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 INFORME SIMULACIÓN ENERGÉTICA EDIFICIO Lanzadera Universitaria de Centro de Investigación Aplicada – LUCIA – Instituto de la Construcción de Castilla y León.
Julio Sáez de la Hoya, nº 8 5º 5ª - 09005 BURGOS
Tel. 947 - 25 77 29  Fax. 947 - 27 65 22
indice
1. OBJETO DEL INFORME 2. METODOLOGIA 3. EDIFICIOS SIMULADOS 4. RESULTADOS 5. CONCLUSIONES 1. OBJETO DEL INFORME 1.1. Datos de partida 1.2. Programa de simulación energética 1. OBJETO DEL INFORME El objeto del presente informe es la realización de una simulación energética del edificio Lanzadera Universitaria de Centros de Investigación Aplicada (en adelante LUCIA) situado en el Campus Miguel Delibes de Valladolid. El promotor del proyecto es la Universidad de Valladolid y el proyecto ha sido redactado por Francisco Valbuena García, arquitecto director de la Unidad Técnica de Arquitectura de la Universidad de Valladolid. 1.1. DATOS DE PARTIDA Para la elaboración del presente documento se ha utilizado y analizado la siguiente documentación: 
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Memoria descriptiva Memoria constructiva Mediciones Presupuesto Documentación gráfica o Referencia o Arquitectura o Urbanización o Instalaciones o Estructura Así como todos los documentos y actualizaciones aportados por la Unidad Técnica de la Universidad de Valladolid debido a cambios producidos en el proyecto. SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 2 1.2. PROGRAMA DE SIMULACIÓN ENERGÉTICA El presente informe realiza un análisis de los resultados obtenidos en las simulaciones energéticas del edificio LUCIA mediante la metodología establecida en ASHRAE 90.1‐2007 Appendix G, con el objetivo de establecer una valoración de la eficiencia energética del sistema. Las simulaciones han sido realizadas con el sistema DOE‐2 de cálculos energéticos y análisis de costes, creado bajo el patrocinio del departamento de energía de los Estados Unidos, con el objetivo de realizar estudios energéticos y análisis comparativos de edificios. La interfaz gráfica utilizada para la simulación es el programa EQUEST 3.64, última versión del software de simulación más ampliamente utilizado para los fines mencionados a nivel mundial. SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 3 2. METODOLOGIA 2. METODOLOGIA La metodología de realización de las simulaciones teniendo como fin la certificación LEED del edificio exige la creación de varios modelos con el fin de realizar un análisis comparativo entre ellos, y determinar el conjunto de mejoras realizadas en el edificio respecto al modelo comparativo de ASHRAE. Para ello, se deben realizar los siguientes modelos informáticos: Modelo propuesto: 2 simulaciones El modelo propuesto se realiza teniendo en cuenta el proyecto de ejecución del edificio, y con los parámetros geométricos y constructivos del proyecto, así como las instalaciones de climatización, calefacción, ventilación y eléctricas previstas. Dentro del modelo existen algunas mejoras constructivas que pueden ser integradas y medidas, como por ejemplo la cogeneración, los controles de iluminación y los solar tubes, y otras que deben ser calculadas y estimadas aparte, como son los pozos canadienses o la producción solar fotovoltaica. En los resultados finales obtenidos por el modelo informático se deben integrar los ahorros producidos por aquellas medidas de ahorro energético que no pueden ser consideradas en el modelo propuesto. Adicionalmente, y teniendo como objetivo la realización del proceso de certificación LEED, se exige la realización de un segundo modelo propuesto que no tenga en cuenta los beneficios de la cogeneración, con el fin de asegurar que existe una mejora respecto al modelo comparativo de ASHRAE de al menos un 10% sin considerar la cogeneración. Se presentan los resultados de dicho modelo en el presente informe. Modelo Base: 4 simulaciones El modelo base se realiza conforme a la metodología establecida en ASHRAE 90.1‐2007 Appendix G, con el fin de crear el modelo comparativo y estimar la calidad de los sistemas energéticos del edificio propuesto y la influencia de las mejoras producidas. El modelo base de ASHRAE comparte las mismas características del propuesto en cuanto a número de plantas y superficie, necesidades de ventilación, cargas térmicas interiores, zonificación interior, horarios de ocupación, temperaturas interiores de diseño, emplazamiento y localización, climatología y otros factores externos al mismo. En el resto de los parámetros se determina en base a los criterios establecidos en ASHRAE, como son los cerramientos, sistema de climatización escogido, potencia de iluminación instalada, y eficiencia de los motores, ventiladores y equipos instalados. SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 4 Como norma general los cerramientos exteriores y las divisiones interiores del edificio se conservan igual que el modelo base, pero en el presente edificio, y debido a unas características constructivas del edificio únicas, la forma geométrica del mismo produce un efecto de auto sombreado que incide de forma significativa en la demanda térmica del mismo, lo que hace necesario buscar un equivalente geométrico simplificado del modelo base con la misma superficie construida pero sin posibilidad de sombrearse a sí mismo. Adicionalmente, y con el fin de valorar la incidencia de la orientación y la forma geométrica del edificio, se analiza el edificio en 4 rotaciones base de 90 grados, y los resultados con los que se compara el modelo propuesto son la media de los obtenidos en las 4 rotaciones. CARACTERÍSTICAS COMUNES DE TODOS LOS MODELOS Existen algunos parámetros característicos de las simulaciones que deben ser idénticos en todas ellas con el fin de permitir la realización de comparaciones. Estos parámetros, tales como horarios, ocupación, necesidades de ventilación exterior, temperaturas operativas interiores de los locales, y temperaturas exteriores deben ser iguales en todos los modelos. Los más importantes son: HORARIOS Y OCUPACIÓN El edificio se encuentra ocupado todos los días del año excepto el mes de agosto y 6 días durante las navidades. Se considera el edificio ocupado desde las 9 de la mañana, hasta las 10 de la noche, con ratios de ocupación variables según la hora del día. Se considera plena ocupación entre las 9 de la mañana ocupación baja entre las 2 y las 4 y ocupación media hasta las 9 de la noche, momento en el cuál el edificio se vacía. La ocupación del edificio ha sido establecida en cada estancia por la Universidad de Valladolid. Cada estancia en todos los modelos tiene un número de ocupantes preestablecido. SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 5 Los horarios de ocupación diaria y los ratios de ocupación estimados establecidos de lunes a viernes son: HORARIOS DE ILUMINACIÓN Los horarios de iluminación utilizados corresponden a estándares habituales de comparación utilizados en simulaciones de consumo informático, en base a la experiencia. La tabla siguiente muestra los ratios horarios utilizados en todas las simulaciones: Es importante destacar que todos los modelos utilizan los mismos horarios de iluminación indicados, pero en el caso del modelo propuesto se han utilizado sistemas de control de demanda de iluminación en base a la luminosidad exterior y a detectores de presencia. SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 6 EQUIPAMIENTO INTERIOR DEL EDIFICIO El equipamiento interior del edificio comprende todos los sistemas y aparatos del edificio que pueden producir un consumo energético de algún tipo que no es debido a la iluminación, calefacción, ventilación o calefacción. Como medida de seguridad, éste valor (salvo casos excepcionales) debe ser igual en todos los modelos, y debe representar un promedio del 25% del consumo energético total del edificio Base. La norma general utilizada en el edificio para el cálculo de las necesidades de equipamiento interior del edificio ha sido: 
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Despachos: 250W por ordenador y 100 W por equipamiento diverso en cada despacho Laboratorios: 250W por ordenador y 250 W por equipamiento diverso por ocupante CPD: 15 kW en equipamiento informático y 6 kW en concepto de refrigeración en el CPD. Áreas de Paso: 0 W VENTILACIÓN Las necesidades de ventilación de cada estancia interior del edificio están determinadas por el Reglamento de Instalaciones Térmicas de los Edificios, RITE. Según la tipología de ésta edificio es necesario realizar una ventilación de 12,5 l/s por ocupante en cada estancia. Éste criterio se ha aplicado en todo el edificio, para cada estancia, según el número de ocupantes especificado por la Universidad de Valladolid, de forma que las necesidades de ventilación exterior de todos los modelos son idénticas, característica indispensable para toda simulación informática. SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 7 Los horarios durante los cuales los sistemas de ventilación están funcionando en el edificio durante los días que se considera ocupado (de lunes a viernes, excluyendo festivos) son: TEMPERATURAS INTERIORES Las temperaturas de consigna para calefacción y climatización son: 
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Edificio ocupado: Edificio sin ocupación: 21 grados calefacción 18 grados calefacción 26 grados climatización 29 grados climatización CONDICIONES CLIMÁTICAS EXTERIORES Las condiciones climáticas exteriores son las establecidas para el programa de simulación informática CALENER del ministerio de Industria español, siendo idénticos todos los parámetros anuales a los utilizados en todos los modelos. SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 8 INTRODUCCIÓN DE DATOS La introducción en el programa de simulación energética de cada uno de las características de cada uno de los edificios se realiza para cada estancia o zona del edificio y cada sistema o elemento de climatización definiéndose todos los parámetros necesarios para simularlo. A continuación se muestran algún ejemplo de la metodología de introducción de datos en los diversos modelos. Potencia instalada de iluminación de cada estancia en el modelo base: Entrada de parámetros y circuitos de agua SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 9 COEFICIENTES DE PASO A ENERGÍA PRIMARIA Y CO2 La tabla siguiente muestra los coeficientes de paso de energía final a energía primaria utilizados para la realización de los balances energéticos y de las emisiones producidas por el edificio. Los coeficientes de paso introducidos sirven como referencia nacional para el cálculo de la energía primaria consumida por un sistema, y son los mismos a los utilizados por el programa informático CALENER. Coeficientes de paso a energía primaria (kWh/kWh) Coeficientes de paso a emisiones (kg CO2/kWh) 1 0,347 GLP 1,081 0,244 Gasóleo 1,081 0,287 Fueloil 1,081 0,28 Gas Natural 1,011 0,204 1 0 2,603 0,649 TIPO DE ENERGÍA Carbón Biomasa, Biocarburantes Electricidad SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 10 COSTES ENERGÉTICOS UTILIZADOS Para el proceso de certificación LEED es necesario realizar un estudio económico del edificio en base a los valores obtenidos en la simulación energética, con el fin de determinar el ahorro económico anual total que produce el edificio Propuesto respecto al de referencia, y de esta forma calcular los puntos a los que se puede optar en el Crédito 1 del apartado Energy and Atmosphere de la certificación LEED 2009 para edificios de Nueva construcción. Todos los costes económicos de la energía se han calculado en € excluyendo el IVA en los cálculos. 
