Establecimiento de líneas base en edificios de oficina haciendo uso de HULC según norma UNEEN ISO 50001:2018

Equation Chapter 1 Section 1 Trabajo Fin de Máster Ingeniería Industrial Establecimiento de líneas base en edificios de oficina haciendo uso de HULC según norma UNE-EN ISO 50001:2018 Autor: Miriam Gasch Ruiz-Cabello Tutor: Servando Álvarez Domínguez Dpto. de Ingeniería Energética Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2019 Trabajo Fin de Máster Ingeniería Industrial Establecimiento de líneas base en edificios de oficina haciendo uso de HULC según norma UNE- EN ISO 50001:2018 Autor: Miriam Gasch Ruiz-Cabello Tutor: Servando Álvarez Domínguez Catedrático Codirector: María del Carmen Guerrero Delgado Profesora del departamento Dpto. de Ingeniería Energética Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2019 Trabajo Fin de Máster: Establecimiento de líneas base en edificios de oficina haciendo uso de HULC según norma UNE-EN ISO 50001:2018 Autor: Miriam Gasch Ruiz-Cabello Tutor: Servando Álvarez Domínguez El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: Presidente: Vocales: Secretario: Acuerdan otorgarle la calificación de: Sevilla, 2019 El Secretario del Tribunal Agradecimientos Después de más de dos años desde que finalicé el Máster, por fin cierro esta etapa. Han sido dos años duros de trabajo y muchos frentes abiertos, y como dice José Sánchez Ramos, esto se me “enconó” y no salía… Gracias a mi tutor, Servando Álvarez, por la confianza depositada en mí, y por supuesto al ya nombrado José Sánchez Ramos por tantísima paciencia. Él sabe que es responsable de gran parte de este Trabajo. Por supuesto a mi familia, en especial a mis padres, no sólo por haber conseguido cerrar estas líneas, sino por todo el trabajo y los buenos y malos momentos que hay detrás, y que no se ven reflejados. Por último doy las gracias a Pepillo, que ha vivido muy de cerca la recta final. A todos vosotros, Gracias. Miriam Gasch Ruiz-Cabello Sevilla, 2019 Resumen Existe un claro déficit en el proceso de planificación energética al implantar Sistemas de Gestión Energética en las Organizaciones, más concretamente en el establecimiento de líneas base energéticas y revisiones energéticas. Son numerosas las guías y normas que hablan de ello pero muy pocas las que describen con claridad cómo abordarlo. Con el objetivo de dar respuesta al cumplimiento de este requisito contenido en la Norma UNE-EN ISO 50001, de Sistemas de Gestión Energética, en este proyecto se propone una metodología de establecimiento de líneas base y realización de revisiones energéticas haciendo uso de la herramienta de simulación HULC (Herramienta Unificada Líder-Calener). Las herramientas de simulación, además de permitir calificar energéticamente un edificio, son capaces de predecir su comportamiento energético, así como evaluar posibles mejoras en el mismo a partir de su correcta definición. De esto último surge un segundo objetivo, analizar la calidad de los datos de entrada utilizados para realizar calificaciones energéticas en los edificios de oficina de uso terciario. En resumen, este Trabajo Fin de Máster pretende por un lado dar respuesta al establecimiento de líneas base y revisiones energéticas haciendo uso de la herramienta HULC, y por otro, analizar el proceso de calificación energética en cuanto a la veracidad de sus datos de entrada. 1 1 INTRODUCCIÓN 1.1. PRESENTACIÓN Este Trabajo Fin de Máster tiene como objetivo analizar el procedimiento de implantación de la norma UNE-EN ISO 50001 en edificios de oficina en la actualidad, en particular la planificación energética. Se centra en fundamentalmente en crear un procedimiento para el establecimiento de líneas base. El Proyecto se estructura en los siguientes bloques:  Capítulo 1: INTRODUCCIÓN El primer capítulo, el presente, analiza el estado actual tanto de la normativa en materia de eficiencia energética como de las empresas relacionadas con ella. Se analizan las distintas guías existentes para la implantación de protocolos de medida y verificación con especial atención a lo que en ellas se dice sobre las líneas base, para corroborar la deficiencia existente a la hora de establecer modelos que predigan el comportamiento energético en edificios.  Capítulo 2: PROCEDIMIENTO Como consecuencia de la necesidad de establecer un modelo que sea capaz de predecir el consumo de energía de un edificio bajo ciertas condiciones con el objetivo de dar cumplimiento a la planificación energética, en este capítulo se describe el procedimiento seguido para el establecimiento de líneas base haciendo uso de la herramienta de simulación HULC. En primer lugar se describe detalladamente cómo se define correctamente un modelo en la herramienta, haciendo referencia a cada uno de los ficheros de carga necesarios. Una vez se ha definido el modelo, se describe el proceso de simulación y la posterior corrección del modelo obtenido de la misma. A continuación se hace referencia a dos metodologías alternativas para el establecimiento de las líneas base asociadas a dos usos no contemplados en la herramienta de simulación. Y por último se definen las líneas base obtenidas y la distribución por usos.  Capítulo 3: APLICACIÓN A CASO DE ESTUDIO Este capítulo recoge la aplicación detallada del procedimiento a un caso real, así como los resultados obtenidos de la misma.  Capítulo 4: RESULTADOS Y CONCLUSIONES Por último se sintetizan los resultados obtenidos de la aplicación a siete casos reales distintos y se analizan las conclusiones extraídas.  REFERENCIAS Las referencias utilizadas durante el período de trabajo de este Proyecto se recogen en este apartado.  ANEXO I. VALIDACIÓN METODOLOGÍA ALTERNATIVA CONSUMO DE ASCENSORES y ANEXO II. VALIDACIÓN METODOLOGÍA ALTERNATIVA CONSUMO ESTÁTICO 1. INTRODUCCIÓN 2 En ellos se validan las metodologías alternativas para el establecimiento de líneas base asociadas a usos no contemplados por la herramienta de simulación, haciendo uso de datos reales y analizando el margen de error en el que se incurre. 1. INTRODUCCIÓN 3 1.2. MOTIVACIÓN El IPCC (Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático) asegura que el cambio climático es un hecho inequívoco, cuyos efectos se han incrementado considerablemente en las últimas décadas como muestra el aumento de la frecuencia e intensidad de eventos climáticos externos (olas de calor, heladas, fuertes lluvias, sequías y ciclones tropicales), además del aumento del nivel del mar. Por otro lado, si bien a nivel global existe una demanda creciente de suministro energético para sustentar el desarrollo, los recursos energéticos tradicionales son limitados y las emisiones de CO2 que provienen del uso actual de la energía amenazan cada vez más nuestro clima. Concretamente en el sector servicios, las oficinas suponen aproximadamente un 30% del consumo total nacional, tanto de energía como de electricidad. El siguiente gráfico muestra la evolución del consumo tanto energético como eléctrico del sector servicios, diferenciado por cada rama. Figura 1. Evolución del consumo energético y eléctrico del sector servicios por ramas. Informe sintético de indicadores de eficiencia energética en España. Año 2016. 2ª Edición. Julio 2018 Secretaría General. Departamento de Planificación y Estudios. IDEA. A excepción del año 2014, el consumo relativo a las oficinas experimenta una tendencia creciente, consumo asociado principalmente al uso de equipamiento ofimático, iluminación, y climatización, pudiendo estar asociada dicha tendencia a la creciente incorporación de equipamiento ligado a tecnologías de información y comunicación (TIC), así como a las condiciones meteorológicas. Dentro de la distribución de consumos en edificios del sector Servicios, los edificios de oficina ocupan el segundo lugar (con muy poca diferencia respecto al primer puesto) en cuanto al peso que tienen en el consumo de energía del sector terciario (32%), ocupando el primer lugar los edificios destinados al comercio (33%). 2ª Edición. Julio 2018 SECRETARÍA GENERAL Departamento de Planificación y Estudios INFORME SINTÉTICO DE INDICADORES DE EFICIENCIA ENERGÉTICA EN ESPAÑA. AÑO 2016 6 SECRETARÍA GENERAL Departamento de Planificación y Estudios Sector Servicios (0) Consumo del sector servicios Cobertura en la demanda energética Número de empleados en el sector servicios Consumo térmico por empleado Consumo eléctrico por empleado Valor Añadido del sector servicios Energías renovables (5) Electricidad Unidad Mtep % % miles de personas tep/emp kWh/emp M€10 (10) 2000 6,7 12,4 64,1 9.672 0,694 5.172 513.922 2016 10,6 24,6 58,2 13.971 0,761 5.146 745.833 Evolución del consumo energético del sector servicios por ramas, 2000- 2016 (7)(8)(9) Estructura del consumo energético del sector servicios por ramas, 2016 (7)(8)(9) Consumo eléctrico del sector servicios por ramas, 2000-2016 (7)(8)(9) Estructura del consumo eléctrico del sector servicios por ramas, 2016 (7)(8)(9) Intensidad energética del sector servicios por ramas, 2000-2016 (15) Consumo unitario del sector servicios por ramas, 2000-2016 0,0 1,5 3,0 4,5 6,0 7,5 9,0 10,5 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 Mtep Otros servicios Educación Sanidad Hostelería &Restauración Oficinas Comercio Sanidad 10,1% Educación 2,8% Comercio 35,6% Oficinas 29,7% Hostelería& Restauración 9,0% Otros servicios 13,1% 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 2000 2016 Mtep Comercio Oficinas Hostelería &Restauración Sanidad Educación Otros servicios Sanidad 8,4% Educación 2,4% Comercio 33,4% Oficinas 31,6% Hostelería& Restauración 10,0% Otros servicios 14,5% 0,000 0,010 0,020 0,030 0,040 Hostelería &Restauración Sanidad Educación Comercio Oficinas 2000 2016 0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 Hostelería &Restauración Sanidad Educación Comercio Oficinas 2000 2016 (tep/emp) (kep/€10 (10)) 1. INTRODUCCIÓN 4 El sector de los edificios (residenciales o comerciales) es el mayor consumidor de energía y el mayor emisor de CO2 de la UE, responsable de un 40% en consumo de energía final y en emisiones de CO2 aproximadamente. Estos datos convierten a los edificios en un campo estratégico de actuación, siendo vital establecer estrategias de mejora de la eficiencia energética y de fomento de las energías renovables. En esta línea, la Directiva 2002/91/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 16 de diciembre de 2002, relativa a la eficiencia energética de los edificios, establece la obligación de poner a disposición de los compradores o usuarios de los edificios un certificado de eficiencia energética. Este certificado debe incluir información objetiva sobre las características energéticas de los edificios de forma que se pueda valorar y comparar su eficiencia energética, con el fin de favorecer la promoción de edificios de alta eficiencia energética y las inversiones en ahorro de energía. Debe, por lo tanto, fomentarse entre el público la difusión de esta información, a fin de facilitar el necesario conocimiento sobre su adecuado uso, consumo y disfrute. La anterior Directiva se transpuso en el Real Decreto 47/2007, de 19 de enero, en él se aprueba el Procedimiento básico para la certificación de eficiencia energética de edificios de nueva construcción, calificando los edificios según niveles de emisiones de CO2. Posteriormente la Directiva 2002/91/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 16 de diciembre de 2002 se ve modificada por la Directiva 2010/31/UE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 19 de mayo de 2010, relativa a la eficiencia energética de los edificios. Ambas Directivas se trasponen en un único texto, refundiendo el Real Decreto 47/2007, que incorpora el Procedimiento básico para la certificación de eficiencia energética de edificios existentes y establece la obligación de poner a disposición de los compradores de los edificios a partir del 1 de enero de 2013 un certificado de eficiencia energética, tal como se especificaba en la Directiva 2002/21/CE. Por otro lado, la principal actuación propuesta para impulsar las energías renovables en los edificios y la reducción de emisiones de CO2 es la modificación del Código Técnico de la Edificación. Tenemos claro que la legislación promueve, si bien en diversos términos, la eficiencia energética y el ahorro en edificios terciarios y con ello, las empresas de servicios energéticos (ESE) han experimentado un alto crecimiento en los últimos años. El principal problema en este sector es la determinación de la demanda y el establecimiento de una línea base de referencia de consumo, pues depende de diversos factores que varían en el tiempo, por lo que ésta también variará. Éstos son, entre otros, la orientación, la envolvente térmica, las condiciones climáticas y las cargas internas. 