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Centros docentes y culturalesCNAE 85

Manual de eficiencia energética para pymes05

presentaciónManual de eficiencia energética para pymes

El IDAE, como miembro del patronato de la Fundación EOI, no puede menos que felicitar a la misma por la oportunidad en la edición del presente Manual de eficiencia energética para pymes. La volatilidad registrada por los precios energéticos durante buena parte del año pasado ha continuado también en 2008, y a ella se ha añadido una crisis fi nanciera mundial que afecta al conjunto de la economía. Por ello, la mejora de la eficiencia energética como instrumento de apoyo a la competitividad es básica en nuestro actual tejido industrial.

El tejido empresarial español cuenta con mayor presencia de las pequeñas y medianas empresas (pymes) que en la Unión Europea, ocupando al mis mo tiempo un mayor volumen de empleo: de un total de 3,3 millones de empresas, el 99,9% son pymes que representan el 82% del empleo em pre sarial. La economía españo-la es, por lo tanto, una economía de pymes, en la que, además, el tamaño medio empresarial es reducido: 6,6 trabajadores por empresa.

Si a esta situación habitual de las pymes españolas se añade la actual coyuntura económica, el resultado es un incremento en la fragilidad de este tipo de compañías. En este contexto, mejorar su nivel de innovación, tanto tecnológica como no tecnológica, su productividad y su competitividad se convierte en la estrategia apropiada que permitirá la persistencia y adaptación de nuestras pymes a los nuevos entornos y desafíos planteados por unos mercados cada día más globalizados.

La energía es un bien que incide directamente sobre el desarrollo de la sociedad. A su vez, el desarrollo cons-tituye un factor fundamental de seguridad, en tanto que aporta estabilidad, cohesión social y una mejor o peor posición estratégica. El sector industrial, en general, y las pymes, en particular, han venido mostrando históricamente un gran interés en la utilización efectiva de la energía. Baste decir que desde el comienzo de las primeras crisis energéticas, en la década de los años 70 del siglo pasado, el sector mejoró su intensidad energética en un 7%, gasificando sus suministros energéticos en detrimento de los productos petrolíferos, 55% del consumo industrial en 1973 frente al 11% en 2007, y, en menor medida, el carbón, 19% del consumo industrial en 1973 frente al 8% en 2007.

Pese a estas mejoras en los consumos energéticos, los primeros años del presente siglo muestran cierta sa-turación en lo que a incrementos de eficiencia energética se refiere. Si se añaden a la reciente evolución de la intensidad energética, prácticamente estabilizada desde el año 2000, la actual coyuntura económica y la alta volatilidad de los precios energéticos, se hace necesario incrementar las actuaciones que permitan continuar aumentando la eficiencia energética de las pymes.

Las mejoras de los procesos productivos, con la incorporación de tecnologías más eficientes y sostenibles, la renovación de equipamientos obsoletos y la adecuada gestión de los procesos y servicios productivos serán los ejes básicos de actuación que conducirán a una disminución de las intensidades energéticas.

presentaciónLa incorporación de estas actuaciones al mercado cuenta, desde las administraciones públicas, con un conjunto de herramientas específicas destinadas a ayudar a las pymes a mejorar su competitividad a través de un mejor, más racional y sostenible uso de la energía.

La Estrategia de Ahorro y Eficiencia Energética en España 2004-2012 (E4), aprobada por el Consejo de Ministros de 28 de noviembre de 2003, establece el marco de desarrollo para las actuaciones de eficiencia energética en el periodo 2004-2012. El desarrollo de la E4 se implementa a través de los planes de acción para el pasado pe-riodo 2005-2007 y el actualmente vigente 2008-2012, así como el Plan de Activación 2008-2011, recientemente aprobado por el Gobierno. En conjunto, la E4, sus planes de acción y el plan de activación tienen como objetivo lograr un ahorro energético, en términos de energía primaria, de cerca de 88 millones de toneladas equivalentes de petróleo, de las cuales al sector industrial le corresponden alrededor de 25. Para ello, el Plan de Acción 2008-2012 proveerá de unos incentivos públicos de 370 millones de euros, equivalentes a una intensidad de ayuda del 22%, a las inversiones para la mejora de la eficiencia energética que se realicen en el sector industrial, que se estima que alcancen un volumen de 1.671 millones de euros.

La incorporación de tecnologías renovables al mercado empresarial dispone de un instrumento adicional de apoyo: el Plan de Energías Renovables 2005-2010, aprobado por el Consejo de Ministros de 26 de agosto de 2005. Los usos térmicos finales de las pymes y empresas de comercio y servicios cuentan en este plan con un marco de apoyo a la diversificación energética sostenible a través, básicamente, de las tecnologías de biomasa térmica y solar térmica de baja temperatura.

Desde el prisma de la innovación tecnológica, el instrumento por excelencia es el Plan Nacional de I+D+i que tiene como objetivo, entre otros, situar España a la vanguardia del conocimiento, promoviendo un tejido empresarial altamente competitivo.

A las anteriores actuaciones y herramientas se añade el presente Manual de eficiencia energética para pymes, que deberá convertirse en una guía básica que oriente a las empresas sobre las posibles actuaciones energéticas existentes que les permitan mejorar sus productos y procesos, aumentando la competitividad de las mismas.

Es de agradecer la dedicación de la Fundación EOI y del Centro de Eficiencia Energética de Gas Natural Fenosa en la elaboración de este Manual de eficiencia energética para pymes que, estamos seguros, redundará en beneficio, no solo del tejido empresarial del país, sino también de la sociedad en su conjunto, posibilitando un consumo energético responsable y sostenible.

Manual de eficiencia energética para pymes

Contexto energético general e introducción a la situación sectorialíndice0. Introducción 6

1. Identificación de servicios, sistemas y equipos consumidores 6

1.1. Situación actual 6

1.2. Distribución de consumos y fuentes de energía 6

1.3. Tecnologías utilizadas 8

1.4. Principales sistemas de consumo energético 8

1.4.1. Climatización 8

1.4.2. Iluminación 8

1.4.3. Agua 13

1.4.4. Cocinas y equipos de restauración 14

1.4.5. Equipos ofimáticos 14

1.4.6. Otros equipos y sistemas 14

2. Ineficencia energética 14

2.1. Servicios energéticamente ineficientes 14

2.1.1. Sistema de climatización 14

2.1.2. Sistema de iluminación 15

2.1.3. Puntos terminales de consumo de agua 15

2.1.4. Equipos ofimáticos 15

2.1.5. Otros equipos 15

2.2. Equipos ineficientes 16

2.2.1. Sistema de climatización 16

índice 2.2.2. Sistema de iluminación 16

2.2.3. Puntos terminales de agua 17

2.2.4. Otros equipos y sistemas 17

3. Mejoras tecnológicas y de gestión 17

3.1. Mejoras en el sistema de climatización 17

3.1.1. Cuestiones generales 17

3.1.2. Mejora del aislamiento 18

3.1.3. Control y regulación 19

3.1.4. “Free-cooling” 20

3.1.5. Recuperación de calor del aire de ventilación 20

3.1.6. Bombas de calor 20

3.1.6. Bomba de calor geotérmica 20

3.1.8. Optimización del rendimiento de las calderas 21

3.1.9. Calderas de baja temperatura y calderas de condensación 21

3.1.10. Mantenimiento adecuado 22

3.2. Mejoras en el sistema de iluminación 23

3.3. Mejoras en el sistema de agua (ACS y AFCH) 24

3.4. Cocinas y equipos de restauración 25

3.5. Mejoras en equipos informáticos 25

3.6. Otros sistemas y equipos 25

4. Bibliografía 26

Manual de eficiencia energética para pymes

Centros docentes y culturalesCNAE 85

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Manual de eficiencia energética para pymes Centros docentes y culturales (CNAE 85)

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0 Introducción

El propósito de este manual es describir las líneas defi-nitorias del uso de la energía en los centros educativos y culturales para detectar posibles ineficiencias y subsa-narlas con una serie de medidas correctivas.

Los centros docentes y culturales se encuentran enmarcados dentro del sector terciario, que es respon-sable del 9% del consumo energético final en España. Este sector tiene una gran incidencia en el consumo de energía a largo plazo, por lo que todas sus instalaciones deben cumplir unos requisitos mínimos de eficiencia energética, adaptados a las condiciones climáticas locales y a las actividades a las que se destinen.

Por otro lado, el cambio en el marco normativo produ-cido por la aprobación de la Directiva Europea de Eficiencia Energética en Edificación, 2002/91/CE, y su transposición a la legislación española, está haciendo aparecer nuevos requerimientos en el sector de la edifi-cación en aquellos aspectos relativos al consumo de energía, iluminación, aislamiento, calefacción, climati-zación, agua caliente sanitaria, certifi cación energética de edificios o utilización de energías renovables.

