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GUÍA PARA LA CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA
ESCENARIO EUROPEO
1. RESUMEN DE LAS DIRECTIVAS EUROPEAS
EN EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EDIFICIOS




INTRODUCCIÓN                              ...
Como está especificado en el artículo 7: “El certifica-
do de eficiencia energética de un edificio deberá incluir
valores ...
2. VISIÓN GENERAL DE LAS NORMAS EUROPEAS
RELATIVAS A LA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EDIFICIOS




INTRODUCCIÓN               ...
Por último, el uso de energía primaria o las emisiones CO2 asociadas con      el cálculo simplificado, mensual o estaciona...
Energética (es decir el requisito mínimo de eficiencia para nuevos edifi-       2.5 INSPECCIONES PERIÓDICAS DE LOS SISTEMA...
3. EL BALANCE DE ENERGÍA DE UN EDIFICIO




INTRODUCCIÓN                                                                  ...
que las paredes opacas (que fácilmente pueden tener valores de U más          residual) y en edificios industriales y come...
ma, es decir incluyendo energías auxiliares y pérdidas del sistema (EN
ISO 15603:2008, EN 15241:2007, 15243:2007, 15316 -X...
nes muy detalladas, 365 días de simulaciones, a métodos horarios más           sideración todos los posibles puentes térmi...
n. EN 15241:2007, Ventilation for buildings - Calculation methods            r. EN 15265:2007, Energy performance of build...
4. CERTIFICADO ENERGÉTICO DE UN EDIFICIO




INTRODUCCIÓN                                                                 ...
5. LAS MEJORES PRÁCTICAS APLICABLES




INTRODUCCIÓN                                                                 netre...
en verano en las estructuras en las que se insertan, potencialmente in-         5.4 CERTIFICACIÓN
crementando las pérdidas...
6. ALGUNOS EJEMPLOS DE BUENAS PRÁCTICAS




