Promoción de Edificios de Energía Casi Nula (EECN) a través de los Planes de Acción para la Energía Sostenible (PAES)

Comunicación presentada al II Congreso Edificios Energía Casi Nula:

Autores

• Jordi Cipriano, Investigador, CIMNE
• Jose Santos López, Investigador, CIMNE

Resumen

La nueva Directiva Europea de Eficiencia Energética de los edificios (EPBD Recast) define una serie de compromisos de los estados miembros para que todos los edificios de nueva construcción o de rehabilitación integral se construyan con criterios de Edificios de Energía Casi Nula (EECN), estableciendo el año 2018 como fecha límite para edificios públicos y 2020 para todo el parque urbanístico. En esta ponencia se describirá una metodología orientada a promover nZEB en edificios públicos a través de la definición detallada de las acciones necesarias para que tanto edificios nuevos como existentes, puedan cumplir los requisitos nZEB y proponiendo técnicas de análisis simplificado a nivel de edificio y semántico para extrapolación a escala urbana. Este trabajo se ha realizado dentro de los proyectos AIDA y SEMANCO.

Introducción

En esta ponencia se describirá una metodología orientada a promover nZEB en edificios públicos a través de los Planes de Acción para la Energía Sostenible (PAES). Se describe una definición detallada de las acciones necesarias para que tanto edificios nuevos como existentes, puedan cumplir los requisitos nZEB a una escala urbana de ciudad, proponiendo técnicas de análisis simplificado a nivel de edificio y semántico para extrapolación a escala urbana. Este trabajo se ha realizado dentro de los proyectos AIDA y SEMANCO.

Los PAES como herramientas de promoción de los EECN o nZEB

Plan de Acción para la Energía Sostenible (PAES)

Un Plan de Acción para la Energía Sostenible (PAES) es el documento clave dentro del compromiso del Pacto de los Alcaldes que define las acciones que debe realizar un municipio para alcanzar el objetivo de reducción en almenos un 20% de emisiones de CO2 para el año 2020. En él se definen las actividades y medidas establecidas para la consecución de este objetivo, junto con plazos y compromisos asignados.

Los firmantes del Pacto de los Alcaldes son libres de elegir el formato del documento PAES siempre y cuando estén de acuerdo con los principios generales definidos por las directrices Europeas. De todos modos, existe una plantilla que constituye una guía básica de referencia para los municipios interesados en presentar dicho documento. Esta guía define los dos documentos principales, uno de referencia y el otro el propio PAES:

• Inventario de Emisiones de Referencia (IER). Donde se define el año de partida para la cuantificación de las emisiones de CO2 generadas por todos los sectores económicos del propio municipio (residencial, comercial, industrial, municipal, transporte, etc.).
• Plan de Acción para la Energía Sostenible (PAES). Es el documento principal donde se definen las Acciones que se llevarán a cabo para lograr los compromisos de ahorro de emisiones de CO2 hasta el año 2020 y también, las metas de producción energética mediante fuentes de Energías Renovables (EERR). Cada medida o acción debe ser descrita y calculada en detalle dando como resultado el coste económico, el ahorro de energía y la reducción de emisiones correspondiente.

Dado que los EECN o nZEB por definición generan un nivel de emisiones muy bajo, se convierten en una opción muy válida para ayudar al cumplimiento con el objetivo de reducción de CO2 dentro del PAES.

Acciones nZEB en los PAES municipales

Adaptación del criterio de edificio nZEB

Para asegurar una implementación exitosa acciones que promuevan edificios nZEB y para mantener la coherencia con la directiva 2010/31/EU relativa a la eficiencia energética de los edificios (refundición)1, Energy Performance of Buildings Directive conocida como la EPBD Recast en inglés, se hace necesario adaptar una definición de nZEB para el ámbito de aplicación de los PAES. Los criterios nZEB a tener en cuenta para España y en base a los 3 principios de nZEB definidos por el estudio BPIE2 son:

1. El edificio debe alcanzar una clasificación energética Clase A
2. El balance de consumo energético en primaria tiene que ser cubierto entre el 50% y el 70% con energías renovables.
3. El consumo total de energía primaria tiene que estar entre 50-60 kWh/m2año, con un máximo de emisiones de 3Kg de CO2/m2año.