1. INTRODUCCIÓN 5 1.3. REVISIÓN NORMATIVA. ESTADO DEL ARTE. En este apartado se pretende analizar por un lado cómo afrontan las distintas empresas la deficiencia existente en el procedimiento de establecimiento de líneas base en edificios terciarios y por otro la normativa existente en forma de guía para facilitar la obtención de la línea base. 1.3.1. EVO - IPMVP El IPMVP (International Performance Measurement and Verification Protocol) o Protocolo Internacional de Medida y Verificación del Ahorro Energético, desarrollado por la Organización EVO (Efficiency Valuation Organization), es un documento que pretende establecer las bases y procedimientos para la medida y verificación de ahorros energéticos conseguidos como consecuencia de la implantación de medidas de ahorro energético (en adelante MAEs), o bien en la implantación de programas de eficiencia o en el seguimiento del mantenimiento de instalaciones. Para la elaboración del citado Plan de Medida y Verificación, el IPMVP ofrece distintas opciones, dependiendo de la MAE a instalar, las necesidades del cliente, el presupuesto disponible y las condiciones iniciales del sistema. Opción Descripción ¿Cómo se determina el ahorro? Aplicaciones comunes de esta opción Opción A. Verificación aislada de la MAE: medición del parámetro clave El ahorro se determina midiendo en la instalación el parámetro clave que determina el consumo de energía del sistema donde se ha implementado la MAE y/o el éxito del proyecto. Mediante el cálculo de la energía de referencia y de la energía del período demostrativo de ahorro a partir de lecturas o valores estimados. Una MAE en iluminación donde la potencia es el parámetro clave que se mide de forma periódica. Se estimarán las horas de funcionamiento de los puntos de luz según los horarios del edificio y el comportamiento de sus ocupantes. Opción B. Verificación aislada de la MAE: medición de todos los parámetros El ahorro se determina midiendo en la instalación el consumo de energía del sistema en el que se ha implementado la MAE. Mediciones continuas o puntuales de la energía del período de referencia y de la energía del período demostrativo de ahorro; y/o cálculos que utilicen patrones de consumo. Instalación de un variador de frecuencia en un motor para regular el caudal de la bomba. Medir la potencia (kW) con un equipo de medida instalado en el propio motor que toma la lectura de la potencia cada minuto. Opción C. Verificación de toda la Instalación El ahorro se determina midiendo el consumo de energía de toda la instalación, o de una parte de ella. Análisis de toda la información de los equipos de medida de la empresa de suministro durante todo el período de referencia y todo el período demostrativo de ahorro. Proyectos de eficiencia en los que las MAEs implementadas afecten a varios equipos de la instalación. Opción D. Simulación Calibrada El ahorro se determina simulando el consumo de energía de toda la instalación, o de una parte de ella. La simulación tiene que ser capaz de modelar el rendimiento energético actual de la instalación. Esta opción suele requerir habilidades especiales para realizar simulaciones calibradas. La simulación del consumo de energía calibrado con la información de las facturas de suministro, horarias o mensuales. Proyectos de eficiencia donde las MAEs implementadas afecten a varios equipos de la instalación y no existen equipos de medida en el período de referencia. Después de la instalación de los equipos de medida de energía eléctrica y de combustibles se utilizan sus lecturas para calibrar la simulación. Tabla 1. Opciones del IPMVP - Protocolo EVO. 1. INTRODUCCIÓN 6 Para el estudio del comportamiento energético de la instalación completa habría que escoger entre las opciones C y D. La principal diferencia entre ambas es que la opción C (verificación de toda la instalación o “Whole facility”) permite cuantificar el ahorro de energía conseguido por un conjunto de MAEs implementadas mediante medidas reales de consumo (equipos de medida instalados). La opción D (herramienta calibrada/corregida), además de evaluar ahorros asociados a MAEs implementadas y analizar posibles cambios, permite predecir un patrón de consumo del edificio (línea base). 1.3.2. AENOR. SISTEMAS DE GESTIÓN Antes de profundizar en la aplicación de la norma 50001, de Sistemas de Gestión Energética, se pretende analizar brevemente en qué consisten los sistemas de gestión más importantes que una empresa puede implementar para mejorar su funcionamiento. Éstos son: Sistemas de Gestión de la Calidad, Sistemas de Gestión Ambiental y por último, Sistemas de Gestión Energética. Los Sistemas de Gestión de la Calidad (SGC) consisten en una serie de actividades coordinadas llevadas a cabo sobre una serie de elementos para lograr la calidad de los productos o servicios que se ofrecen al cliente, es decir, planear, controlar y mejorar aquellos elementos de una organización que influyen en el cumplimiento de los requisitos del cliente y en el logro de la satisfacción del mismo. La comprensión y la gestión de los procesos interrelacionados como un Sistema contribuyen a la eficacia y la eficiencia de la organización en el logro de sus resultados previstos, mejorando así el desempeño global de la organización. Los ocho principios en los que se basa un SGC son los siguientes: - Enfoque al cliente - Liderazgo y compromiso - Participación del personal - Procesos - Gestión - Mejora continua - Toma de decisiones - Proveedor Todos ellos son gestionados a través de tres procesos de gestión: planificación, gestión y mejora. Además de todo lo comentado anteriormente, hoy día las organizaciones deben cumplir con una serie de exigencias ambientales impuestas bien por la Administración, los clientes o la sociedad en general, independientemente de cuál sea su actividad, ubicación geográfica o tamaño. Por ello es necesario un Sistema de Gestión que integre la parte medioambiental en la gestión global de la empresa. La implantación de un Sistema de Gestión Ambiental (SGA) ofrece a las organizaciones la posibilidad de sistematizar los aspectos ambientales que se generan en cada una de sus actividades, además de promover la protección ambiental y la prevención de la contaminación. Entre otras, ofrece ventajas como la optimización de la gestión de recursos y residuos, reduciendo los aspectos ambientales desfavorables derivados de su actividad o aquellos riesgos asociados a situaciones accidentales. La base de su enfoque se fundamenta en el concepto de PHVA: planificar, hacer, verificar y actuar. El modelo PHVA proporciona un proceso iterativo utilizado por las organizaciones para lograr la mejora continua. Se puede aplicar a un SGA y a cada uno de sus elementos individuales. 1. INTRODUCCIÓN 7 Por último, la gestión de la energía permite identificar oportunidades para mejorar la eficiencia energética, proporcionando las bases para la mejora del desempeño energético de la organización. Por esta razón la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) creó la ISO 50001, como estándar para ayudar a las organizaciones a mejorar su uso de la energía. La implementación de un Sistema de Gestión de la Energía (SGE) asegura la mejora del desempeño energético y la eficiencia energética, se realiza de forma voluntaria y su triunfo está directamente relacionado con el compromiso por parte de la Organización en su desarrollo, implementación y mejora. El SGE tiene que medir, controlar, planificar y mejorar el desempeño energético de una Organización. Tras su implementación se busca la mejora del mismo, mediante acciones que consigan incrementar la eficiencia energética. Para ello, al igual que para el SGA, se emplea la filosofía PHVA como palanca para la mejora continua del Sistema, englobando diversos elementos como la política energética, los indicadores de desempeño energético, las auditorías del sistema de gestión y los planes de acción. Una implantación correcta de un sistema de gestión es aquella que permite obtener una visión de la realidad energética, indicadores energéticos correctamente dimensionados para la realización del seguimiento, y proponer las acciones de mejora necesarias para la mejora continua del sistema. Existe una serie de requisitos marcados por la Norma ISO 50001 que el SGE debe cumplir, cuya estructura es la siguiente: - Responsabilidad de la dirección, tanto de la alta dirección como del representante de la dirección. - Política energética, la cual debe establecer el compromiso de la dirección para alcanzar una mejora en el desempeño energético. - Planificación energética, que debe ser coherente con la política energética y debe conducir a actividades que mejoren de forma continuada el desempeño energético. Engloba los indicadores de desempeño energético (IDEns), la línea base energética, la revisión energética y los objetivos y metas energéticas y planes de acción. - Implementación y operación, de los planes de acción y otros elementos resultantes del proceso de planificación. - Verificación, asegurando que las características clave que determinen el desempeño sean medidas y analizadas a intervalos planificados, incluyendo como mínimo los usos significativos, las variables pertinentes relacionadas con los mismos, los IDEns, la eficacia de los planes de acción para alcanzar los objetivos y metas y la evaluación del consumo real contra el esperado. - Revisión por la Dirección, que consiste en la revisión del Sistema de Gestión Energética por parte de la organización para asegurar su conveniencia, adecuación y eficacia continuas. Los estudios realizados sobre la implantación de Sistemas de Gestión de la Energía en el mundo revelan un crecimiento significativo en los últimos años. Concretamente, en el último seguimiento realizado se determina que en el año 2017 el número de empresas en la que se ha implantado esta norma ha incrementado un 13% respecto al año 2016 con carácter mundial. 1. INTRODUCCIÓN 8 Figura 2. Implantación de Sistemas de Gestión de la Energía en el mundo. Fuente: Global STD Certification. 1.3.3. SERIE ISO 50000. NORMALIZACIÓN DE LA GESTIÓN ENERGÉTICA. Los Sistemas de Gestión proporcionan mejora continua en las áreas del tipo de estándar que se esté aplicando en una empresa, pudiendo ser Calidad, Medio Ambiental, Seguridad, entre otras más. Con el objeto de mejorar el uso de la energía, ISO lanza su serie de normas de Gestión Energética: - La ISO 50002 establece el procedimiento adecuado (principios y requisitos básicos) para la realización de auditorías energéticas. En cuanto a las líneas base, se hace referencia a ellas al indicar que deben utilizarse para evaluar las mejoras energéticas de la Organización. Los requisitos específicos para la competencia, consistencia e imparcialidad en la auditoría y la certificación de sistemas de gestión energéticos se recogen en la ISO 50003. Dichos sistemas de gestión energéticos determinan y ajustan líneas base con las que comparar los resultados para evaluar la eficiencia energética. - La ISO 50003 recoge los requisitos que deben cumplir los organismos de certificación que realizan las auditorías y certificación de Sistemas de Gestión de la Energía. - La ISO 50004 proporciona una guía para el establecimiento, la implementación, el mantenimiento y la mejora de los sistemas de gestión energética. Según esta norma, las 1. INTRODUCCIÓN 9 revisiones energéticas suministran la información y los datos necesarios para el establecimiento de las líneas base energéticas. Dichas líneas deben expresar mediante una relación matemática la relación del consumo de energía como función de una serie de variables relevantes. Debe ser un modelo ingenieril, un ratio o un dato de consumo en caso de no existir variables destacadas. - La ISO 50006 se centra en la medición del rendimiento energético utilizando líneas de base de energía e indicadores de desempeño energético. - La ISO 50015 tiene como objetivo establecer un conjunto de principios y directrices que se utilizarán para la medición y verificación (M&V) de la eficiencia energética de una entidad o sus componentes. Por su importancia, la UNE-EN ISO 50001 se describe en un apartado independiente. 1.3.4. UNE-EN ISO 50001:2018 Esta norma, de Sistemas de Gestión de la Energía, tiene como objetivo mejorar la gestión energética llevada a cabo por las empresas, especificando para ello los requisitos que permitirán a la Organización alcanzar los compromisos derivados de su política energética y establecer objetivos, metas y planes de acción para mejorarla. Esta norma de carácter voluntario proporciona a las organizaciones un marco reconocido para la integración de la eficiencia energética en sus prácticas de gestión, incluyendo una serie de beneficios, como el fomento de la eficiencia energética en la empresa, mejora de la eficiencia de los procesos, - fomento de energías menos contaminantes, reducción de costes, mejor adaptación al cumplimiento de normativa y requisitos legales más exigentes, mejora de la imagen y marca de la empresa en el mercado, reducción de emisiones de gases de efecto invernadero o reducción del riesgo asociado a la reducción de precios de los recursos energéticos en el mercado. Está basado en el ciclo de mejora continua PHVA (Planificar – Hacer – Verificar – Actuar). El establecimiento de la línea base es requisito imprescindible para la certificación en base a la ISO 50001, y ésta queda recogida en su apartado de planificación. Deben establecerse haciendo uso de la información derivada de revisiones energéticas anteriores así como de los datos de uso y consumo de energía. Además, tanto las mejoras realizadas como los cambios sustanciales en las instalaciones, procesos o pautas de funcionamiento deben evaluarse frente a la línea base establecida. 