Edificio energía cero

Un edificio energía cero (EEC) o edificio energía neta cero es un término aplicado a edificios con un consumo de energía neta cercana a cero en un año típico. En otras palabras, la energía proviene del propio edificio mediante fuentes de energías renovables que deberá ser igual a la energía demandada por el edificio.

Demanda energía = generación energía

Un edificio que se acerque a un uso de la energía próximo a cero se denomina cercano a edificio energía cero o edificio energía ultra-baja. Los que producen un exceso de energía se conocen como edificios energía plus.

Aunque los edificios energía cero siguen siendo infrecuentes en los países desarrollados, están ganando en importancia y popularidad. La proximidad de hacer masivos los edificios energía cero implica una solución potencial a una gama de problemas sociales y ambientales, incluyendo la reducción de las emisiones de CO2, la reducción de dependencia de la energía fósil para el funcionamiento de los sistemas de climatización, las importaciones de petróleo y derivados, y el uso racional de combustible fósil para otros usos mejorando los problemas de abastecimiento en un escenario de crisis energética, precios crecientes y agotamiento del recurso fósil.

Generación de energía

En el caso de casas individuales, se pueden utilizar varias tecnologías de microgeneración para proporcionar calor y electricidad al edificio.

Electricidad: mediante celdas

solares (fotovoltaicos), aerogeneradores (energía eólica)y celdas de

combustible (hidrógeno).

Calor: mediante biocombustibles, biomasa, colectores

solares térmicos (agua caliente, aire caliente, vapor a baja presión),

acumulación en la masa térmica del edificio,muros de agua y muros

Trombe-Michel, entre otras estrategias térmicas del arsenal bioclimático,

sintetizados en la casa pasiva. Con estas técnicas puede

brindarsecalefacción, refrescamiento y hasta refrigeración a los

ambientes de la casa o edificio. Entre los desarrollos más recientes se

encuentra la Calefacción geotérmica o laacumulación de calor

freática por la cual se hacen pozos a profundidades entre 40 y 70 m de

aproximadamente 30 cm de diámetro por el cual se hace recircular el

agua de los sistemas de climatización tipo fan coil o piso radiante. Así el

calor del verano se acumula para ser usado en invierno y viceversa. El

ejemplo más notorio es el edificio del Parlamento Alemán en Berlín del

arquitecto Norman Foster.

Fluctuaciones en la demanda: Para hacer frente a fluctuaciones en la

demanda de calor o energía eléctrica, los edificios de energía cero,

usualmente están conectados a la red y poseen medidores de doble vía.

De esta manera exportan electricidad durante el día y la importan

durante la noche. La gran ventaja es evitar los altos costos de

lasbaterías estacionarias y su mantenimiento para acumular la

electricidad. Se requiere de legislación específica y una política de

subsidios para implementarlo. Es muy difícil en países donde los

servicios son privados y el poder del estado débil. Otra posibilidad es

que los edificios sean completamente autónomos (no conectados a la

red), pero los costos iniciales son muy superiores y difícilmente

amortizables sin subsidios.

Barrios o conjuntos habitacionales energía cero son factibles como por ejemplo BedZED construido en Inglaterra aunque hay varios ejemplos en Alemania. En estos casos se utiliza el concepto de generación distribuida junto con calefacción distrital. Hay ejemplos recientes de construcción de ciudades enteras cero energía como el caso de Dongtan cerca de Shanghái en China. En Japón se han equipado sectores urbanos con calefacción y refrigeración distrital distribuyendo agua caliente y agua fría como un servicio público más.

Diseño y construcción

Para alcanzar un uso mínimo de la energía, el diseño y la construcción de los edificios energía cero se diferencian significativamente en su imagen formal de los edificios convencionales. En los edificios de diseño convencional el énfasis está normalmente en la reducción del costo de construcción inicial al mínimo. Los diseñadores no consideran los costos de mantenimiento, funcionamiento, climatización, análisis del ciclo de vida de la energía; contentándose con cumplir al límite lo establecido en los códigos de edificación del lugar.

En la postura EEC cada decisión sobre la selección importante de cada subsistema edilicio, se evalúa en términos de sus consecuencias futuras respecto de su demanda energética, para lo cual se utiliza la técnica de análisis energético del ciclo de vida. Los diseñadores de EEC admiten un aumento del costo inicial de construcción si con esto logran reducir la demanda energética y los gastos de funcionamiento. Un postulado para el diseño de un EEC es primero la energía.

