Comunicación presentada al II Congreso Edificios Energía Casi Nula:
Autoras
- Begoña Serrano Lanzarote, Doctora Arquitecta, Coordinadora área de rehabilitación, Instituto Valenciano de la Edificación
- Leticia Ortega Madrigal, Doctora Arquitecta,
- Sandra García-Prieto Ruiz, Arquitecta, Instituto Valenciano de la Edificación
- Laura Soto Francés, Arquitecta, Instituto Valenciano de la Edificación
Resumen
El proyecto tiene como objetivo identificar los obstáculos y desafíos que las promotoras de vivienda social se encuentran para alcanzar los objetivos NZEB. En concreto se están estudiando casos reales en España, tanto de obra nueva como rehabilitación, desde el punto de vista de la metodología de coste óptimo, considerada en la Directiva Europea sobre Eficiencia Energética. Se pretende generar conocimiento que ayude a definir el concepto NZEB. Se han obtenido datos reales de consumo energéticos para desarrollar los correspondientes análisis sobre coste óptimo. En concreto en el presente artículo se presenta un caso piloto de un edificio con clase energética A y promovido por el Patronato Municipal de la vivienda de Barcelona.
El Proyecto
La Comisión Europea, en su intento de promocionar el ahorro energético en el sector civil, promueve el proyecto Nearly Zero Challenge, enmarcado en la plataforma Intelligent energy y coordinado por la plataforma CECODHAS Housing Europe, de la que forma parte AVS y que continúa con el trabajo realizado en el anterior proyecto Power House Europe.
En esta nueva fase se aborda una reflexión para implementar cambios muy profundos dentro del sector, derivados de la aplicación de las diversas Directivas Europeas y que constituyen todo un desafío para reducir el consumo de energía en los hogares sociales de los socios europeos. Adaptarse al nuevo panorama energético es muy complejo.
A partir del trabajo de los Estados miembro en la definición y regulación de los «edificios de energía casi cero», CECODHAS Housing Europe aborda el trabajo del «Nearly Zero Challenge» como una red para el intercambio y transmisión de conocimientos entre los agentes de la vivienda social en toda Europa.
Los representantes de los Estados miembros tendrán la oportunidad de compartir ideas y experiencias, y de aprender de los demás, especialmente con respecto a los costes y a las dificultades prácticas que surjan en el intento de cumplir con los ambiciosos requisitos derivados de estas nuevas directivas sobre eficiencia energética de los edificios, pudiendo trasladar después a los responsables políticos los resultados de sus investigaciones en este profundo cambio.
El consorcio del proyecto trabajará en cuatro áreas:
- Edificios de energía casi cero en clima frío continental.
- Edificios de energía casi cero en clima mediterráneo.
- Edificios de energía casi cero en la propiedad indivisa.
- Aspectos financieros de edificios de energía casi cero en caso de rehabilitación o nueva construcción.
AVS, como socio del proyecto, es responsable junto con FEDERCASA de la coordinación del grupo de trabajo sobre el clima mediterráneo y tiene la tarea de identificar los diferentes aspectos que caracterizan a los edificios en los países de nuestro entorno, los materiales autóctonos y las estrategias idóneas a seguir, además de realizar labores de formación en esta materia.
Uno de los trabajos que se están desarrollando dentro de dicho grupo, en colaboración con el Instituto Valenciano de la Edificación, es analizar y monitorizar los consumos energéticos de cinco edificios, tres de obra nueva y dos de rehabilitación, cuyo diseño podría acercarse a la definición de “edificio de consumo casi cero” contemplada en la Directiva Europea y todavía pendiente de definición en nuestro país. La selección de dichos edificios viene motivada por haber alcanzado una letra energética A y considerando que este podría ser un punto de partida para la definición buscada. Para profundizar en esta definición, se pretende aplicar a uno de los edificios seleccionados la metodología del coste óptimo (BPIE). El edificio seleccionado ha sido promovido por el Patronato Municipal de la Vivienda de Barcelona y está ubicado en la calle Roc Boronat, números 102 y 104 de Barcelona. La promoción ha sido proyectada por el equipo de SaAS (Joan Sabaté, Horacio Espeche, Neus Ayza) y consta de 92 viviendas.
