Capítulo 2.5: Certificación energética de viviendas - Procedimiento simplificado (TK-CE2).

Contenido de este capítulo.

• 1.- Procedimientos simplificados para la certificación energética.
• 2.-Punto de partida.
• 3.- Introducción de datos y obtención de la calificación energética.
• 4.- Mejora de la calificación energética.
• Anexo A: Fichas del procedimiento simplificado.

1.- Procedimientos simplificados para la certificación energética.

1.1.- Introducción.

En la actualidad existen varios métodos para la obtención de la calificación energética en los edificios:

• Opción general: esta opción se basa en la utilización de algunos de los programas de referencia CALENER VYP o CALENER GT, debiendo usar uno u otro según el tipo de edificio a estudiar.
• Opción simplificada:  esta opción se puede aplicar de forma directa sobre edificios de viviendas que verifiquen el cumplimiento del DB-HE. Es muy sencillo, pero obtiene calificaciones muy bajas.
• Procedimiento simplificado Ce2: este método, aplicable a edificios de viviendas, se desarrolla en el Documento Reconocido Procedimiento simplificado para la certificación energética en edificios de viviendas. Los resultados obtenidos son bastante buenos y aproximados en la mayoría de los casos a los que da CALENER VYP.

De los métodos anteriores, TeKton3D cuenta con los dos últimos integrados dentro del capítulo Edificio, siendo el segundo método el más interesante y el que centrará la atención de este capítulo.

1.2.- Opción simplificada viviendas (RD 47/2007).

Es la forma más simple de obtener la calificación energética de un edificio.  Por el simple hecho de cumplir las exigencias de los Documentos Básicos HE1, HE2 y HE4,  este método asigna por defecto una calificación "E" a todos los edificios en los que es aplicable; esta calificación puede aumentar hasta "D" si el edificio analizado utiliza algunos de los sistemas de climatización reflejados en las tablas de soluciones técnicas que contiene la memoria del procedimiento.

Para utilizar este método dentro de TeKton3D, sólo hay que rellenar los datos referentes a equipos de producción de frío y calor que se piden en Datos->Certificación energética->Opción simplificada viviendas () (esta opción sólo es accesible si tiene licenciado el módulo TK-HE1.)

Las calificaciones obtenidas por este método son muy bajas en relación a las que se podrían obtener para los mismo edificios en CALENER VYP.

1.3.- Procedimiento Ce2.

El módulo TK-CE2 permite obtener la calificación energética de una vivienda o edificio de viviendas de forma rápida y sencilla, sin necesidad de hacer complicados cálculos o salirse de la aplicación TeKton3D. El módulo utiliza las pautas definidas en el Documento Reconocido Procedimiento simplificado para la certificación energética en edificios de viviendas (CE2).

Este método presenta el inconveniente de requerir un gran número de datos de partida, siendo especialmente complicado obtener a mano los datos referidos a la envolvente térmica del edificio (superficies, transmitancias, huecos que cumplen la condició de captor, etc.).  Con TK-CE2 simplificará bastante este trabajo, ya que, al contar TeKton3D con la geometría y composición del edificio completo, sólo necesita algunos datos adicionales, referidos a:

• Sistemas de calefacción y refrigeración, de los que se necesita conocer rendimientos, superficies afectadas y tipo de equipo. Si su edificio tiene un capítulo de TK-CDT con sus sistemas correctamente definidos y calculados, TK-CE2 podrá importar estos datos de forma automática.
• Sistemas de producción de ACS, debiendo conocer el rendimiento y el tipo de sistema de producción.
• Caudal de ventilación este dato puede obtenerse de forma automática tanto del capítulo de TK-HS3 como de TK-CDT (tiene prioridad el primero).

En función de todos estos datos, el método propone unos índices de eficiencia energética (IEE) que califican la eficiencia del edificio en cada uno de los siguientes aspectos:

• Calefacción.
• Refrigeración.
• Producción ACS.

A cada una de las tres categorías anteriores les corresponden dos índices IEE: uno que evalúa la demanda y otro que evalúa el rendimiento del sistema empleado. Así, el método llega a obtener seis índices, a partir de los cuales obtiene la calificación global del edificio.