Además de usar energías renovables, los edificios energía cero también se diseñan para hacer uso de la energía ganada de otras fuentes, incluyendo electrodomésticos,iluminación eficiente y aprovechamiento del calor metabólico (personas). Los edificios se optimizan para aprovechar la energía del sol (casa pasiva), uso de la masa térmica con el fin de mantener constante la temperatura interior independientemente de las variaciones externas de temperatura, elevando además la temperatura media interior en varios grados con el fin de alcanzar el confort higrotérmico con la ayuda del aislamiento térmico o el superaislamiento. En la actualidad existe todo el conocimiento y tecnología madurapara construir un EEC.

Los diseñadores utilizan típicamente herramientas sofisticadas de simulación numérica que permiten considerar una amplia gama de

variables de diseño tales como orientación del edificio (respecto del sol), el tipo y ubicación de ventanas, las sombras proyectadas por el otros edificios o por el propio edificio sobre sí mismo, la profundidad del vidriado respecto de la superficie exterior de muros, los valores del aislamiento térmico en casa subsistema edilicio, contenido de calor sensible y calor latente del aire, la eficiencia de lacalefacción, la iluminación y otros equipamientos así como el clima local. Estas simulaciones ayudan a los diseñadores a saber como se comportará el edificio antes de que se construya, y les permitirá modelar las implicaciones financieras y costos de construcción.

El arquitecto proyectista o estudio de arquitectura usualmente contrata a un consultor ambiental o bioclimático para que lo asesore y de las pautas iniciales de diseño que luego se irán ajustando en la etapa de anteproyecto y proyecto. Usualmente el consultor ambiental está formado por un equipo interdisciplinario o transdisciplinario en el que participan arquitectos, ingenieros, físicos, diseñadores industriales y tecnólogos. Esto en función de la magnitud y complejidad del edificio.

El debate generación de energía vs conservación de energía

Una de las áreas claves del debate respecto a los edificios energía cero es sobre el balance entre conservación de energía y el uso de energías renovables.

La mayoría de los diseñadores de edificios energía cero tiene la postura de que no alcanza con "consumir más es igual a generar más", sino todo lo contrario. El edificio en su concepción, construcción y funcionamiento debe demandar la mínima cantidad de energía, y esta demanda mínima debe ser cubierta por las energías renovables. Esto nos lleva a pensar en lo postulado por la casa pasiva junto a un edificio energéticamente eficiente. Esto por otra parte implica superar largamente los estándares propuestos por las normas y códigos de edificación de la mayoría de los países que cuentan con dichos instrumentos de regulación de la calidad energética de la construcción.

Sin embargo, mientras se reconoce que la conservación de energía es una pieza importante en el juego, otra buena parte de los diseñadores considera que esto es de una importancia menor, y valoriza en mayor grado las técnicas “activas” (energía solar fotovoltaica, energía eólica, etc.) para compensar la energía o el déficit de calor.

El debate de los edificios energía cero

Existe un debate sobre el concepto de edificio "energía cero" entre ambientalistas, académicos y el mercado. Los primeros encuentran que muchos de los casos construidos y difundidos no tienen en cuenta la tasa de retorno energético (TRE) a la hora de evaluar el impacto ambiental del edificio. Esto significa que lo que se pretende es que el edificio no consuma energía durante su periodo de utilización. Mientras muchos edificios construidos y publicados solamente contemplan el gasto energético en el ciclo de funcionamiento y operación del edificios, otros, en particular los que se sometieron a una certificación; contemplan en la ecuación el coste energético que supone implantar los sistemas necesarios para conseguirlo.

Debido a esto, algunos edificios energía cero pueden caer en el discurso publicitario más que en el ahorro energético en el ciclo de vida integral.

Puede suceder que en algunos casos se entienda la definición de edificio energía cero de modo errado y un ejemplo sería que una persona que colocase un generador y doscientos barriles de petróleo en su casa, obtendría de forma automática un "edificio energía cero", ya que a lo largo de su periodo de uso no necesitaría consumir energía del exterior.

