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DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO DEL EDIFICIO POLIFUNCIONAL SAN BENITO PLAN DE OPTIMIZACIÓN ENERGÉTICA MUNICIPAL AYUNTAMIENTO DE JEREZ DE LA FRONTERA OCTUBRE - DICIEMBRE 2011 Diagnóstico Energético de dependencias municipales PLAN DE OPTIMIZACIÓN ENERGÉTICA MUNICIPAL ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................ 4 1.1. MOTIVACIÓN ..................................................................................................................... 4 1.1.1. DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO ............................................................................ 4 1.2. DATOS BÁSICOS DE LA INSTALACIÓN ......................................................................... 5 2. INVENTARIO ...................................................................................................................... 6 2.1. CLIMATIZACIÓN Y PRODUCCIÓN DE ACS .................................................................... 6 2.1.1. VENTILADORES ................................................................................................... 6 2.2. ILUMINACIÓN .................................................................................................................... 6 2.3. ENVOLVENTE TÉRMICA .................................................................................................. 7 2.4. EQUIPOS ............................................................................................................................ 8 3. DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO .......................................................................................... 9 3.1. CONSUMO ENERGÉTICO GLOBAL DEL EDIFICIO ....................................................... 9 3.2. BALANCE ENERGÉTICO .................................................................................................. 9 4. PROPUESTAS DE ACTUACIÓN ..................................................................................... 12 4.1. CLIMATIZACIÓN Y PRODUCCIÓN DE ACS .................................................................. 12 4.2. ILUMINACIÓN .................................................................................................................. 12 4.3. ENVOLVENTE TÉRMICA ................................................................................................ 14 5. RESUMEN DE MEDIDAS DE AHORRO ......................................................................... 16 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Datos básicos del edificio ................................................................................................ 5 Tabla 2 . Ventilador tipo 1 ............................................................................................................. 6 Tabla 3 . Distribución de consumos en iluminación según tipo de lámpara ................................. 7 Tabla 4 . Consumos energéticos................................................................................................... 9 Tabla 5. Toma de datos para realización del balance energético .............................................. 10 Tabla 6 . Distribución del consumo energético global................................................................. 10 Tabla 7 . Resumen medidas de ahorro con PRS>10 ................................................................. 16 2 de 16 Diagnóstico Energético de dependencias municipales PLAN DE OPTIMIZACIÓN ENERGÉTICA MUNICIPAL ÍNDICE DE ILUSTRACIONES Ilustración 1 . Foto principal del edificio ........................................................................................ 5 Ilustración 2 . Lámpara fluorescente ............................................................................................. 7 Ilustración 3 . Detalle de ventana .................................................................................................. 8 Ilustración 4 . Ordenador de sobremesa ....................................................................................... 8 ÍNDICE DE GRÁFICAS Gráfico 1 . Distribución del consumo energético global por usos ............................................... 11 3 de 16 Diagnóstico Energético de dependencias municipales PLAN DE OPTIMIZACIÓN ENERGÉTICA MUNICIPAL 1. INTRODUCCIÓN 1.1. MOTIVACIÓN El consumo de energía crece en paralelo al desarrollo económico; por lo que es primordial implantar medidas que optimicen la demanda energética en los edificios públicos de una población. Desde aquellos edificios con consumos energéticos más elevados, por ejemplo colegios públicos o residencias, a los más pequeños, pistas polideportivas u oficinas, las medidas encaminadas a la eficiencia energética son múltiples y, a menudo, muy económicas. 