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Tesina final de masterTesina final de masterESTRATEGIAS DE DISEÑO SOLAR PASIVO PARA AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICACIÓNProp estas para dismin ción de demanda AHORRO ENERGÉTICO EN EDIFICACIÓNPropuestas para disminución de demanda calorífica y frigorífica en clima continental templado
Elaboración:Dubravka MaticDubravka Matic
Universidad Politécnica de Cataluña. Tutores de tesina:Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Barcelona.
Dpto. Construcciones Arquitectónicas I.Máster Arquitectura Energía y Medio Ambiente
Septiembre 2010
Prof. Dr. Jaume RosetProf. Dr. Helena Coch Roura
TESINAAEM 09/10
DUBRAVKA MATICINTRODUCCIÓN
POR QUÉ?POR QUÉ?LA SITUACIÓN ACTUAL
BAJA EFICIENCIA ENERGÉTICA; INTENSIDAD ENERGÉTICA GRANDE, HASTA 6 VECES SUPERIOR DE LAS PAÍSES EUROPEOS UE-15 INTENSIDAD ENERGÉTICA GRANDE, HASTA 6 VECES SUPERIOR DE LAS PAÍSES EUROPEOS UE 15 EL CONSUMO DE EDIFICIOS – 60% DE ENERGÍA TOTAL CONSUMIDA ; ….65% CALEFACCIÓN CONSUMO DE CALEFACCIÓN ANUAL
SERBIA 120 a 150 kWh /m2 (a) …200 kWh /m2 (a) ….( ALEMANIA 40-70 kWh /m2 (a) ) LAS NORMATIVAS NO EXISTEN TODAVIA.
NECESIDAD
LAS ACCIONES RÁPIDAS EN EL SECTOR DE EFICIENCIA ENERGÉTICA, INTRODUCCIÓN DE LA REFORMA LEGISLATIVA
REDUCCIÓN DE GASTOS DE CLIMATIZACIÓN EN EDIFICIOS
Introducción Clima Estándar PH Estrategias Diseño Cálculos Conclusión
TESINAAEM 09/10
DUBRAVKA MATICINTRODUCCIÓN
POR QUE?LA SITUACIÓN ACTUAL
BAJA EFICIENCIA ENERGÉTICA; INTENSIDAD ENERGÉTICA GRANDE, HASTA 6 VECES SUPERIOR DE LAS PAÍSES EUROPEOS UE-15
POR QUE?
INTENSIDAD ENERGÉTICA GRANDE, HASTA 6 VECES SUPERIOR DE LAS PAÍSES EUROPEOS UE 15 EL CONSUMO DE EDIFICIOS – 60% DE ENERGÍA TOTAL CONSUMIDA ; ….65% CALEFACCIÓN CONSUMO DE CALEFACCIÓN ANUAL
SERBIA 120 a 150 kWh /m2 (a) …200 kWh /m2 (a) ….( ALEMANIA 40-70 kWh /m2 (a) ) LAS NORMATIVAS NO EXISTEN TODAVIA.
NECESIDAD
LAS ACCIONES RÁPIDAS EN EL SECTOR DE EFICIENCIA ENERGÉTICA, INTRODUCCIÓN DE LA REFORMA LEGISLATIVA
REDUCCIÓN DE GASTOS DE CLIMATIZACIÓN EN EDIFICIOS
OBJETIVOS LAS ESTRATEGIAS DE DISEÑO
PARA DISMINUIR LA DEMANDA ENERGÉTICA DE CLIMATIZACIÓN.
DETERMINAR LOS ELEMENTOS INFLUYENTES EN LAS PÉRDIDAS Y GANANCIAS, Y LA EFECTIVIDAD DE LOS
SISTEMAS PASIVOSSISTEMAS PASIVOS.
DESARROLLAR LA PROPUESTA DE EDIFICIO PROTOTIPO, PARA EVALUAR LAS ESTRATEGIAS ELABORADAS.
ANALIZAR EL COMPORTAMIENTO TÉRMICO
Introducción Clima Estándar PH Estrategias Diseño Cálculos Conclusión
ANALIZAR EL COMPORTAMIENTO TÉRMICOY AVERIGUAR LA DEMANDA ENERGÉTICA DE CALEFACCIÓN
Y REFRIGERACIÓN.
