Guia de Rehabilitacion Energética de Edificios

Instalaciones para Rehabilitación energética de edificios existentes

1. DATOS PRELIMINARES

Dentro del Proyecto de actuaciones globales de Rehabilitación Energética del Edificio, el Proyecto de Instalaciones persigue mejorar la eficiencia energética de las instalaciones térmicas del edificio y si es factible y posible, afrontar también las instalaciones de salubridad.

Al hilo de esta exposición, en este caso acometemos un proyecto que muy bien puede servir de ejemplo, donde existe una instalación centralizada solamente para calefacción, y el ACS la realiza cada una de las viviendas mediante un equipo individual (en algunos casos con calentador de gas, y en otros con termo acumulador eléctrico). Se trata de un edificio de 30 viviendas ubicado en Madrid, de los años 70, y ubicado entre medianeras. Al edificio se le va a dotar de un refuerzo de aislamiento de la envolvente mediante un SATE, y por supuesto un refuerzo en cubierta. No son objeto los huecos (ventanas), aunque gran parte de ellas ya han sido sustituidas por los propietarios de cada vivienda por ventanas más modernas y con mejor aislamiento.

Dentro de las posibilidades arquitectónicas, y las medidas que se pretenden implantar no siempre se atiende la mejora de los cerramientos (no en todas las rehabilitaciones energéticas se realiza aislamiento aunque si es lo deseable). En el proyecto de instalaciones térmicas nos centramos en el diseño y valoración de las actuaciones en los sistemas de Calefacción y de Agua Caliente Sanitaria, así como la implantación de un sistema de Autoconsumo (instalación de Fotovoltaica).

Los objetivos incluyen la reducción de consumo energético, la disminución de gases de efecto invernadero, la disminución de la dependencia de los combustibles fósiles y la mejora del confort térmico y de ACS de los residentes, y por supuesto, la renovación de la central térmica que en la mayor parte de los casos está en una situación precaria.

1.1.- Alcance del Proyecto

La intervención de la modificación de las instalaciones abarca la modernización de los sistemas de calefacción y ACS, incorporando sistemas basados en bomba de calor aerotérmica, que trabajará, generalmente en conjunto con los sistemas de combustión.

En la mayor parte de los casos, y según la antiguedad de la central térmica existente, es imprescindible la renovación del generador de calor, y en la mayor parte de los casos, siempre que sea posible, la transformación a combustible gaseoso, huyendo de los combustibles líquidos como el gasoleo. Gran parte de las salas de calderas aún funcionan con sistemas de gasóleo. En aquellos que sea posible, como son en general las redes urbanas, el proyecto exige la transformación de la sala de calderas a combustible gaseoso y la hibridación de los sistemas con tecnología de la bomba de calor aerotermica.

En la mayor parte de los edificios, y con sus posibilidades reales, no es posible la mejora ni la implantación de un sistema de ventilación controlada, por lo que no se suele abordar esta instalación.

Idénticamente, tampoco suele ser posible la implantación, ni distribución de un sistema de refrigeración, por lo que a pesar de ser una instalación necesaria, pocas veces se puede abordar esta función.

Al hilo de estas instalaciones donde se electrifica parte del consumo energético de las instalaciones térmica, el Proyecto suele contemplar además la implantación de un sistema de Autoconsumo mediante paneles solares fotovoltaicos.

1.2.- Estudio del edificio.

Cada edificio es un diferente, y nos encontramos una alta variabilidad. Esta claro que la mayor parte del parte del parque inmobiliario a rehabilitar es anterior al 1979 donde contemplamos la primera normativa que nos empezaba a exigir ya términos de aislamiento (aunque fuese muy pobre). Nos encontramos con innumerables edificios que no están aislados, en la mayor parte de los casos solamente se han sustituido ventanas, y el 95% disponen de sistemas de calefacción central con radiadores y distribución por columnas.

Es importante, visita técnica al edificio, para ver no solamente las posibilidades de implantar un sistema hibridado, sino, que cerramientos, y que arquitectura tenemos para todo el tendido incluso de nuevas tuberías si fuese necesario. Es vital una toma de datos del edificio, de su distribución y espacios, así como la tipología de instalaciones térmicas (tanto para calefacción como para ACS):

• Descripción de la edificación.

• Revisión de los elementos energéticos:

• Sistema de producción de calefacción y de producción de ACS,

• elementos terminales,

• Existencia o no de sistema de contabilización de consumos individuales (o de repartidores de costes)

• sistema de regulación,

• existencia o no de ventilación.

1.3.- Referente al Edificio en Estudio

En la tabla adjunta se referencian las características del edificio, y una breve descripción del mismo.

1.4.- Referente a las instalaciones térmicas y de salubridad.

En la tabla adjunta se referencian las características de las instalaciones.

2.- Normativa de aplicación a tener en cuenta.

A la hora de realizar la rehabilitación energética, las instalaciones cumplirán las prescripciones normativas tanto de los equipos o materiales así como en su montaje y disposición de ejecución, con toda la normativa legal vigente (en la fecha de la redacción del proyecto), aunque haya partes de las instalaciones que no se modifiquen, y que quedará justificado tanto del lado de la seguridad como del lado de la eficiencia su no modificación.

