Comunicación presentada al I Congreso Edificios Inteligentes:
Autora
- Margarida Plana Turró, EoEnergia
Resumen
Uno de los principales objetivos de las nuevas políticas Europeas es la transición hacia el modelo Net Zero Energy Building (NZEB o Edificio de Energía Casi Nula). La primera prioridad de un edificio NZEB es la eficiencia energética. Desde la su concepción hasta su explotación se debe establecer el objetivo de reducir activamente el consumo de energía del edificio final. En segundo lugar, un NZEB cubre las necesidades de energía restantes con aportación de energías renovables. Esta nueva concepción implicará no sólo un diseño y construcción optimizada, sino también una explotación de los edificios altamente eficiente. Por lo que los proyectos, una vez implantados, deberán mantenerse y gestionarse de forma eficiente para conseguir la alta eficiencia proyectada. En este entorno, ¿qué papel deben tener los sistemas de gestión inteligente de los edificios?
Introducción
Un Net Zero Energy Building (NZEB o Edificio de Energía Casi Nula) se basa en la concepción de edificios muy eficientes que tienen una demanda energética optimizada y unas instalaciones eficientes así como una autoproducción de gran parte de su consumo energético.
Existen dos aspectos clave que deben permitir alcanzar los objetivos de las políticas europeas entorno a este nuevo modelo:
La eficiencia energética: reducir al máximo las necesidades y el consumo energético de los edificios a través del diseño, instalaciones y aprovechamientos energéticos.
La autoproducción energética: introducción de energías renovables (en sustitución de las conexiones a red de electricidad, gas natural, etc.) para cubrir el consumo energético final del edificio, una vez optimizadas sus necesidades.
Pero, ¿cómo mantenemos estos niveles de eficiencia durante el ciclo de vida del edificio? ¿Cómo gestionar la explotación de dichos edificios?
La explotación de los edificios NZEB es tan importante como su diseño y construcción en lo referente a su consumo energético.
Es aquí donde los sistemas de gestión inteligente de los edificios cobran importancia para garantizar:
un aprovechamiento energético de cualquier recurso disponible en tiempo real
la reducción del ‘efecto usuario’, automatizando parámetros de confort y de operación del edificio. Las pérdidas anuales pueden llegar hasta un 12% sin la incorporación de sistemas de regulación y control.
Explotación de los edificios NZEB
La optimización energética en la fase de explotación es imprescindible para garantizar los resultados del modelo NZEB.
Los sistemas de gestión inteligentes de edificios deben permitir adaptar la operativa de las diferentes instalaciones y equipos del edificio a las necesidades reales de los edificios de acuerdo a su uso y climatología.
Un edificio NZEB conlleva que dicha adaptación se realice en tiempo real para optimizar y aprovechar al máximo el comportamiento del edificio. Es decir, inicialmente deben definirse unos parámetros de funcionamiento eficientes pero el sistema debe permitir modificar dichos parámetros en función de los datos disponibles en tiempo real del edificio, de la meteorología, etc.
Así, por ejemplo, inicialmente fijaremos cómo uno de los parámetros básicos, las temperaturas de consigna de cada espacio del edificio en función de su uso, para el invierno y el verano. Pero durante la explotación del edificio, el encendido de las máquinas de refrigeración vendrá condicionado, no solo por dichas temperaturas de consigna, sino por cualquier aprovechamiento de calor que pueda considerarse, comportando, por ejemplo, que las máquinas se apaguen antes porque se prevé que la propia inercia térmica del edificio permitirá mantener las temperaturas de confort fijadas.
Por lo tanto, los sistemas de gestión deben definirse adhoc a cada edificio, considerando los parámetros críticos de cada uso y situación geográfica, permitiendo nutrir de inteligencia la gestión energética de los mismos.
Es por ello que se recomienda la participación de especialistas en eficiencia energética en la definición del sistema de gestión, profesionales que deberán identificar las variables críticas que definen el consumo energético de cada edificio así como los parámetros a controlar y gestionar para optimizar el consumo energético definitivo del edificio.