El objetivo es difundir los conceptos de buenas prác-ticas y uso racional y eficiente de la energía, en refe-rencia al ámbito de todos aquellos edificios, locales e instalaciones, de carácter multidisciplinar, donde se realizan actividades de educación, formación y cultura, tales como:

• Colegios.

• Academias.

• Edificiosycampusdeuniversidadesy de posgrado.

• Aulaseducativas.

• Guarderías.

• Bibliotecas.

• Centrosdeenseñanzasecundaria.

• Museos.

• Centrosdeformaciónprofesional.

• Centrosculturales.

Dentro del mismo, se describen tanto la situación actual del sector como las tecnologías existentes en el mercado que permiten obtener ahorro energético y las recomendaciones para el uso más eficaz de las instala-ciones consumidoras de energía.

Es necesario entender que, debido a la diversidad de centros, tratar de analizar todos los subtipos dentro de estos grandes grupos requeriría un análisis pormenori-zado y exhaustivo de información. Dado el carácter intro-ductorio de esta guía, ha sido necesario esquematizar y generalizar el análisis de estos centros. No obstante, como el lector podrá comprobar, se presta mayor aten-ción a aquellos sistemas cuyo consumo energético es mayor.

1 Identificación de servicios, sistemas y equipos consumidores

1.1. Situación actual

Tanto en los centros culturales como en los centros docentes, los consumos se caracterizan por una cons-tante de horarios y semejanza de instalaciones.

Los mayores consumidores de energía en este tipo de edificios son los sistemas de climatización y de ilumi-nación. Según diversos estudios realizados, se estima que existe un potencial ahorro energético de, al menos, un 15% en el consumo debido a iluminación y, depen-diendo del tipo de instalación, importantes ahorros en climatización.

1.2. Distribución de consumos y fuentes de energía

Los factores de mayor influencia en el consumo energé-tico de los edificios son los siguientes:

• El clima: debido a que la temperatura exterior, la radiación solar, el número de horas de sol, etc., son factores que afectan a la demanda de energía de los edificios.

• La envolvente del edificio: es decir, las caracte-rísticas térmicas de los cerramientos que consti-tuyen la capa envolvente del edificio, como son las fachadas, ventanas, cubierta y suelo.

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• Las condiciones de operación y funcionamiento del edificio: horario de funcionamiento; el número de ocupantes; la variabilidad de los mismos en el tiempo; hábitos de higiene, por ejemplo en la demanda de agua caliente sanitaria; las condi-ciones de confort a mantener en su interior, el tipo de actividad a realizar.

• El rendimiento de las instalaciones térmicas y de iluminación: la mejora del nivel adquisitivo en nuestro país ha favorecido la instalación de un mayor número de sistemas de calefacción y aire acondicionado, lo que ha supuesto un mayor consumo energético. El rendimiento medio esta-cional de estas instalaciones –que depende de los rendimientos parciales de los equipos y del sistema seleccionado en sí, junto con la fuente de energía utilizada– tiene influencia también en el consumo de energía.

Dada la heterogeneidad entre los usos de los edificios destinados tanto a fines docentes como a fines cultu-rales, se ha distinguido entre estos dos grupos para realizar un análisis general de la distribución de consumos en los mismos.

Edificios destinados a docencia. El peso que supone la educación respecto al consumo energético total del sector terciario es de aproximadamente el 4%, que corresponde a 223 ktep por año.

En los edificios destinados a docencia, el mayor gasto energético se debe a la climatización, seguido de la iluminación y, dada la cada vez mayor informatización de los centros, los equipos informáticos.

Figura 1. Centros educativos. Distribución de la energía por usos.

5%Refrigeración

3%ACS

17%Iluminación

60%Calefacción

15%Otros

Fuente: IDAE.

El siguiente gráfico refleja un consumo relativamente equitativo entre electricidad y combustibles, lo cual coin-cide con el consumo de electricidad para iluminación y combustibles para calefacción.

Figura 2. Centros educativos. Distribución por tipo de energía consumida.

45%Electricidad

55%Combustibles

Fuente: IDAE.

Edificios destinados a actividades culturales. En el caso de los centros culturales, la distribución de consumos varía en gran medida dependiendo de los usos del mismo. No es lo mismo una biblioteca que un museo o un centro cultural de usos múltiples. No obstante, en términos generales, sus consumos energéticos principales se localizan en la climatización e iluminación, no dejando de ser despreciables los consumos en equipos ofimáticos.

Figura 3. Centros culturales. Distribución de la energía por usos.

1%ACS

25%Calefacción

27%Refrigeración

14%Otros

33%Iluminación

Fuente: IDAE.


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En la siguiente figura, de distribución por tipo de energía consumida, se refleja un predominio del consumo eléc-trico, lo cual coincide con el empleo de electricidad para climatización e iluminación.

Figura 4. Centros culturales. Distribución por tipo de energía consumida.

14%Combustibles

86%Electricidad

Fuente: IDAE.

1.3. Tecnologías utilizadas

En los centros docentes y culturales predominan los sistemas de climatización centralizados, mediante caldera y enfriadora, y /o bomba de calor.

En cuanto a iluminación, la tecnología más extendida es la lámpara fluorescente.

Paulatinamente se va haciendo un mayor uso de las energías renovables, principalmente energía solar foto-voltaica para la venta y autoconsumo de energía y solar térmica para generar agua caliente sanitaria. Estas prác-ticas se están viendo potenciadas por la aparición de una reglamentación específica.

1.4. Principales sistemas de consumo energético

1.4.1 Climatización

La climatización o acondicionamiento del aire tiene como objeto la generación y el mantenimiento de unas condiciones ambientales adecuadas para el desarrollo de un proceso o actividad dentro de un recinto. Esto implica controlar aspectos tales como la temperatura,

humedad y grado de renovación del aire del recinto a climatizar.

Cuando se calefacta o se refrigera un local no se está controlando necesariamente la humedad ni la calidad del aire, sino que se aporta calor o frío, es decir, se actúa sobre la temperatura seca del mismo, sin tener un control real sobre las variaciones provocadas en la humedad del ambiente.

El sistema de calefacción más implantado tanto en centros docentes como culturales, es la instalación centralizada, aun tratándose de centros con varios edifi-cios. La generación de calor suele realizarse en calderas. Los emisores frecuentemente son radiadores o aero-termos para talleres, laboratorios y gimnasios.

Generalmente, en los centros docentes únicamente se calefacta el edificio. Al coincidir las vacaciones de verano con el periodo de mayor demanda de frío, no siempre se hacen necesarias las instalaciones de refrigeración. No obstante, en centros docentes de posgrado o vacacional sí existen tales instalaciones, pues muchas veces en ese periodo sí se utilizan las instalaciones.

Debido a la naturaleza de las actividades a realizar en estos centros, es muy interesante la renovación del aire, ya que niveles de saturación excesivos pueden implicar una disminución importante de los niveles de atención.

1.4.2 Iluminación

La iluminación es uno de los principales consumidores de electricidad tanto en centros docentes como en centros culturales, especialmente en los que tienen un horario más amplio. Toda actuación enfocada a reducir el consumo de iluminación tendrá una repercusión subs-tancial en el consumo energético del centro.

1.4.2.1. Conceptos básicos de iluminación

Los elementos básicos de un sistema de iluminación son:

• Lámparaofuentedeluz.

• Sistemaóptico:eselobjetodestinadoacontenerlalámpara y proporcionar una distribución adecuada de la radiación luminosa de la lámpara.

• Equipoauxiliardeconexiónquenecesitanalgunaslámparas para su correcto funcionamiento, ya que no se pueden conectar directamente a la red.

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Los parámetros fundamentales para poder comprender el funcionamiento y sistema de iluminación utilizado son:

• Flujo luminoso. Es la cantidad de luz total emitida por la lámpara en todas las direcciones y que recibe el ojo humano. Su unidad de medida es el lumen (lm). Hay que tener en cuenta que solo una pequeña parte de la energía consumida por la lámpara se transforma en luz, el resto se pierde en forma de calor.

• Rendimiento luminoso o eficacia luminosa. Es la relación entre el flujo emitido (lúmenes) por cada unidad de potencia eléctrica consumida (en W), su unidad es lumen/watio (lm/W). Debe desestimarse el uso de lámparas con una eficacia luminosa infe-rior a 60 lm/W.

• Vida de la lámpara. Existen varias formas de definir la vida de una lámpara o de un conjunto de lámparas incluidas en una instalación, entre ellas se puede indicar la vida media, promedio y la vida útil o económica.

• Temperatura del color. Da una indicación de la apariencia o impresión de color que se recibe de la propia luz. Temperaturas bajas del color dan la impresión de una luz más cálida, y cuanta más alta es la temperatura, más fría será la luz que propor-cione esa fuente.

• Reproducción del color. La reproducción cromá-tica da una idea de la capacidad de la luz para reproducir con fidelidad los colores de los objetos que ilumina. Viene expresada por un índice de reproducción cromática (Ra) cuyo valor máximo es 100. En la mayoría de las ocasiones se necesita un Ra mínimo de 80.