En base a ello, la normativa de referencia de la instalación del presente proyecto se concreta en las siguientes Normas, Reglamentos y Ordenanzas:

• Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE 2007) y sus Instrucciones técnicas complementarias (IT) según REAL DECRETO 1027/2007, de 20 de Julio y sus correcciones y modificaciones posteriores.

• Reglamento electrotécnico para Baja Tensión (R.E.B.T).

• CTE DB SI Código Técnico de la Edificación. Seguridad en Caso de Incendio.

• CTE DB HS3 Código Técnico de la Edificación. Salubridad. Calidad del Aire Interior.

• CTE DB HE Código Técnico de la Edificación. Ahorro de Energía.

• Ordenanza sobre Captación de Energía Solar para Usos Térmicos del Ayuntamiento de Madrid.

• Ordenanza de Calidad del Aire y Sostenibilidad del Ayuntamiento de Madrid.

• Real Decreto-ley 15/2018, de 5 de octubre, de medidas urgentes para la transición energética y la protección de los consumidores.

• Real Decreto de autoconsumo 900/2015, por el que se regula como legalizar las instalaciones de energía solar fotovoltaica y energía eólica de autoproducción de energía eléctrica.

• Real Decreto 1699/2011 por el que se regula la conexión a la red de las instalaciones de producción de energía eléctrica de pequeña potencia.

• Real Decreto 413/2014 por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica a partir de fuentes de energía renovables, cogeneración y residuos.

3.- Actuaciones Previstas.

En este punto definimos sobre que instalaciones vamos a actuar en base a las posibilidades arquitectónicas del edificio.

4.- Descripción de las actuaciones previstas en la Arquitectura del Edificio.

En este punto definimos las actuaciones previstas en la arquitectura del edificio (tanto en cerramientos, como en las necesidades estructurales, refuerzos, etc.).

5.- Condicionantes Estructurales para la ubicación de Equipos en Cubierta.

Hay veces que es necesario tomar medidas de refuerzo estructural en la cubierta para la ubicación de equipo. Estos condicionantes, y su solución lo tiene que valorar generalmente el Estudio de Arquitectura y el experto en estructuras.

En la tabla, contemplamos la viabilidad y la necesidad del refuerzo estructural, o la adopción de medidas estructurales.

6.- Condicionantes de accesibilidad y/o espacio para la ubicación de equipos tanto en cubierta como en cuartos técnicos.

En esta tabla analizamos los condicionantes para la accesibilidad tanto para la ubicación de equipos e instalaciones tanto en la cubierta como en los cuartos técnicos (bombas de calor, calderas, acumuladores, etc.)

En la tabla, contemplamos la viabilidad y la necesidad de adopción de medidas necesarias para implantar los equipos físicamente en su lugar de ubicación.

7.- Descripción de las actuaciones previstas en el sistema de calefacción y ACS

En esta tabla realizamos una breve descripción de los equipos y sistemas previstos para realizar el sistema de calefacción y ACS, y como se ha diseñado el sistema.

Esta descripción ira detallada con el esquema de principio que se contempla para la producción de Calefacción y ACS.

8.- Descripción de las actuaciones previstas en el sistema de Refrigeración.

En este caso no era posible acometer un sistema de refrigeración, y además gran parte de los usuarios ya han dotado a sus viviendas de un sistema de aire acondicionado, con equipos individuales instalados en fachada de patio (a pesar de las indicaciones de la ordenanza de). En este caso no se aborda este tipo de instalación.

9.- Descripción de las actuaciones previstas en el sistema de Autoconsumo (Instalación Fotovoltaica).

Se diseña una instalación de autoconsumo en base a las posibilidades arquitectónicas y de espacio de la cubierta. El tipo de instalación es de conexión a red sin baterías, con aprovechamiento de excedentes.

9.1.- Campo Fotovoltaico

El sistema que se propone es un sistema de autoconsumo de conexión a red sin baterías, de tipo trifásico, con un inversor de 15 kW y una potencia del campo solar de paneles de 20,2 kWp.

El campo solar estará formado por 40 paneles fotovoltaicos de 505 Wp y las siguientes características

9.2.- Inversor de conexión a Red.

Se ha previsto la instalación mediante un inversor IT 15 2M. Son inversores que transforman la corriente continua generada por los paneles solares en corriente alterna lista para poder ser consumida.

• Deben cumplir la normativa vigente en los RD 413/2014 y 1699/2011, UNE 206006 y UNE 206007 de condiciones de seguridad de conexión a la red eléctrica.

• No permiten el funcionamiento en isla cumpliendo la Directiva de seguridad vigente y garantizando la seguridad de las personas. Se desconectan cuando la red cae, garantizando su no reconexión hasta pasados tres minutos desde que la red se ha estabilizado.