1. INTRODUCCIÓN 10 1.4. ALCANCE En base a la experiencia, con carácter general se observa un déficit en el proceso de planificación energética al implantar Sistemas de Gestión Energética en las Organizaciones. Debido a que en ocasiones no se dispone de los datos necesarios para poder realizar un correcto inventario energético, no se dispone de herramientas para medir el consumo de energía real asociado a los distintos usos o calcular el consumo esperado (establecer la línea base energética), es necesario acudir a procedimientos alternativos que no siempre consiguen reflejar una visión correcta de la realidad. El objetivo de este Trabajo Fin de Máster es dar cumplimiento al requisito de planificación energética de la Norma UNE-EN ISO 50.001: “Sistemas de Gestión Energética” haciendo uso de la herramienta de simulación HULC, de forma que se solventen dichas deficiencias detectadas en la implantación de la ISO 50001. La herramienta de simulación HULC determina el comportamiento energético de un edificio a partir de la definición completa del mismo, entre otras: características constructivas y geometría, características operacionales y funcionales del edificio y equipos instalados en el mismo (iluminación y climatización). Por definición, la línea base energética define el comportamiento energético que debería tener un edificio y sirve como referencia cuantitativa para comparar del desempeño energético real. En este sentido, se propone hacer uso de esta herramienta de simulación para el establecimiento de Líneas Base y elaboración de Revisiones Energéticas. 2. PROCEDIMIENTO 17 - Tipo de combustible: electricidad o combustible - Potencia nominal (kW) - Volumen (litros) y temperatura (ºC) de acumulación de agua (si existe) - Rendimiento nominal y estacional - Caudales asociados (bombeo, recirculado si existe) 2.1.1.7. Energía renovable La información necesaria para inventariar los sistemas asociados a la producción, bien de energía eléctrica, bien de energía térmica renovable es la siguiente: - Paneles solares térmicos de apoyo a la producción de ACS: dato de superficie de captación (m2) y porcentaje de demanda cubierta (%). - Placas solares fotovoltaicas para producción de energía eléctrica: dato de producción anual (kWh/año). 2.1.1.8. Equipos ofimáticos, ascensores y otros Estos consumos suponen un porcentaje importante en el consumo de energía total del edificio, pero al estar enmascarados en el resto de usos de la energía no suele apreciarse su importancia. Se corresponden con el resto de consumo distinto al de climatización, iluminación y ACS ya descritos, y pueden englobarse en tres grupos: - Equipos ofimáticos: debe conocerse tanto el número de equipos representativos como la potencia eléctrica de los mismos, tanto encendidos como en Standby y las horas de funcionamiento anuales. - Ascensores: debe definirse la cantidad, el tipo de motor eléctrico, el tipo de tracción, el tipo de regulación, la potencia eléctrica nominal, el número de viajes al día por empleado, el número de empleados, la carga, de velocidad y rendimiento. - Otros consumidores: se debe determinar el tipo de consumidor, el número de cada tipo concreto, su potencia eléctrica (kW) y las horas de uso anuales. 2.1.1.9. Condiciones operacionales y funcionales (COF) Las variables principales a analizar en este punto son las temperaturas de consigna y los horarios de demanda real de los sistemas consumidores de energía. 2. PROCEDIMIENTO 18 DEFINICIÓN CASO EN HULC 2.1.2. Si bien la definición completa desde cero en HULC sólo es necesaria en caso de no disponer del fichero de carga, es preciso conocer cómo se define un caso en HULC desde inicio. La definición de las características constructivas queda fuera del alcance de este Trabajo, centrándose en las siguientes etapas: - Iluminación - Sistemas primarios y secundarios (electricidad) - Calderas de combustible - Termos eléctricos de ACS - Condiciones operacionales y funcionales (COF) - Paneles solares térmicos de ACS - Placas solares fotovoltaicas 2.1.2.1. Iluminación En HULC, el cálculo del consumo de iluminación sigue una ecuación sencilla: 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 (𝑘𝑊𝑕)=𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 (𝑘𝑊)∗ 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 (𝑕) Teniendo en cuenta además parámetros relativos a sistemas de aprovechamiento de luz natural, tipo de encendido, etc. Figura 4. Definición iluminación. Para calcular el dato de potencia instalada (W), la herramienta toma como dato de entrada el valor de W/m2 de cada espacio definido en la misma, y lo multiplica por el valor de m2 de dicho espacio. Dentro de la herramienta existen datos modificables y otros que no lo son. Por ejemplo en este caso, los datos de superficie (m2) de cada uno de los espacios definidos, al formar parte del módulo de evaluación de la demanda (LÍDER) y que normalmente se introducen a través de herramientas intermedias que trasponen los planos del edificio directamente en LÍDER, no se pueden modificar. 2. PROCEDIMIENTO 19 Por ello, el único valor introducido de forma manual para el cálculo del consumo de iluminación es el de W/m2. Para definirlo, partiendo del inventario de iluminación real y haciendo uso de los datos de superficie introducidos en la herramienta, se calculan los valores de W/m2 para cada espacio de forma que la potencia total real coincida con la definida en la herramienta. La definición de las horas de funcionamiento de iluminación se describe en el apartado correspondiente a las COF. 2.1.2.2. Sistemas primarios y secundarios (electricidad) El consumo de climatización no sigue una ecuación tan trivial como en el caso de la iluminación. Si bien la potencia, rendimiento y el tiempo de funcionamiento son las variables fundamentales en las que ésta se basa, existen factores externos, como las condiciones climatológicas, cuya afectación al consumo es significativa. 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 (𝑘𝑊𝑕) =𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 (𝑘𝑊)∗( 1 𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜)∗𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 (𝑕) ∗ "𝑎𝑓𝑒𝑐𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑚𝑒𝑡𝑒𝑜𝑟𝑜𝑙ó𝑔𝑖𝑐𝑎" Para su definición en HULC se hace distinción entre los sistemas primarios y los secundarios, y a su vez para estos últimos en el tipo de sistema secundario del que se trate, pues su definición en la herramienta difiere entre uno y otro. Sistemas primarios: - Potencia nominal (kW) - Rendimientos (EER/COP según aplique). - La definición del tiempo de funcionamiento se detalla en el apartado correspondiente a las COF. Sistemas secundarios: - Potencia nominal (kW) - Rendimientos (EER/COP según aplique). Este parámetro sólo aplica a los equipos autónomos. - El factor de transporte ha de ser cero en los equipos autónomos, pues este valor está contemplado en los rendimientos. En los sistemas secundarios tipo climatizadoras o fan-coils se estima 0,1 W/(m3/h). - La definición del tiempo de funcionamiento se detalla en el apartado correspondiente a las COF. El factor climatológico es un dato de entrada independiente en la herramienta, y su definición se detalla en su apartado correspondiente. 2. PROCEDIMIENTO 20 2.1.2.3. Calderas El consumo asociado a las calderas puede destinarse tanto a calefacción como a ACS, siendo el primero de ellos el caso más habitual. En el caso del uso para calefacción, al igual que ocurría en la climatización eléctrica, la ecuación mediante la que se calcula el consumo asociado no es trivial. Si bien la potencia, rendimiento, el tiempo de funcionamiento y el tipo de combustible son las variables fundamentales en las que ésta se basa, existen factores externos, como la climatología, cuya afectación en el consumo es significativa. La definición del tiempo de funcionamiento se analiza en el apartado correspondiente a las COF, y el factor climatológico, al ser un dato de entrada independiente en la herramienta, se analiza en su apartado correspondiente del procedimiento. Al no disponer de medición en tiempo real del rendimiento, se estima 0,9. Por tanto, las variables introducidas en la herramienta para la definición de los sistemas primarios correspondientes a calderas son: - Potencia nominal (kW) - Tipo de combustible Figura 5. Definición caldera. 2.1.2.4. Termos eléctricos de ACS Para el cálculo del consumo de energía (en este caso electricidad) asociado a la generación de agua caliente sanitaria, la herramienta hace uso fundamentalmente de dos parámetros: - Demanda de ACS (incluyendo, en caso de existir, la aportación de energía solar térmica). - Rendimiento medio estacional del equipo. Resultando el consumo de electricidad el siguiente: 2. PROCEDIMIENTO 21 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 (𝑘𝑊𝑕)=𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 (𝑘𝑊𝑕) 𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙 El cálculo de la demanda (kWh/m2) de un edificio residencial o terciario se obtiene a partir de la siguiente expresión (no tiene en cuenta la aportación de energía solar térmica): 𝐷 (𝑘𝑊𝑕 𝑚2)=365 𝐶𝑝∗ρ∗𝑄𝐴𝐶𝑆 ∗(𝑇𝐴𝐶𝑆 −𝑇𝐴𝐹)∗( 1 3.600) Donde: - ρ: densidad del agua (kg/litro) igual a la unidad. - 𝐶𝑝: calor específico del agua (kJ/kgK) igual a 4,18 kJ/kgK. - 𝑇𝐴𝐶𝑜: 60 ºC. - 𝑄𝐴𝐶𝑆 (𝑇𝐴𝐶𝑆) (litros/día): consumo de agua caliente sanitaria a 60 ºC. El rendimiento medio estacional depende entre otros, de las potencias de los termos eléctricos y de la capacidad de acumulación de los mismos en el caso de existir. Los sistemas de producción de ACS se definen en la herramienta en base al inventario de termos eléctricos disponible (características de potencia y acumulación, en su caso), siendo la herramienta quien calcula el rendimiento medio estacional en base a dichos parámetros. Figura 6. Definición termos ACS. El caudal de ACS se define dentro del caudal de la bomba de ACS, no obstante existen varios parámetros adicionales asociados a él que son necesarios definir (caudal máximo del circuito hidráulico de ACS y caudal recirculado del circuito hidráulico de ACS). - Caudal de la bomba de ACS (𝑸𝑨𝑪𝑺) El caudal de la bomba de ACS (l/h) se calcula en base a la definición del RITE de demanda de agua caliente sanitaria, la cual establece para los edificios de oficina una demanda de 2 litros al día por persona. Conociendo el dato del número de trabajadores del edificio, se calcula el caudal de la bomba de ACS. 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 (𝑙 𝑕)=𝑛º 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠∗2( 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑í𝑎 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎)∗( 1 𝑑í𝑎 24 𝑕𝑜𝑟𝑎𝑠) Si bien ésta sería la situación más desfavorable, en la herramienta se define un factor de uso del ACS mediante el que se regula la demanda para cada hora (detallado a posteriori, en horario demanda ACS). 2. PROCEDIMIENTO 22 Figura 7. Demanda ACS RITE. - Caudal máximo circuito hidráulico ACS El caudal máximo del circuito se entiende por aquél que se daría en la situación más desfavorable, es decir, el caudal de la bomba calculado anteriormente (máximo). - Caudal recirculado circuito hidráulico ACS El caudal recirculado (circuito de retorno) del agua caliente sanitaria se estima en un 20% del caudal de la bomba. - Horario demanda ACS Dado que es difícil calcular esto con exactitud, se estima que el factor de uso del agua caliente sanitaria es el siguiente, para todos los edificios objeto de estudio: 2. PROCEDIMIENTO 23 Figura 8. Horario demanda ACS. 2.1.2.5. Condiciones operacionales y funcionales (COF) Las condiciones operaciones y funcionales (en adelante COF), como su propio nombre indica, hacen referencia a las condiciones a las que operan los equipos instalados en el edificio, comprendiendo tanto horarios como temperaturas de consigna. La diferencia entre definir un edificio en Calener GT y Calener VYP (dentro de HULC) erradica principalmente en la magnitud y complejidad de sus instalaciones. Una de las diferencias es la forma en la que se definen las COF dentro de las mismas. Opción 1: Calener VYP (Viviendas y Pequeños terciarios) Se define un tipo de uso para el proyecto total (edificio completo), a elegir entre las siguientes opciones, como muestra la imagen: - Residencial - Residencial – No acondicionado - (Elegir una opción de cada una): o Intensidad baja/media/alta o 8h/12h/16h/24h o Acondicionado/no acondicionado 2. PROCEDIMIENTO 24 Figura 9. Definición COF Calener VYP. La definición en Calener VYP es sencilla, pues debemos determinar la opción que más se adecúe al funcionamiento habitual de nuestro edificio. Opción 2: Calener GT (Grandes Terciarios) En Calener GT sin embargo, se define el funcionamiento de cada equipo, sistema o zona climatizada para cada hora del día, de cada día de los 365 días del año. Esto es: - Horario de refrigeración y calefacción definido en cada equipo. Figura 10. Horario funcionamiento equipo climatización. - Horario de funcionamiento de los ventiladores. Figura 11. Horario funcionamiento ventiladores. - Horario de funcionamiento de las zonas (tipo tª). Esto sería equivalente a la temperatura de consigna. 