Características generales del edificio
Características arquitectónicas y urbanísticas
El edificio se ubica en un solar triangular, hecho que ha condicionado su morfología final. (Imagen 1 y 2), como un volumen único dispuesto a lo largo del perímetro y liberando el espacio interior para crear un patio que agrupa los núcleos de comunicación verticales y da acceso a las viviendas. Todo el volumen se comunica con el exterior a través de dos conexiones, que permita comunicar el patio interior con el exterior, configurando el acceso desde la calle.
Características energéticas del edificio
Se trata de la primera promoción de viviendas del Patronato que se conecta a la red de Districlima situado en el 22 @ y que suministra calor para el calentamiento del agua sanitaria y la calefacción. También se ha dejado prevista la conexión a la red de agua fría para la producción de frío. En principio, para el calentamiento del agua sanitaria del edificio se dispuso una instalación de captadores solares térmicos en cubierta, que no llegó a ejecutarse, dado que estaba garantizado su suministro a través de la red de Districlima.
Tanto el consumo de calefacción como el agua caliente sanitaria de cada vivienda están contabilizados y facturados en correspondencia a cada usuario.
Para reducir la demanda energética, la construcción dispone de un espesor de aislamiento muy superior al que exigen las legislaciones vigentes, con minimización de los puentes térmicos, con lo que se consigue una transmitancia térmica de las fachadas inferior a 0,3 W/m2ºK.
Los cerramientos exteriores, de panel sándwich de cartón-yeso y estructura galvanizada, se doblan exteriormente con una fachada ventilada que mejora el confort estival y garantiza así unas condiciones higrotérmicas excepcionales (mejora del aislamiento, capacidad de inercia y permeabilidad al vapor de agua) (Imagen 5).
En concreto se ha dispuesto un aislamiento térmico de lana de roca de 10 cm en el panel sándwich y, externamente, en la fachada ventilada una aislamiento de 4 cm también de lana de roca.
En la Imagen 6, se puede observar el detalle de la cubierta, mediante pavimento flotante y con 10 cm de espesor de aislamiento térmico de XPS.
Las ventanas se han diseñado con un doble vidrio con cámara intermedia de espesores 6 +14 +4 y la carpintería de madera laminada. Es interesante destacar que en los huecos se han instalado una protección solar con contraventanas correderas de lamas de madera que crean una segunda piel móvil según las necesidades y las preferencias de los usuarios. En el lado de la calle, esta segunda piel se separa de la fachada creando pequeños balcones (Imagen 7).
Características de la climatización de distrito
Las promociones de 95 viviendas de Roc Boronat tienen acceso al primer sistema de red urbana de calor y frío de España, el Districlima. Este sistema, que supondrá un 20% de ahorro en el consumo eléctrico y una reducción del 50% de emisiones de CO2, se basa en el aprovechamiento de vapor residual de la revalorización energética de residuos urbanos y la producción de frío mediante máquinas de absorción, enfriadas por agua de mar.
La climatización de distrito consiste en una red urbana de calor y frío o red centralizada de climatización (también llamada con el anglicismo distrito oro local heating and cooling system), es decir, un sistema centralizado de producción y distribución de energía térmica (frío y calor) a todo un barrio, distrito o municipio.
El sistema de Districlima de Barcelona se basa en el aprovechamiento de vapor residual de la revalorización energética de residuos urbanos y la producción de frío mediante máquinas de absorción, enfriadas por agua de mar a la planta propiedad de la empresa TERSA. Una red de conductos suministra calor y frío el distrito, con un ahorro en consumo eléctrico del 20% y del 50% de emisiones de CO2 comparado con instalaciones descentralizadas.