En este capítulo se desarrolla un sencillo ejemplo de aplicación de este procedimiento.

2.- Punto de partida.

Para obtener la calificación energética por este método es necesario partir de un edificio que cumpla la limitación de la demanda energética, y que ésta se pueda calcular por la opción simplificada del DB-HE1. Ahora bien, si dispone de un capítulo de TK-CDT y / o de TK-HS3, podrá importar datos automáticamente de éstos

• Si su edificio tiene un capítulo de TK-HS3 - Calidad del aire interior podrá saber de forma exacta el caudal de ventilación total del edificio, calculado de forma correcta, es decir, haciendo un equilibrado entre los caudales de admisión y extracción. Para obtener ayuda sobre el manejo de TK-HS3 consulte el capítulo 3.6 de este manual, o bien haga uso de la ayuda en línea del programa.
• Si su edificio tiene un capítulo de TK-CDT - Carga y demanda térmica con los sistemas correctamente definidos, podrá importar de éste los datos de los sistemas de calefacción y refrigeración. En caso de no tener un capítulo de TK-HS3, podrá importar el caudal de ventilación, aunque en este caso el cálculo no será exacto, sino que se limitará a sumar los caudales de ventilación utilizados para el cálculo de cargas térmicas. Si desea obtener ayuda sobre el manejo del módulo TK-CDT, consulte el capítulo 2.4 del presente manual.

En este ejemplo se partirá del edificio del ejemplo del módulo TK-CDT, consistente en una vivienda unifamiliar de dos plantas.

 

3.- Introducción de datos y obtención de la calificación energética.

Para poder realizar la calificación energética, es necesario situarse en el capítulo el capítulo Edificio, y realizar la comprobación del cumplimiento de la exigencia básica DB-HE1 (opción de menú Calcular->Limitación demanda energética - Opción simplificada ). De este cálculo debe resultar que el edificio es conforme a la HE1, si no, no podrá seguir adelante:

Una vez calculado, vaya a la opción Datos->Certificación energética->Procedimiento simplificado para viviendas (Ce2) () para acceder al cuadro de diálogo que le permitirá introducir los datos necesarios. Este cuadro se organiza en cuatro solapas:

3.1.- Solapa "Datos de partida"

En este cuadro de diálogo debe indicar algunos datos generales del edificio, contenidos en la ficha D del procedimiento. Estos datos son:

• Características generales del edificio: junto a estas casillas encontrará el botón del asistente () que rellenará de forma automática los datos, basándose en la información obtenida del cálculo realizado para evaluar el cumplimiento del DB-HE1. Al utilizar el asistente, el programa pide la confirmación del usuario para la sustitución de datos:
• 
• Los datos que se requieren en este punto son:
• Superficie útil: es la superficie de la vivienda;  en edificios de viviendas esta superficie incluye las de las zonas comunes si éstas están dentro de la envolvente térmica. Al usar el asistente el programa sumará todas las superficies de los espacios que queden en la envolvente térmica del edificio, siendo en este caso 202,8 m².
• Envolvente: es la superficie de la envolvente térmica del edificio. Con el asistente, el programa obtiene este parámetro de los cálculos realizados sobre la limitación de la demanda energética. En este caso la envolvente tiene 471,4 m².
• Volumen: es el volumen del edificio comprendido dentro de la envolvente térmica, al utilizar el asistente debe dar 580.084 litros.

Si lo desea, puede modificar las unidades (cambiar litro por m3) en la opción Herramientas->Unidades.

