Passive House Projecting Package (PHPP)

5ª conferencia española PASSIVHAUS - espacios saludables para tod@s
1º jornada Ciclo Asturias Passivhaus : Passive House Projecting Package (PHPP)
Passive House Projecting Package (PHPP)
1. Referencias de normativa
2 V
2.
Ventajas
t j y lí
límites
it
3. Concepto de cálculo
4 P
4.
Presentación
t ió d
dell programa
Presentación por:
Mi h l W
Micheel
Wassouf,
f E
Energiehaus
i h
SCP
SCP.
Tel: +34. 93 2215223
mail: [email protected]
www.energiehaus.es
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1º jornada Ciclo Asturias Passivhaus : Passive House Projecting Package (PHPP)
El PHPP es una herramienta tipo Excel, calibrada con el programa de simulación dinámica DYNBUILD.
Método de calculo:
EN 832 (Demanda y Consumo de Energía: Modelo Unizona)
EN ISO 6946 (Calculo de la transmitáncia térmica)
EN ISO 10077-1-2 (Prestaciones térmicas ventanas, puertas)
EN ISO 10211 (Puentes térmicos)
EN ISO 13363 – 1-2 (Transmitáncia solar y lumínica)
EN 13370:2001 (Cálculo de la temperatura del subsuelo): con errores corregidos
EN ISO 13786 (Características térmicas dinámicas)
EN ISO 13788 (Temperatura interna y superficial)
EN ISO 13789 (Pérdidas por transmisión y ventilación)
EN 13790 (Cálculos mensuales de balances energéticos)
EN 13829 (Estanqueidad al paso de aire)
Adaptación de los cálculos según método del Passivhaus Institut
El PHPP es una herramienta de proyecto
Se inicia el PHPP a partir del anteproyecto del edificio (condición óptima)
Existen versiones en alemán, inglés, castellano, francés, italiano, holandés, polaco, húngaro, ruso….
Coste: ~180
180,- EUR incl.IVA
incl IVA (10/2012)
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Alcance del programa PHPP:
- Asiste en el proceso del diseño del edificio, para optimizar su comportamiento energético
- Calcula de modo transparente
- Pre
Pre-dimensiona
dimensiona el sistema de ventilación de confort
- Calcula la carga de calor/frío
- Calcula el consumo energético y el consumo de energía primaria
- Pronostica
P
ti ell sobre-calentamiento
b
l t i t en verano ((respecto
t a 26°)
- Calcula la fluctuación de temperatura máxima en un día de verano
- Pre-dimensiona el sistema de calefacción y de ACS
Límites PHPP:
- Resultados correctos de sobrecalentamiento en verano solo para edificios residenciales
de bajo consumo (< 30 kWh/m2a de refrigeración)
- Simulación de edificios singulares, con arquitectura amorfa etc.
- Simulación
Si l ió d
de zonas con grandes
d superficies
fi i acristaladas
i t l d ((sistema
i t
unizona)
i
)
-Simulación de edificios con uso y carga intermitente
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Según la evaluación de la EN 13790:
“…the results of the described methods are within the range of
results of different dynamic models, in particular when the range of
results includes the uncertainty due to influencing factors.”
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Comparación demanda mensual para frío para un edificio residencial convencional
en Sevilla, calculado con un programa dinámico DYNBIL
y con PHPP
:
kWh
1.200
1000
800
600
400
200
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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Fuente: Passivhausinstitut
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Flujos energéticos para el cálculo de la demanda energética según PHPP:
Techo: transmisión y radiación
Puentes térmicos: transmisión
Ventanas:
V
t
transmisión y
radiación
Ganancias
internas
Infiltración y
Ventilación nat./mec.
Paredes:
transmisión y
radiación
Solera:
transmisión
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Flujos energéticos para el cálculo del consumo energético según PHPP:
Techo: transmisión y radiación
Puentes térmicos: transmisión
Ventanas:
transmisión y
radiación
Ganancias
internas
Infiltración y
Ventilación nat./mec.
Paredes:
transmisión y
radiación
+
Solera:
transmisión
Rendimiento de las instalaciones
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Flujos energéticos para el cálculo de la energía primaria gastada por todo el
edificio según PHPP:
Techo: transmisión y radiación
Puentes térmicos: transmisión
Ventanas:
transmisión y
radiación
Ganancias
internas
Infiltración y
Ventilación nat./mec.
Paredes:
transmisión y
radiación
+
Solera:
transmisión
Rendimiento de las instalaciones
+
Rendimiento de la generación de la energía
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PHPP:
Demanda de energía en invierno/verano (kWh/m2a):
QH = QL – QG
(Perdidas – Ganancias )
QL = QT + QV
(Perdidas transmisión + Perdidas ventilación)
QG = (QS + QI) * ηG
(Ganancias solares + ganancias internas) * factor de aprovechamiento ηG
ηG = (1 - ((QS + QI) / QL )5 ) / (1 - ((QS + QI) / QL )6 )
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QT = A * U * fT * Gt
A = Superficie de la envolvente (medidas bruto)
U = transmitáncia térmica = 1/R. R = Rse + Rsi + ΣRn. Rn = s/λ
fT = Coeficiente de red
reducción
cción de temperat
temperatura
ra (en el HE/E
HE/E.1.3.1
1 3 1 = b)
Gt = grados día en invierno/verano del lugar
fT simplificado:
p
Exterior – Exterior = 1,0
Exterior – Subsuelo = 0,5 (en PHPP puede ser calculado mas sofísticamente:
“Ground”)
Exterior – No habitable = ~0,75
0 75
El valor de los grados día “Gt” se puede obtener de la UNE 100001:2001, o bien de
cálculos dinámicos con herramientas como p
por ejemplo
j p el Meteonorm.
