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Técnica Industrial, septiembre 2013, 303: 50-62 50 La eficiencia energética en la edificación Julio José Pérez Díez, José Antonio Ferrer Tevar y María del Rosario Heras Celmín RESUMEN La eficiencia energética en los edificios, para que sea real- mente efectiva, requiere de actuaciones que afecten tanto al diseño de los mismos, la parte pasiva, como a sus sistemas, su parte activa. Un correcto diseño, que tenga en cuenta el medio en el que se construye el edificio, supondrá de por sí un importante ahorro en la energía necesaria para mantener las condiciones de confort en su interior. Una vez reducida la demanda, a través del diseño, la incorporación de sistemas renovables para la producción de agua caliente o fría desempeña un papel funda- mental en la reducción de la energía primaria convencional. Para permitir esta integración, así como una operación óptima de todo el conjunto, es necesario tener en cuenta otros conceptos como la sectorización y la modularidad. Encargado: 27 de junio de 2013 Recibido: 30 de julio de 2013 Aceptado: 6 de agosto de 2013 ABSTRACT Energy efficiency in buildings, to be really effective, requires actions affecting both their design, which is their passive aspect, and their systems, which is their active aspect. A correct design, taking into account the environment in which the building is constructed, will result in a significant savings in the energy required to maintain comfort conditions inside. After reducing demand through design, incorporating renewable systems to produce hot or cold water plays a key role in the reduction of conventional primary energy. To enable this integration, as well as an optimal operation of the whole, it is necessary to consi- der other concepts such as sectorisation and modularity. Commissioned: June 27, 2013 Received: July 30, 2013 Accepted: August 6, 2013 Energy efficiency in buildings Palabras clave Energía, edificación, climatización, energías renovables, eficiencia energética Keywords Energy, building, air conditioning, renewable energies, energy efficiency DOSSIER

La eficiencia energética en la edificación

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Técnica Industrial, septiembre 2013, 303: 50-6250

La eficiencia energética en laedificaciónJulio José Pérez Díez, José Antonio Ferrer Tevar y María del Rosario Heras Celmín

RESUMENLa eficiencia energética en los edificios, para que sea real-mente efectiva, requiere de actuaciones que afecten tanto al diseñode los mismos, la parte pasiva, como a sus sistemas, su parteactiva. Un correcto diseño, que tenga en cuenta el medio en elque se construye el edificio, supondrá de por sí un importanteahorro en la energía necesaria para mantener las condiciones deconfort en su interior. Una vez reducida la demanda, a travésdel diseño, la incorporación de sistemas renovables para laproducción de agua caliente o fría desempeña un papel funda-mental en la reducción de la energía primaria convencional. Parapermitir esta integración, así como una operación óptima de todoel conjunto, es necesario tener en cuenta otros conceptoscomo la sectorización y la modularidad.

Encargado: 27 de junio de 2013Recibido: 30 de julio de 2013Aceptado: 6 de agosto de 2013

ABSTRACTEnergy efficiency in buildings, to be really effective, requiresactions affecting both their design, which is their passive aspect,and their systems, which is their active aspect. A correct design,taking into account the environment in which the building isconstructed, will result in a significant savings in the energyrequired to maintain comfort conditions inside. After reducingdemand through design, incorporating renewable systems toproduce hot or cold water plays a key role in the reduction ofconventional primary energy. To enable this integration, as wellas an optimal operation of the whole, it is necessary to consi-der other concepts such as sectorisation and modularity.

Commissioned: June 27, 2013Received: July 30, 2013Accepted: August 6, 2013

Energy efficiency in buildings

Palabras claveEnergía, edificación, climatización, energías renovables, eficienciaenergética

KeywordsEnergy, building, air conditioning, renewable energies, energy efficiency

DOSSIER

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Imagen: Shutterstock

Todos los seres vivos, en general, requie-ren de un hábitat adecuado para el des-arrollo de sus funciones vitales y es nece-saria su adaptación al medio ambiente.El hombre por su carácter homeotér-mico, y su limitada capacidad de protec-ción frente a los cambios naturales de lascondiciones climáticas, ha necesitado eldesarrollo de técnicas para crear un espa-cio envolvente artificial (los edificios) quele permita subsistir a lo largo de la ampliadistribución geográfica que ocupa.

Poco a poco, a lo largo de la histo-ria, se ha ido dotando a estos espacios deelementos que permitían modificar latemperatura interior del mismo conobjeto de aproximar esas condicionesinteriores a las ideales para el cuerpohumano, aquel en el que el cuerpo estáen equilibrio térmico con el ambiente.Aunque no debe olvidarse que colocandoa una serie de individuos en las mismascondiciones térmicas, si bien habrá unamayoría que opinen del mismo modo,encontraremos diferencias de parecersobre el estado de idoneidad de la tem-peratura y humedad. Por ello, al referir-nos a estas condiciones ideales, hablamosde “bandas de confort” o “porcentajes deindividuos en estado de confort”.

Para alcanzar dichas condiciones,estos sistemas no solo deben vencer la

inercia propia del ambiente interior sinotambién combatir otros factores como,por ejemplo, las pérdidas de energía porla envolvente, y todo ello a base de con-sumir energía. Para minimizar este gastoenergético lo ideal es que, para cualquieredificio, desde la fase del diseño hasta lade explotación para la que fue conce-bido, se prevean, desde un punto de vistaenergético y de confort térmico, losefectos del clima sobre la evolución ter-modinámica del sistema, diseñándolosacordes al clima y al lugar en el que seconstruirá, así como para la utilizaciónde los recursos naturales locales deforma que se consiga reducir la depen-dencia energética de las fuentes fósilesde energía.

Podría decirse que los objetivos quedebe perseguir la eficiencia energética enla edificación son:

– Favorecer la utilización de losrecursos naturales renovables para elacondicionamiento de los edificios,mediante el uso de técnicas naturalesde acondicionamiento (considerando loscomponentes, las técnicas constructivasy el emplazamiento) para reducir lademanda energética del edificio.

– Integrar los sistemas de energíasrenovables en los procesos de climatiza-ción (calefacción y refrigeración) y de

generación de electricidad, integrándo-los en el edificio como otros componen-tes más del mismo.

– En caso de necesitar aportes ener-géticos de fuentes no renovables, buscarque estos sean utilizados recurriendo asistemas más eficientes y modulablesposible.

Análisis energético. Modelado,simulación y monitorizaciónLa normativa española, principalmenteel Código Técnico de la Edificación,regula el comportamiento energético deledificio, limitando su demanda energé-tica. Existen dos herramientas informá-ticas oficiales (Lider y Calener) para elcálculo y la justificaciónde las exigenciasbásicas en lo que al ahorro energético serefiere.