TESINAAEM 09/10
DUBRAVKA MATICINTRODUCCIÓN
ESTRUCTURA DE TRABAJO1. CARACTERÍSTICAS GENERALES CLIMÁTICAS2. ANÁLISIS DE ESTÁNDAR PASSIVHAUS3. ESTRATEGIAS DE DISEÑO PARA DISMINUIR LAS DEMANDAS DE CALEFACCIÓN Y REFRIGERACIÓN4. COMPROBACIÓN DE DISEÑO / APLICACIÓN / CÁLCULO / SIMULACIÓN DE PROGRAMAS
ESTRUCTURA DE TRABAJO
ANÁLISIS DE CLIMA
METODOLOGÍA DE TRABAJOMETODOLOGÍA DE TRABAJO
OBJETIVODISMINUIR LA
DEMANDA ENERGÉTICA DE CALEFACCIÓN Y REFRIGERACIÓN DISEÑO FORMAR CONFORT
MANEJO DE RESULTADOSRESULTADOSDISEÑOESTRATEGIAS
ENERGÍA ADICIONALREFRIGERACIÓN DISEÑO SOSTENIBLE
FORMAR PROPUESTA
COMPROBACIÓN Ñ
CONFORT Ti & ∆Ti
HELIODON ARCHISUN
APROXIMACIÓNPASSIVHAUS
DEMANDA ENERGÉTICA
EXACTA
DE DISEÑO
CÁLCULOS PROPUESTAS DE SOLUCIÓN DE ENERGÍA ADICIONAL DE SISTEMAS ACTIVOS
ESTÁNDAR
DE SISTEMAS ACTIVOS
COMPARACIÓN CON EDIFICIO DE REFERENCIA
EVALUACIÓN Y COMPROBACIÓN DE EFECTIVIDAD
CONSIDERACIONES FINALES
Introducción Clima Estándar PH Estrategias Diseño Cálculos Conclusión
TESINAAEM 09/10
DUBRAVKA MATICINTRODUCCIÓN
ESTRUCTURA DE TRABAJO1. CARACTERÍSTICAS GENERALES CLIMÁTICAS2. ANÁLISIS DE ESTÁNDAR PASSIVHAUS3. ESTRATEGIAS DE DISEÑO PARA DISMINUIR LAS DEMANDAS DE CALEFACCIÓN Y REFRIGERACIÓN4. COMPROBACIÓN DE DISEÑO / APLICACIÓN / CÁLCULO
ESTRUCTURA DE TRABAJO
ANÁLISIS DE CLIMA
METODOLOGÍA DE TRABAJO
DISEÑO SOLAR PASIVOOBJETIVO
DISMINUIR LA DEMANDA
ENERGÉTICA DE CALEFACCIÓN Y REFRIGERACIÓN DISEÑO
ESTRATEGIAS - DECISIONES GENERALES- CONCEPCIÓN DE PROYECTO
DISEÑO SOLAR PASIVO
REFRIGERACIÓN DISEÑO SOSTENIBLE
PASSIVHAUS
UbicaciónCorrección del entornoForma PielInteriorESTÁNDAR
- ESTRATEGIAS CLIMÁTICAS - COMPONENTES ARQUITECTÓNICOS
Interior
ESTRATEGIAS DE INVIERNOESTRATEGIAS DE VERANO PROPÓSITO DE TRABAJO DETERMINAR
Energías renovables
Introducción Clima Estándar PH Estrategias Diseño Cálculos Conclusión
TESINAAEM 09/10
DUBRAVKA MATICEL CLIMA CONSIDERADO
SERBIAPRE-EXISTENCIAS CLIMÁTICAS
SERBIA Belgrado 44°49'14" N 20°27'44" E , Población 1.576.802 , Superficie 359,96 km2 CLIMA
Clima continental templadoTEMPERATURAS
28 2ºC media máxima28,2 C media máxima- 0,5ºC media mínima
La menor temperatura registrada en Serbia fue - 39,5 °C (13 de Enero de 1985 KarajukićaBunari, en Pešter), y la más alta de + 44,9 °C (24 de julio de 2007, Smederevska Palanka)., ), y , ( j , )
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DUBRAVKA MATICEL CLIMA CONSIDERADO
SERBIAPRE-EXISTENCIAS CLIMÁTICAS
SERBIA Belgrado 44°49'14" N 20°27'44" E , Población 1.576.802 , Superficie 359,96 km2 CLIMA
Clima continental templadoTEMPERATURAS
28 2ºC media máxima28,2 C media máxima-0,5ºC media mínimaPRECIPITACIONES
820 mm. Promedio anual
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TESINAAEM 09/10
DUBRAVKA MATICEL CLIMA CONSIDERADO
SERBIAPRE-EXISTENCIAS CLIMÁTICAS
SERBIA Belgrado 44°49'14" N 20°27'44" E , Población 1.576.802 , Superficie 359,96 km2 CLIMA
