Comunicación presentada al IV Congreso Edificios Energía Casi Nula:
Autores
- Alberto Jiménez, Jefe Departamento Técnico, Formación y soporte de Baxi Calefacción
- Vicente Abarca, Jefe de producto Energías Renovables de Baxi Calefacción
Resumen
Proyecto demostrativo sobre edificación residencial orientada hacia el concepto nZEB en Barcelona. El objetivo del proyecto es analizar y demostrar la viabilidad de una construcción de un edificio de viviendas con el concepto de edificio de consumo casi nulo. El edificio se encuentra en la ciudad dentro de una zona urbana de alta densidad y como es obvio con clima puramente Mediterráneo. Durante el diseño y construcción del edificio se han implementado todo tipo de medidas activas y pasivas para mejorar el comportamiento energético del edificio, siempre con medidas y soluciones disponibles en el mercado y con un coste razonable. También se han añadido sensores y contadores de energía para monitorizar el edificio ocupado, se pretende analizar la calidad y confort del interior de las viviendas y así como su consumo energético. El edificio se terminó de construir y se ocupó a mediados del 2016 y se tienen datos energéticos registrados desde finales de 2016. En esta comunicación haremos un análisis de los datos obtenidos durante estos primeros meses de funcionamiento.
Introducción al proyecto: Demo BCN-nZEB
Este proyecto está impulsado y coordinado por el Centre Tecnològic de Catalunya (Eurecat). El objetivo de este edificio demostración es la experimentación para la obtención de edificios con consumo energético muy bajo (nZEB). La idea es utilizar soluciones técnicas ya existen en el mercado y a un precio razonable que no excedan significativamente de los habituales en este tipo de promociones.
El proyecto abarca todas las fases de diseño, construcción y monitorización del edificio. Uno de los aspectos más importantes de este proyecto es obtener resultados durante el funcionamiento de al menos 15 meses en condiciones de ocupación real. Los resultados obtenidos y las experiencias adquiridas se utilizarán para divulgar estas tecnologías.
Descripción del proyecto
El edificio se encuentra ubicado en la ciudad de Barcelona en el distrito de Horta-Guinardó. Se trata de un edificio de 5 viviendas en 3 plantas.
El edificio tiene tres plantas, con dos viviendas en las plantas baja (PB) y primera (P1). Una quinta vivienda se sitúa en la última planta (P2).
Se realizaron simulaciones energéticas del edificio con diferentes soluciones. La demanda energética calculada resultante fue esta:
Durante la fase de construcción y ejecución del edificio se hizo un seguimiento de todas las soluciones aportadas por las empresas participantes en el proyecto.
Las soluciones pasivas aportadas en la envolvente del edificio se centraron sobre todo en evitar puentes térmicos con el exterior. El material aislante usado fue la lana de roca, con diferentes valores de transmitancia térmica.
Fachada
- Fachada pesada convencional (no-industrializada).
- Fachada de 1 hoja con aislamiento por el exterior 8 cm de lana de roca. En la fachada de la planta baja se ha colocado por el interior para proteger el aislamiento.
Cubierta
- Cubierta invertida transitable.
- Cubierta con aislamiento por el exterior, 8 cm de lana de roca.
Particiones que separan las viviendas y escalera
- Particiones verticales con aislamiento colocado en el exterior (lado escalera), 4 cm de lana de roca.
Forjados:
- Forjados entre viviendas con aislamiento, 3 cm de lana de roca.
- Forjado en contacto con el garaje con aislamiento por el interior 5 cm de lana de roca.
Medianeras:
- Lana de roca por el exterior 4 cm.
Ventanas:
- Vidrios 4/20 argón/4 bajo emisivo. Uvidrio=1,5 W/m2K (Uventana=3,36 W/m2K).
- Marco de aluminio con rotura de puente térmico (RPT) (superficie vista de 58.8 mm). Umarco=2,3 W/m2K (ventana practicable), Umarco=3,8 W/m2K (ventana corredera). Permeabilidad al aire (ventana practicable) clase 4. Permeabilidad al aire (ventana corredera) clase 3.
Las soluciones activas se centraron en el control solar, para evitar el calentamiento excesivo en verano por radiación solar y la eficiencia de la instalación de climatización, para reducir el consumo de Energía primaria.
Protección solar:
Se instalaron voladizos y se aprovecharon los balcones superiores para dar sombras en ventanales. Además se instalaron toldos verticales exteriores con tejido con factor solar de 0,12. El toldo se esconde en un sistema de caja sobrepuesto sobre el hueco de la ventana, evitando así las pérdidas de los tradicionales sistemas encastrados en la fachada.