Como complemento al Código Téc-nico, el pasado mes de junio se aprobómediante real decreto (235/2013) el “pro-cedimiento básico para la certificaciónde la eficiencia energética de los edifi-cios”, ampliando los supuestos en los quees necesaria la certificación energéticaa edificios o espacios que se transfierano alquilen. Dicho real decreto vieneacompañado de nuevas herramientasinformáticas de certificación, diferentesde las anteriores, y desarrolladas teniendo

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en cuenta las dificultades propias del aná-lisis de construcciones ya existentes y delas que, en la mayor parte de los casos, secuenta con escasa información relativa amateriales, composición de cerramien-tos, etc.

La selección y combinación adecuadade las técnicas que se describen más ade-lante, para alcanzar los objetivos marca-dos por esta normativa (tanto para el con-trol y la reducción de la demanda comopara la propuesta de modificaciones paramejorar la calificación energética del edi-ficio), requiere de un estudio detalladotanto de las mismas como de las condi-ciones de contorno a las que se verásometido el edificio..

Para acotar el número de solucionesposibles y localizar entre todas ellas aque-lla que consigue los mejores resultados anivel energético, se puede recurrir amodelos de simulación de los edificios.Un modelo de simulación es una repre-sentación abstracta de un sistema real quepermite valorar y predecir el comporta-

miento energético de un diseño, lo que-permite conocer su comportamiento acorto plazo e, incluso, a en el futuro.

Una forma de clasificar los modelosde simulación sería, cubriendo los tresniveles de complejidad que se presentanen la literatura clásica, la siguiente:

• Los métodos estáticos son los queadoptan las hipótesis más restrictivasen cuanto al campo de aplicación delmodelo, así como a la cantidad y fiabili-dad de los resultados obtenidos (grados-día y bim).

• Los métodos de correlación se basan ensimplificaciones de modelos más amplias,obtenidas a partir del estudio sistemáticode diversos fenómenos, utilizando, gene-ralmente, como fuente de informaciónlos métodos más detallados de simula-ción energética de edificios: los métodosdinámicos. Asimismo, estos modeloshacen uso de leyes empíricas sencillas quetienen un carácter general.

• Los métodos de simulación dinámicosson los que mayor complejidad presen-

tan, ya que requieren una definiciónexhaustiva del edificio y una resolucióna tiempos de paso cortos del sistema deecuaciones planteado (normalmente deuna hora). Los modelos obtenidos de estaforma necesitan la entrada de una canti-dad considerable de información y, portanto, su manejo es complicado. No obs-tante, son los que permiten modelizarcon mayor definición el diseño del edi-ficio, sus sistemas y su entorno climato-lógico, por lo que resultan de mayor uti-lidad. Actualmente, existen múltiplesprogramas validados internacionalmentepara calcular, de manera dinámica, la res-puesta energética del edificio.

La exactitud de las simulacionesdepende de la exactitud de los modelosfísico-matemáticos que se utilicen, porlo que estos deben ser desarrollados demanera exhaustiva, completando los aná-lisis teóricos con desarrollos experi-mentales de los mismos que sirvan devalidación.

La evaluación energética empírica(experimental), o monitorización, se rea-liza a través de la medida de la respuestaenergética del edificio a las condicionesexteriores.

El empleo sistemático de la misma esútil desde diversos puntos de vista. Desdeel científico, el planteamiento de experi-mentos sirve para dos funciones básicas:el desarrollo y/o mejora de algoritmosde simulación de fenómenos térmicos enel edificio y la validación de códigos desimulación a través de la comparación delos resultados teóricos con los datos expe-rimentales. Y desde el punto de vista téc-nico sirve para desarrollar metodologíasque permitan cubrir campos tales como:la caracterización de edificios desde elpunto de vista energético, el desarrollo

Figura 1. Imagen del modelado de un edificio con Calener.

Figura 2. Modelado experimental de un elemento constructivo mediante técnica PIV.

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La eficiencia energética en la edificación

de sistemas de control automático y ladetección de errores en la operación delos edificios, con el fin de realizar reha-bilitaciones energéticamente eficaces.

Principales factores del diseñoenergéticamente eficientePodemos considerar que la principalfuente energética que influye en el equi-librio energético del edificio es la radia-ción solar. La radiación que incide sobrela piel del edificio es en parte reflejada denuevo hacia el exterior, en parte trans-mitida hacia el interior a través de hue-cos y ventanas y, en parte, absorbida, con-tribuyendo de este modo al equilibrioenergético del edificio. El análisis de lainteracción radiación solar-edificio cobraespecial importancia en diseños queincorporan elementos solares pasivos(invernaderos adosados, muros Trombe,etc.) o activos (captadores solares) y endiseños en los que el análisis de sombrases relevante.

Tanto la orientación del edificio comola distribución de los huecos en las facha-das son factores determinantes para laoptimización de la captación de energíasolar todo el año. Para ello, durante elinvierno, el diseño arquitectónico deberábuscar obtener la máxima energía posi-ble del entorno. Por el contrario, duranteel periodo de verano, cuando se pretendeque el foco caliente sea el edificio, se hande buscar focos fríos que permitan eva-cuar la energía desde el mismo, siendolos más habituales: el terreno a unaprofundidad determinada, el gradientede humedad entre el ambiente exteriory el interior y el cielo nocturno.

Por ejemplo, en nuestra latitud, lasventanas abiertas al sur, donde se reciberadiación solar durante todos los días delaño, deberán maximizar la captación deradiación solar en invierno de forma queesa ganancia reduzca la demanda en lossistemas de calefacción. Estas técnicasreciben el nombre de “técnicas natura-les de calefacción”. Siguiendo el ejemplode las ventanas, durante el verano deberáminimizarse la captación, un aumento dela carga que deben compensar los siste-mas de climatización, recurriendo porejemplo a sistemas elementales de pro-tección solar (retranqueo, toldos, pérgo-las, etcétera). Estas técnicas se denomi-nan “técnicas naturales de refrigeración”.

Los huecos en las fachadas, además deactuar como elementos captadores deenergía, son también una fuente de ilu-minación natural. Esta iluminación,aparte de su calidad y sus efectos benefi-ciosos sobre la psicología de los usuarios,

permite ahorros de energía importantesmáxime cuando se recurre a sistemas deiluminación artificial capaces de modu-lar para adaptarse a la luz natural queentra en los recintos.

Volviendo a la envolvente, el aisla-miento correcto de las fachadas es un fac-tor fundamental para alcanzar los obje-tivos indicados más arriba evitando,durante el invierno, la pérdida de ener-gía desde el interior y las ganancias deenergía desde el exterior, amortiguandolas variaciones temporales de la tempe-ratura interior. El aislamiento debe evi-tar, además, la entrada incontrolada deaire exterior (infiltraciones), que alencontrarse generalmente a una tem-peratura fuera de las bandas de confortsuele convertirse en una nueva carga quecombatir.