Dichos sistemas son también muy útiles para gestionar el mantenimiento de las instalaciones, facilitando las tareas del propio mantenimiento, aportando datos que optimicen dichos procesos así como reduciendo el riesgo de averías de equipos. Se considera que las pérdidas anuales pueden alcanzar hasta un 8% sin un buen programa de mantenimiento.
Resultados obtenidos
A continuación se presentan dos ejemplos de aplicación de sistemas de gestión inteligente definidos bajo los parámetros de definición del concepto de edificio NZEB.
Proyecto ejemplo 1
El primer ejemplo se centra en la incorporación de un sistema de gestión inteligente en un hotel de 4* en la zona mediterránea.
- Las instalaciones del hotel incluyen:
- 300 habitaciones
- 2 salas de convenciones
- 2 restaurantes
- Cocinas
- 1 piscina exterior
- 1 piscina interior
- 1 spa
El sistema de gestión inteligente se diseñó considerando:
- Los diferentes usos de los espacios definidos (horarios, ocupación, orientación, materiales, etc.).
- Los diferentes usos energéticos de cada uno de ellos (agua caliente, refrigeración, calefacción, iluminación, etc.).
- Los parámetros de confort que deben definir cada espacio, en cada momento del año.
- Los recursos energéticos disponibles (aprovechamientos de calor, energía solar térmica, mini eólica).
- Análisis de comportamiento de los usuarios en los diferentes espacios.
Se obtienen señales de cada espacio en tiempo real, optimizando el arranque, funcionamiento y paro de cualquier instalación (calefacción, iluminación, ascensores, etc.) en función de los datos reportados. Dichos datos también son utilizados por los equipos de mantenimiento.
Los resultados obtenidos son:
- Reducción de un 23% del consumo energético del proyecto eficiente implantado asociado a dicho sistema. Esto implica que el hotel es prácticamente autosuficiente puesto que las energías renovables implantadas son suficientes para cubrir las necesidades.
- Reducción en un 8% de las averías en equipos.
- Facilitar de las tareas de mantenimiento preventivo.
- Mejora en la gestión de las facturas y los contratos energéticos.
- Mejora del uso de las instalaciones y, en consecuencia, extensión de la vida útil de los equipos.
- Reducción del efecto usuario sin reducir los parámetros de confort de cada espacio.
Proyecto ejemplo 2
El segundo ejemplo se centra en la incorporación de sistemas de gestión inteligente en un complejo que incluye centro comercial, edificio de oficinas y edificio de viviendas.
El complejo comparte las instalaciones de generación energética (calefacción, refrigeración, agua caliente, etc.) y el sistema de gestión inteligente para cubrir las necesidades energéticas de todos los edificios.
El sistema de gestión se diseñó considerando las diferentes características de consumo de los edificios incluidos en el complejo. Esta consideración permitió maximizar el aprovechamiento energético de las sinergias creadas entre los diferentes consumos.
Así, por ejemplo, el calor residual de la generación de frío (refrigeración) para el centro comercial, permitió calentar el agua para la zona residencial.
Los resultados del proyecto son:
- Ahorro energético del 29% del consumo energético asociado a dicho sistema.
- Reducción en un 10% de las averías en equipos.
- Reducción del 10% de los costes de mantenimiento.
- Extensión de la vida útil de los equipos.
Conclusiones
Las políticas europeas orientan el sector de los edificios cómo uno de los principales para alcanzar los objetivos de reducción de consumo energético. El modelo Net Zero Energy Building (NZEB) nace cómo nueva concepción en el sector implicando la incorporación de la eficiencia energética no tan sólo en los equipos, sino en el diseño global del edificio, su construcción así como su explotación.
En la explotación de los edificios NZEB es imprescindible incorporar sistemas de gestión inteligente de los edificios que permitan garantizar la optimización energética durante el ciclo de vida del edificio. Sin dichos sistemas, el modelo no alcanzará los objetivos de consumo casi nulo e independencia energética fijados.