• Nivel de iluminación o iluminancia. Indica la cantidad de flujo luminoso (lúmenes) presente sobre la superficie (m2) y viene expresado en luxes (lúmenes/m2). El nivel medio de iluminación reco-mendado en centros docentes y culturales se detalla, por actividad, en la tabla 1.

1.4.2.2. Iluminación en centros docentes y culturales

Las instalaciones de iluminación de las distintas depen-dencias que componen un centro docente deben estar dotadas de sistemas que proporcionen un entorno visual confortable y adecuado a las actividades a desarrollar en

cada momento. Siguiendo criterios de calidad adecuados al diseño, instalación y mantenimiento de los elementos que intervienen en la consecución de una buena ilumina-ción se obtienen los resultados de confort visual reque-ridos, garantizando la máxima eficiencia energética y reduciendo los costes de explotación.

Por otro lado, es muy importante la utilización de ilumina-ción eficiente, mediante luminarias de alto rendimiento, que incorporen equipos de bajo consumo y lámparas de alta eficiencia luminosa (lumen/watio), unidas al uso de sistemas de regulación y control adecuados a las nece-sidades del local a iluminar, lo que permitirá tener unos buenos niveles de confort sin emplear energía inútil-mente.

1.4.2.3. Tipos de sistemas de iluminación

Iluminación general. Esta configuración consiste en el empleo de un alumbrado general directo que proporcione la iluminancia horizontal y la uniformidad requeridas.

Este tipo de iluminación se logra mediante una distribu-ción estándar de luminarias en áreas como pasillos, esca-leras, comedores y aseos. La disposición recomendada para este tipo de alumbrado es la de luminarias situadas en líneas paralelas al plano de las ventanas. A su vez, es conveniente, siempre que sea posible, que la primera fila de luminarias, la más próxima a las ventanas, se encuentre con una separación menor a 1,5 m de éstas.

Alumbrado localizado. Es empleado para una tarea específica, adicional al alumbrado general y controlado independientemente. Permite obtener ahorros ener-géticos importantes, puesto que lo que se pretende es iluminar con los valores adecuados únicamente los puntos de trabajo, teniendo unos niveles más bajos en el resto de puntos de la estancia.

Alumbrado general y local. Consiste en la combina-ción del alumbrado general y del localizado. En este caso, el alumbrado general es de bajo nivel, y se obtiene mediante una disposición regular de luminarias. Por otra parte, el alumbrado local se utiliza para reforzar la zona de exposición y facilitar la tarea visual del usuario, impi-diendo reflejos en:

• Aulas(pizarras,mesadelprofesor).

• Aulas de enseñanza práctica (dibujo, pintura,trabajos manuales).

• Laboratorios.


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• Bibliotecas.

• Áreasdeexhibiciones,escenarios.

Alumbrado directo-indirecto. El alumbrado directo es aquel en el que la mayor parte del flujo luminoso se emite hacia el plano de trabajo (generalmente hacia la zona infe-rior de las estancias). Los modernos sistemas de ilumi-nación de oficinas, por ejemplo, suelen estar formados por luminarias de montaje empotrado o en superficies,

provistas de ópticas especulares de alta eficiencia, prefe-riblemente con características de distribución en haz. Por otro lado, el alumbrado indirecto dirige la mayor parte de la luz ha cia el techo y las zonas superiores de las estancias, por lo que no suele emplearse como iluminación de zonas de trabajo.

Por tanto, dependiendo del uso que se le vaya a dar a las dife-rentes estancias de un edificio o local de servicios, se esco-gerá entre uno de los sistemas de iluminación anteriores.

Ubicación, tarea Iluminancia media (lux)

Índice de reproducción cromática (Ra) UGRL

Sala de juegos 300 80 19

Guardería 300 80 19

Sala de manualidades 300 80 19

Aulas, aulas de tutoría 300 80 19

Aulas para clases nocturnas 500 80 19

Salas de lectura 500 80 19

Pizarra 500 80 19

Mesa de demostraciones 500 80 19

Aulas de arte 500 80 19

Aulas de arte en escuelas de arte 750 80 19

Aulas de dibujo técnico 750 80 16

Aulas de prácticas y laboratorios 500 80 19

Aulas de manualidades 500 80 19

Talleres de enseñanza 500 80 19

Aulas de prácticas de música 300 80 19

Aulas de prácticas de informática 300 80 19

Laboratorios de idiomas 300 80 19

Aulas de preparación y talleres 500 80 22

Halls de entrada 200 80 22

Áreasdecirculación,pasillos 100 80 25

Escaleras 150 80 25

Aulas de estudio común y salas de reunión 200 80 22

Salas de profesores 300 80 19

Biblioteca: estanterías 200 80 19

Biblioteca: salas de lectura 500 80 19

Almacenes de material 100 80 25

Salas deportes, gimnasios, piscinas (uso general) 300 80 22

Comedores y cafeterías 200 80 22

Cocinas 500 80 22

Fuente: Philips.

Tabla 1. Parámetros mínimos recomendados en centros educativos y culturales (UNE-EN12464-1).

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1.4.2.4. Tipos de lámparas

Los principales tipos de lámparas aplicables a centros docentes y centros culturales existentes en el mercado son fluorescentes para interiores y de vapor de mercurio y/o halogenuros metálicos para alumbrado exterior:

Lámparas fluorescentes. Las lámparas fluorescentes pertenecen a la familia de las lámparas de descarga. Están formadas por un tubo de vidrio con un electrodo en cada extremo y en su interior un gas inerte a baja presión con una pequeña cantidad de mercurio. El tubo se encuentra recubierto interiormente con una mezcla de polvos fluorescentes. Cuando se aplica una descarga entre los electrodos, los átomos de mercurio emiten una radiación invisible ultravioleta que es transformada en radiación luminosa visible mediante la acción del recubri-miento fluorescente.

Ventajas

•Altaeficacialuminosa(60lum/W-100lum/W).

•Reproducción cromática puede llegar a ser muybuena o excelente.

•Granvariedaddeaparienciasdelcolor.

•Alta duración (aprox. 10.000 horas), aumentandoen un 50% con equipos electrónicos.

•Bajocostedeadquisición.

•Bajoscostesoperativosybajoconsumoenergético.

•ConequiposelectrónicosHF (dealta frecuencia), el encendido es prácticamente instantáneo.

•Posible regulaciónde la luzcon losequiposelec-trónicos HF.

•Posicióndefuncionamientouniversal.

•Bajaemisióndecalor.

Desventajas

•Requierenunequipoauxiliar.

•Sinoseusanequiposelectrónicos,puededarlugara problemas de retardo y parpadeos.

•Un número frecuente de encendidos y apagadosacorta la vida de la lámpara (según el equipo auxiliar).

Lámparas fluorescentes compactas. Las lámparas fluorescentes compactas tienen el mismo principio de funcionamiento que las lineales, con la ventaja de su menor tamaño. Este tipo de lámparas se puede dividir en compactas integradas, con el equipo auxiliar incorporado y casquillo similar a las incandescentes, y no integradas, con equipo auxiliar externo y su conexión a 2 ó 4 pines.

Ventajas


•Reproducción cromática puede llegar a ser muybuena (Ra > 80).


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•Granvariedaddepotencias.

•Altaduración(8.000-12.000horas).

•Las integradas sustituyen fácilmente a las incan-descentes y no requieren de equipo auxiliar.

•Lasnointegradasdecuatropinpuedenserreguladas.

•Aunquenoson inmediatas,alcanzanrápidamenteel flujo luminoso nominal.

•Posicióndefuncionamientouniversal.

•Bajaemisióndecalor.

Desventajas

•Lasnointegradasrequierenunequipoauxiliar.

•Un número frecuente de encendidos y apagadosacorta la vida de la lámpara (dependiendo del equipo auxiliar).

Lámparas de halogenuros metálicos. Son lámparas de vapor de mercurio de alta presión a las que se les ha incorpo-rado halogenuros. En el mercado se puede encontrar desde modelos más compactos hasta modelos de gran potencia, pero todos necesitan de un equipo auxiliar, y el tiempo de encendido varía entre 3 y 5 minutos, y 15 minutos para un nuevo reencendido. Su aplicación, por tanto, será en zonas con utilización continua y pocos encendidos.

Ventajas


•Reproducción cromática puede llegar a ser muybuena (Ra > 80).

•Granduración(hasta15.000horas).

•Costes de mantenimiento bajos, bajo consumoenergético.

Desventajas

•Precioelevado.

•Necesitanequipoauxiliar.

•Requierenuntiempodeencendidoalto(entre3y 5 minutos) y casi 15 minutos para un reencendido.

