energy efficiency analysis on existing buildings (C.E.E.)
"we can create a more sustainable, cleaner and safer world by making wiser energy choices." Robert Alan Silverstein American Writer, Artist, Social Activist
Rafael C. Alonso Tapia Architect at Pace
Master in Architecture by University of Seville
may 2015 specialisation on energy efficiency on existing buildings
La Asociación Nacional de Certificadores Energéticos Certifica que el alumno:
D. Rafael C. Alonso Tapia Ha completado satisfactoriamente el curso de formación:
Uso del programa CEX-CE3X Cálculo simplificado de Certificación Energética de edificios existentes Horas certificadas: 36 Certificado número RtzM570504
Expedido en Madrid a 20 de noviembre de 2012
Cuerpo docente
Secretario de ANACERT
europe and the energy
the EU imports 53% of all the energy it consumes at a cost of more than â‚Ź1 billion per day
energy also makes up more than 20% of total imports. specifically, the EU imports: ·· 90% of its crude oil ·· 66% of its natural gas ·· 42% of its coal and other solid fuels ·· 40% of its uranium and other nuclear fuels
buildings are responsible for 40% of energy consumption in the EU
buildings are responsible for 36% 2 of CO emissions in the EU
currently, about 35% of the EU's buildings are over 50 years old. by improving the energy efficiency of buildings europe could reduce total EU energy 2 consumption by 5% to 6% and lower CO emissions by about 5%.
new buildings consume 5 litres of heating oil VS older buildings consume about 25 litres of heating oil on average. some buildings even require up to 60 litres of heating oil
european energy efficiency strategy
simple math’s on an equation of 2 parameter: ·· production of energy ›› green energy
·· energy consumption ›› reduce
energy consumption in buildings the 2010 Energy Performance of Buildings Directive, the 2012 Energy Efficiency Directive are the EU's main legislation when it comes to reducing the energy consumption of buildings and an update to the Energy Performance of Buildings Directive to help promote the use of smart technology in buildings and to streamline the existing rules.
energy performance of buildings directive in buildings ·· energy performance certificates are to be included in all advertisements for the sale or rental of buildings ·· EU countries must establish inspection schemes for heating and air conditioning systems or put in place measures with equivalent effect ·· all new buildings must be nearly zero energy buildings by 31 December 2020 (public buildings by 31 December 2018)
energy performance of buildings directive in buildings 路路 EU countries must set minimum energy performance requirements for new buildings, for the major renovation of buildings and for the replacement or retrofit of building elements (heating and cooling systems, roofs, walls, etc.) 路路 EU countries have to draw up lists of national financial measures to improve the energy efficiency of buildings
energy efficiency directive
energy efficiency directive ·· EU countries make energy efficient renovations to at least 3% of buildings owned and occupied by central government ·· EU governments should only purchase buildings which are highly energy efficient ·· EU countries must draw-up long-term national building renovation strategies which can be included in their National Energy Efficiency Action Plans
energy consumption in buildings divided in 2 main groups
existing buildings
new buildings
spain and the energy performance in buildings
1.4 %
%
9.7 %
.7 10
47.6 % Hidraulica
.4 3 2
%
Petroleo
Gas Natural Carbon Nuclear
MW
quiet hours
40.000
peak hours
peak hours
35.000
30.000
30.000
20.000
15.000
10.000
5.000
0 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
1
2%
2%
% 1% 2% 1 18
3%
4%
%
HVAC Cooling system 7%
Computer Dishwasher Dryer machine
18%
8%
Microwave Domestic Hot Water Electric oven Small kitchen appliances Washing machine 9%
Electric cooker Television HVAC Heat system Fridge Illumination
15%
10%
2008
1994
A
A+++ A++
A B
B C
A+ A
C D
D E
B
E F
C D
2013
F G
G
implementation of the european codes HE- 2007 – New buildings efficiency code ·· Updated in 2010 ·· Updated in 2016 Certificación Energética de Edificios Existentes (2012)
energy effiency on new buildings 5 main aspects:
·· Energy consumption ·· Limit of the demand ·· Efficiency on the Heating and cooling system ·· Efficiency on the illumination ·· Solar energy on the Hot domestic Water ·· Photovoltaic contribution
CEE
energy efficiency on existing buildings
what?
who?
why?
BOLETÍN OFICIAL DEL ESTADO Sec. I. Pág. 47989
aprobado por el Real Decreto Legislativo 2/2008, de 20 de junio, a través del cual los ciudadanos tendrán derecho a obtener por medios electrónicos toda la información urbanística proveniente de las distintas Administraciones, respecto a la ordenación del territorio llevada a cabo por las mismas.
