En el següent article s'analitza la situació actual i les millores proposades en una rehabilitació energètica per a la reducció de la demanda energètica, la seva influència en el consum i la factura energètica.
QUÈ ÉS LA DEMANDA ENERGÈTICA?
Segons el CTE la demanda energètica és l'energia útil necessària que haurien de proporcionar els sistemes tècnics per a mantenir a l'interior de l'edifici unes condicions definides reglamentàriament. Es pot dividir en demanda energètica de calefacció, de refrigeració, d'aigua calenta sanitària (ACS), de ventilació, de control de la humitat i d'il·luminació, i s'expressa en kwh/m2any.
Per tant el que ens interessa és reduir al màxim aquesta demanda energètica per a posteriorment tenir un consum d'energia el més reduït possible.
OBJECTIU DE L'ESTUDI
Realitzem la simulació energètica d'un habitatge situat en un edifici plurifamiliar per a conèixer els valors de demanda energètica (calefacció i refrigeració, i consum de l'estat actual. De la mateixa forma es proposen 3 mesures de millora per a conèixer la reducció de la demanda energètica i consum d'energia final una vegada aplicades aquestes millores. Per a realitzar la simulació s'utilitza el programari Cypetherm He Plus 2021.b amb el motor de càlcul de EnergyPlus versió 9.1.
DADES PRÈVIES
L'habitatge és un dúplex situat en la planta àtic d'un edifici plurifamiliar. L'any de construcció de l'habitatge és el 2003, per tant anterior al CTE 2006.
- Zona climàtica C2
- Superfície habitable= 129.16 m²
- U façanes = 0.77 w/m2k
- U coberta inclinada = 0.95 w/m2k
- U coberta plana = 0.90 w/m2k
- Les mitgeres amb els veïns s'han considerat adiabàtiques
- Uf = 5.7 w/m2k (correspon a una fusteria d'alumini sense RPT)
- Ug = 3.3 w/m2k (correspon a un vidre doble amb cambra d'aire)
- Ponts tèrmics sense solucionar segons el document de suport DB-HE/3
DEMANDA ENERGÈTICA SITUACIÓ INICIAL
La següent taula mostra el resum dels resultats obtinguts en el càlcul de la demanda energètica de calefacció i refrigeració de les zones habitables. En aquest cas la demanda de calefacció és de 62.16 kwh/m2any (lletra E) i la demanda de refrigeració és de 4 kwh/m2any (lletra C).
CONSUM ENERGÈTIC SITUACIÓ INICIAL
Segons el CTE, el consum energètic és l'energia que és necessària subministrar als sistemes per a atendre els serveis de calefacció, refrigeració, ventilació, ACS i control de la humitat, tenint en compte l'eficiència dels sistemes emprats.
L'energia final és l'energia tal com s'utilitza en els punts de consum. És la que compren els consumidors, en forma d'electricitat, carburants o altres combustibles usats de manera directa. Per tant, en última instància ens interessa tenir un consum d'energia final el més reduït possible, ja que serà la despesa de la nostra factura energètica.
En l'habitatge actual tenim els següents sistemes que tindran un consum associat:
- Caldera de gas natural de condensació per a la producció d'ACS
- Bomba de calor aire-aire amb conductes per a calefacció i refrigeració amb un EER i COP nominal de 2.20
- Ventiladors d'extracció
En la següent taula es mostra el consum d'energia final, energia primària i energia primària no renovable corresponent als diferents serveis tècnics de l'edifici:
El consum d'energia final és de 87.72 kwh/m2any. Aquest consum es divideix en:
- Consum de gas natural corresponent a l'ACS
- Consum d'electricitat corresponent a la calefacció i refrigeració
- Consum associat als ventiladors d'extracció
MESURA DE MILLORA TIPUS A: AÏLLAMENT
Com a primera mesura de millora es proposa millorar l'aïllament de l'envolupant tèrmica amb un extradossat interior amb 4 cm de llana mineral en tota la façana Oest, tant en la planta baixa com en la superior. També es proposa el mateix extradossat en un comunicat de la façana Est.
- U façana proposada= 0.36 w/m2k
Amb aquesta proposta la demanda de calefacció es redueix de 62.16 kwh/m2any a 57.91 kwh/m2any.
Dins d'aquesta mesura de millora es proposar afegir 10 cm de llana mineral en el fals sostre de la coberta inclinada de la planta superior i en el fals sostre de la coberta plana.