Si se tiene en cuenta que ese petróleo o carbón se emplea igualmente en la fabricación de paneles fotovoltaicos, baterías, depósitos, etc, y contabilizando además la energía utilizada en la obtención de los materiales necesarios para su producción (extracción minera, altos hornos, fundición del vidrio, transporte...), se comprende que el concepto de "energía cero", cuando se limita al uso diario del edificio, supone sólo una parte de la ecuación, y que puede llevar a una aplicación equivocada.

Hay profesionales sin suficiente formación y conciencia ambiental que podrían utilizar el concepto de forma equivocada e implementar de forma masiva generadores solares térmicos y/o eléctricos y conseguir un edificio autosuficiente de las redes de servicios urbanos y aunque en principio resulte paradójico, no sean los más ecológicos. Esto debido a que se ven obligados a sobredimensionar las instalaciones de captación activa de energía, de tal manera que podrían no llegar nunca a amortizase.

Para ilustrar esto, se puede imaginar una vivienda que utilice paneles solares para calentarse. Si se pretende no depender de energía exterior, habrá que colocar suficientes paneles para calentar la vivienda incluso la semana más fría del año. Si se hace así, habrá paneles que sólo ahorrarán energía una semana al año; la más fría. Por tanto, el coste energético y económico invertido en esos paneles nunca se va a recuperar. Desde una perspectiva el resultado óptimo se consigue asumiendo el apoyo de energías convencionales durante ese mes más frío, es decir, buscar "baja energía", en lugar de perseguir la "energía cero".

Estas apreciaciones en muchos casos son discursivas y no poseen sustento técnico ni científico, ya que en la situación actual del conocimiento del tema no se cuenta por una parte con información fidedigna del contenido energético de todos los materiales e insumos involucrados en una construcción de estas características. Para esto es necesario conocer exactamente el origen y emisiones de gases de efecto invernadero de cada material que ingresa a una obra. Habrá insumos que provengan de China, donde la matriz energética se centra en el carbón, otras que podrían provenir de Alemania o España con un constante crecimiento de las energías renovables. La fase de construcción y funcionamiento es posible de conocer y simular con bastante precisión, no así el contenido energético de cada material y la obra terminada. Menos aún el contenido de gases de efecto invernadero.

Es un conocimiento en desarrollo en el mundo en este momento y por esto la necesidad de relativizar esta discusión. Si se busca aseverar, cada actor en la polémica debe mostrar trabajos técnicos y científicos que avalen su postura a favor o en contra.

Les energias renovables en edificios

No todas las energías renovables son utilizables directamente por los edificios. Así, hemos de excluir, la energía eólica, la energía fotovoltaica, la hidráulica o los biogases que como fuentes renovables se utilizan para generar electricidad, si bien en casos muy aislados se pueden utilizar con fines domésticos. Las energías renovables para edificios se sintetizan básicamente en tres: la biomasa, la geotermia y la solar térmica. Estas energías son las que nos proveerán de calor, y en el caso de la geotermia de frío y calor.

Biomasa

La energía procedente de la biomasa es versátil, ya que sirve para producir electricidad, calor o carburante y contrariamente a la electricidad es almacenable. Su utilización en los edificios se ve condicionada por la existencia de fabricantes de pellet (residuos de madera prensada), con la calidad adecuada.

A estos aspectos se ha de añadir las posibilidades que ofrece el edificio para su utilización. En nuestro país, existen pocos fabricantes de pellet dada la inexistencia de explotaciones de cultivos para la biomasa. La utilización de este tipo de combustible se produce en mayor medida en el entorno rural, para aplicaciones como la calefacción y agua caliente sanitaria.

Recientemente la biomasa ha sido noticia, por las declaraciones del premio Nobel de Química, Hartmut Michel, en referencia a la no neutralidad de las emisiones de CO2 de la biomasa, ya que siempre se ha defendido que el CO2 emitido por la combustión de la madera libera la misma cantidad de gases que los que absorbe el proceso de fotosíntesis de crecimiento de una planta. Para Michel, los combustibles de origen vegetal no son una buena opción para parar el cambio climático, puesto que no ahorran emisiones de CO2 y además contribuyen a la deforestación del planeta . Este aspecto , también fue noticia en la cumbre de Bali.

Solar térmica.

La tecnología térmica solar está a punto de llegar a su madurez. Esta tecnología intentó hace unos años, ser competitiva en la calefacción doméstica, principalmente en nuestro país. Las causas del poco éxito han sido: primero, la radiación solar es inversamente proporcional a las necesidades de calefacción de una vivienda, en segundo lugar, otro factor determinante ha sido su elevado coste motivado por la fuerte inversión inicial además del un elevado coste de mantenimiento de la instalación. Actualmente la energía térmica solar se utiliza básicamente en aplicaciones de agua caliente sanitaria, y es de obligado cumplimiento para las nuevas construcciones.