Clima continental templadoTEMPERATURAS
28 2ºC media máxima28,2 C media máxima-0,5ºC media mínimaPRECIPITACIONES
820 mm. Promedio anualHUMEDAD RELATIVA68 6 % Promedio anual68,6 % Promedio anualOscila entre 60 – 80 %
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TESINAAEM 09/10
DUBRAVKA MATICEL CLIMA CONSIDERADO
SERBIAPRE-EXISTENCIAS CLIMÁTICAS
SERBIA Belgrado 44°49'14" N 20°27'44" E , Población 1.576.802 , Superficie 359,96 km2 CLIMA
Clima continental templadoTEMPERATURAS
28 2ºC media máxima28,2 C media máxima-0,5ºC media mínimaPRECIPITACIONES
820 mm. Promedio anualHUMEDAD RELATIVA68 6 % P di l68,6 % Promedio anualOscila entre 60 – 80 %
RADIACION SOLARPlano vertical por año 2760 Wh/m2
Plano inclinado por ángulo optimo ( 35º) 4130 Wh/m2
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DUBRAVKA MATICEL CLIMA CONSIDERADO
SERBIAPRE-EXISTENCIAS CLIMÁTICAS
SERBIA Belgrado 44°49'14" N 20°27'44" E , Población 1.576.802 , Superficie 359,96 km2
CLIMAClima continental templado
TEMPERATURAS28 2ºC media máxima28,2 C media máxima-0,5ºC media mínimaPRECIPITACIONES
820 mm. Promedio anualHUMEDAD RELATIVA68 6 % P di l68,6 % Promedio anualOscila entre 60 – 80 %
RADIACION SOLARPlano vertical por año 2760 Wh/m2
Plano inclinado por ángulo optimo ( 35º) 4130 Wh/m2
VIENTOPredominante sur y sureste
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DUBRAVKA MATICEL CLIMA CONSIDERADO
ESTRATEGIAS SEGÚN DIAGRAMA PSICROMETRICOPRE-EXISTENCIAS CLIMÁTICAS
ESTRATEGIAS SEGÚN DIAGRAMA PSICROMETRICO
MES ESTRATEGIA MES ESTRATEGIA
ENERO C l f ió i l C l f ió l JULIO P t ió l R f i ió lt
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ENERO Calefacción convencional + Calefacción solar activa + Calefacción solar pasiva
JULIO Protección solar + Refrigeración por alta masa térmica + Ventilación natural
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DUBRAVKA MATICESTÁNDAR PASSIVHAUS
FUNCIONAMIENTO
LOW ENERGY ESTÁNDAR – Concepto de construcción de casas pasivas con empleo de sistemas activos y energías renovables.
Consumo energético mínimo, del orden de un 70-90% menos que los edificios convencionales.
Los edificios cuentan con :- Súper - aislamiento térmico, U (de cerramientos opacos) ≤ 0,15 W/m2K- Ventanas de triple vidrio low-e, alta calidad, U ≤ 0,8 W/m2K- Control riguroso de infiltraciones - Ventilación mecánica HRU , recuperación de calor, con eficiencia de 80%
REQUISITOS
Demanda de calefacción máxima ≤ 15 kWh / (m²(a)/año) Demanda de calefacción máxima ≤ 15 kWh / (m (a)/año)
Demanda de refrigeración máxima ≤15 kWh / (m²(a)/año)
La carga de calefacción/refrigeración limitada a 10 W/m2
Estanqueidad: n50 de 0,6 h-1 a 50 Pa
Consumo de energía primaria para calefacción, refrigeración, acs y electricidad que no puede ser superior a 120 kWh / (m²(a)/año).