TARIFA ELÉCTRICA P1 (%) 10,43 P1 (c€/kWh) 17,91 P2 (%) 11,84 P2 (c€/kWh) 14,24 P3 (%) 6,96 P3 (c€/kWh) 11,63 P4 (%) 10,74 P4 (c€/kWh) 9,47 P5 (%) 13,73 P5 (c€/kWh) 8,76 P6 (%) T. energía medio (c€/kWh) sin IVA 46,3 P6 (c€/kWh) T. energía medio
(c€/kWh) con IVA 7,17 10,8976373 12,859212 
COSTE DE LA ASTILLA DE MADERA La Universidad de Valladolid dispondrá de la astilla de madera a un coste de 36€ cada Tonelada, incluyendo los costes de transporte hasta los silos de almacenamiento del grupo de cogeneración. La astilla de madera tiene un poder calorífico aproximado de 3,6 kW/kg (3.600 kCal/kg), de forma que cada kW de calor utilizado en el edificio costará aproximadamente 0,01€, excluyendo IVA. SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 11 3. EDIFICIOS SIMULADOS 3.1. Edificio Base según ASHRAE 90.1‐2007 APPENDIX G 3.2. Edificio LUCIA : Modelo Propuesto 3.3. Comparativa edificios según CTE, ASHRAE y Edificio LUCIA 3. EDIFICIOS SIMULADOS 3.1.
EDIFICIO BASE SEGÚN ASHRAE 90.1‐2007 APPENDIX G El edificio de referencia, o “Baseline Building”, como es denominado en inglés, es el punto de partida necesario para establecer una calificación del edificio en base a un edificio tipo que comparte algunas características comunes (ocupación, ventilación, condiciones interiores de confort, dimensiones, plantas, distribución interior, etc.). Sin embargo, difiere respecto al edificio propuesto en los sistemas de ventilación, climatización, calefacción e iluminación, tomando como valor de referencia los requisitos mínimos de calidad establecidos en la normativa ASHRAE de sistemas de climatización, y los sistemas de climatización considerados de referencia para cada tipología y dimensiones de edificio. Por ello, el edificio de referencia se ha realizado según especificaciones del apéndice G de ASHRAE 90.1‐2007. El Apéndice G determina qué tipo de sistema de climatización es usado en cada edificio comparativo partiendo de algunas características del edificio como son: 
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Dimensiones del edificio, considerando únicamente espacios climatizados Número de plantas Tipología de sistemas de climatización utilizados en el edificio Presencia o ausencia de sistemas de cogeneración o calefacción/refrigeración de distrito SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 12 IMAGENES DEL MODELO SIMULADO SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 13 SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 14 PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS A continuación se detallan las principales características del modelo base, en todas sus rotaciones. La única diferencia entre las cuatro rotaciones exigidas por USGBC en la realización de la simulación LEED del crédito EAc1 es la orientación del edificio, consistente en 4 rotaciones sucesivas de 90 grados y la realización de la simulación en cada rotación. 
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El edificio comparte la misma superficie construida y orientación, pero difiere del propuesto en que carece del sistema de auto‐sombreado producido por la forma y disposición de las fachadas. Debido a la ausencia de zonas climatizadas en la planta sótano y la zona de instalaciones del grupo de cogeneración, ésta planta no se ha simulado. El edificio está elevado respecto del suelo para representar que la solera de la planta baja está sobre una zona exterior (o en el mejor de los casos sobre una zona sin climatizar). 
Cerramientos según ASHRAE 90.1‐2007. Los cerramientos interiores son adiabáticos. Las características de los cerramientos exteriores son los mostrados en la tabla siguiente: 
TRANSMITANCIA
0,36 W/(m2.K)
0,27 W/(m2.K)
0,22 W/(m2.K) Acristalamientos según ASHRAE 90.1‐2007. Todos los acristalamientos están repartidos por igual entre todas las plantas y orientaciones. 
CERRAMIENTO
Fachadas
Cubiertas
Soleras al exterior
Acristalamientos Porcentaje máximo
Permeabilidad
Aislamiento
Factor Solar 40,0%
9,0 m3/h/m2
2,84 W/m2
40,0% Iluminación según ASHRAE 90.1‐2007. ESTANCIA
Oficinas
Laboratorios
Pasillos
Lux 11,8 W/m2
15,0 W/m2
5,4 W/m2
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 15 
Los lucernarios planos son según ASHRAE 90.1‐2007 y las características de se detallan en la siguiente tabla: 
Porcentaje máximo
Lucernarios Aislamiento
(Planos) factor Solar
5,0%
3,92 W/(m2.K)
39,0%
En este modelo no se han simulado aleros ni ningún sombreados producidos por el propio edificio, siendo la fachada del edificio continua y sin sombreamientos. SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 16 CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN Las principales características del sistema de climatización de este edificio simulado son aquellos que marca ASHRAE: 
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Sistema de climatización simulado según exigencias de ASHRAE 90.1‐2007: Roof‐Top de Expansión directa, recuperación de calor y baterías de agua caliente zonales. o Control con cajas VAV de la ventilación y la climatización en cada zona. o Recalentamiento local mediante baterías de agua caliente en las Cajas VAV (1 por zona). Agua caliente para calefacción producida por una caldera de 82% de eficiencia (según ASHRAE) con astilla de madera como combustible. Ventiladores y aire exterior de ventilación o Caudal de aire de los ventiladores: 117.400 m3/h (dimensionado en base a una diferencia de 20 grados centígrados con la estancia) o Caudal de aire exterior mínimo: 15.000 m3/h (13%) (caudal requerido por el proyecto de ejecución) o Potencia de ventilación: 1,33 W/m3/h (ratio requerido por ASHRAE) o Eficiencia energética de la producción de frío: EER 2,8 Control de potencia de aire: o Caudal variable en base a la demanda térmica de cada estancia. o Temperatura variable en base a la mayor demanda térmica zonal. Dimensionamiento de las unidades de climatización: o Auto dimensionado por el programa con 15% de margen adicional. o Potencia de frío total instalada: 117 W/m2 o Potencia calorífica total instalada: 41 W/m2 Aire exterior de ventilación constante, igual al edificio propuesto. Free Cooling en todas las estancias. Control entálpico hasta 23,9 grados exteriores. Recuperación de calor de 50% de eficiencia sensible y latente en la Roof‐Top SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 17 3.2.
SIMULACIÓN DEL EDIFICIO LUCIA: MODELO PROPUESTO El edificio propuesto responde a una simulación informática lo más precisa posible en términos de demanda y consumo energético a la Lanzadera Universitaria de Centros de investigación Aplicada – LUCIA, con el fin de valorar energéticamente los cerramientos y soluciones constructivas presentes en el edificio (en términos de demanda), así como las soluciones de climatización y ventilación utilizadas en el sistema, con el fin de valorar el consumo futuro del edificio y determinar la eficiencia global del edificio. La simulación del edificio se ha realizado teniendo en cuenta las especificaciones de proyecto en todos los apartados de introducción de datos (forma y orientación del edificio, cerramientos, sistemas de climatización, etc.), introduciendo dicho dato directamente en el modelo, o un equivalente en términos energéticos cuando dicha introducción no ha sido posible. IMÁGENES DEL MODELO SIMULADO Fig: La simulación del edificio incluye la forma en zigzag de las fachadas este y oeste, y las protecciones solares de las ventanas. SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 18 Fig: La fachada sur dispone de un muro cortina con fachada de doble piel y de ventanas protegidas con aleros y faldones Fig: Fachada Norte SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 19 Fig: En la imagen se aprecia la zonificación realizada en los sistemas de tubería para alimentar a los Fancoils y la UTA de aire primario. La disposición es a 4 tubos. Fig: En la imagen se aprecia la forma de simular en Equest una UTA de aire primario con free cooling y recuperación de calor, y fan coils de zona. SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 20 PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS A continuación se detallan las principales características constructivas del edificio LUCIA, tal y como se describen en el proyecto de ejecución: 
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El edificio posee la superficie constructiva indicada en el proyecto de ejecución, así como la misma compartimentación interior (aunque simplificada en términos de zonas anexas con igual uso, por ejemplo, dos despachos). El edificio propuesto posee la forma en zigzag de la fachada que produce un auto sombreado y un alero natural formado por el forjado de la planta superior en cada ventana, para todas las ventanas en orientación este y oeste. En la fachada sur hay aleros y faldones insertados en el modelo tal y como se ve en las fotografías, y las fachadas fotovoltaicas poseen sistemas que producen un sombreado equivalente al producido por los sistemas de doble piel. Debido a la ausencia de zonas climatizadas en la planta sótano y la zona de instalaciones del grupo de cogeneración, ésta planta no se ha simulado. El edificio está elevado respecto del suelo para representar que la solera de la planta baja está sobre una zona exterior (o en el mejor de los casos sobre una zona sin climatizar). Cerramientos del edificio Los cerramientos interiores son de yeso con aislamiento. Las características de los cerramientos exteriores son según la siguiente tabla: CERRAMIENTO

TRANSMITANCIA
Fachadas
0,17 W/(m2.K)
Cubiertas
0,15 W/(m2.K)
Soleras al exterior
0,16 W/(m2.K) Acristalamientos En este modelo no se incluye el muro cortina solar ni los lucernarios en disposición horizontal. Porcentaje máximo
Permeabilidad
Acristalamientos Aislamiento
factor Solar 46,0%
3,0 m3/h/m2
1,2 W/m2
62,0% SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 21 
Iluminación según proyecto. 