Jueves 27 de junio de 2013
Sec. I. Pág. 47990
5. Constituyen infracciones leves: a) Publicitar la venta o alquiler de edificios o unidades de edificios que deban disponer de certificado de eficiencia energética sin hacer mención a su calificación de eficiencia energética. b) No exhibir la etiqueta de eficiencia energética en los supuestos en que resulte obligatorio. c) La expedición de certificados de eficiencia energética que no incluyan la información mínima exigida. d) Incumplir las obligaciones de renovación o actualización de certificados de eficiencia energética. e) No incorporar el certificado de eficiencia energética del edificio terminado en el Libro del edificio. f) La exhibición de etiqueta de eficiencia energética sin el formato y contenido mínimo legalmente establecidos. g) Publicitar la calificación obtenida en la certificación de eficiencia energética del proyecto, cuando ya se dispone del certificado de eficiencia energética del edificio terminado. h) Cualesquiera acciones u omisiones que vulneren lo establecido en materia de certificación de eficiencia energética cuando no estén tipificadas como infracciones graves o muy graves.
Disposición adicional segunda. Catastro inmobiliario. Lo dispuesto en esta Ley se entiende sin perjuicio de lo previsto en el texto refundido de la Ley del Catastro Inmobiliario, aprobado por el Real Decreto Legislativo 1/2004, de 5 de marzo, en particular en lo que se refiere a la utilización de la referencia catastral, la incorporación de la certificación catastral descriptiva y gráfica y las obligaciones de comunicación, colaboración y suministro de información previstas por la normativa catastral. Disposición adicional tercera. Infracciones en materia de certificación de la eficiencia energética de los edificios. 1. Constituyen infracciones administrativas en materia de certificación de eficiencia energética de los edificios las acciones u omisiones tipificadas y sancionadas en esta disposición y en la disposición adicional siguiente, sin perjuicio de otras responsabilidades civiles, penales o de otro orden que puedan concurrir. 2. Las infracciones en materia de certificación energética de los edificios se clasifican en muy graves, graves y leves. 3. Constituyen infracciones muy graves en el ámbito de la certificación energética de los edificios:
6. Serán sujetos responsables de las infracciones tipificadas en esta disposición, las personas físicas o jurídicas y las comunidades de bienes que las cometan, aún a título de simple inobservancia. 7. La instrucción y resolución de los expediente sancionadores que se incoen corresponderá a los órganos competentes de las Comunidades Autónomas.
a) Falsear la información en la expedición o registro de certificados de eficiencia energética. b) Actuar como técnico certificador sin reunir los requisitos legalmente exigidos para serlo. c) Actuar como agente independiente autorizado para el control de la certificación de la eficiencia energética de los edificios sin contar con la debida habilitación otorgada por el órgano competente. d) Publicitar en la venta o alquiler de edificios o parte de edificios, una calificación de eficiencia energética que no esté respaldada por un certificado en vigor debidamente registrado. e) Igualmente, serán infracciones muy graves las infracciones graves previstas en el apartado 4, cuando durante los tres años anteriores a su comisión hubiera sido impuesta al infractor una sanción firme por el mismo tipo de infracción.
Disposición adicional cuarta. edificios y graduación.
Sanciones en materia de certificación energética de
1. Las infracciones tipificadas en la disposición adicional tercera bis (nueva) serán sancionadas de la forma siguiente: a) Las infracciones leves, con multa de 300 a 600 euros. b) Las infracciones graves, con multa de 601 a 1.000 euros. c) Las infracciones muy graves, con multa de 1.001 a 6.000 euros. 2. No obstante lo anterior, en los casos en que el beneficio que el infractor haya obtenido por la comisión de la infracción fuese superior al importe de las sanciones en cada caso señaladas en el apartado precedente, la sanción se impondrá por un importe equivalente al del beneficio así obtenido. En la graduación de la sanción se tendrá en cuenta el daño producido, el enriquecimiento obtenido injustamente y la concurrencia de intencionalidad o reiteración.
4. Constituyen infracciones graves: a) Incumplir las condiciones establecidas en la metodología de cálculo del procedimiento básico para la certificación de la eficiencia energética de los edificios. b) Incumplir la obligación de presentar el certificado de eficiencia energética ante el órgano competente de la Comunidad Autónoma en materia de certificación energética de donde se ubique el edificio, para su registro. c) No incorporar el certificado de eficiencia energética de proyecto en el proyecto de ejecución del edificio. d) Exhibición de una etiqueta que no se corresponda con el certificado de eficiencia energética válidamente emitido, registrado y en vigor. e) Vender o alquilar un inmueble sin que el vendedor o arrendador entregue el certificado de eficiencia energética, válido, registrado y en vigor, al comprador o arrendatario. f) Igualmente, serán infracciones graves las infracciones leves previstas en el apartado 5, cuando durante el año anterior a su comisión hubiera sido impuesta al infractor una sanción firme por el mismo tipo de infracción.