Los grados días se definen con una temperatura límite, a partir de la cual, el
edificio debería ser calentado/refrigerado para mantener la temperatura interior de
consigna (p.ej. 20°/25°).
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QL = VL * nL * c * Gt
VL = Volumen interior acondicionado neto
nL = Renovación del aire por hora
c = Capacidad específica del aire
aire= 0,33
0 33 Wh/m³k
Gt = grados día en invierno del lugar
nL = Renovación/hora * ((1-eficiencia recuperación
p
del aire)) + renovación p
por
infiltración
Renovación por infiltración:
Para edificios tipo Passivhaus (n50=0
(n50=0,6)
6) : 0
0,1
1 - 0,01
0 01
Edificios convencionales en España (n50= 15-5) : 2,0 - 0,2
Se puede calcular este valor en el PHPP, en la ficha “Ventilation”
Para cálculos sencillos,, se puede
p
suponer
p
: Ren.inf.= valor n50 * 0,1
,
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QI = p
periodo de calentar/refriar en kh * cargas
g internas en W/m² * Aref en m²
Periodo de calentar/refriar en kh: Se tienen que calcular/estimar los días de
calentar/refrigerar del año. Por ejemplo 205 días en centro Europa (de octubre hasta la
seg nda q
segunda
quincena
incena de abril)
abril).
Para llegar a la unidad “kh”:
1 día = 24h = 0,024 kh/d
>>>
205 días = 0,024 * 205 = 4,9 kh
Cargas internas en W/m²: (cálculo exacto posible en ficha IHG del PHPP)
Residencial: 2
2,1
1 W/m²
Centros de ancianos: 4,1 W/m²
Oficinas Passivhaus con luminaria/máquinas eficientes: 3,5 W/m² (según Passivhaus)
Oficinas convencionales: ~10 W/m² ((según
g Passivhaus))
Oficinas convencionales: ~20 W/m² (medido en el edificio Lu-teco en
Alemania/Ludwigshafen)
Escuelas: 2,8 W/m²
Aref: superficie útil de referencia
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QS = r * g * AF * G
r: factor reductor: parte proporcional de la carpintería, sombra, ensuciamiento y
reducción por el ángulo no perpendicular de la radiación respecto a la ventana
(en verano:
erano Fc – factor solar de persianas / toldos
toldos…: fracción de la radiación incidente
en un hueco que no es bloqueada por persianas, toldos etc . Se supone que el
usuario utilice esta protección de manera ideal)
g: factor solar del cristal
Cociente entre la radiación solar a incidencia normal que se introduce en el edificio a
través del cristal y la que se introduciría si el acristalamiento se sustituyese por un
hueco transparente
>>>
g convencional: 0,4-0,6
g bajo
j emisivo: 0,3
,
g vidrios Passivhaus: 0,5
AF: Hueco bruto de la ventana
G: Radiación global en función de la orientación. Se calcula la radiación durante de
los meses, en los que es necesario la calefacción o bien la refrigeración.
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Spe
ecific Loss
ses, Gains,
Heating D
Demand [k
kWh/(m² mo
onth)]
Output PHPP: Balance energético para calefacción
Sum Spec. Gains Solar + Internal
Spec. Heat Demand
Sum Spec. Losses
12
10
8
6
4
2
0
Jan
Feb
Mar
Apr
May
Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov
Dec
-2
-4
-6
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Output PHPP: Balance energético para refrigeración
Sum Spec. Heat Losses
Spec. Cooling Demand
Sum Spec. Loads Solar + Internal
Speciffic Losses,, Loads,
Cooling Dem
mand [kWh
h/(m² montth)]
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Jan
Feb
Mar
Apr
May
Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov
Dec
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Resumen PHPP:
1. Cálculos energéticos:
- Demanda/consumo para calefacción
- Demanda/consumo
D
d /
para refrigeración
fi
ió
- Energía primaria total del edificio
potencia máxima de calor suministrable a través del aire ((hoja
j
2. Cálculo de p
“Heating load”)
3. Cálculos de confort en verano:
- Demanda para frío latente
- Frecuencia de sobrecalentamiento respecto a una temperatura de consigna
- Oscilación
O il ió d
de lla ttemperatura
t
iinterior
t i en un dí
día d
de verano d
de mucho
h calor,
l en
función de la inercia térmica del edificio
j “Ventilation”))
4. Predimensionamiento del sistema de ventilación ((hoja
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El programa de simulación PHPP: procedimiento de cálculo de la parte pasiva
Servicing
Verification
No
Areas
(U Values)
(U-Values)
U-List
U-Values
Summer
Ground
WinTyp
SummVent
Windows
Shading
Annual Heat
Heat Load
Shading
Requirement
Fulfiled ?
Si
Ventilation
Pressurization
Test Result
No
Climate
Data
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El programa de simulación PHPP: procedimiento de cálculo de la parte pasiva
Servicing
Passive House
Certificate
Si
ACS +
Distrib. Syst.
PE
Requierement
Fulfiled ?
No
Solar ACS
Compact
Boiler
PE Value
Auxiliary
Electricity
Electricity
Distr. Heat.
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El programa de simulación PHPP: datos climáticos
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Presentación del programa
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