ESTANCIA
Oficinas
Laboratorios
Pasillos
Lucernarios según proyecto. LUX
9,7 W/m2
9,7 W/m2
3,8 W/m2
Lucernarios Porcentaje máximo
(Planos) Aislamiento
factor Solar
‐
2,2 W/(m2/K)
10,0%
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 22 CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN Las características del sistema de climatización del edificio LUCIA que se han introducido en el programa de simulación energética son las que se detallan a continuación: 
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Sistema de climatización consistente en una unidad exterior de ventilación 100% exterior a caudal constante que suministra aire “neutro”. El calor y el frío de asociados a la ventilación son proporcionados por ésta unidad, mientras que el calor de cada estancia se proporciona mediante un sistema de Fan Coils. Fan Coils locales a 4 tubos para la climatización de cada local. Cada Fan Coil dispone de la potencia prevista en proyecto en cada estancia, o la suma de potencia de todos los fan coils cuando se han unido varias salas. Se dispone de un grupo de cogeneración virtual dimensionado en base a los suministros proporcionados por el sistema de cogeneración propuesto en el edificio y con eficiencias proporcionales a dichos suministros, con el fin de simular el rendimiento y los ahorros producidos por dicho sistema. o EL Ratio de conversión calor en electricidad es de 5,36 a 1 o El porcentaje de recuperación de calor es del 61% en camisas para agua caliente. El calor no proporcionado por la recuperación de calor del sistema de cogeneración se suministra mediante una caldera virtual (de astilla de madera) de igual eficiencia en la combustión que la caldera de proyecto, y que dispone de recuperación de calor en el grupo de cogeneración virtual para los usos del edificio (calor y frío) o La Potencia disponible es de 329 kW o La eficiencia de la caldera virtual es del 88 % El frío es proporcionado en el sistema por un grupo de absorción de eficiencia energética 0,7 como producción primaria. o La Potencia instalada en el grupo de absorciones de 176 kW o La Eficiencia EER del grupo es de 0,70 SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 23 
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Se dispone adicionalmente de un grupo convencional refrigerado por aire con características energéticas iguales al grupo de proyecto o La potencia instalada en la enfriadora de cubierta convencional es de 232,7 kW o El consumo producido por la unidad es de 70,5 kW Para la evacuación de calor excedente producido por el sistema (absorción) se dispone de una torre de refrigeración con ventiladores de dos velocidades. Los caudales de los ventiladores y aire exterior de ventilación son: o Caudal de aire de los ventiladores: 15.000 m3/h (caudal requerido por el proyecto de ejecución) o Caudal de aire exterior mínimo: 15.000 m3/h (100%) (caudal requerido por el proyecto de ejecución) Control de potencia de aire: o Caudal constante, la unidad principal es ventilación 100% constante o Temperatura constante en función del modo de verano o invierno de la instalación. Dimensionamiento de las unidades de climatización: o Potencia batería de Frío o Potencia de la bater Posibilidad de Free Cooling en la UTA principal cuando el sistema entrega frio en las estancias. Recuperación de calor de 60% de eficiencia sensible en la Roof‐Top. Para simular el efecto de los tubos canadienses, se ha aumentado la eficiencia al 76%, efecto equivalente al uso de los tubos canadienses. SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 24 3.3.
COMPARATIVA EDIFICIOS SEGÚN CTE, ASHRAE Y EDIFICIO LUCIA A continuación se presenta una comparativa de los parámetros constructivos y las características de las instalaciones de climatización y ventilación que deben tener los edificios comparativos del CTE (CALENER GT) y ASHRAE (Certificación LEED) MODELO COMPARADO CONCEPTO CTE DB HE1 (CALENER GT) Parámetros constructivos generales del edificio Aislamiento 2
5920,47 m 5920,47 m Número de plantas 3 sobre rasante 3 sobre rasante 3 sobre rasante 1 bajo rasante 1 bajo rasante 1 bajo rasante Distribución interior Según proyecto Según proyecto Según proyecto Orientación Según proyecto 4 rotaciones de 90º para analizar la ventaja de la orientación Según proyecto Forma geométrica Según proyecto. El edificio se autosombrea, reduciendo las cargas de climatización Se elimina el Según proyecto. El edificio autosombreamiento, se autosombrea, reduciendo edificio "tipo" con la misma las cargas de climatización superficie Fachadas 0,66 W/(m2.K) 0,36 W/(m2.K) 0,17 W/(m2.K) Cubiertas 0,38 W/(m2.K) 0,27 W/(m2.K) 0,15 W/(m2.K) Soleras al exterior 0,49 W/(m2.K) 0,22 W/(m2.K) 0,16 W/(m2.K) Permeabilidad 60,00% Aislamiento 40,00% m3/h/m2 27 3,4 W/(m2.K) Acristalamientos 9 46,00% W/(m2.K) 2,2 W/(m .K) (Norte) 2,6 W/(m2.K) (Otras) 2,84 W/(m2.K) 54,00% Ninguno Iluminación máxima permitida Control de iluminación 1,1 W/m2.K) 62,00% Aleros y Faldones, Fachada Fotovoltaica de doble piel Ninguno Este y Norte Fachada autosombreada Porcentaje máximo Factor Solar W/(m2.K) 40,00% Sur Aislamiento 3 (Sur) 2
Factor Solar Lucernarios (Planos) EDIFICIO LUCIA 2
5920,47 m Porcentaje máximo Elementos de sombreamiento ASHRAE 90.1‐2009 2
Superficie ‐ 5,00% 2
2,2 W/(m .K) 3,92 31,00% 2
W/(m .K) 2,2 39,00% 2
10,00% Oficinas 15,0 W/m 11,8 W/m 9,7 W/m2 Laboratorios 12,5 W/m2 15 W/m2 9,7 W/m2 7,1 W/m2 5,4 W/m2 3,8 W/m2 Pasillos 2
W/(m2.K) Oficinas Laboratorios Pasillos Ninguno Ninguno 100% luminarias reguladas en función de la luminosidad exterior SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 25 MODELO COMPARADO CONCEPTO CTE DB HE1 (CALENER GT) ASHRAE 90.1‐2009 Roof top con bat. a.c. Unidad Central Sistema de climatización Volumen de aire variable Climatizadora 100% aire primario Cajas VAV con bar. a.c. Fan Coil a 4 tubos Igual que el modelo propuesto Volumen de aire variable Volumen de aire constante 52% 50% 60% Ninguno. Valores de referencia pre‐
2
establecidos en W/m Unidades zonales Ventilación Recuperación de calor Producción de energía Electricidad Frio EDIFICIO LUCIA Ninguno. Valores de referencia pre‐
2
establecidos en W/m Calor Adquisición a compañía suministradora 100 kW: Caldera de Biomasa
Resto: Externa Expansión directa Absorción por agua caliente Caldera de Biomasa Caldera de Biomasa SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 26 4. RESULTADOS DE LOS MODELOS SIMULADOS 4.1. Edificio Base ASHRAE 4.2. Edificio propuesto sin considerar cogeneración 4.3. Edificio propuesto con cogeneración 4.4. Comparativa de los tres modelos 4. RESULTADOS DE LOS MODELOS SIMULADOS A continuación se presentan los resultados obtenidos en el modelo con los modelos base (a rotación 0 grados), modelo propuesto sin considerar el efecto de la cogeneración, y modelo propuesto considerando la cogeneración. Todos los resultados se expresan en kWh. 4.1.