Geotermia

La energía geotérmica de alta entalpía o gran profundidad se utiliza para generar electricidad. El calor geotérmico de baja entalpía (poca profundidad) se utiliza para aplicaciones domésticas y en el sector terciario. Las bombas de calor de nueva generación utilizan intercambiadores de calor instalados a unos 100 metros bajo tierra y de esta manera se aprovecha la energía solar almacenada naturalmente en la corteza terrestre. Suecia, Alemania, Suiza, Austria y Francia han desarrollado planes nacionales para potenciar esta aplicación.

Dado el sentido reversible de la bomba de calor (puede dar calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria), hace que sea considerada como una energía con gran futuro en los países de clima más continental: en este caso España es uno de los países pioneros en el sistema de reversión. Podemos considerar el subsuelo a pequeñas profundidades como fuente de calor (energía), totalmente renovable e inagotable. Mediante un sistema de captación adecuado y una bomba de calor geotérmica, se consigue transferir calor de esta fuente de 15 grados (subsuelo) a otra de 50 grados, para ser utilizada en la calefacción y/o para agua caliente sanitaria.

Este sistema de climatización es altamente ecológico puesto que no hay ninguna combustión y por tanto sin emisiones de CO²

La eficiencia del sistema representa en el proceso un ahorro de más del 75% de los KW consumidos a los KW aportados. Esta eficiencia es un 50% más grande que los sistemas tradicionales de refrigeración con bombas de calor.

http://www.geotics.net/espanol/energias-renovables-edificios

Fachadas ventiladas

Ventajas que se ven

La fachada ventilada es un sistema de revestimiento para edificaciones que ofrece ventajas de instalación en el presente y ventajas de conservación en el futuro. Son ventajas que se ven y que se notan.

Con este sistema de fachada conseguimos, desde el punto de vista técnico, ventajas muy importantes:

Se reducen los movimientos de las estructuras de los edificios, ya que éstas no sufren las variaciones de temperatura exterior y las posibles dilataciones de las mismas.

Se restituye mejor el calor absorbido, ya que en ambientes con aislamiento en capas la temperatura es más constante en el tiempo.

Se requiere menor grosor de la pared porque no es necesaria la instalación de contraparedes.

Se consiguen gestiones de climatización con menores costes ya que las dispersiones son menores.

Se tiene mayor libertad para elegir el grosor del aislante térmico ya que la cámara de aire también hace las funciones del mismo.

Se consigue un mejor aislamiento acústico ya que la construcción en capas así lo permite.

Gracias a los nuevos materiales que se pueden utilizar en las fachadas ventiladas Dolcestone, el arquitecto se puede lucir en sus proyectos desde la primera impresión, ya que tiene más posibilidades a la hora de garantizar el valor estético del edificio debido a la amplia gama de colores y formatos de las placas.

Ventajas que se notan

Ventajas en la colocación. La colocación de la fachada la realizamos siempre en seco para impedir que los cambios atmosféricos afecten a la estructura del edificio una vez colocada. Nuestros equipos de instaladores especializados siguen el proyecto diseñado desde el principio.

Ventajas en la estructura metálica. La estructura metálica ha sido especialmente diseñada para sostener el paramento externo con total seguridad, permite las dilataciones y las posibles contracciones de los diferentes materiales. 

Para ello, las placas están separadas por una junta en cada uno de los planos. Esto, además de prevenir posibles movimientos de materiales debido a los cambios de temperatura, permite que cada perfil soporte el peso de la pieza que sostiene y la transmisión de cargas a cantos forjados.

Ventajas en la capa intermedia de aire ventilada. Gracias a la circulación de aire entre el paramento externo y el aislante, éste se encuentra siempre en condiciones totalmente óptimas. Esto supone la eliminación de la humedad de los muros y fluorescencias, y la reducción de la transmisión de calor hacia el interior en las estaciones más cálidas (que puede alcanzar en el Sur hasta 80º) y la transmisión del frío en las estaciones invernales. (que puede alcanzar los -15º en algunas zonas)

http://www.dolcestone.com/ventajas