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DUBRAVKA MATICDESARROLLO DE ESTRATEGIAS
FACTORES CONTROLABLES DE BALANCE TÉRMICOGANANCIASSOLARES los condiciones climáticas exteriores
posición geográfica micro clima de sitio
FACTORES GENERALES
PÉRDIDAS PORTRANSMISIÓN
micro-clima de sitio los cambios y saltos de temperatura tipo y diseño del edificio los ocupantes, sus actividades y criterios de confort
CONFORTEFICIENCIA ENERGÉTICA
MANTENER EL CONFORT DE INTERIOR
DISMINUIR LA DEMANDA
ENERGÉTICA
ESTRATEGIAS INVIERNO ESTRATEGIAS VERANO
AUMENTAR GANANCIAS
DISMINUIR LAS PERDIDAS
REDUCIR LAS GANANCIAS DE RADIACIÓN SOLAR DIRECTA Y INFILTRACIONES
REFRIGERACIÓN PASIVA
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APLICAR SISTEMAS PASIVOS DE CALEFACCIÓNREFRIGERACIÓN PASIVA
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DUBRAVKA MATICESTRATEGIAS INVIERNO
ASPECTOS BÁSICOS DE LA CALEFACCIÓN SOLAR PASIVA O i t ió
ESTRATEGIA:Maximización de ganancias de radiación solar
DESARROLLO DE ESTRATEGIA
Orientación Soleamiento/Obstáculos Arboles Forma de edificio / Distribución de los espacios
interiores / Comunicación Aislamiento térmico Capacidad térmica/Masa térmica de envolvente Acristalamiento / tamaño y distribución de los huecos Protección solar Protección solar Color
Minimización de las pérdidas de calor por transmisión
1) Aislamiento térmico – más importante:no interrumpido, diseño sin puentes térmicos
1) Ventanas – triple vidrio, súper-aisladas2) Proporción hueco/opaco – ≤50%3) Aislamiento nocturno – partes acristalados de
Punto crítico en balanceenergético
3) Aislamiento nocturno partes acristalados de fachadaCONCLUSIÓN:
Diseñar teniendo en cuenta ambos estrategias, sus características e interdependencia, sin maximización de los DOS ESTRATEGIAS DIFERENTES Y
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características e interdependencia, sin maximización de los efectos individuales sino pensar en su funcionamiento complementario que resultará con mejores resultados.
DOS ESTRATEGIAS DIFERENTES Y INTERDEPENDIENTES
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DUBRAVKA MATICESTRATEGIAS VERANO
ESTRATEGIA:Control de ganancias de radiación solar- Impedir el sobrecalentamiento
DESARROLLO DE ESTRATEGIA
1) Reducir acristalamiento en fachada Este, Oeste ycubiertaOrientar los huecos a SurDiseñar óptimo para verano y invierno
1) Elegir colores según coeficiente de absorción1) Elegir colores según coeficiente de absorción2) Umbráculos, protección fijo y móvil3) Tipo de hoja y caducidad, orientación y tamaño
1)Orientación y tamaño de los huecos2) Color de los acabados3) Protección solar
Refrigeración pasiva
4) Vegetación
1) Sistemas de movimiento de aire -Ventilación cruzada más efectiva
2) Sistema de enfriamiento por radiación3) Sistema de enfriamiento por radiación nocturna) p
CONCLUSIÓN:
Mediante el empleo de técnicas de enfriamiento pasivo en l difi i d d li i l f i ió
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los edificios modernos, se puede eliminar la refrigeración mecánica o al menos reducir el tamaño y costo de los equipos.
