audit_energètica facultat de quimiques i d'enologia

Auditoria energètica de la Facultat de química i

d’Enologia

Diagnosi, conclusions i actuacions

Any 2011

Pla de Medi ambient

documents

Auditoria energètica de la Facultat de Química i la

Facultat d’Enologia (URV)


Tarragona, gener de 2011

Auditoria energètica de la Facultat de Química i la Facultat d’Enologia de la Universitat Rovira i Virgili


Gener de 20112

01 MARC: PLA DE MEDI AMBIENT DE LA URV

02 INTRODUCCIÓ

03 DIAGNOSI

04 CONCLUSIONS

05 ACTUACIONS PROPOSADES I PREVISTES

Sumari



Gener de 20113

01. Marc: Pla de medi ambient de la URV



Gener de 20114

1.1. Justificació

� La 1a fase del Pla de medi ambient de la URV (diagnosi, objectius i línies estratègiques) del Pla de

medi ambient de la URV va ser aprovada pel Consell de Govern de la Universitat el 25.02.10, a partir

del posicionament següent.

� La Universitat Rovira i Virgili constata que:

� Els reptes del desenvolupament sostenible afecten el conjunt de la societat i demanen

posicionaments clars i positius per part dels agents que en formen part.

� La Universitat s’ha de sentir implicada per aquests reptes.

� Davant d’aquesta realitat, la URV, com a institució d’educació superior, orientada a la formació

i a la recerca, però també amb voluntat d’innovar i d’incidir en la societat, presenta aquest Pla

de medi ambient amb la finalitat d’abordar la gestió ambiental des d’un punt de vista integral i

ambiciós i explicitar el seu compromís envers el desenvolupament sostenible.



Gener de 20115

1.2. Abast i plantejament

� El Pla unifica els seus objectius en un objectiu global de reducció d’emissions de gasos amb efecte

hivernacle (GEH). Això permet:

� Donar més visibilitat al Pla de Medi Ambient de la URV, ja que s’unifica el monitoratge del

comportament ambiental de la institució a l’element central i amb més repercussió social de les

polítiques de sostenibilitat catalanes, europees i mundials: la lluita contra el canvi climàtic.

� Comparar l’estratègia de la URV en temes ambientals amb els compromisos de reducció de

l’emissió de GEH de Catalunya, Espanya, la UE i el món.

� Facilitar el seguiment, la comprensió i la difusió de les accions i dels seus resultats al conjunt

de la comunitat universitària, i en segon terme, a tota la ciutadania.

� La concreció de les mesures esmentades en un futur Pla d’acció a desenvolupar durant el primer

semestre de 2011.



Gener de 20116

1.3. Objectius

� Objectiu central del Pla: reduir un 20% les emissions de gasos amb efecte d’hivernacle (GEH) de la URV l’any 2020 respecte l’any 2005.

La URV l’any 2005 va emetre 14.900 t de GEH. L’objectiu per a l’any 2020 és de situar-se a 11.900 t

de GEH.

Objectiu coherent amb la política de lluita contra el canvi climàtic de la UE i, en concret, amb el Paquet

Energia i Clima de la UE.

� Cal incrementar l’esforç, reduint un mínim 262 t de GEH/any (1,7%).



Gener de 20117

1.4. Línies estratègiques



Gener de 20118

02. Context i metodologia



Gener de 20119

2.1. Context � La Facultat de Química i la Facultat d’Enologia (FQiFE), situades al Campus Sescelades, tenen més

de 900 alumnes matriculats als diferents estudis que s’ofereixen, molts d’ells amb un elevat grau

d’experimentalitat.

� La FQiFE, amb un consum elèctric anual de 3 GWh i de gas natural de 2 GWh i una superfície

construïda de 16.500 m2, consumeix el 43% del total d’energia final del Campus Sescelades, tot i

representar el 24% de la seva superfície. Això les situa com a un dels principals consumidors

energètics de la URV.

Zona A. Aulari.

Zona B. Despatxos i laboratoris de recerca.

Zona C. Despatxos i laboratoris de recerca.

Zona D. Laboratoris de docència.

Zona E. Deganat.

� L’edifici que les acull disposa de 5 zones amb

característiques constructives, instal·lacions i

usos diferenciats:



Gener de 201110

2.2. Metodologia In

venta

ri il·lu

min

ació

i equip

s Ratis potència instal·lada- Aules- Departaments

- Lab. recerca- Lab. docència- Espais comuns (int. i ext.)