1.4.2.5. Tipos de equipos auxiliares

Son los equipos que necesitan las lámparas para su correcto funcionamiento y serán diferentes para cada tipo de éstas. Mientras que las lámparas incandescentes o halógenas se pueden conectar directamente a la red en las de descarga es necesario un dispositivo para esta-bilizar la corriente que pasa por la lámpara.

Es importante destacar que para estudiar el consumo energético de una instalación de iluminación hay que tener en cuenta el consumo asociado del equipo auxi-liar, es decir, el consumo total viene dado por el de la lámpara más el del equipo auxiliar.

Aunque los equipos sean diferentes, el esquema es prácticamente el mismo para fluorescentes y haloge-nuros metálicos.

Equipos convencionales. Los equipos auxiliares convencionales para fluorescentes están formados por tres elementos:

1. Balasto electromagnético. Limita el consumo de corriente de la lámpara. Los más utilizados son de tipo inductivo, formados por una bobina con su núcleo magnético, donde se produce la pérdida de calor. También se denominan reactancias electro-magnéticas.

2. Cebador o arrancador. Es el equipo encargado de arrancar la lámpara, de proporcionar la tensión requerida para el encendido de la lámpara.

3. Condensador. Corrige el factor de potencia o relación entre la energía reactiva (no útil) y la energía activa.

Equipos electrónicos de alta frecuencia (HF). La utili-zación de los balastos electrónicos en los fluorescentes permite conseguir un ahorro del 20% - 25% debido a su consumo inferior respecto al resto de los balastos y a que trabajan a alta frecuencia, emitiendo la misma cantidad de luz con menor potencia.

Los balastos electrónicos ya incorporan los componentes electrónicos que desempeñan las funciones de los ceba-dores y condensadores.

1.4.2.6. Tipos de luminarias

Las luminarias a utilizar en los centros docentes se pueden analizar por características de montaje, eléctricas o por condiciones operativas, pero siempre cumpliendo

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lo establecido en la norma UNE-EN60598, que define como luminaria al aparato de alumbrado que reparte, filtra o transforma la luz emitida por una o varias lámparas y que comprende todos los dispositivos necesarios para el soporte, la fijación y la protección de las lámparas, y, en caso necesario, los circuitos auxiliares en combinación con los medios de conexión con la red de alimentación. Los tipos de luminarias más utilizados son:

• Luminariaempotradaen techo técnicoparafluo-rescentes lineales.

• Luminariadecorativaempotradaodownlights para halógenos, lámparas incandescentes, fluores-centes compactas y halogenuros.

1.4.2.7. Tipos de sistemas de regulación y control

En determinados locales de un centro docente, como pueden ser el salón de actos o en las aulas destinadas a proyecciones, resulta imprescindible el disponer de regulación y control de la iluminación que permitan su ajuste a la situación. La elección de un sistema de control apropiado debe asegurar que la luz artificial sea utilizada estrictamente dónde y cuándo sea necesario. Con este tipo de sistemas se pueden obtener importantes ahorros en el consumo energético de iluminación.

• Interruptores manuales. Debe haber un número suficiente de interruptores manuales de forma que se pueda independizar el funcionamiento de lámparas según su emplazamiento. Especialmente aquellas que se encuentren próximas a puntos de luz natural como ventanas y lucernarios.

• Interruptores horarios. Son sistemas de control de tiempo que permiten el encendido y apagado

de las luces en función del horario establecido para cada zona y evitan que estén encendidas en momentos de no utilización. Son especialmente interesantes para la iluminación exterior.

• Detectores de presencia. Son sensores que conectan o desconectan la iluminación del local en función de la presencia o no de personas. Se suelen utilizar en zonas donde la presencia de personas es esporádica o no se da de una manera continuada, como almacenes, pasillos, servicios, etc.

• Control del nivel de iluminación en función de la luz natural. En aquellas zonas donde el nivel de iluminación natural es importante, existen muchas horas del día en las que la iluminación artificial no es necesaria o el nivel de iluminación es superior al necesario.

1.4.3 Agua

Aunque el agua no es en sí una fuente de energía, el ahorro de agua supone ahorro energético. Cuanta menos agua se gaste, menos agua será necesario bombear, ahorrando electricidad. Más importante aun es el ahorro en energía que se emplea para calentar el agua caliente sanitaria (ACS). Por estas dos razones, y porque el ahorro de agua supone un importante ahorro de los insumos de un edificio, es fundamental prestar atención a la eficiencia en las instalaciones de agua.

1.4.3.1. Agua fría de consumo humano (AFCH)

Tanto en los centros docentes como en los centros cultu-rales, los dos consumos principales de agua se deben a los aseos y cocinas o cantinas. Ocasionalmente, se


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pueden encontrar piscinas o pequeñas instalaciones deportivas, con duchas.

1.4.3.2. Agua caliente sanitaria (ACS)

Por lo general, el consumo de ACS es reducido puesto que en la mayoría de los centros solo se dispone de agua caliente para las cocinas, aseos y alguna instalación deportiva.

Los equipos generadores que se utilizan para calentar el agua son, en la mayoría de los casos, termos eléctricos con o sin acumulación, para instalaciones individuales, y calderas de combustión, para instalaciones centralizadas.

Los mecanismos de ahorro de agua en estos centros todavía no tienen gran aceptación, encontrándose insta-laciones que carecen de equipos reductores de caudal o perlizadores en lavabos. En apartados posteriores se estudiaran las posibles medidas para aumentar la eficiencia en el suministro de ACS en centros docentes.

1.4.4 Cocinas y equipos de restauración

Por lo general, los centros educativos disponen de servicio de comedor para los alumnos. Los centros culturales suelen tener una cafetería o pequeña área de restauración. En la mayoría de los casos el servicio que se ofrece se corresponde con la comida, aunque en algunos centros se sirve también desayuno y/o merienda. La comida es elaborada y suministrada por una empresa externa al centro.

La fuente energética más utilizada es el gas propano. Por su forma de almacenamiento, es una de las energías más cómodas, ya que puede suministrarse mediante depósitos individuales.

Los aparatos que se utilizan en los centros educativos son fundamentalmente calentadores de agua (para calentar comida al baño maría), equipos frigoríficos (neveras, congeladores, cámaras), freidoras eléctricas, hornos microondas y lavavajillas industriales.

1.4.5 Equipos ofimáticos

Más de un 3% de la electricidad demandada en el sector terciario se debe al consumo de los equipos ofimáticos. Su uso en centros de enseñanza y centros culturales se está incrementan do cada vez más en los últimos años debido a la existencia de oficinas, equipos

de reprografía o al au mento de la informatización de la sociedad.

El consumo debido a estos equipos supone una carga térmica para los edificios, lo cual influye en las necesi-dades finales de climatización de los mismos.

1.4.6 Otros equipos y sistemas

En este apartado se incluyen aquellos equipos que, aun no siendo tan comunes en la actividad del centro, son importantes en la factura energética. Por ejemplo, las piscinas, máquinas dispensadoras o de vending, mostra-dores, vitrinas iluminadas, equipos de sonido para espectáculos, pequeños electrodomésticos, etc.

2 Ineficiencia energética

Aquí se enuncian y detallan las situaciones más frecuentes de ineficiencias energéticas que se pueden encontrar en los centros docentes y culturales.

Parte del trabajo del responsable o encargado de mante-nimiento debe consistir en identificar dichas ineficien-cias, para poder evaluarlas y tomar medidas resolutivas. La mejora de la eficiencia energética no debe conllevar una disminución del confort ni de la calidad del servicio prestado.

Las ineficiencias más comunes, clasificadas en dos grandes grupos son: las que se pueden aplicar a servi-cios y mantenimiento y las que simplemente tratan de identificar equipos energéticamente ineficientes.

2.1. Servicios energéticamente ineficientes

Las ineficiencias más comunes debidas a la forma de operación y/o mantenimiento de la instalación se describen a continuación.

2.1.1 Sistema de climatización

El sistema de climatización es el mayor consumidor en un centro educativo y en un centro docente, ya que mantienen las condiciones ambientales y de confort necesarias para desempeñar las actividades propias del centro. En el caso de centros docentes, influye en el rendimiento de los alumnos y trabajadores. En centros

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culturales donde se realizan exposiciones de arte, o bibliotecas donde se almacenan documentos, es funda-mental mantener unas condiciones óptimas de humedad y temperatura.

Este sistema puede presentar las siguientes ineficien-cias, independientemente de los equipos por los que esté compuesto.

• Incorrecto funcionamiento de las calderas. La correcta realización de la combustión en la misma es un parámetro a vigilar, controlar y ajustar periódicamente.

• No utilización de calores residuales. El calor residual de algunos sistemas de climatización o calefacción puede ser recuperado antes de ser desechado. En el punto 3 se explican las posibles formas de recuperación.

• Inapropiado sistema de control y regulación. Una vez más, una mala gestión del sistema de climatización produce unas ineficiencias evidentes, como puede ser que la climatización permanezca encendida en momentos en que no hay nadie en el local o que haga demasiado frío o calor, con el consiguiente malestar del usuario.

