Comunicación presentada al VII Congreso Edificios Energía Casi Nula
Autores
- Andreu Villagrasa, Arquitecto Técnico, Energiehaus
- Martín Amado, Arquitecto Técnico, Energiehaus
- Micheel Wassouf, Arquitecto, Energiehaus
Resumen
El Colegio “Garrofer” de Viladecans es el primer edificio en España de educación pública en el que se llevó a cabo una rehabilitación tipo EnerPhit, realizado en verano del 2018. A pesar de no cumplir con el valor límite n50 de infiltraciones de aire (valor final 1,15/h, respecto al valor máximo permitido 1,04/h), el análisis de los consumos energéticos y de las condiciones de confort de este edificio puede facilitar las decisiones de futuros promotores (sean públicos o privados) hacia una rehabilitación energética del tipo EnerPhit. La experiencia ha demostrado que la brecha entre un estándar Enerphit y el HE0/1 del nuevo CTE no es tan grande, que el valor K se acerca al valor exejido por el nuevo Código Técnico: 0,52 W/m2k EnerPhit versus 0,72 W/m2k valor límite K según la compacidad del proyecto. Los resultados de consumos energéticos reales dels invierno 2019/20 han sido inferiores a las calculadas por la simulación energética, y los resultados de confort en estos meses claramente mejores que antes de la reforma. Desgraciadamente, la monitorización se tuvo que parar debido a la crisis Covid en marzo del 2020.
Palabras clave
Rehabilitación energética, EnerPhit, Edificio docente, EECN
Introducción
En verano del 2018, el Colegio público “Garrofer” en Viladecans/Barcelona se rehabilitó conforme los criterios EnerPhit con el protocolo prestacional. El ayuntamiento encargó a Energiehaus en octubre del 2019 la monitorización de los resultados de confort y de energía de dicho edificio. Además de disponer de un monitoreo de confort en un aula tipo, realizado antes de la reforma, se han registrado los consumos energéticos y datos de confort desde octubre 2019 hasta marzo 2020. Este último monitoreo ha abarcado 6 espacios típicos del edificio (4 aulas, comedor, biblioteca), para así disponer de resultados con mayor fiabilidad. Debido a la emergencia sanitaria, se tuvo que parar el registro del 2º semestre escolar 2019/20.
A continuación, se comparan los resultados antes y después de la reforma, además de situarlo en el contexto del estudio de monitorización más amplio que se llevó a cabo por parte de la Plataforma PEP en el año 2017/18.
Análisis confort antes reforma
A continuación, se presentan las gráficas de CO2 y temperatura que se registraron entre los meses enero-junio del 2018, antes de realizar las obras de reforma. Se excluye de este análisis los valores de humedad relativa, al constatar que no presentaron deficiencias de confort, y al ver que los valores no cambiaron de modo relevante después de la reforma.
Se tomaron como referencia de temperatura los límites marcados por el CTE, de 21ºC en invierno (se ajustó a 20,5ºC) y de 25ºC en verano (se ajustó a 25,4ºC).
En la gráfica 01, se puede ver que el aula analizado tenía en invierno grandes franjas de disconfort de temperaturas, a pesar de disponer de un sistema de calefacción en activo. El mes de febrero, casi el 80% de las horas lectivas estaban asociadas con temperaturas fuera de los rangos establecidos por el CTE. El mes de junio, más del 70% de las temperaturas registradas en horas lectivas estaban por encima de los límites marcados por la normativa española ¡En el mes de julio, la temperatura más alta registrada (durante hora lectiva) fue 30,7ºC!
En la gráfica 02 se puede detectar un cambio de resultados importante entre el mes de marzo y de abril. Hasta el mes de marzo, el aula funciona con las ventanas cerradas (desde luego sin ventilación controlada), y como consecuencia con altas concentraciones de CO2. Más de la mitad del tiempo, la concentración de CO2 está por encima de IDA-2 (>1000ppm-CO2), referencia que marca el RITE para la calidad del aire interior en escuelas. Los meses de abril, mayo y junio se caracterizan por una buena calidad de aire en términos de CO2.
Análisis confort post reforma
A continuación, se muestran en la gráfica 03 los resultados de temperatura de la misma aula, conforme la monitorización “post-reforma”. Se detecta un alto porcentaje de temperaturas altas en el mes de septiembre, debido entre otro a que faltaba por instalar la protección solar exterior en esta parte (ya realizada a inicios del 2020). Aún así, cabe mencionar que los rangos de confort Passivhaus/Enerphit según PHPP no son alcanzables para este edificio sin la instalación de un sistema de aporte de frío activo, cosa que hasta la fecha de redacción de este artículo aún no se ha planteado por parte del ayuntamiento. En los meses de octubre hasta marzo, la frecuencia de temperaturas registradas por debajo de 20ºC es del 2%, reflejando así la excelente calidad en términos de temperatura en los meses de invierno.