- Zones específiques- Clúster informàtic- Aules informàtica- Estabulari

- Laser- Lab. creixement cristal·lí

Anàlis

i de x

arx

a i

regis

tre d

e c

onsum

s

Anàlisi lumínica

Anàlisi de combustió de gasos

Consums horaris mesurats

- Embarrat general- Derivació a producció clima- Aulari (bloc A), P0 a P4- Departaments (bloc E), P1

- Recerca i departaments (bloc B), P3

Ho

rari

s d

’ús

i ocu

pac

ió.

Consum energètic de la FQiFE

Ele

ctr

icitat

GNPer zona- Aules- Departaments

- Lab. recerca- Lab. docència- Espais comuns (int. i ext.)

- Zones específiques

Per instal·lació- Climatització (refrigeració / calefacció)- Il·luminació (interior / exterior)

- Equipaments (generals / específics)- ACS

Per període- Lectiu / festiu- Diürn / nocturn- Estival / hivernal

Diagnosi energètica de la FQiFE

Propostes d’actuacions de millora

Gestió de les instal·lacions

Eficiència en la il·luminació

Eficiència en la climatització

Rutines d’ús de

les instal·lacions

Generació de fred, calor i ACS

Disseny de les

instal·lacions

Condicionants

arquitectònics

Anàlisi i simulació arquitectònica

Anàlisi de la facturació energètica

En

trev

iste

s so

bre

la g

esti

ód

e le

s in

stal

·lac

ion

s



Gener de 201111

03. Diagnosi



Gener de 201112

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

500000

Juliol Agost Setembre Octubre Novembre Desembre Gener Febrer Març Abril Maig Juny

Co

nsu

m d

'en

erg

ia f

inal

(kW

h/m

es)

Electricitat Gas natural

2009 2010

3.1. Perfil del consum energètic anual

� El consum d’energia final anual és de 3 GWh d’electricitat i de 2 GWh de gas natural i presenta les

següents característiques:

� Un consum d’electricitat considerable durant tot l’any, però accentuat durant l’època estival.

� Un consum de gas natural molt elevat durant els períodes hivernals.

� Els ratis de consum d’energia final són de 185 kWh/m2·any d’electricitat i 121 kWh/m2·any de gas

natural, que representen consums força elevats per a un edifici d’aquestes característiques.

Consum mensual d’energia final entre juliol de 2009 i juny de 2010



Gener de 201113

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

15/0

7/200

929

/07/2

009

12/0

8/200

926

/08/2

009

09/0

9/200

923

/09/2

009

07/1

0/200

921

/10/2

009

04/1

1/200

918

/11/2

009

02/1

2/200

916

/12/2

009

30/1

2/200

913

/01/2

010

27/0

1/201

010

/02/2

010

24/0

2/201

010

/03/2

010

24/0

3/201

007

/04/2

010

21/0

4/201

005

/05/2

010

19/0

5/201

002

/06/2

010

Mit

jan

a d

e co

nsu

m d

iari

l (k

Wh

/dia

)

3.2. Perfil del consum elèctric anual

� El consum elèctric anual és de 3 GWh, i presenta les següents característiques:

� Consum estival elevat (juliol i setembre), amb mitjanes diàries de fins a 14.000 kWh, degut a

l’energia emprada en la refrigeració. Consum elevat durant el mes d’agost, amb mitjanes diàries

d’entre 10.000 i 12.000 kWh.

� Consum hivernal estable amb mitjanes diàries entorn dels 7.000 kWh.

� El rati de consum elèctric anual és de 185 kWh/m2, el qual representa un valor força elevat.

Consum d’electricitat entre juliol de 2009 i juny de 2010. Mitjanes diàries en períodes quinzenals



Gener de 201114

0,00

2.000,00

4.000,00

6.000,00

8.000,00

10.000,00

12.000,00

14.000,00

16.000,00

18.000,00


2009 2010

Co

nsu

m g

as n

atu

ral

(kW

h/d

ia)

3.3. Perfil del consum anual de gas natural

� El consum anual de gas natural és de més de 2 GWh, i presenta les següents característiques:

� Consum hivernal molt elevat (de novembre a abril), amb mitjanes màximes diàries superiors a 15.000

kWh, degut a l’energia emprada per a la calefacció.