Además, a través de una adecuada dis-tribución de los materiales con mayorinercia térmica (que es función del pro-ducto de la densidad por la capacidadcalorífica del material), se puede alma-cenar la energía durante las horas en queexiste mayor aporte, liberándola a lashoras en que hay menor aporte energé-tico exterior. Por ejemplo, un materialcon un desfase de 12 horas tendría sumáxima captación en el mediodía solar ysu máxima cesión al ambiente interior alas 12 de la medianoche. Esta estrategiase ve favorecida si está acompañada deuna adecuada ventilación nocturna queevite que el almacenamiento de energíavaya incrementándose día a día y queacabe produciendo una situación dedisconfort continua en el tiempo.

Dependiendo de las temperaturasinteriores y exteriores, cuando estas se

encuentran más cerca de la condicionesde confort que aquellas, puede ser con-veniente introducir de forma controlada,aire exterior que permita refrescar (freecooling) o calentar (free heating) gratuita-mente los espacios interiores.

Para que este movimiento de aire seproduzca de forma natural es importanteconsiderar, al concebir el edificio, lascorrientes preferentes de viento en lazona donde está inmerso el mismo, a par-tir de las cuales habrá que distribuircorrectamente los huecos, tanto en lasfachadas como en las particiones inte-riores, para permitir dicha circulación.

Entre las técnicas naturales de refri-geración se encuentran, por un lado, laventilación y el sombreamiento, técnicasdenominadas “preventivas” y cuya fun-ción es evitar los sobrecalentamientos. Y,por otro, estarían las técnicas “correcti-vas”, que consiguen una reducción efec-tiva de la temperatura interior del edifi-cio, como son: los tubos enterrados, larefrigeración evaporativa y la refrigera-ción radiativa. Ambos tipos de medidasde refrigeración son totalmente com-patibles entre ellos, y con los sistemas decaptación solar y ventilación ya vistos,y es recomendable el uso simultáneo devarias de estas medidas a fin de optimi-zar la eficiencia del diseño.

En los siguientes puntos analizaremosen detalle algunas de estas técnicas.

Técnicas naturales de calefacciónAl buscar el aprovechamiento máximode la energía solar, como elemento decalefacción natural, hay que tener encuenta algunos conceptos ya citados enla introducción como: las ganancias sola-

Figura 3. Edificio 70 del CIEMAT. PSE-ARFRISOL.

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res, la inercia térmica, el aislamiento y,por supuesto, la orientación.

OrientaciónLa posición de máxima captación deenergía solar es aquella que es perpendi-cular a la incidencia de los rayos solaresel mayor tiempo posible, por lo que laorientación óptima de las ventanas, ennuestra latitud, sería la sur, sin olvidarque las protecciones solares deben dise-ñarse para no afectar la captación inver-nal y evitar la estival.

Si la orientación sur recibe durantetodo el día la radiación solar, la norte porel contrario estará continuamente som-breada, debido a lo cual, las condicionestérmicas de esta zona serán más frías. Portanto, deben evitarse en esta orientacióngrandes huecos, prestando especial aten-ción a su correcto aislamiento térmico.A pesar de estos inconvenientes, no debecaerse en la tentación de diseñar facha-das huecas en esta orientación, ya que lohuecos en la misma resultarán funda-mentales a la hora de "generar" corrien-tes naturales de aire dentro del edificio.

Las fachadas este y oeste reciben el solpor la mañana y por la tarde (dividiendoambos periodos a partir del mediodíasolar), respectivamente. Ambas fachadasson desfavorables en verano, ya que lacaptación es muy difícil de evitar a no serque se empleen persianas corredizas (osimilares) que obstruyan completamentela incidencia solar. La orientación oestees especialmente desfavorable en veranoya que recibe radiación por la tarde,momento que suele coincidir con el demáxima temperatura exterior.

Asimismo, no debe olvidarse que,dependiendo de las direcciones preferen-tes de viento de cada zona, los huecosdeben abrirse de forma adecuada para per-mitir las ventilaciones en verano y pro-tegerse de los vientos fríos en invierno.

Inercia términaComo se adelantaba en la introducciónde este artículo, una de las funciones de

las masas de inercia térmica consiste enalmacenar el calor durante las horas demayor producción para, posteriormente,con un cierto desfase temporal y con unacierta atenuación, reemitirlas al volumenque calefactar.

Las principales masas de inercia enun edificio están en los muros y suelos.Una adecuada distribución de estas com-binada con un adecuado aislamiento yuna estrategia de ventilación correcta escrucial para conseguir un edificio con-fortable.

En la figura 5 se representan, deforma simplificada, los mecanismos detransferencia de calor a través de uncerramiento, y cómo funciona la inerciatérmica.

Veámoslo paso a paso. La radiaciónsolar incidente sobre la superficie es enparte absorbida y, en parte, reflejada. Laproporción depende del tipo de materialy del color del muro. La energía absor-bida se distribuye o bien hacia el interiordel muro, por conducción, o bien haciael exterior, mediante los fenómenos deradiación y convección. Parte de esa ener-

gía que es transferida hacia el interior através del muro se emplea en aumentarla temperatura del propio muro, que-dando almacenada en el mismo.

Cabe destacar que cuando la onda tér-mica (el incremento en la temperatura)llega de una cara a otra del muro se hanproducido dos fenómenos: una amorti-guación de la cantidad de energía, debidoa que parte de la misma se ha empleadoen aumentar la temperatura del muro,y un desfase temporal del pico de la ondatérmica, que llega a la cara opuesta conun cierto retardo temporal.

Eligiendo adecuadamente las carac-terísticas del muro (conductividad, den-sidad, capacidad calorífica y espesores delas distintas capas) podemos controlar eltiempo de desfase.

Ganancia solarSe debe tanto al paso directo de la radia-ción solar al interior del edificio, a tra-vés de materiales traslúcidos o transpa-rentes, como al calentamiento deelementos opacos que lo almacenan ytransmiten hacia el interior. Según el casodistinguimos entre:

• Ganancia directa. Sería el primercaso, cuando no existe ningún elementointermedio entre el Sol y el espacio quecalefactar excepto el material traslú-cido/transparente. Es el mecanismo mássencillo de captación solar ya que única-mente requiere de una adecuada orien-tación, una configuración correcta delhueco (inclinación respecto a la verticaly tipo de material utilizado).

• Ganancia indirecta. Sería el segundocaso, cuando se recurre a elementos que

Figura 4. Incidencia del viento en un edificio. Simulación CFD (mecánica de fluidos computacional).

Figura 5. Distribución de energía en un cerramiento.