2. PROCEDIMIENTO 25 Figura 12. Horario climatización zonas. Como puede observarse, en Calener GT la definición es algo más tediosa, pues hay que definir el horario de funcionamiento, hora a hora, para todos los días del año y para cada sistema, equipo o zona de forma independiente. Antes de entrar en detalle en el proceso a seguir para definir las COF en un caso en HULC (Calener GT), se describen los tipos de horarios existentes en la herramienta y la forma de definirlos. 1. Horarios tipo todo/nada. Este tipo de horario permite que la máquina funcione/no funcione cada hora del día, introduciéndose valores 0 (no funciona) o 1 (sí funciona) en cada una de las horas. La interfaz de definición es la siguiente, en la que se muestra por ejemplo la definición de un horario de funcionamiento de una máquina de 08:00h a 15:00h: 2. PROCEDIMIENTO 26 Figura 13. Horario todo/nada. Este tipo de horario suele definirse para los equipos secundarios (equipos autónomos, ventiloconvectores, climatizadoras, etc.). 2. Horarios tipo fracción. Este tipo de horario se entiende como un horario del tipo todo/nada al que se le incluye un factor de uso. Es decir, para cada hora del día se define un valor de entre 0-1 [0,1, 0,2, 0,3,…, 0,9, 1] en base al funcionamiento. Suele definirse en los sistemas de iluminación, cuyo factor de uso puede depender de varios factores como la luz natural (si se dispone de detectores crepusculares, si es posible apagar ciertas zonas iluminadas por encima de sus necesidades), o el funcionamiento parcial (si se dispone de detectores de presencia o bien, en zonas de tránsito o que no estén ocupadas normalmente, como zonas de archivo). Figura 14. Horario tipo fracción. 3. Horarios tipo temperatura. Conceptualmente, este tipo de horario difiere de los anteriores, en los que el funcionamiento está determinado por el encendido o apagado de un sistema, 2. PROCEDIMIENTO 33 2.1.3.4. Termos eléctricos de ACS Las variables a las que se les aplica el proceso Qualicheck son las siguientes: - Potencia nominal de los termos eléctricos (kW) - Capacidad del termo eléctrico (litros), en caso de existir - Caudal de ACS: o Caudal de la bomba de ACS o Caudal máximo del circuito hidráulico de ACS o Caudal recirculado del circuito hidráulico de ACS - Aportación de energía solar térmica (paneles solares) - Horario demanda ACS Si bien las COF se analizan en un apartado independiente, para el caso del ACS se analiza en este mismo apartado. - Potencia nominal de los termos eléctricos Si bien en este aspecto también se suele acudir a la agrupación de equipos de similares características en uno único, el error en el que se puede incurrir es menor que en el caso de climatización comentado anteriormente, ya que en este caso todos los termos eléctricos se destinan a abastecer una misma demanda. En este sentido, el proceso Qualicheck llevado a cabo consiste en cotejar que la suma total de las potencias nominales de todos los termos eléctricos definidos en la herramienta coincide con la potencia total de todos los termos eléctricos que existen en el edificio (inventario de equipos). - Capacidad de los termos eléctricos De forma análoga a lo realizado en el dato de potencia, el proceso Qualicheck llevado a cabo para la capacidad de los termos eléctricos consiste en cotejar que la suma total de las capacidades de todos los termos eléctricos definidos en la herramienta coincide con la capacidad total de todos los termos eléctricos que existen en el edificio (inventario de equipos). - Caudal de ACS Los parámetros a revisar son los siguientes: o El caudal de la bomba de ACS coincide con el calculado en base al caudal de litros por persona y día establecido por el RITE. o El caudal máximo del circuito hidráulico de ACS coincide con el de la bomba de ACS. o El caudal recirculado del circuito hidráulico de ACS es aproximadamente el 20% del caudal de la bomba calculado anteriormente 2.1.3.5. Condiciones operacionales y funcionales (COF) Con carácter general este aspecto es uno de los más problemáticos a la hora de definir el edificio. 2. PROCEDIMIENTO 34 Bien por desconocimiento de la información o bien porque se generaliza el uso de las oficinas y los equipos instalados, a la hora de definir el edificio se mantienen los valores por defecto que define la herramienta. Llegados a este apartado resulta interesante comentar que en la herramienta es fácil detectar los valores que se mantienen por defecto, pues los datos se muestran en distintos colores dependiendo de la naturaleza de los mismos. En este caso, los valores por defecto aparecen de color verde. La aplicación del proceso Qualicheck a las COF consiste en verificar que los horarios de funcionamiento definidos coinciden con los programas de funcionamiento reales, y que no se han mantenido valores por defecto. - Horario de refrigeración y calefacción definido en cada equipo: “Siempre disponible”: FALSO. Si esto fuese así, cada vez que en la zona climatizada en cuestión la temperatura sea superior a la consigna (en el caso de refrigeración) e inferior en el caso de calefacción, se pondría en funcionamiento la climatización, incluso en horario no laboral. Sin embargo, como ya hemos comentado anteriormente, en los edificios objeto de estudio se definen horarios de encendido y apagado general, para los cuales fuera de los mismos el equipo no funciona, independientemente de los valores de temperatura registrados. Además, en muchos de los casos los edificios cuentan con BMS (Building Management System) o relojes temporizados en las máquinas, en los que se gestiona de forma centralizada dicho encendido y apagado, asegurándose el cumplimiento del programa definido. No obstante, pueden existir equipos cuyo funcionamiento es continuo en los edificios, por un lado aquellos instalados en zonas de vigilancia 24 horas o centros de control, que si bien su funcionamiento es continuo, se destinan al confort. Y por otro, aquellos destinados a la refrigeración de salas técnicas, cuyo funcionamiento también es ininterrumpido pero las temperaturas de consignas son diferentes ya que su objetivo no es cumplir condiciones de confort sino el buen funcionamiento de equipos informáticos (se detalla en el horario de tipo temperatura a posteriori). - Horario de funcionamiento de los ventiladores: “Siempre funcionando”: FALSO. Según lo definido en la herramienta, el ventilador de los equipos de climatización estaría funcionando todos los días del año de forma ininterrumpida, independientemente de si el equipo que lo contiene está o no en funcionamiento. Sin embargo, éstos sólo funcionan dentro del horario de funcionamiento de la máquina, por lo que el horario definido debería ser, bien el mismo que se ha definido para la máquina. - Horario de funcionamiento de las zonas (tipo temperatura): “Siempre 25ºC” en refrigeración y “siempre 20ºC” en calefacción: FALSO. Las temperaturas de consigna son particulares para cada edificio, además, dentro de un edificio de oficinas (casos objeto de estudio) las temperaturas de consigna difieren dependiendo de la zona. Esto hace referencia como ya se ha comentado anteriormente, a que existen zonas que contienen equipos o sistemas informáticos que para un buen funcionamiento requieren que la temperatura de la estancia no supere un determinado valor (normalmente 22ºC) independientemente de la época del año. Estos equipos comprenden los centros de procesamiento de datos (CPD), racks, etc. 2. PROCEDIMIENTO 35 Comentar que la definición de las COF puede verse penalizada por la agrupación de equipos que habitualmente se lleva a cabo al definir el edificio, sobre todo los de gran envergadura, ya que en numerosas ocasiones se agrupan en un mismo equipo aquellos que tienen características distintas: funcionamiento continuo o en horario de oficina, consignas de 21ºC/26ºC o 22ºC, etc. 2.1.3.6. Panel solar térmico para ACS Si bien se define tanto la superficie de captación como el porcentaje de demanda cubierta, para la evaluación correcta de este aspecto sería necesario conocer al menos la producción anual de las placas, de forma que podamos calcular el porcentaje aproximado de demanda cubierta. En este sentido, el proceso de Qualicheck consiste en comprobar al menos que el porcentaje de demanda cubierta que se indica en la herramienta es del mismo orden de magnitud que el real. 2.1.3.7. Placa solar fotovoltaica El proceso Qualicheck consiste en comprobar que la producción anual (kWh/año) que se indica en la herramienta es del mismo orden de magnitud que la real. 2. PROCEDIMIENTO 36 FICHERO DATOS CLIMÁTICOS 2.1.4. Esta sería la última etapa dentro de la definición del modelo, y es de aplicación independientemente del escenario en el que nos encontremos. Los ficheros climáticos de entrada a la herramienta están codificados (extensión .bin), por lo que no es posible manipularlos sin hacer uso de herramientas adicionales. Figura 17. Fichero climático encriptado. El proceso a seguir consiste en, a partir de un fichero Excel que contenga el mismo formato y los mismos campos que el codificado, pero con los datos climatológicos que queramos definir, crear un fichero de extensión .bin, que será el que utilice la herramienta para simular. Por ello, en primer lugar necesitamos saber qué campos contiene el fichero codificado y en qué formato. Para decodificar el formato se hace uso de dos procesadores, los mismos que se utilizarán para volverlo a codificar. Una vez decodificado, se observa que el fichero .bin contiene, entre otras, las siguientes variables en base horaria: - Temperatura Exterior - Temperatura del cielo - Radiación directa - Radiación difusa - Humedad absoluta - Humedad relativa Los datos climáticos de cada una de las estaciones meteorológicas dependiendo de la ubicación del edificio objeto de estudio se obtienen de los que proporciona por el Ministerio de Transición Ecológica (MITECO), que a través de la Subdirección General de Regadíos y Economía del Agua pone a disposición de los usuarios toda la información recogida a través de la Red de Estaciones Agrometeorológicas de SiAR, o bien, en su caso, los proporcionados por los sistemas de información autonómicos. 2. PROCEDIMIENTO 37 Se crea el fichero Excel análogo al decodificado, con los datos de cada una de las estaciones meteorológicas en función del caso de estudio, y se vuelve a codificar, obteniéndose de nuevo un fichero de extensión .bin. Figura 18. Procesadores ficheros climatológicos. En el presente Trabajo se hace uso de los datos climáticos correspondientes a los últimos 5 años (en valor promedio) para la creación de los ficheros climáticos, período que se considera representativo de las condiciones climatológicas de cada zona. Pero dependiendo de la aplicación requerida podrían crearse ficheros climáticos de distinto año. 2. PROCEDIMIENTO 38 SIMULACIÓN 2.2. Una vez se ha definido el caso en HULC, se procede a la simulación. La herramienta toma como ficheros de entrada el de carga con la definición del edificio y el climatológico, siendo el resultado obtenido de la simulación el siguiente: Figura 19. Resultados simulación. Se distinguen los perfiles mensuales relativizados por unidad de superficie (kWh/m2) de los consumos asociados a: - Climatización: engloba a su vez la producción de calor, de frío, el transporte de aire y de agua. - ACS - Iluminación Los perfiles de consumo absoluto se obtienen de la multiplicación de dichos perfiles relativizados por la superficie del edificio definida en la herramienta. En el caso del agua caliente sanitaria, dado que el consumo es reducido en comparación con el resto, al relativizarse resultan valores casi nulos. Esto conlleva a que al multiplicarse por el valor de superficie el margen de error sea elevado, por lo que el dato de consumo absoluto de ACS se obtiene del fichero Edificio - usu.SIM, creado en el directorio correspondiente durante la simulación del edificio (en él figuran los datos de consumo absoluto). 