090.010_cer_90 Documento Basico He Ahorro de Energia Che3 He4 y He5 Instalaciones Responsabres

8/13/2019 090.010_cer_90 Documento Basico He Ahorro de Energia Che3 He4 y He5 Instalaciones Responsabres

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CERCHA I DOSSIER CTE I 61

Pantalla de clculo del programa DIALux

EFICIENCIA ENERGTICA DE LAS INSTALACIONES DE ILUMINACIN

texto_Jos M. Grando Rodrguez (Arquitecto tcnico de la Consellera de Vivenda y Solode la Xunta de Galicia y Vocal de Tecnologa del COAAT de Lugo).

OBJETIVOSDe los tres objetivos de la HE3, el primero es aumentar la eficiencia energticaen las instalaciones de iluminacin de los edificios de nueva construccin(excepto viviendas), en rehabilitaciones de ms de 1.000 m2en las que serenueve, al menos, el 25% de las instalaciones de iluminacin y en reformasde locales comerciales y edificios de uso administrativo, limitando el valor deeficiencia energtica en cada zona de los mismos a los lmites de la tabla 2.1.

Para cada 100 lux, este valor es:

APLICACIN PRCTICALocal de oficinas de 10,00 m x 20,00 m x 2,50 m (administrativo gene-ral, zona de no representacin: VEEI 3,5)Altura del plano de trabajo: 0,85 mReflexiones: techo 70%, paredes 50% y suelo 20%Factor de mantenimiento: 0.80Luminarias: 1 x 58 w; flujo lmpara = 5.200 lum; montaje adosado.Iluminancia media de clculo: 450 lux

HOJA RESUMEN DE RESULTADOS:- Em = 504 lx (iluminancia media mantenida)- Emin/Em = 0,45 (uniformidad de iluminacin)- P = 2.205 w (potencia instalada)- = 182.000 lm (flujo luminoso total)

- VEEI =100 x 2.205 w

=2,19 w/m2/100 lux: CUMPLE 200 m

2x 504 lx

La Seccin HE3indica que se han de obtener, como mnimo, los si-guientes resultados para cada zona:- Valor de eficiencia energtica VEEI- Iluminancia media mantenida Em

- ndice de deslumbramiento unificado UGREstos valores son los remarcados en rojo en las figuras.

Grupo Zonas de actividad diferenciada VEEI lmite

1-

Zonas

de

no

representacin

almacenes, archivos, salas tcnicas y cocinas 5

zonas comunes (1) 4,5aparcamientos 5

administrativo en general 3,5aulas y laboratorios (2) 4

habitaciones de hospital (3) 4,5salas de diagnstico (4) 3,5espacios deportivos (5) 5

andenes de estaciones de transporte 3,5pabellones de exposicin o ferias 3,5

recintos interiores asimilables a Grupo 1 no descritos en la lista anterior 4,5

2-

Zonas

de

representacin

zonas comunes (1) 10estaciones de transporte (6) 6

zonas comunes en edificios residenciales 7,5administrativo en general 6

religioso en general 10

salones de actos, auditorios y salas de usos mltiples y convenciones, salas deocio y espectculo, salas de reuniones y salas de conferencias (7) 10

habitaciones de hoteles, hostales, etc. 12

hostelera y restauracin (8) 10supermercados, hipermercados y grandes almacenes 6

centros comerciales (excluidas tiendas) (9) 8tiendas y pequeo comercio 10

bibliotecas, museos y galeras de arte 6recintos interiores asimilables a Grupo 2 no descritos en la lista anterior 10

Donde:P=Potencia total instalada de lmparas y equipos auxiliares (w).S=Superficie iluminada (m2)Em=Iluminancia media horizontal mantenida (lux)Para calcular el VEEI hay que hacer el clculo luminotcnico de la ins-talacin. El ejemplo que vamos a ver est calculado con la versinligera del programa DIALux, de difusin gratuita, al que se le aaden

los plug-in de los distintos fabricantes para poder hacer los clculoscon sus propias lmparas y luminarias.

DB HE AHORRO DE ENERGA - SECCIN HE 3

INSTALACIONES RESPONSABLESComo continuacin al estudio iniciado en el ltimo nmero sobre el Documento Bsico de Ahorrode Energa, en el presente artculo acometemos el resto de las secciones de este documentorelativas a la mejora del rendimiento de las instalaciones, a excepcin del apartado HE 2, pendientede la aprobacin definitiva del nuevo Reglamento de Instalaciones Trmicas de los Edificios (RITE).

