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Estrategias de diseño
hacia energía cero
QUE ES UN
EDIFICIO
“ENERGÍA CERO”
Edificio “cercano a cero energía”:
Edificio con un muy buen comportamiento energético, que resulte en una baja
demanda energética, de modo que esta pueda ser cubierta ´significativamente´
con energías renovables producidas en el edificio o cerca de el.
Todos los nuevos edificios ´cercanos a cero energía´ para el 2020.
Normativa progresivamente acercándose a esa meta ( incluye grandes
renovaciones)
•
Claves para el desarrollo de Edificios Energía Cero:
– Soluciones pasivas: aplicación de soluciones arquitectónicas para la reducción
de la demanda energética del edificio
– Soluciones activas: diseño de instalaciones eficientes mediante la utilización de
energías renovables y tecnologías de elevada eficiencia energética para la
reducción del consumo de energía primaria de origen fósil
– Producción: producción de energía eléctrica para un balance energético neutro
DEMANDA
DEMAND
A
Energía de
origen fósil
Energías
renovables
Energía de origen
fósil
Energía de origen
fósil
DEMANDA
Energías renovables
Energías renovables
Diseño y especificación para reducir
las necesidades energéticas del
edificio
Diseño de instalaciones para
reducir el consumo de energía
primaria asociado a la demanda
IEN
EF
IC
A
GÍ E
ER BL
EN OVA
N
RE
CIA
“TRIAS ENERGÉTICA”
AHORRO - CONSERVACIÓN
Fase Ocupación – Cálculos
energéticos
Ventilación con
recuperación de calor
Caldera condensación y sistema distribución a baja temperatura
Ejemplo herramienta: DesignBuilder / EnergyPlus
€ (Valor actual neto, Tasa
interna retorno, periodo de
retorno, etc)
Diseño / especificación
kWh/año
€
Diseño / especificación
Solar PV
Solar térmica
(calefacción)
Solar térmica
(ACS)
Solar térmica
(almacenamiento
estacional)
kWh/año
€
Diseño / especificación
Solar PV
Solar térmica
(almacenamiento
estacional)
kWh/año
€
Diseño / especificación
Soluciones de MicroCogeneración
kWh/año
€
Diseño / especificación
Solar PV
Solar térmica
(calefacción)
Solar térmica
(almacenamiento
estacional)
Solar térmica
(ACS)
kWh/año
€
Diseño / especificación
Solar PV
Solar térmica
(calefacción)
Solar térmica
(almacenamiento
estacional)
Solar térmica
(ACS)
kWh/año
Ejemplo Edificio: Cálculo integral
Conclusiones
•
La evolución hacia edificios “cero energía” requiere un análisis más detallado
e integrado de lo que hasta ahora estamos acostumbrados.
•
Los límites de especificacion envolvente – sistemas de produccción de
energía - uso energías renovables se vuelven muy difusos
Puntos adicionales a considerar:
•
Instalaciones pueden volverse más complejas : Importancia añadida de la
puesta a punto del edificio
•
A medida que nos movemos hacia los edificios “cero energía”, el análisis de
ciclo de vida se hace mas importante´ -> Es muy recomendable minimizar el
impacto de materiales y procesos de construcción.
COMPORTAMIENTO REAL DEL EDIFICIO
•
•
•
•
Los datos que se han usado en el modelo no corresponden
al uso final del edificio (tipico caso: horas de ocupación)
Construcciones de baja calidad (sin tests post constructivos
que confirmen la calidad constructiva)
Edificios con un deficiente control y mantenimiento
Comportamiento de los usuarios
Tests post constructivos
Gas Traceador
Termografia
Tests Presurizacion
Temperaturas y flujos de calor
en cerramientos
Infiltración:
Detección de puntos de infiltración con termografía
Superficies oscuras muestran temperaturas
mas bajas.
Aplicando una presión negativa al edificio
ayuda a identificar puntos de infiltración
de aire, al entrar aire del exterior a
diferente temperatura que el interior.
Infiltración y ventilación de edificios: Gas traceador
Metodología:
- Se introduce en el edificio una
pequeña proporción de gas que no
esta presente en condiciones
naturales (SF6)
- Se observa como decrece la
concentración del gas en el tiempo.
Resultados indican la infiltración de aire del
edificio en las condiciones ambientales reales
en ese momento.
Pueden medir radios de ventilación mecánica,
o incluso la distribución de ventilación dentro
de un mismo edificio.
Ocupación del edifico - Medida de la Calidad de Aire Interior
CO Logger
Temp&RH Logger
Laser Temp Sensor
Particle Counter
CO2 Logger
Chemicals Absorbent Tubes
Educación del usuario
Encuestas de satisfacción del usuario con el ambiente interior
Futuro : Hacia Edificios Cero Energía - Incluyendo Ciclo de Vida
Edificio Típico (Existente)
Edificio Típico
( Nuevo)
Edificio Eficiente
600
kWh energía primaria / m2 año
500
Consumo Energético
400
300
200
100
0
Edificio ´Cero Energía´
Edificio Típico
(Existente)
Edificio Típico
( Nuevo)
Edificio Eficiente
600
Energía Embebida
kWh energía primaria / m2 año
500
400
300
200
100
0
Consumo Energético
Edificio ´Cero Energía´
Consumo Energia Annual
Edificio típico
Edificio eficiente
Edificio “Casi Cero Energía” alta energía embebida
EDIFICIOS CERO ENERGÍA (Diferentes valores energía embebida)
Ed
ific
io
Ce
Energia embebida por
año de vida útil
ro
En
Edificio generador energía
er
gí
a
en
su
c ic
lo
de
v id
a
Ejemplo: Aislamiento viviendas con poliestireno
140.0
TOTAL ENERGÍA EMBEBIDA (ANUALIZADA 50 AÑOS)
120.0
TOTAL DEMANDA ENERGETICA CALEFACCIÓN ANNUAL
80.0
60.0
40.0
20.0
IN
C
R
EM
EN
4
TO
AI
SL
AI
SL
AM
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N
T0
3
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N
T0
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EM
EN
R
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C
R
C
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N
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VI
VI
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T0
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TE
IS
T
EX
A
D
1
0.0
VI
VI
EN
kWh
100.0
patxi.hernandez@cidemco.es
patxi.hernandez@tecnalia.com (A partir del 1 de Enero 2010)
EDIFICIO CERO ENERGÍA
ARQUITECTURA
Diseño
Soluciones constructivas
Materiales
Almacenamiento de energía
Térmica (materiales, depósitos,
PCMs, geotermia )
Eléctrica (baterías, vehículos, red
eléctrica)
Generación Energía Renovable
Solar térmica (calefacción,
refrigeración)
Solar fotovoltaica, eólica
Instalaciones Baja Exergía
Suelo / Techo / Pared
radiante
Bombas de calor
GESTION INTEGRAL
Control / Facturación inteligent