EDIFICIO BASE ASHRAE (A ROTACION 0 GRADOS) El edificio Base de ASHRAE (BASELINE BUILDING) representa el edificio medio en términos de consumo energético comparativo en los estados unidos, y un buen punto de partida para valorar el efecto de las mejoras constructivas y de instalaciones introducidas, a semejanza de los modelos informáticos de simulación realizados con los programas LIDER y CALENER. El modelo de referencia de ASHRAE comparte con LIDER y CALENER muchas semejanzas en cuanto a la forma de crearlos y simularlos, si bien existen algunas diferencias cruciales que pueden producir grandes diferencias en cuanto a los resultados, normalmente dando resultados inferiores en términos de consumo en el edificio de referencia de ASHRAE. A continuación indicamos las principales diferencias: 
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Los cerramientos a utilizar en el modelo de ASHRAE son ligeramente mejores en términos de coeficiente de transmisión térmica, pero tienden a presentar menor inercia térmica. El edificio de referencia de ASHRAE no puede sombrearse a sí mismo, siendo obligatorio simular un equivalente del edificio en caso de producirse ésta situación, como es el caso del edificio LUCIA. En el caso de LIDER y CALENER, la forma del edificio es exactamente la misma. No se permite en ninguno de los edificios de referencia el uso de ningún tipo de sombreado. Los edificios de referencia no poseen ningún tipo de producción de energías renovables, ni sistemas de producción propia de energía eléctrica. Los sistemas de climatización en el modelo base de ASHRAE se diseñan en base a las dimensiones y número de plantas del edificio, y están especificados, en vez de utilizar ratios de consumo en base a la demanda, como es el caso de LIDER y CALENER. El combustible a utilizar para calefacción en el edificio de referencia ASHRAE (Gas natural, gasóleo, electricidad, etc.) es el mismo que en el edificio objeto. La producción de frío se realiza mediante expansión directa, en lugar de absorción. Por ello, el frío producido tiene un consumo asociado de electricidad en lugar de biomasa. SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 27 Se muestran a continuación los datos de demanda anual de frío y calor del edificio, y los consumos asociados en concepto de electricidad para los compresores en refrigeración, astilla de madera para la caldera en calefacción, y electricidad para ventilación. DEMANDA FRIO CONSUMO (KWh) ELECTRICO (KWh)
DEMANDA CALOR (KWh) CONSUMO COMBUSTIBLE (KWh) CONSUMO VENTILACION (KWh) ENERO 3.836,1 1.700,0
44.945,8
61.177,8 5.634,3
FEBRERO 2.862,4 1.300,0
31.966,0
44.975,1 4.547,9
MARZO 5.439,9 2.300,0
24.992,7
36.947,0 5.507,1
ABRIL 11.009,0 4.300,0
15.851,2
24.787,6 5.905,2
MAYO 23.662,7 8.200,0
8.203,9
14.855,0 8.333,6
JUNIO 54.132,4 17.700,0
1.992,4
5.654,8 14.169,0
JULIO 71.058,0 23.800,0
293,0
1.377,1 17.811,9
AGOSTO 80.169,5 26.700,0
380,9
1.758,0 19.912,5
SEPTIEMBRE 50.682,5 16.700,0
2.109,6
5.654,8 13.001,8
OCTUBRE 20.731,2 7.500,0
12.305,9
20.011,7 7.430,2
NOVIEMBRE 5.088,9 2.100,0
31.057,7
44.066,8 5.159,0
DICIEMBRE 3.506,2 1.600,0
42.660,4
58.804,6 5.447,7
332.178,8 113.900,0
216.759,4
320.070,3 112.860,3
TOTAL ANUAL TOTAL KWh/m2 56,1 19,2 36,6 54,1 19,1 SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 28 En el siguiente gráfico muestra la evolución, en kWh, de las demandas frigorífica y calorífica a lo largo del año: 80.000,0
70.000,0
60.000,0
50.000,0
40.000,0
30.000,0
20.000,0
10.000,0
0,0
DEMANDA DE ENERGÍA FRIGORÍFICA
DEMANDA DE ENERGIA CALORIFICA
80.000,0
70.000,0
60.000,0
50.000,0
40.000,0
30.000,0
20.000,0
10.000,0
0,0
CONSUMO ELÉCTRICO PARA REFRIGERACIÓN
CONSUMO ASTILLA PARA CALEFACCIÓN
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 29 A continuación se muestra el desglose completo de consumos (en kWh) presentes en el edificio: ASHRAE 90.1‐2007 APPENDIX G BASELINE BUILDING (0 deg rotation) Jan ELECTRICIDAD Climatización 1.750 Mar Apr 1.290 2.290 May Jun Jul 4.280 8.220 17.690
Aug Sep Oct 23.820 26.740 16.650 7.460 Nov Dec Total 2.100 1.600 113.890 Torres de refrigeración 0 0 0
0
0
0
0
0
0 0 0 0
0
Calefacción 0 0 0
0
0
0
0
0
0 0 0 0
0
Ventilación 5.630 4.550 5.510
5.910
8.330 14.170
17.810 19.910 13.000 7.430 5.160 5.450
112.860
3.330 7.040 9.940
7.150
5.010
2.900 2.250 4.040
50.240
Bombas auxiliares y 2.950
2.560
1.620
1.450 Equipamiento edificio 22.390 21.030 24.960 23.080
23.250 23.940
22.390 24.960 23.080 22.390 22.220 23.250
276.950
Iluminación 11.650 11.070 13.400 12.230
12.230 12.810
11.650 13.400 12.230 11.650 11.650 12.230
146.190
Energía eléctrica producida Total Climatización BIOMASA Feb Calefacción Agua caliente Producción de electricidad Total Total energía eléctrica demandada (en kWh/m2) Total energía térmica consumida (en kWh/m2) 0 0 0
0
0
0
44.760 44.980 56.100 52.640 57.040 71.550
0 0 0
0
0
0
0
78.230 86.630 66.420 51.840 43.380 46.570
700.120
0
0
0
0
0
60.768 44.594 36.507 24.407
14.474
5.274
1.025
1.348
0 0 0 0 0 0 0
0
5.303 19.631 43.657 58.365
315.353
410 381 439
410
410
381
352
381
381 381 381 410
4.747
0 0 0
0
0
0
0
29
‐29 0 29 29
0
61.178 44.975 36.947 24.788
14.855
5.655
1.377
1.758
5.655 20.012 44.067 58.805
320.100
7,6 7,6 9,5
8,9
9,6
12,1
13,2
14,6
11,2 8,8 7,3 7,9
118,3
10,3 7,6 6,2
4,2
2,5
1,0
0,2
0,3
1,0 3,4 7,4 9,9
54,1
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 30 En la siguiente gráfica se desglosan los consumos eléctricos del edificio Base: 100.000
80.000
60.000
40.000
20.000
0
Jan
Feb
Mar
Equipamiento edificio
Apr
May
Ventilación
Jun
Jul
Aug
Bombas y auxiliares
Sep
Oct
Iluminación
Nov
Dec
Climatización
En la siguiente gráfica se muestran los consumos de astilla de madera, en kWh, en el edificio Base: 80.000
70.000
60.000
50.000
40.000
30.000
20.000
10.000
0
Jan
Feb
Mar
Apr
Climatización
May
Jun
Jul
Agua caliente
Aug
Sep
Oct
Nov
Dec
Calefacción
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 31 4.2.
EDIFICIO PROPUESTO SIN CONSIDERAR LA COGENERACION La segunda simulación realizada ha sido del mismo edificio pero sin considerar los efectos producidos en términos de consumos y ahorros por el sistema de cogeneración. Los resultados obtenidos muestran que el consumo del edificio es prácticamente igual en términos eléctricos, con la ausencia de la producción eléctrica asociada a la cogeneración. En cuanto a los consumos térmicos, en éste modelo se representa la demanda real del edificio en energía térmica, valor comparable a los resultados del modelo base. Una anotación importante es que el edificio dispone de un sistema de absorción que produce energía frigorífica utilizando calor. La eficiencia global de este sistema es 0,7, de forma que para producir un kWh de frío, es necesario utilizar 1,43 kWh de calor (en forma de astilla de madera quemada). Por ello, comparando en términos de kWh el consumo respecto a un sistema de producción de frío por expansión directa (con rendimientos cercanos al 3) es mayor. Existe un consumo de frío mediante electricidad de muy escasas dimensiones, debido al uso ocasional de la enfriadora convencional situada en cubierta. Dicha máquina funcionará en muy contadas ocasiones, por ello su consumo asociado es muy bajo. En la tabla siguiente se muestran los datos son, en orden de izquierda a derecha: 






Demanda energética de frio del edificio Consumos de calor del grupo de absorción (utilizado para producir frio) Demanda energética de calor del edificio Calor recuperado en el grupo de cogeneración con utilidad para el edificio LUCIA Consumo de caldera asociado a la producción de frío con absorción Consumo de caldera asociado a la demanda de calor. Consumo eléctrico de los ventiladores SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 32 CALOR DEMANDA DE CALOR (kWh) CALOR RECUPERADO COGENERACION (FRIO+CALOR) (kWh) CONSUMO COMBUSTIBLE CALDERA PARA FRIO (kWh) CONSUMO COMBUSTIBLE CALDERA PARA CALOR (kWh) 16.935,2 25.959,6 0,0 19.748,0 30.647,5 4.459,0 FEBRERO 8.819,2 17.424,6 16.759,4 0,0 20.568,4 20.304,7 4.236,0 MARZO 12.686,8 23.297,4 12.130,1 0,0 27.864,0 15.235,9 5.128,0 ABRIL 12.100,8 21.771,8 7.559,3 0,0 26.369,8 9.756,8 4.682,0 MAYO 17.755,6 28.089,1 3.428,1 0,0 33.753,3 4.658,7 4.671,0 JUNIO 30.413,1 43.329,3 644,6 0,0 50.835,0 1.025,5 4.714,0 JULIO 39.232,3 53.901,3 205,1 0,0 61.675,9 380,9 3.829,0 AGOSTO 44.389,1 61.074,4 234,4 0,0 69.938,5 410,2 4.503,0 SEPTIEMBRE 30.237,3 42.889,0 410,2 0,0 50.190,4 703,2 4.496,0 OCTUBRE 16.466,5 26.412,0 4.219,2 0,0 31.555,8 5.713,4 4.453,0 NOVIEMBRE 9.610,3 18.672,1 14.737,8 0,0 22.209,2 18.077,9 4.459,0 DICIEMBRE 8.174,6 17.483,2 23.117,5 0,0 20.539,1 27.600,4 4.682,0 TOTAL ANUAL 237.913,9 371.279,8 109.405,2 0,0 435.276,9 134.515,1 54.309,0 TOTAL 2 kWh/m
40,2 62,7 18,5 0,0 73,5 22,7 9,2 CONSUMO VENTILACION (kWh) CONSUMO DE CALOR ABSORCION (kWh) 7.998,8 DEMANDA ENERGÉTICA DE FRIO(kWh) ENERO DESGLOSE DE CONSUMOS DE VENTILACIÓN: 


Unidad principal, impulsión: Unidad principal, Retorno: Ventiladores de los Fan Coils: 23.643 kWh 15.366 kWh 15.300 kWh SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 33 El siguiente gráfico muestra la evolución, en kWh, de las demandas frigorífica y calorífica a lo largo del año: 80.000,0
70.000,0
60.000,0
50.000,0
40.000,0
30.000,0
20.000,0
10.000,0
0,0
DEMANDA DE ENERGÍA FRIGORÍFICA
DEMANDA DE ENERGIA CALORIFICA
El gráfico muestra la evolución, en kWh, de los consumos de de astilla asociados a la demanda frigorífica y calorífica a lo largo del año: 80.000,0
70.000,0
60.000,0
50.000,0
40.000,0
30.000,0
20.000,0
10.000,0
0,0
CONSUMO DE ASTILLA ASOCIADO A LA DEMANDA FRIGORÍFICA
