Comunicación presentada al II Congreso Edificios Inteligentes:
Autor
- Ramón Ruiz-Cuevas, Gerente, Luzyespacio arquitectura y energía
Resumen
Rehabilitación energética integral de 30 viviendas ejecutada en Vitoria-Gasteiz bajo tres pilares fundamentales. 1º un forro de aislamiento térmico contínuo por toda la envolvente del edificio. 2º, sistema de ventilación con recuperación de calor individual el cual dispone de un free cooling que propicia una purga nocturna automatizada de forma inteligente según la temperatura exterior. 3º producción de energía solar fotovoltaica para autoconsumo, la cual irá destinada en su totalidad a alimentar el sistema de ventilación de las 30 viviendas. El control y monitorización consta en medir la energía producida por las calderas y así controlar el calor producido para ACS y para calefacción pudiendo así medir las mejoras que produce el aislamiento y el sistema de ventilación. Control térmico de entrada y salida de los flujos del ventilador con recuperación de calor para calcular así en cada momento el rendimiento de este. Medición de producción instantánea de los paneles fotovoltaicos.
El control y cuantificación se llevará a cabo según protocolos de comunicación y programación de los reportes diarios de cada vivienda durante los 3 próximos años. Este trabajo está enmarcado en un convenio de prestación de servicios con la Universidad del País Vasco. Ha conseguido el Premio Nacional de Rehabilitación de la Junta de Castilla y León este año. “If you can’t measure it, you can’t improve it.”
Introducción / Antecedentes
El proyecto se basa en la rehabilitación energética integral de un edificio de 30 viviendas en el barrio de Zaramaga en Vitoria-Gasteiz. El bloque fue construido durante el periodo desarrollista en el año 1961. Está formado por 30 viviendas con una superficie útil media de 60 m². Éste carecía de cualquier tipo de aislamiento térmico o sistema eficiente así como de ningún tipo de accesibilidad para personas discapacitadas.
La rehabilitación energética de los edificios en nuestras ciudades europeas supone uno de los grandes retos de la arquitectura y la construcción del siglo XXI con el objetivo de reducir el consumo de materias primas, suelo y energía fósil. Todo el proceso debe de ser catalizado por una monitorización y control inteligente.
“Si no lo puedes medir, no lo puedes mejorar” decía sabiamente Lord Kelvin.
La monitorización inteligente es fundamental para controlar los consumos, comprobar y analizar las soluciones empleadas en función de las orientaciones y los regímenes de uso. En el caso de las 30 viviendas rehabilitadas en el barrio de Zaramaga en Vitoria-Gasteiz ha habido importantes ayudas del Gobierno Vasco, Ayuntamiento y la Unión Europea, la monitorización de las 30 viviendas durante más de 3 años era un requisito indispensable para la consecución de estas ayudas. Esta intensiva monitorización diaria de todas las viviendas será objeto de un estudio por parte del LCCE (Laboratorio de Control de Calidad en la Edificación del Gobierno Vasco. Otro objetivo importante es servir de ejemplo de buenas prácticas constructivas en materia de rehabilitación, ya que el método comparativo con el resto de viviendas del barrio servirá para concienciar y servir de modelo dentro de la nueva economía verde que debe de extenderse por las ciudades. Medir-Analizar-Mejorar.
Descripción de la Solución
La Rehabilitación Energética consiste básicamente en reducir las emisiones de CO2. Hay otros objetivos sociales, económicos, urbanísticos y relacionados con la salud y el confort que siendo muy importantes no centran el objeto esencial de esta Comunicación.
Para reducir el consumo de energía o emisiones actuamos en una sencilla ecuación: E=D/Ri
En el numerador debemos de reducir la demanda y en el denominador se tiende a aumentar el rendimiento de las instalaciones. La monitorización y el control inteligente relacionan ambos factores regulándolos. Si la demanda es muy pequeña es mucho más fácil satisfacerla con energías renovables.
La demanda se reduce fundamentalmente actuando en la envolvente; se viste al edificio con un forro de aislamiento contínuo, incidiendo especialmente en los huecos para reducir las infiltraciones. La continuidad de esta compleja piel es fundamental para reducir los puentes térmicos. En función de la parte de la envolvente, su estado y orientación actuaremos con diferentes estrategias. La captación o protección solar requerirá un componente de diseño pasivo y elementos móviles que también pueden ser regulados de forma inteligente. En nuestro caso se utilizan varios sistemas de aislamiento (Fachada ventilada, SATE, panel sandwich y EPS insuflado en el forjado sanitario) y nuevas carpinterías con láminas bajo emisivo y gas argón en los vidrios. En la gran fachada oeste se instalan unas lamas de protección solar regulables.