� Consum mínim en època estival amb mitjanes diàries entorn dels 360 kWh i consum considerable en

èpoques de transició entre hivern i estiu, amb mitjanes diàries superiors a 1.000 kWh. Això és

conseqüència de l'energia emprada per a la generació d’ACS.

� El rati de consum anual de gas natural és de 121 kWh/m2, cosa que representa un valor molt elevat.

Consum de gas natural entre juliol de 2009 i juny de 20010. Mitjana diària dels consums mensuals normalitzats.



Gener de 201115

3.4. Perfil de consum elèctric setmanal

� En el registre de consums setmanals (14 al 21 de setembre de 2010) s’observa que l’edifici presenta un consum base molt elevat:

� El consum durant el període d’activitat (entre 550 i 600 kWh/h) únicament duplica el consum

nocturn (280 kWh/h). El consum diürn dels dies festius és de 250 kWh/h.

� El consum de la climatització representa entre el 22 i el 56% del consum total de l’edifici. El

consum mínim del sistema de climatització és al voltant dels 67 kWh/h.

Perfil de consum horari d’electricitat durant un període setmanal (setembre de 2010)



Gener de 201116

3.5. Perfil de consum elèctric diari (lectiu)

� Mitjançant la mitjana dels consums diaris (en dia lectiu), s’observa que el consum de l’edifici estàdeslligat de la seva activitat:

� L’increment del consum energètic s’inicia a les 05:00 hores, molt abans de l’inici de l’activitat de

l’edifici, i durant les primeres 4 hores (fins a les 09:00h) està absolutament vinculat a les demandes

de climatització (refrigeració) que no han estat ateses durant el període nocturn.

� La disminució del consum energètic, i de l’activitat, a l’edifici s’inicia a les 17:00 hores, si bé això no

es veu reflectit en la climatització fins a les 20:00 hores.

Perfil diari del consum elèctric en dia lectiu

0

100

200

300

400

500

600

700

01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00

Consu

m h

ora

ri (kW

h/h

)

Total FQiE Producció climatització



Gener de 201117

3.6. Perfil de consum elèctric diari (festiu)

� Mitjançant la mitjana dels consums diaris (dia festiu), s’observa que el consum base de l’edifici és molt elevat (270 kWh/h) i únicament representa una variació rellevant l’apagada i encesa de la il·luminació nocturna. El consum mínim és de 242 kWh/h.

Mitjana diària del consum horari

0

50

100

150

200

250

300

66 66 65 66 65 66 66 66 65 66 66 65 65 65 65 65 65 65 66 66 66 67 67 67

Co

nsu

m h

ora

ri (

kWh

/h)

Total FQiE Producció climatització



Gener de 201118

3.7. Distribució del consum elèctric

� La distribució del consum elèctric mostra un predomini del consum dels equips instal·lats, degut a l’elevat

nivell d’experimentalitat dels estudis i investigacions realitzades.

� El sistema de climatització també pren importància sobretot durant el període estival. Durant el període

d’hivern aquesta és menys important, ja que la generació d’aigua calenta per a calefacció es realitza per

mitjà de gas natural.

� D’aquest fet també se'n deriva que la majoria dels consums es concentren en les zones B i C, i en menor

mesura la D. Això es deu a que aquestes zones estan totalment climatitzades i concentren els principals

equipaments d’investigació (làser, estabulari, laboratori de creixement cristal·lí, clúster informàtic, etc.).

Distribució dels consums elèctrics en els períodes estival i hivernalConsum elèctric estival

39%

12%

49%

Climatització Il· luminació Equips

Consum elèctric hivernal

15%18%

67%

Climatització Il· luminació Equips



Gener de 201119

3.8. Distribució del consum de gas natural

� La distribució del consum de gas natural mostra que un 19% del total de consum anual de gas natural es

destina a la generació d’ACS, la qual és l'única font de consum de gas natural durant el període estival.

� El consum de calefacció representa el 81% del consum de gas natural de l’edifici, es concentra de forma

exclusiva en el període hivernal, i representa una de les principals fonts de consum energètic de l’edifici i

de tot el Campus Sescelades.

Distribució anual dels consums de gas natural. Mitjana diària dels consums mensuals normalitzats.

0,00

2.000,00

4.000,00

6.000,00

8.000,00

10.000,00

12.000,00

14.000,00

16.000,00

18.000,00


2009 2010

Co

nsu

m g

as n

atu

ral (

kWh

/dia

)

ACS Calefacció



Gener de 201120

3.9. Despesa energètica anual

� La despesa energètica anual de la FQiFE és de 457.000 €, dels quals un 19% correspon al consum de

gas natural i un 81% al d’electricitat.