• Dispone de un sistema de seguimiento de punto de máxima potencia que garantiza el funcionamiento óptimo de la instalación (MPPT). En este caso el inversor dispone de 2 seguidores de punto de máxima potencia (2 MPPT)

• Un inversor con un rango de tensión MPPT corto limita las horas de funcionamiento del equipo y obtiene un menor rendimiento de la energía generada por el campo solar. Por este motivo, para maximizar la eficiencia del sistema, es importante elegir inversores con amplio rango de tensión MPPT.

• Los inversores híbridos permiten la carga de baterías de litio con los excedentes de energía generada por los paneles y no consumida. Aunque disponen de una salida de backup, el RD 244/2019 no permite su utilización.

9.3.- Protecciones eléctricas del Sistema.

9.3.1.- Cuadro de protección CC.

Este cuadro recogerá la energía generada por los paneles fotovoltaicos del string de la instalación. Cada uno de los string se conecta al cuadro con 2 cables, uno positivo y otro negativo. Las salidas del cuadro se conectan a las entradas de CC del inversor.

Por tanto, este cuadro se situará entre la salida de los paneles fotovoltaicos y la entrada del inversor.

Dichos cuadros de protección alojarán en su interior las bases portafusibles gPV para la colocación de fusibles específicos de corriente continua necesarios para la protección de las instalaciones fotovoltaicas, así como elementos para la descarga de sobretensiones.

Los fusibles empleados serán fusibles gPV cilíndricos de 15 A y 1000 V.

9.3.2.- Cuadro de protección AC.

Se instalará un único cuadro de protección AC, situado a la salida AC del inversor. A este cuadro se conectan los cables de la salida AC de cada uno de los inversores de la instalación.

Este equipo está diseñado para proteger eléctricamente los inversores de posibles sobretensiones y sobreintensidades. Está provisto de interruptores automático y un diferencial, para poder desconectar toda la instalación o una zona determinada y así realizar tareas de mantenimiento correctivas o preventivas.

9.4.- Otros componentes.

9.4.1.- Estructura de soporte de módulos fotovoltaicos.

Cada rama de módulos se monta sobre perfiles de aluminio conectados a la estructura del techo por medio de un sistema de anclaje apropiado.

9.4.2.- Cableado eléctrico

Las conexiones eléctricas entre los distintos módulos fotovoltaicos se realizan en serie y mediante conectores multicontact MC4. Estos también se utilizan para conectar las ramas que estás conectadas de la misma manera al inversor.

9.4.3.- Instalación de puesta a tierra

Se respetará las normativa nacionales y locales al integrar un sistema fotovoltaico en un sistema de protección contra rayos existente.

La puesta a tierra apropiada se logra conectando el (los) marco (s) del módulo y los elementos estructurales continuamente entre sí utilizando un conductor de tierra de cobre adecuado.

Se recomienda la puesta a tierra de todos los cuadros del módulo para asegurar que la tensión entre los marcos y tierra es cero en todas las circunstancias.

Los carriles de marco largo tienen agujeros pre-perforados en su centro marcados con una señal de tierra. Estos orificios se utilizarán para fines de puesta a tierra y no deberán utilizarse para montar los módulos en la estructura de soporte.

Utilice pernos y tuercas de acero inoxidable M6 para fijar la lengüeta de terminal del cable de conexión a tierra al riel del bastidor.

9.4.4.- Sistema de almacenamiento energía

No se ha previsto un sistema de almacenamiento en baterías.

9.4.5-. Protecciones

Las protecciones de los circuitos, que se especifican anteriormente tanto de CC como de CA garantizan el cumplimiento de la reglamentación.

10.- Potencia eléctrica de alimentación.

Uno de los condicionantes más a tener en cuenta es la disponibilidad de Suministro de Energía Eléctrica.

Una regla general es contactar con la compañía suministradora, para verificar que posibilidades de suministro de energía en baja tensión podemos disponer, para que se pueda realizar de una manera viable la instalación.

Es una gestión laboriosa, que normalmente requiere de un cierto tiempo que la compañía nos responda. Es por ello que tenemos que ser equilibrados inicialmente, si queremos que el proyecto salga adelante, pero la gestión hay que hacerla, sí o sí.

11.- Limitación del Uso de Refrigerantes.

Otro de los cuidados que hemos de tener en el uso de las instalaciones, es que cargas máximas de refrigerantes nos permite el RSIF.

Hay que tener en cuenta, en base a los requerimientos del RSIF la carga máxima de refrigerante por instalación, así como las cargas máximas por toxicidad y por inflamabilidad que nos especifica el actual reglamento.

En una era del uso de los nuevos refrigerantes R290 además tenemos que tener en cuenta las exigencias de distancias a huecos, sumideros, etc.

Conclusión.

En base a un proyecto ya estudiado, se ha pretendido dar una visión global de las instalaciones tal y como se conceptúan en un edificio existente, donde además hemos de valorar las intervenciones necesarias, con las mínimas molestias a los usuarios. Es por ello que hemos de dar por válidas las instalaciones de distribución de calefacción y ACS.

En la mayor parte de las veces, estas instalaciones carecen de aislamiento, y de sistemas de equilibrado. Este es un punto técnico muy importante que hemos de abordar también. En cualquier caso, se ha pretendido abordar la instalación desde el punto de vista de la modificación de la instalación de producción.