Las instalaciones deben ser de alta eficiencia y a poder ser con fuentes de energía renovables. En nuestro caso se emplean calderas de alto rendimiento a baja temperatura, Ventilación con Recuperador de Calor alimentada con paneles fotovoltaicos. Este VRC tiene un sistema inteligente de frío gratuito nocturno que produce una refrigeración pasiva en verano; así mismo puede calentar de forma pasiva en invierno.
La monitorización de los consumos se basa en cuantificar la energía producida por la caldera, dividiendo esta entre producción de ACS y calefacción. Cuantificar energía total generada por los paneles solares fotovoltaicos y la consumida después de inversor. Control de velocidades y temperaturas de los sistemas de ventilación con recuperación de calor para calcular su rendimiento.
Descripción y metodología
Se monitoriza y controla de forma inteligente:
- Consumo de la calefacción y ACS, se realiza con un medidor de kcal mediante ultrasonidos, que mide la temperatura y el caudal y la diferencia de temperatura entre la ida y el retorno en el circuito de calefacción y en el de ida ACS al ser esta instantánea cada 15´, en todas las viviendas.
- En el interior de cada vivienda hay un dispositivo que mide temperatura y humedad relativa en todas las viviendas. Así podemos comprobar el nivel de confort de cada vivienda.
- Control de temperatura y velocidad tanto en la entrada como en la salida de los dos flujos que se cruzan en el equipo de ventilación, para cuantificar el rendimiento real del equipo según el caudal que pasa por él.
- Consumo del ascensor de un portal.
- Rendimiento de la instalación fotovoltaica, medimos la energía producida por los paneles en corriente continua y la misma medida después del inversor que pasa la corriente continua a alterna, así sabemos el rendimiento desde la producción hasta su consumo.
Cada portal dispone de una subcentral que recoge todos los datos relativos a su portal mediante radiofrecuencia. En uno de los tres portales además de la subcentral relativa a cada portal se sitúa la central de datos, el cual es un ordenador que recoge los datos de los tres portales y vía internet son transmitidos a la página web del LCCE Laboratorio de Control de Calidad de la Construcción del Gobierno Vasco.
A continuación los esquemas de monitorización:
Resultados previstos
La obra acaba de finalizar este mes de septiembre del año 2015. Por lo que nos es imposible poder exponer datos de la monitorización realizada de la cual tendremos datos desde octubre de 2015 hasta octubre de 2018. Durante la redacción del proyecto, hemos realizado un estudio del consumo actual mediante el análisis de facturas de las 30 viviendas a lo largo de un año y hemos simulado energéticamente el comportamiento del proyecto a fin de estimar los resultados de la posterior monitorización y comprobar cuán fiables son estos.
Exponemos los resultados obtenidos a continuación:
Como podemos observar la demanda de calefacción disminuye drásticamente a causa del forro de aislamiento térmico y el sistema de ventilación. La demanda de ACS se ve disminuida debido únicamente al cambio de equipo de producción de ella, ya que los equipos existentes estaban lejos de ser eficientes energéticamente.
Agradecimientos
A IMV arquitectos junto con Luzyespacio arquitectura y energía co-autores del proyecto de ejecución. A todo el equipo de LUZYESPACIO por el ánimo y esfuerzo. Al LCCE del Gobierno Vasco y al Grupo ENEDI de la ETSI de la Universidad del País Vasco, así como a todos los vecinos propietarios de las viviendas.
Referencias
- Guías de Edificación Ambientalmente Sostenible. Ihobe.
- Guía de Edificación Sostenible para la vivienda en la Comunidad Autónoma del País Vasco. Gobierno Vasco.
- Guía de Rehabilitación Energética de Edificios de Viviendas. Comunidad de Madrid.
- Guía de la Renovació Energetica D´edifices D´habitatges. Generalitat de Catalunya (Dep. de Medi Ambient i habitatge transferecia de calor 1 ED. ETSIEBi.
- Manuales R. Orientación para la intervención en edificios existentes (ED. ITEC).
- Ramón Ruíz-Cuevas Peña, Guía Azala, Guía de la Rehabilitación Energética Integral de la Envolvente de los edificios en Euskadi.
- Rehabilitación Energética de Edificios. Helena Granados, Tornapunta Ediciones.