2. PROCEDIMIENTO 39 CORRECCIÓN DEL MODELO 2.3. La corrección del modelo depende del escenario en el que nos encontremos de los descritos en el apartado 2.1.1.1. Datos reales de consumo: se dispone o no de contadores sectorizados por uso. Si se dispone de datos de consumo sectorizados por uso, la corrección del modelo es directa. Para cada uno de los usos, mediante un análisis de regresión por mínimos cuadrados se determina el modelo de comportamiento del tipo 𝑹𝒆𝒂𝒍=𝒂∗(𝒔𝒊𝒎𝒖𝒍𝒂𝒅𝒐)+𝒃 donde, - Real: consumo real medido de iluminación, climatización, etc. (sectorizado por uso). - Simulado: perfil obtenido de la simulación (sectorizado por uso). Por el contrario, si no se dispone de datos sectorizados por uso, sino únicamente del consumo del contador fiscal del edificio, se procede según la naturaleza de cada uso. - Iluminación: la variabilidad del perfil con factores externos, por ejemplo climatología, es menos significativa, por lo que se asume que la línea base es el perfil obtenido de la simulación. - ACS: de forma análoga, dado que la variabilidad del perfil con factores externos, por ejemplo climatología, es menos significativa, se asume que la línea base es el perfil obtenido de la simulación. - Climatización: a diferencia de los anteriores, en el caso de la climatización la afectación de ciertos factores externos como la climatología sí resulta significativa, por lo que es necesario ajustar el perfil obtenido de la simulación mediante un modelo. Al no disponer de datos reales medidos de climatización, es necesario estimarlos. Antes de proceder a ello, es preciso aclarar que el térmico consumo “real” estimado hace referencia a los datos de consumo de climatización que se estiman para poder aplicar el modelo de ajuste. Distinto a los datos reales medidos y distintos al perfil de simulación. ESTIMACIÓN CONSUMO CLIMATIZACIÓN “REAL” 2.3.1. Este apartado sólo es de aplicación cuando no se dispone de contadores sectorizados por uso (escenario 2). La estimación se realiza haciendo uso por un lado de los datos de consumo real del contador fiscal del edificio, y por otro, en base a la siguiente hipótesis: “Para un año natural completo, se estima que en el mes de menor consumo no ha sido necesario climatizar el edificio (ni refrigerarlo ni calefactarlo), por lo que dicho consumo se corresponde con el resto de usos del edificio distinto al de climatización” En este sentido, el consumo de climatización de cada uno de los meses del año se calcula restando al consumo global, dicho consumo “resto”. MODELO DE AJUSTE 2.3.2. La determinación del modelo sí es de aplicación en ambos escenarios, con una leve diferencia. En el escenario 1 (se dispone de contadores sectorizados) se aplica a cada uno de los usos haciendo uso de los datos reales medidos, y en el escenario 2 (no se dispone de contadores sectorizados) se aplica a la 2. PROCEDIMIENTO 40 climatización, previa estimación del consumo de climatización “real”. El modelo se basa en la técnica de regresión lineal por mínimos cuadrados, que responde a la pregunta de cuál es la relación analítica que mejor se ajusta a nuestros datos. El objetivo es obtener una ecuación del tipo y=ax+b que ajuste el perfil de comportamiento energético a la realidad. Las variables de entrada serían las siguientes: - Consumo real por uso (variable y) - Consumo simulado por uso (variable x) Y las variables de salida: - a y b: constantes del modelo de comportamiento. - R2: coeficiente de determinación múltiple. Es una medida de la bondad del ajuste de regresión (cómo de bueno es el ajuste del modelo y por tanto cómo de bien es capaz de predecir el comportamiento del edificio). Es un valor entre 0 y 1 y cuanto mayor sea, mejor será el ajuste. NOTA: veremos que existen dos valores de R2 (el R2 y el R2 ajustado). Esto es porque a medida que se introducen más variables en el modelo, el R2 aumenta, pudiendo creerse que el modelo es mejor porque incluye más variables. Para comprobar si es cierto que nuestro modelo es mejor por la inclusión de nuevas variables se debería analizar el R2 ajustado en aquellos casos en los que se introduzcan 3 familias de datos como entrada. En el caso de la climatización se calcula un modelo para cada período, refrigeración y calefacción, y para el resto de usos uno único para todo el año. 2. PROCEDIMIENTO 41 METODOLOGÍAS ALTERNATIVAS 2.4. En los edificios de oficina existen consumos adicionales a los que se han analizado hasta ahora, que la herramienta no tiene en cuenta puesto que no están dentro del alcance de la calificación energética. Éstos son por ejemplo, los consumos asociados a los ascensores, equipos ofimáticos y otros usos, como CPD, servidores, baterías de SAI, etc., o incluso los dispositivos que en el funcionamiento diario del edificio puedan enchufarse. En la práctica habitual, estos consumos se engloban en una categoría denominada “fuerza”, su variabilidad respecto al tiempo suele ser reducida o nula y su evaluación energética resulta compleja si no se dispone de dispositivos de medida sectorizados por uso. Es lo que habitualmente se conoce como consumo base del edificio. Uno de los requisitos principales que establece la ISO 50001 es la identificación de los usos significativos del edificio. Para ello, es necesario evaluar todos y cada uno de ellos y obtener la distribución de consumo por usos. Como se verá a continuación, la evaluación de dichos consumos difiere en función de sus características, por lo que es necesario establecer una metodología independiente para cada uno de ellos: - Ascensores - Equipos ofimáticos - Otros usos (consumo estático) 2. PROCEDIMIENTO 42 ASCENSORES 2.4.1. La expresión utilizada para el cálculo del consumo energético asociado a los ascensores es la siguiente: 𝐶𝑎𝑠𝑐𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟𝑒𝑠 (𝑘𝑊𝑕/𝑎ñ𝑜)=𝑛º 𝑎𝑠𝑐𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟𝑒𝑠∗ (𝑘1 ∗ 𝑘2∗𝐻∗𝐹 𝑣∗3.600 ∗𝑃+𝐶𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑏𝑦) Donde: - k1 es el factor de accionamiento, que toma los valores: - 1,6 para accionamiento común con reductor (sistema geared). - 1,0 para accionamiento sin reductor con variador de frecuencia (sistema gearless). - 0,6 para accionamiento con variador de frecuencia regenerativo. Como valor por defecto se tomará el primero, siendo los siguientes sistemas más actuales. - k2 es el factor de distancia media de desplazamiento, que toma los valores: - 1,0 para edificios de 2 plantas. - 0,4 para edificios de más de 2 plantas (sólo ascensores aislados o dobles). - 0,3 para edificios con más de 3 cabinas de ascensor para una misma zona. - H es la distancia máxima de recorrido que se calculará a partir del número de plantas del edificio y la altura de cada una: 𝐻 (𝑚)=𝑛º 𝑝𝑙𝑎𝑛𝑡𝑎𝑠 𝑒𝑑𝑖𝑓𝑖𝑐𝑖𝑜∗𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑙𝑎𝑛𝑡𝑎 - F es el número de viajes realizados al año por cada ascensor. Para el cálculo de F se consideran tres opciones: - Funcionamiento continuo: el edificio tiene un acceso continuo de usuarios y se utiliza el ascensor en todos los casos. Se estima que el horario de funcionamiento del ascensor es máximo en el horario de funcionamiento del edificio. 𝑁º 𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒𝑠 (𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒𝑠/𝑎ñ𝑜)=𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜/𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒 𝑁º 𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒𝑠 (𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒𝑠/𝑎ñ𝑜)=(𝑛º 𝑕 𝑙𝑎𝑏/𝑑í𝑎 𝑙𝑎𝑏)∗ (𝑛º 𝑑í𝑎𝑠 𝑙𝑎𝑏/𝑎ñ𝑜) ∗3.600 𝑘2∗(𝐻/𝑣) - Funcionamiento frecuente: el ascensor es utilizado prácticamente por todos usuarios del edificio, siendo el número de usuarios limitado y controlado. 𝑁º 𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒𝑠 (𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒𝑠/𝑎ñ𝑜)=𝑛º 𝑢𝑠𝑢𝑎𝑟𝑖𝑜𝑠∗(𝑛º 𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒𝑠/𝑢𝑠𝑢𝑎𝑟𝑖𝑜 𝑑í𝑎) ∗(𝑛º 𝑑í𝑎𝑠 𝑙𝑎𝑏/𝑎ñ𝑜) 3. APLICACIÓN A CASO DE ESTUDIO 49 3.2.1.2. Sistemas primarios y secundarios (electricidad) Clase Equipo Marca Modelo PF (kW) PC (kW) Bomba de calor Climaveneta WRAQ/B 0702 147 170 Planta enfriadora Climaveneta WRAQ/B-1222 260 N/A Bomba de calor Daikin EWYD250BZSLB08 247 271 Planta enfriadora Daikin EWAD510D-XRB01 510 N/A Bomba de calor Daikin EWAD740C-XRB01 732 N/A Planta enfriadora Climaveneta WRAT/B 1002 211 N/A Grupo frigorífico con recuperación Climaveneta WRAQ/B-1222 260 288 Planta enfriadora Climaveneta ERACS-Q/SL1062 298 322 Bomba de calor Daikin EWYD250BZSLB08 247 271 Planta enfriadora Climaveneta FOCS-CA/SL 2722 554 N/A Grupo frigorífico con recuperación Climaveneta ERACS-Q/SL 1562 298 322 Bomba de calor Daikin EWYD290BZSLB02 290 325 Split Mitsubishi MU-24RV 6,4 N/A Split Mitsubishi MU-18NV 5,1 N/A Equipo autónomo Panasonic CU-W18BBP5 5 5,6 Equipo autónomo Mitsubishi MUZ-GE42VA 4,2 N/A Equipo autónomo Mitsubishi MUZ-GE42VA 4,2 N/A Equipo autónomo Mitsubishi PUH-P140YHA 14,2 N/A Equipo autónomo Mitsubishi PUH-P140YHA 14,2 N/A Equipo autónomo Uniflair TDTV1321A 44 N/A Equipo autónomo Uniflair TDTV1321A 44 N/A Equipo autónomo Uniflair TDTV1622A 58,6 N/A Equipo autónomo Uniflair TDTV1321A 44 N/A Equipo autónomo Uniflair TDTV1622A 58,6 N/A Equipo autónomo Uniflair TDTV1622A 58,6 N/A Equipo autónomo Uniflair TDTV1321A 44 N/A Equipo autónomo Uniflair TDTV1321A 44 N/A Equipo autónomo Mitsubishi MUZ-GE42VA 4,2 5,4 Equipo autónomo Mitsubishi PUHZ-RP60VHA4 6 7 Equipo autónomo Mitsubishi PU-P6YGAA 14 N/A Equipo autónomo Mitsubishi PU-P6YGAA 14 N/A Equipo autónomo Uniflair TDTV0611 22 N/A Equipo autónomo Uniflair TDTV0611 22 N/A Equipo autónomo Uniflair TDTV0611 22 N/A Equipo autónomo Uniflair TDTV0611 22 N/A Equipo autónomo Uniflair SDAV0331A 8,9 N/A Equipo autónomo Uniflair SDAV0331A 8,9 N/A Equipo autónomo STULZ CCU 131A 12,1 N/A Equipo autónomo Mitsubishi PUHZ-P250YHA 22 N/A Equipo autónomo Mitsubishi PUHZ-P250YHA 22 N/A Equipo autónomo Stulz CCU 131A 12,1 N/A Equipo autónomo Stulz CCD 221A 21,9 N/A Equipo autónomo Stulz CCD 221A 21,9 N/A Equipo autónomo Stulz CCU 131A 12,1 N/A Equipo autónomo Uniflair SDAV0331A 8,9 N/A Equipo autónomo Mitsubishi MUZ-GE35VA 3,5 4 Equipo autónomo Mitsubishi MUZ-GE35VA 3,5 4 Split Mitsubishi PUHZ-RP140YKA 14 16 Split Mitsubishi PUHZ-ZRP140YKA 13,4 N/A Split Mitsubishi PUHZ-ZRP140YKA 13,4 N/A Split Mitsubishi PUHZ-ZRP140YKA 13,4 N/A Split Mitsubishi PUHZ-ZRP140YKA 13,4 N/A Split Mitsubishi PUHZ-ZRP140YKA 13,4 N/A Tabla 5. Inventario de climatización eléctrica. 3. APLICACIÓN A CASO DE ESTUDIO 50 3.2.1.3. Calderas de combustible No existen calderas en el edificio. 3.2.1.4. Termos eléctricos de ACS Denominación Marca Modelo Tipo Potencia (kW) Capacidad (l) Termo eléctrico 1 Junkers Elacell Con acumulación 1,5 15 Termo eléctrico 2 Junkers Elacell Con acumulación 1,5 15 Termo eléctrico 3 Junkers Elacell Con acumulación 1,5 15 Termo eléctrico 4 Junkers Elacell Con acumulación 1,5 15 Termo eléctrico 5 Viessmann Vitocell Con acumulación 6 500 Tabla 6. Inventario de termos eléctricos. 3.2.1.5. Condiciones operacionales y funcionales (COF) Figura 22. Programa de funcionamiento del edificio. 3.2.1.6. Energía renovable El edificio dispone de placas solares térmicas como apoyo a la producción de ACS, pero se desconoce su superficie y el porcentaje de demanda cubierta. 3.2.1.7. Datos climáticos Los datos climáticos se extraen del sistema de información autonómico de Cataluña. 3.2.1.8. Equipos ofimáticos El número de equipos ofimáticos se estima igual al de trabajadores. Una vez se dispone del inventario energético global del edificio, nos planteamos la siguiente pregunta: ¿Disponemos de fichero de caga de HULC? SÍ. Por ello, para este caso de estudio no sería necesario definir el caso en HULC desde inicio, pasando directamente al Qualicheck. INICIO FIN INICIO FIN INICIO FIN Producciones 4:00 21:00 6:00 21:00 - - 21 26 Unidades interiores 5:00 20:30 7:00 20:30 - - 21 26 Equipos salas críticas 0:00 0:00 0:00 0:00 0:00 0:00 22 22 Salas ocupación 24 h - - - - - - - - INICIO FIN INICIO FIN INICIO FIN Producciones 4:00 20:00 6:00 20:00 - - 21 26 Unidades interiores 5:00 20:30 6:30 20:30 - - 21 26 Equipos salas críticas 0:00 0:00 0:00 0:00 0:00 0:00 22 22 Salas ocupación 24 h - - - - - - - - LUNES MARTES A VIERNES FINES DE SEMANA Y FESTIVOS CONSIGNAS DE TEMPERATURA HORARIO INVIERNO LUNES MARTES A VIERNES FINES DE SEMANA Y FESTIVOS CONSIGNAS DE TEMPERATURA HORARIO VERANO 3. APLICACIÓN A CASO DE ESTUDIO 51 3.2.1.9. Ascensores Denominación Activo Marca Velocidad (m/s) Personas Carga útil (kg) Paradas Ascensor 1 Eninter 1 8 600 10 Ascensor 2 Eninter 1 8 600 6 Ascensor 3 Eninter 1 8 600 5 Ascensor 4 Eninter 1 8 600 6 Ascensor 5 Otis 1 8 630 9 Ascensor 6 Otis 1 8 630 9 Ascensor 7 Eninter 1 8 600 7 Ascensor 8 Thyssen 1 8 630 6 Ascensor 9 Thyssen 1 8 630 6 Ascensor 10 Hidral 1 8 630 6 Ascensor 11 Thyssen 1 8 600 6 Ascensor 12 Thyssen 1 8 600 2 Ascensor 13 Hidral 1 8 630 6 Ascensor 14 Eninter 1 8 600 5 Tabla 7. Inventario de ascensores. 3. APLICACIÓN A CASO DE ESTUDIO 52 3.2.2. QUALICHECK Como ya se ha definido anteriormente, en el Proyecto QUALICHeCK se evalúa, entre otros, la veracidad de los datos de entrada introducidos en la herramienta utilizada para la calificación energética de edificios, independientemente de la versión utilizada. Dado que en el presente caso de estudio se hace uso del fichero de carga (PD2) utilizados para la CEE, es necesario revisar los datos introducidos en dicho fichero. 