Las protecciones solares están motorizadas de manera individual en cada vivienda por un sistema domótico con:
- un sensor de temperatura del aire interior por vivienda
- un sensor de radiación solar y un anemómetro colocados en las 2 fachadas del edificio
Sistema de ventilación y deshumectación de calor
El sistema de ventilación forzada y recuperación de calor proporciona un ambiente dentro de las viviendas saludables y una recuperación muy importante de la energía térmica (calor o frío) que habitualmente se pierde a través de la ventilación. Son equipos muy voluminosos, por lo que es importante tener en cuenta su ubicación durante el diseño del edificio.
Sistema de climatización y producción de ACS
La instalación climatización se basa en un equipo de Aerotermia que produce frío y calor para un sistema de techo radiante. Sistema integrado individual por vivienda de climatización y ACS con bomba de calor aire-agua PLATINUM BC PLUS V220 11 kW de BAXI (COP 4,65 y EER 4,75), con techo radiante.
En la instalación de climatización se instalan contadores de energía térmica entregada a la instalación, tanto en el circuito de techo radiante como en el de agua caliente. Además, se instala un contador de energía eléctrica consumida por la bomba de calor. De esa manera se podrá medir con precisión la eficiencia real de la instalación.
También se instalaron en cada vivienda sensores de temperatura ambiente, de humedad relativa y de medida de concentración de CO2. Toda esa información se registra a través de una plataforma de monitorización de edificios. Lo que permite hacer un seguimiento del comportamiento de la instalación, tanto desde el punto de vista de confort, calidad del aire y eficiencia energética.
El esquema de la instalación para la producción de calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria:
En una de las viviendas se instala un equipo de Energía Solar Térmica para la producción de agua caliente SOLAR EASY 200 de BAXI (sólo en la vivienda P2-1).
La bomba de calor de Aerotermia se compone de una unidad interior, que incluye un deposito acumulador de 220 litros y una unidad exterior que está instalada en la azotea del edificio. El gas refrigerante utilizado es el R410A.
Análisis resultados
Ya se cuenta con datos registrados de más de un año. Los primeros resultados han sido útiles para detectar algunos problemas y poder solucionarlos.
Han surgido algunos problemas con las medidas de energía térmica. Los contadores de energía térmica se basan en la medida de caudal del agua de la instalación y el salto térmico entre la ida y el retorno de la instalación. Una lectura incorrecta de las temperaturas, debido a una mala ubicación de las sondas, indicaba una eficiencia de las bombas de calor muy por debajo de lo habitual. En la gráfica se puede observar como al solventar el problema a partir de Mayo, el COP o EER de la bomba de calor entra dentro de valores normales.
Las medidas de consumo de energía final, en este caso energía eléctrica son correctas desde el primer momento. Esto nos ha permitido hacer un análisis del consumo de energía primaria de la instalación. Tomando los valores de consumo de todas las viviendas y aplicando el factor de paso para la electricidad correspondiente, podemos calcular la Energía Primaria No renovable del edificio en los servicios de climatización y ACS:
Este valor, aunque es inferior a lo que pide el CTE HE0, es algo superior a lo esperado. La demanda agregada de climatización y ACS estimada en las simulaciones era de 41,3 kWh/m2.a. Suponiendo un COP/EER medio de 3, esto supone un consumo eléctrico de 13,76 kWh/m2.a. Aplicando el coeficiente de paso a Energía primaria no renovable de la península (1,954 EpNR/E.final) nos da unos 26,9 kWh/m2.a.
Si hacemos el mismo análisis por viviendas, observamos que la vivienda con la instalación de Energía Solar Térmica tiene un comportamiento mucho mejor:
Este valor es mucho mejor. Lo que nos indica que el consumo de ACS tiene mucha importancia en este tipo de edificios. Los consumos de calefacción y refrigeración disminuyen tanto, que el consumo energético del agua caliente se hace muy importante. Comparando esta vivienda con otra, podemos observar como el consumo de ACS, baja el consumo de EpNR de la vivienda con energía solar.
En las gráficas también se puede apreciar la estacionalidad del consumo energético, y la proporción entre los consumos de calefacción (sólo en meses de invierno), refrigeración (sólo en meses de verano) y ACS (todo el año). Las diferencias entre las tres demandas de energía son muy inferiores a las que obtenemos habitualmente en edificios convencionales.