• Número de plantas sobre rasante: es el número de alturas que el edificio levanta con respecto a la rasante. Con el asistente, el programa dará el número de plantas con espacios habitables que se encuentran definidas sobre la Cota base de referencia (Datos/Generales/General), es decir, dos plantas.
• Fracción de la demanda de ACS cubierta por energías renovables, para el cumplimiento de la exigencia del DB-HE4 del CTE (en %): en esta casilla debe indicar la fracción de la energía necesaria para la producción de agua caliente sanitaria que está cubierta por energías renovables. En la versión actual del programa no existe la posibilidad de importar este dato de otro capítulo. Tomando el peor de los casos posibles, fije un porcentaje igual al mínimo indicado en la tabla 2.1 del DB-HE4 para la localidad de Teruel (donde se ubica este edificio), que es el 30%.
• Caudal de ventilación total del edificio, para el cumplimiento de la exigencia del DB-HS3 del CTE (en l/s): es el total de caudal de aire que entra o sale del edificio según las exigencias del DB-HS3. En este caso vuelve a aparecer el botón del asistente () que le permitirá traer los datos del capítulo de TK-CDT (si existiera un capítulo de TK-HS3, lo traería de éste). Una vez conocido el caudal de ventilación (207,70 l/s en este caso), el programa calculará el número de renovaciones / hora, que resulta 1,29 para este ejemplo.

Cualquier dato de los anteriores puede ser modificado a mano, por ejemplo, en este caso puede ser recomendable ajustar el caudal de ventilación para que dé un número de renovaciones hora inferior (en torno a 0,6 sería lo más lógico).

3.2.- Solapa "Sistema de calefacción"

En esta solapa hay que indicar una serie de características de los sistemas de calefacción. En esta solapa aparece también el botón del asistente () que importará los datos del capítulo de TK-CDT. Los datos de los sistemas de calefacción necesarios para el cálculo son:

• Grado de centralización del sistema: aunque esta opción debe completarse sea cual sea el sistema de calefacción, esta clasificación sólo afecta a las bombas de calor. Se pueden elegir tres niveles de centralización:
  • Centralizado vivienda: en el caso de viviendas unifamiliares, cuando la bomba de calor es única y da servicio a toda la vivienda.
  • Centralizado bloque: como en el caso anterior, pero en el caso de viviendas en bloque.
  • Equipos individuales: cuando se tienen varios equipos tipo split, tanto en viviendas individuales como en bloque.
• Equipo principal / secundario: el método permite agrupar los equipos en dos grupos: el "Equipo principal" y el "Equipo secundario". Si se tiene sólo un sistema, se indicaría en el primer grupo; si se tienen dos, uno en cada grupo; si hay más de dos sistemas, se pueden agrupar por semejanza en uno u otro. Tanto al equipo principal como al secundario se le asigna una superficie útil del edificio; la parte de superficie no asignada a ningún equipo se interpretará como superficie "sin sistema de calefacción". La distinción entre equipo "principal" y el "secundario" es sólo cuestión de notación, ya que a la hora de calcular el índice IEE de los sistemas, ambos tienen el mismo peso. Al utilizar el asistente, el programa determina como "principal" el sistema que tiene asociada una mayor superficie. Los datos a indicar en este apartado son:
  • Tipo: puede elegir uno de los siguientes tipos:
    • Sin sistema de calefacción (deberá elegir esta opción cuando en proyecto no se especifique).
    • Bomba de calor.
    • Efecto Joule (unidades autónomas).
    • Calderas: pueden ser específicas para calefacción, o bien estar diseñadas también para la producción de ACS (calderas mixtas). Tanto uno como otro tipo de caldera puede ser de las siguientes clases:
      • Estándar: son calderas de combustibles líquidos o gaseosos cuya temperatura media de diseño puede limitarse a partir de su funcionamiento.
      • De baja temperatura: las calderas de baja temperatura son aquellas que tienen la capacidad de funcionar continuamente con un agua de alimentación cuya temperatura quede comprendida entre los 35º y 40ºC y que en determinadas circunstancias puede producir condensación; en esta categoría se incluyen las calderas de condensación que utilizan combustibles líquidos.
      • De condensación: son calderas de combustibles gaseosos que están diseñadas para condensar una parte importante de los vapores de agua contenidos en los gases de combustión.
      • De biomasa: son calderas alimentadas por cualquier biocombustible (sólido, líquido o gaseoso) no fósil, compuesto por materia vegetal o animal, o producido a partir de la misma mediante procesos físicos o químicos, susceptible de ser utilizado en aplicaciones energéticas, como por ejemplo, las astillas, el metiléster de girasol, o el biogás procedente de una digestión anaerobia.
    • En este ejemplo, el programa marcará automáticamente Caldera estándar, acorde con el modelo asignado al sistema en el capítulo TK-CDT.
• Combustible: debe indicar el tipo de combustible que hace funcionar al sistema:
• Gas natural (con el asistente el programa debe marcar esta opción).
• GLP
• Gasóleo
• Biomasa
• Electricidad (reservado para bombas de calor y calefactores efecto Joule)
• Rendimiento o COP nominal: es la relación, en tanto por uno, entre la potencia térmica nominal y el consumo nominal del equipo, que en este ejemplo es 0,93. En calderas este número es menor que 1, mientras en bombas de calor es mayor que 1. A partir de este dato, el programa realiza una estimación aproximada del rendimiento / COP medio estacional, de acuerdo con el procedimiento Ce2. Este dato no tiene por qué coincidir con el rendimiento estacional calculado por TK-CDT, ya que éste es el resultado de una simulación del comportamiento del equipo hora a hora, y aunque se ajusta más a la realidad, no es el valor que propone el Documento Reconocido.
• % calefactado de la superficie útil: es la fracción de la superficie útil calefactada por este sistema.

