Comunicación presentada al VI Congreso Edificios Energía Casi Nula
Autores
- Jose Mª Moro Aristu, Director general, Naven Ingenieros
- Fermín Saralegui, Arquitecto, Tabuenca&Saralegui y Asociados
- Francisco Jose Serna, Project Manager, CENER
Resumen
El proyecto que nos ocupa es la concepción energética de un edificio VPO denominado Solarhaus que ahonda en la producción de calefacción y ACS mediante bombas de calor aerotérmicas en combinación con una instalación fotovoltaica de 100 kwp. Todo ello partiendo de una base de aislamientos, carpinterías y vidrios acorde a un edificio de EECN, potenciando el aislamiento, implementando vidrios triples, así como carpinterías de PVC. Así mismo se trabaja con la hermeticidad y el control de la ventilación mediante recuperadores todo ello en aras de reducir al máximo la energía demandada y poder implementar un sistema de suelo radiante con la producción de aerotermia combinado con una instalación fotovoltaica.
Palabras clave
EECN, Edificios de Energía Positiva, Instalaciones Fotovoltaicas, Instalaciones de Aerotermia, Arquitectura Pasiva, Passivhaus, Energía, Diseño, Eficiencia
Introducción: (2013-2019) El origen “edificio zero” la mejora continua “solarhaus”
El proyecto que nos ocupa nace como consecuencia de la promoción de un proyecto de vivienda social afincado en el barrio de Repagina de Burlada.
Nuestro cliente, el promotor “Domeño construcciones” ya en el año 2013 se enfrentó a la tesitura de implantar en su organización un proceso de transición hacia los edificios de energía casi nula.
Para ello se ha propuesto el diseño y ejecución de diferentes promociones bajo los estándares de EECN y Passivhaus.
En todo buen proyecto es fundamental el equipo que lo hace posible. En este caso, además de contar con el equipo de arquitectura e ingeniería habitual en sus promociones, con buen criterio, se apoyó en un asesor externo en materia de sostenibilidad y eficiencia energética como es el centro nacional de energías renovables CENER
Así, en el año 2013, y bajo el nombre de “Edifico Zero” se ejecuta el proyecto de un bloque de 76 viviendas con la implantación en la construcción de las técnicas de Passivhaus en cuanto a nivel de aislamiento, así como hermeticidad y recuperación de calor de las viviendas, para control de la estanqueidad.
Una vez entregadas las viviendas se procedió al análisis del edificio mediante la monitorización del mismo durante un año, con sus cuatro estaciones. En dicho análisis se constató la efectividad de las medidas adoptadas, así como la reducción de consumo neto observado en comparación con promociones anteriores.
Dichas conclusiones animaron a nuestro cliente a realizar una nueva promoción de viviendas manteniendo y mejorando las medidas pasivas realizadas en el proyecto anterior y apostando por un sistema de energía fotovoltaica en combinación con un sistema de aerotermia con el objetivo de reducir en consumo de energía no renovable al mínimo posible.
El equipo que ha hecho posible el desarrollo de los dos proyectos es:
- PROMOTOR: Domeño Construcciones
- ARQUITECTOS: Tabuenca & Saralegui y asociados
- INGENIERÍA: Naven Ingenieros
- ASESOR ENERGÉTICO: CENER
Edificio Zero, el origen (2013)
El Edificio Zero constituye una vivienda de promoción social, bajo la modalidad VPT, de Navarra. La figura 1 corresponde a dicho edificio.
Es un bloque de 76 viviendas que posteriormente se completó con un segundo bloque de otras 76 viviendas.
Cómo se diseñó y construyó el edificio Zero
Para el diseño del edificio Zero se tuvo en cuenta los estándares de los edificios EECN y nZBE, optando por tomar como medidas pasivas el estándar Passivhaus, pero sin llegar a certificar el edificio bajo dicho estándar.
A continuación, se describen las diferentes estrategias energéticas adoptadas en los edificios, que hicieron de esta promoción un proyecto ejemplar:
Adopción de medidas pasivas:
Promociones Domeño, lleva tiempo construyendo viviendas de muy alta calidad, incluso en los aspectos puramente energéticos. En esta promoción, se fue un paso más allá de lo establecido en la normativa, incorporando medidas muy ambiciosas:
- Fachadas y cubiertas con un elevado índice de aislamiento
- Carpinterías en PVC de una baja trasmitancia
- Vidrios triples en todas las orientaciones
- Tratamiento de la estanqueidad mediante cintas y empleo de blower door
- Tratamiento especial de los puentes térmicos
- Recuperadores de calor individuales de doble flujo de muy alta eficiencia, para el control de las infiltraciones
- Objetivo cercano a un edificio pasivo (15 kwh/m2 año) (0,6 r) (120 kwh/m2 año)
Adopción de medidas activas:
Como medidas activas se optó por un sistema de calor de alta eficiencia mediante un grupo de calderas de condensación con suelo radiante de baja temperatura como elementos terminales.
La instalación de ACS se alimentó mediante un sistema de energía solar térmica que dota al edificio de un 70 % de cobertura solar para el ACS.
Así mismo se colocaron recuperadores de calor individuales por vivienda con sistema de enfriamiento gratuito nocturno free-cooling, para control de las infiltraciones.