Así pues, la central dispone de los elementos de producción de energía siguientes:
- Frío: con dos equipos de absorción de 4,5 MW c / u, un depósito de acumulación de agua fría de 5.000 m3, dos enfriadoras de 4 MW c / uy dos más de 7 MW c / u.
- Refrigeración: con tres intercambiadores de agua de mar / agua refrigeración máquinas de 12,5 MW c / uy una estación de captación de agua de mar de 5.000 m3 / h.
- Calor: con cuatro intercambiadores de vapor / agua de 5 MWh c / uy una caldera de gas de 20 MW (backup sólo en servicio si no hay disponibilidad de vapor).
Resultados
El proceso de desarrollo del trabajo se ha estructurado en las etapas propias de una investigación de estas características.
En primer lugar se lanzó a través de AVS una solicitud a las distintas promotoras de vivienda pública en España para que indicaran los edificios, tanto en obra nueva como rehabilitación, que habían promovido en los últimos años y que tuvieren una calificación energética A. El proyecto requería que fueran edificios de consumo de energía casi cero. En España todavía no ha sido definido ese concreto, por lo que se asumió que podría ser similar a las prestaciones alcanzadas para conseguir una letra A en la eficiencia energética del edificio. Tras recibir contestación, se pudo comprobar que na habían sido construidos muchos edificios de esas características, por lo que ello supuso una limitación a la hora de seleccionar las construcciones. En consecuencia, se tuvo que analizar lo que había, no lo que se pretendía. Además tuvo una agravante y es que dichos edificios todavía no habían sido ocupados en su totalidad, en realidad tenían unos porcentajes relativamente bajos, hecho que producía que los datos sobre consumos no fueran los definitivos.
En una segunda fase, se inició un proceso de recogida de toda la documentación de los edificios relacionada con el proyecto de ejecución tanto de obra como de instalaciones térmicas, consumos de energía mensuales, etc.
Se definieron unos paquetes de soluciones energéticas sobre el edificio analizado y se evaluaron económicamente, intentando cuantificar los consumos energéticos y demandas. El objetivo fina les crear tres bloques de mejoras correspondiendo cada una de ellas a diversos periodos normativos vinculados al CTE y que abracan los años 2006, 2013 y lo que podría ser la normativa al año 2020, incorporando ya el criterio de edificios de consumos casi cero. Además también se cuantificaron los gastos de mantenimiento de cada solución, ya sea constructiva o de instalaciones.
Posteriormente, se evaluaron energéticamente todos los estados propuestos anteriormente, con la herramienta informática CERMA, acreditada por el Ministerio de Industria, Energía y Turismo, como documento reconocido para la certificación energética de edificios residenciales de obra nueva y existente. En la Imagen 9, se representan los valores de demanda energética y consumo alcanzado con cada solución.
Por último, con toda la información recogida se evaluaron los costes globales para cada una de los paquetes de soluciones propuestos, agrupados por cada uno de los tres bloques normativos considerados y considerando un periodo de 30 años. Para ello, se aplicó la metodología sobre coste óptimo desarrollada por el BPIE. Para ello se recurrió a lo especificado en la Directiva Europea de 2010 y que obliga a los estados miembros a asegurar que los requisitos mínimos de eficiencia energética de edificios se establecen con el fin de alcanzar niveles óptimos de rentabilidad. Según su artículo 5, la Comisión debe establecer un marco metodológico comparativo para calcular los niveles óptimos de rentabilidad de los requisitos mínimos de eficiencia energética. En este sentido la Comisión Europea elaboró una Reglamento Delegado para establecer dicho marco metodológico comparativo que han de utilizar los Estados miembros para calcular los niveles óptimos de rentabilidad de los requisitos mínimos de eficiencia energética de los edificios nuevos y existentes y de sus elementos.
En concreto se evaluaron los siguientes costes:
- Costes de inversión, incluyendo los de la construcción, los honorarios profesionales, coste de licencias, etc.