Herramientas de software utilizadas

Con el fin de realizar los cálculos energéticos requeridos en los PAES, se propone utilizar herramientas simplificadas que permitan obtener resultados de una forma rápida y fiable. Se pueden utilizar de tres tipos diferentes:

• Herramientas simplificadas de certificación energética, homologadas a nivel nacional o regional. Edificios nuevos: CES3 y CERMA3. Edificios existentes: CE34 y CE3X4
• Herramientas simplificadas para auditorías energéticas. Edificios existentes: GENERATION5, EQUEST6 y SIMEB7.
• Herramientas simplificadas para el diseño de sistemas de producción de energía renovable. Solar Fotovoltaica: PVGIS8. Solar Térmica: CHEQ4. Biomasa: BIOHOUSING10

Procedimiento de cálculo

Las acciones a llevar a cabo deberán describir los indicadores comunes de PAES: coste económico, ahorro energético y reducción de emisiones de CO2, así como otros adicionales más específicos como el Periodo de retorno (payback) y el Coste de Abatimiento.

El procedimiento de cálculo que se recomienda seguir es el siguiente:

• a) Ficha del edificio, donde se recopile toda la información necesaria para desarrollar la acción PAES.
• b) Evaluación energética de les medidas bioclimáticas y producción renovable, donde se valore la adecuación del edificio y se determine el resultado para alcanzar los criterios nZEB.
• c) Cálculos económicos, donde se valore el coste económico que supone satisfacer las medidas bioclimáticas y producción renovable.
• d) Resumen de la acción nZEB, una tabla donde se muestren los resultados de los indicadores de PAES.

Tipos de acciones nZEB

Como medida de campaña de sensibilización ciudadana, el proyecto AIDA recomienda que las acciones nZEB promovidas en los PAES queden limitadas a edificios públicos tanto nuevos como existentes.

Básicamente, las acciones nZEB pueden ser de dos tipos dependiendo del proyecto a desarrollar:

• Edificios nuevos, donde se definen los criterios nZEB a cumplir desde el diseño y construcción hasta el usufructo del edificio, según la metodología de trabajo Diseño Energético Integrado (DEI), Integrated Energy Design (IED) en inglés. Ejemplo: Edificio público de oficinas en Murcia:

• Rehabilitación parcial o completa, centrado en determinar una rehabilitación nZEB del edificio existente en referencia a su consumo energético actual y las características constructivas e instalaciones. Ejemplo : Edificio público de oficinas en Torroella de Montgrí (Girona):

Resultados de implantación de acciones nZEB en PAES

Siguiente nivel de actuación. Planes urbanos con el objetivo de optimizar las emisiones de CO2

El proyecto SEMANCO tiene como objetivo la reducción de CO2 del parque construido a través de la estructuración de datos energéticos, clasificación de edificios y visualización a nivel urbano de datos tanto físicos como sociales. También, se centra en producir herramientas que permitan a los usuarios evaluar la eficacia de las estrategias de reducción de CO2 y adoptar las medidas para mejorarlas. El proyecto se divide en tres ámbitos:

1. Datos energéticos para la planificación urbana: múltiples representaciones de la información energética.
2. Interfaces interactivas de visualización de los datos energéticos y el contexto paneuropeo.
3. Desarrollo de modelos de negocio basados en nuevos servicios energéticos.

Otro proyecto que tiene como objetivo la aplicación de mejoras de eficiencia energética sobre el parque construido es el proyecto MARIE (http://www.marie-medstrategic.eu/) centrado en determinar herramientas para ayudar a los municipios a alcanzar los objetivos de la EPBD Recast1 con metodologías de planificación urbana de eficiencia energética y mecanismos de soporte y financiación para la renovación y rehabilitación energética.