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almacenan y, posteriormente, distribu-yen la energía solar que incide sobre ellos,a través de fenómenos de conducción yconvección. Dentro de este grupo esta-rían a su vez los que recurren exclusiva-mente a un muro de alta inercia térmica,tras un vidrio que produce el efecto inver-nadero (favoreciendo la ganancia ener-gética del muro), y los que combinan elalmacenamiento con la convección,introduciendo el aire precalentado porla radiación solar en el espacio que que-remos calentar.

El primer ejemplo, que aparece en lafigura 6, corresponde a un muroTrombe, que recibe este nombre enhonor del arquitecto que lo empleó porprimera vez. Este elemento consiste enun muro de alta inercia, sin aislamientoy pintado con colores oscuros (paraaumentar la absorción de radiaciónsolar), delante del cual se coloca unvidrio con el fin de producir el efectoinvernadero (parte derecha de la figura6). La distancia entre el vidrio y el muroes pequeña, de manera que el volumende aire que se va a calentar sea tam-bién pequeño y se alcancen tempera-turas elevadas fácilmente. En las partesinferior y superior del muro existen unasaperturas practicables de modo que,bien por convección natural o forzada(mediante un ventilador controlado porun termostato), exista un paso de airecaliente desde el componente hacia el espacio habitado. A su vez, el aire que penetra en el espacio invernaderodel muro Trombe está precalentadodebido a que se toma de las condicionesinteriores.

Técnicas naturales de refrigeraciónLa refrigeración pasiva persigue man-tener las condiciones de confort en el edi-ficio sin necesidad de recurrir a sistemasmecánicos de aire acondicionado.

Recordemos que la transferencia natu-ral del calor se produce siempre desde elfoco caliente al foco frío, y nunca a lainversa, a no ser que se incluya en el pro-ceso una máquina térmica, por lo que esimportante considerar los distintos agen-tes ambientales que favorecen la trans-ferencia energética entre el edificio y elmedio ambiente, como son: el cielo, laatmósfera y el terreno.

El principal objetivo de las técnicasnaturales sería evitar que el espacio habi-tado se sobrecalentase por encima de lascondiciones de confort (acción preven-tiva) a través de tres mecanismos: pro-tección solar, ventilación y masa térmica.

Protección solarAl contrario de lo que ocurría en las téc-nicas naturales de calefacción, dadoque lo que se persigue es mantener unambiente fresco, debe procurarse quepenetre la mínima cantidad de energíaposible al recinto para evitar su sobreca-lentamiento.

Para ello debe dotarse al edificio deelementos capaces de bloquear la radia-ción solar. Estos elementos, como cor-tinas, persianas, toldos, etcétera, puedenclasificarse, en primer término, en pro-tecciones fijas y móviles. Mientras quelas primeras suelen formar parte de lapropia estructura del edificio, y el factormás importante que hay que tener encuenta es que funcionen correctamentedurante el invierno (que bloqueen úni-camente cuando sea necesario), lassegundas suelen contar con algún tipode mecanismo que las reposiciona enfunción de las necesidades y las condi-ciones climáticas.

En ambos casos, y como norma gene-ral, las protecciones solares deben ser exte-riores al vidrio de la ventana, dado que, sison interiores, la radiación llega a pene-trar en el espacio que hay que controlar yno se evitan los sobrecalentamientos.

Como elemento de control solar, conun comportamiento dinámico-estacio-nal, puede utilizarse vegetación de hojacaduca, situándola frente a los huecosvidriados. La protección solar mediantevegetación presenta una ventaja adicio-nal, ya que las hojas poseen un meca-nismo termorregulador que genera, den-tro de una zona de efecto alrededor deellos, un efecto atenuador en las oscila-ciones de la temperatura frente a los cam-bios exteriores.

VentilaciónLa ventilación de un edificio tiene porobjeto asegurar la calidad del aire enel interior del mismo. Sin embargo,debido a que, generalmente, este aire deventilación tiene una temperatura fuerade la banda de confort, al ventilar seintroduce una nueva carga térmica quecombatir.

Por otro lado, como comentábamosal hablar de la inercia térmica, la venti-lación también permite evacuar del inte-rior de los edificios parte de la energíaalmacenada, en las masas de inercia tér-mica, para evitar el sobrecalentamientopaulatino del edificio.

Dentro de las técnicas de refrigera-ción natural (véase la figura 7) pode-mos distinguir varios tipos: simple, cru-zada, nocturna y por efecto chimenea:

• Ventilación simple. Es la técnica conque menor número de renovaciones deaire por hora se consiguen, debido a quela ventilación se provoca por diferenciasde presiones a través de un único hueco.

• Ventilación cruzada. Se puede utili-zar esta técnica cuando existen huecosen, al menos, dos fachadas con diferenteorientación sin que haya obstruccionesinteriores entre ambos huecos (o si exis-ten que cuenten con huecos de paso, orejillas, que permitan la circulación delaire.). Aunque con esta técnica se con-sigue un mayor número de renovacionesde aire por hora que en el caso anterior,este tipo de ventilación sin ningún tipode control puede llegar a ser molestodebido a que la velocidad de viento en elinterior del recinto puede ser elevada.Para un correcto diseño de los huecos, yla elección de las fachadas para practi-carlos, es imprescindible conocer las

Figura 6. Esquema de muro Trombe y del efecto invernadero.

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direcciones preferentes de viento en lazona, así como las posibles pantallas quevan a afectar a la incidencia del vientosobre las mismas.

• Ventilación nocturna. Esta técnicabusca aprovechar el descenso de tempe-raturas que generalmente ocurre durantela noche para evacuar la energía almace-nada en las masas de inercia térmica enel edificio durante el verano.

• Efecto chimenea. Esta técnica con-siste, básicamente, en aprovechar eltiro de aire que se provoca cuando existeun gradiente térmico considerable a dife-rentes alturas y orientaciones. Presentauna gran eficiencia en cuanto al númerode renovaciones de aire que provoca. Enla figura 7 se representa un edificio ensección, en cuya la parte superior hay unachimenea que está acristalada en sucara sur, por lo que tiene una importanteganancia solar. Debido a esta gananciade energía el aire sufre un importanteaumento de temperatura, lo cual se tra-duce en una disminución de la densi-dad y, por tanto, tiende a subir y escaparpor las aperturas superiores.

También existen otros sistemas deventilación natural “especiales” en losque el aire es pretratado térmicamenteantes de ser introducido en los edificios.Tal es el caso de la ventilación a través deconductos de aire enterrados.

