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¿Qué es el consumo energético de un edificio?
El consumo energético de un edificio se refiere a la cantidad de energía utilizada por los sistemas necesarios para el buen funcionamiento del edificio, las necesidades del ocupante y el confort interior. Este consumo incluye cuatro grupos consumidores de energía principales:
Actualmente el parque de edificios existente en España consume aproximadamente un 50% en climatización, 20% en iluminación, 15% en agua caliente sanitaria y 15% en equipos, según datos estadísticos del Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE).
¿Por qué es importante estimar el consumo energético de un edificio?
Teniendo en cuenta la distribución en porcentajes anteriormente citada, a priori podría parecer que todos los edificios se comportan bajo esos porcentajes, pero en la realidad esto no es así. A continuación, se enumeran diversos factores que afectan al consumo energético de los edificios y que son determinantes para estimar su comportamiento:
¿Qué técnicas existen para estimar el consumo energético de un edificio? ¿Qué beneficios tiene cada una?
Existen dos herramientas muy útiles a la hora de intentar conocer el comportamiento real de un edificio. Se trata de la auditoría energética y de la simulación energética.
En la auditoría energética, el primer paso es la solicitud de información previa (planos, ocupación, horarios, facturas de consumos, etc.). Después, realizar una visita para la toma de medidas, fotos, comprobar temperaturas interiores, realizar mediciones y sobre todo comprobar anomalías o “red flags”.
Para la estimación del consumo, es esencial realizar un inventariado detallado de todos los grupos consumidores de energía (climatización, iluminación, agua caliente y resto de equipos), donde tendremos que definir parámetros como perfiles de consumo, factores de simultaneidad, rendimientos, etc.
Uno de los aspectos más importantes es conocer qué factores externos son determinantes para esta estimación. Por ejemplo, en los consumos de iluminación tendrán que aplicarse factores de reducción por horas de sol cada día, y en los consumos de climatización, los grados día calefacción y refrigeración, que son las horas en las que las temperaturas exteriores bajan de 17ºC en invierno o suben de 25ºC en verano, temperaturas a las cuales se empezaría a calefactar/refrigerar el edificio, respectivamente.
Mediante la representación de gráficas “consumo de iluminación-horas de sol” y “calefacción y refrigeración-grados día” se establecen lo que se llaman las líneas base de consumo energético. A través de ellas podremos calcular el consumo energético del edificio cualquier día del año, ya que los datos de horas de sol y grados día pueden descargarse de manera pública.
Si establecemos diferentes líneas base para cada tipología de edificio (oficinas, residencial, centro comercial, etc.), podremos estimar el consumo energético de estos edificios para cualquier zona climática, con poco margen de error. Cuantos más edificios se recojan en un conjunto de líneas base, más precisión tendremos a la hora de estimar los consumos, en muchos sin necesidad de conocer al detalle el edificio.
Por lo tanto, el beneficio principal de la técnica de la auditoría energética es estimar el consumo de un edificio sin la necesidad de modelar geométricamente o utilizar programas específicos de cálculo energético. Con la metodología de líneas base a través de inventarios de equipos consumidores o facturas podemos llegar a conocer el comportamiento energético de un edificio. Eso sí, resulta necesario hacer una visita si es edificio existente, y si es obra nueva y no se dispone de inventario de los grupos consumidores, la estimación no será tan precisa, ya que deberemos de partir de líneas base de edificios similares.
Por otra parte, en la simulación energética, se modeliza geométricamente el edificio para obtener el llamado “gemelo digital” y poder actuar sobre él siempre que resulte necesario. Es importante partir de toda la documentación que se disponga del edificio (proyecto de ejecución, planos, memoria de calidades, etc.).
Una vez se hayan definido los parámetros de la envolvente, instalaciones, condiciones operacionales, perfiles de uso, etc. pueden obtenerse los primeros resultados. La simulación energética permite realizar iteraciones relativamente rápidas (dependiendo siempre de la complejidad del modelo), donde pueden combinarse diferentes estrategias o evaluarlas de forma independiente. Se pueden detectar los principales focos de consumo energético del edificio y plantear mejoras que reduzcan la demanda o el consumo, obteniendo resultados y comparándolos ente sí.
Existen diversos programas en función del objetivo que se quiera llevar a cabo. Para una definición simplificada, y sin poder modelar el edificio con su geometría exacta, se utiliza el CE3x, que arroja una simulación rápida en edificios de obra nueva, pero mayoritariamente utilizada para edificios existentes y rehabilitación energética.
Cuando se quiere llevar a cabo la modelización geométrica, se utilizan los programas HULC y CYPETHERM. Este último es más utilizado en la actualidad, ya que su interfaz es mucho más intuitiva, la modelización es más limpia y además dispone de gran número de librerías tanto para elementos constructivos, materiales e instalaciones. Son principalmente utilizados en obra nueva.
Hay programas que tratan de una forma más avanzada la simulación energética con simulaciones dinámicas. Por ejemplo, Design Builder trata también la iluminación natural de las estancias y el confort térmico de los usuarios del edificio. Otro programa como THERM evalúa el flujo de calor y temperaturas a través de los elementos constructivos del edificio.
Por lo tanto, el beneficio principal de la técnica de la simulación energética es modelizar el edificio para poder agregar modificaciones que se lleven a cabo en el edificio. Permite definir con alto grado de precisión la envolvente e instalaciones del edificio. Además, se puede evaluar el cumplimiento normativo, calificación energética, y simulaciones dinámicas avanzadas que evalúen el confort de los ocupantes.
¿Qué finalidad se obtienen de estas técnicas?
La finalidad principal consiste en conocer los consumos del edificio, su distribución según los grupos consumidores definidos, o evaluar el cumplimiento de la normativa. Además, si se quiere llegar a un objetivo energético concreto, poder establecer qué medidas de mejora hay que implementar.
Si es obra nueva, la finalidad principal consiste en establecer estrategias de optimización energética para el futuro uso del edificio. Por ejemplo, unas correctas protecciones solares en determinadas orientaciones conllevarán un mayor confort al usuario. Además, medidas como aislamientos térmicos o equipos eficientes serán rentables en la explotación del edificio, ya que tienen periodos de retorno bajos gracias al ahorro energético que producen con respecto a los sistemas convencionales. Si es obra existente, el objetivo principal será establecer mejoras concretas que eleven las prestaciones del edificio, para que tenga un óptimo comportamiento térmico, y además se puedan optar a ayudas económicas relativas a subvenciones en eficiencia energética que acortan periodos de amortización en lo económico.
Por último, las técnicas de auditoría y simulación energética pueden utilizarse de forma independiente, según se requiera en cada caso. No obstante, lo idóneo sería combinar ambas técnicas para situarnos muy cerca del comportamiento real del edifico y establecer medidas de mejora que sean rentables y satisfagan las necesidades del usuario.
Si quieres ampliar información sobre simulaciones y auditorías energéticas, nuestro experto en la materia Germán Gómez defendió su Trabajo de Fin de Máster en la materia. Disponible online: (https://oa.upm.es/66400/)