Prototipo de la Plataforma SEMANCO

El desarrollo de una plataforma integrada online permitirá que los usuarios con diferentes perfiles puedan interactuar con los datos semánticos definiendo modelos energéticos urbanos para diferentes finalidades.

Las datos energéticos de entrada son clasificados (catastro, GIS, climáticos, censo, tipologías, etc.) y almacenados en el entorno Semantic Energy Information.

Framework (SEIF) que a su vez, está vinculado a tres tipos de herramientas de cálculo según nivel de detalle de la información requerida:

• Métodos simples: pequeños datos sobre tipologías de consumo, uso de los edificios, superficies construidas, etc.
• Herramienta Standard Assessment Procedure (estimated SAP): Geometría, sistemas HVAC, fotos de fachadas, etc.
• Herramienta URSOS: Geometría, ocupación, transmitancia térmica, clima, etc.

La plataforma pretende automatizar la identificación del parque constructivo con un mapa 3D integrado con GIS y así, poder generar fácilmente escenarios de intervención para diferentes áreas o distritos de la ciudad o municipio.

Casos prácticos de intervenciones en Manresa (SEMANCO) y Bar (MARIE)

Manresa es uno de los casos piloto del proyecto SEMANCO, donde se ha consolidado recientemente la base de datos energéticos de entrada. Actualmente, se está integrando la herramienta de cálculo URSOS a la plataforma. Las otras herramientas las integra cada caso piloto: Newcastle (estimated SAP) y Copenhagen (Métodos simples).

Se ha realizado un análisis energético del escenario actual del parque de edificios en el centro de la ciudad de Bar (Montenegro) con el fin de implantar el futuro objetivo de mejora de su plan urbanístico de acuerdo con criterios de Passivhauss. Como resultado, se espera alcanzar un nivel de consumo eléctrico final entorno a 50kWh/m2, lo que supondría un ahorro energético estimado entorno al 50-75%.

Conclusiones

Puntos fuertes:

• Los PAES estimulan a las autoridades municipales a cumplir el compromiso de reducción del 20% en emisiones de CO2 y promocionar la construcción de EECN o nZEB en futuro cercano de acuerdo con el compromiso de la directiva de eficiencia energética de los edificios1.
• La simulación de escenarios de intervención facilitan el desarrollo de futuros planes urbanísticos realistas y acordes con el parque constructivo del municipio.

Puntos débiles:

• Existen cada vez más municipios con PAES inscritos, pero da la impresión que los emplean como mero trámite para poder optar a posibles vías de financiación antes que intentar alcanzar los objetivos de reducción de emisiones de CO2 o considerar los EECN o nZEB como una realidad cercana.
• A nivel de cálculo energético tanto en emisiones de CO2 como consumo energético, los softwares simplificados no son precisos y pueden inducir fácilmente a error. En el caso de una rehabilitación nZEB, se recomienda realizar un análisis exhaustivo y convencional mediante auditoría energética del edificio a fin de poder calcular medidas de mejora fiables y balances energéticos cercanos a la realidad.

Nuevos desarrollos:

• Guía de apoyo para la incorporación de una acción de PAES para la promoción de EECN o nZEB públicos: http://aidaproject.eu para la simulación de escenarios urbanos.
• Herramienta online Sistema de Información y Gestión Energética (SIE).

Bibliografía

• 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).
• Estudio BPIE: Principles for nearly Zero-Energy Buildings (November 2011), page 54, table17: Proposed principles and approaches for implementation.
• Nuevos documentos reconocidos sobre Certificación Energética de Edificios. CERMA
• Procedimientos Simplificados para la Certificación Energética de edificios existentes. CE3 y CE3X
• GENERATION Simplified Energy Audit tool.
• Simplificado de DOE2: the Quick Energy Simulation Tool (eQUEST).
• Simulation énergétique des bâtiments (SIMEB).
• Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS).
• CHEQ4: nueva herramienta informática para validar instalaciones solares térmicas.
• BIOHOUSING Heating tool.