3.2.2.1. Iluminación En base al inventario energético, la potencia total de iluminación instalada en el edificio es de 287 kW, sin embargo, los datos introducidos en la herramienta son los siguientes, resultando una potencia total instalada de 515 kW: m2 W/m2 W P01_E01 P01_E01_Poligono2 1966 12 23.593 P02_E01 P02_E01_Poligono2 1966 12 23.593 P02_E02 P02_E02_Poligono3 811 12 9.737 P03_E01 P03_E01_Poligono1 518 12 6.217 P03_E02 P03_E02_Poligono2 1756 12 21.068 P03_E03 P03_E03_Poligono1 855 12 10.266 P03_E04 P03_E04_Poligono2 214 12 2.573 P03_E05 P03_E05_Poligono1 1138 12 13.659 P03_E06 P03_E06_Poligono2 1910 12 22.921 P03_E07 P03_E07_Poligono3 31 12 369 P03_E08 P03_E08_Poligono1 209 12 2.504 P04_E01 P04_E01_Poligono1 460 12 5.526 P04_E02 P04_E02_Poligono2 608 12 7.293 P04_E03 P04_E03_Poligono1 47 12 563 P04_E04 P04_E04_Poligono1 308 12 3.694 P04_E05 P04_E05_Poligono2 64 12 772 P04_E06 P04_E06_Poligono3 69 12 829 P04_E07 P04_E07_Poligono4 1268 12 15.221 P04_E08 P04_E08_Poligono1 187 12 2.244 P04_E09 P04_E09_Poligono2 921 12 11.056 P04_E10 P04_E10_Poligono3 289 12 3.466 P04_E11 P04_E11_Poligono4 104 12 1.253 P04_E12 P04_E12_Poligono5 198 12 2.374 P04_E14 P04_E14_Poligono7 142 12 1.699 P04_E13 P04_E13_Poligono1 748 12 8.979 P04_E15 P04_E15_Poligono2 568 12 6.813 P04_E16 P04_E16_Poligono3 314 12 3.771 P05_E04 P05_E04_Poligono5 308 12 3.694 P05_E05 P05_E05_Poligono6 64 12 772 P05_E13 P05_E13_Poligono14 142 12 1.699 P05_E01 P05_E01_Pol1 207 12 2.482 P05_E02 P05_E02_Poligono1 930 12 11.154 P06_E01 P06_E01_Poligono1 558 12 6.698 P06_E02 P06_E02_Poligono2 275 12 3.298 P06_E03 P06_E03_Poligono1 655 12 7.858 P06_E04 P06_E04_Poligono2 307 12 3.686 P06_E05 P06_E05_Poligono3 63 12 755 3. APLICACIÓN A CASO DE ESTUDIO 53 P06_E06 P06_E06_Poligono4 70 12 837 P06_E07 P06_E07_Poligono5 389 12 4.671 P06_E08 P06_E08_Poligono6 1003 12 12.033 P06_E09 P06_E09_Poligono7 70 12 839 P06_E10 P06_E10_Poligono8 220 12 2.641 P06_E11 P06_E11_Poligono9 922 12 11.064 P06_E12 P06_E12_Poligono10 134 12 1.604 P06_E13 P06_E13_Poligono11 191 12 2.296 P06_E14 P06_E14_Poligono1 434 12 5.204 P06_E15 P06_E15_Poligono2 230 12 2.757 P06_E16 P06_E16_Poligono3 756 12 9.069 P06_E17 P06_E17_Poligono1 416 12 4.992 P07_E01 P07_E01_Poligono2 554 12 6.649 P07_E02 P07_E02_Poligono3 235 12 2.817 P07_E03 P07_E03_Poligono4 693 12 8.315 P07_E04 P07_E04_Poligono5 307 12 3.686 P07_E05 P07_E05_Poligono6 63 12 755 P07_E06 P07_E06_Poligono7 70 12 837 P07_E07 P07_E07_Poligono8 389 12 4.671 P07_E08 P07_E08_Poligono9 68 12 822 P07_E09 P07_E09_Poligono10 1004 12 12.050 P07_E10 P07_E10_Poligono11 140 12 1.683 P07_E11 P07_E11_Poligono12 1003 12 12.032 P07_E12 P07_E12_Poligono13 1453 12 17.433 P07_E13 P07_E13_Poligono14 296 12 3.557 P07_E14 P07_E14_Poligono15 416 12 4.992 P08_E01 P08_E01_Poligono1 134 12 1.604 P08_E02 P08_E02_Poligono2 1099 12 13.187 P08_E03 P08_E03_Poligono3 63 12 755 P08_E04 P08_E04_Poligono4 70 12 837 P08_E05 P08_E05_Poligono5 389 12 4.671 P08_E06 P08_E06_Poligono6 62 12 738 P08_E07 P08_E07_Poligono7 1011 12 12.138 P08_E08 P08_E08_Poligono8 140 12 1.683 P08_E09 P08_E09_Poligono9 1003 12 12.032 P08_E10 P08_E10_Poligono10 1453 12 17.433 P08_E11 P08_E11_Poligono11 296 12 3.557 P08_E12 P08_E12_Poligono12 416 12 4.997 P09_E01 P09_E01_Poligono2 235 12 2.818 P09_E02 P09_E02_Poligono3 63 12 755 P09_E03 P09_E03_Poligono4 70 12 837 P09_E04 P09_E04_Poligono5 927 12 11.122 P09_E05 P09_E05_Poligono6 140 12 1.683 P09_E06 P09_E06_Poligono7 30 12 355 P09_E07 P09_E07_Poligono8 1228 12 14.732 P09_E08 P09_E08_Poligono9 278 12 3.332 P10_E01 P10_E01_Poligono2 236 12 2.834 P10_E02 P10_E02_Poligono3 258 12 3.098 P10_E03 P10_E03_Poligono4 189 12 2.269 P10_E04 P10_E04_Poligono5 387 12 4.646 P11_E01 P11_E01_Poligono2 59 12 706 TOTAL 515.274 Tabla 8. Definición iluminación _HULC caso i. 3. APLICACIÓN A CASO DE ESTUDIO 54 Resultando un error la potencia total instalada de iluminación de un 80% (INADMISIBLE). 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 (%)=|𝐴𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎𝑑𝑜−𝑒𝑥𝑎𝑐𝑡𝑜| 𝐸𝑥𝑎𝑐𝑡𝑜 ∗100 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 (%)=|515.274−286.665| 286.665 ∗100 3.2.2.2. Sistemas primarios y secundarios (electricidad) Los equipos de climatización eléctrica definidos en la herramienta son los siguientes: Sistemas primarios PF (kW) PC (kW) EER COP Planta enfriadora 1 Compresor eléctrico 232 n/a 2,9 n/a Bomba de calor 1_1/2 Compresor eléctrico 274 n/a 3,24 n/a Bomba de calor 2/2 Caldera eléctrica - 361 - 4,27 Planta enfriadora 2 Compresor eléctrico 263 n/a 2,68 n/a Bomba de calor 2_1/2 Compresor eléctrico 158 n/a 3,16 n/a Bomba de calor 2_2/2 Caldera eléctrica - 209 - 4,18 Planta enfriadora 3 Compresor eléctrico 512 n/a 3,07 n/a Planta enfriadora 4 Eléctrico con recuperación de calor 736 n/a 3,48 n/a Bomba de calor 3_1/2 Eléctrico con recuperación de calor 248 n/a 3,03 n/a Bomba de calor 3_2/2 Caldera eléctrica - 270 - 0,98 Planta enfriadora 5 Compresor eléctrico 691 n/a 3,16 n/a Planta enfriadora 6 Compresor eléctrico 155 n/a 2,72 n/a Bomba de calor 4_1/2 Compresor eléctrico 248 n/a 3,03 n/a Bomba de calor 4_2/2 Caldera eléctrica - 270 - 3,3 Bomba de calor 5_1/2 Eléctrico con recuperación de calor 291 n/a 2,96 n/a Bomba de calor 5_2/2 Caldera eléctrica - 324 - 3,3 Bomba de calor 6_1/2 Compresor eléctrico 190 n/a 3 n/a Bomba de calor 6_2/2 Caldera eléctrica - 206 - 3,24 Bomba de calor 7_1/2 Compresor eléctrico 298 n/a 3 n/a Bomba de calor 7_2/2 Caldera eléctrica - 284 - 2,84 Subsistemas secundarios PF (kW) PC (kW) EER COP Expansión directa 1 Aut. mediante unidades terminales 37,08 0 2,8 n/a Expansión directa 2 Aut. mediante unidades terminales 75 n/a 2,8 n/a Expansión directa 3 Aut. mediante unidades terminales 45 n/a 2,8 n/a Fan-coils 1 Ventiloconvectores (Fan-coil) 506 361 n/a n/a Fan-coils 2 Ventiloconvectores (Fan-coil) 421 209 n/a n/a Fan-coils 3 Ventiloconvectores (Fan-coil) 1496 670 n/a n/a Fan-coils 4 Ventiloconvectores (Fan-coil) 1685 1084 n/a n/a Tabla 9. Definición sistemas climatización caso i. En cuanto a la definición del valor de potencia, asumiendo que la denominación de los equipos pueda diferir de la disponible en el inventario y la posibilidad de agrupar varios equipos de similares características en uno único (para no exceder el límite de equipos a definir), con carácter general se detectan las siguientes discrepancias: - Enfriadoras y bombas de calor: para este caso concreto, en la herramienta, las bombas de calor se han definido como dos equipos independientes (uno sólo frío y otro sólo calor). Aun teniendo en cuenta dicha particularidad, así como la posible agrupación de equipos, la potencia global (tanto de refrigeración como de calefacción) definida en la herramienta difiere de la real. 3. APLICACIÓN A CASO DE ESTUDIO 55 𝑃𝐹𝑟𝑒𝑎𝑙 =4.054 𝑘𝑊 𝑃𝐹𝐻𝑈𝐿𝐶 =4.296 𝑘𝑊 𝑃𝐶𝑟𝑒𝑎𝑙 =1.969 𝑘𝑊 𝑃𝐶𝐻𝑈𝐿𝐶 =1.924 𝑘𝑊 - Equipos autónomos y splits: en primer lugar, los equipos autónomos están todos definidos en la herramienta como “sólo frío”, mientras que en realidad aportan tanto frío como calor. Además, aun pensando en una posible agrupación de equipos, en la herramienta faltan por definir algunos equipos autónomos, no coincidiendo por tanto las potencias definidas en la herramienta con las reales en cómputo global. 𝑃𝐹𝑟𝑒𝑎𝑙 =814,1 𝑘𝑊 𝑃𝐹𝐻𝑈𝐿𝐶 =157 𝑘𝑊 𝑃𝐶𝑟𝑒𝑎𝑙 =42 𝑘𝑊 𝑃𝐶𝐻𝑈𝐿𝐶 =0 𝑘𝑊 Nota: el hecho de que la potencia calorífica sea menor que la frigorífica en el cómputo global de equipos es debido a que existen equipos que sólo funcionan en modo frío (enfriadoras o climatización de salas técnicas), cuya potencia frigorífica computa y la calorífica no. En cuanto a los rendimientos, se detecta que se mantienen los valores por defecto de los rendimientos de los equipos autónomos. En este caso, y dado que sólo se define potencia frigorífica en la herramienta, el valor por defecto es EER=2,80. En relación al factor de transporte, se detecta que los equipos autónomos tienen definido el valor del factor de transporte que viene por defecto en la herramienta (0,1), cuando éste por definición en los equipos autónomos debería ser CERO, ya que este concepto vienen incluido en el valor del rendimiento (en este caso EER). 3.2.2.3. Calderas de combustible No se definen calderas en la herramienta ya que el edificio no dispone de ellas. 3.2.2.4. Termos eléctricos ACS En base al inventario energético, en el edificio existen cinco termos eléctricos, cuatro de ellos idénticos de potencia 1,5 kW y acumulación de 15 litros cada uno, y otro de potencia 6 y acumulación 500 litros. Sin embargo, en la herramienta se define un único termo de 8,4 kW y sin acumulación. Denominación Tipo P (kW) Capacidad (l) ACS Caldera eléctrica Sin depósito de acumulación 8,4 - Tabla 10. Definición termos eléctricos caso i. El número de trabajadores en el edificio es de 959, por lo que el consumo de ACS sería el siguiente (en base a la demanda definida por el RITE de 2 litros/día persona). 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝐴𝐶𝑆 (𝑙 𝑕)=𝑛º 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠∗ 2 ( 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎 𝑑í𝑎)∗ 1 24(𝑑í𝑎 𝑕) 3. APLICACIÓN A CASO DE ESTUDIO 56 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝐴𝐶𝑆 (𝑙 𝑕)=959∗2 24=79,92𝑙 𝑕 Los valores calculados, y que deberían haberse introducido en la herramienta son los siguientes: Caudal de la bomba=799,2 l/h Caudal máximo de la bomba=799,2 l/h Caudal recirculado=0,2 ∗ 799,2=159,83 l/h Sin embargo, en la herramienta no hay definidas bombas de ACS, por lo que no existe ni dato de consumo instantáneo (caudal de la bomba) ni dato de caudal recirculado. En cuanto al caudal máximo, en la herramienta se define con valor de 2.618 l/h. 3.2.2.5. Condiciones operacionales y funcionales (COF) El edificio se define como Gran Terciario (GT), por lo que dentro de las COF se evalúan los siguientes aspectos: - Horario de refrigeración y calefacción definido en cada equipo. - Horario de funcionamiento de los ventiladores. - Horario de funcionamiento de las zonas (tipo tª), equivalente a la tª de consigna. Al revisar los valores introducidos se detecta que con carácter general se mantienen los valores por defecto. Esto es: - Horario de refrigeración y calefacción definido en cada equipo “siempre disponible”: FALSO. Si esto fuese así, cada vez que en la zona en cuestión la tª sea superior/inferior a la consigna, la climatización se pondría en funcionamiento, sin embargo el edificio cuenta con BMS (Building Management System), en el que se definen los horarios de encendido/apagado general de las instalaciones, por lo que fuera del mismo, la climatización no funciona. - Horario de funcionamiento de los ventiladores “siempre funcionando”: FALSO. Éstos sólo funcionan en el horario en el que la máquina esté en funcionamiento. - Horario de funcionamiento de las zonas (tipo tª) “siempre 25ºC” en refrigeración y “siempre 20ºC” en calefacción: FALSO. Las temperaturas de consigna en este edificio son 21ºC/26ºC en zonas comunes u oficinas, en las que la climatización se destina a confort térmico de usuarios y 22ºC (tanto en refrigeración como en calefacción) en las salas críticas (CPDs, SAIs, etc.). Además, habría que diferenciar aquellos equipos que tienen funcionamiento continuo, de aquellos que sólo funcionan en horario de oficina. En este edificio, los equipos de climatización de CPDs y SAIs son los que funcionan de forma ininterrumpida y con consigna, tanto en refrigeración como en calefacción, de 22ºC. La agrupación de equipos realizada en la herramienta imposibilita en muchos casos esta discriminación. - Horario de iluminación UsoEspacio-12h (HA7_D-12): de 6h a 14h y de 16h a 20h de L-V y de 6h a 14h S: FALSO. La iluminación general del edificio (puestos de trabajo, despachos y 3. APLICACIÓN A CASO DE ESTUDIO 57 servicio médico) funciona de 7h a 00h de lunes a viernes de forma ininterrumpida, la de zonas comunes también todo el día de forma ininterrumpida y la de la entrada en horario nocturno (encendido a las 18h n invierno y a las 20h en verano y apagado a las 9h en invierno y a las 8h en verano). En el horario restante, la iluminación funciona bajo demanda. La iluminación de los aseos, archivo y salas funciona siempre bajo demanda. Los fines de semana, la única iluminación que funciona de forma ininterrumpida es la de la entrada y zonas comunes, en el mismo horario definido anteriormente. 3.2.2.6. Panel solar térmico En la herramienta se define una superficie de 11,6 m2 y una cobertura de la demanda de un 60%. Dado que no se tiene dato real de cobertura y que el valor es coherente, se acepta el introducido en la herramienta. 3.2.2.7. Placa solar fotovoltaica No se define energía solar fotovoltaica en la herramienta dado que el edificio no dispone de dicha fuente de energía. 