Esta técnica se aprovecha del gra-diente térmico que existe en el terreno yque hace que, alrededor de los 14 metrosde profundidad, la temperatura sea prác-ticamente constante a lo largo del año, eigual a la temperatura media anual de lazona estudiada. Durante los meses deverano, para profundidades iguales oinferiores a tres metros la temperaturadel suelo puede estar en torno a los 22ºC, por lo que es aprovechable para pro-ducir efectos refrigerativos. Si, además,la parte del suelo en donde se va a apli-car la técnica está sombreada, la reduc-ción de la temperatura a cuatro metros

es de otros 2 ºC más. La eficiencia delsistema dependerá fundamentalmente:

• De la temperatura del suelo, queserá inferior cuanto más profundos esténenterrados.

• Del diámetro de los tubos.• De la longitud total del tubo a

través del cual pasará el aire.• Del caudal de aire que circula a tra-

vés de los tubos (o lo que es lo mismo,para un diámetro dado la velocidad decirculación del fluido).

Para implementar esta técnica (estemétodo de tratamiento térmico del airede ventilación requiere de un exhaustivocontrol sanitario del aire, para evitar posi-bles contaminaciones del mismo) seentierran una serie de tubos de tal modoque a través de ellos circulará aire que, obien, se toma del exterior y se introduceen el edificio (como aire de ventilación),o bien es tomado del interior del edificiohaciéndolo pasar por los tubos antes devolver a introducirlo en el edificio auna temperatura inferior.

Sistemas radiantesEsta técnica aprovecha el hecho de quela temperatura aparente del cielo, por lanoche, es menor que la ambiente. Cuantomás despejada (sin nubes) y clara (conpocos contaminantes) sea la atmósfera,mayor será este efecto.

Maximizando las pérdidas por radia-ción, orientando el conjunto de tubos dis-puesto en horizontal hacia la bóvedaterrestre (y el norte, en nuestra latitud),es posible enfriar una corriente de fluidocaloportador (generalmente agua) quecircule por los mismos. No es una téc-nica completamente pasiva, sino querequiere de elementos mecánicos quehagan circular el agua por el circuito.

Está técnica presenta su máxima efec-tividad durante horas en las que, usual-mente, el edificio no demanda refrigera-ción, es decir, durante la noche. Por ello,habitualmente es necesario almacenar la

energía para emplearla cuando el edifi-cio lo requiera. Las dimensiones, tantodel sistema de radiadores como del alma-cenamiento, deben estudiarse conjunta-mente, ya que la eficiencia del sistema esuna combinación de ambos elementos.

Eficiencia energética debida aldiseño y reducción de emisionesUn ejemplo de aplicación de todas estastécnicas pasivas, así como de la metodo-logía para la optimización del diseño, sonlos demostradores construidos dentro delproyecto PSE-ARFRISOL.

Para evaluar el ahorro de energía y lareducción en las emisiones de CO2, sehan simulado los edificios y se han com-parado las demandas obtenidas con lasdel edificio de referencia, según los valo-res en el documento sectorial relativo ala edificación de la E4 (Estrategia Espa-ñola de Eficiencia Energética 2004-2012).

De acuerdo con dicho documento, losvalores de demanda obtenidos para edi-ficios de oficinas en las zonas climáticasmás semejantes a aquellas en las que seencuentran los C-DdI serían los querefleja la tabla 1.

La demanda reducida esperada paraesos CDdI, se detalla en la tabla 2.

Esta evidente reducción en lademanda energética (en porcentaje) tienesu reflejo en una importante reducciónen las emisiones de CO2 (en kgCO2/h.m2).Tomando por caso el C-DdI construidoen Madrid (Ed70), donde la produc-ción de electricidad proviene funda-mentalmente de centrales eléctricas deciclo combinado y donde la tasa de emi-siones asignada es próxima a los 350gCO2/kWh, supone una reducción en lasemisiones de 18,3 kgCO2/m

2.h de uso.

Eficiencia energética e instalacionesUna vez optimizado el diseño “pasivo”del edificio, y reducida la demanda lomáximo posible, todavía se producenoscilaciones en la temperatura interiorque deben ser corregidas para mantenerlas condiciones de confort. Para ello, serecurre a estrategias “activas” que utili-zan energías renovables como fuente pri-maria de energía para tratar el agua decalefacción/climatización, combinadoscon los elementos terminales adecuados,dejando el uso de energías convenciona-les como un último recurso para asegu-rar la habitabilidad del edificio.

Entre estas estrategias “activas” estánlos campos de captadores solares, quepueden ser utilizados tanto para la pro-

Figura 7. Tipos de técnicas de ventilación natural: simple, cruzada y nocturna.

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ducción de agua caliente sanitaria (ACS)como para la producción de aguacaliente de calefacción; las instalacionesde paneles solares fotovoltaicos, lasmáquinas de absorción de baja tempe-ratura para la producción de aguaenfriada, los sistemas de intercambioenergético con el terreno (agua-agua oaire-aire) y los sistemas de enfriamientoradioconvectivo.

En cuanto al propio diseño de la ins-talación, es importante tener en cuentauna serie de puntos:

• Sectorización. Tanto por usos, comopor orientación y/o alturas. Esto resultaespecialmente complejo en los siste-mas de climatización por aire al reque-rir, generalmente, más espacio para lared de conductos. La sectorización porusos debería ser un requisito mínimo encualquier instalación que aspire a lamáxima eficiencia, de forma sea posible“desconectar” aquellos sistemas que nosean críticos, sin dejar sin servicio a losque sí lo son. Evitar la circulación defluido caloportador, tanto si es aguacomo si es aire, hacia las zonas sin usoevitará, además del consumo de energíanecesario para tratar esas zonas, las pér-didas de temperatura en el propio flui-do al recorrer la red hasta los puntosde consumo.

• Recurrir a sistemas de baja tempera-tura. Uno de los principales problemasde las energías renovables, basadas enfenómenos atmosféricos, es su depen-dencia de factores ambientales. Cuanto“menor” sea la temperatura (más baja encalefacción y más alta en refrigeración)mayor será el número de horas que podráalcanzarse en ese nivel con las fuentesrenovables, aumentando el grado decobertura.

• Modularidad, entendida como capa-cidad de regulación para adaptar el aportede energía a la demanda real del edificio,en cada instante, y de los sistemas degeneración tanto a las fluctuaciones dela demanda cambiante como del aportede los sistemas renovables. En resumen,se trata de enviar a los puntos de con-sumo únicamente la cantidad de fluidonecesario y demandado, previamente tra-tado con energía proveniente de fuentesrenovables y complementado con lasfuentes “convencionales”, para asegurarlas condiciones de consigna.

Por último, es fundamental contar conun sistema de gestión técnica lo sufi-cientemente flexible y potente para poderrealizar una gestión adecuada de todosestos sistemas, coordinándolos de formaeficaz, y que permita ir adaptando el fun-cionamiento de la instalación al usoreal de la misma.