DOCUMENTO BSICO HE AHORRO DE ENERGA (HE 3, HE 4 Y HE 5)


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CONDICIONES GENERALES DE LA INSTALACIN

El sistema directo (el fluido del circuito de calentamiento es el deconsumo) queda prohibido. Tiene que haber un circuito primario (elde calentamiento) y otro secundario (el de consumo) sin posibilidadde mezcla de sus fluidos respectivos. No puede haber una resistencia elctrica de apoyo en el depsitoacumulador. En caso de que existiera sera obligatorio quitarla y sellarla perforacin de alojamiento de la misma. Siempre tiene que haber un generador de apoyo convencional quecubra el 100% de la demanda, pero ste nunca puede actuar directa-mente sobre el acumulador primario. Puede actuar sobre un acumula-dor secundario (produccin de ACS centralizada), o calentando direc-tamente el agua procedente del acumulador cuando la vlvula de tresvas detecta una temperatura inferior a la de demanda (produccin ACSindividual). Excepcionalmente, se permite una conexin puntual del sis-tema de apoyo al acumulador para descontaminacin de legionela, con

una serie de condicionantes y nunca para sistemas prefabricados.

DEMANDA

La demanda a 60 C ser la de la tabla 3.1:

Criterio de demanda Litros ACS/da a 60 C

Viviendas unifamiliares 30 por personaViviendas multifamiliares 22 por personaHospitales y clnicas 55 por camaHotel **** 70 por camaHotel *** 55 por camaHotel / Hostal ** 40 por camaCamping 40 por emplazamientoHostal / Pensin * 35 por camaResidencia (ancianos, estudiantes, etc) 55 por camaVestuarios / Duchas colectivas 15 por servicioEscuelas 3 por alumnoCuarteles 20 por personaFbricas y talleres 15 por personaAdministrativos 3 por personaGimnasios 20 a 25 por usuarioLavanderas 3 a 5 por kilo de ropaRestaurantes 5 a 10 por comidaCafeteras 1 por almuerzo

N de dormitorios 1 2 3 4 5 6 7 ms de 7N de personas 1,5 3 4 6 7 8 9 n de dormitorios

Y la ocupacin mnima en uso residencial vivienda ser:

ZONAS CLIMTICASEspaa se divide en cinco zonas climticas, en funcin de la radiacinsolar por m2, lo cual aparece en un mapa. Adems, se dan tablas con

la zona climtica de las poblaciones ms importantes.

Zona I

Zona II

Zona III

Zona IV

Zona V

ACorua

Lugo

OurensePontevedra

OviedoSantander Bilbao

SanSebastin

Vitoria

Len

Zamora

Salamanca

Valladolid

Palencia

BurgosLogroo

Pamplona

Huesca

LleidaZaragoza

Girona

Barcelona

Tarragona

Teruel

CuencaCastelln

Valencia PalmadeMallorca

AlbaceteCiudadReal

Toledo

Madrid

Guadalajaravila

Soria

Segovia

Cceres

Badajoz

Crdoba

Alicante

Murcia

Jan

Granada

AlmeraMlaga

Cdiz

Ceuta

Laspalmas

Sta.CruzdeTenerife

Melilla

SevillaHuelva

Figura 3.1: Zonas climticas


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64 I DOSSIER CTE I CERCHA

APLICACIN PRCTICA

Edificio de 40 viviendas en Lugo (Zona II):20 viviendas de 3 dormitorios20 viviendas de 2 dormitoriosLa demanda total D de ACS a 60 C sera:

D = 20 x 4 x 22 + 20 x 3 x 22 = 3.080 l/da

El porcentaje de ACS solar para 3.080 l/da (entre 50 y 5000 l/da) yZona II es del 30%, lo que significa que se tienen que aportar 924 l/dade agua calentada a 60 C mediante produccin solar, pero interesaque el agua del acumulador est a 45 C, por lo que se calcula el nuevoaporte de ACS solar a esa temperatura:

Los datos de temperatura media del agua fra para cada mes en Lugo, se-

gn CENSOLAR, son los que figuran en el clculo de la tabla siguiente:

S = 70.274.889,74 KJ / 1.660.589 KJ/m2= 42,32 m2

Que es la superficie de paneles solares necesarios para calentar enLugo 1.325,18 litros de ACS diarios.