DOS ESTRATEGIAS COMPLEMENTARIAS
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DUBRAVKA MATICAPLICACIÓN DE ESTRATEGIAS
DESARROLLO DE PROPUESTA DE PROTOTIPO DE VIVIENDAS EN BLOQUE LINEAL
Situación Planta tipo Comportamiento bioclimático de un modulo en planta
Alzado
Posición de los módulos en bloque lineal
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DUBRAVKA MATICAPLICACIÓN DE ESTRATEGIAS
DESARROLLO DE PROPUESTA
U valores de PROPUESTA
Elemento U (Wm²/°C) Elemento U (Wm / C) MUROS EXTERIORES 0,15 SISTEMA INDIRECTO/MURO INVERNADERO 0,35 CUBIERTA 0,11 VENTANA( CRISTAL + MARCO ) 0,92 VENTANA( CRISTAL ) 1 25
U valores adoptados de recomendación de estándar PassivHaus
Sección bioclimático VENTANA( CRISTAL ) 1,25 VENTANA( MARCO ) 0,83 SUELO 0,12 FORJADO 0,39 MEDIANERA 0,41
Sección bioclimático verano
,PUERTA 0,71 DIVISIONES INTERIORES 2,76 U GLOBAL DE LA PIEL 0,25
Sección bioclimático
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Sección bioclimático invierno
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DUBRAVKA MATICCÁLCULOS - SIMULACIONES
HELIODON ARCHISUN
INVIERNO
ENERGÍA RECIBIDA ENERO CALEFACCIÓN 30,24 kWh/m2
Total energy (kWh)12170.1
VERANOENERGÍA RECIBIDA JULIO
Total energy (kWh)
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46309.9
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DUBRAVKA MATICCÁLCULOS INVIERNO
BALANCE VARIABILIDADBALANCE Te I D G Ti Ti
Confort ∆Ti D´a(ºC) (W/m³) (W/m³) (W/ºC m³) (ºC) (ºC) (ºC) (W/m³)-2,30 3,70 2,60 0,53 9,56 20 10,44 5,54-10,00 3,70 2,60 0,53 1,86 20 18,14 9,63
(I+D) D´
VARIABILIDADδTe t (I+D)/G (I'+D')/G' (1 - e(-t.G'/M)) δTi
(ºC) (h) (ºC) (ºC) - (ºC)
6,83 16 11,86 2,59 0,15 2,49
(I+D) D aTi + ∆Ti = [ Te + ──── ] + ── D´a = ∆Ti x G
G G
CÁLCULO DE DEMANDA CALORIFICA DE LOS MÓDULOS
La temperatura de cálculo -10ºC, mientras normativa vigente exige -18,0ºC.
Q CALOR NECESARIA (W)
QT (W)
QV (W)
Q (W)
D'a(W/m3)
q (W/m2)
MODULO 1 955 1090 2045,2 10,75 29,6
MODULO 2 822 1090 1911,4 10,05 27,7 362
362
2000
2250
2500W
Balance energético 4 módulos de propuesta
QdQasQo
MODULO 3 1209 1126 2335,0 12,28 33,8
MODULO 4 1136 1111 2246,7 11,81 32,5
∑ TOTAL 4121 4417 8538,2
Promedio / MODUL 1030 1104 2134,6 11,22 30,9
1090
1090
1126
1111
733
733
733
733
362
362
3
1250
1500
1750
2000QvQt
Qo CARGA TERMICA (W)
Qt (W)
Qv (W)
Qas (W)
Qd (W)
Q0( W )
D'a(W/m3)
q (W/m2)
434 6 515 733 2 361 9 949 9 5 00 13 8
955
822 12
09
1136
950
820 12
66
1156
250
500
750
1000
49%49%
MODULO 1 434,6 515 733,2 361,9 949,9 5,00 13,8
MODULO 2 334,9 485 733,2 361,9 819,6 4,31 11,9
MODULO 3 637,2 629 733,2 361,9 1266 6,66 18,3
MODULO 4 551,3 605 733,2 361,9 1156 6,08 16,7
0
1 2 3 4 5 6 7 8Modulo
Qd Ganancias internasQas Ganancias solares MODUL1 1; 2
Introducción Clima Estándar PH Estrategias Diseño Cálculos Conclusión
∑ TOTAL 1958 2234 2933 1447,7 4192Promedio/MODUL 489,5 558 733,2 361,9 1048 5,51 15,2
Qas Ganancias solaresQo Energía adicional -sistemas activosQv Perdidas por ventilaciónQt Pérdidas por transmisión
MODUL2 3; 4MODUL3 5; 6MODUL4 7; 8
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DUBRAVKA MATICCÁLCULOS INVIERNO
CÁLCULO DE DEMANDA CALORIFICA DE LOS MÓDULOS CÁLCULO DE DEMANDA CALORIFICA DE LOS MÓDULOS CARGA TERMICA