Integración de los sistemas renovables en los esquemas de producciónA lo hora de integrar sistemas renova-bles deben tenerse muy presentes lastemperaturas de trabajo, no solo de loscircuitos de producción sino también delos de consumo. En ocasiones, es másinteresante cubrir, de forma más o menosrazonable, una parte de la demanda aso-ciada a sistemas que trabajan con tem-peraturas más suaves (inductores, bate-rías de precalentamiento o sueloradiante) que entrar en los circuitos deproducción de gran potencia donde elaporte, además de no ser importante,supone una inversión y una complica-ción en la operación.

La conexión entre los sistemas reno-vables y convencionales puede hacersede dos formas (véase la figura 8): la pri-mera, conectando los sistemas de pro-ducción “renovables” en paralelo a lossistemas “convencionales”, y la segunda,conectándolos en serie, situando siem-pre primero el sistema renovable.

La primera opción, que supone laconexión en paralelo de los sistemas,tiene las ventajas de, por un lado, per-mitir el mantenimiento de cada uno delos sistemas por separado sin tener que

detener la instalación y, por otro, de com-partir una temperatura de retorno bajalo que permite mantener los sistemasconvencionales en un punto de trabajomás próximo al óptimo.

Por el contrario, la coordinación entreambos sistemas es más compleja, yaque requiere, por un lado, una tempo-rización del arranque del sistema con-vencional sobre el solar y, por otro, unseguimiento muy exacto de la produc-ción renovable para ir adaptando la pro-ducción convencional a estos cambios.En los casos en los que la producciónrenovable no alcance la consigna, los sis-temas convencionales se ven obligados atrabajar por encima de la consigna paramantener las condiciones de temperaturaen el colector de impulsión hacia los cir-cuitos de consumo. Además, esta confi-guración hace necesario utilizar un grupode bombas para cada sistema, lo quesupone un incremento en la inversión ini-cial y en los trabajos de mantenimiento.

La otra opción, con la conexión enserie de los sistemas, permite aumentarel número de horas de aprovechamientode la energía solar, ya que no requiereque el circuito solar alcance las consig-nas de temperatura de impulsión de loscircuitos de consumo, sino que única-mente supere la temperatura del fluidode retorno. Otras ventajas de esta confi-guración son: el control de la instalaciónse simplifica, ya que el aporte de la pro-ducción renovable es medible de formainstantánea y permite así ajustar la pro-ducción convencional, y puede aprove-charse un único grupo de circulación paraambos sistemas.

Por contra, esta opción supone, porun lado, una mayor complejidad en la eje-cución de la instalación, siendo necesa-rio intercalar elementos de bypass encada uno de los sistemas para poder rea-lizar su mantenimiento, y, por otro,que a medida que los sistemas renovablesse acerquen a las consignas, la potenciaque debe aportarse desde los sistemasconvencionales sea cada vez menor,haciendo que los equipos trabajen lejosdel punto óptimo de funcionamiento y,por tanto, con bajo rendimiento.

Existe una tercera configuración, quesería una combinación de las dos ante-riores, en la que el sistema funcionaríaen serie, cuando la producción renova-ble fuese baja y no estuviese lo suficien-temente lejos de las consignas para queel rendimiento de los equipos conven-cionales fuese aceptable y, en paralelo,cuando la producción renovable se apro-ximase a la consigna o fuese muy alta.

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La eficiencia energética en la edificación

Calefacción Refrigeración

Oficinas existentes Sevilla 15,45 80,46

Demanda energía final (kWh/m2) Madrid 25,05 64,08

Burgos 38,175 53,1

Tabla 1. Valores de demanda para edificios de oficinas.

Calefacción Refrigeración

Ed70 8,33 35,23

PSA 13,40 23,04

Barredo 17,42 19,50

Ceder 33,21 13,14

Tabla 2. Demanda reducida esperada en edificios pro-

yectados.

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Julio José Pérez Díez, José Antonio Ferrer Tevar y María del Rosario Heras Celemín

Tomando como ejemplo los contene-dores-demostradores de investigacióndel PSE-ARFRISOL (C-DdI), a conti-nuación veremos cómo se han imple-mentado las estrategias activas descritasmás arriba, y algunas maneras de inte-grar estas fuentes de energía renovablesen instalaciones de climatización de edi-ficios del sector terciario. Existen cincode estos C-DdI situados:

• Edificio CIESOL, Universidadde Almería (SP2).

• Edificio 70, del CIEMAT enMadrid (SP3).

• Edificio de la Plataforma Solar deAlmería (SP4).

• Edificio de la Fundación Barredo,en Asturias (SP5).

• Edificio de recepción del CEDER-CIEMAT, en Soria (SP6).

Uso de energía solar para ACSEn todos los C-DdI se ha buscado elmáximo aprovechamiento del aguacaliente generada en los campos solarescubriendo tanto las demandas de ACScomo, en la medida de lo posible, de cale-facción. La forma en que se ha llevadoa cabo esta integración ha variado en fun-ción de cada instalación.

En el caso del SP3 (figura 9) el calor“renovable” proviene de un campo decaptadores solares planos situados sobreuna pérgola metálica en la cubierta. Estoscaptadores solares están conectados enseries de dos grupos de tres captadoresen paralelo, buscando una temperaturade salida del campo de captación elevadadurante todo el año. Los servicios a losque se suministra esta agua caliente sepriorizan en función de su temperaturade trabajo, de menor a mayor tempera-tura, siendo el orden de prioridad: la pro-ducción de ACS (55-60 ºC), circuito de

calefacción (60-80 ºC) y, por último, lasmáquinas de absorción de baja tempera-tura (> 75 ºC).

La demanda de ACS engloba tanto elprecalentamiento del agua fría de repo-sición de la red, como las pérdidas de acu-mulación y recirculación de la red deACS. La instalación solar se conecta a uninteracumulador por donde entra el aguade reposición de la red (ramal inferiordel interacumulador), de forma que todael agua fría que entra en la instalación esprecalentada en este elemento. Mientrasno funcionan las bombas de circulaciónde ACS, el agua precalentada sale porla parte superior. Cuando estas bombasestán en marcha, la propia circulación delfluido hace que este se enfríe poco apoco. El sistema de control compara con-tinuamente la temperatura de retorno dela red de ACS con la temperatura deldepósito, conectando la red de retornoal interacumulador y tomando aguacaliente de este depósito (con una con-

signa ligeramente superior a la de losdepósitos de acumulación y la red derecirculación), de forma que suplen estaspérdidas.

Un punto mejorable de esta confi-guración está en el circuito primario enel que, debido al uso de la válvula de tresvías, no es posible cubrir la demanda deACS y enviar agua caliente al circuitosecundario de forma simultánea. Parahacer posible esto se puede recurrir a unsistema de interconexión similar al imple-mentado en el SP6 y que puede verse enla figura 10.