• Mantenimiento inadecuado. Un mantenimiento inapropiado del sistema de climatización puede provocar que los equipos dejen de funcionar prematuramente o no lo hagan cuando exista demanda. Además el mantenimiento preventivo ahorra gastos en reposiciones.

2.1.2 Sistema de iluminación

Independientemente de la tipología de lámparas o equipos utilizados en iluminación del centro es de mayor importancia su patrón de uso. En un sistema de iluminación se pueden producir las siguientes defi-ciencias:

• Iluminación ineficaz del local. Es fundamental proporcionar la cantidad adecuada de luz para cada zona en función de las actividades que se desempeñen en ella. Tanto la deficiente ilumina-ción, que no se adecua a la tareas a realizar, como la excesiva iluminación, que puede crear reflejos y deslumbramientos, re percuten negativamente en los costes operativos y en el confort, y deben ser evitadas.

• Sistema de control y regulación inadecuado. Un sistema de control de la iluminación es esen-cial para evitar costes innecesarios. Entre estos sistemas se incluyen los que regulan el flujo lumi-noso, los detectores de luz ambiental (no es nece-sario el mismo nivel de iluminación a las 10 de la mañana que a las 8 de la tarde) o los detectores de presencia (en zonas en las que el tráfico de personas sea ocasional, como pasillos, servicios, almacenes, etc.).

Una luz encendida en una estancia desocupada es un gasto que no está aportando ningún valor añadido y, por lo tanto, debe ser eliminado.

• Incorrecto mantenimiento del sistema de ilumi-nación. Con un adecuado mantenimiento del sistema de iluminación se evitan y reducen gastos de reposición de equipos y se mejorará la calidad de iluminación del local en general.

2.1.3 Puntos terminales de consumo de agua

Bien por desconocimiento o por falta de conciencia, en muchas ocasiones se hace mal uso de los puntos termi-nales de agua. Un grifo abierto más de lo necesario para su uso constituye un gasto innecesario de agua y energía. El uso incorrecto de los sistemas de doble pulsador en los sanitarios así como la ausencia de grifos con pulsador en los aseos también conlleva un importante desperdicio de los recursos.

2.1.4 Equipos ofimáticos

Un ordenador en stand by, aunque esté apagado, sigue consumiendo energía durante la noche o el tiempo en que el centro permanezca cerrado: Esto supone un gasto totalmente superfluo y que puede ser evitado con la simple acción de desconectarlo físicamente del enchufe, bien manualmente o mediante una regleta con inte-rruptor. Estas eliminadoras del modo stand by pueden ser temporizadas, de modo que se reduce el margen de error.

2.1.5 Otros equipos

En el caso de que existan otros equipamientos, debe prestarse especial atención a que no permanezcan encendidos o en posición stand by fuera de los períodos de operación del centro.


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2.2. Equipos ineficientes

En este apartado se analizarán las principales ineficien-cias debidas a equipos.

2.2.1 Sistema de climatización

• Sistema de climatización inadecuado. Es posible que el sistema mediante el que se está climatizando el centro no sea el más apropiado para la zona y tipo de actividad (no es lo mismo climatizar una biblioteca, que un museo o un aula para clases). Un sistema de aire acondicionado puede resultar absolutamente necesario en una determinada zona climática, mientras que puede ser totalmente superfluo en otras. En otros casos, habrá centros que no requieran calefacción, como ocurre en las Islas Canarias.

El uso de bomba de calor para zonas en las que las temperaturas en invierno bajen considerablemente no es oportuno, puesto que en estas circunstan-cias el rendimiento de estos equipos es muy bajo y pueden estropearse prematuramente, además de requerir desescarche, con las consecuentes pérdidas de confort. Como se verá en el punto 3, existen soluciones tecnológicas para afrontarlo.

• Calderas convencionales. Estos equipos pueden ser sustituidos por nuevos tipos de calderas más

eficientes, como las de funcionamiento en baja temperatura o de condensación. Esta medida requerirá una inversión considerable, pero que se recupera en unos periodos de retorno muy razona-bles.

• Aislamiento inadecuado del local. Las pérdidas térmicas en el edificio contribuyen a un mayor gasto energético en climatización. Un vidrio de mala calidad o una ventana mal ajustada generan mala sensación de confort al cliente y producen un gasto de energía fácilmente evitable mediante la subsanación de esta situación.

2.2.2 Sistema de iluminación

En una instalación de alumbrado de un centro docente se pueden encontrar las siguientes deficiencias:

• Luminarias que producen deslumbramientos directos o indirectos. Lámparas de temperatura de color y potencia no adecuadas a la instalación que, tanto por exceso como por efecto, pueden dificultar el desarrollo de las tareas. El color de la luz emitida tiene gran importancia en el comporta-miento de los alumnos y en su aprovechamiento escolar. Las lámparas de luz fría proporcionan un ambiente similar al aire libre, evitando la sensación de agobio que pueden sentir algunos alumnos por permanecer largo tiempo en un recinto cerrado. Las de luz cálida recrean ambientes más sociables y relajados.

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• Lámparas incandescentes. Es la lámpara de iluminación de interiores más barata del mercado, pero también es la más ineficiente. Las pérdidas por calor ascienden aproximadamente al 90%.

• Balastoselectromagnéticosparafluorescentes.Estos equipos, además de producir una importante cantidad de gasto energético desaprovechado, emiten calor que puede influir negativamente en la climatización del local (particularmente en verano), proporcionan una calidad de iluminación inferior y dis minuyen la vida de la lámpara si se usa en lugar del equipo electrónico.

• Luminarias inapropiadas. Aunque las lámparas que se estén utilizando sean eficientes, una mala elección de las luminarias puede provocar que la luz se dirija a donde no debe, creando reflejos, malos efectos visuales de iluminación y desapro-vechamiento de la energía.

2.2.3 Puntos terminales de agua

Muchos centros no cuentan con dispositivos de ahorro de agua en sus puntos terminales de consumo, como son los perlizadores en grifos de lavabos, los limitadores de caudal en duchas, o las cisternas o fluxores de doble descarga en los sanitarios o los grifos con pulsador en los lavabos. Si bien el consumo de agua en estos centros no es muy significativo, la inexistencia de estos equipos supone un despilfarro importante de agua y de la energía que se emplea para calentarla y/o bombearla.

2.2.4 Otros equipos o sistemas

Los pequeños electrodomésticos, equipos musicales, etc., suelen tener pequeñas potencias, excepto los que producen calor (plancha, secadores, aspiradores), cuyas potencias son mayores. El uso de los pequeños electro-domésticos será puntual, con lo que su consumo no será excesivo.

3 Mejoras tecnológicas y de gestión

En este epígrafe se desarrollan las diferentes actuaciones que se pueden llevar a cabo en los centros educativos y culturales para resolver las ineficiencias presentadas en la sección anterior. Tanto a escala mundial, como europea y nacional, parece haber consenso en que los caminos más claros para lograr una mayor eficiencia energética

de los edificios pasan por una mayor participación de las energías renovables, tanto para suministrar calor como electricidad, y por la introducción masiva de técnicas de refrigeración alimentadas por calor (absorción y adsor-ción) en lugar de por energía eléctrica. En esta segunda vía son especialmente interesantes los sistemas capaces de emplear fuentes de calor de baja temperatura (inferior a 100 ºC), es decir, capaces de aprovechar económica-mente la energía solar térmica, energía geotérmica o calores residuales recuperados.

3.1. Mejoras en el sistema de climatización

3.1.1 Cuestiones generales

A priori, algunas de las soluciones recomendadas para la generación de calor son la caldera de alto rendimiento alimentada por gas natural y la bomba de calor geotér-mica. En grandes centros educativos, donde el clima es más frío, puede ser interesante analizar la viabilidad de la instalación de una planta de cogeneración, que resul-tará más rentable cuantas más horas de calefacción se demanden al año.

En instalaciones pequeñas, o para áreas que requieran calefacción solo ocasionalmente, es más aconsejable instalar equipos autónomos de calefacción eléctrica.

Una vez generado el calor, éste ha de ser transportado hasta la zona de demanda, garantizando un correcto aisla-miento de las redes de transporte. Por ello, cuanto más baja sea la temperatura de transporte, más eficiente será el funcionamiento de la instalación de climatización.

También se puede considerar reducir el nivel de calefac-ción en ciertas zonas, donde no haya un tránsito continuo de personas o donde las cargas térmicas aportadas por el propio personal y los equipos de iluminación e infor-máticos sean altas. Para ello es importante vigilar los niveles de regulación de temperatura. El IDAE estima que se puede producir un ahorro del 7% por cada grado que baje la calefacción. Si la calefacción tiene una tempe-ratura de 30 ºC frente a la recomendada de 21 ºC existiría una posibilidad de ahorro del 60% en invierno.