Resultados de simulación de balance energético en el periodo de invierno ( kWh/m2a)
Balance de Energía Energía
DEMANDA CALORIFICA
Resultados de simulación de balance energético en el periodo de invierno ( kWh/m2a)
Balance de Ganancias Perdidas Energía Balance de energía
Energía adicional Ganancias Perdidas Energía
adicionalPeriodo de calefacción
Sistemas activos So
lar
Inte
rna
s Transmisión Ventilación Sistemas activos
Octubre-Marzo kWh/m2a
kWh/
m2 a
kWh/
m2 a
kWh/m2a kWh/m2a D'a(kWh/m3a)
MODUL 1 39 63 30 6 15 10 18 13 21 50 14 39
energía Demanda calorífica
Ganancias Perdidas Energía
Periodo de calefacción So
lar
Inte
rna
s Transmisión Ventilación Sistemas activos
Octubre-Marzo kWh/m2a
kWh/
m2 a
kWh/
m2 a
kWh/m2a kWh/m2a D'a (kWh/m3a)
MODUL 1 85,33 30,6 15,10 39,86 45,46 30,97 MODUL 1 39,63 30,6 15,10 18,13 21,50 14,39
MODUL 2 34,20 30,6 15,10 13,97 20,22 12,41
MODUL 3 52,83 30,6 15,10 26,58 26,24 19,18
MODUL 4 48,23 30,6 15,10 23,00 25,23 17,51Bl d
MODUL 1 85,33 30,6 15,10 39,86 45,46 30,97
MODUL 2 79,74 30,6 15,10 34,28 45,46 28,95
MODUL 3 97,42 30,6 15,10 50,43 46,99 35,36
MODUL 4 93,73 30,6 15,10 47,38 46,35 34,02Bloque de Bloque de
4 módulos 174,9 122 60,4 81,69 93,19 63,48Promedio /
MODUL 43,72 30,6 15,10 20,42 23,30 15,87
Bloque de 4 módulos 356,2 122 60,4 171,95 184,27 129,31
Promedio / MODUL 89,06 30,6 15,10 42,99 46,07 32,33
100 00kWh/m2a Demanda calorífica y carga térmica
50 00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
Dc
Da
Qas
Qd
Dc Demanda calorífica
D'a Energía adicional -sistemas activos
Qas Ganancias solaresQd Ganancias internas
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00Q
Qt
Qv
Qd Ganancias internasQt Perdidas por transmisiónQv Perdidas por ventilación
Módulos con diferencia más grande de d d l ífi
Introducción Clima Estándar PH Estrategias Diseño Cálculos Conclusión
0,00
1 2 3 4Modulo
demanda calorífica
TESINAAEM 09/10
DUBRAVKA MATICCÁLCULOS INVIERNO
COMPARACIÓN CON EDIFICIO DE REFERENCIACOMPARACIÓN CON EDIFICIO DE REFERENCIA
U valores de PROPUESTA SRB / EDIFICIO REFERENTE
El t U (W ²/°C) U (W ²/°C)
200,0
kWh/m2a Balance energeticoModulo de referencia & Modulo de propuesta
Elemento U (Wm²/°C) U (Wm²/°C) MUROS EXTERIORES 0,15 0,65 SISTEMA INDIRECTO/MURO INVERNADERO 0,35 0,35 CUBIERTA 0,11 0,45 VENTANA( CRISTAL + MARCO ) 0,92 2,30 VENTANA( CRISTAL ) 1,25 - VENTANA( MARCO ) 0 83
46,130,6
15,1
150,0
175,0
Qd VENTANA( MARCO ) 0,83 - SUELO 0,12 0,60 FORJADO 0,39 1,35 MEDIANERA 0,41 1,85 PUERTA 0,71 2,90 DIVISIONES INTERIORES 2,76 2,76 U DE LA PIEL 0 25 0 92
15,175 0
100,0
125,0 Qas
Qo
Qv
Qt
U GLOBAL DE LA PIEL 0,25 0,92 136,9
43,0
46,1137,6
43,7
30,6
25,0
50,0
75,0
Qd Ganancias internas
Qas Ganancias solares
Qo Energía adicional -sistemas activosQv Perdidas por ventilación
0,01 2 3 4
Refer-Modul / Bloque-Modul
Q p
Qt Perdidas por transmisión
Ref. 1-perdidas, 2-ganancias
Modulo 3-perdidas, 4-ganancias
CONCLUSIÓN:
La comparación nos ha dado el porcentaje de efectividad de propuesta, que es del orden de 60%, es decir, la demanda energética
Introducción Clima Estándar PH Estrategias Diseño Cálculos Conclusión
propuesta, que es del orden de 60%, es decir, la demanda energética de edificio de propuesta es solo 30 % de la demanda de edificio referente, que significa un mejoramiento alrededor de 3 veces.
