Comunicación presentada al IV Congreso Edificios Energía Casi Nula:
Autores
- Alberto Jiménez, Jefe Departamento Técnico, Formación y soporte, Baxi Calefacción
- Héctor Noguera, Jefe Departamento de Baxi Solutions, Baxi Calefacción
Resumen
El objetivo de esta comunicación es hacer un análisis sobre las tecnologías de climatización que se podrán incorporar a los Edificios de Consumo Casi Nulo de nueva construcción. Más allá de la definición de los EECN en términos de Energía Primaria, queremos intentar saber qué tipos de generadores (y emisores) de calor y frío se adaptarán a estos nuevos requerimientos. Para resolver esta cuestión hemos hecho un estudio basado en dos tipologías de viviendas (unifamiliar y multifamiliar). Situados en cuatro ciudades diferentes, que se corresponden con nuestras climatologías más habituales. Aplicando en cada uno de los ejemplos todo tipo de tecnologías (caldera de gas, aerotermia, energía solar térmica y PV, biomasa, etc.).
Palabras clave
Instalaciones de Climatización, Edificios de Consumo Casi Nulo, Energía Primaria, Eficiencia, Futuro de la Climatización, Obra Nueva, Visor EPBD
Introducción
¿Por qué cada vez se habla más de los edificios de consumo de energía casi nulo? Los ECCN, edificios de consumo de energía casi nulo son más que una tendencia constructiva, son una apuesta firme por la sostenibilidad energética en un sector que representa un alto consumo de energía. En Europa, el consumo energético de los edificios representa un 40% del consumo de energía total, y un 75% de esta energía se produce a partir de combustibles fósiles, por lo que nos encontramos en un sector, el residencial, en el que urge tomar medidas de eficiencia energética que reduzcan el consumo de energía y el número de emisiones que generan.
Un edificio de consumo de energía casi nulo es aquel que tiene una demanda energética muy baja y consigue una alta eficiencia energética con poco o nulo consumo de energía. Y, ¿cómo lo consigue?
El objetivo de este estudio es precisamente es analizar las instalaciones de climatización que podrán utilizarse en los EECN. Intentaremos responder a la pregunta: ¿qué tecnologías de climatización encajan en el horizonte de los edificios de Consumo Casi Nulo?
Método de análisis
Hemos utilizado las indicaciones del Documento de bases para la modificación del Documento Básico DB-HE, que el Ministerio público en Diciembre de 2016. Tal y como se indica en el documento los dos parámetros que definirán los EECN serán el Consumo de Energía Primaria Total (CEP) y el Consumo de Energía Primaria No Renovable (CEPNR) en el edificio. Estos dos factores vienen determinados en gran medida por:
- Consumo de Energía Primaria Total (CEP): Envolvente del edificio, control solar y control de infiltraciones de aire.
- Consumo de Energía Primaria No Renovable (CEPNR): Eficiencia de las instalaciones de climatización y ventilación.
Desde nuestro punto de vista la CEPNR determinará las tecnologías más adecuadas para los sistemas de climatización. Si bien no determinará una única tecnología, sí que dejará fuera a alguna de ellas.
En el momento en el que hacemos este estudio, no hay todavía un valor límite para ninguno de estos parámetros. A falta de la publicación del nuevo CTE, prevista para 2018, hemos supuesto un valor límite de consumo de energía primaria para nuestros análisis. El valor concuerda con las últimas recomendaciones de la Comisión Europea y es un valor aceptado por agentes del sector consultados.
El valor límite que utilizaremos para sacar conclusiones será:
Estudiaremos dos edificios diferentes. Una vivienda unifamiliar y un edificio de 16 viviendas. En 4 ubicaciones diferentes, que representan los climas más importantes de nuestro país. Madrid: Clima continental; A Coruña: Zona norte; Sevilla: Zona Sur, Barcelona: Clima Mediterráneo.
Para todas estas combinaciones hemos hecho un cálculo mensual de la demanda de calefacción, refrigeración y ACS.
Con estos cálculos hemos utilizado el Visor EPBD (herramienta para el cálculo de Energía Primaria proporcionado por el Ministerio). En cada caso hemos introducido diferentes tecnologías y hemos obtenido los consumos de Energía Primaria con el visor.