1.1.1. DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO El diagnóstico energético consiste en la inspección y análisis de los flujos de energía en un edificio, proceso o sistema. Mediante el diagnóstico energético se estudia de forma exhaustiva el grado de eficiencia energética de una instalación, analizando los equipos consumidores de energía, la envolvente térmica y/o los hábitos de consumo. De los resultados obtenidos, se recomiendan las acciones idóneas para optimizar el consumo en función de su potencial de ahorro, la facilidad de implementación y el coste de ejecución. El diagnóstico energético facilita la toma de decisiones respecto a la inversión en ahorro y eficiencia energética. El Excmo. Ayuntamiento de Jerez, concienciado con la importancia estratégica de reducir los consumos energéticos así como las emisiones de CO 2 asociadas a estos consumos, está realizando una serie de estudios energéticos en sus edificios públicos. El objetivo que persigue el Ayuntamiento de Jerez es aumentar el grado de eficiencia energética de sus edificios e instalaciones. El presente documento describe el diagnóstico energético realizado en las instalaciones del Edificio Polifuncional San Benito. 4 de 16 Diagnóstico Energético de dependencias municipales PLAN DE OPTIMIZACIÓN ENERGÉTICA MUNICIPAL 1.2. DATOS BÁSICOS DE LA INSTALACIÓN Tabla 1. Datos básicos del edificio Nombre del centro Edificio Polifuncional San Benito Tipo de edificio Edificio_Polifuncional_San_Benito Dirección Calle Palomino Superficie útil 185,75 m2 Número de usuarios 50/dia Consumo energético anual 510 kWh Ilustración 1 . Foto principal del edificio Respecto al horario de funcionamiento del Edificio Polifuncional San Benito es: - De lunes a viernes: mañana y tarde - Fines de semana: sábados. 5 de 16 Diagnóstico Energético de dependencias municipales PLAN DE OPTIMIZACIÓN ENERGÉTICA MUNICIPAL 2. INVENTARIO 2.1. CLIMATIZACIÓN Y PRODUCCIÓN DE ACS 2.1.1. VENTILADORES Como complemento a la refrigeración, en el Edificio Polifuncional San Benito existen 3 ventiladores. Las características de éstos, son las siguientes: Tabla 2 . Ventilador Marca - Unidades 3 Potencia nominal 60 W Estancia a la que da servicio Oficina 2.2. ILUMINACIÓN Lámparas y luminarias La instalación de iluminación artificial está basada mayoritariamente en lámparas tipo fluorescente de 36 W, y en menor medida, en lámparas de incandescente de 40 W y bajo consumo de 13 W. A continuación se presenta una estimación del consumo eléctrico en iluminación por tipo de lámpara, según el balance energético realizado. 6 de 16 Diagnóstico Energético de dependencias municipales PLAN DE OPTIMIZACIÓN ENERGÉTICA MUNICIPAL Tabla 3 . Distribución de consumos en iluminación según tipo de lámpara Tipo de lámpara Potencia lámpara (W) Unidades Consumo Anual (kWh) Porcentaje (%) Bajo consumo 13 2 01 0,4% Incandescente 40 4 08 2,2% Fluorescente 36 64 356 97,4% 70 365 100% TOTAL A partir del balance energético realizado, se obtiene que la mayor parte del consumo, 96,2%, procede de las lámparas tipo fluorescente de 36 W. Ilustración 2 . Lámpara fluorescente 2.3. ENVOLVENTE TÉRMICA Se ha analizado la envolvente térmica del edificio. La fachada principal tiene orientación sur por lo que el aporte de radiación solar es alto. Referente a las ventanas podemos encontrar 1 tipo de acristalamiento en el edificio: Ventanas con vidrio simple y carpintería metálica. 7 de 16 Diagnóstico Energético de dependencias municipales PLAN DE OPTIMIZACIÓN ENERGÉTICA MUNICIPAL Ilustración 3 . Detalle de ventana 2.4. EQUIPOS Los equipos presentes en el Edificio Polifuncional San Benito de Jerez pueden ser clasificados en: Equipos ofimáticos Los equipos ofimáticos de la oficina se componen principalmente de: impresora mediana y ordenador sobremesa. Ilustración 4 . Ordenador de sobremesa 8 de 16 Diagnóstico Energético de dependencias municipales PLAN DE OPTIMIZACIÓN ENERGÉTICA MUNICIPAL 3. DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO 3.1. CONSUMO ENERGÉTICO GLOBAL DEL EDIFICIO La contabilidad energética, económica y en emisiones de CO 2 para el consumo energético evaluado en el presente informe es la siguiente: Tabla 4 . Consumos energéticos Fuente energética Consumo energético anual (kWh) Coste energético anual (€) Emisiones de CO2 anuales (kg) Electricidad 510 79 179 Total 510 79 179 3.2. BALANCE ENERGÉTICO El balance energético global nos muestra la distribución de los consumos energéticos en función de las diferentes variables. En un edificio, por ejemplo, es interesante diferenciar su consumo en función de los principales usos, distribuyendo así el consumo anual en climatización, iluminación, equipos, producción de agua caliente sanitaria, etc. El método utilizado para el cálculo del balance energético se basa en la fórmula de cálculo del consumo. El consumo sigue la siguiente fórmula: Consumo energético (kWh) = Potencia (kW) x Tiempo (h) Por lo tanto, para calcular el consumo que se produce en cada área estudiada, es necesario conocer la potencia de los equipos, lámparas, etc. y el tiempo de utilización, es decir las horas en las que está funcionando cada uno de los equipos consumidores de energía. Para cada uno de los siguientes grupos de consumo es conveniente tener en cuenta: Iluminación: es necesario conocer la potencia de la lámpara, el tipo de equipo auxiliar y las horas de funcionamiento. 