3. APLICACIÓN A CASO DE ESTUDIO 58 3.3. SIMULACIÓN Una vez se ha revisado el fichero de entrada y se dispone del edificio definido correctamente, se procede a la simulación. De él se obtienen los perfiles de consumo por uso relativos a iluminación, climatización y ACS. Iluminación (kWh) Climatización (kWh) ACS (kWh) Enero 96.614 82.444 5.151 Febrero 88.026 60.545 4.838 Marzo 96.614 51.957 5.391 Abril 88.455 43.798 4.857 Mayo 96.614 66.556 5.218 Junio 92.320 93.608 5.126 Julio 96.614 134.830 5.166 Agosto 96.614 130.536 5.165 Septiembre 88.455 83.732 4.928 Octubre 96.614 57.539 5.211 Noviembre 92.320 47.233 5.048 Diciembre 84.591 65.268 4.725 Total 1.113.851 918.047 60.825 Tabla 11. Perfiles de consumo obtenidos de la simulación. 3. APLICACIÓN A CASO DE ESTUDIO 65 3.6. LÍNEA BASE Se dispone de las líneas base asociadas a: - Climatización: calculada. - Iluminación: perfil obtenido de HULC. - ACS: perfil obtenido de HULC. - Equipos ofimáticos: calculada. - Ascensores: calculada. - Otros (consumo estático): calculada. La línea base general del edifico será la suma de las líneas bases de cada uno de los usos. Climatización Iluminación ACS Ofimáticos Ascensores Otros Total Enero 130.189,53 96.613,88 5.151,09 15.590,29 12.837,34 441.595,00 701.977 Febrero 0 88.025,98 4.838,33 14.081,55 11.595,02 398.860,00 517.401 Marzo 93.156,92 96.613,88 5.391,45 15.590,29 12.837,34 441.595,00 665.185 Abril 60.889,62 88.455,37 4.856,81 15.087,37 12.423,23 427.350,00 609.062 Mayo 102.351,52 96.613,88 5.217,80 15.590,29 12.837,34 441.595,00 674.206 Junio 151.636,43 92.319,93 5.126,14 15.087,37 12.423,23 427.350,00 703.943 Julio 226.737,25 96.613,88 5.165,74 15.590,29 12.837,34 441.595,00 798.539 Agosto 218.914,25 96.613,88 5.165,14 15.590,29 12.837,34 441.595,00 790.716 Septiembre 133.643,53 88.455,37 4.928,45 15.087,37 12.423,23 427.350,00 681.888 Octubre 85.923,22 96.613,88 5.210,93 15.590,29 12.837,34 441.595,00 657.771 Noviembre 87.419,47 92.319,93 5.048,36 15.087,37 12.423,23 427.350,00 639.648 Diciembre 109.326,09 84.590,82 4.724,56 15.590,29 12.837,34 441.595,00 668.664 Total 1.400.188 1.113.851 60.825 183.563 151.149 5.199.425 8.109.001 Tabla 22. Línea base global. Figura 26. Línea base global. Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Total LB global (kWh) 701.977 517.401 665.185 609.062 674.206 703.943 798.539 790.716 681.888 657.771 639.648 668.664 8.109.001 0 500.000 1.000.000 kWh 3. APLICACIÓN A CASO DE ESTUDIO 66 3.7. DISTRIBUCIÓN DE CONSUMOS POR USO Como resultado del procedimiento definido se obtiene, además de cada una de las líneas base por uso, la distribución del consumo de energía del edificio (en este caso electricidad únicamente). Figura 27. Distribución de consumos por uso. Demanda energética anual por sistemas alimentados por electricidad Tipo instalación kWh % consumo respecto al total Climatización 1.400.188 17,3% Iluminación 1.113.851 13,7% ACS 60.825 0,8% Equipos ofimáticos 183.563 2,3% Ascensores 151.149 1,9% Otros 5.199.425 64,1% Total 8.109.001 100% Tabla 23. Distribución de consumos por uso. Los resultados obtenidos son coherentes para un edificio terciario destinado a oficinas, en el que los usos se ordenan de la siguiente forma en base a su significancia: 1. Otros: el consumo destinado a “fuerza” y equipos de funcionamiento continuo, es predominante en el edificio de oficinas (CPD, SAIs y sistemas de control en funcionamiento continuo). 2. Climatización 3. Iluminación 4. Equipos ofimáticos 5. Ascensores 6. ACS 17,3% 13,7% 0,8%2,3% 1,9% 64,1% Distribución consumo electricidad por uso Climatización Iluminación ACS Equipos ofimáticos Ascensores Otros 67 4 RESULTADOS Y CONCLUSIONES En este capítulo se analizan los resultados obtenidos de la aplicación de esta metodología a siete casos de estudio diferentes, relativos a: - Qualicheck - Metodología 50001 con HULC. 4.1. RESULTADOS QUALICHECK En la tabla que se muestra a continuación se resumen los resultados obtenidos de la aplicación del Qualicheck a los distintos casos de estudio, donde:  X: deficiencia leve.  XX: deficiencia grave o más de una deficiencia leve.  XXX: deficiencia muy grave o varias graves/leves. 4. RESULTADOS Y CONCLUSIONES 68 Edificio Iluminación Climatización COF Termos eléctricos ACS Demanda ACS Calderas Energía renovable Caso de estudio 1 XX XXX X XX XXX NO APLICA OK (PS ACS) Caso de estudio 2 X XXX XXX NO APLICA NO APLICA NO APLICA NO APLICA Caso de estudio 3 XX XX OK XXX XXX NO APLICA NO APLICA Caso de estudio 4 X XXX XXX XXX XXX NO APLICA NO APLICA Caso de estudio 5 XX XXX XX XX XX NO APLICA NO APLICA Caso de estudio 6 XX XX XX XX XX NO APLICA NO APLICA Caso de estudio 7 XXX XXX OK XXX XXX NO APLICA OK (PS ACS) Tabla 24. Resultados Qualicheck. 4.2. RESULTADOS PROCEDIMIENTO Edificio Tipo de edificio Uso Ciudad Zona climática Superficie en uso Año construcción Fuentes de energía Caso de estudio 1 Gran Terciario Oficinas Barcelona C2 28.725 2012 Electricidad Caso de estudio 2 Gran Terciario Oficinas Las Palmas de Gran Canarias Alfa3 7.032 2006 Electricidad Caso de estudio 3 Pequeño terciario Oficinas Zaragoza D3 5.026 2016 Electricidad Caso de estudio 4 Gran Terciario Oficinas Lleida D3 3.880 2003 Electricidad Caso de estudio 5 Gran Terciario Oficinas Gerona C2 3.646 2010 Electricidad Caso de estudio 6 Gran Terciario Oficinas Barcelona C2 2.428 2000 Electricidad Caso de estudio 7 Pequeño terciario Oficinas Córdoba B4 2.232 2016 Electricidad Tabla 25. Resultados Procedimiento. 4. RESULTADOS Y CONCLUSIONES 69 4.2.1. Caso de estudio 1 DATOS GENERALES. Año de construcción: 2012 Uso: oficinas Superficie (m2): 47.000 (construida); 28.725 (en uso) Trabajadores: 959 Zona climática: C2 Fuentes de energía: electricidad Herramienta: HULC LÍNEA BASE Y DESEMPEÑO Línea base: Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Total 701.977 517.401 665.185 609.062 674.206 703.943 798.539 790.716 681.888 657.771 639.648 668.664 8.109.001 Evaluación del desempeño: comparativa consumo año i y año i-1 frente a la línea base. Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Total Año i 611.360 478.093 549.950 519.275 559.274 630.281 690.438 717.040 594.524 615.889 584.165 586.991 7.137.280 Línea Base 701.977 517.401 665.185 609.062 674.206 703.943 798.539 790.716 681.888 657.771 639.648 668.664 8.109.001 Año i vs LB -13% -8% -17% -15% -17% -10% -14% -9% -13% -6% -9% -12% -12% Año i-1 559.053 544.631 602.160 504.508 558.976 566.508 672.136 614.077 598.107 539.163 531.572 521.372 6.812.263 "Año i-1 vs LB" -20% 5% -9% -17% -17% -20% -16% -22% -12% -18% -17% -22% -16% 0 500.000 1.000.000 kWh 4. RESULTADOS Y CONCLUSIONES 70 DISTRIBUCIÓN POR USOS CALIFICACIÓN ENERGÉTICA (CEE) Previa a Qualicheck: Posterior a Qualicheck: QUALICHECK  Factor de transporte de 0,1 (valor por defecto) en todos los equipos autónomos (ya incluido en EER).  Valores por defecto de rendimientos (EER/COP), consignas de temperatura (25ºC/20ºC), ventiladores siempre funcionando y horarios de funcionamiento. No se introducen los programas de funcionamiento reales del edificio.  Inventario de iluminación: potencia instalada difiere en un 80%.  Inventario de climatización y termos de ACS incompleto. MODELOS  Modelo de refrigeración: R2= 0,8469.  Modelo de calefacción: R2= 0,8162. 17,3% 13,7% 0,8%2,3% 1,9% 64,1% Distribución consumo electricidad por uso Climatización Iluminación ACS Equipos ofimáticos Ascensores Otros y = 1,8218x - 18905 R² = 0,8469 0 50.000 100.000 150.000 200.000 250.000 300.000 0 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000 140.000 160.000 Refrigeración y = 0,7672x + 66223 R² = 0,8162 0 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000 140.000 0 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 Calefacción 4. RESULTADOS Y CONCLUSIONES 71 4.2.2. Caso de estudio 2 DATOS GENERALES. Año de construcción: 2006 Uso: oficinas Superficie (m2): 7.032 (en uso) Trabajadores: 212 Zona climática: Alfa3 Fuentes de energía: electricidad Herramienta: HULC LÍNEA BASE Y DESEMPEÑO Evaluación del desempeño: consumo 2017 vs 2016 vs línea base. Línea base: Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Total 122.197 91.009 122.739 109.586 122.739 115.372 124.363 124.363 110.669 123.280 115.372 106.363 1.388.054 Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Total 2017 (kWh) 90.008 64.073 66.315 53.847 61.579 68.561 66.961 70.407 57.471 53.466 70.089 83.375 806.152 Línea Base 122.197 91.009 122.739 109.586 122.739 115.372 124.363 124.363 110.669 123.280 115.372 106.363 1.388.054 2017 vs Línea Base -26% -30% -46% -51% -50% -41% -46% -43% -48% -57% -39% -22% -42% 2016 (kWh) 76.049 70.394 75.476 59.841 59.968 59.401 69.732 61.762 59.585 55.042 66.554 78.436 792.240 2017 vs 2016 18% -9% -12% -10% 3% 15% -4% 14% -4% -3% 5% 6% 2% 0 50.000 100.000 150.000 kWh 4. RESULTADOS Y CONCLUSIONES 72 DISTRIBUCIÓN POR USOS CALIFICACIÓN ENERGÉTICA (CEE). Previa a Qualicheck: IEE=0,71 Posterior a Qualicheck: IEE=0,455. QUALICHECK  Factor de transporte de 0,1 (valor por defecto) en el equipo autónomo (ya incluido en EER).  Valores por defecto de consignas de temperatura (25ºC/20ºC), ventiladores siempre funcionando y horarios de funcionamiento. No se introducen los programas de funcionamiento reales del edificio.  Inventario de iluminación: potencia instalada difiere en un 20%.  Inventario de climatización erróneo. MODELO  Modelo de refrigeración: R2= 0,4473. 15,1% 17,5% 2,9% 1,5% 62,9% Distribución consumo electricidad por uso Climatización Iluminación Equipos ofimáticos Ascensores Otros y = 5,3417x - 73727 R² = 0,4473 0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 15.000 15.500 16.000 16.500 17.000 17.500 18.000 18.500 Real Simulado Refrigeración 4. RESULTADOS Y CONCLUSIONES 73 4.2.3. Caso de estudio 3 DATOS GENERALES. Año de construcción: 2016 Uso: oficinas Superficie (m2): 5.026 (en uso) Trabajadores: 244 Zona climática: D3 Fuentes de energía: electricidad Herramienta: HULC LÍNEA BASE Y DESEMPEÑO Línea base: Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Total 81.693 64.757 67.884 55.861 58.278 63.907 69.366 69.604 64.824 58.999 58.745 84.000 81.693 Evaluación del desempeño: comparativa consumo año i y año i-1 frente a la línea base. Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Total Año i 61.437 60.235 56.484 47.590 48.593 53.459 63.022 60.090 52.551 50.193 52.331 83.375 689.360 Línea Base 81.693 64.757 67.884 55.861 58.278 63.907 69.366 69.604 64.824 58.999 58.745 84.000 797.918 Año i vs LB -25% -7% -17% -15% -17% -16% -9% -14% -19% -15% -11% -1% -14% Año i-1 57.447 39.026 40.653 35.635 43.902 59.190 61.620 60.574 49.336 47.028 53.559 67.071 615.041 Año i-1 vs LB -30% -40% -40% -36% -25% -7% -11% -13% -24% -20% -9% -20% -23% 0 50.000 100.000 150.000 kWh 4. RESULTADOS Y CONCLUSIONES 74 DISTRIBUCIÓN POR USOS CALIFICACIÓN ENERGÉTICA (CEE). Previa a Qualicheck: Posterior a Qualicheck: QUALICHECK  Inventario de iluminación: potencia instalada difiere en un 33%.  Inventario de climatización erróneo, además, no se define producción de ACS cuando sí existe en el edificio. MODELOS  Modelo de refrigeración: R2= 0,7689.  Modelo de calefacción: R2= 0,6595. 14,8% 15,4% 1,4% 5,9% 0,8% 61,7% Distribución consumo electricidad por uso Climatización Iluminación ACS Equipos ofimáticos Ascensores Otros y = 1,0473x - 9678,3 R² = 0,7689 0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 18.000 0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 Real Simulado Refrigeración y = 5,896x - 5301,1 R² = 0,6595 0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 Real Simulado Calefacción 4. RESULTADOS Y CONCLUSIONES 81 4.2.7. Caso de estudio 7 DATOS GENERALES. Año de construcción: 2016 Uso: oficinas Superficie (m2): 2.232 (en uso) Trabajadores: 112 Zona climática: B4 Fuentes de energía: electricidad Herramienta: HULC LÍNEA BASE Y DESEMPEÑO Línea base: Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Total 22.899 17.777 19.438 14.898 17.229 20.040 22.991 22.944 20.503 17.526 15.442 22.429 234.116 Evaluación del desempeño: comparativa consumo año i y año i-1 frente a la línea base. Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Total Año i 30.522 25.863 25.750 21.999 21.495 24.072 26.590 30.131 25.670 26.496 26.754 28.114 313.456 Línea Base 22.864 17.745 19.402 14.864 17.194 20.006 22.956 22.909 20.469 17.491 15.408 22.394 233.703 Año i vs LB 33% 46% 33% 48% 25% 20% 16% 32% 25% 51% 74% 26% 34% Año i-1 28.524 22.133 24.817 20.938 21.861 26.702 28.377 29.082 25.240 24.216 22.866 29.353 304.109 Año i-1 vs LB 25% 25% 28% 41% 27% 33% 24% 27% 23% 38% 48% 31% 30% 0 25.000 50.000 kWh 4. RESULTADOS Y CONCLUSIONES 82 DISTRIBUCIÓN POR USOS CALIFICACIÓN ENERGÉTICA (CEE). Previa a Qualicheck: Posterior a Qualicheck: QUALICHECK  Inventario de iluminación: potencia instalada difiere en un 43%.  Inventario de climatización incompleto y el de termos de ACS erróneo. MODELOS  Modelo de refrigeración: R2= 0,8763.  Modelo de calefacción: R2= 0,7424. 