3.3.- Solapa "Sistema de refrigeración"

Los datos que se piden en este cuadro son muy similares a los anteriores, pero referidos a los sistemas de refrigeración. Al igual que en el caso anterior, el botón del asistente permite obtener estos datos de forma automática del capítulo de TK-CDT. Estos datos son:

• Grado de centralización del sistema: se pueden elegir tres niveles de centralización:
  • Centralizado vivienda: es el caso de viviendas unifamiliares, que cuentan con un único equipo de producción de frío para toda la vivienda.
  • Centralizado bloque: en el caso de edificios de viviendas, en los que cada vivienda cuente con un equipo único para la refrigeración de las distintas estancias.
  • Equipos individuales: equipos tipo split, tanto en viviendas individuales como en bloque.
• Equipo principal / secundario: como en el caso de la calefacción, el programa permite hasta tres zonas para el cálculo del IEE de los sistemas de refrigeración: una climatizada por el equipo "principal", otra por el "secundario" y la superficie restante, que queda sin refrigerar. Como ocurre con la calefacción, la distinción entre equipo "principal" y "secundario" obedece sólo a una cuestión de notación, porque ambos equipos tienen el mismo peso en el cálculo del IEE. De cada equipo hay que indicar:
  • EER nominal: relación de eficiencia energética; es el rendimiento del equipo en producción de frío (relación entre el frío producido en condiciones nominales y la energía consumida, en tanto por uno). El EER en este caso debe resultar igual a 3,30 en el equipo principal (multisplit del salón) y 2,90 en el otro (multisplit de los dormitorios).
  • % refrigerado de la superficie útil: es la fracción de la superficie útil refrigerada por este sistema.

Hay que destacar que en este caso, el procedimiento Ce2 no pide el tipo de equipo utilizado ni el combustible empleado (se entiende que los sistemas de refrigeración en viviendas son eléctricos).

3.4.- Solapa "Sistema de ACS".

En esta solapa deberá indicar los datos del sistema de producción de agua caliente sanitaria. A falta de más datos, suponga que la vivienda del ejemplo tiene un termo eléctrico para la producción de ACS. Así, en la opción Equipo de producción fije "Efecto Joule", con un rendimiento igual a 1,00.

Una vez completados todos los datos del cuadro, el programa preguntará si desea iniciar el cálculo de la certificación energética:

Respondiendo que Sí, se iniciará el proceso de cálculo (también accesible desde Calcular->Certificación - Procedimiento simplificado viviendas Ce2 ():

En este caso la calificación obtenida ha sido D.

4.- Mejora de la calificación energética.

4.1.- Interpretación de resultados.

