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Métodos constructivos y Climatización: un tandem inseparable

El desarrollador de viviendas ecoeficientes e industrializadas –EKOETXE Green Building-, una ingeniería especializada en proyectos de alta eficiencia energética –GEOLUR-, y Vaillant; han desarrollado un estudio sobre el estado actual y el futuro del sector residencial.

Se calcula que el 17% de todo el consumo energético (1) en España y el 25% de la demanda eléctrica total (1) es atribuible al sector residencial, siendo a su vez la trascendencia media de la climatización y la producción de ACS del 66,7% (1). Si atendemos sólo a las viviendas unifamiliares, el peso de la climatización sube al 75.3% (1).

Desglose consumos vivienda

Estructura de consumo según usos energéticos
 

El término Vivienda con Consumo casi Nulo es realmente ambiguo y la directiva europea hace recaer en los estados miembros la implantación de una cuantificación para poder valorar la certificación. Sabemos que la forma legal que se dé a la directiva europea considerará nZEB a viviendas que certifiquen un porcentaje de reducción de sus requisitos mínimos, hoy en día establecidos en el CTE, pero a día de hoy a falta de un posicionamiento claro, contamos como referencia con varios estándares que pueden tomarse como referencia, tal es el caso del estándar PASSIVHAUS promovido en España por la Plataforma Passivhaus. También es de rigor añadir en este punto que la Directiva 2010/31/EU relativo a los nZEB, menciona específicamente que la energía que requiera el nZEB debe proceder en la medida de lo posible de fuentes de energía renovables.

 

DEMOSTRACIÓN PRÁCTICA

Vaillant, Ekoetxe y Geolur cuentan con un soporte excepcional en forma de viviendas reales con distinto nivel de demanda energética, que permite realizar un juicio de valor ciertamente legítimo al respecto del estado del arte en las viviendas con consumos cercanos a cero y su conveniencia en términos económicos y de confort.

Concretamente, para establecer las conclusiones ofrecidas en este trabajo, se toman como base datos reales obtenidos, mediante simulación dinámica, de dos viviendas ubicadas en un mismo entorno (costa de Vizcaya), con un clima oceánico templado húmedo. 

Fachada Sope-1Una vivienda con consumo cercano a cero, construida completamente en madera y con un diseño moderno, ubicada en SOPELANA (Vizcaya), una zona de referencia de la costa vizcaína. Se trata de una vivienda con una superficie útil de 200m2, construida bajo criterios Passivhaus y que aspira obtener este certificado Passivhaus. En caso de un veredicto positivo por parte de la plataforma Passivhaus, la vivienda se convertiría en la primera vivienda Passivhaus completamente estandarizada, industrializada y con uso habitual, construida en España en este tipo de clima. La vivienda se inauguró en noviembre de 2012.

ekoetxeUna vivienda que mejora más de un 50% los consumos de una casa construida bajo los criterios mínimos establecidos en el CTE vigente y que cuenta con modernos medios que hacen sobresalir la alta eficiencia energética de sus sistemas. Este hogar que está habitado desde enero de 2011 por una familia joven con 2 hijos de corta edad, cuenta con sistema de ventilación con recuperación de calor y pozo canadiense, una bomba de calor geotérmica para calor y frío, emitidos a través de un Suelo Radiante Refrescante. Vaillant ha dotado esta vivienda con 22 sensores que acumulan ya 3,5 años de medición de niveles de temperatura, humedad y consumos eléctricos.

 

PROCESO CONSTRUCTIVO

En ambas viviendas, se ha llevado a cabo una estricta planificación con el fin de alcanzar una vivienda excelente en todos los aspectos técnicos y económicos. La fase de diseño ha sido verificada mediante herramientas de simulación dinámica desarrolladas por Vaillant Group.

Por su parte, la empresa Ekoetxe ha realizado un trabajo en el que subyacen 4 conceptos inamovibles en el proyecto:

Proceso Ekoetxe

La auténtica innovación en estas viviendas reside en el equilibrio entre diseño y confortabilidad, entre calidad y economía, entre buenas practicas constructivas y rapidez de ejecución y entre sostenibilidad y ahorro. Los elementos costructivos tienen un montaje en seco y hacen posible su deconstrucción. Construir en una industria elementos de edificación para después ensamblarlas blower dooren obra permite ahorrar energía y agua. La vivienda aspirante a Passivhaus consta concretamente de una envolvente con un aislamiento medio de 35 cm, con una estanqueidad máxima y con sistemas de alta eficiencia energética que permiten un ahorro energético mayor al 85% y reducción en las emisiones de CO2 equivalente.

   

       Prueba Blower Door

En las estimaciones realizadas queda patente que, a pesar de cumplir los criterios Passivhaus, el modelo requiere un sistema de calefacción y ACS que de respuesta a la demanda de calor de 2.989kWh/año y ACS de 2.533kWh, que deben ser cubiertas por sistemas eficientes y moderna tecnología de climatización, en detrimento de cualquier implantación basada en el efecto Joule, si no queremos duplicar el gasto económico y medioambiental.