En verano el IDAE estima que se puede llegar al 8% de ahorro por cada grado centígrado que se suba el aire acondicionado en verano. Si el termostato tiene una temperatura de 21 ºC frente a los 25 ºC recomendados, existiría una posibilidad de ahorro del 40% en verano.


18

Las características de acondicionamiento térmico (tanto para calefacción como para refrigeración) están basadas en el confort de los usuarios de las instalaciones del centro. El confort se define como la sensación agradable y equilibrada entre humedad, temperatura, velocidad y calidad del aire, y está en función de la ocupación y de la actividad que se vaya a desarrollar en cada uno de los locales a climatizar.

3.1.2 Mejora del aislamiento

La primera norma para un buen rendimiento térmico de la instalación consiste en tomar las medidas necesarias para reducir las pérdidas de calor en invierno y las ganan-cias de calor en verano. De este modo, se disminuye la demanda de energía necesaria para el acondicionamiento térmico del centro.

Las pérdidas y ganancias dependen, en gran medida, de las características constructivas del edificio, por lo que el aislamiento exterior de éste es fundamental a la hora de obtener un buen comportamiento energético. Es importante partir de un buen diseño que incluya el aisla-miento de los muros, las ventanas, el suelo y la cubierta, de forma que se minimicen las pérdidas a través de la envolvente.

En las fachadas hay que considerar la opción de disponer de alguna solución constructiva que permita crear una cámara de aire entre el material exterior de acabado y el cerramiento interior. Así, se amortigua de manera considerable tanto la ganancia de calor en verano como la pérdida de calor durante los meses de invierno. En este último caso, las pérdidas de calor se pueden reducir hasta la sexta parte mediante la aplicación de este aisla-

miento con pared hueca. Una solución muy interesante consiste en plantar árboles de hoja caduca en la fachada sur (protegen del calor en verano y permiten el paso de la luz y el calor solar en invierno) y de hoja perenne en la fachada norte (protegen del frío en invierno).

Las puertas y ventanas son otros elementos impor-tantes a considerar con vistas al ahorro energético y tienen la ventaja de ser elementos de fácil sustitución, comparadas con los cerramientos. Las puertas han de ser principalmente de madera o aglomerados y, a ser posible, con material aislante en su parte media. Las puertas que dan al exterior deben disponer, además, de cintas o selladores en su marco. Para las ventanas, se considera una solución óptima el uso de doble vidrio con cámara de aire. Aunque el coste es mayor que las de vidrio simple, se consigue reducir las pérdidas a la mitad, y mejoran el confort, por lo que en la actualidad es el tipo de ventana más utilizado en los edificios nuevos. La sustitución por ventanas con reducido coeficiente de transmisión (doble ventana o con acristalamiento doble) supone un ahorro del 40% en el gasto de calefacción. No sólo el vidrio es importante en una ventana, se debe prestar atención a que el marco de la misma tenga rotura de puente térmico entre la fachada exterior y la cara interior. De lo contrario, se producen elevadas pérdidas aunque el acristalamiento sea de alta calidad.

Otro parámetro que afecta al valor de la ganancia térmica de un centro educativo o cultural es la existencia de protec-ciones solares, tanto interiores como exteriores. La utiliza-ción de protecciones solares constituye un buen sistema para reducir la ganancia solar en verano, existiendo dife-rentes tipos de protecciones, siendo más adecuado un tipo u otro en función de la orientación. Si la orientación es sur, las más adecuadas son las protecciones solares

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fijas o semifijas. Para una orientación oeste o noreste se recomienda el uso de protecciones solares con lamas horizontales o verticales móviles. Para una orientación este u oeste se aconsejan protecciones móviles, siendo agradable, tanto al amanecer como al atardecer, la entrada de la luz solar en épocas frías o templadas.

3.1.3 Control y regulación

Resulta de gran importancia la correcta regulación de los elementos terminales. Es frecuente observar en centros educativos que, con la calefacción encendida para compensar el exceso de calor, los escolares abren las ventanas.

Para evitar esta situación, es conveniente instalar un sistema de regulación y control que permita controlar el modo de operación en función de la demanda de cada momento, teniendo en cuenta la entrada de calor a una estancia si ésta tiene ventanas o puertas abiertas. Además, es recomendable instalar un termostato en cada estancia que permita encender o apagar la calefacción automáticamente en función de que la temperatura suba o baje respecto a la de consigna, generalmente entre 20 ºC y 22 ºC.

La instalación de sondas de calidad del aire interior, además de las sondas de temperatura, permite la intro-ducción del aire exterior de acuerdo con la demanda de ventilación. Con esto se consigue evitar un calentamiento que realmente no es necesario para la obtención de una buena calidad del aire interior, con el consiguiente ahorro energético.

Se deben programar los temporizadores de calefacción/ventilación para los ciclos de ocupación y las diferentes condiciones climáticas.

El calor almacenado en los radiadores y en el resto del edificio es a menudo suficiente para permitir apagar la calefacción antes de acabar el horario de ocupación.

A continuación se muestran unos valores de temperatura de consigna en invierno que pueden servir de referencia para las distintas estancias que se pueden encontrar tanto en centros docentes como culturales:

Tabla 2. Temperaturas de consigna recomendadas.

Estancia Temperatura (ºC)

Recepciones 18

Áreasdeadministración u oficinas 21

Aulas 18-20

Bibliotecas 21

Despachos 21

Salones de actos 20

Salas de reuniones 20


20

3.1.4 “Free-cooling”

Es conveniente que la instalación de ventilación vaya provista de un sistema de free-cooling para poder apro-vechar, de forma gratuita, la capacidad de refrigeración del aire exterior para enfriar el edificio cuando las condi-ciones así lo permitan.

Esta medida requiere la instalación de un sistema de control del aire introducido, en función de la entalpía del aire exterior y del aire interior, y con ello, se consiguen importantes ahorros energéticos en las máquinas de generación de frío.

3.1.5 Recuperación de calor del aire de ventilación

Esta mejora consiste en la instalación de recuperadores de calor/frío contenido en aire de extracción. En el recu-perador se produce un intercambio de calor entre el aire extraído del edificio y el aire exterior que se introduce para la renovación del aire interior.

De esta manera, se consigue disminuir el consumo de cale-facción o de refrigeración, ya que el aire exterior de renova-ción se precalienta o se preenfría en el recuperador.

Esta medida de ahorro está contemplada en el Regla-mento de Instalaciones Térmicas en los Edificios y se exige cuando el caudal de un subsistema de climatiza-ción sea mayor de tres metros cúbicos por segundo y su régimen de funcionamiento supere las 1.000 h/año. En estos casos, el rendimiento del sistema de recuperación ha de tener una eficiencia mínima del 45%.

3.1.6 Bombas de calor

La bomba de calor puede ser un sistema reversible que puede suministrar calor o frío a partir de una fuente externa cuya temperatura es inferior o superior a la del local a calentar o refrigerar, utilizando para ello una cantidad de trabajo (electricidad) comparativamente pequeña.

La mayoría de las bombas de calor para climatización son aire-aire, es decir, que tanto el foco frío como el caliente es aire.

En ciclo de refrigeración, el sistema absorbe el calor del local (enfriándolo) a través de un intercambiador interior (el evaporador) y disipa el calor absorbido por el refrige-rante en un intercambiador exterior (el condensador).

A la inversa, cuando el sistema trabaja en ciclo de cale-facción, el intercambiador exterior pasa a funcionar como evaporador, mientras que el interior lo hace como condensador. Es decir, la máquina extrae ca lor del aire frío del exterior y lo introduce en el aire más cálido del interior.

La aplicación de las bombas de calor al sector terciario es muy habitual. El rendimiento de las bombas de calor Coeficient of performance (COP) es del orden de entre 2,5 y 4, que está muy por encima del de una caldera de combustible. Por lo que, aunque la electricidad tiene un precio más elevado, estos equipos representan en muchos casos una alternativa más competitiva que la utilización de calderas para la producción del calor, dependiendo del coste del combustible utilizado.

Por otra parte, las bombas de calor ofrecen una clara ventaja en relación con el medio ambiente si las compa-ramos con los equipos de calefacción convencionales. Estas ventajas han sido estudiadas por la Agencia Internacional de la Energía (AIE), que ha analizado las opciones siguientes: caldera convencional de gasóleo, caldera convencional de gas, bomba de calor eléctrica con electricidad obtenida en plantas convencionales de generación eléctrica, bomba de calor a gas y bomba de calor eléctrica con electricidad obtenida a partir de ener-gías renovables.

Las emisiones de CO2 originadas por las calderas y bombas de calor a gas dependen de la eficiencia energé-tica de estos equipos y del tipo de combustible. En las bombas de calor eléctricas, la electricidad empleada para accionarlas lleva implícita las pérdidas por transporte y distribución de la energía eléctrica.

