Monitorización de consumos energéticos y de agua para la gestión energética en un edificio público de gran terciario en Cataluña: análisis y propuesta mejora

Esta tesis culmina con la propuesta de un sistema de gestión del consumo de energía y agua a implantar en la Agència Tributària de Catalunya en Barcelona. El desarrollo de este sistema se ha llevado a cabo en distintos pasos. En primer lugar, se ha realizado un estado de conocimiento en técnicas de eficiencia energética en edificación, concretamente sobre los medios para gestionar el consumo de energía de los edificios y las posibilidades que ofrece el desarrollo rápido del Internet de las Cosas. Se ha presentado el proceso operativo de esta tecnología emergente así como su estructura, y no se ha olvidado tampoco mencionar los límites y los desafíos a los que se enfrenta dicha tecnología. A continuación se ha presentado el edificio considerado en la tesis enumerando las principales instalaciones consumidoras de energía, analizando en profundidad los consumos actuales de agua y energía y examinando las facturas del edificio para adaptar la solución a las necesidades del edificio. Posteriormente, se ha expuesto el sistema de gestión energética a implementar presentando la arquitectura del proyecto, definiendo el protocolo de comunicación a utilizar en la solución junto con la elección de los productos que formarán parte de la solución final de entre las diferentes opciones posibles que se han escogido y presentado. Una vez designados cada uno de los elementos de la solución, se ha realizado una presentación de la arquitectura completa de la propuesta. Por último, se ha examinado el impacto de la solución elaborada en el consumo energético del edificio. Esto nos ha permitido proceder a la evaluación del impacto ambiental de la solución al igual que de la viabilidad económica del proyecto. El impacto ambiental de la solución elegida consiste en una reducción anual de 13.080 kg de emisiones de CO2 vinculadas al consumo eléctrico del edificio. Además, esta solución también ahorrará más de 10.000 € en electricidad al año y la inversión que propone nuestra propuesta conlleva beneficios en los próximos 6 añosThis thesis aims to propose the implementation of a novel energy and water management system in the Agència Tributària de Catalunya in Barcelona. The development of the system has been carried out through different steps. First a review of the State of the art building energy efficiency techniques has been carried out with particular focus on the solutions to manage energy consumption of buildings with the quick development of the Internet of Things. The operating process and structure of this emerging technology has been given, while also lightening the limits of such technology along with the challenges that this growing technology is already facing. Following this, the building considered in the thesis has been presented through discussing its biggest energy consuming installations, by in depth analysis of its current water and electricity consumptions and examining the building’s bills to get a better insight of the edifice and be able to conform the solution with the needs of the building. Subsequently, the energy management system required has been shown, presenting the architecture of the project and defining the communication protocol used in the solution. This will be combined with choosing the products (selected out of all possible options) that will be part of the final solution. Once every single element of the designed solution is chosen, the thesis will then present the entire architecture of the solution. Lastly, the impact of the proposed solution on energy consumption in the building has been calculated. This allowed us to proceed to the evaluation of the solution’s environmental impact in addition to the economic viability of the whole project. The environmental impact of the chosen solution consists in a reduction of 13.080 kg of the annual CO2 emissions by reason of the building's electricity consumption. This solution will also enable the saving of more than 10 000 € per year and has a payback time of around 6 yearsCette thèse a pour aboutissement la proposition d’un système de gestion des consommation d’énergie et d’eau à implémenter au sein de l’Agència Tributària de Catalunya à Barcelone. L’élaboration de ce système s’est déroulée en plusieurs étapes distinctes. Premièrement, un état des connaissances scientifiques et techniques sur les diverses moyens d’améliorer l’efficacité énergétique des bâtiments a été fait. Puis plus particulièrement sur les moyens de gérer la consommation énergétique des édifices notamment avec le développement grandissant de l’Internet des objets. Le fonctionnement de cette “3e génération de l’internet” a été présenté ainsi que sa structure, il n’a pas été oublié non plus d’évoquer les limites et les défis auxquels cette technologie naissante faisait face. Dans un second temps, il a été question de présenter le bâtiment à étudier en énumérant les principales installations consommatrices d’énergie en son sein, en analysant en profondeur les consommations d’eau et d’énergie actuelles ainsi que les factures résultant de ces consommations pour pouvoir adapter la solution aux besoins du bâtiment. Il a ensuite été question d’exposer le système de gestion énergétique à implémenter en présentant l’architecture du projet, le protocole de communication qui sera utilisé entre les différentes composantes du système mais aussi de procéder au choix des produits qui feront partis de la solution finale parmi les différentes options qui ont été présentées. Une fois chacun des éléments de la solution désignés, un résumé de l’architecture complète de la proposition a été effectué. En dernier lieu, l’impact de la solution élaborée sur la consommation d’énergie de l’édifice a été examiné. Ce qui à permis ensuite de procéder à une évaluation de l’impact environnemental de la solution de même que sa viabilité économique. L’impact environnemental de la solution retenue consiste en la réduction annuelle de 13.080 kg des émissions de CO2 liées à la consommation d’électricité du building. Cette solution permettra aussi d’économiser plus de 10 000€ par an et dispose d’un retour sur investissement d’à peu près 6 ansObjectius de Desenvolupament Sostenible::11 - Ciutats i Comunitats Sostenibles::11.3 - Per a 2030, augmentar la urbanització inclusiva i sostenible, així com la capacitat de planificar i gestionar de manera participativa, integrada i sostenible els assentaments humans a tots els païso