CONSUMO DE ASTILLA ASOCIADO A LA DEMANDA CALORÍFICA
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 34 En lo referente a las demandas y consumos asociados a las necesidades del edificio de calefacción y refrigeración es que la relación entre demanda de calor y frío del edificio es 1 a 2, mientras que la relación entre el consumo de astilla de madera, en kWh asociados a la producción de calor y frío es 1 a 3, es decir, que el coste energético de la producción de frío es superior, debido al proceso de absorción. Otra anotación importante es que comparando el consumo energético en términos de demanda con el edificio base, vemos que en ambos casos existe una disminución de demandas, aunque el consumo en kWh del edificio propuesto en refrigeración es superior debido al ciclo de absorción. A continuación mostramos el desglose completo de consumos (en kWh) presentes en el edificio: ELECTRICIDAD PROPUESTO SIN CONSIDERAR LA COGENERACIÓN Jan Feb Mar
Apr
May
Jun
Jul
Aug
Sep Oct Nov Dec
Total
Climatización 310 300 370
340
370
430
440
500
420 350 320 330
4.470
Torres de refrigeración 10 20 60
70
220
540
720
830
550 210 30 0
3.260
Calefacción 80 60 40
30
10
0
0
0
0 20 50 80
360
Ventilación 4.460 4.240 5.130
4.680
4.670
4.710
3.830
4.500
4.500 4.450 4.460 4.680
54.310
Bombas y auxiliares 5.920 7.990 9.640
8.080
7.170
6.950
6.830
5.990
5.440 5.310 4.820 6.390
80.510
Equipamiento edificio Iluminación BIOMASA Energía eléctrica producida 22.390 21.030 24.960 23.080 23.250 23.940 22.390 24.960 23.080 22.390 22.220 23.250 276.950
6.590 5.950 6.760
5.920
5.750
5.940
5.380
6.280
6.000 6.030 6.440 6.940
73.980
6 0 0
0
0
0
0
0
0 0 0 0
0
Total 39.770 39.580 46.960 42.200 41.440 42.510 39.600 43.070 39.970 38.750 38.340 41.660 493.850
Climatización 19.748 20.568 27.864 26.370 33.753 50.835 61.676 69.938 50.190 31.556 22.209 20.539 435.277
Calefacción 30.237 19.953 14.826
9.376
4.278
645
29
0
322 5.333 17.697 27.190 129.856
Agua caliente 410 352 410
381
381
381
352
410
381 381 381 410
4.659
Producción de electricidad ‐29 0 0
0
0
0
0
0
0 0 0 29
0
Total 50.366 40.873 43.100 36.156 38.412 51.861 62.057 70.349 50.894 37.269 40.287 48.169 569.792
Total energía electrica Demandada (en kWh/m2) 6,7 6,7 7,9
7,1
7,0
7,2
6,7
7,3
6,8 6,5 6,5 7,0
83,4
Total energía térmica consumida (en kWh/m2) 8,5 6,9 7,3
6,1
6,5
8,8
10,5
11,9
8,6 6,3 6,8 8,1
96,2
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 35 Desglose de consumos eléctricos en el edificio LUCIA sin cogeneración: 50.000
40.000
30.000
20.000
10.000
0
Jan
Feb
Mar
Equipamiento edificio
Apr
May
Ventilación
Jun
Jul
Aug
Bombas y auxiliares
Sep
Oct
Iluminación
Nov
Dec
Climatización
Desglose de consumos de astilla de madera, en kWh, en el edificio LUCIA sin cogeneración: 80.000
70.000
60.000
50.000
40.000
30.000
20.000
10.000
0
Jan
Feb
Mar
Apr
Calefacción
May
Jun
Jul
Agua caliente
Aug
Sep
Oct
Nov
Dec
Climatización
Como conclusión a éste apartado, vemos que el edificio propuesto, sin considerar el efecto de la cogeneración, presenta demandas térmicas inferiores al edificio de referencia, tanto en frío como en calor. La reducción de demanda en frío es cercana al 30%, mientras que la de calor alcanza el 50%. SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 36 En las siguientes tablas se puede ver la progresión de la demanda de frio y de calor del edificio LUCIA con respecto al edificio de referencia a lo largo de un año. 90.000
80.000
70.000
60.000
50.000
40.000
30.000
20.000
10.000
0
DEMANDA FRIO EDIFICIO LUCIA
DEMANDA FRIO EDIFICIO DE REFERENCIA
50.000
45.000
40.000
35.000
30.000
25.000
20.000
15.000
10.000
5.000
0
DEMANDA CALOR EDIFICIO LUCIA
DEMANDA CALOR EDIFICIO DE REFERENCIA
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 37 Los datos de demanda de frío y demanda de calor del edificio LUCIA y el edificio de referencia se detallan en la siguiente tabla según las gráficas anteriores: DEMANDA EDIFICIO LUCIA
ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE FRIO (kWh) CALOR (kWh)
7.999
25.960
8.819
16.759
12.716
12.159
12.101
7.559
17.785
3.399
30.442
645
39.262
205
44.418
234
30.267
410
16.496
4.219
9.610
14.738
8.175
23.117
DEMANDA BASELINE FRIO (kWh) CALOR (kWh) 3.836
44.946 2.862
31.966 5.440
24.993 11.009
15.851 23.663
8.204 54.132
1.992 71.058
293 80.169
381 50.683
2.110 20.731
12.306 5.089
31.058 3.506
42.660 TOTAL ANUAL 238.119 109.376 332.179 216.759 TOTAL kWh/m2 40,2 18,5 56,1 36,6 SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 38 4.3.
EDIFICIO PROPUESTO CON COGENERACIÓN En este apartado se expresan los resultados obtenidos en la simulación energética incluyendo los efectos del sistema de producción de electricidad y la recuperación de calor asociada a la cogeneración. Los resultados indicados muestran las demandas energéticas del edificio, iguales a los del edificio sin considerar la cogeneración, y los efectos de la producción de electricidad y la recuperación de calor asociados a la cogeneración. Se incluye en los cálculos mostrados el consumo de astilla de madera para cogeneración asociado a nuestro edificio mediante el estudio del grupo de cogeneración “virtual” simulado. Cabe destacar que debido al bajo rendimiento que se obtiene del sistema de cogeneración durante los meses intermedios, y a las necesidades de mantenimiento del sistema, que obliga al cierre durante un mes, el sistema de cogeneración está apagado durante los meses de Abril, Mayo y Octubre. Se indica en los resultados de éste modelo la producción eléctrica asociada a la cogeneración y el consumo de astilla de madera correspondiente a dicha producción. No se ha incluido, sin embargo la producción fotovoltaica, por carecer de datos mensuales de producción. Un parámetro importante a analizar es que los consumos de astilla de madera asociados a la climatización, calefacción y producción de agua caliente indicados en ésta tabla corresponden únicamente al calor que no se ha podido proporcionar durante el proceso de cogeneración. SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 39 Se indican a continuación los ratios de funcionamiento mensuales del sistema de cogeneración, indicando: 




Producción eléctrica calculada del grupo de cogeneración, considerando que durante tres meses al año el grupo de cogeneración permanece sin funcionar debido a su bajo rendimiento global. Energía recuperada en el proceso de cogeneración con uso directo en el edificio LUCIA Energía recuperada en el proceso de cogeneración sin uso directo en el edificio LUCIA. Dicha energía se utilizará en el resto de edificio del Campus Miguel Delives de la Universidad de Valladolid. Energía no recuperable durante el proceso de cogeneración Consumo, en kWh de astilla de madera. SISTEMA DE COGENERACIÓN EDIFICIO LUCIA PRODUCCIÓN ELECTRICA MENSUAL ((kWh) ENERO ENERGÍA RECUPERADA UTIL (kWh) ENERGÍA ENERGÍA TERMICA CONSUMO RECUPERADA NO RECUPERABLE COMBUSTIBLE EXCEDENTE (kWh) (kWh) COGENERACIÓN (kWh) 26.474 44.944 42.399 27.587 141.403 29.328 61.732 35.074 30.587 156.721 0 0 0 0 0 FEBRERO MARZO ABRIL MAYO 0 0 0 0 0 JUNIO 25.882 41.846 43.680 27.049 138.457 JULIO 22.796 21.597 53.762 23.847 122.002 AGOSTO 26.324 26.007 61.013 27.532 140.876 SEPTIEMBRE 24.640 38.409 43.015 25.755 131.819 OCTUBRE NOVIEMBRE 0 0 0 0 0 25.697 51.726 33.097 26.787 137.307 DICIEMBRE 27.575 50.856 40.120 28.750 147.301 TOTAL ANUAL 233.459 384.850 386.055 243.710 1.248.074 TOTAL kWh/m2 39,4 65,0 65,2 41,2 210,8 SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 40 Las gráficas siguientes muestran el consumo total del edificio LUCIA y la producción energética del sistema de cogeneración del edificio LUCIA. 160.000
140.000
120.000
100.000
80.000
60.000
40.000
20.000
0
CONSUMO TOTAL ENERGÍA
160.000
140.000
120.000
100.000
80.000
60.000
40.000
20.000
0
PRODUCCIÓN ELÉCTRICA
ENERGÍA RECUPERADA UTIL
ENERGÍA RECUPERADA EXCEDENTE
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 41 Se indican a continuación los datos de demanda y consumos asociados mensuales. Es importante indicar que la demanda de calor y frio del edificio es prácticamente la misma que en el caso del edificio sin producción eléctrica y recuperación asociados a la cogeneración. Las pequeñas diferencias existentes en cuanto a demanda corresponden a ligeras variaciones en la temperatura de suministro de agua a climatizadoras y Fan Coils por el origen de la producción. En la tabla se aprecia que parte del calor suministrado por el sistema corresponde a la recuperación de los gases de escape del proceso de cogeneración, tanto para producir calor, como para producir frio mediante la absorción. 25.959,6 44.943,7 3.750,4 4.248,5 4.459,0 17.424,6 16.759,4 47.762,7 4.102,0 3.164,4 4.236,0 MARZO 12.716,1 23.297,4 12.159,4 61.732,2 5.889,2 2.842,1 5.128,0 ABRIL 12.100,8 21.771,8 7.559,3 0,0 26.399,1 9.756,8 4.682,0 MAYO 17.784,9 28.089,1 3.398,8 0,0 33.811,9 4.658,7 4.671,0 JUNIO 30.442,4 43.329,3 644,6 41.845,9 7.764,4 556,7 4.714,0 JULIO 39.261,6 53.901,3 205,1 21.597,1 7.295,6 351,6 3.829,0 AGOSTO 44.418,4 61.074,4 234,4 26.006,7 8.291,8 410,2 4.503,0 SEPTIEMBRE 30.266,6 42.889,0 410,2 38.409,3 7.500,7 468,8 4.496,0 OCTUBRE 16.495,8 26.412,0 4.219,2 0,0 31.585,1 5.684,1 4.453,0 NOVIEMBRE 9.610,3 18.672,1 14.737,8 51.726,0 4.717,3 3.017,9 4.459,0 DICIEMBRE 8.174,6 17.483,2 23.117,5 50.855,6 4.189,9 4.131,3 4.682,0 TOTAL ANUAL TOTAL 2 KWh/m