La AIE concluye que, tanto la bomba de calor eléctrica como la de gas, emiten considerablemente menos CO2

que las calderas. Una bomba de calor que funcione con electricidad procedente de energías renovables no desprende CO2.

3.1.7 Bomba de calor geotérmica

Una bomba de calor geotérmica es un tipo particular de bomba de calor. Es un sistema que intercambia calor con el subsuelo a través de un conjunto enterrado de colectores, aprovechando la elevada inercia térmica del terreno.

Los elementos que componen un sistema de climatiza-ción por bomba geotérmica son:

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• Intercambiador de calor enterrado. Su función es extraer calor del terreno o transferírselo a éste. Existen diferentes configuraciones, según el circuito sea cerrado o abierto y según la disposi-ción sea horizontal o vertical.

• Bomba de calor. La ventaja de las bombas de calor geotérmicas frente a los sistemas con bomba de calor aire-aire se debe a su capacidad para aprovechar la energía existente en el terreno y su gran inercia térmica, permitiéndole calefactar o refrigerar el edificio con una aportación menor de energía eléctrica.

En calefacción, la principal ventaja de la bomba geotér-mica radica en que, al lograr aumentar la temperatura de evaporación, y por tanto la presión, el compresor trabaja menos para llegar a la misma presión en el conden-sador y el gasto de electricidad disminuye. En modo refrigeración se consigue ahorro energético del mismo modo, bajando la temperatura del condensador. De este modo se obtienen COP mucho más elevados que en los sistemas con bomba de calor convencionales.

3.1.8 Optimización del rendimiento de las calderas

Las calderas de agua caliente son también un sistema muy utilizado para las instalaciones de calefacción. El primer paso para obtener un buen rendimiento es un correcto dimensionado, adecuando su potencia a la demanda y evitando sobredimensionados innecesarios.

También es conveniente un buen sistema de control de la instalación para evitar excesivas pérdidas de calor cuando la caldera está en posición de espera, así como la revisión periódica de éstas, de forma que

se mantenga funcionando en sus niveles óptimos de rendimiento.

Se estima que la combinación de malas prácticas, como el sobredimensionado del equipo, las pérdidas en posi-ción de espera y el bajo rendimiento, pueden llegar a suponer que la eficiencia media estacional del sistema sea del orden de un 35% menos que la de un sistema correctamente dimensionado e instalado.

Una caldera solo alcanza su rendimiento óptimo si está conectada a equipos emisores correctamente dimensio-nados a través de un sistema adecuado de transmisión de agua y con buenos controles de temperatura. También es importante tener un sistema de evacuación eficiente para los gases de combustión.

Cuando se haga la revisión periódica de las calderas, es recomendable realizar un análisis de la combustión, para ver si ésta se está realizando en condiciones óptimas de rendimiento.

También es importante la conservación y reparación de los aislamientos de las calderas, de los depósitos acumula-dores y de los conductos de transporte del agua caliente.

3.1.9 Calderas de baja temperatura y calderas de condensación

Las calderas convencionales trabajan con temperaturas de agua caliente entre 70 ºC y 90 ºC y con temperaturas de retorno del agua superiores a 55 ºC en condiciones normales de funcionamiento.

Por otro lado, el rendimiento de las calderas disminuye considerablemente a los 15 años, de un 10% a un 30%.


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Por ello es recomendable invertir en otra caldera, como las de condensación o las de baja temperatura, que son las más eficientes y ahorran de un 20% a un 40% de combustible.

Actualmente en el mercado se encuentran dos tipologías de calderas más eficientes:

• Calderas de baja temperatura: son capaces de funcionar de forma continua con una temperatura de agua de alimentación de entre 35 ºC y 40 ºC, y que, en determinadas condiciones, puede producir condensación del vapor de agua contenido en los humos de escape. La utilización de calderas de baja temperatura respecto a las calderas estándar, aporta un ahorro energético en torno a un 15% o superior.

• Calderas de condensación: están diseñadas para condensar permanentemente una parte impor-tante del vapor de agua contenido en los gases de escapes procedentes de la combustión. La utiliza-ción de calderas de condensación respecto a las calderas estándar, aporta un ahorro energético en torno a un 25% o superior. Sólo se recomienda utilizar esta caldera cuando el combustible sea gas natural debido a que la cantidad de azufre en los humos de combustión es mucho menor que en el caso de emplear otros combustibles. Una elevada concentración de azufre en una caldera de conden-sación aumenta la corrosión de los materiales.

La diferencia estriba en la mayor inversión de este tipo de calderas, que suele ser entre un 25% - 30% más para

las de baja temperatura y hasta el doble en el caso de las calderas de condensación.

A la hora de elegir una u otra caldera, hay que tener en cuenta la utilización que se le va a dar y la temperatura deseada para el agua caliente. Existen actualmente en el comercio, calderas de biomasa que presentan rendi-mientos muy elevados además de conllevar beneficios medioambientales considerables. Finalmente existe la posibilidad de emplear sistemas de cogeneración que produzcan al mismo tiempo electricidad y calor.

3.1.10 Mantenimiento adecuado

Es conveniente realizar un adecuado mantenimiento de los sistemas climatización, revisando regularmente todos los componentes de la instalación, comprobando los niveles de liquido refrigerante, el sistema de aisla-miento, los filtros de aire y el rendimiento y el correcto funcionamiento de las calderas, con el fin de que no aumente el consumo de energía y minimizando así las emisiones de gases de efecto invernadero.

Es muy frecuente encontrar los radiadores cubiertos, lo cual reduce su eficacia, disminuyendo su emisión de calor y aumentando los tiempos de calentamiento y el consumo de energía. Hay que dejar las puertas cerradas y abrir las ventanas solo lo estrictamente necesario para ventilar las dependencias, de acuerdo a lo expuesto en la normativa vigente.

Es necesario un mantenimiento periódico de calderas y quemadores realizado por un técnico cualificado. Revi-

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sión, limpieza y análisis de la combustión, para evitar que los valores excedan del recomendado y regulado por normativa en CO2 y pérdidas de humos.

Es importante mantener correctamente el aislamiento de las calderas y depósitos, además de calorifugar las tuberías que transportan el fluido caloportador. Las pérdidas de calor debidas a deficiencias en el aislamiento de tuberías pueden reducirse hasta un 70% con un aislamiento adecuado.

3.2. Mejoras en el sistema de iluminación

Dado que este sistema supone una parte importante del gasto energético en centros docentes y culturales, las mejoras en él tienen grandes potenciales de ahorro en la mayoría de los casos.

Son medidas rápidas y directas, de fácil y barata imple-mentación. Algunas, como la sustitución de lámparas, son prácticamente instantáneas, y las más complejas, no deberían llevar más de un día de implantación en un local no extremadamente grande:

• Sustitucióndelossistemastradicionalesdereactancia-cebador-condensador por balastos electrónicos se obtienen ahorros de energía superiores al 25%. Una de las principales causas de este ahorro es el hecho de que las reactancias convencionales son grandes disipadores de energía en forma de calor.

• Cambiodefluorescentesde38mmdediámetropor lámparas de 26 mm. Su principal ahorro se debe a que tiene una mayor eficiencia (lm/W), es decir, se necesita menos potencia en lámparas. El ahorro energético que supone está en torno a un 10%, siendo muy económica en cuanto a inversión requerida.

• Sustitución de lámparas incandescentes porlámparas de bajo consumo o fluorescentes compactas. La vida media de este tipo de lámparas equivale a 10 veces la vida de las incandescentes. Estas sustituciones disminuyen el gasto energé-tico en un 20% del consumo medio de una lámpara incandescente estándar.

• Cambio de lámparas de vapor de mercurio porlámparas de vapor de sodio a alta presión. Con esta medida se logra la más alta eficacia luminosa entre las lámparas de descarga a alta presión (hasta 150 lm/W).

• Instalación de superficies reflectoras para direc-cionar e incrementar la iluminación. Posibilita la reducción de lámparas en la luminaria. Utilícense luminarias apropiadas como pantallas difusoras con rejillas, no utilice pantallas opacas porque generan pérdidas de luz, por lo que tendría que utilizarse más lámparas.

• Sinoexisteninterruptoressuficientesparaposibi-litar el control independiente de grupos de lumina-rias, conviene sectorizar la instalación, para inde-pendizar las lámparas más cercanas a las ventanas de las más alejadas.

• Convieneanalizarlainstalacióndefotocélulaspararegular automáticamente la luz artificial, en función de la luz natural.

• Paraelcontroldelencendidodelalumbradoexte-rior es muy recomendable utilizar relojes astro-nómicos y células fotoeléctricas, para ajustar el encendido y apagado a las horas necesarias.

• Enzonasdeusoesporádico(almacenes,archivos,aseos y vestuarios), instalar interruptores con pulsadores dotados de temporizador.

