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Vivienda de consumo de energía cero en Berlín

Efficiency House Plus es una vivienda que integra energía fotovoltaica y movilidad eléctrica que ha sido monitorizada durante un año de uso real.

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Efficiency House Plus fue inaugurado el 7 de diciembre de 2011, tras solo un año de planificación y construcción. Impulsada por el Ministerio de Transporte e Infraestuctura Digital Alemán, la vivienda pretende ser un modelo de vivienda del futuro y además ha servido para recoger datos reales del uso de la vivienda por una familia de cuatro miembros, durate un año completo. La casa está ubicada en una zona céntrica de Berlín, cerca de la Universidad Técnica. 

Efficiency House Plus 1

Se trata de 130 m2 de espacio habitable con los últimos avances técnicos en el campo de la eficiencia energética. Gracias a la bomba de calor-agua y el sistema fotovoltaico las superficies del techo y fachada, la casa produce más energía de la que consumen sus habitantes. La energía generada por la casa se almacena en baterías de alto rendimiento y se utiliza, entre otras cosas, para alimentar los coches eléctricos en la estación de carga que posee la vivienda, ya que un factor clave de la misma ha sido la integración de la movilidad eléctrica.

Por otro lado, el aislamiento de la envolvente del edificio y un diseño optimizado minimizan las pérdidas de calor, que son las responsables de que en los métodos de construcción convencionales la pérdida de energía sea significativa. La casa es, pues, una pequeña planta de energía independiente que puede alimentar con su excedente de electricidad a la red pública.

Efficiency House Plus, jardín

Integracion tecnológica

Se trata de una vivienda unifamiliar con dos plantas diseñada para una familia de cuatro personas. La fachada principal de edificio con un gran ventanal y porche está destinad para el estacionamiento y recarga de los vehículos eléctricos: un coche eléctrico y dos bicicletas eléctricas. A continuación se encuntra el llamado "núcleo de energía" del edificio, entre esta fachada y la sala de estar. El núcleo de energía incluye las infraestructuras tecnológicas para la producción energía y demás infraestructura de los cuartos húmedos (baños, cocinas, etc.)

Efficiency House Plus, núcleo

Un objetivo clave ha sido es integración de las tecnologías de producción de energía en la propia arquitectura. En el proyecto de diseño de la vivienda, el Arquitecto Werner Sobek calculó que el tejado fotovoltaico (98 m2 de módulos fotovoltaicos monochrystalline con una eficiencia de alrededor del 15%) y la fachada (73 m2 de módulos de capa delgada con una eficiencia de alrededor del 12% ) debían producir alrededor del 16 MWh/año de electricidad. De acuerdo con esta predicción, la casa debe utilizar cerca de 10 MWh/año y los vehículos 6 MWh/año.

Efficiency House Plus, techo

La casa se calienta con un sistema de calefacción central con una bomba de calor aire-agua. El sistema para climatizar las habitaciones es un sistema de calefacción por suelo radiante. Adicionalmente, se instaló un sistema de ventilación mecánica equilibrada con recuperación de calor 80 %. Un sistema automatiza el edificio midiendo y visualizando todos los datos de forma centralizada y transfiere los datos a un sistema de código abierto que permite la gestión de la energía. Los usuarios pueden comunicar con el sistema a través de pantallas táctiles y teléfonos inteligentes.

Efficiency House Plus, coche

Una parte principal del concepto de energía es la batería de respaldo, que asegura que la electricidad producida puede ser utilizada por el propio edificio. La batería tiene una capacidad de almacenamiento de 40 kWh y está compuesta de celdas reutilizas que habían estado anteriormente en coches eléctricos. Esta reutilización sostenible es posible debido a que las baterías de los coches eléctricos tienen que ser reemplazados cuando su capacidad de almacenamiento se reduce al 80% , sin embargo es absolutamente adecuado para una segunda vida en una aplicación estacionaria. El prototipo utilizado en la Eficiencia Casa Plus en Berlín está compuesto de 7.250 células de baterías individuales reutilizadas.