EJEMPLO DE BUENAS PRÁCTICAS EN FRANCIA                                        ...
6.7 BUENA PRÁCTICA 1: PAREDES EXTERNAS BIEN AISLADAS
                                                                     ...
El marco de viga del balcón,
                                                 evita que las vigas voladi-
                ...
6.11 RESUMEN DE LAS BUENAS PRÁCTICAS APLICADAS                                        6.13 BUENA PRÁCTICA 2: AISLAMIENTO T...
de verano, la apertura superior del muro se abre para sacar el aire caliente
                                             ...
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  1. 1. GUÍA PARA LA CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA
  2. 2. ESCENARIO EUROPEO
  3. 3. 1. RESUMEN DE LAS DIRECTIVAS EUROPEAS EN EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EDIFICIOS INTRODUCCIÓN El mismo artículo afirma: El problema del incremento de la eficiencia de energía en edificios ha “La presente Directiva establece requisitos en relación con: sido reconocido por la Comunidad Europea durante mucho tiempo, (a) el marco general de una metodología de cálculo de la eficiencia ener- dado que los edificios son responsables de aproximadamente el 40% gética integrada de los edificios; del consumo de energía en Europa. Con este propósito, la Directiva del (b) la aplicación de requisitos mínimos de eficiencia energética de los Consejo 93/76/EEC de 13 Septiembre 1993 mejoró la eficiencia de ener- edificios nuevos; gía (SAVE) limitando emisiones de dióxido de carbono y puso muchas (c) la aplicación de requisitos mínimos de eficiencia energética de gran- disposiciones sobre edificios, indicando explícitamente la necesidad de des edificios existentes que sean objeto de reformas importantes; aplicar acciones en los campos siguientes: (d) la certificación energética de edificios; y – la certificación de la energía de edificios, (e) la inspección periódica de calderas y sistemas de aire acondicionado – facturación de la calefacción, aire acondicionado y costes del agua ca- de edificios y, además, la evaluación del estado de la instalación de cale- liente sobre la base de consumo real facción con calderas de más de 15 años”. – la financiación de un tercer socio para inversiones de eficiencia de ener- gía en el sector público, 1.1.2 La fecha tope para la adopción – aislamiento térmico de edificios nuevos, La agenda para la transposición está descripta en el artículo 15 que de- – inspeccionar regularmente las calderas, clara: “Los Países Miembros pondrán en vigor las leyes, regulaciones y pro- – auditorías energéticas para actividades de alto consumo de energía. visiones administrativas necesarias para cumplir con esta Directiva no más tarde del 4 de Enero 2006........” Desafortunadamente, parece que este Esta Directiva no está vigente desde que ha sido revocada por la Direc- proceso ha requerido más tiempo para muchos países. tiva 2006/32/EC. Sus contenidos ha sido en gran medida reemplazados por la nueva legislación (es decir Dir. 2002/91/EC), resumida en el punto 1.1.3 Eficiencia energética de un edificio siguiente. En el artículo 2 de la Directiva, se da la siguiente definición: “ ‘eficiencia energética de un edificio’: la cantidad de energía consumida realmente 1.1. DIRECTIVA 2002/91/EC RELATIVA A LA EFICIENCIA o que se estime necesaria para satisfacer las distintas necesidades asocia- ENERGÉTICA DE LOS EDIFICIOS (EPBD) das a un uso estándar del edificio, que podrá incluir, entre otras cosas, la Como está indicado en el preámbulo de la Directiva, “La Directiva 93/76/ calefacción, el calentamiento del agua, la refrigeración, la ventilación y CEE del Consejo, de 13 de septiembre de 1993, relativa a la limitación de las la iluminación. emisiones de dióxido de carbono mediante la mejora de la eficacia energé- Dicha magnitud deberá quedar reflejada en uno o más indicadores cuan- tica (SAVE) […], comienza ahora a arrojar importantes efectos positivos”…” titativos calculados teniendo en cuenta el aislamiento, las características técnicas y de la instalación, el diseño y la orientación, en relación con los Sin embargo, se necesita un instrumento jurídico complementario que ins- aspectos climáticos, la exposición solar y la influencia de construcciones taure acciones más concretas con el fin de aprovechar el gran potencial de próximas, la generación de energía propia y otros factores, incluidas las ahorro de energía aún sin realizar y reducir las grandes diferencias que exis- condiciones ambientales interiores, que influyan en la demanda de energía; ten entre Estados miembros en este sector.” 1.1.4 La metodología de cálculo de la eficiencia energética Es decir, la implementación de la Directiva SAVE no fue completamente La Directiva, en el artículo 3, hace previsiones para la adopción de una satisfactoria: en particular, la certificación de energía de edificios tuvo metodología armonizada de cálculo que indica: una aplicación muy limitada. Por estas razones, ha sido adoptada la Di- “Los Estados miembros aplicarán, a escala nacional o regional, una me- rectiva 2002/91/EC. Los puntos más importantes considerados por esta todología de cálculo de la eficiencia energética de los edificios. directiva se han resumido brevemente en los párrafos siguientes. Dicha metodología se establecerá a escala nacional o regional. La eficiencia energética de un edificio se expresará de una forma clara y 1.1.1 Objetivo podrá incluir un indicador de emisiones de CO2”. Como está claramente indicado en el artículo 1, “El objetivo de la pre- sente Directiva es fomentar la eficiencia energética de los edificios de la 1.1.5 Certificado de eficiencia energética Comunidad, teniendo en cuenta las condiciones climáticas exteriores y las El certificado de la eficiencia energética de un edificio está definido, en particularidades locales, así como los requisitos ambientales interiores y la el artículo 2 de la Directiva, como: relación coste-eficacia.” “....un certificado reconocido por el País Miembro o por una persona legal de- signada por dicho país, e incluye el desempeño de energía de un edificio calculado según una metodología basada en las reglas inscriptas”. 5