INCLINACIN Y ORIENTACIN DE LOS PANELES Y SOMBRASLa inclinacin ptima es la latitud geogrfica (+10 para una demandapreferente en invierno y 10 para una demanda preferente en verano).La orientacin ptima es el sur. Cualquier modificacin de estos valoresproduce prdidas en el rendimiento de los captadores. Otra causa de labajada de rendimiento de los captadores son las sombras que se produ-cen sobre ellos e impiden que se caliente el lquido portador.El Cdigo Tcnico de la Edificacin (CTE) limita todas estas prdidas deacuerdo con la siguiente tabla 2.4:

Los 924 l/da a 60 C se convierten en 1.325,18 l/da a 45.La necesidad energtica anual Q en KJ para calentar una cantidadde agua C en l/da es:

Q = C x 1 (Kg/l) x 4,18 x T x 365

Siendo: Q necesidad energtica (KJ)C carga de consumo diaria (L/da)4,18 calor especfico del agua (KJ/Kg C)T=Ts-Te diferencia entre la temperatura de entrada y salidadel agua365 los das del ao

En nuestro caso, para una temperatura media del agua fra en Lugode 10,3 C:

Q = 1.325,18 x 4,18 x (45 10,3) x 365 = 70.274.889,74 KJ

El mtodo recomendable para el clculo de la superficie de captacin ne-cesaria para producir una determinada cantidad de ACS solar es el de lascurvas f (f chart). Sin embargo, existe un mtodo de clculo aproximadomuy sencillo y lo suficientemente preciso como para dar una idea, muycercana a la realidad, del nmero de paneles solares necesarios. Se basaen unas tablas del Ministerio de Industria (libro Radiacin sobre superficiesinclinadas)que fijan para cada provincia la energa cedida por un m2de

captador orientado al sur e inclinado la latitud geogrfica. En concreto,para Lugo, esta energa es de 1.660.589 KJ/m2. Aplicando este valor:

CLCULO DE PRDIDAS POR ORIENTACIN E INCLINACIN

Edificio situado en Lugo (latitud 43) en el que, por razones de par-cela, hay que colocar los captadores solares orientados = 15 aloeste (azimut +15) y con inclinacin = 40. Los paneles se van acolocar en el caso general, (sin integracin ni superposicin arquitec-tnica), para el que la tabla 2.4 solo permite un 10% de prdidas pororientacin e inclinacin.Desde el centro del grfico trazamos una lnea que une dicho centrocon el valor de +15 de la escala perimetral del mismo (lnea naranja).

Esta lnea corta al permetro exterior de la trama de color verde claro(prdidas del 10%) en los dos puntos que, en el grfico, estn repre-sentados por dos estrellas (figura de la izquierda).Las dos circunferencias con centro en el centro del grfico y radiosen los puntos de corte marcados con una estrella, cortan el radio conescala de inclinaciones en una inclinacin mxima de 60 y una incli-nacin mnima de 7 (figura de la derecha).El grfico est elaborado para Madrid (latitud 41), por lo que hay quehacer las correcciones para la latitud de Lugo (43):Inclinacin mx. = 60 - (41 - 43) = 62Inclinacin mn. = 7 - (41 - 43) = 9En nuestro caso, los paneles con inclinacin = 40 para una orienta-cin = +15, estaran comprendidos dentro de los valores calculados

y tendran, por tanto, prdidas inferiores al lmite mximo del 10% quele permite el CTE.

Prdidas lmite

Caso Orientacin e inclinacin Sombras Total

General 10 % 10 % 15 %

Superposicin 20 % 15 % 30 %Integracin arquitectnica 40 % 20 % 50 %

Mes Ti (60-TI)/(45-Ti) Di (60) D (45)