� Això representa una despesa anual de 493 € per a cada estudiant matriculat o de 27 €/m2.

369.199

88.149

0,0

50.000,0

100.000,0

150.000,0

200.000,0

250.000,0

300.000,0

350.000,0

400.000,0

450.000,0

500.000,0

2009 - 2010

Des

pes

a en

erg

ètic

a (€

)

Gas natural

Electric itat

Distribució de la despesa energètica anual



Gener de 201121

� Les instal·lacions d’il·luminació presenten una eficiència molt variable.

� Les zones de pas interiors (zones C, B i E), presenten una eficiència molt baixa i uns nivells

d’il·luminació insuficients. Les aules, despatxos i laboratoris tenen una il·luminació eficient, però

uns nivells d’iluminació excessius.

� Les aules, despatxos i laboratoris tenen uns excel·lents nivells d’il·luminació natural, cosa que fa

que els espais únicament presentin valors inferiors els recomanables en les zones mes allunyades

de la façana.

3.10. Anàlisi lumínica

VEEI: valor de mesura de l'eficiència energètica de una instal·lació d'il·luminació, en W/m2 per cada 100 lux.

Em (Il·luminància mitjana horitzontal mantinguda): valor por sota del qual no ha de disminuir la il·luminància mitjana, en funció de l’activitat realitzada.



Gener de 201122

Distribució i nivells d’iluminació natural de l’aula 102

3.10. Anàlisi lumínica

Distribució i nivells d’iluminació natural del

laboratori 202



Gener de 201123

� Les façanes SE, situades en les zones B i E, presenten uns nivells d’insolació molt elevats durant tot l’any

degut a l’absència d’elements d’ombra o protecció solar.

� Això suposa un important increment de consum de refrigeració en els espais climatitzats interiors a

les esmentades façanes.

� Aquest fet també origina problemes de confort en èpoques en què aquestes zones tenen

demandes de refrigeració que no poden ser ateses.

3.11. Anàlisi arquitectònica



Gener de 201124

04. Conclusions



Gener de 201125

4.1. Comparació de consums

� La FQiFE té uns consums significativament superiors a d’altres facultats de químiques catalanes, tant pel

que fa a l’electricitat com al gas natural. Tanmateix, és molt inferior a l’ICIQ, exclusivament dedicat a la

recerca experimental.

� Els consums d’energia final per unitat de superfície a la FQiFE, arriben a duplicar els valors d’altres

centres i universitats de característics similars.



Gener de 201126

4.2. Conclusions principals

� El consum base (períodes nocturns, festius i vacances) de la FQiFE és molt elevat.

� Més de la meitat del consum elèctric de l’edifici deriva dels equips instal·lats. Això és degut a que disposa

d’una sèrie d’equipaments d’investigació i d’instal·lacions que consumeixen energia ininterrompudament, i

són essencials per a l’activitat docent i d'investigació. No es planteja, de moment, actuar sobre els

consums de les esmentades instal·lacions.

� L'edifici, tot i que es situa en una zona de clima suau, consumeix una quantitat important energia per a la

climatització durant tots els mesos de l’any.

� L’edifici no disposa d’un sistema de gestió tècnica centralitzada adequat i amb interfície gràfica, la qual

cosa n’impossibilita una gestió eficient.

� Bona part dels usuaris mantenen en funcionament els sistemes de climatització de l’edifici de forma

permanent per mitjà dels termòstats individuals. Així, quan les màquines de climatització comencen a

funcionar (05:00 hores), aquestes climatitzen espais que encara no estan ocupats, i que no ho estaran fins

al cap de 4 hores. La mateixa situació, però a l’inversa, es dóna abans de l’apagada de les màquines de

climatització (23:00h). Això fa que la majoria dels espais estiguin climatitzats durant 18 hores cada dia, si

bé la seva ocupació és, com a molt, la meitat d’aquest temps.

� Durant el període estival, tot i que s’aturen els equips de producció d’aigua freda, no es desconnecten les

bombes i aquestes continuen funcionant. Això justifica, en part, un consum horari de 67 kWh durant tot el

període nocturn.



Gener de 201127


� Durant el període hivernal no s’atura el sistema de generació d’aigua calenta en els períodes nocturns i

festius, fet que, sumat al comportament dels usuaris, incrementa de forma molt important el consum de

gas natural.