En esta instalación la válvula de tresvías se sustituye por una válvula de solodos que corta el aporte de agua calienteal interacumulador de ACS. El aporte alcircuito de calefacción se controla através de la maniobra de la bomba situadaen el circuito secundario y que conectala instalación solar a un gran depósito deacumulación. Ambos puntos de consumoestán conectados en paralelo de forma

Figura 8. Esquemas de conexión entre los sistemas renovables y convencionales.

Figura 9. Producción y distribución de agua caliente solar (SP3).

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La eficiencia energética en la edificación

que es posible suministrar agua calientea la máxima temperatura de salida delcampo de captadores a ambos.

El interacumulador está conectado ala instalación de ACS mediante unapequeña bomba de circulación. El sistemade control compara continuamente latemperatura en ambos depósitos. Cuandola temperatura del depósito solar es supe-rior (dentro del horario de ocupación deledificio) se arranca la bomba, igualandola temperatura en ambos depósitos. Deesta forma no solo se consigue preca-lentar el agua fría de reposición de la red,sino que también que cubren las pérdi-das de calor, debidas a la acumulación deagua caliente en el depósito de ACS, y laspérdidas de recirculación al mismotiempo que se aporta calor al circuitosecundario, desde donde se cubren lasdemandas de calefacción y refrigeración.

En el caso del SP5 (figura 11), toda laproducción solar se lleva a un depósitode acumulación desde donde se aporta

calor a un anillo que, a su vez, alimentatodos los puntos de consumo en el edifi-cio: ACS, calefacción y producción defrío solar. Esta solución resulta muy ade-cuada para instalaciones existentes ya quesolo requiere una conexión con el sistemacentralizado de producción y permitecubrir, al igual que pasaba en el SP6,varias demandas al mismo tiempo.

Pero también existe la posibilidad deaprovechar todo el salto de temperaturadel campo solar para cubrir la demandade varios puntos de consumo al mismotiempo. En la figura 12 se puede obser-var un esquema del circuito primario delSP4. En esta instalación, todos los pun-tos de consumo se encuentran conecta-dos al circuito primario solar, ordenadosde mayor a menor demanda de tempe-ratura, de tal forma que la salida de unode los puntos de consumo puede utili-zarse como entrada del siguiente.

Esta configuración permite, por ejem-plo, hacer funcionar una instalación a dos

tubos como una instalación a cuatrotubos ya que mientras la producción con-vencional produce agua fría para losinductores, el aporte solar puede calen-tar el circuito de suelo radiante.

Uso de energía solar para calefacción y refrigeraciónUna vez cubierta la demanda de ACS, elagua caliente se envía hacia el resto depuntos de consumo de la instalación, paracubrir las demandas de calefacción,aporte directo de calor, y/o refrigeración,a través de las máquinas de absorción debaja temperatura.

La forma en que se conecta esteaporte de energía renovable en cada ins-talación varía de una a otra, aunque todastienen algo en común: la conexión de lainstalación renovable se hace siempre encircuito de retorno, de forma que seaprovecha al máximo la producción deenergía renovable, pues el nivel tér-mico es más fácilmente alcanzable.

Esta interconexión puede hacerse enun único punto, como en las instalacionesde los SP4, SP5 y SP6, o en varios comoen el SP3. En la figura 13 se puede obser-var el esquema de principio correspon-diente a la instalación del SP3 antes y des-pués de la incorporación de la central deproducción de agua caliente/ fría renova-ble. La conexión tanto con el circuito decalefacción, como con el de refrigeración,se hace en uno de los ramales de retorno.

El sistema de control ajusta la tempe-ratura de salida del intercambiador ins-talado en el punto de conexión de talforma que desde el aporte renovable sebusca elevar la temperatura del colec-tor de retorno hasta las condiciones deimpulsión, evitando de este modo elarranque de las calderas.

Figura 11. Producción y distribución de agua caliente solar (SP5).

Figura 10. Producción y distribución de agua caliente solar (SP6).

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Julio José Pérez Díez, José Antonio Ferrer Tevar y María del Rosario Heras Celemín

El único inconveniente de esta confi-guración es que es necesario que el grupode circulación de la rama correspondientea la conexión con la instalación solar estéactivo. Aunque en la práctica esto ocu-rre siempre, el diseño se mejorará reali-zando la conexión de este aporte entre elcolector de retorno actual y un nuevocolector de retorno, aguas arriba de este,de forma que al activarse el grupo debombeo de cualquiera de las ramas se ase-gure la circulación por el intercambiadorcon el aporte solar.

También conviene destacar, en cuanto

al agua fría “renovable” producida en lasmáquinas de absorción de baja tempe-ratura, que esta se utiliza únicamente enel circuito de distribución a los inducto-res de la planta baja. Estos equiposrequieren unas condiciones de tempera-tura menos exigentes que las climatiza-doras (18 ºC frente a 7 ºC en impulsión),lo que permite prolongar la utilizaciónde la energía almacenada en las máqui-nas de absorción. En serie al aporte desdelas máquinas de absorción, al igual queocurre en el caso de la calefacción, existeuna conexión a la producción de agua

fría “convencional” que asegura que entodo momento se consiguen las condi-ciones de impulsión necesarias. Este esun ejemplo de que una cobertura selec-tiva de la demanda permite cubrir com-pletamente las necesidades de una partede la instalación.

En las instalaciones a dos tubos (SP4),o instalaciones en las que existe un ani-llo de distribución de calor (SP5 y SP6),la conexión se ha realizado en un únicopunto. En este anillo confluyen: primeroel calor producido por la instalación solar,y después la instalación convencional.

Por ejemplo, en el caso del SP4(figura 15), el anillo es reversible, esdecir, se utiliza tanto para frío como paracalor. El sistema de control monitorizaen todo momento la demanda global deledificio decidiendo en función de ella elmodo de funcionamiento de la instala-ción. Cuando la instalación se encuen-tra en modo “calor”, el agua calientede los captadores llega directamente delcircuito primario solar hasta el inter-cambiador, calentando el agua de retornoantes de su entrada en las bombas decalor que forman el sistema de apoyoconvencional.

Por el contrario, cuando el anillo seencuentra en modo “frío”, lo que seconecta a este intercambiador son lasmáquinas de absorción alimentadas conel agua caliente del campo solar. Tal comose comentaba en la sección anterior, esposible inyectar agua caliente en el sueloradiante directamente desde el circuitoprimario solar haciendo, de este modo,

Figura 12. Producción y distribución de agua caliente solar (SP64).

Figura 13. Interconexión de la producción renovable y convencional (SP3).

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La eficiencia energética en la edificación

que una instalación a dos tubos funcionecomo una instalación a cuatro tubos (cale-facción a través del suelo radiante y refri-geración a través de los inductores).