Enero 6 1,38 924,00 1.279,38

Febrero 7 1,39 924,00 1.288,74

Marzo 9 1,42 924,00 1.309,00

Abril 11 1,44 924,00 1.331,65

Mayo 12 1,45 924,00 1.344,00

Junio 13 1,47 924,00 1.357,13

Julio 14 1,48 924,00 1.371,10

Agosto 13 1,47 924,00 1.357,13

Septiembre 12 1,45 924,00 1.344,00

Octubre 11 1,44 924,00 1.331,65

Noviembre 9 1,42 924,00 1.309,00

Diciembre 6 1,38 924,00 1.279,38

Total 15.902,15

Media 1.325,18

Figura 3.3: Grfico de prdidas por orientacin e inclinacin

100%

95% - 100%

90% - 95%

80% - 90%

70% - 80%

60% - 70%

50% - 60%

40% - 50%

30% - 40%


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66 I DOSSIER CTE I CERCHA

CLCULO DE PRDIDAS POR SOMBRAS

Para efectuar el clculo de prdidas por sombras lo primero que hayque hacer es situar los obstculos susceptibles de producir sombrascon respecto a los captadores solares. La Seccin HE 4del DB HErecomienda, si es necesario, el uso de un teodolito para realizar estaoperacin.Hay que medir la distancia y el azimut entre cada punto del obstculoy el captador. Con estos datos y el ngulo que forma la horizontal delcaptador con el punto, podemos conocer la elevacin.Con el azimut () y la elevacin (m) calculados hay que situar los obs-tculos en el grfico de la figura, en el cual, el azimut est en el ejehorizontal y la elevacin en el vertical. A continuacin, hay que iden-tificar las porciones del grfico, total o parcialmente ocupadas por elobstculo (estas ltimas en fracciones lo ms prximas a 0,25; 0,50;0,75; o 1), y, despus de buscar sus valores en la tabla de referenciadel Apndice B, sumarlas.

APLICACIN PRCTICA

Edificio situado en Lugo con paneles solares inclinados = 35 y orien-tados al sur, = 0.El perfil de obstculos sera el de la figura.Prdidas = 0,25 x B4 + 0,5 x A5 + 0,75 x A6 + B6 + 0,25 x C6 + A8 +0,5 x B8 + 0,25 x A10 = 0,25 x 1,89 + 0,5 x 1,84 + 0,75 x 1,79 + 1,51+ 0,25 x 1,65 + 0,98 + 0,5 x 0,99 + 0,25 x 0,11Prdidas = 6,1 % = 6%

CONTRIBUCIN FOTOVOLTAICA MNIMA DE ENERGA ELCTRICADB HE AHORRO DE ENERGA - SECCIN HE 5

Su objetivo es conseguir que los establecimientos que se indican enla tabla 1.1 obtengan una energa elctrica ms barata y producidapor ellos mismos, en proporciones que dependen de su superficieconstruida. Los excedentes que se produzcan se pueden incorpo-

rar a la red de distribucin general, con el consiguiente beneficioeconmico.

mbito de aplicacinTipo de uso Lmite de aplicacin

Hipermercado 5.000.m2construidosMultimedia y centros de ocio 3.000 m2construidos

Nave de almacenamiento 10.000.m2construidosAdministrativos 4.000 m2construidos

Hoteles y hostales 100 plazasHospitales y clnicas 100 camas

Pabellones de recintos feriales 10.000 m2construidos

Se permite una disminucin del aporte en ciertos casos, pero en lamayora se ha de justificar un ahorro elctrico equivalente, por ejem-plo realizando mejoras en las instalaciones consumidoras de energa

elctrica.El esquema de una instalacin fotovoltaica sera el siguiente:1. Un generador fotovoltaico, compuesto por los mdulos captadoresque reciben la luz del sol y la transforman en corriente continua a 12 24 V. Este tipo de corriente slo es consumible por algn tipo dealumbrado y puede ser almacenada en pilas o acumuladores, pero suuso, tanto domstico, como industrial es prcticamente nulo.2. Un inversor que transforma la corriente continua generada en elproceso anterior en corriente alterna (220 V a 50Hz), apta para elconsumo directo del edificio, tanto en alumbrado, como en fuerza.3. Si despus de realizado el consumo del edificio se produce un ex-cedente de energa elctrica en forma de corriente alterna, sta se

transfiere a la red elctrica de distribucin general.4. Pasa al consumo de dicha red de distribucin.

CUANTIFICACIN DE LAS EXIGENCIAS

La potencia pico a instalar (con un mnimo de 6,25 kWp) es la siguiente:P=C (A S + B)Siendo: P potencia pico a instalar (kWp)

A y B coeficientes definidos en la tabla 2.1 funcin del uso edificio.C Coeficiente de la tabla 2.2 en funcin de la zona climtica.

S superficie construida del edificio.Coeficientes de uso

Tipo de uso A BHipermercado 0,001875 -3,13

Multimedia y centros de ocio 0 ,004688 -7,81Nave de almacenamiento 0,001406 -7,81

Administrativos 0,001223 1,36Hoteles y hostales 0,003516 -7,81

Hospitales y clnicas 0,000740 3,29Pabellones de recintos feriales 0,001406 -7,81

Coeficiente climticoZona climtica C

I 1II 1,1III 1,2IV 1,3V 1,4

Figura 3.4: Diagrama de trayectorias del sol

Estructura de un campo fotovoltaico

APLICACIN PRCTICA

Nave de almacenamiento de 12.000 m2construidos en Lugo (Zona II)La potencia pico a instalar sera:P = 1,1 x (0,001406 x 12.000 m2+ (-7,81)) = 9,98 kWp

El clculo de prdidas por orientacin e inclinacin y sombras se realizaexactamente igual que en el caso de contribucin de ACS solar.

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