208–223. doi: 10.1016/j.buildenv.2016.09.024 de Dear R, Brager GS (2002) Thermal comfort in naturally ventilated buildings: revision to ASHRAE standards 55,. J Energy Build 34:549–561 de Dear RJ, Brager GS (1998) Developing an adaptive model of thermal comfort and preference. In: ASHRAE Transactions Diego-Mas JA (2015) Estimación de la tasa metabólica. https://www.ergonautas.upv.es/herramientas/tasamet/tasamet.php. Accessed 6 May 2019 Dino IG, Meral Akgül C (2019) Impact of climate change on the existing residential building stock in Turkey: An analysis on energy use, greenhouse gas emissions and occupant comfort. Renew Energy 141:828–846. doi: 10.1016/j.renene.2019.03.150 European Commission (2002) Directive 2002/91/EC of the European Parlament and of the Council of 16 December 2002 on the energy performance of buildings. Off J Eur Union. doi: 10.1039/ap9842100196 European Committee for Standardization (2007) EN 15251: Indoor environmental input parameters for design and assessment of energy performance of buildingsaddressing indoor air quality, thermal environment, lighting and acoustics. Brussels, Belgium Fanger PO (1967) Calculation of thermal comfort: Introduction of a basic comfort equation. ASHRAE Trans 73(2): Feist W, Schnieders J, Dorer V, Haas A (2005) Re-inventing air heating: Convenient and comfortable within the frame of the Passive House concept. Energy Build. doi: 10.1016/j.enbuild.2005.06.020 Galvez Huerta MA, Huerta MAG, Alt. E (2013) Instalaciones y Servicios Técnicos. Madrid: Sección de Instalaciones de Edificios Godoy Muñoz A (2012) El confort térmico adaptativo. Aplicación en la edificación en Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 65 España Guan L (2012) Energy use, indoor temperature and possible adaptation strategies for airconditioned office buildings in face of global warming. Build Environ. doi: 10.1016/j.buildenv.2011.11.013 Gupta R, Gregg M (2012) Using UK climate change projections to adapt existing English homes for a warming climate. Build Environ. doi: 10.1016/j.buildenv.2012.01.014 Holmes MJ, Hacker JN (2007) Climate change, thermal comfort and energy: Meeting the design challenges of the 21st century. Energy Build 39:802–814. doi: 10.1016/j.enbuild.2007.02.009 Houghton FC, Yagloglou C (1923) Determination of the comfort zone. ASHVE Trans 29 Hoyt T, Arens E, Zhang H (2014) Extending air temperature setpoints: Simulated energy savings and design considerations for new and retrofit buildings. Build Environ. doi: 10.1016/j.buildenv.2014.09.010 ISO (2005) ISO 7730:2007 Ergonomics of the thermal environment. English Jentsch MF, Bahaj AS, James PAB (2013) CCWorldWeatherGen, Climate change world weather file generator, Version 1.8. Sustain Energy Res Gr Kolokotsa D, Tsiavos D, Stavrakakis GS, et al (2001) Advanced fuzzy logic controllers design and evaluation for buildings’ occupants thermal-visual comfort and indoor air quality satisfaction. Energy Build. doi: 10.1016/S0378-7788(00)00098-0 Kramer RP, Maas MPE, Martens MHJ, et al (2015a) Energy conservation in museums using different setpoint strategies: A case study for a state-of-the-art museum using building simulations. Appl Energy 158:446–458. doi: 10.1016/j.apenergy.2015.08.044 Kramer RP, Maas MPE, Martens MHJ, et al (2015b) Energy conservation in museums using different setpoint strategies: A case study for a state-of-the-art museum using building simulations. Appl Energy 158:446–458. doi: 10.1016/j.apenergy.2015.08.044 Kwong QJ, Adam NM, Sahari BB (2014) Thermal comfort assessment and potential for energy efficiency enhancement in modern tropical buildings: A review. Energy Build. Luna P (1999) NTP 322: Valoración del riesgo de estrés térmico: índice WBGT. Inst Nac Segur e Hig en el Trab Luo M, Wang Z, Brager G, et al (2018) Indoor climate experience, migration, and thermal comfort expectation in buildings. Build Environ 141:262–272. doi: 10.1016/j.buildenv.2018.05.047 Ministerio de Industria Energía y Turismo (2015) Condiciones técnicas de los procedimientos para la evaluación de la eficiencia energética de los edificios Ministerio de la Presidencia (2007) RITE 2007. Reglamento de instalaciones térmicas en los edificios. Bol Of del estado. doi: 10.1017/CBO9781107415324.004 Mondelo PR, Gregori Torada E, Comas Uriz S (2000) Ergonomia 2 : confort y estres termico. Universitat Politecnica de Catalunya Morgan CA, de Dear R (2002) Climate Clothing and adaptation in the built environment. Indoor Air 98–103 Nicol F, Humphreys M (2010) Derivation of the adaptive equations for thermal comfort in Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 66 free-running buildings in European standard EN15251. Build Environ 45:11–17. doi: 10.1016/J.BUILDENV.2008.12.013 Nicol JF, Humphreys MA (1973) THERMAL COMFORT AS PART OF A SELF-REGULATING SYSTEM. Build Res Pr. doi: 10.1080/09613217308550237 Nikolopoulou M, Steemers K (2003) Thermal