Estas estrategias energéticas adoptadas, dotaron a esta promoción de una calidad energética excepcional, mejorando con creces los requisitos futuros normativos en España sobre edificios de energía casi nula.
Análisis del edificio Zero
Una vez terminada y entregada la promoción, y aprovechando el sistema de control instalado en la sala de calderas, se implementaron sondas de Tª y calidad de aire en las viviendas con el fin de poder analizar el comportamiento energético del edificio.
La monitorización de los diferentes parámetros del edifico permitió el análisis de las tendencias del edificio, así como el análisis de los consumos obtenidos.
Dentro del análisis se pudo observar cuestiones lógicas dentro del funcionamiento de un edificio de estas características, como son:
- Robo de calor de las viviendas interiores
- Perdidas de últimas planta y primeras
- Enfriamiento gratuito de las estancias (free-cooling)
Y concluyendo que la monitorización, análisis y posterior implementación de MAE’s maximiza la eficiencia de la instalación.
El proyecto: Solarhaus, la mejora continua (2019)
Tras la última promoción de viviendas “Domeño Zero 2020”, la promotora va un paso más allá, incorporando a sus diseños anteriores, sistemas de generación y producción de alta eficiencia, que garanticen un alto grado de autoconsumo energético, con el consiguiente ahorro económico de los usuarios.
Los avances tecnológicos y el posicionamiento del mundo globalizado en el campo de la energía en los últimos años unidos a las últimas políticas en eficiencia energética y energías renovables aprobadas en España y Europa principalmente, hacen pensar, sin ningún tipo de duda, que el futuro de la energía a medio-largo plazo pasa por un consumo muy mayoritariamente eléctrico, dejando los combustibles fósiles para usos residuales o industrias especificas donde estos combustibles todavía sean rentables.
En este contexto, “Domeño Solarhaus”, pretende ser una promoción de viviendas mayoritariamente eléctrica, con una gran instalación solar fotovoltaica en cubierta, capaz de suministrar en términos globales aproximadamente la misma cantidad de energía que los edificios van a consumir para suministrar a los vecinos calefacción y ACS además de los servicios comunes de los mismos (ventilación, iluminación, ascensores, etc.).
Para poder cumplir con estos exigentes objetivos, se ha realizado un esfuerzo en el diseño tanto desde el punto de vista de envolvente como de sistemas, con un altísimo grado de eficiencia en todos sus elementos.
Cómo se diseña el edificio Solarhaus
A continuación, se describen las diferentes estrategias energéticas adoptadas en los edificios, que harán de esta promoción un proyecto ejemplar.
Las medidas pasivas serán las mismas que en el edificio Zero.
En la generación es donde se diferencia respecto al proyecto anterior.
Como sistema de generación de energía eléctrica se ha propuesto la optimización de la cubierta para cubrir la máxima superficie de paneles fotovoltaicos (es decir máxima potencia), que la geometría de la misma y la disposición de los paneles (contabilizando sus respectivas sombras), pueden ofrecer. Con estas premisas se ha realizado una composición de paneles (ver figuras 1 y 2) que suman en su totalidad 97.6kWp, y una producción anual estimada de 106.094kWh al año.
Para satisfacer las necesidades de calor de los usuarios (calefacción y ACS), se ha propuesto diferentes bombas de calor aire-agua de muy alta eficiencia. Normalmente, los evaporadores estas bombas de calor se sitúan en unos casetones de cubierta. En esta promoción, realizar esta solución convencional restaría espacio a los paneles fotovoltaicos y por tanto disminuiría su capacidad de producción de electricidad, por lo que se ha recurrido a una solución innovadora e inmejorable desde un punto de vista de eficiencia energética, que es situarlas en los garajes. Con esta configuración, utilizaríamos el calor existente en el flujo de aire necesario (y obligatorio) para ventilar el garaje, antes de expulsarlo al exterior, con lo que estamos mejorando la eficiencia de estos equipos respecto a si estuvieran en la cubierta del edificio (el aire del garaje es algo más atemperado que el aire exterior).
Para asegurar la fiabilidad del sistema, sobre todo en condiciones muy adversas donde las bombas de calor podrían ver disminuida su capacidad de suministro, el sistema se refuerza con una caldera de gas natural de alta eficiencia, para satisfacer los picos de demanda en dichas situaciones.
Conclusiones
Una vez simulado el edificio y analizados lo resultados se puede asegurar que esta nueva promoción, “Domeño Solarhaus”, se convertirá en pionera de los futuros edificios que cumplan el próximo CTE 2019, siendo el primer edifico de viviendas en altura de España que cumpla sobradamente los requisitos de esta nueva reglamentación, y uno de los primeros edificios de viviendas en altura de Europa con estándares de Zero energía.
Agradecimientos
A todos los participantes en este proyecto que han estado en la sombra y que han hecho posible el proyecto como son:
- Técnicos del equipo de Construcciones Domeño, en especial a Javier Domeño por su visión
- Técnicos del equipo de arquitectos Tabuenca & Saralegui
- Técnicos del equipo de Naven Ingenieros
- Técnicos del equipo de CENER