9 de 16 Diagnóstico Energético de dependencias municipales PLAN DE OPTIMIZACIÓN ENERGÉTICA MUNICIPAL Equipos: es necesario para calcular el consumo de estos equipos conocer la potencia de cada uno de ellos, así como el factor de uso. Por último, se requiere conocer las horas de funcionamiento. Los cálculos de las distribuciones de consumo se realizan utilizando la potencia de los equipos consumidores de energía y el horario de funcionamiento obtenido a través de varias vías, como las entrevistas con los usuarios de la instalación y con el personal de mantenimiento. El consumo obtenido se contrasta con los valores de consumo que reflejan las facturas. Esta toma de datos se resume en la siguiente tabla: Tabla 5. Toma de datos para realización del balance energético Áreas de consumo Información de potencia Iluminación Inventario de equipos Equipos Inventario de equipos Información de tiempo Entrevistas con el personal mantenimiento Entrevistas con el personal mantenimiento Distribución del consumo energético global por usos La siguiente tabla muestra la distribución del consumo energético total anual. Tabla 6 . Distribución del consumo energético global Uso energético Consumo (kWh) Consumo (%) Iluminación 365 72% Equipos 65 13% Climatización 29 6% Otros 50 10% Total 510 100% Esta distribución por usos queda reflejada en la siguiente gráfica: 10 de 16 Diagnóstico Energético de dependencias municipales PLAN DE OPTIMIZACIÓN ENERGÉTICA MUNICIPAL Gráfico 1 . Distribución del consumo energético global por usos La distribución energética global del Edificio Polifuncional San Benito queda de la siguiente manera: Como se observa en el gráfico, el consumo de la iluminación representa la mayor parte del consumo energético total, alcanzando el 92% del consumo total anual del Edificio Polifuncional San Benito. El siguiente grupo de consumo es los equipos, que supone un 5% del consumo energético total anual. A continuación se encuentra el consumo debido a la climatización, que supone un 3% del total. Por último, el consumo destinado a otros supone el 1%. En este grupo de consumo se incluyen todos aquellos consumos que se producen en el edificio y que no han sido contemplados en los anteriores grupos (servidor, iluminación de emergencia, vigilancia, seguridad, etc.). 11 de 16 Diagnóstico Energético de dependencias municipales PLAN DE OPTIMIZACIÓN ENERGÉTICA MUNICIPAL 4. PROPUESTAS DE ACTUACIÓN 4.1. CLIMATIZACIÓN Y PRODUCCIÓN DE ACS 4.2. ILUMINACIÓN Sustitución de lámparas fluorescentes convencionales por otras más eficientes La mejora consiste en la sustitución de las lámparas fluorescentes actuales, tipo T8 de 36 W por otras de última generación de 32 W. Estas nuevas lámparas conservan el mismo nivel de iluminación (misma cantidad de lúmenes) pero emplean una menor cantidad de energía. Su mayor ventaja es que pueden sustituir a los tubos fluorescentes actuales sin necesidad de cambiar la luminaria, por lo que el único coste asociado es el de la compra de la nueva lámpara (más la mano de obra). El ahorro económico se ha obtenido teniendo en cuenta el ahorro generado por el menor consumo de energía y el ahorro por el menor número de reposiciones debido a la mayor vida útil de la lámpara propuesta. Sustitución de balastos electromagnéticos por balastos electrónicos Respecto a los balastos electromagnéticos se propone la sustitución de los mismos por balastos electrónicos. La función del balasto es generar el arco eléctrico que requiere el tubo durante el proceso de encendido y mantenerlo posteriormente, limitando también la intensidad de corriente que fluye por el circuito del tubo. Además, los balastos electromagnéticos dificultan la instalación adicional de un sistema de control y regulación en función de la presencia de personas y el aporte de luz natural. Las principales ventajas de los balastos electrónicos son las siguientes: Encendido: Con estos balastos, que utilizan un sistema de encendido en el que la lámpara sufre menos, se aumenta la vida útil del tubo en un 50%, pasando de las 12.000 horas que se dan como vida estándar de los tubos tri-fosfóricos de nueva generación a 18.000 horas. Además, existen los balastos con encendido de precaldeo, adecuados para lugares con constantes encendidos y apagados para evitar el deterioro de la lámpara. 