comfort and psychological adaptation as a guide for designing urban spaces. In: Energy and Buildings Parsons KC (2002) The effects of gender, acclimation state, the opportunity to adjust clothing and physical disability on requirements for thermal comfort. Energy Build 34:593–599. doi: 10.1016/S0378-7788(02)00009-9 Pérez-Fargallo A, Rubio-Bellido C, Pulido-Arcas JA, Javier Guevara-García F (2018a) Fuel Poverty Potential Risk Index in the context of climate change in Chile. Energy Policy 113:157–170. doi: 10.1016/j.enpol.2017.10.054 Pérez-Fargallo A, Rubio-Bellido C, Pulido-Arcas JA, Javier Guevara-García F (2018b) Fuel Poverty Potential Risk Index in the context of climate change in Chile. Energy Policy. doi: 10.1016/j.enpol.2017.10.054 Pérez-Fargallo A, Rubio-Bellido C, Pulido-Arcas JA, Trebilcock M (2017) Development policy in social housing allocation: Fuel poverty potential risk index. Indoor Built Environ 26:. doi: 10.1177/1420326X17713071 RD 314/2006 (2006) Proyecto de Real Decreto por el que se modifica el RD 314/2006, de 17 de marzo, por el que se aprueba el Código Técnico de la Edificación Versión para trámite de audiencia e información pública. 1. 1–43 Rijal HB, Tuohy P, Humphreys MA, et al (2007) Using results from field surveys to predict the effect of open windows on thermal comfort and energy use in buildings. Energy Build 39:823–836. doi: 10.1016/j.enbuild.2007.02.003 Robert A, Kummert M (2012) Designing net-zero energy buildings for the future climate, not for the past. Build Environ. doi: 10.1016/j.buildenv.2011.12.014 Roshan GR, Oji R, Attia S (2019) Projecting the impact of climate change on design recommendations for residential buildings in Iran. Build Environ. doi: 10.1016/j.buildenv.2019.03.053 Rubio-Bellido C, Pérez-Fargallo A, Pulido-Arcas JA (2016) Optimization of annual energy demand in office buildings under the influence of climate change in Chile. Energy. doi: 10.1016/j.energy.2016.08.021 Sánchez-García D, Rubio-Bellido C, del Río JJM, Pérez-Fargallo A (2019) Towards the quantification of energy demand and consumption through the adaptive comfort approach in mixed mode office buildings considering climate change. Energy Build. doi: 10.1016/j.enbuild.2019.02.002 Sánchez-García D, Rubio-Bellido C, Marrero Meléndez M, et al (2017) El control adaptativo en instalaciones existentes y su potencial en el contexto del cambio climático. Hábitat Sustentable 7:06-17 Sánchez-García D, Rubio-Bellido C, Pulido-Arcas JA, et al (2018) Adaptive comfort models applied to existing Dwellings in Mediterranean climate considering globalwarming. Sustain. doi: 10.3390/su10103507 Sánchez-Guevara Sánchez C, Mavrogianni A, Neila González FJ (2016) On the minimal Predicción de la demanda energética basada en el confort adaptativo aplicado al sector terciario considerando el cambio climático 67 thermal habitability conditions in low income dwellings in Spain for a new definition of fuel poverty. Build Environ 114:344–356. doi: 10.1016/j.buildenv.2016.12.029 Sánchez-Guevara Sánchez C, Mavrogianni A, Neila González FJ (2017) On the minimal thermal habitability conditions in low income dwellings in Spain for a new definition of fuel poverty. Build Environ 114:344–356. doi: 10.1016/j.buildenv.2016.12.029 Sánchez CS-G, González FJN, Aja AH (2018) Energy poverty methodology based on minimal thermal habitability conditions for low income housing in Spain. Energy Build. doi: 10.1016/j.enbuild.2018.03.038 Spyropoulos GN, Balaras CA (2011) Energy consumption and the potential of energy savings in Hellenic office buildings used as bank branches - A case study. Energy Build 43:770–778. doi: 10.1016/j.enbuild.2010.12.015 The United Nations Environment Programme (UNEP) (2012) Building Design and Construction: Forging Resource Efficiency and Sustainable. Nairobi, Kenya UE (2010) Directiva 2010/31/UE. Ue. doi: http://eurlex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2010:153:0013:0035:PT:PDF van der Linden AC, Boerstra AC, Raue AK, et al (2006) Adaptive temperature limits: A new guideline in the Netherlands: A new approach for the assessment of building performance with respect to thermal indoor climate. Energy Build 38:8–17. doi: 10.1016/j.enbuild.2005.02.008 Van Der Linden AC, Boerstra AC, Raue AK, et al (2006) Adaptive temperature limits: A new guideline in the Netherlands: A new approach for the assessment of building performance with respect to thermal indoor climate. Energy Build 38:8–17. doi: 10.1016/j.enbuild.2005.02.008 Wan KKW, Li DHW, Lam JC (2011) Assessment of climate change impact on building energy use and mitigation measures in subtropical climates. Energy 36:1404–1414. doi: 10.1016/j.energy.2011.01.033 Yun GY, Lee JH, Steemers K (2016) Extending the applicability of the adaptive comfort model to the control of air-conditioning systems. Build Environ 105:13–23. doi: 10.1016/j.buildenv.2016.05.027