Comunicación presentada al III Congreso Edificios Energía Casi Nula:
Autor
- Xabier Barrutieta Basurko, Director, Xabier Barrutieta arquitectura, urbanismo, ecotecnologías
Resumen
El proyecto Orona Ideo ha sido concebido como una célula urbana que comprende varios edificios y sus espacios urbanos vinculados. Se han aplicado un gran número de estrategias de arquitectura pasiva y bioclimática específicas y singulares para cada caso, tanto a escala urbana como de edificio. La energía se produce en la propia parcela a través de una central térmica de fuentes 100% renovables y una gran cubierta fotovoltaica en el edificio Zero, lo que permite reducir las emisiones prácticamente a cero. Los dos primeros años de vida del proyecto han permitido obtener valiosos datos de su funcionamiento real y constatar el cumplimiento de los criterios EECN.
Célula urbana como escala de intervención sostenible
El planteamiento del proyecto Orona Ideo como Célula Urbana permite acometer de manera integral una serie de aspectos de diseño clave vinculado al espacio urbano, los espacios verdes, la accesibilidad, la orientación de los edificios, la mezcla de usos y la eficiencia energética entre otros (Barrutieta, 2010). De esta manera se ha concebido y desarrollado un proyecto de cerca de 3Ha de superficie compuesto por una serie de edificios y espacios urbanos vinculados que de manera sinérgica consiguen crear una pequeña ciudad con una interesante mezcla de usos y actividades. El edificio Zero alberga la sede corporativa de Orona, que se inspira en la imagen de marca circular de Orona. El Edificio Fundazioa es un edificio híbrido que dispone de servicios comunes y además alberga espacios docentes universitarios. El edificio A3 Research cuenta con laboratorios y oficinas dedicados a la investigación en sistemas avanzados de almacenamiento eléctrico, mientras que Gallery es un pabellón para visitantes y un showroom de la energía. Todos estos edificios se interconectan a través de una plaza central que enfatiza el carácter urbano del proyecto (Barrutieta, 2012).
Diseño Bioclimático y soluciones de sostenibilidad
El diseño bioclimático de los edificios ha tenido en cuenta el aprovechamiento pasivo de la energía a través su orientación, el factor de forma y la envolvente de cada edificio, que se ha resuelto con soluciones a medida en cada caso y acorde con los usos en el interior de cada uno de ellos. Se han potenciado al máximo las cubiertas verdes, el uso de las aguas pluviales, la generación local de energía renovable y la integración de las superficies captadoras de energía solar en el diseño de los edificios.
Edificio Zero
Este edificio tiene forma de cilindro hueco inclinado, que se interrumpe y mira al sur disponiendo su cubierta como una fachada captadora de energía con una inclinación de 15º. En el plano de la cubierta se consigue una óptima integración de las placas fotovoltaicas y además se configura la vista principal de la fachada sur del edificio a través de estos elementos que acentúan el compromiso con la sostenibilidad de todo el proyecto. Su envolvente circular permite mejorar el factor de forma de la envolvente, ya que permite delimitar mayor superficie de edificio con menos desarrollo de fachada. Esta fachada curva está compuesta por pixeles triangulares que caracterizan la imagen del edificio y adquieren diferentes cualidades dependiendo de su posición dentro de un sistema global, que se compone de tres tipos de triángulos: opacos, translúcidos y transparentes.
El encaje del programa de usos del edificio también está estrechamente ligado con los conceptos bioclimáticos tenidos en cuenta en su diseño arquitectónico. El edificio Zero está dedicado principalmente a oficinas, y por tanto, tiene grandes cargas internas producidas por sus ocupantes y por la densidad de equipamiento electrónico que disipa calor. Los espacios de trabajo se sitúan próximos a la fachada exterior del edificio, que es principalmente orientación norte, con el objetivo de permitir una generosa entrada de luz natural a la zona de las oficinas y minimizar las ganancias por radiación solar, que en este lugar resultan poco confortables porque producen deslumbramientos y aumentan la demanda de refrigeración.
En la fachada interior del cilindro se sitúa galería en forma de anillo que distribuye los flujos de las personas y mira sobre el vacío central de edificio. La radiación incidente en esta fachada sur es más directa durante el invierno y hace que este espacio se comporte como un gran captador térmico que comunica todas las plantas y llega hasta la zona superior del edificio.
Edificio Fundazioa
Este edificio se sitúa en la parte este de la parcela con una orientación norte-sur condicionada por el planeamiento urbanístico. Su fachada hacia la plaza es el telón de fondo del espacio público y busca una imagen permeable y de continuidad con el espacio de la plaza. La piel de este gran volumen se resuelve con una chapa plegada perforada, que permite el sombreamiento pasivo en las fachadas más expuestas a la radiación solar de incidencia más horizontal y al mismo tiempo tamiza la entrada de luz en las aulas.
Certificaciones de sostenibilidad
El proyecto ha sido pionero por obtener la doble certificación de sostenibilidad LEED Oro y Breeam Excellent para todos los edificios, lo cual implica que se han tenido en cuenta una gran variedad de aspectos relativos a la sostenibilidad. El proyecto ha obtenido el Primer Punto de Innovación jamás otorgado por Breeam España por su innovador proyecto de integración de los sistemas de elevación en el sistema de gestión energética del edificio.