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DUBRAVKA MATICCÁLCULOS INVIERNO
PROPUESTA DE SISTEMAS ACTIVOS DEMANDA ANUAL + ENERGÍA PRIMARIA INCLUIDAPROPUESTA DE SISTEMAS ACTIVOS
ACalefacción por agua caliente , sistema centralizado -calefacción convencional
B Recuperación HRU μ = 0,65Unidad cada modulo
60,00
70,00
kWh/m2a Demanda de sistemas activos para cada modulo
DEMANDA ANUAL + ENERGÍA PRIMARIA INCLUIDA
modulo
C Recuperación HRU + Bomba de calor μ = 0,75Sistema central
Energía primariaEnergía A B C 30,00
40,00
50,00
DaABCadicional
A B C
Sistemas activos
Sistemas activos
Sistemas activos
Sistemas activos
Da(kWh/m2a)
Da(kWh/m2a)
Da(kWh/m2a)
Da(kWh/m2a) 0,00
10,00
20,00
C
(kWh/m a) (kWh/m a) (kWh/m a) (kWh/m a)
MODUL 1 39,63 43,60 13,87 9,91MODUL 2 34,20 37,62 11,97 8,55MODUL 3 52,83 58,11 18,49 13,21MODUL 4 48,23 53,05 16,88 12,06
,
1 2 3 4Modul
175
kWh/m2a Demanda calorífica y sistema activoModulo referente y 3 propuestas
Bloque lineal de 4 módulos 174,88 192,37 61,21 43,72
Promedio/ MODUL
43,72 48,09 15,30 10,93
137,6144,5
100
125
150
Qac
Qad
CONCLUSIÓN:
Aplicando solo opción A significa bastante ahorro comparando con consumo actual de 120kWh/m2a. Aún solo con propuesta B se consigue el requisito de PH de ≤15kWh/m2a.Solo aplicando las estrategias
43,7 43,7 43,748,1
15,3 10,925
50
75Qad
Introducción Clima Estándar PH Estrategias Diseño Cálculos Conclusión
el requisito de PH de ≤15kWh/m2a.Solo aplicando las estrategias elaboradas se puede bajar demanda 3,5 veces y además con propuestas B y C se puede conseguir ahorro del rango de 14 veces.
,
01 2 3 4Refer-Modul / Block-Modul
TESINAAEM 09/10
DUBRAVKA MATICCÁLCULOS VERANO
BALANCE BALANCE Te I D G Ti Ti
Confort ∆Ti D´a
(ºC) (W/m³) (W/m³) (W/ºC m³) (ºC) (ºC) (ºC) (W/m³)27,60 3,27 2,21 2,26 30,03 24 6,03 13,6133,00 3,27 2,21 2,26 35,43 24 11,43 25,82
(I+D) D´aTi + ∆Ti = [ Te + ──── ] + ── D´a = ∆Ti x G
G G
QO C Q Q Q Q
CÁLCULO DE DEMANDA FRIGORÍFICA DE LOS MÓDULOS
La temperatura exterior tomada en calculo era +33 0ºC según normativaPOTENCIA
FRIGORÍFICA NECESARIA (W)
Qt (W)
Qv(W)
Qas(W)
Qd(W) Q ( W ) D'a
(W/m3) q (W/m2)
MODULO 1 109,7 1233 772,2 419,4 2533,9 13,3 36,7
calculo era +33,0ºC según normativa, mientras en calculo de balance se ha hecho con dos diferentes valores, 27,6ºC que es promedia máxima para mes Julio y 33,0ºC.
MODULO 2 95,1 1233 772,2 419,4 2519,2 13,2 36,5
MODULO 3 141,2 1185 772,2 419,4 2518,2 13,2 36,5
MODULO 4 124,2 1185 772,2 419,4 2501,2 13,2 36,2
∑ TOTAL 470,2 4836 3089 1677,7 10073
Promedio / MODUL 117,6 1209 772,2 419,4 2518 13,2 36,5
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DUBRAVKA MATICCÁLCULOS VERANO
DEMANDA FRIGORÍFICA DE LOS MÓDULOSDEMANDA FRIGORÍFICA DE LOS MÓDULOS
DEMANDA FRIGORÍFICA
Resultados de simulación de balance energético en el periodo de verano 50,00
kWh/m2a Demanda frigorifica de modulos
( kWh/m2a)
Balance de energía
Demanda frigorífica Ganancias Ganancias Demanda
frigorífica
Periodo de Sistemas
olar
erno Transm Ventilaci Sistemas
35,00
40,00
45,00
refrigeración activos So Inte isión ón activos
Mayo -Septiembre
kWh/m2a
kWh/
m2 a
kWh/
m2 a
kWh/m2a
kWh/m2
a
D'a(kWh/m3a
) 20,00
25,00
30,00 QvQtQdQas
MODUL 1 44,05 13,4 7,29 1,91 21,43 15,99
MODUL 2 43,79 13,4 7,29 1,65 21,43 15,90
MODUL 3 43,78 13,4 7,29 2,45 20,61 15,89
MODUL 4 43,48 13,4 7,29 2,16 20,61 15,785,00
10,00
15,00
Bloque de 4 módulos 175,1 53,7 29,2 8,17 84,06 63,56
Promedio / MODUL
43,77 13,4 7,29 2,04 21,02 15,89
0,00
,
1 2 3 4Modul
Qv Ganancias por
CONCLUSIÓN:
La única diferencia notable es en pérdidas por transmisión entre ód l d l t i l t b j l í h
Qv Ganancias por ventilacion
Qt Ganancias por transmision
Qd Ganancias InternasQas Ganancias solares
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módulos de planta primera y planta baja, cual sería mucho mayor si la cubierta estuviera menos aislada.