- U coberta proposada = 0.23 w/m2k
Amb aquesta proposta la demanda de calefacció es redueix de 57.91 kwh/m2any a 41.44 kwh/m2any. Respecte a la situació inicial s'ha reduït un 33.3% la demanda de calefacció. La demanda de refrigeració es manté pràcticament igual.
En reduir la demanda de calefacció a causa de l'augment de l'aïllament de l'envolupant tèrmica es redueix també el consum d'energia final. Mantenint la caldera de gas natural per a ACS i el sistema de climatització inicial s'ha reduït un 22.9% el consum d'energia final.
MESURA DE MILLORA TIPUS B: FUSTERIES
Partint de la situació inicial, es proposa una millora de les fusteries amb els següents valors:
- Uf per batents i fixes = 2.7 w/m2k
- Uf per correderes = 4 w/m2k
- Ug amb vidre doble amb argó i baix emissiu = 1.1 w/m2k
La demanda de calefacció s'ha reduït de 62.16 kwh/m2any a 55.05 kwh/m2any que significa una reducció del 11.4%. La demanda de refrigeració s'ha reduït fins a 3.84 kwh/m2any.
En reduir la demanda de calefacció a causa de la millora de les fusteries es redueix també el consum d'energia final. Mantenint la caldera de gas natural per a ACS i el sistema de climatització inicial s'ha reduït un 8.3% el consum d'energia final respecte a la situació inicial.
MESURA DE MILLORA TIPUS C: AEROTÈRMIA ACS
Partint de la situació inicial com a mesura de millora en les instal·lacions es proposa substituir la caldera de gas natural per una bomba de calor aerotèrmica només per a ACS. En aquest cas les demandes no es redueixen, ja que només s'intervé en les instal·lacions i per tant en el consum.
El consum d'energia final d'ACS s'ha reduït un 16.9% de 20.44 kwh/m2any a 16.97 kwh/m2any. El consum d'energia final total és de 84.25 kwh/m2any.
MESURA DE MILLORA TIPUS D: SUMA DE LES 3 ANTERIORS
En aquesta mesura de millora se sumen les 3 mesures anteriors, per tant es quantifica l'impacte d'augmentar el grau d'aïllament, millorar les fusteries i substituir el sistema de generació d'ACS.
La demanda de calefacció s'ha reduït de 62.16 kwh/m2any a 33.94 kwh/m2any que significa una reducció del 45.2%.
En reduir la demanda de calefacció a causa de l'augment de l'aïllament de l'envolupant tèrmica i de la millora de les fusteries, es redueix també el consum d'energia final. Substituint el sistema de generació d'ACS i mantenint el sistema de climatització inicial s'ha reduït un 35.7% el consum d'energia final.
NOTA: En el càlcul de les 3 mesures de millora s'ha considerat que els ponts tèrmics no estan solucionats com ocorre en la situació inicial. Això és degut a la dificultat de mantenir la continuïtat de l'aïllament en aquesta mena d'intervencions.
CONCLUSIONS
- Entenem que el més important és reduir la demanda energètica amb estratègies passives, en aquest cas seria augmentant l'aïllament i millorant les fusteries. El consum final depèn directament de la demanda, ja que el consum és el resultat de la divisió entre la demanda i el rendiment dels sistemes.
- Només millorant l'aïllament es redueix un 33% la demanda de calefacció i millorant les fusteries es redueix un 11% aquesta demanda. En aquest estudi es considera que la demanda de refrigeració és acceptable.
- Augmentant el nivell d'aïllament el consum d'energia final es redueix un 23% i millorant les fusteries es redueix un 8%.
- El consum d'energia final de calefacció i refrigeració es pot reduir encara més millorant la bomba de calor o aportant energia renovable, però aquest cas no s'ha proposat aquesta millora.
- Substituint la caldera de gas per una aerotèrmia per a ACS s'influeix directament en el consum d'energia final d'ACS reduint-lo gairebé un 17% (però sense influir en les demandes)
- Es considera que les 3 mesures de millora conjuntes són les més apropiades ja que redueixen les demandes de calefacció i per tant consums, alhora que també s'influeix directament en el consum d'energia final d'ACS.
- El següent pas seria la realització d'un estudi econòmic de les mesures de millora amb la recuperació de la inversió de les propostes de rehabilitació energètica.
