Análisis energético de un geriátrico sometido a una reforma de ampliación

Abstract

El presente Trabajo Final de Grado aborda el análisis energético de una residencia geriátrica y el estudio y propuestas de medidas de mejora de la eficiencia energética. La Residencia Barcino se ubica en el municipio de Vallirana, en la provincia de Barcelona y fue construida el año 1987. El trabajo consta de seis partes diferenciadas, en la primera "2.1 Descripción del entorno", se describe el entorno de la residencia, su ubicación, las condiciones climáticas, temperaturas, viento, etc. Además también se analiza los efectos del entorno sobre el edificio mediante esquemas de análisis del entorno. En la segunda parte "2.2 Descripción de la Residencia Barcino", se detallan los sistemas constructivos e instalaciones del edificio, así como la clasificación de los espacios y sus horarios de uso, ganancias térmicas y consumos energéticos. A partir de estos datos se ha creado un modelo energético en DesignBuilder que ha proporcionado como resultado un consumo teórico de electricidad de 120,78 kWh/m2 año, mientras que el consumo real el año 2014 se sitúa en 38,60 kWh/m2 año. Para encontrar cuales son las condiciones de confort reales se han realizado dos ajustes en el modelo energético, la eliminación del sistema de calefacción en las zonas paso y baños y la eliminación de la ventilación mecánica. Con estos ajustes del modelo se ha conseguido obtener un valor más cercano a la realidad de 39,42 kWh/m2 año. Dando validez de esta forma al modelo creado. En la tercera parte "2.3 Proyecto de reforma y ampliación", se introduce el proyecto de reforma y ampliación planteado por el estudio de arquitectura. Se describen los cambios realizados, las tipologías constructivas que están previstas utilizar así como las instalaciones. Mediante los horarios de uso y calefacción definidos en el apartado 2.2, se ha elaborado la simulación energética del edificio proyectado mediante DesignBuilder. El valor de consumo eléctrico obtenido ha sido de 51,01 kWh/m2 año, que se encuentra por debajo del valor teórico del edificio existente. En la cuarta parte "2.4 Estudio de dispositivos de protección solar pasiva", se ha realizado el diseño y dimensionado de los dispositivos de protección solar pasiva. En el estudio se ha podido comprobar el mal funcionamiento de los voladizos de lamas propuestos en el proyecto inicial. Se ha podido concluir que no conseguían evitar la radiación solar durante los meses de verano. Para realizar este estudio se ha utilizado la programa ArchiCAD, así como la extensión EcoDesigner STAR que permite el cálculo de la radiación recibida por las ventanas. También se ha empleado el diagrama estereográfico correspondiente a la ciudad de Barcelona. En la quinta parte del proyecto "2.5 Mejoras de ahorro energético", se analizan y comparan diferentes propuestas de mejora de la eficiencia energética sin la modificación de la distribución del proyecto. Tales como, la mejora del aislamiento térmico de las fachadas existentes, la utilización de ventanas de baja transmitancia térmica o la realización de aberturas para la captación lumínica o térmica, entre otras. Para evaluar las mejoras y proceder a su comparación ha sido necesario establecer un coeficiente de rentabilidad, definido como la inversión inicial dividida por el ahorro eléctrico anual. A partir de este valor se han podido comparar las diferentes medidas de ahorro y establecer las más rentables. Finalmente, se han seleccionado las mejoras más rentables que son la insuflación de aislamiento térmico en la cámara de aire de las fachadas existentes, la substitución de las lámparas incandescentes y fluorescentes por tipo LED y la substitución de la cubierta invertida de grava definida en el proyecto inicial por una cubierta ajardinada. El coste de la inversión propuesta es de 15.226,57€ y el ahorro en el consumo de electricidad de 10.399,02 kWh/año. El tiempo necesario para la recuperación de la inversión sería de 7 años. El consumo energético del edificio con las mejoras es de 35,51 kWh/m2 año. La última parte "2.6 Análisis energético de la distribución" consiste en la evaluación energética de la posición y orientación de los espacios. Para determinar la posición óptima de cada espacio se ha desarrollado un estudio a partir de un modelo simplificado de dos espacios. Con los resultados obtenidos de este modelo, se ha comprobado que los espacios de uso diurno tienen un mejor comportamiento si se sitúan en la planta primera del edificio. Dado que la distribución de planta baja dispone según el proyecto de una mayor proporción de espacios de uso diurno, se ha propuesto el intercambio de la distribución de planta baja por la de planta primera. Este cambio produce un ahorro energético de 3.218,14 kWh/año y se considera que no implica coste alguno ya que únicamente depende de la distribución de los espacios del proyecto. Por último, el edificio final que incluye las mejoras de ahorro energético y el cambio de distribución tiene un consumo unitario de 30,70 kWh/m2 año. Que supone una reducción del 39,82% del consumo unitario de electricidad. El Trabajo Final de grado se ha desarrollado en el marco del convenio de cooperación educativa con la empresa Arquivall, estudio de arquitectura sostenible que elabora actualmente el proyecto básico y ejecutivo de reforma y ampliación de esta residencia.