Núm. 153
Disposición transitoria primera. Calendario para la realización del Informe de Evaluación de los Edificios. 1. Con el objeto de garantizar la calidad y sostenibilidad del parque edificado, así como para orientar y dirigir las políticas públicas que persigan tales fines, y sin perjuicio de que las Comunidades Autónomas aprueben una regulación más exigente y de lo que dispongan las ordenanzas municipales, la obligación de disponer del Informe de Evaluación regulado en el artículo 4, deberá hacerse efectiva, como mínimo, en relación con los siguientes edificios y en los plazos que a continuación se establecen: a) Los edificios de tipología residencial de vivienda colectiva con una antigüedad superior a 50 años, en el plazo máximo de cinco años, a contar desde la fecha en que alcancen dicha antigüedad, salvo que ya cuenten con una inspección técnica vigente,
cve: BOE-A-2013-6938
Jueves 27 de junio de 2013
cve: BOE-A-2013-6938
Núm. 153
BOLETÍN OFICIAL DEL ESTADO
macro economy and micro economy
0
100
vernaculars architecture
vernaculars architecture modern architecture
energy efficiency
basic knowledge energy consumption
1% 8%
%
28 %
23
HVAC Heat system 6%
Domestic Hot Water Illumination Aparatos electricos Kitchen appliances HVAC Cooling system
26
%
basic knowledge thermal envelope
basic knowledge efficiency concept
thermal skin location
zona climática que la que corresponde a la capital de provincia. Tabla D.1.- Zonas climáticas
Provincia
Albacete Alicante Almería Ávila Badajoz Barcelona Bilbao Burgos Cáceres Cádiz Castellón de la Plana Ceuta Ciudad real Córdoba Coruña (a) Cuenca Donostia-San Sebastián Girona Granada Guadalajara Huelva Huesca Jaén León Lleida Logroño Lugo Madrid Málaga Melilla Murcia Ourense Oviedo Palencia Palma de Mallorca Palmas de gran canaria (las) Pamplona Pontevedra Salamanca Santa cruz de Tenerife Santander Segovia Sevilla Soria Tarragona Teruel Toledo Valencia Valladolid Vitoria-Gasteiz Zamora Zaragoza
Capital
D3 B4 A4 E1 C4 C2 C1 E1 C4 A3 B3 B3 D3 B4 C1 D2 C1 C2 C3 D3 B4 D2 C4 E1 D3 D2 D1 D3 A3 A3 B3 C2 C1 D1 B3 A3 D1 C1 D2 A3 C1 D2 B4 E1 B3 D2 C4 B3 D2 D1 D2 D3
Desnivel entre la localidad y la capital de su provincia (m)
Altura de referencia (m)
677 7 0 1054 168 1 214 861 385 0 18 0 630 113 0 975 5 143 754 708 50 432 436 346 131 379 412 589 0 130 25 327 214 722 1 114 456 77 770 0 1 1013 9 984 1 995 445 8 704 512 617 207
200 <400 D2 C3 B3 E1 C3 C1 D1 E1 D3 B3 C2 B3 D2 C3 C1 E1 D1 D1 D2 D1 B3 E1 C3 E1 D2 D1 E1 D1 B3 B3 C2 D1 D1 E1 B3 A3 E1 C1 E1 A3 C1 E1 B3 E1 C2 E1 D3 C2 E1 E1 E1 D2
400 <600 E1 C1 B3 E1 D1 D1 D1 E1 D1 B3 C1 C1 E1 C2 D1 E1 D1 D1 D1 E1 C1 E1 D2 E1 E1 E1 E1 E1 C1 B3 C1 E1 D1 E1 C1 A3 E1 D1 E1 A3 D1 E1 C2 E1 C1 E1 D2 C1 E1 E1 E1 E1
600 <800 E1 D1 C1 E1 D1 D1 E1 E1 E1 C1 D1 C1 E1 D1 D1 E1 E1 E1 E1 E1 C1 E1 D1 E1 E1 E1 E1 E1 C1 C1 D1 E1 E1 E1 C1 A3 E1 D1 E1 A3 D1 E1 C1 E1 D1 E1 E1 D1 E1 E1 E1 E1
800 <1000 E1 D1 C1 E1 E1 E1 E1 E1 E1 C1 D1 D1 E1 D1 E1 E1 E1 E1 E1 E1 D1 E1 E1 E1 E1 E1 E1 E1 D1 C1 D1 E1 E1 E1 D1 B3 E1 E1 E1 B3 E1 E1 D1 E1 D1 E1 E1 D1 E1 E1 E1 E1
1000 E1 E1 D1 E1 E1 E1 E1 E1 E1 D1 E1 D1 E1 E1 E1 E1 E1 E1 E1 E1 D1 E1 E1 E1 E1 E1 E1 E1 D1 D1 E1 E1 E1 E1 D1 B3 E1 E1 E1 B3 E1 E1 E1 E1 E1 E1 E1 E1 E1 E1 E1 E1
thermal skin surroundings
47o de diferencia de altitud
solsticio de varano
solsticio de invierno
diferencia de posicion del sol al ponerse en verano e invierno
21 diciembre
21 junio
21 diciembre
21 junio
E
Elevation
D1
rectangle obstacles
D2
D
building object
thermal skin the envelope
not inhabitable
habitable space
not inhabitable
not inhabitable
not inhabitable C2 C
L
M1
PC
M1 S3
Pr habitable space
M1
H
S2
M2
M1
not inhabitable
T2
C2
T1
S2 S1
M2
not inhabitable
building envelope specific requirements building thermal envelope:
exception:
·· fenestration
·· low energy usage <3.4 btu/sq/ft. or 1 watt/sq.ft. of floor area or unconditioned spaces
·· ceiling ·· walls ·· above grade ·· below grade ·· mass walls
Cwww.energycodes.gov
attic
Conditioned Space Cwww.energycodes.gov
thermal skin transmittance
what is the transmittance?