12 de 16 Diagnóstico Energético de dependencias municipales PLAN DE OPTIMIZACIÓN ENERGÉTICA MUNICIPAL Parpadeos y efecto estroboscópico: Por un lado se consigue eliminar el parpadeo típico de los tubos fluorescentes y por otro el efecto estroboscópico queda totalmente fuera de la percepción humana. Regulación: Existen balastos regulables con los que es posible regular el nivel de iluminación entre el 3 y el 100% del flujo nominal. Esto se puede realizar de varias formas: manualmente, automáticamente mediante célula fotoeléctrica y mediante infrarrojos. Vida de los tubos: El balasto electrónico con encendido por precaldeo es particularmente aconsejable en lugares donde el alumbrado vaya a ser encendido y apagado con cierta frecuencia, ya que la vida de estos tubos es bastante mayor. Flujo luminoso útil: El flujo luminoso se mantendrá constante a lo largo de toda la vida de los tubos. Desconexión automática: Se incorpora un circuito que desconecta los balastos cuando los tubos no arrancan al cabo de algunos intentos. Con ello se evita el parpadeo existente al final de la vida útil del equipo. Reducción del consumo: Todos los balastos de alta frecuencia reducen en un alto porcentaje el consumo de electricidad. Dicho porcentaje varía entre el 22% en tubos de 18 W sin regulación y el 70% cuando se le añade regulación de flujo. Factor de potencia: Los balastos de alta frecuencia tienen un factor de potencia muy parecido a la unidad, por lo que no habrá consumo de energía reactiva. Encendido automático sin necesidad de cebador ni condensador de compensación. Sustitución de lámparas incandescentes por otras de bajo consumo Así mismo se propone la sustitución de las lámparas incandescentes de 40 W por lámparas de bajo consumo de 8 W. Las lámparas fluorescentes compactas, también llamadas de bajo consumo, pueden suponer una disminución considerable del gasto energético. Entre las ventajas de estas lámparas se encuentran las siguientes: Consumen en torno a un 20% del consumo medio de una lámpara incandescente estándar. 13 de 16 Diagnóstico Energético de dependencias municipales PLAN DE OPTIMIZACIÓN ENERGÉTICA MUNICIPAL Presentan los mismos casquillos que las lámparas incandescentes (tipo E27), por lo que no existe ningún coste de adaptación. La vida media de este tipo de lámparas es de unas 10.000 horas, lo que equivale a 10 veces la vida de las incandescentes. Una reposición de lámpara de bajo consumo equivale a 10 reposiciones de lámparas incandescentes estándar. El ahorro económico se ha obtenido teniendo en cuenta el ahorro generado por el menor consumo de energía y el ahorro por el menor número de reposiciones debido a la mayor vida útil de la lámpara propuesta. Instalación de interruptores temporales: Se ha observado durante la visita a las instalaciones que la iluminación permanece encendida durante más tiempo del necesario en los aseos. Se ha estudiado la posibilidad de instalar interruptores temporales en los mismos. La mejora que se propone consiste en la instalación de interruptores temporales en aquellas zonas de ocupación intermitente que controlen electrónicamente el encendido y apagado de las lámparas según un tiempo de retardo programable. El ahorro que se obtiene por la instalación del interruptor temporal es debido a la disminución de horas de luz necesarias. 4.3. ENVOLVENTE TÉRMICA Sustitución de los vidrios actuales ineficientes por otros vidrios de tipo doble con cámara de aire. Se recomienda la sustitución de las ventanas de cristal simple por otras con mayor aislamiento térmico, con doble acristalamiento y cámara de aire tipo climalit. Este tipo de ventanas pueden 2 alcanzar valores de transmisividad térmica (U) tan bajo como 1,3 W/m ·K. Este tipo de ventanas son las exigidas actualmente por el Código Técnico de la Edificación, aunque éste no sea de aplicación a edificio objeto de estudio, siempre que no existan reformas sustanciales. 14 de 16 Diagnóstico Energético de dependencias municipales PLAN DE OPTIMIZACIÓN ENERGÉTICA MUNICIPAL Esta medida no se incluye dentro de las medidas propuestas, por presentar periodos de retorno muy altos debido a que exige la realización de trabajos de albañilería y carpintería. 15 de 16 Diagnóstico Energético de dependencias municipales PLAN DE OPTIMIZACIÓN ENERGÉTICA MUNICIPAL 5. RESUMEN DE MEDIDAS DE AHORRO No existen medidas de ahorro con un PRS menor de 10 años En la siguiente tabla se presentan las medidas de ahorro con un PRS mayor de 10 años. Tabla 7 . Resumen medidas de ahorro con PRS>10 Nº Descripción de la mejora Ahorro (kWh/año) Ahorro Energético (%) Ahorro (€/año) Inversión inicial (€) Periodo de retorno (años) Ahorro (KgCO2/año) 1 Fluorescentes eficientes 35 6,9% 5 227 48,9 12 2 Balastos electrónicos 52 10,2% 8 449 56,0 18 3 Lámparas de bajo consumo 6 1,2% 1 31 32,1 2 16 de 16