238.119,0 371.279,8 109.375,9 384.850,0 145.268,1 39.320,2 54.309,0 40,2 62,7 18,5 65,0 24,5 6,6 9,2 CONSUMO ELECTRICO VENTILACIÓN (kWh) CONSUMO COMBUSTIBLE CALDERA PARA CALOR (kWh) 16.935,2 8.819,2 DEMANDA ENERGETIA CALOR (kWh) 7.998,8 CONSUMO CALOR ABSORCION (kWh) ENERO FEBRERO DEMANDA ENERGETICA FRIO (kWh) CONSUMO COMBUSTIBLE CALDERA PARA FRIO (kWh) CALOR RECUPERADO COGENERACION (FRIO+CALOR) (kWh) El calor suministrado por la caldera de astilla responde a momentos en los que existe una demanda asociada y el grupo de cogeneración está apagado, y a los meses en los que no se producirá energía con el grupo, de forma que producimos calor únicamente para las demandas propias del edificio. SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 42 Tal y como se aprecia en las gráficas siguientes, la recuperación energética del grupo de absorción reduce sensiblemente el consumo de astilla de madera asociado a dichos usos, lo que produce un ahorro importante en cuanto a consumos térmicos. 50.000,0
45.000,0
40.000,0
35.000,0
30.000,0
25.000,0
20.000,0
15.000,0
10.000,0
5.000,0
0,0
DEMANDA DE ENERGIA FRIGORIFICA
DEMANDA DE ENERGIA CALORIFICA
70.000,0
60.000,0
50.000,0
40.000,0
30.000,0
20.000,0
10.000,0
0,0
CONSUMO DE ASTILLA ASOCIADO A LA DEMANDA FRIGORÍFICA
CONSUMO DE ASTILLA ASOCIADO A LA DEMANDA CALORÍFICA
CALOR RECUPERADO EN COGENERACIÓN
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 43 El desglose de consumos de ventilación son los siguientes: 


Unidad principal, impulsión: 23.643 kWh Unidad principal, Retorno: 15.366 kWh Ventiladores de los Fan Coils: 15.300 kWh A continuación se muestra un resumen de todos los consumos energéticos asociados al sistema. Los datos están mostrados en kWh. En la tabla no viene reflejada la producción de electricidad mediante medios fotovoltaicos, dado que dicha producción no está integrada en los cálculos de la simulación, y se han añadido posteriormente. BIOMASA ELECTRICIDAD PROPUESTO CON COGENERACIÓN Climatización Torres de refrigeración Calefacción Ventilación Bombas y auxiliares Equipamiento edificio Iluminación Energía eléctrica producida Total adquirida Climatización Calefacción Agua caliente Producción de electricidad Total Jan Feb Mar
260 250 310
10 20 60
10 10 10
4.460 4.240 5.130
5.820 7.890 9.530
22.390 21.030 24.960
6.640 5.990 6.810
‐28.223 ‐26.396 ‐31.293
11.367 13.034 15.517
Apr
340
70
30
4.680
8.080
23.080
5.960
0
42.240
May
370
220
10
4.670
7.180
23.250
5.800
0
41.500
Jun
300
540
0
4.710
6.880
23.940
5.980
‐27.634
14.716
Jul
270
720
0
3.830
6.790
22.390
5.420
‐24.351
15.069
Aug
310
830
0
4.500
5.930
24.960
6.330
‐28.105
14.755
Sep 290 550 0 4.500 5.380 23.080 6.040 ‐26.296 13.544 Oct Nov
350 260
210 30
20 10
4.450 4.460
5.310 4.720
22.390 22.220
6.070 6.480
0 ‐27.398
38.800 10.782
Dec
280
0
10
4.680
6.280
23.250
6.980
‐29.401
12.079
Total
3.590
3.260
100
54.310
79.790
276.950
74.490
‐249.108
243.382
145.268
34.662
3.750 3.838 4.102 2.813 5.889
2.432
26.399
9.376
33.812
4.278
7.764
176
7.296
0
8.292
0
7.501 117 31.585 5.303 4.717
2.637
4.190
3.721
410 352 410
381
381
381
352
410
381 381 381
410
4.659
140.316 131.234 155.582
148.315 138.500 164.313
0
36.156
0 136.214 146.176
37.299 143.950 154.498
1.238.500
1.423.088
0 137.386 121.067 139.730 130.735 38.441 145.708 128.714 148.432 138.734 Total energía eléctrica demandada (en kWh/m2) 1,9 2,2 2,6 7,1 7,0 2,5 2,5 2,5 2,3 6,6 1,8 2,0 41,1 Total energía térmica consumida (en kWh/m2) 25,1 23,4 27,8 6,1 6,5 24,6 21,7 25,1 23,4 6,3 24,3 26,1 240,4 SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 44 Desglose de consumos eléctricos en el edificio LUCIA: 50.000
45.000
40.000
35.000
30.000
25.000
20.000
15.000
10.000
5.000
0
Jan
Feb
Mar
Equipamiento edificio
Apr
May
Ventilación
Jun
Jul
Aug
Bombas y auxiliares
Sep
Oct
Iluminación
Nov
Dec
Climatización
Desglose de consumos de astilla de madera, en kWh, en el edificio LUCIA, excluyendo el consumo del grupo de cogeneración para producir electricidad. Se aprecia perfectamente los meses en los que el grupo está parado. 80.000
70.000
60.000
50.000
40.000
30.000
20.000
10.000
0
Climatización
Agua caliente
Calefacción
Jan
Feb Mar Apr May Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov Dec
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 45 4.4.
COMPARATIVA DE LOS 3 MODELOS Mostramos a continuación gráficas que permiten un estudio comparativo rápido entre los diversos modelos. Se muestran gráficas de demandas, en los que se comparan los modelos base y propuesto (con o sin cogeneración es igual, la demanda no cambia), y gráficas de consumos, donde se muestran los 3 modelos simulados. DEMANDA DE FRÍO (kWh) 90.000
80.000
70.000
60.000
50.000
40.000
30.000
20.000
10.000
0
DEMANDA FRIO EDIFICIO LUCIA
DEMANDA FRIO EDIFICIO DE REFERENCIA
REFRIGERACIÓN Jan Feb Mar Apr May LUCIA (kWh) 3.750 4.102 5.889 26.399 33.812
REFERENCIA (kWh) 1.750 1.290 2.290 4.280 8.220
Jun 7.764
17.690
Jul 7.296
23.820
Aug 8.292
26.740
Sep 7.501
16.650
Oct Nov Dec Total 31.585 4.717 4.190 145.268
7.460 2.100 1.600 113.890
La energía consumida por el edificio LUCIA para refrigeración es térmica (agua caliente para producir frío con la absorción), mientras que la consumida por el edificio de referencia es eléctrica por expansión directa. SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 46 DEMANDA DE CALOR (kWh) 50.000
45.000
40.000
35.000
30.000
25.000
20.000
15.000
10.000
5.000
0
DEMANDA CALOR EDIFICIO LUCIA
DEMANDA CALOR EDIFICIO DE REFERENCIA
CALEFACCIÓN Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Total LUCIA (kWh) 3.838 2.813 2.432 9.376 4.278
176
0
0
117 5.303 2.637 3.721 34.662
REFERENCIA (kWh) 60.768 44.594 36.507 24.407 14.474 5.274 1.025 1.348 5.303 19.631 43.657 58.365 315.353
CONSUMO DE VENTILADORES (kWh) 25.000
20.000
15.000
10.000
5.000
0
Jan
Feb
Mar
Apr
May
EDIFICIO LUCIA
Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov
Dec
EDIFICIO DE REFERENCIA
VENTILACIÓN Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Total LUCIA (kWh) 4.460 4.240 5.130 4.680 4.670 4.710 3.830 4.500 4.500 4.450 4.460 4.680 54.310
REFERENCIA (kWh) 5.630 4.550 5.510 5.910 8.330 14.170 17.810 19.910 13.000 7.430 5.160 5.450 112.860
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 47 CONSUMO DE BOMBAS Y AUXILIARES ( kWh) 12.000
10.000
8.000
6.000
4.000
2.000
0
Jan
Feb
Mar
Apr
May
EDIFICIO LUCIA
Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov
Dec
EDIFICIO DE REFERENCIA
BOMBAS Y AUXILIARES LUCIA (kWh) Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Total 5.820 7.890 9.530 8.080 7.180 6.880 6.790 5.930 5.380 5.310 4.720 6.280 79.790
REFERENCIA (kWh) 3.330 7.040 9.940 7.150 5.010 2.950 2.560 1.620 1.450 2.900 2.250 4.040 50.240
EQUIPAMIENTO (KWH) 26.000
25.000
24.000
23.000
22.000
21.000
20.000
19.000
Jan
Feb
Mar
Apr
May
EDIFICIO LUCIA
Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov
Dec
EDIFICIO DE REFERENCIA
EQUIPAMIENTO Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec TOTAL LUCIA (kWh) 22.390 21.030 24.960 23.080 23.250 23.940 22.390 24.960 23.080 22.390 22.220 23.250 276.950
REFERENCIA (kWh) 22.390 21.030 24.960 23.080 23.250 23.940 22.390 24.960 23.080 22.390 22.220 23.250 276.950
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 48 SISTEEMAS DE ILU
UMINACIÓN
N (KWH) 16.000
14.000
12.000
10.000
8.000
6.000
4.000
2.000
0
Jan
Feb
Mar
Apr
May
ED
DIFICIO LUCIA
A
Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov
Decc
EDIFICIO DE REFEREN
NCIA
ILLUMINACIÓN LU
UCIA (kWh) REEFERENCIA (kW
Wh) Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Occt Nov Dec Total
6.640 5.990 6.81
10 5.960 5.800
5
5.980 5.420 6.33
30 6.040 6
6.070 6.480 6.980 74.4
490
11.650 11.070 13.40
00 12.230 12
2.230 12.810 11.650 13.40
00 12.230 11
1.650 11.650 12.230 146.1
190
SIM
MULACION ENEERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 49
9 TABLA COMPARATIVA DE CONSUMOS ENTRE LOS 3 MODELOS ELECTRICIDAD EDIFIO LUCIA BASELINE Climatización 3.590 kWh 4.470 kWh 113.890 kWh Torres de refrigeración 3.260 kWh 3.260 kWh 0 kWh Calefacción 100 kWh 360 kWh 0 kWh Ventilación 54.310 kWh 54.310 kWh 112.860 kWh Bombas y auxiliares 79.790 kWh 80.510 kWh 50.240 kWh 276.950 kWh 276.950 kWh 276.950 kWh 74.490 kWh 73.980 kWh 146.190 kWh 243.382 kWh
493.850 kWh 700.120 kWh
145.268 kWh 435.277 kWh 0 kWh 34.662 kWh 129.856 kWh 315.353 kWh 4.659 kWh 4.659 kWh 4.747 kWh 1.238.500 kWh 0 kWh 0 kWh 1.423.088 kWh
569.792 kWh 320.100 kWh
Equipamiento edificio Iluminación Total adquirida Climatización BIOMASA PROP SIN COGENERACION
Calefacción Agua caliente Producción electricidad Total de SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 50 ELECTRICIDAD (kWh) 800.000
700.000
600.000
500.000
400.000
300.000
200.000
100.000
0
EDIFICIO LUCIA
CON COGENERACIÓN
EDIFICIO LUCIA
SIN COGENERACIÓN
EDIFICIO DE REFERENCIA SEGÚN ASHRAE 90.1‐2007
ASTILLA DE MADERA (kWh) 1.600.000
1.400.000
1.200.000
1.000.000
800.000
600.000
400.000
200.000
0
EDIFICIO LUCIA
CON COGENERACIÓN
EDIFICIO LUCIA
SIN COGENERACIÓN
EDIFICIO DE REFERENCIA SEGÚN ASHRAE 90.1‐2007
SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 51 5. CONCLUSIONES 5.1. Mejoras constructivas 5.2. Mejoras en instalaciones 5.3. Balance energético total del edificio 5.4. Indicadores energéticos totales del edificio 5.5. Comparativa de demanda energética 5.6. Balance energético de los sistemas del edificio 5. CONCLUSIONES Tras la realización de la simulación energética de los tres modelos de edificio (edificio LUCIA, edificio LUCIA sin cogeneración y edificio según ASHRAE) en este apartado se muestran las mejoras energéticas conseguidas del edificio LUCIA que no es posible simular mediante los modelos computerizados y que deben ser valoradas por separado, analizadas e integradas en los resultados posteriormente a la obtención de los resultados, o integradas en el modelo informático mediante sistemas equivalentes. 5.1.