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DUBRAVKA MATICCÁLCULOS VERANO
PROPUESTA DE SISTEMAS ACTIVOS DE REFRIGERACIÓN DEMANDA ANUAL + ENERGÍA PRIMARIA INCLUIDAPROPUESTA DE SISTEMAS ACTIVOS DE REFRIGERACIÓN
A Split system, convencional
(1kW electricidad / 2,5 kW de refrigeracion)
R i HRU S lit 45 00
50,00kWh/m2aDemanda frigorifica y sistemas activos
DEMANDA ANUAL + ENERGÍA PRIMARIA INCLUIDA
B Recuperacion HRU + Split System
μ = 0,10 Sistema individual
C Recuperacion HRU + (Bomba de calor / geotermia) μ = 0,30 sistema central
Energia primaria30 00
35,00
40,00
45,00
DfEnergía adicional A B CDemanda frigorifica
Sistemas activos
Sistemas activos
Sistemas activos
Df(kWh/m2a)
Df(kWh/m2a)
Df(kWh/m2a)
Df(kWh/m2a) 15 00
20,00
25,00
30,00 Df
A
B
C
(kWh/m a) (kWh/m a) (kWh/m a) (kWh/m a)MODUL 1 44,05 17,62 15,86 12,33MODUL 2 43,79 17,52 15,77 12,26MODUL 3 43,78 17,51 15,76 12,26MODUL 4 43,48 17,39 15,65 12,17
Bloque de 4 0 00
5,00
10,00
15,00
Bloque de 4 módulos 175,10 70,04 63,04 49,03
Promedio / MODUL 43,77 17,51 15,76 12,26
0,00
1 2 3 4Modul
CONCLUSIÓN:
Mirando las exigencias de energía para cada sistema se concluye que e la opción C(12,26 kWh/m2a) sería mejor desde punto de vista de consumo energético pero el sistema subterráneo de ventilación geotérmica significa un incremento de los
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punto de vista de consumo energético, pero el sistema subterráneo de ventilación geotérmica significa un incremento de los costos de inversión principal y no es siempre posible instalarlo. La opción B(15,76 kWh/m2a) exige un poco más de energía que opción C, pero comparando con sistema A(17,51 kWh/m2a), no significa un gran ahorro.
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DUBRAVKA MATICCONSIDERACIONES FINALES
CONCLUSIONESDiseñar teniendo en cuenta ambos estrategias, de INVIERNO y VERANO, pensar en suscaracterísticas antagónicas y buscando siempre interferir con entorno lo mínimo posible parag y p p pbeneficiarse lo máximo posible.
Efectividad de estrategias aplicadas: Los sistemas de calefacción solar pasivo pueden bajar lademanda calorífica para 50% .
El cálculo de demanda calorífica aplicado en trabajo – Los cambios propuestos incluyencambio te temperatura exterior de invierno( de - 18ºC a -10ºC )que se toma en calculo yconsideración de las ganancias en balance energético final, para proporcionar el sistema yevitar sobredimensionado.
El resultado obtenido de los cálculos mostró que solo aplicando las estrategias de diseño solarpasivo determinadas en estudio se puede bajar la demanda alrededor de 3 veces,comparando con el consumo actual.
La demanda energética de calefacción depende mucho de la forma de agregación en elbloque- Modulo con situación menos favorable - bajo cubierta y en la esquina.
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GRACIAS POR SU ATENCIÓN
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