En la gráfica 04 se presentan para la misma aula los resultados de concentración de CO2 durante el periodo de análisis después de la rehabilitación. Se puede ver la mejora en los valores de CO2 de los meses de invierno, comparado con la gráfica 02. Los resultados de los siete meses analizados muestran un desarrollo llamativo: con el paso de los meses, van subiendo las concentraciones de CO2. Eso tiene que ver con problemas técnicos de ajuste de la máquina de ventilación, que está actualmente en proceso de revisión. Se prevé un reajuste de los caudales de ventilación para el ciclo lectivo 2020/21.
Análisis ahorro energético
El análisis de la calefacción (caldera de gas) para el invierno 2019/20 da un consumo anual de 5.115 kWh, que es equivalente a un gasto anual para calefacción de 400€ aproximadamente. Los consumos para calefacción antes de la reforma, reseteados con la misma severidad climática del 2019/20, da un promedio de 56.626 kWh/a. Esto equivale a una rehabilitación “factor diez”, típico para este tipo de actuaciones. Es interesante comprobar que el consumo adicional eléctrico de los ventiladores para el mismo periodo suma 4.776 kWh, prácticamente igual al de calefacción. Dato muy común en edificaciones Passivhaus debido al haber conseguido una demanda de calefacción muy baja y poseer un sistema de ventilación con recuperación de calor de alta eficiencia mediante unidades certificadas y un consumo eléctrico límite muy bajo (≤ 0,45 Wh/m3).
Discusión y conclusiones
Los resultados obtenidos del monitoreo, realizado entre septiembre 2019 y marzo 2020, demuestran que la mejora energética y de confort, medida en invierno 2019/20 respecto a años anteriores, coincide con las buenas experiencias realizadas en otras obras de escuelas Passivhaus en Centroeuropa. Se registra un ahorro en consumo de gas para calefacción del 90% respecto a los consumos de los años antes de la reforma. El consumo eléctrico del edificio sube del 28%, debido al sistema de ventilación controlada. Por esta razón, los autores de este artículo aconsejan calibrar los sistemas de ventilación de este tipo de edificios no basándose en un IDA-2, sino yendo hacia una IDA-3, con concentraciones de CO2 algo más altos, pero en cambio un ahorro en consumo eléctrico más pronunciado. Esto garantizaría además un confort acústico mayor para los usuarios del edificio.
Después de la rehabilitación, el promedio medido de franjas de temperaturas conforme con la norma española es del 85%, y de ppm de CO2 del 76% (conforme Passivhaus, que aceptan franjas más ampliadas, de hasta IDA3: 92% según el caso del actual monitoreo).
En cuanto a la humedad relativa, se ha registrado un 82% del tiempo dentro de los márgenes de 30-60%.
El estudio de monitorización de colegios públicos existentes, realizado por la Plataforma Española Passivhaus (PEP) en 2017/18, ha registrado en los dos colegios analizados en el mismo Área Metropolitana de Barcelona, un promedio del 43% de tiempo dentro de los valores admitidos de CO2, contra los 76% registrados en el Garrofer. Eso significa una mejora factor 1,8 en términos de calidad de aire interior.
En cuanto a las temperaturas de confort, se ha registrado en el análisis de PEP un promedio de 66% dentro de las franjas de confort, contra un promedio del 85% registrado en el Garrofer, una mejora del factor 1,3. Si bien la comparativa no es del todo completa, porque en el Garrofer solo se dispone del análisis hasta marzo del 2020 (debido a la emergencia sanitaria), se puede constatar que en las épocas de calefacción, tanto el ahorro energético como la mejora de confort son sustanciales. No obstante, la experiencia de los autores en casos similares de rehabilitaciones tipo EnerPhit en España demuestra que se ha de proyectar un sistema de aporte de frío activo en tipologías similares, para poder cumplir con los altos estándares de confort de Passivhaus, establecidos para los climas de la Península Ibérica.
Agradecimientos
Agradecemos al ayuntamiento de Viladecans por la iniciativa de rehabilitación del Colegio El Garrofer conforme los criterios EnerPhit/Passivhaus.
Referencias
- Wassouf, M., 2015, «De la Casa Pasiva al Estándar Passivhaus», Editorial Gustavo Gili, Barcelona.
- Silvia Vilčekováa, Peter Kapalob, Ľudmila Mečiarováa, Eva Krídlová Burdováa, Veronika Imreczeováa, «Investigation of Indoor Environment Quality in Classroom – Case Study»
- Lorenza Pistore, Giovanni Pernigotto, Francesca Cappelletti, Piercarlo Magnoni, Andrea Gasparella, «From energy signature to cluster analysis: an integrated approach»