22,6% 19,3% 0,8% 9,2% 0,4% 47,8% Distribución consumo electricidad por uso Climatización Iluminación ACS Equipos ofimáticos Ascensores Otros y = 1,6873x - 3695,3 R² = 0,8736 0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 Real Simulado Refrigeración y = 5,3468x - 4621 R² = 0,7424 0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 0 500 1.000 1.500 2.000 2.500 Real Simulado Calefacción 4. RESULTADOS Y CONCLUSIONES 83 4.3. CONCLUSIONES En respuesta a las deficiencias detectadas en los procedimientos que dan respuesta a la planificación energética y en especial al establecimiento de líneas base, a lo largo de este Trabajo se desarrollan las claves para satisfacer esta necesidad. Las conclusiones derivadas de llevar a cabo este proyecto se resumen en las siguientes: - QUALICHECK: la fiabilidad de los datos utilizados para la calificación energética de edificios en las empresas que componen el mercado actual es nulo o prácticamente nulo. o En ninguno de los edificios analizados se definía el inventario de iluminación correctamente, los errores en los que se incurre llegan a ser superiores al 40%. o En cuanto a la definición de los sistemas primarios y secundarios se detectan numerosas deficiencias. En primer lugar, la agrupación de equipos penaliza en la mayoría de los casos la fiabilidad de las potencias, así como la distinción entre equipos que funcionan en distintos horarios o con distintas consignas. Además, la definición del factor de transporte distinto de cero en equipos autónomos se traduce en que el consumo asociado a la impulsión del fluido se contabilice por duplicado (también en el rendimiento). Por último se detecta que se mantienen los valores de rendimiento que la herramienta tiene definidos por defecto. o En ningún caso se introducen los programas de funcionamiento reales de los edificios, incluidas las consignas. Se mantiene los valores estándar según el tipo de edificio (en este caso oficinas). - SUBMETERING: los beneficios del disponer de datos de consumo de electricidad sectorizados por uso son elevados. o A la hora de elaborar modelos de comportamiento, la monitorización de consumos sectorizados por usos permite afinar cada modelo con datos reales de consumo, sin necesidad de estimaciones. o En la operatividad del edificio permite detectar el origen de las posibles desviaciones, así como evaluar las mejoras acometidas con mayor precisión. Al disponer de un solo contador de electricidad fiscal del edificio las mejoras acometidas en uno de los usos pueden quedar enmascaradas por incidencias o mala operatividad en otros de los usos. o En la metodología utilizada para la línea base de consumo estático se asume que el único consumo que existe en el fin de semana es el correspondiente a los sistemas de uso continuo como CPD o SAI. Sin embargo, un porcentaje es debido a la climatización de éstos, por lo que este consumo de climatización se contabilizaría por duplicado en el cómputo anual. Este margen de error asumido en este procedimiento se eliminaría al disponer de medidas sectorizadas. - VALORES DE R2: se han considerado admisibles valores de R2 por encima de 0,7. El valor de R2 mide el nivel de ajuste del modelo de comportamiento al perfil de consumo real. En 4. RESULTADOS Y CONCLUSIONES 84 algunos de los casos de estudio el valor es inferior, llegando a estar por debajo de 0,5. Esto suele ser debido a que en el comportamiento real del edificio tienen lugar incidencias que provocan que el perfil de consumo real se desvirtúe, como por ejemplo incidencias en los sistemas de gestión del edificio o necesidades puntuales de mantener la climatización encendida por meteorología externa. - OTROS PROCEDIMIENTOS: la ventaja principal de hacer uso de herramientas de simulación para establecer líneas base frente a otros procedimientos es la posibilidad de considerar la variable meteorológica. La mayoría de los procedimientos utilizados en la actualidad se limitan a un primer inventario energético y a un cálculo básico de potencia por hora de funcionamiento. Como sabemos, el consumo de climatización varía significativamente con la variable climática, y además es uno de los usos significativos en edificios de oficina. 85 BIBLIOGRAFÍA [1] Efficiency Valuation Organization (EVO). “International Performance Measurement and Verification Protocol” (IPMVP), Concepts and Options for Determining Energy and Water Savings Volume 1, Chapter 9 (2010). [2] José Sánchez Ramos. Método de caracterización mensual. Sevilla, 2014. [3] Manual de usuario Herramienta Unificada Líder-Calener. IDAE. Madrid, 2016. [4] Guía Técnica de Eficiencia Energética en Iluminación. Oficinas. IDAE. Madrid, 2001. [5] Guía Técnica Contabilización de consumos. Oficinas. IDAE. Madrid, 2007. [6] Guía Técnica Agua Caliente Sanitaria Central. IDAE. Madrid, 2010. [7] Guía Técnica Condiciones Climáticas Exteriores de Proyecto. IDAE. Madrid, 2010. [7] Guía Técnica Procedimientos y aspectos de la simulación de instalaciones térmicas en edificios. IDAE. Madrid, 2008. [8] Guía Técnica Instalaciones de climatización con equipos autónomos. IDAE. Madrid, 2012. [9] Guía Técnica Instalaciones de climatización por agua. IDAE. Madrid, 2012. [10] Guía metodológia para la realización de auditorías energéticas. Creara. 2016. [11] ASHRAE. Guideline “Measurement of energy and demand savings”. 2002. [12] UNE-EN 15603 “Eficiencia Energética de los edificios. Consumo global de energía y definición de las evaluaciones energéticas”. 2008. [13] UNE-EN ISO 50001 " Sistemas de gestión de la energía. Requisitos con orientación para su uso". 2018. 86 ANEXOS ANEXO I. VALIDACIÓN METODOLOGÍA ALTERNATIVA CONSUMO DE ASCENSORES Para llevar a cabo la validación de esta metodología se hace uso de los datos de un edificio de características similares a los estudiados (Gran Terciario de oficinas) cuyos consumos están monitorizados por usos. El proceso de validación consiste en analizar el error en el que se incurre al aplicar las fórmulas de cálculo definidas en el procedimiento para el consumo asociado a ascensores: 𝐶𝑎𝑠𝑐𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟𝑒𝑠 (𝑘𝑊𝑕/𝑎ñ𝑜)=𝑛º 𝑎𝑠𝑐𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟𝑒𝑠 ∗ (𝑘1 ∗ 𝑘2∗𝐻∗𝐹 𝑣∗3.600 ∗𝑃+𝐶𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑏𝑦) Donde: - k1 es el factor de accionamiento, que toma los valores: - 1,6 para accionamiento común con reductor (sistema geared). - 1,0 para accionamiento sin reductor con variador de frecuencia (sistema gearless). - 0,6 para accionamiento con variador de frecuencia regenerativo. Como valor por defecto se tomará el primero, siendo los siguientes sistemas más actuales. - k2 es el factor de distancia media de desplazamiento, que toma los valores: - 1,0 para edificios de 2 plantas. - 0,4 para edificios de más de 2 plantas (solo ascensores aislados o dobles). - 0,3 para edificios con más de 3 cabinas de ascensor para una misma zona. - H es la distancia máxima de recorrido que se calculará a partir del número de plantas del edificio y la altura por planta: 𝐻 (𝑚)=𝑛º 𝑝𝑙𝑎𝑛𝑡𝑎𝑠 𝑒𝑑𝑖𝑓𝑖𝑐𝑖𝑜∗ 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑙𝑎𝑛𝑡𝑎 - F es el número de viajes realizados al año por cada ascensor. Para el cálculo de F se consideran tres opciones: ANEXOS 87 - Funcionamiento continuo: el edificio tiene un acceso continuo de usuarios y se utiliza el ascensor en todos los casos. Se estima que el horario de funcionamiento del ascensor es máximo en el horario de funcionamiento del edificio. 𝑁º 𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒𝑠 (𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒𝑠/𝑎ñ𝑜)=𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜/𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒 𝑁º 𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒𝑠 (𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒𝑠/𝑎ñ𝑜)=(𝑛º 𝑕 𝑙𝑎𝑏/𝑑í𝑎 𝑙𝑎𝑏) ∗ (𝑛º 𝑑í𝑎𝑠 𝑙𝑎𝑏/𝑎ñ𝑜) ∗ 3.600 𝑘2∗(𝐻/𝑣) - Funcionamiento frecuente: el ascensor es utilizado prácticamente todos los usuarios del edificio, siendo el número de usuarios limitado y controlado. 𝑁º 𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒𝑠 (𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒𝑠/𝑎ñ𝑜)=𝑛º 𝑢𝑠𝑢𝑎𝑟𝑖𝑜𝑠 ∗ (𝑛º 𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒𝑠/𝑢𝑠𝑢𝑎𝑟𝑖𝑜 𝑑í𝑎)∗ (𝑛º 𝑑í𝑎𝑠 𝑙𝑎𝑏/𝑎ñ𝑜) Se estima, en base a los datos reales de consumo, un promedio de dos viajes y medio al día por usuario (se ha tenido en cuenta que hay personal que utiliza las escaleras, los de la planta baja o personal que baja a desayunar, etc.). - Funcionamiento esporádico: el uso del ascensor es muy limitado en el edificio o incluso está limitado a determinado tipo de personal. 𝑁º 𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒𝑠 (𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒𝑠/𝑎ñ𝑜)=(𝑛º 𝑣𝑖𝑎𝑗𝑒𝑠/𝑑í𝑎) ∗ (𝑛º 𝑑í𝑎𝑠 𝑙𝑎𝑏/𝑎ñ𝑜) - P es la potencia del ascensor, que se obtendrá a partir de la siguiente ecuación: 𝑃 (𝑘𝑊)=0,8∗0,5∗𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎∗𝑣∗𝑔 1.000∗𝜂𝑔𝑙𝑜𝑏𝑎𝑙 Donde: - Carga es la carga del ascensor (kg) - v es la velocidad (m/s) - g es la gravedad - ηglobal es el rendimiento del ascensor, que toma el valor 0,48 para sistema geared y 0,72 para sistema gearless. - 𝑪𝒔𝒕𝒂𝒏𝒅𝒃𝒚, en base a los datos reales medidos se estima como 0,09 kWh/h. 𝐶 (𝑘𝑊𝑕)=0,09∗ 𝑕𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑛𝑜 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 ANEXOS 88 A continuación se va a comparar el valor calculado frente al real, obteniendo el error en el que se incurre al aplicar dicha fórmula en aquellos edificios donde no se dispone de contadores sectorizados. 1. Consumo calculado: El edificio tiene 5 aparatos elevadores de distintas características. Para el cálculo del consumo total se hace distinción entre tres tipos cuyas características se presentan a continuación. Hay tres ascensores del tipo 1, uno del tipo 2 y uno del tipo 3. Variable Ascensor tipo 1 Ascensor tipo 2 Ascensor tipo 3 K1 1,6 1,6 1,6 K2 0,4 0,4 0,4 H 18 18 6 F (frecuente) 449.918 539.901 539.901 P 7,84 5,145 3,087 Cstandby 563,04 563,04 563,04 Aplicando las fórmulas anteriormente descritas, se obtiene un consumo total de anual de: 𝐶𝑎𝑠𝑐𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟𝑒𝑠 (𝑘𝑊𝑕/𝑎ñ𝑜)=𝟑𝟓.𝟔𝟗𝟎 En base al número de días que tiene cada mes se obtiene el siguiente perfil de consumo mensual: Ascensores (kWh) Enero 3.031 Febrero 2.738 Marzo 3.031 Abril 2.933 Mayo 3.031 Junio 2.933 Julio 3.031 Agosto 3.031 Septiembre 2.933 Octubre 3.031 Noviembre 2.933 Diciembre 3.031 Total 35.690 2. Consumo real telemedido: Recientemente se han instalado contadores sectorizados por uso en el edificio, por lo que se dispone de datos cuarto-horarios de dos meses completos: ANEXOS 89 Mes Consumo ascensores (kWh) Noviembre 2.940 Diciembre 2.740 Dado que el rango de tiempo de datos reales disponibles es reducido, se comparan ambos (real y calculado) en valor promedio. 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 (%)=|𝐴𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎𝑑𝑜−𝑒𝑥𝑎𝑐𝑡𝑜| 𝐸𝑥𝑎𝑐𝑡𝑜 ∗100 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 (%)=|2.974−2.840| 2.840 ∗100 Resulta un error del 5%. ANEXOS 90 ANEXO II. VALIDACIÓN METODOLOGÍA ALTERNATIVA CONSUMO ESTÁTICO Para llevar a cabo la validación de esta metodología se hace uso de los datos de un edificio de características similares a los estudiados (Gran Terciario de oficinas) cuyos consumos están monitorizados por usos. El proceso de validación consiste en analizar en error en el que se incurre en las hipótesis establecidas y decidir si es o no admisible. Dichas hipótesis son: 1. Los domingos únicamente se encuentran en funcionamiento estos equipos. 2. El consumo diario base calculado se mantiene constante durante todo el año. Hipótesis 1: Para validar que el único consumo que se registra los domingos es el correspondiente a CPD, fuerza y SAI, se comprueba que el consumo que registra el contador fiscal el domingo se corresponden con la suma de los registrados por los contadores asociados a dichos usos ese mismo día. Día (domingo) CPD Fuerza SAI Fiscal Estático (CPD+fuerza+SAI) Error 28/10/2018 1.162 3.200 63 4.975 4.426 -11% 04/11/2018 1.136 2.979 56 4.740 4.171 -12% 11/11/2018 1.194 1.562 65 4.627 2.822 -39% 18/11/2018 1.143 3.383 80 5.077 4.605 -9% 25/11/2018 1.152 2.534 74 4.629 3.760 -19% 02/12/2018 1.104 3.244 70 5.004 4.418 -12% 09/12/2018 1.115 2.839 73 4.725 4.027 -15% 16/12/2018 1.094 3.170 90 5.048 4.354 -14% 23/12/2018 1.119 2.138 72 4.490 3.329 -26% 30/12/2018 1.114 1.994 82 4.540 3.190 -30% No obstante, como ya se comentaba en el procedimiento, el cálculo aplicando esta metodología alternativa ya lleva intrínseco un error, y es que los fines de semana, además del uso correspondiente a SAI, CPD y fuerza, existe climatización de los sistemas como servidores o baterías. Por tanto, si hacemos el mismo cálculo incluyendo también el consumo de climatización vemos que dicho error se reduce: Día Climatización CPD Fuerza SAI Fiscal Estático (CPD+fuerza+SAI) Error 28/10/2018 197 1.162 3.200 63 4.975 4.623 -7% 04/11/2018 211 1.136 2.979 56 4.740 4.382 -8% 11/11/2018 239 1.194 1.562 65 4.627 3.060 -34% 18/11/2018 211 1.143 3.383 80 5.077 4.816 -5% 25/11/2018 187 1.152 2.534 74 4.629 3.946 -15% 02/12/2018 181 1.104 3.244 70 5.004 4.599 -8% 09/12/2018 175 1.115 2.839 73 4.725 4.202 -11% 16/12/2018 174 1.094 3.170 90 5.048 4.528 -10% 23/12/2018 284 1.119 2.138 72 4.490 3.613 -20% 30/12/2018 263 1.114 1.994 82 4.540 3.453 -24%