Los datos se introducen los datos con un fichero CVS:
Y se activa inmediatamente la herramienta:
Resultado del análisis
Una vez realizados todos los estudios, los resultados arrojan resultados sorprendentes. Estos son los más importantes desde nuestro punto de vista.
Potencia instalada
Era de esperar que la potencia necesaria para calentar un EECN fuera inferior a la de los edificios actuales. Nuestra sorpresa es que en algunos casos la diferencia puede ser muy importante. En algunos casos puede ser una tercera parte de la potencia que se instalaba según el CTE del 2007.
Consumo principal
Hasta ahora, el consumo energético más importante en las viviendas era el de calefacción. Al mejorar tanto los aislamientos de las viviendas y evitar al máximo las filtraciones de aire, se producen dos consecuencias muy relevantes:
- El ACS será el consumo principal en la mayoría de las regiones.
- Será necesaria la refrigeración de las viviendas en casi todo el país.
Caldera de gas
Uno de los equipos de calefacción más utilizados hasta ahora en los edificios de nueva construcción ha sido la caldera de gas.
Del estudio de las instalaciones según esta metodología se desprende que la caldera de gas deberá siempre ir acompañada de mucha energía renovable para poder bajar del umbral de los 30 kWh/m2.a que nos hemos marcado.
- En las zonas donde no es necesaria la refrigeración, sí se pueden instalar en viviendas unifamiliares acompañadas de renovables.
- En el resto de zonas difícilmente cumplirá.
Si el valor límite exigido finalmente por la reglamentación es superior a estos 30 kWh/m2.a, entonces la combinación de caldera de gas natural y aire acondicionado, con la inclusión de renovables, sobre todo para el calentamiento de agua caliente sanitaria, sí podrá ser una buena opción.
Aerotermia
Sin duda, uno de los resultados más importantes de este estudio apunta a que esta tecnología será muy importante en el futuro de los edificios de nueva construcción bajo las directrices de los EECN.
Por ejemplo, en el caso de la vivienda unifamiliar, utilizando aerotermia y dos combinaciones de Energía renovable (2 m2 de paneles solares térmicos y 1 kW de fotovoltaica / 1,5 kW de fotovoltaica). Podemos observar como en todos los casos cumple con el límite que nos hemos puesto.
Biomasa
Como es lógico la biomasa al tener la consideración de energía renovable, no tiene problemas en cumplir con el límite sobre consumo de energía primaria no renovable. El problema es que con este combustible sólo podemos abastecer el servicio de calefacción, si es necesaria la refrigeración, las bombas de calor aerotérmicas serán una opción más razonable.
Ventilación
Nos ha llamado la atención la importancia pueden llegar a tener las perdidas por la ventilación de la vivienda. El uso de recuperadores de calor en los sistemas de ventilación reduce mucho la energía consumida del edificio.
Conclusiones del estudio
Los edificios ECCN no tienen por qué ser iguales, pero suelen tener características en común:
- Para reducir su demanda energética los edificios tendrán importantes aislamientos y se equiparán con ventilación forzada. Este aspecto reduce la demanda energética del edificio y permite confort interior y calidad del aire. Lo que nos lleva al siguiente punto:
- La ventilación, la calidad del aire y el control de la humedad serán retos importantes en la nueva edificación.
- Todos los sistemas de climatización deberán tener la máxima eficiencia energética.
- Edificios eficientes son sinónimo de edificios inteligentes. La conectividad de todos los sistemas permitirá un control global del edificio.
- Los edificios incorporarán todo tipo de energías renovables: Energía Solar Térmica, Fotovoltaica, Aerotermia y Biomasa.
Por supuesto, todas estas conclusiones y análisis dependen de los valores límite que finalmente se publiquen en el nuevo DB-HE. Si el valor que finalmente es aprobado para el límite de CEPNR es superior al que hemos considerado, todas estas conclusiones serán excesivas. Pero en caso de que sea un valor inferior, los resultados de un estudio como este limitarían aún más las tecnologías disponibles para los edificios de nueva construcción.
Referencias
- Documento de bases para la actualización del Documento Básico DB-HE (Ministerio de Fomento)
- Visor EPBD (IETcc-CSIC)
- Ejemplo de evaluación de indicadores de eficiencia energética con la herramienta VisorEPBD (Ministerio de Fomento)