Para el funcionamiento correcto de las instalaciones de iluminación, no solo hay que tener en cuenta la instalación de unos buenos equipos (lámparas, luminarias, sistemas de regulación y control o equipos auxiliares), sino la reducción del rendimiento luminoso de los sistemas por la acumula-ción de polvo y suciedad. Es importante que se prevea un programa detallado de mantenimiento y limpieza de los sistemas de iluminación, que debería realizarse de forma periódica.

Los principales factores que afectan la iluminación de un interior, mediante luz diurna, son la profundidad del local, el tamaño y la localización de ventanas y claraboyas, de los vidriados utilizados y de las sombras externas. Estos factores dependen generalmente del diseño original del edificio. Un diseño cuidadoso puede producir un edificio que será más eficiente energéticamente y que tendrá una atmósfera en su interior más agradable.

Para realizar cambios en la iluminación diurna de un edificio construido se requieren importantes trabajos, aunque con ellos se puede mejorar la eficiencia energética del edificio en su conjunto y ser también rentables económicamente.

Hay que considerar que para una completa utilización de la luz natural es importante asegurar que la ilumi-


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nación eléctrica se apague cuando la luz diurna sumi-nistra una iluminación adecuada. Esto se consigue mediante el uso de sistemas de control apropiados y puede requerir un cierto nivel de automatización.

3.3. Mejoras en el sistema de agua

(ACS y AFCH)

La demanda de agua caliente sanitaria (ACS) tanto en centros docentes como en centros culturales suele ser pequeña, por lo que se pueden sustituir las calderas, muchas veces sobredimensionadas, por paneles solares térmicos para cubrir esas necesidades. Otras opciones pueden ser el precalentamiento de agua mediante el aprovechamiento de calores residuales o la geotermia de baja entalpía.

En instalaciones colectivas se recomienda la acumula-ción, ya que mejora el rendimiento de los generadores y se obtiene una mayor eficiencia en la instalación.

Para reducir el consumo de ACS y de agua fría de consumo humano (AFCH) se pueden establecer airea-dores y limitadores de caudal en los grifos de lavabos, duchas y cocinas; instalar cisternas y fluxores de doble descarga, o sustituir las cisternas por fluxores.

Los sensores de presencia para accionar el agua de los lavabos o grifos, con maneta de apertura de caudal en dos tiempos, ahorran energía al no utilizar siempre el máximo caudal.

Otras medidas de eficiencia energética son:

• Cerrarbienlasllavescontribuyealahorrodeagua

y energía. Una gota por segundo se convierte en 30 l/día.

• Evitarinstalacionescentralizadassielconsumonoes elevado. De esta forma se reducen las pérdidas en el transporte.

• Esimportanteregularlatemperaturaparaobtenerunos 40 ºC a la salida de los grifos, sin que llegue a bajarse de la indicada en la normativa para que no se produzca legionela.

• Instalacióndetemporizadoresenloslavabos,quecorten el suministro de forma automática tras un tiempo razonable para el lavado de manos, así como fluxómetros, para evitar que los grifos se queden abiertos.

Tabla 3. Consumo de agua antes y después de aplicar medidas de eficiencia.

UsoConsumo

medio antes

(l/persona-día)

Consumo después

(l/persona-día)

Reducción de consumo

(%)

Ducha (5 min al día) 100 60 40

Lavabo (4 veces al día x 1 min)

48 28 40

Inodoros 30/45 10/27 40/60

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3.4. Cocinas y equipos de restauración

La mayoría de los centros docentes cuentan con un servicio de comedor para los alumnos. Generalmente, por razones logísticas y de higiene se suele subcon-tratar el servicio de catering, por lo que en la cocina no se realizan más que labores de calentamiento al baño maría, limpieza de platos, etc.

Como medidas de ahorro y eficiencia energética se proponen:

• Aprovecharelcalorresidualdelosequiposcalen-tadores de agua (baño maría), de manera que se apaguen los aparatos con anterioridad al servicio de la comida.

• Efectuar operacionesde limpieza en los equiposfrigoríficos, eliminando el hielo producido. De este modo, el aparato realizará un menor número de arranques y paradas para alcanzar la temperatura de consigna.

• Mantenerenbuenestadolaspuertasyjuntasdecierre de los equipos frigoríficos, evitando pérdidas energéticas y la entrada de aire que favorece la producción de escarcha.

• Informar al personal de cocina del tiempo nece-sario para calentar los equipos (10 minutos para planchas, parrillas y hornos convencionales y de 15 a 20 minutos para equipos más potentes).

• Los frigoríficos deben situarse lejos de focos decalor.

• Instalación de placas de inducción, las cualestienen un rendimiento energético dos veces supe-riores a las placas convencionales, por lo que se consigue el 50% de ahorro energético.

• Esaconsejableque,tantoparaloslavavajillascomopara los trenes de lavado, se utilicen equipos bitér-micos que emplean agua previamente calentada procedente del circuito general de ACS.

• Los frigoríficos de bajo consumo, con etiquetaenergética A o B, llegan a ahorrar un 60% de energía eléctrica respecto a equipos de más de 10 años de antigüedad. La etiqueta energética informa acerca de la eficiencia energética de los equipos, su consumo, su rendimiento, etc.

3.5. Mejoras en equipos informáticos

En este apartado debemos de tener en cuenta que, en general, no estamos concienciados del consumo real y tendemos a dejarlos encendidos en todo momento (en los descansos de media mañana, a la hora de comer, por la tarde, etc.).

La pantalla es la parte que más energía consume y tanto más cuanto mayor es. Las pantallas planas TFT consumen menos energía que las convencionales y ocupan menos espacio. Se recomienda comprar ordenadores con etiqueta Energy Star, que tiene la capacidad de pasar a un estado de reposo, con un consumo máximo del 15% del consumo normal, cuando haya transcurrido un cierto tiempo sin utilizar el equipo.

Como pautas de buenas prácticas en los equipos infor-máticos encontramos:

• Es conveniente evitar mantener encendidos losequipos informáticos durante todo el tiempo.

• Sedebenapagar losequipossiemprequenosevayan a utilizar en un periodo de tiempo de media hora o más.

• Encasodenoutilizarlosenunperiodoinferior,sedebe apagar la pantalla, puesto que es la parte del ordenador que más energía consume.

• Hayqueprogramarelapagadodeformaautomá-tica de la pantalla cuando el tiempo de inactividad su pe re los diez minutos.

• Paselasfotocopiadorasaestadostandbycuandono se usen en periodos largos, ya que reduce la potencia demandada por el equipo, y por tanto, su consumo, sin apagar la fotocopiadora.

Normalmente, tendemos a dejar encendido el ordenador por comodidad o descuido. Si se tienen en cuenta estos consejos, podemos disminuir nuestro consumo energé-tico de forma considerable.

3.6. Otros sistemas y equipos

Si existen aparatos audiovisuales, es importante tener en cuenta que, aun siendo su potencia pequeña, sus consumos pueden ser importantes si su uso es conti-


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nuado, Como regla general, en un televisor, a mayor tamaño de pantalla, mayor potencia y, por lo tanto, mayor consumo a igualdad de horas de funciona-miento. Estos equipos, en modo de espera (sin imagen en la pantalla y con el piloto encendido), pueden llegar a consumir hasta un 15% del consumo en condiciones normales de funcionamiento, por lo tanto se reco-mienda apagarlos totalmente apretando el interruptor de desconexión.

Cuando además de televisión, en el centro haya equipos de sonido (por ejemplo, en auditorios), se recomienda conectarlos todos a través de una base de enchufes múltiple con interruptor y, a la hora del cierre del centro, apagar el interruptor de la base, para asegurarnos de que no existan consumos en modo espera durante las ausen-cias nocturnas.

4 Bibliografía

• Estrategia de ahorro y eficiencia energética en España 2004-2012: Sector edificación (2003). IDAE.

• Plan de Acción 2008-2012: E4 (2007). IDAE.

• Guía técnica de eficiencia energética en ilumi-nación. Centros docentes (2001). IDAE.

• Guía práctica de la energía. Consumo eficiente y responsable (2004). IDAE.

• Código Técnico de la Edificación (2007). Minis-terio de la Presidencia. Madrid.

• Reglamento de Instalaciones Térmica en Edifi-cios (RITE) (2007).

• Certificación Energética de Edificios (2008), ATEYCIR-CAM-Energy Management Agency.

• Guía de la energía geotérmica (2008). Funda-ción de la Energía de la CAM.

• Guía técnica: contabilización de consumos ahorro y eficiencia energética en climatización (2007). IDAE.

• Waste Reduction and Energy Conservation in Schools (2003), WRATT Information Bulletin.

• Archivo documental Socoin-Gas Natural Fenosa.

05 Centros docentes y culturales (CNAE 85)

Celia González

Socoin Ingeniería y Construcción Industrial, S.L.U.

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Obra realizada por:

Con la colaboración del Centro de Eficiencia Energética de:

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