Una de las grandes ventajas del método CE2 reside en su propia estructura: al estar basado en seis coeficientes parciales, es fácil encontrar el motivo por el que una calificación energética resulta baja. En este caso la calificación D obtenida puede mejorarse con determinadas actuaciones. Para ver con detalle los resultados del cálculo, vaya a Resultados->Crear listado () y genere el documento "Fichas Procedimiento Simplificado Viviendas (Ce2)":

Este listado contiene las fichas propuestas para el desarrollo del método, rellenas con los datos introducidos en Datos->Certificación energética->Procedimiento simplificado para viviendas (Ce2) () y los demás parámetros obtenidos de la interpretación de la envolvente térmica del edificio. Si se sitúa al final del documento, en la última de las fichas (F_G-D2u), podrá ver un resumen del cálculo, con los seis índices IEE resultantes (puede ver una vista de página completa como la de la figura siguiente, con la opción Archivo->Presentación preliminar , estando activa la solapa "Listados" de TeKton3D) :

Resulta especialmente interesante la tabla Cálculo del indicador de eficiencia energética global IEE_G. El IEE global está formado por la suma de los tres términos básicos: calefacción, refrigeración y ACS. Cada uno tiene el siguiente peso dentro del resultado final

• Calefacción: 63% (0,64)
• Refrigeración: 8% (0,11)
• ACS: 39% (0,26)

Llama la atención que la producción de ACS que sólo tiene un peso del 11% en el reparto (ver columna Coeficientes de reparto), suponga el 39% del IEE global. Esto indica que el IEE de la producción de ACS está perjudicando la calificación global del edificio.

Indagando un poco más, los términos que forman el IEE de la producción de ACS son:

• Demanda: IEE_DACS=1,40
• Sistema: IEE_SACS=1,71

Ambos coeficientes son bastante altos, especialmente el de sistemas. Por tanto, los resultados obtenidos están indicando que es recomendable cambiar el sistema de producción de ACS. Puede que en este caso resulte aconsejable utilizar la caldera de calefacción para la producción del calor necesario para el ACS, es decir, utilizar una Caldera mixta. Esto supondría sustituir el termo eléctrico por un interacumulador, a su vez conectado a la caldera de calefacción.

4.2.- Cambios en la producción de ACS del edificio.

Bien, para llevar a cabo lo indicado en las conclusiones anteriores, vaya a Datos->Certificación energética->Procedimiento simplificado para viviendas (Ce2) () y realice los siguientes cambios:

• En la solapa Sistema de calefacción, seleccione "Caldera mixta estándar". Lo ideal sería ir al capítulo de TK-CDT y seleccionar un modelo de caldera apropiado para este caso, y así obtener el rendimiento nominal del equipo real.
• 
• En la solapa Sistema de ACS seleccione igualmente Caldera mixta estándar, fijando el mismo combustible y rendimiento que el indicado en calefacción (0,93):
• 

Si ahora realiza el cálculo, el IEE_SACS disminuye hasta 0,59 y la calificación energética se queda en C:

Para que sirva como referencia, el mismo edificio, aplicando la Opción Simplificada aprobada en RD 47/2007, obtendría una calificación E (ver apartado 1.2 de este capítulo).

4.3.- Otras posibles mejoras de la calificación global.

¿Cómo habría que actuar para seguir mejorando la calificación? Si se fija, para llegar a la calificación "B" sería necesario disminuir el IEE global en 0,23 (en 0,60 está el siguiente escalón), lo que significa que por mucho que se mejore la refrigeración y la producción de ACS no podría aumentar la calificación del edificio, ya que estos dos términos están aportando un IEE de 0,11 + 0,09 = 0,20.

Así, si quisiera mejorar la calificación energética, debería actuar sobre el término con más peso: la calefacción. Podría conseguirlo:

• Buscar otra caldera de gas con un rendimiento mejor.
• Mejorar la envolvente térmica del edificio, modificando los elementos constructivos de las fachadas, ventanas, cubiertas, etc.

Una mejora considerable de la calificación se puede conseguir utilizando calderas de biomasa en lugar de otros tipos de combustibles, ya que el método entiende como nulas las emisiones de este tipo de equipos,  asumiendo que producen el CO₂ que la biomasa ha absorbido a lo largo de su vida. Si en las solapas "Sistema de calefacción" y "Sistema de ACS" cambia el combustible a "Biomasa"; los IEE de calefacción y de producción quedarán reducidos a cero, por lo que se produce una mejora importante de la calificación, llegando al nivel A.

Anexo A: Fichas del procedimiento simplificado.

En este enlace puede ver las fichas generadas por TK-CE2 (opción de menú Resultados->Crear listado ) en formato PDF: