Comunicación presentada al III Congreso Edificios Energía Casi Nula:
Autores
- Lola Ripollés, Madrid Office Director, Deerns Spain, Head of Project Management, Deerns Group
- Ana Cunha Cribellier, Head of Real Estate, Deerns France, Public Affairs & Communication Strategy Senior Advisor, Deerns Group
- Julien Daclin, Environmental Performance Director, Deerns France
- Olivier Severini, Managing Director, Deerns France
- Andrei Pawlaczyk, Head of Mechanical Installations, Deerns Spain
Resumen
La presentación pretende dar una visión general de los retos a los que se enfrenta la industria de la construcción y el sector inmobiliario para alcanzar los objetivos de la Directiva de Unión Europea en lo referente a la a la eficiencia energética de los edificios EPBD, en particular, cuando se enfrenta al diseño de Edificios de consumo Casi Nulo. Bajo esta perspectiva, Deerns presenta el estudio del caso del Proyecto de un edificio en Francia, destacando el enfoque de diseño adoptado, los objetivos de rendimiento definidos, los retos principales a afrontar por el mercado inmobiliario y por la industria de la construcción, y las soluciones adoptadas. La presentación profundiza en un proyecto que se terminó hace dos años, con los niveles máximos de certificación (HQE, BREEAM y LEED) y la certificación francesa para “edificios de bajo consumo energético” (edificios que consumen menos del 50% de lo estipulado reglamentariamente), haciendo hincapié en los impactos que sobre ellos tiene el alcanzar los objetivos de los Edificios de Consumo Casi Nulo. Por último, presentaremos el caso real de estudio de un ECCN o NZEB, teniendo en cuenta todos los consumos energéticos del inmueble, para ejemplificar de modo práctico la implementación de los conceptos abstractos que hayamos expuesto anteriormente.
Edificios de Consumo Nulo: Evolución o revolución en el desarrollo de los proyectos.
En Europa, la EPBD, o Directiva II sobre el Rendimiento Energético de los Edificios, estableció que para el 2020, todos los edificios de nueva construcción, habrían de ser ECCN o nZEB, lo que equivale a decir que los edificios deberán de ser capaces de generar la mayoría de la energía que van a necesitar consumir durante su fase de uso, y que además habrán de ser diseñados para reducir drásticamente su demanda energética a través de instalaciones, equipamiento y cerramientos de alta eficiencia. Para poder lograr el objetivo muy ambicioso de generalizar los edificios pasivos, los miembros de la Unión Europe “Desarrollarán planes y normativas nacionales para el fomento de los ECCN”.
Apoyándose en casos de estudio reales, esta presentación pretende debatir los retos reales del diseño de Edificios de Consumo (casi) Nulo, subrayando cómo esta nueva ambición en lo referente a rendimiento energético, revolucionará de hecho, el modo en que los edificios se diseñan y posteriormente, funcionan u operan. Esta nueva legislación Europea, en lugar de conducirnos a una evolución sencilla en el modo de diseñar los edificios, más bien nos lleva a generar una verdadera transformación de las consideraciones y de la aproximación y relaciones entre los “stakeholders” o partes interesadas en el desarrollo de cada proyecto, para poder realmente lograr este objetivo de consumo casi nulo en la fase de ocupación y operación de los inmuebles.
Los conceptos y ejemplos construidos de edificios de consumo casi nulo o de edificios de huella de CO2 neutral, ya existen en diversos países. Sin embargo, la visión de cómo se debieran definir dichos edificios y de los modos para lograr los objetivos específicamente definidos en las normativas nacionales, varían a lo largo y ancho de Europa. La definición de ECCN o nZEBs, en la revisión de la EPBD, ofrece flexibilidad, pero al mismo tiempo, deja lagunas y dudas sobre el nivel actual de ambición en la reducción de emisiones de CO2 en dichos edificios y también sobre los aspectos de qué consumos han de incluirse en los cálculos al diseñar un edificio.
Actualmente, la Comisión Europea, los miembros de la UE, los promotores y partes interesadas y los expertos, están analizando los distintos aspectos de los ECCN o nZEBs. En general, hay una necesidad urgente de establecer unos criterios comunes y una metodología aplicable en toda la UE, para poder abordar una preparación de la definición de los ECCN práctica y a la vez exhaustiva. En la práctica, las Ingenierías ya están anticipando estos retos y calculan los parámetros con los que ya diseñan hoy los edificios que mañana cumplirán con estas futuras definiciones de ECCN, siendo conocedoras ya, de que dichas definiciones tendrán elementos comunes y a la vez diferencias significativas en los distintos pises miembros de la UE. Esta presentación subrayará las principales diferencias en la aproximación a los ECCN, los puntos comunes a todas ellas y las preguntas y cuestiones que plantearán en el mercado de la construcción y en el sector inmobiliario, a día de hoy y en el futuro.
Edificios de Consumo Casi Nulo
La versión refundida de la Directiva de 2010/31/UE del 19/05/2010 sobre el Rendimiento Energético de los Edificios, establece el objetivo de lograr el consumo casi nulo para el entorno edificado (Artículo 9). De acuerdo a la directiva relacionada, un Edificio de Consumo casi Nulo es “Un edificio de alto rendimiento”. Según esto, la baja cantidad de energía requerida, casi nula, debiera en gran medida cubrirse por energías renovables, incluyendo energía generada in situ o en localizaciones muy próximas.
Para cumplir con este requisito, la política también establece que los Estados Miembros han de desarrollar planes y normativa para el fomento de los edificios de consumo casi nulo. Estos planes nacionales pueden incluir objetivos diferentes según la tipología edificatoria y el tipo de edificio, para tener en cuenta las especificidades de cada uso.
Esta misma Directiva, en su artículo 9 – 6, establece que: “Los estados Miembros pudieran decidir no aplicar estos requerimientos en casos específicos y justificados si el análisis de coste-beneficio a lo largo del ciclo de vida del inmueble, fuera negativo, fijando así la posibilidad de definir objetivos ambiciosos pero necesariamente factibles.
Cambiando el enfoque del diseño
Actualmente la práctica del diseño de edificios verdes se basa en: 1) reducir la demanda a través de un diseño adecuado de la envolvente (“be lean” o ser ligeros); 2) Incorporar sistemas altamente eficientes (“be clean” o ser limpios), y finalmente, 3) Incorporar la producción de energías renovables in situ, si resultan apropiadas al edificio (“be Green” o ser verdes. (Ver Figura 1)
Si el propósito del inmueble es ser un ECCN, entonces el enfoque del diseño debe ser tal, que asegure que el edificio no consumirá más energía de la que puede obtener de fuentes de energía renovables o que haya sido generada in situ. (Ver Figura 2).
La primera consecuencia de este nuevo enfoque es el cambio de roles y responsabilidades de los ingenieros Mecánicos y Eléctricos/ de Sostenibilidad. Alinearse adecuadamente con el objetivo de los nZEB o ECCN requerirá de ellos la capacidad de asesorar a los promotores para poder identificar aquellas parcelas o localizaciones más adecuadas a la producción in situ de renovables; habrán de definir la edificabilidad y la huella del inmueble en función del uso, y habrán de ser capaces, también, de ayudar y apoyar al arquitecto en el desarrollo del edificio, de tal modo, que cumpla el programa de necesidades con el cupo de energía del que pueda disponer.
Un proyecto para ejemplificar la puesta en práctica de estos conceptos
Presentamos el caso práctico de un edificio de oficinas de 18.000m2 en Francia (NEWSIDE, La Garonne, Colombes) para explicar las diferentes perspectivas e intereses a tener en cuenta a la hora de diseñar un edificio de consumo casi nulo. Este edificio se entregó hace dos años, y cumple, no solo con los requisitos de ECCN, sino con los niveles más altos de las principales certificaciones de sostenibilidad (HQE, BREEAM y LEED). Además, debido a sus características de elevado rendimiento, se concedió al edificio el sello francés BBC a los “edificios de bajo consumo energético”.
Expondremos las diferentes soluciones adoptadas en este edificio, demostrando las razones por las que fue galardonado con el premio PREBAT de ADEME (Agencia Francesa de Medioambiente y Energía), que reconoce a los edificios que integran alternativas y soluciones que preparan y marcan tendencias para el futuro en la construcción.
Se integraron nuevas soluciones para optimizar el rendimiento general de los edificios a la vez que se reducían los costes de mantenimiento y que se mejoraban las condiciones de confort para los usuarios, incidiendo también en su educación medioambiental y en sus pautas de comportamiento en el uso de los edificios. Entre las soluciones adoptadas y las estrategias técnicas que se integraron en este ECCN, podemos mencionas las siguientes características:
Estrategias para la obtención de la triple certificación HQE (Excepcional), LEED (Oro) y BREEAM (Muy Bueno)
- Optimización térmica y solar del rendimiento energético de la fachada
- Producción de energía eficiente con bombas de calor termoeléctricas
- Climatización interior a través de un sistema de techo radiante
- Medición y verificación detallada del rendimiento del edificio durante su fase de uso
- Un sistema “hibrido” de ventilación (ventilación natural junto a la apertura de ventanas y recomendaciones e instrucciones de uso a los ocupantes)
- Puntos de recarga de coches eléctricos
Como resultado de este diseño innovador y merecedor de varios premios, que cumple con los diversos programas y ratios para edificios sostenibles, el edificio NEWSIDE consume un 51% menos energía que cualquier edificio francés convencional. Pero, ¿Y si además, quisiéramos diseñar Newside para que fuera un Edificio de Consumo Casi Nulo?
- Debiéramos poder cubrir todo el consumo primario de 78,6kWh/m2/año, que representa un total de 1.493.300kWh/año (19,000m2 x 78,6kWh/año)
- Este consumo es equivalente a 5.800m2 de paneles fotovoltaicos, que en teoría significarían un coste adicional para el cliente de 5.8M€ (300€/m2). Cuando analizamos la situación, la parcela tenía 6.000m2 con un coste total de construcción de 40M€. Esta presentación subrayará las posibles soluciones que se podían considerar para reducir los costes de construcción y operación, jugando con diversos factores
Impactos en la Industria de la Construcción para lograr los objetivos
Impactos en el Mercado Inmobiliario
Considerando los requerimientos de la Directiva Europea, es necesario analizar las implicaciones que tendrá el mercado inmobiliario.
Tal y como se muestra en la Figura 4, en Europa actualmente el mercado de oficinas está saturado. Esta situación está arrastrando a la baja a los costes de construcción y a las rentas. En esta situación, ¿Podrá todavía el mercado absorber los sobrecostes potenciales de los EDCC?
O si la normativa para Reforma fuera menos restrictiva, ¿estaría entonces el mercado apuntando a Reformar preferentemente, en vez de Construir de nueva planta, con el coste añadido y el riesgo de precipitar o adelantar la obsolescencia de los inmuebles?
El uso de la Energía en los Edificios
El Rendimiento energético de un Edificio es: “El cálculo y la cantidad de energía que se necesita para cubrir la demanda asociada al uso típico del edificio, que incluye, inter alía, la energía que se utiliza para calefactar el edificio, para enfriar el edificio, para ventilar el edificio, para agua caliente sanitaria y para iluminación” según la Directiva Europea.
Tomando como ejemplo el caso del edificio anterior, la Figura 5 nos muestra la estimación anticipada del consumo calculado con distintas herramientas y teniendo en cuenta todos los consumos energéticos del edificio. Mientras que la energía calculada con herramientas de simulación avanzadas puede llegar a duplicar la calculada según los modelos regulatorios y sus elementos de consumo, la figura muestra cómo el consumo real de energía teniendo en cuenta los usos energéticos no regulados, puede en realidad cuadruplicar la estimación inicial (realizada con el software oficial regulatorio).
Desde el punto de vista del confort y de la tecnología en los edificios, pueden surgir nuevos enfoques pasivos en los edificios: Podríamos considerar, por ejemplo, que en el futuro, los nuevos edificios de oficinas no tuvieran más equipamiento para acondicionamiento de aire (enfriadoras o similar), lo que hoy en día supone un 20% del consumo energético de las oficinas? O, ¿podemos empezar a introducir sistemas pasivos como vidrios electromagnéticos u hormigón activo?
Otros criterios medioambientales
Del mismo modo, también serán necesarios algunos cambios en los Esquemas y Ratios Medioambientales, especialmente en algunos criterios que están dirigidos a generar beneficios medioambientales. Actualmente nos pueden surgir dudas acerca del modo en que algunos edificios puedan llegar a alcanzar algunos de los requerimientos de la Directiva junto con algunas medidas que se reconocen en sistemas mundialmente aceptados. Por ejemplo, si las cubiertas se cubren completamente con paneles fotovoltaicos, no tendremos espacio para colocar vegetación en las mismas, y será más difícil la conservación de la biodiversidad en los edificios en entornos urbanos. En esta configuración también pudiera ser difícil introducir medidas para la recuperación del agua de lluvia, e incluso pudiera afectar al inmueble, creando un efecto de isla de calor provocado por los edificios de las inmediaciones.
Emergencia de nuevas responsabilidades para el Ingeniero Mecánico / de Sostenibilidad / El Sustainability Project Manager, o Gestor de Sostenibilidad
En este entorno de nuevos objetivos regulatorios y edificatorios, necesariamente, han de surgir nuevos enfoques a la gestión y al diseño de los proyectos para poder alcanzar el tan deseado rendimiento global. Algunos de los nuevos servicios que un equipo de diseño y que el ingeniero de sostenibilidad debe poder prestar son los siguientes:
- Anticipación de tendencias de mercado e Identificación de las mejores localizaciones y parcelas
- Definición de la ocupación de la parcela y del tamaño ideal del inmueble, de las orientaciones
- Asesoramiento a las decisiones del Arquitecto para ayudarle al diseño pasivo que minimice la demanda energética
- Innovación / uso de nuevos productos y soluciones
- Garantía de Rendimiento Energético
- Evitar el diseño de sistemas con exceso de complejidad, de modo que el mantenimiento y la operación del edificio se puedan llevar a cabo con eficiencia y sin dificultades
- Anticipar el ciclo de vida completo del edificio (para realizar una estimación de costes de mantenimiento y de Facility Management, adecuada)
Conclusiones y puntos para debate
En nuestra opinión, la implementación de la EPBD y su inclusión en la normativa nacional de los estados Miembros de la UE, representa un enorme reto a nuestra actividad y a nuestro sector. Un reto que ya ha comenzado hoy. Las principales conclusiones y recomendaciones de nuestra presentación, basadas en un caso de estudio real, son las siguientes:
- Retos para la Ingeniería a la hora de afrontar el ciclo total de vida de un edificio: Dificultades técnicas y oportunidades de los edificios de consumo casi nulo.
- Transformación del modo de trabajo y de los procesos de los equipos de diseño: interacción en el equipo (selección del enclave de la parcela) y evolución hacia alcance transversal de competencias. ¿Dejará el arquitecto de pilotar todo el proceso y pasaría el gestor medioambiental, el Ingeniero Mecánico y de Sostenibilidad a asumir la responsabilidad del Rendimiento del Edificio (como sucede ya en al caso de los Data Centers) a lo largo del ciclo de vida del edificio? ¿Estarán los usuarios muy involucrados en la definición de lo que se espera del uso del edificio?
- Variación de escenarios para consumo energético: ¿Consumo de energía según normativa, regulado, o consumo total de energía en el edificio? ¿Qué debemos considerar en el cálculo nZEB o ECCN, incluiremos también las cargas de proceso? ¿Qué estrategias de diseño pudieran ser de aplicación en los distintos países (energía solar en España o en Italia y ATES en Holanda?
- Adaptación a los requerimientos del Mercado Inmobiliario e impacto sobre las herramientas de calificación (LEED, BREEAM, HQE…): ¿Cómo se adaptará el mercado inmobiliario a los futuros requerimientos de un ECCN? ¿Continuará siendo imprescindible el aire acondicionado? ¿Continuará siendo la escala del edificio el único parámetro, o será necesario un cambio de dimensión, y el diseño del edificio habrá de tener de nuevo en cuenta la escala del vecindario, evolucionando de edificios verdes a ciudades verdes? ¿Qué otros efectos asociados habremos de tener en cuenta? Un edificio cubierto de paneles fotovoltaicos, ¿aumentará el efecto isla de calor, reducirá las áreas verdes y la biodiversidad, aumentará la escorrentía?
- Valor verde: ¿Qué sobrecostes de construcción y ahorros en la operación podemos tener?
- Creación de Mecanismos Financieros Verdes: Para aquellos edificios que no cumplan los requerimientos de los EDCN, aparecerán nuevos impuestos sobre ellos a pagar por los promotores, que se destinarán a la reforma energética del parque edificatorio ya existente o bien a proyectos de financiación de energías renovables.
Esta Comunicación pretende, al considerar todos los puntos anteriormente expuestos, mostrar los retos y las oportunidades que la implementación de los Edificios de Consumo Casi Nulo brindan al Mercado Europeo.