La conexión directa del suelo radianteal circuito primario solar tiene otras ven-tajas, ya que permite evacuar el exceso decalor acumulado en el suelo de edificio,por ejemplo durante las noches deverano, al enfriar el agua del circuito delsuelo radiante conectándolo al circuitoprimario solar y este, a su vez, a los pane-les radioconvectivos instalados en lacubierta. Esta técnica se acompaña, eneste caso, de una ventilación natural cru-zada, forzada mediante chimeneas sola-res situadas en el techo de las oficinas dela zona sur, que se “cargan”, acumulandocalor durante el día en un muro, parafavorecer el tiro durante la noche evi-tando, de esta forma, recurrir a la ven-tilación mecánica.

En el caso del SP5 y el SP6, la pro-ducción, tanto de calor como de frío, esenteramente renovable ya que ambos C-DdI cuentan con calderas de biomasacomo sistemas de apoyo.

En ambos nos encontramos con elproblema de modulación en las calderasde biomasa ya que estos elementos pre-sentan una gran inercia térmica, debidoa que el combustible continúa ardiendoa pesar de haber cortado el suministrodel mismo, lo que dificulta el ajuste de laproducción en la caldera a la producciónsolar situada aguas arriba y que puedederivar en sobrecalentamientos no dese-ados en la instalación.

Para resolver este problema se harecurrido a depósitos de inercia de granvolumen instalados entre la caldera debiomasa y el anillo, en el caso del SP5, y

directamente en el anillo en el caso delSP6. La diferencia entre ambas opcionesestá en la operación, mientras que en elprimer caso la consigna de la caldera esmantener la temperatura en el depósitodentro de unos márgenes (la extracciónde calor se hace mediante otro grupohidráulico y una válvula de tres vías), enel segundo el depósito se carga desde laparte solar hasta que supera el niveltérmico de la caldera. En ese momentose conecta el anillo al depósito, que puedeseguir recibiendo calor desde el circuitosolar, conectando las calderas a las máqui-nas de absorción para cargarlas aprove-chando el calor liberado durante elapagado de las mismas.

En la figura 15 pueden observarse losesquemas de principio correspondientesa estas dos instalaciones.

Otras medidas de ahorro implementadasTal como se comentaba en la introduc-ción existen una serie de estrategias quepueden ser adoptadas para mejorar la efi-ciencia de la instalación y permitir unaintegración adecuada de las renovablesen los esquemas de principio. A conti-nuación se describirá brevemente cómose han implementado en los C-DdI estastécnicas:

• Sectorización. La sectorización enlos C-DdI se ha realizado, básicamente,en función de la orientación y/o la altura,ya que en general no hay grandes dife-rencias de uso en los distintos espaciosdentro de los mismos. Así, por ejemplo,en los C-DdI de los subproyectos SP5y SP6 el suelo radiante se sectoriza porplantas (en ambos casos la planta supe-

Figura 14. Interconexión de la producción renovable y convencional (SP4).

Figura 15. Interconexión de la producción renovable y convencional (SP6 y SP5).

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rior tiene una ocupación permanente,mientras que en la inferior la ocupa-ción es eventual).

En el C-DdI correspondiente al SP4,un edificio prismático de una planta quese desarrolla a lo largo del eje este-oeste,la división se ha realizado dividiendo eledificio en dos mitades según su ejenorte-sur.

El C-DdI del SP3 es el contenedorcon un uso más intensivo, ya que estádestinado al grupo de investigación enbiomedicina que requiere que las insta-laciones de climatización estén disponi-bles, en los laboratorios y almacenes, las24 horas los 365 días del año. La secto-rización en este caso sí se ha hecho porusos, agrupando los laboratorios en uncircuito y quedando las instalaciones auxi-liares y las oficinas en otro circuito inde-pendiente.

• Elementos terminales. Sistemasde baja temperatura. En todos los C-DdI se ha recurrido, en todas aquellaszonas sin requerimientos térmicos espe-ciales (como laboratorios), a elementosterminales que trabajan a baja tempera-tura. Principalmente, suelo radiante/refrescante e inductores (a dos y cuatrotubos).

• Modularidad. Para conseguir unamodularidad máxima en el sistema se harecurrido a bombas de circulación dota-das de variadores de frecuencia. En lasUTA se han utilizado también estos ele-mentos, como en el caso del SP3, o sehan recurrido a ventiladores de variasvelocidades, como en el caso del SP6.

También se ha seleccionado gruposgeneradores modulables, por ejemplodotando a las calderas de gas natural dequemadores dotados de motores paso apaso (SP3) o utilizando grandes depósitosde inercia calentados con calderas de bio-masa (SP5 o SP6), o energía solar (SP5),que evitan que dichos elementos esténarrancando y parando continuamente.

ConclusionesEn este texto se ha pretendido exponeruna visión global de la necesidad de apli-car los conceptos de eficiencia energé-tica a los edificios desde la primera fasedel diseño del mismo, e incluso ante-riormente, desde la planificación urba-nística del entorno. Pensando en nues-tro entorno urbano de esta forma, sepuede contribuir significativamente alahorro de energía, sin reducir el conforttérmico y, a la vez, disminuir la degrada-ción del medio ambiente al que contri-buyen, en distinta medida, las energíasconvencionales.

En definitiva, debería adoptarse lapostura de considerar el edificio comoun sistema termodinámico abierto, esdecir, como un ente único, no un con-glomerado de soluciones arquitectónicasy de instalaciones, y, por tanto, el diseñodel edificio debe incluir tanto las técni-cas de arquitectura bioclimática comointegrar los sistemas solares activos ypasivos, buscando soluciones económi-camente factibles y que permitan proce-sos de montaje sencillo y un manteni-miento simple y económico.

Todas estas actuaciones deben apli-carse desde un conocimiento profundode los fenómenos físicos que implican deforma que pueda estudiarse en la fase dediseño mediante modelos teóricos larepercusión energética que cada una deellas tendrá sobre el resultado final deledificio. Posteriormente, la monitoriza-ción en condiciones reales de uso nossuministrará los datos necesarios para lavalidación de las acciones emprendidasy optimizar las futuras.

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Julio José Pérez Díez, José Antonio Ferrer Tevar y María del Rosario Heras Celemín

Julio José Pérez Dí[email protected]. Unidad de Investigación sobre EficienciaEnergética en Edificación, del Centro de InvestigacionesEnergéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT).

José Antonio Ferrer [email protected] de grupo. Unidad de Investigación sobre EficienciaEnergética en Edificación, CIEMAT.

Mª del Rosario Heras Celemí[email protected] de unidad. Unidad de Investigación sobre Eficien-cia Energética en Edificación, del CIEMAT