MEJORAS CONSTRUCTIVAS El edificio LUCIA dispone de una forma geométrica única que produce un efecto de auto sombreado en las fachadas orientadas al Este y al Oeste, a la vez que permitirá un aporte de luminosidad exterior muy elevado, creando un ambiente interior lumínicamente confortable a la vez que permite un ahorro energético en iluminación y climatización en el edificio. La fachada sur del edificio se protege del sol mediante un muro cortina con fachada de doble piel fotovoltaica y aleros y faldones en el resto de ventanas orientadas al sur. Esto reduce la demanda energética del edificio y a su vez produce energía solar fotovoltaica. Los lucernarios del edificio disponen de un sistema fotovoltaico que produce dos efectos muy positivos en el edificio: reducir el consumo de climatización por el efecto de sombra que produce, y producir energía solar fotovoltaica. 5.2.
MEJORAS EN INSTALACIONES El edificio LUCIA dispone de sistemas que no han podido ser introducidas en el modelo de simulación y se han considerado como mejoras en las instalaciones del modelo LUCIA. Los sistemas que se ha considerado como mejoras excepcionales han sido: 
Fachada fotovoltaica de doble piel en el edificio, reduciendo el consumo energético del edificio por su protección solar y produciendo energía eléctrica 
Dos lucernarios fotovoltaicos, reduciendo el consumo energético del edificio por su protección solar y produciendo energía eléctrica 
Pozos canadienses para precalentar en invierno el aire de ventilación y pre‐enfriarlo en verano, mediante conductos subterráneos de 18 m de profundidad SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 52 En la siguiente tabla se detalla el coste de cada uno de los sistemas y el ahorro producido tanto a nivel energético (kWh eléctrico ó térmicos) ahorrados y el ahorro económico obtenido. MEJORA COSTE ECONÓMICO
AHORRO ENERGÉTICO AHORRO ECONÓMICO Fachada fotovoltaica de doble piel 60.500 € 5.000 kWh eléctricos 1.700 €/año Lucernarios fotovoltaicos 44.000 € 5.500 kWh eléctricos 1870 €/año Pozos canadienses 34.000 € 25.000 kWh térmicos ‐ 6€/año ‐ 2.7000 kWh eléctricos 1. Fachada fotovoltaica de doble piel: Se ha calculado el sobrecoste respecto a una celosía de aluminio fija equivalente sin producción fotovoltaica. El sobrecoste respecto a una celosía de aluminio fija equivalente sin producción fotovoltaica. 2. Lucernarios fotovoltaicos: se ha calculado el sobrecoste respecto a un lucernario de control solar sin producción fotovoltaica. El coste de la electricidad se ha calculado considerando las primas actuales de la producción eléctrica fotovoltaica.
3. Pozos canadienses: se ha calculado el sobrecoste calculado respecto a la instalación sin pozos canadienses. Se excluye del cálculo el sistema de control. SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 53 5.3.
BALANCE ENERGÉTICO TOTAL DEL EDIFICIO La siguiente tabla muestra datos de energía consumida en el edificio por todas las fuentes energéticas. Se incluye en ésta tabla el consumo eléctrico asociado al equipamiento informático del edificio, dato indispensable para la valoración de la eficiencia energética del edificio a efectos de la certificación LEED. Se ha incluido también en ésta tabla la producción fotovoltaica realizada en el edificio mediante el muro cortina y los lucernarios solares. Dicha producción se aplica en el edificio LUCIA, en sus dos modelos. El edificio de referencia no posee ningún tipo de producción fotovoltaica. EDIFICIO LUCIA CON COGENERACIÓN EDIFICIO LUCIA SIN COGENERACIÓN EDIFICIO DE REFERENCIA SEGÚN ASHRAE 90.1‐2007 ELECTRICIDAD CONSUMOS ENERGÉTICOS MENSUALES DEL EDIFICIO + EQUIPAMIENTO Climatización 3.590 kWh 4.470 kWh 113.890 kWh Torres de refrigeración 3.260 kWh 3.260 kWh 0 kWh Calefacción 100 kWh 360 kWh 0 kWh Ventilación 54.310 kWh 54.310 kWh 112.860 kWh Bombas y auxiliares 79.790 kWh 80.510 kWh 50.240 kWh 276.950 kWh 276.950 kWh 276.950 kWh 74.490 kWh 73.980 kWh 146.190 kWh Producción cogeneración ‐249.108 kWh 0 kWh 0 kWh Producción Fotovoltaica ‐10.476 kWh ‐10.476 kWh 0 kWh Total electricidad adquirida 232.906 kWh 483.364 kWh 700.130 kWh Climatización 145.268 kWh 435.277 kWh 0 kWh 34.662 kWh 129.856 kWh 315.353 kWh 4.659 kWh 4.659 kWh 4.747 kWh Producción de electricidad 1.238.500 kWh 0 kWh 0 kWh Total astilla consumida 1.423.088 kWh 569.792 kWh 320.100 kWh Equipamiento edificio BIOMASA Iluminación Calefacción Agua caliente de madera SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 54 Tal y como se aprecia en la tabla, el edificio LUCIA presenta importantes reducciones en cuanto al consumo eléctrico asociado, debido a la mayor eficiencia de los sistemas de climatización, iluminación y ventilación, y al consumo prácticamente nulo de los sistemas de producción de frío mediante expansión directa. En el modelo propuesto (edificio LUCIA) considerando la cogeneración, se aprecia adicionalmente una importante reducción en el consumo eléctrico del edificio debido a la elevada producción propia. Sin embargo, en el modelo sin considerar la cogeneración se aprecia que el consumo de biomasa aumenta debido al uso del grupo de absorción, que convierte energía calorífica en energía frigorífica a un ratio de rendimiento (a plena carga) de 0,7 kW de frío por cada kW de calor. SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 55 5.4.
INDICADORES ENERGÉTICOS TOTALES DEL EDIFICIO Los siguientes indicadores energéticos muestran los datos de energía primaria y finales consumidos por el edificio, así como la producción de CO2 asociada a dichas energías, y el gasto económico aproximado que tendrá el edificio considerando el coste económico de la electricidad y la astilla de madera indicados previamente. Éstos indicadores son necesarios para el proceso de certificación LEED, puesto que en dicho proceso se analiza el consumo en energía final del edificio para cada uno de los modelos presentados y el coste energético asociado a dichos consumos. ENERGÍA FINAL (ELECTRICIDAD + KWh ASTILLA) ENERGÍA FINAL Elec adquirida 232.882 kWh 483.340 kWh 700.130 kWh Astilla 1.423.088 kWh 569.792 kWh 320.100 kWh Total 1.655.970 kWh 1.053.132 kWh 1.020.230 kWh 280 kWh /m2 178 kWh /m2 172 kWh /m2 Total Energía final (kWh/ m2 año) ENERGÍA PRIMARIA (ELECTRICIDAD + KWh ASTILLA) ENERGÍA PRIMARIA Elec adquirida 606.192 kWh 1.258.134 kWh 1.822.438 kWh Astilla 1.423.088 kWh 569.792 kWh 320.100 kWh Total 2.029.280 kWh 1.827.926 kWh 2.142.538 kWh Total Energía primaria (kWh/ m2 año) 338 kWh /m2 305 kWh /m2 357 kWh /m2 PRODUCCIÓN DE CO2 ANUAL DEL EDIFICIO + EQUIPAMIENTO CO2 ANUAL Elec adquirida Astilla Total KgCO2 Total kg CO2 /m2 año 151.140 kg CO2 313.688 kg CO2 454.384 kg CO2 0 kg CO2 0 kg CO2 0 kg CO2 151.140 kg CO2 313.688 kg CO2 454.384 kg CO2 25 kg CO2/m2 52 kg CO2/m2 76 kg CO2/m2 SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 56 ANALISIS ECONOMICO ANÁLISIS ECONÓMICO COMPARATIVO INCLUYENDO EL GASTO EN EQUIPAMIENTO) Elec adquirida 25.384 € 52.684 € 76.314 € Astilla 14.231 € 5.698 € 3.201 € Total € 39.615 € 58.382 € 79.515 € Total €/m2 7 €/m2 10 €/m2 13 €/m2 LEED AHORRO ECONÓMICO RESPECTO AL ASHRAE 90.1‐2007 BASELINE BUILDING Consumo Final 49,8% 73,4% 100,0% Porcentaje de ahorro 50,2% 26,6% 0,0% SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 57 5.5.