- Costes de funcionamiento. En este paquete se analizaron los costes de consume energético en el edificio para calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria, incluyendo los correspondientes impuestos. Se ha efectuado una previsión de precios para cada uno de los tipos de energía considerados a lo largo de los 30 años que abarca el estudio. También se consideró la evaluación de costes por mantenimiento, tanto de los elementos constructivos como de las instalaciones. En este sentido, hay que indicar que fue difícil obtener precios oficiales de las correspondientes operaciones de mantenimiento y, finalmente, se optó por efectuar una variación basada en un porcentaje del coste de construcción de los elementos constructivos e instalaciones, variable atendiendo a la mayor o menor durabilidad de dichos elementos. No se han considerado otro tipo de gastos como pueden ser seguros frente a posibles daños en los elementos, por considerar un peso poco sensible respecto al total.
En la Imagen 10, se presentan la gráfica elaborada sobre coste óptimo en relación el consumo energético:
Discusión y Conclusiones
A continuación se apuntan las principales conclusiones en el desarrollo del trabajo.
Dificultad en encontrar ejemplos de edificios de vivienda social en España con una calificación energética de A. Además los edificios seleccionados todavía no están ocupados al cien por cien, por lo que los resultados de la monitorización no son todavía fiables.
Se constata la falta de información sobre los costes de operaciones de mantenimiento. En relación a instalaciones centralizadas sí que existe un mercado más o menos estable, pero no en relación a soluciones relacionadas con elementos constructivos.
También es importante considerar la escasa cultura de mantenimiento de edificios en España, hecho que ha derivado en un envejecimiento prematuro del parque residencial, con necesidades de reparación y renovación importantes, que dejan poco margen a la eficiencia energética. Esta ausencia de cultura del mantenimiento también ha provocado por ejemplo que, incluso en edificios de nueva planta, los sistemas de placas solares, de obligada instalación según la normativa vigente en España, no estén funcionando y se estén utilizando de manera sistemática los equipos de apoyo. Sería absurdo instalar equipos eficientes e innovadores si posteriormente, no se mantienen. Este es un problema mezcla de la desinformación, falta de cumplimiento de determinadas leyes, malas prácticas y hábitos, etc., que deriva en muchos problemas, no solo para la eficiencia energética.
Existen actualmente en el mercado soluciones innovadores en materia de eficiencia energética para el diseño de edificios de consumo casi cero, pero se constata una excesiva lentitud en la difusión e implantación de las mismas. Este hecho se ve acrecentado por la incertidumbre acerca de los ahorros que se pueden alcanzar y la inercia de un sector de la construcción bastante conservador todavía en España, con cierta reticencia hacia el empleo de nuevas soluciones, dado que no se tiene una experiencia validada en el tiempo.
En la Imagen 9. Se puede observar como el district heating diseñado en origen en el edificio presenta los costes globales menores en relación al resto sistemas. Por el contrario, el más caro resulta ser la bomba de calor, hecho justificado por la previsión de precios que es más elevada que en otro tipo de energías. Llama la atención el equipo de biomasa, pues genera los mayores consumos, aunque con unos costes cercanos al district heating.
Reconocimientos
Nuestro agradecimiento al Patronato Municipal de la Vivienda de Barcelona, en concreto a la persona de Joaquim Pascual, por todos los datos y documentos facilitados para poder analizar el edificio. Sin ello este trabajo no podría haberse desarrollado
Referencias bibliográficas
- Directiva 2010/31/UE del Parlamento Europeo y Del Consejo, de 19 de Mayo de 2010, relativa a la eficiencia energética de los edificios (refundición)
- Reglamento Delegado (UE) N o 244/2012 de la Comisión de 16 de enero de 2012 que complementa la Directiva 2010/31/UE del Parlamento Europeo y del Consejo, relativa a la eficiencia energética de los edificios, estableciendo un marco metodológico comparativo para calcular los niveles óptimos de rentabilidad de los requisitos mínimos de eficiencia energética de los edificios y de sus elementos.
- BPIE (Buildings Performance Institute Europe), Implementing the cost-optimal methodology in EU countries, Brussels, 2013.