 

CLIMATIZACIÓN

En ambos proyectos y a raíz de un análisis exhaustivo en el que se compararon todas las opciones disponibles de climatización, desde un apoyo del sistema de ventilación por efecto Joule hasta las más eficientes tecnologías en bomba de calor desarrolladas por Vaillant, u otros sistemas híbridos de alta eficiencia energética, se han obtenido interesantes conclusiones.

   demanda passivhaus

Demanda desglosada de la vivienda Passivhaus


La resolución principal, guiada por criterios técnicos, económicos y de confort, fue plantear las siguientes recomendaciones:

  • geoTHERMSISTEMA de GENERACIÓN:  Bomba de Calor con aprovechamiento de energía geotérmica
  • EMISOR: Suelo Radiante Refrescante

Estos sistemas se han planificado de forma que se integren perfectamente en la vivienda y el resto de sistemas.

                      

Las viviendas cuentan por tanto con una BC geotérmica de Vaillant, combinada con un depósito multienergía de 300 litros. El sistema se completa con un equipo de ventilación con recuperación de calor.

 

AHORRO ENERGÉTICO Y ASPECTOS ECONÓMICOS

Por sentido común, y porque el marco legal que derive de las directivas europeas así lo va a exigir(2), es determinante que los costes añadidos respecto a una construcción habitual estén completamente justificados en base a su influencia en los ahorros obtenidos en la vivienda.

En el siguiente cuadro resumen se recopilan los datos más representativos de las dos viviendas mencionadas (EKOETXE y EKOETXE-PASSIVHAUS) más otras tres opciones que complementan el estudio y dan una visión más amplia. Todas las viviendas están ubicadas en emplazamientos similares y con idénticas superficies. Se tienen en cuenta la viabilidad técnica y medioambiental, el impacto económico que supone la inclusión de Bombas de Calor de alta eficiencia con aprovechamiento de recursos geotérmicos y los sobrecostes de incluir mayores aislamientos y de mejor calidad. De momento, no existe un marco metodológico comparativo para calcular los niveles óptimos de rentabilidad en este tipo de proyectos, por lo que añadimos a continuación una valoración propia(3).

 tabla

* Costes energéticos previstos para 2013 -  kWh de gasóleo C: 0,1019€/kWh (1,1€/litro)  – kWh eléctrico: 0.1805€kWh.

**No se han tenido en cuenta los costes de certificación Passivhaus y las pruebas Blowerdoor necesarias para tal efecto.

 

CONCLUSIONES

mejora energetica e inversionTal y como marca la directiva europea 2010/31/CE, el nivel óptimo de rentabilidad será determinante a la hora de fijar los límites en cuanto a demanda de las viviendas (básicamente aislamiento y estanqueidad). Este parametro está influenciado directamente por el precio de la energía. Si tenemos en cuenta los precios energéticos actuales, y establecemos dos hipótesis de evolución de precios (supuesto conservador: +5% anual; supuesto agresivo: +8% anual), se pueden establecer las siguientes deducciones:

  • En el contexto actual, y con una evolución conservadora de los precios de la energía, es rentable optar por una vivienda del nivel de la EKOETXE construida en 2011, con una demanda de 49kWh/m2/año.

 Sus ratios de rentabilidad frente a una vivienda CTE son completamente favorables y en un plazo de 6 años arrojan los siguientes números

numeros

  •  Antes de la entrada en vigor de la normativa específica para nZEB en 2020, es más que probable que por el incremento continuado en el precio de las energías, los estándares más exigentes al estilo PASSIVHAUS pasen a ser los más idóneos en su balance de COSTE-EFICIENCIA, frente al defendido para hoy en día.
  • Las viviendas con demandas tan bajas como 15kWh/m2/año tanto en calefacción como en refrigeración, serán más rentables con sistemas de climatización de alto rendimiento, siendo más recomendable, la Bomba de Calor Aire Agua más eficiente en zonas con clima suave y la de aprovechamiento geotérmico en otras zonas de transición de España, tal y como se puede apreciar en la tabla resumen económica en su línea de coste energético el 10º año. Esto repercutirá positivamente en el confort de las viviendas, eliminando la emisión de calor por aire.

 

(1)  S/informe final del análisis de consumo energético residencial en España llevado a cabo por el IDAE en el marco del proyecto SECH-SPAHOUSEC

 

 

(2)  Artículo 5 de la directiva 2010/31/CE à Los niveles óptimos de rentabilidad se calcularán de acuerdo con el marco metodológico comparativo, establecido por la comisión nombrada 

(3) En el cálculo de amortización no se incluye un coste a las emisiones de CO2 que la nueva normativa incluirá previsiblemente y lo cual dará una mayor rentabilidad a las opciones de mayor eficiencia energética