U value The rate of transfer of heat (in watts) through one square meter of a structure, divided by the difference in temperature across the structure. The U value is measure in W/m2k 路路 Smaller U value
better insulation
路路 Basic formula 1
U Value = 1 / RT
(RT= the resistance on the heat transmission)
Low U Value
High U Value high U value = (Less insulation)
High Heatloss
4o outside
22o inside
Low U value = (More insulation)
Low Heatloss
U value Basic formula 2
RT = Rsi + R1 + R2 +…Rn + Rse (m2k/W)
·· (Rsi = the superficial resistance of the interior air) ·· (Rse = the superficial resistance of the interior air) ·· (R = the capability of a material to resist the heat transmision)
Thermal resistance of an air cavity
Thermal resistance [m2.k/W] depending on heat flow direction
Thickness of the air cavity [mm] Heat flux / K [W/m2k]
0 5 7 10 15 25 50 100
Heat flow
Heat flow
Heat flow
0,00
0,00
0,00
0,11
0,11
0,11
0.13
0.13
0.13
0.15
0.15
0.15
0.16
0.17
0.17
0.16
0.18
0.19
0.16
0.18
0.21
0.16
0.18
0.22
8 cd + cv + r 6 r
4
2
cv cd 0
50
100
150
Cavity Thickness [mm] Ratio of heat trasfer mechanisms
NEN-EN-ISO6946
U value RT = the resistance on the heat transmission Basic formula 2
R = e/ʎ, donde:
·· (e= thickness of material) ·· ( ʎ= Thermal conductivity of the material)
Heat K (of material)
L Y
A = x.y
Heat
X
U value ·· Basic formula 1
U Value = 1 / RT
·· Basic formula 2
RT = Rsi + R1 + R2 +…Rn + Rse (m2k/W)
·· Basic formula 3
R = e/ʎ
·· (Rsi= the superficial resistance of the interior air) ·· (Rse= the superficial resistance of the interior air) ·· (e= thickness of material) ·· ( ʎ= Thermal conductivity of the material)
Layer 1
Inner surface Inner air temperature
Layer 2
Layer 3
Outer surfaces
Inner wall temperature
Heat flow plate
Outer wall temperature
Outer air temperature
thermal skin thermal bridges
thermal skin openings
factor solar modificado
L
H
D
H
W
R
B
D
L
A L D
typical U values (W/m K) 2
6
5
4
3
2
1
Single Glass
1960's DGU
1970's DGU
1980's & 1990 DGU
2000 DGU
2010 Triple Glazing
Future
HVAC systems
hot fluids
Ida Agua Caliente Retorno Agua Fria
air
gas expansion
resume
IEE Demanda Calefaccion IEEDC IEE Calefaccion IEEC IEE Sistemas Calefaccion IEESC
IEE Demanda Refrigeracion IEEDR IEE Refrigeracion IEER IEE Sistemas Refrigeracion IEESR
IEE Demanda ACS IEEDACS IEE ACS IEEACS IEE Sistemas ACS IEESACS
IEE Global IEEG
hot water
electric heater
Desposito De Acumulacion
Envolvente Exterior
Aisamiento Termico
Anodo De Magnesio Termostato
Resistencia
Entrada De Agua Fria
Salida De Agua Caliente
gas heater
improvements
skin
walls
Insulation on the outside area
Ventilated faรงade and Insulation
Filling the air gap between walls
roof
New roofing insulation or green roof
Mineral insulation on the inside
Projected insulation (outside and inside)
other factors
louvres
Vegetation
Shading elements
HVAC
VRV systems
Steam condensation
Geothermal energy
Pellet fires
hot water
Illumination
Solar energy
Pace projects
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college of basic education
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