Energía de origen renovable producida in situ
Los Edificios de Energía Casi Nula deben capaces de generar en la medida de lo posible la poca energía que demandan. Esta energía debe ser de origen renovable y preferiblemente producida en la propia parcela a fin de minimizar los costes y la ineficiencia del transporte de la energía. En Orona Ideo el concepto energético se asienta sobre la premisa de aprovechar al máximo la instalación de District Heating-Cooling del conjunto, que se alimenta de varias fuentes de energía 100% renovables situadas en la propia parcela: geotermia, energía solar térmica y biomasa.
El anillo de calor distribuye agua a media temperatura (45-55C) y permite dar servicio al suelo radiante y a los fancoils. La decisión de optar por un suelo radiante y refrescante como solución para aprovechar la energía renovable obtenida tiene un impacto directo en el diseño arquitectónico, por ejemplo, en la manera de acondicionar térmicamente los espacios de oficinas, que habitualmente cuentan con un suelo técnico elevado. En cuanto a la producción de electricidad dentro de la parcela, la estrategia ha consistido en especializar uno de los edificios, el Zero, como captador de energía solar.
Estudio con datos de funcionamiento real
Los edificios de Orona Ideo entraron en funcionamiento a finales de año 2013 y ya se empezaron a obtener datos reales de su funcionamiento. A día de hoy ya se dispone de información fiable y datos sobre el funcionamiento del año 2015. Con estos datos reales de consumos se ha realizado un estudio de varios indicadores que apuntan tendencias en el rendimiento de los edificios aplicando los criterios marcados por la Directiva Europea 2010/31/UE.
Datos de generación y consumo de energía por sistemas
Central térmica de calor y frío
El dimensionamiento de los sistemas renovables se ha realizado dando prioridad a la geotermia, después la solar térmica y finalmente la biomasa. En la producción de calor la biomasa es la fuente de generación de energía dominante, mientras que la geotermia tiene un peso muy importante a la hora de cubrir la demanda de frío. A través de este sistema se ha cubierto el 80% del consumo total anual de frío y el resto se cubre casi completamente mediante una máquina de absorción que permite producir frío en verano a partir de un suministro del agua caliente que producen los paneles solares térmicos. La enfriadora ha sido necesaria solamente para cubrir el 4% del frío total demando.
Cubierta fotovoltaica
La energía eléctrica renovable se produce a través de las placas solares integradas en la cubierta del edificio Zero. La producción anual de energía de la cubierta fotovoltaica es de 229.000 kWh y representa aproximadamente un 9% de la demanda total de energía de todo el Campus, que contempla todos los equipos consumidores de energía en un balance anual. Sin embargo, si calculamos qué porcentaje anual de energía eléctrica para el acondicionamiento (calefacción, refrigeración y ACS -en este balance no se ha incorporado la parte de iluminación por no disponer aún de datos desagregados-) del edificio Zero se produce a través de las placas instaladas en su cubierta, podemos concluir que la energía producida a través del sol significa el 130% del consumo, por lo que Zero sería un edificio de energía positiva.
Indicadores de consumo total de energía
En esta parte del estudio se ha sumado todos los consumos de energía en kWh que ha habido durante 2015 en Orona Ideo. Como dato cabe destacar que la energía eléctrica consumida representa el 62% de toda la energía consumida. Esto se debe en gran medida a la singularidad de las instalaciones de laboratorios, centro de control de datos etc., del propio proyecto.
Respecto a la energía térmica, el consumo medio total para el conjunto de toda la superficie climatizada de los edificios Orona Ideo ha sido de 45,89 kWh/m2a para calefacción y de 43,57 kWh/m2a para refrigeración.
Atendiendo al consumo por edificios resulta interesante realizar la comparativa entre Zero y Fundazioa. Se observa que Zero consume solo 35,74 kWh/m2a para calefacción frente a los 64,78 kWh/m2a de Fundazioa. Esta diferencia se debe en gran medida al aporte térmico como captador solar pasivo de la fachada sur del patio de Zero, y en cambio, el edificio no parece penalizado por el hecho de tener gran superficie de muro cortina con orientación norte. Ambos edificios tienen un consumo de energía similar de frío de 39,91 y 37,17 kWh/m2a para Zero y Fundazioa respectivamente.
Emisiones de CO2
Considerando todo el mix de generación de energía, las únicas emisiones de CO2 que se producen en Orona Ideo son las correspondientes al consumo eléctrico de la propia instalación del District Heating-Cooling. Si se tiene en cuenta la aportación de la cubierta fotovoltaica de Zero, las emisiones del resto de energía eléctrica para cubrir la demanda de Energía Base (calefacción, refrigeración, ACS e iluminación) han sido de tan solo 0,29 kgCO2/m2 durante el año 2015.
Si ampliamos la frontera del estudio a la escala global del proyecto de Célula Urbana, como inputs energéticos están el combustible de biomasa y la electricidad de la red. Como emisiones de CO2 figuran las emisiones producidas por la combustión de la biomasa, aunque hasta hace poco se podrían considerar cero, y las emisiones debidas al mix de generación de la energía eléctrica que se consume de la red (Estos cálculos se realizan para el mix energético que proporciona el suministrador de electricidad actual que cuenta con un 35,6% de energía procedente de fuentes no renovables). En caso de optar por un suministrador de energía eléctrica de origen 100% renovable las emisiones de CO2 de Orona Ideo serían cero.
Referencias
- Barrutieta, X., 2010, Indicadores de sostenibilidad a escala microurbana: Las células urbanas, Congreso SBMad10, Madrid.
- Barrutieta, X., 2012, Orona Idea Inovation City (29 junio 2012)