� La majoria dels quadres elèctrics de planta disposen de comptadors d’energia; tanmateix, no estan

adequadament programats i no s’utilitzen per a la gestió energètica de l’edifici.

� Algunes instal·lacions tenen un disseny deficient:

� Zones de pas de la planta 3: Disposa d’un sistema d’iluminació indirecta projectat sobre un sostre

de vidre. Aquest disseny no proporciona la il·luminació necessària, augmenta el consum d’energia i

provoca contaminació lumínica.

� Clúster informàtic: Hi ha fins a 171 servidors tipus rack que expulsen l’aire calent de la seva

refrigeració a la pròpia sala, generant elevades càrregues internes. Alhora aquestes càrregues

intenten ser compensades per mitjà de 4 d’equips de climatització individuals reutilitzats, sense una

extracció de l’aire calent.

� Durant el període estival hi ha una caldera en funcionament únicament per a la generació d’ACS; això fa

que el seu rendiment sigui molt baix (76%) degut a que treballa amb molt poca càrrega.

� En termes generals el disseny arquitectònic de l’edifici és correcte, si bé l’absència d’elements de

protecció solar en la façana SE de les zones B i E genera un important disconfort estival i augmenta el

consum en les esmentades zones.



Gener de 201128


� Degut a les càrregues externes (radiació solar) d’alguns despatxos de la zona B i E, els equips de

climatització instal·lats estan infradimensionats i, per tant, no poden cobrir la demanda de refrigeració.

� Així s’han detectat incidències per disconfort d’alguns usuaris de la zona B tant en el període hivernal

com, sobretot, l’estival.

� S’han fet diverses millores en el pretractament de l’aire de renovació, la qual cosa permet disposar d’un

cert efecte free-cooling en els períodes que les condicions exteriors ho permeten.

� Les aules no disposen de termòstat que permeti l’aturada de la calefacció quan s'assoleix la temperatura

desitjada i, per tant, el sistema únicament funciona per programació horària.

� El consum de l'enllumenat nocturn representa el 5% del consum elèctric de l’edifici. Cal destacar que part

de la il·luminació nocturna disposa de sistema de regulació de flux per tal de disminuir el consum.

� Les aules i els laboratoris disposen de línies d'enllumenat paral·leles a la façana amb encesa

independent. Aquest sistema permetria un millor aprofitament de la llum natural, si bé, no disposa de cap

automatisme que n’asseguri el seu correcte funcionament.

� Les lluminàries de tubs florescents disposen de reactància electromagnètica, fet que suposa un rendiment

energètic baix.



Gener de 201129

05. Actuacions proposades i previstes



Gener de 201130

5.1. Propostes i valoració econòmica

� En les següents taules es realitza un resum de la valoració econòmica de les actuacions proposades. Els

càlculs han estat fets en base a les tarifes de subministrament elèctric i de gas natural de l’any 2009, i

inclouen l’IVA en tots els casos.



Gener de 201131




Gener de 201132




Gener de 201133

5.2. Planificació de les propostes

� Les actuacions proposades s’han dividit en 3 grups depenent dels industrials requerits i dels imports

associats. Els tres grups són els següents :

1. Disseny i instal·lació de la GTC

En fase d’anàlisi de la possibilitat d’incloure-ho en el concurs públic del manteniment

d'instal·lacions o alternativament contractar-ho amb un procediment negociat.

Termini previst d’execució : 1r semestre 2012 / Finals de 2011

2. Proteccions solars exteriors i interiors

Contractació immediata per contracte menor/comanda.

Termini previst d’execució : Finalització abans del 2n trimestre 2011

3. Millores en l’àmbit d'instal·lacions i gestió de l’ús – Resta de propostes

A càrrec de contracte de manteniment i de contractes menors/comandes. L’inici de seva

contractació serà immediata.

Termini previst d’execució : Finalització abans del 2n trimestre 2012



Gener de 201134

5.3. Valoració global

� L’execució de totes les actuacions proposades – seleccionant la més favorable en els casos que es

presentin vàries opcions – tindria un cost total de 285.500 €, un període d’amortització global de 3,6 anys i permetrà els següents estalvis anuals:

ERF. Gestió i Comunicació Ambiental, S.L.

Balmes 18, 1r 1a · 08007 Barcelona

T. 93 301 23 29 · F. 93 301 23 21

[email protected] · www.erf.cat

audit_energètica facultat de quimiques i d'enologia

Documents