COMPARATIVA DE DEMANDA ENERGÉTICA En la tabla siguiente se muestran los valores de demanda energética del edificio LUCIA, del edifico propuesto sin cogeneración y el edificio Baseline según ASHRAE. BIOMASA ELECTRICIDAD EDIFICIO LUCIA EDIFICIO PROPUESTO SIN COGENERACIÓN EDIFICO BASELINE Climatización 0,60 0,80 19,20 Torres de refrigeración 0,60 0,60 0,00 Calefacción 0,00 0.1 0,00 Ventilación 9,20 9,20 19,10 Bombas y auxiliares 13,50 13,60 8,50 Iluminación 12,60 12,50 24,70 Energía eléctrica producida ‐1,80 ‐1,80 0,00 Total adquirida 34,60 34,90 71,50 Climatización 24,50 73,50 0,00 Calefacción 5,90 21,90 53,30 Agua caliente 0,80 0,80 0,80 Total 31,20 96,20 54,10 TOTAL DEMANDA (kWh/m2) 65,80 131,10 125,60 Las consideraciones a los datos de la tabla referente a la demanda energética del edificio son: 
No se ha considerado el consumo por equipamiento en el edificio, para buscar más semejanza con el CALENER y permitir que los resultados sean comparables. 
Se ha considerado la producción de energía solar fotovoltaica. Como es producción, el valor de demanda es negativo. 
En el edificio sin cogeneración se han considerado las demandas térmicas y eléctricas que necesita el edificio para funcionar. SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 58 
En el edificio con cogeneración se ha considerado la demanda eléctrica del edificio completa (prácticamente igual que en el edificio sin cogenerar). La demanda térmica considerada corresponde a aquella que no será suministrada con calor sobrante debido al proceso de la cogeneración (recuperación de energía térmica). No se ha considerado el consumo de astilla de madera asociado a la producción de electricidad, pero si la energía eléctrica consumida, independientemente de su origen. SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 59 5.6.
BALANCE ENERGÉTICO DE LOS SISTEMAS DEL EDIFICIO A continuación se muestran el balance energético del edificio y los indicadores energéticos, pero excluyendo de los cálculos el equipamiento interno (Ordenadores, CPD, etc.), para poder valorar de esa forma los consumos y producciones propias del edificio. Los datos energéticos mostrados aquí son útiles para calcular el consumo energético del edificio en kWh/m2 y año a efectos de establecer comparaciones con los datos obtenidos en el programa energético CALENER, que no incluye en sus resultados los consumos energéticos del equipamiento interior. EDIFICIO LUCIA CON COGENERACIÓN EDIFICIO LUCIA SIN COGENERACIÓN EDIFICIO DE REFERENCIA SEGÚN ASHRAE 90.1‐
2007 ELECTRICIDAD CONSUMOS ENERGÉTICOS MENSUALES DEL EDIFICIO + EQUIPAMIENTO Climatización 3.590 kWh 4.470 kWh 113.890 kWh Torres de refrigeración 3.260 kWh 3.260 kWh 0 kWh Calefacción 100 kWh 360 kWh 0 kWh Ventilación 54.310 kWh 54.310 kWh 112.860 kWh Bombas y auxiliares 79.790 kWh 80.510 kWh 50.240 kWh Equipamiento edificio BIOMASA Iluminación NO SE CONSIDERA EN LOS CÁLCULOS DE ESTA TABLA 74.490 kWh 73.980 kWh 146.190 kWh Producción cogeneración ‐249.108 kWh 0 kWh 0 kWh Producción Fotovoltaica ‐10.476 kWh 10.476 kWh 0 kWh Total electricidad adquirida ‐44.044 kWh 227.366 kWh 423.180 kWh Climatización 145.268 kWh 435.277 kWh 0 kWh 34.662 kWh 129.856 kWh 315.353 kWh 4.659 kWh 4.659 kWh 4.747 kWh Producción de electricidad 1.238.500 kWh 0 kWh 0 kWh Total astilla de madera consumida 1.423.088 kWh 569.792 kWh 320.100 kWh Calefacción Agua caliente SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 60 INDICADORES ENERGÉTICOS EXCLUYENDO EL EQUIPAMIENTO Se muestran también los datos de producción de CO2 anual del sistema. Nótese que, a efectos comparativos, la producción de cogeneración genera un excedente energético de electricidad superior a todos los consumos anuales del edificio sin contabilizar los consumos debidos al equipamiento. El balance total energético tomando en cuenta estas consideraciones es negativo en función del CO2 producido, es decir, que excluyendo los consumos debidos al equipamiento interior del edificio (ordenadores, etc.), Por ello, se puede afirmar que el edificio tiene un balance 0 de CO2, pues produce más electricidad de la que consumen sus sistemas energéticos, y la producción de energía térmica que sirve como origen a todos los consumos (calor, frío y electricidad) se realiza mediante la valorización de un subproducto residual que habitualmente se quema o se pudre de forma natural. ENERGÍA FINAL (ELECTRICIDAD + kWh ASTILLA) SIN EQUIPAMIENTO ENERGÍA FINAL Elec adquirida ‐44.068 kWh 206.390 kWh 423.180 kWh Astilla 1.423.088 kWh 569.792 kWh 320.100 kWh Total 1.379.020 kWh 776.182 kWh 743.280 kWh 233 kWh/m2 131 kWh /m2 126 kWh/m2 Total Energía final (kWh/m2 año) ENERGÍA PRIMARIA (ELECTRICIDAD + kWh ASTILLA) SIN EQUIPAMIENTO ENERGÍA PRIMARIA Elec adquirida ‐114.709 kWh 537.233 kWh 1.101.538 kWh Astilla 1.423.088 kWh 569.792 kWh 320.100 kWh Total 1.308.379 kWh 1.107.025 kWh 1.421.637 kWh Total Energía primaria (kWh/ m2 año) 218 kWh/m2 185 kWh /m2 237 kWh /m2 PRODUCCIÓN DE CO2 ANUAL DEL EDIFICIO SIN EQUIPAMIENTO CO2 ANUAL Elec adquirida Astilla Total KgCO2 Total kg CO2/m2 año ‐28.600 kg CO2 133.947 kg CO2 274.644 kg CO2 0 kg CO2 0 kg CO2 0 kg CO2 ‐28.600 kg CO2 133.947 kg CO2 274.644 kg CO2 ‐5 kg CO2/m2 22 kg CO2/m2 46 kg CO2 / m2 SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 61 ANALISIS ECONOMICO ANÁLISIS ECONÓMICO COMPARATIVO SIN EQUIPAMIENTO Elec adquirida ‐4.803 € 22.497 € 46.127 € Astilla 14.231 € 5.698 € 3.201 € Total € 9.427 € 28.194 € 49.328 € Total €/m2 2 €/m2 5 €/m2 8 €/m2 LEED AHORRO ECONÓMICO RESPECTO AL ASHRAE 90.1‐2007 BASELINE BUILDING Consumo Final 19,1% 57,2% 100,0% Porcentaje de ahorro 80,9% 42,8% 0,0% SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 62 INDICADORES ENERGÉTICOS CON EQUIPAMIENTO ENERGÍA FINAL (ELECTRICIDAD + kWh ASTILLA) ENERGÍA FINAL Elec adquirida ‐44.044 kWh 227.366 kWh 423.180 kWh Astilla 1.423.088 kWh 569.792 kWh 320.100 kWh Total 1.379.044 kWh 797.158 kWh 743.280 kWh kWh /m2 233 kWh /m2 135 kWh /m2 126 Total Energía final (kWh/m2 año) ENERGÍA PRIMARIA (ELECTRICIDAD + kWh ASTILLA) ENERGÍA PRIMARIA Elec adquirida ‐114.647 kWh 591.834 kWh 1.101.538 kWh Astilla 1.423.088 kWh 569.792 kWh 320.100 kWh Total 1.308.442 kWh 1.161.626 kWh 1.421.637 kWh Total Energía (kWh/m2 año) primaria 218 kWh/m2 kWh/m2 194 237 kWh/m2 PRODUCCIÓN DE CO2 ANUAL DEL EDIFICIO + EQUIPAMIENTO CO2 ANUAL Elec adquirida ‐28.585 kg CO2 147.561 kg CO2 274.644 kg CO2 0 kg CO2 0 kg CO2 0 kg CO2 ‐28.585 kg CO2 147.561 kg CO2 274.644 kg CO2 Astilla Total KgCO2 Total kg CO2/m2 año ‐5 kg CO2/m2 25 kg CO2/m2 46 kg CO2/m2 ANÁLISIS ECONÓMICO ANÁLISIS ECONÓMICO COMPARATIVO INCLUYENDO EL GASTO EN EQUIPAMIENTO) Elec adquirida ‐4.801 € 24.783 € 46.127 € Astilla 14.231 € 5.698 € 3.201 € Total € 9.430 € 30.481 € 49.328 € Total €/m2 2 €/m2 5 €/m2 8 €/m2 SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 63 LEED AHORRO ECONÓMICO RESPECTO AL ASHRAE 90.1‐2007 BASELINE BUILDING Consumo Final 19,1% 61,8% 100,0% Porcentaje de ahorro 80,9% 38,2% 0,0% SIMULACION ENERGÉTICA EDIFICIO LUCIA 64