Componentes constructivos de la envolvente

Además de bajos valores U de transmitancia térmica de los materiales de la envolvente del edificio, también se han reducido al mínimo los puentes térmicos. El suelo, las paredes y el techo están fabricados en paneles de paneles de madera.

Componentes de construcción / Materiales Espesor [mm ] / Valor U [ W / m² K]

Cuadro 1, envolvente

Otro rasgo distintivo de la casa es que todos los elementos constructivos se pueden separar y ser trasladados a otro lugar o ser desechados después de la vida útil de este proyecto contribuyendo a la eficiencia de los recursos.

La prueba de la familia

De marzo 2012 a junio 2013 una familia fue invitada a vivir en la Eficiencia Plus House, con el fin de probar las funcionalidades y adquirir experiencias en el uso diario de la vivienda. Además de supervisar el consumo de energía y la producción de electricidad del edificio a lo largo del año por un equipo de investigación, la familia también documentó sus experiencias en un blog en el sitio web del proyecto.

En este video se puede ver el proceso de construcción del edificio, la experiencia de la familia y más información sobre el seguimiento, la evaluación social y la casa más eficiencia el programa del BMUB (en alemán).

Seguimiento técnico

Para el seguimiento técnico, Fraunhofer IBP ha medido los saldos mensuales del uso final de la energía, las fuentes de energía y los consumidores de energía, así como la producción de energía eléctrica por el sistema fotovoltaico, todo en detalle y, posteriormente ha compilado las mediciones a las ganancias acumuladas de energía y usos.

Efficiency House Plus, bici

El sitio web del proyecto BMVBS presenta los resultados detallados del registro de:

  • Los valores reales de electricidad: la producción real de energía (sistema fotovoltaico) y el uso de energía para el calentamiento de agua/caliente sanitaria, iluminación, electricidad del hogar, e- movilidad;
  • También disponible en una base diaria clima interior y exterior real: la temperatura, la humedad relativa, la concentración de CO2
  • Temperaturas reales del sistema de calefacción y agua caliente sanitaria y el sistema de ventilación
  • Balances energéticos anuales: la generación de electricidad de la instalación fotovoltaica, la energía acumulada ganancias anuales y el uso de energía y las ganancias mensuales de energía y usos. 

Primer informe provisional después de 12 meses habitada

Las mediciones muestran que a pesar de las condiciones climáticas desfavorables la producción de energía en los sistemas fotovoltaicos integrados en techos y fachadas han sido más altos que el uso de energía en el sistema de servicios de construcción y el uso de la energía depende del usuario de la casa. Alrededor del 25% de la necesidad de energía eléctrica para los vehículos eléctricos podría ser cubierto por el exceso de energía.

Efficiency House Plus, cuadro 3

Bajo condiciones climáticas "normales" (según promedio), la casa podría haber cubierto toda la necesidad de electricidad para los vehículos eléctricos y podría haber alimentado, además, el exceso de electricidad a la red pública.

Datos de energía anuales en detalle

El uso de la energía se basa en la electricidad (bomba de calor eléctrica, fotovoltaica, batería y la electricidad del hogar). El uso de la electricidad se ha dividido en los siguientes usos:

Cuadro 2, uso energía

* Los datos de energía en kWh / m² a se relaciona con la denominada superficie útil A (N), con una superficie construida virtual derivada del volumen bruto multiplicando por el factor 0,32. Con el volumen más grande de la casa (techos bastante altos) la superficie útil es de 203 m². Por tanto, es más grande que la sala de estar. A (N) se utiliza como zona de referencia para todos los edificios de viviendas según el decreto alemán de energía (EnEV).

El proyecto "Eficiencia Casa Plus con movilidad eléctrica" es un proyecto de la Comisión de Trabajo de la Universidad de Stuttgart, el Instituto de Estructuras Ligeras y Diseño Conceptual del Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. Eh Werner Sobek con el Instituto para el Desarrollo de la Energía, del Departamento de Física, el Instituto de Ciencia Industrial y Gestión de la Tecnología, Werner Sobek Stuttgart y Werner Sobek tecnologías verdes.

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