  4. 4. Como está especificado en el artículo 7: “El certifica- do de eficiencia energética de un edificio deberá incluir valores de referencia tales como la normativa vigente y valoraciones comparativas, con el fin de que los consu- midores puedan comparar y evaluar la eficiencia ener- gética del edificio. El certificado deberá ir acompañado de recomendacio- 1.2.2 Requisitos de eficiencia nes para la mejora de la relación coste-eficacia de la eficiencia energética.”. Los requisitos mínimos de eficiencia para calderas, valorado en (máxi- mo) rendimiento y operando al 30 % de carga, están establecidos en el En el mismo artículo 7, se exponen las siguientes obligaciones: “Los Es- artículo 5 de la Directiva, como indica la tabla siguiente (tomada de la tados miembros velarán por que, cuando los edificios sean construidos, misma Directiva): vendidos o alquilados, se ponga a disposición del propietario o, por parte del propietario, a disposición del posible comprador o inquilino, según 1.3 Otras Directivas corresponda, un certificado de eficiencia energética. La validez del certifi- Otras Directivas que afectan el sector de construcción son mencionadas cado no excederá de 10 años” y “Los Estados miembros tomarán medidas a continuación que garanticen que en los edificios con una superficie útil total superior a A. Directiva 2004/8/EC del Parlamento Europeo y del Consejo del 11 1 000 m2 ocupados por autoridades públicas o instituciones que presten de Febrero 2004 para la promoción de la cogeneración basada en una servicios públicos a un número importante de personas y que, por consi- demanda útil de calor en el mercado interno de energía y enmendan- guiente, sean frecuentados habitualmente por ellas, se exhiba, en lugar do por la Directiva 92/42/EEC. Esta Directiva promueve “la alta eficiencia destacado y claramente visible por el público, un certificado energético de de cogeneración del calor y potencia basada en la demanda útil de calor y antigüedad no superior a 10 años”. ahorros primarios de energía....” con referencia explícita a nuevos edifi- Por lo tanto, está claro que, según esta Directiva, la certificación de cios con una superficie útil total de más de 1000 m2. Debe ser notado energía de un edificio tiene una función especial como un medio para que la cogeneración (también llamado CHP, “producción combinada de promover edificios eficientes en el uso y consumo de energía y el cer- calor y electricidad”) como sistema para lograr la eficiencia de energía tificado de eficiencia energética de un edificio es considerado un ins- para grandes edificios, es citada en el artículo 5 de Directiva 2002/91/ trumento muy importante para comunicar la eficiencia de la energía al EC. Además, la Directiva también toma en consideración unidades de público en general. micro- cogeneración (es decir unidades con una capacidad máxima de energía eléctrica menor de 50 kWe) que también puede ser de interés 1.2. DIRECTIVA 1992/42/EEC RELATIVA para edificios pequeños o de tamaños medianos. A LOS REQUISITOS DE RENDIMIENTO PARA LAS CALDERAS B. Directiva 2006/32/EC del Parlamento Europeo y del Consejo de 5 NUEVAS DE AGUA CALIENTE ALIMENTADAS CON Abril 2006 en la eficiencia del uso final de energía y servicios de energía COMBUSTIBLES LÍQUIDOS O GASEOSOS y que revoca el Consejo Directiva 93/76/EEC. Este es un Directiva de gran La Comunidad Europea ha tomado en consideración no sólo el desem- cobertura que apunta al mejoramiento de la energía rentable de eficien- peño de un edificio en su conjunto sino también la eficiencia de compo- cia por el usuario de energía en los Países miembros. Dentro de ella hay nentes del sistema de calefacción. De hecho esta Directiva sobre calderas, muchas provisiones aplicables a sectores terciarios y residenciales. El ar- posiblemente una de las primeras que afecta al sector de la construcción, tículo 17 revoca la Directiva 93/76/EEC. ha sido publicada para mejorar “la eficiencia de demanda final de energía”, para asegurar la “utilización prudente y racional de recursos naturales” y para Referencias eliminar “barreras técnicas”. Para lograr estos objetivos, han establecido re- a. Council Directive 92/42/EEC of 21 May 1992 on efficiency requirements for quisitos de eficiencia (comunes) para calderas vendidas e instaladas a tra- new hot-water boilers fired with liquid or gaseous fuels vés de toda Europa. Esta Directiva ha sido enmendada varias veces (por b. Council Directive 93/76/EEC of 13 September 1993 to limit carbon dioxide Directivas 93/68/EEC, 2004/8/EC, 2005/32/EC y 2008/28/EC) pero la mayo- emissions by improving energy efficiency (SAVE) ría de las principales reglas inscriptas se han quedado igual en gran parte. c. Directive 2002/91/EC of the European Parliament and of the Council of 16 December 2002 on the energy performance of buildings (EPBD) 1.2.1 Objetivo d. Directive 2004/8/EC of the European Parliament and of the Council of 11 Como esta indicado en el artículo 1: “Esta Directiva, que constituye una February 2004 on the promotion of cogeneration based on a useful heat acción dentro del programa SAVE, relativo a la promoción de eficiencia de demand in the internal energy market and amending Directive 92/42/EEC energía en la Comunidad, determina los requisitos de rendimiento aplica- e. Directive 2006/32/EC of the European Parliament and of the Council of 5 bles a calderas nuevas de agua caliente alimentadas con combustibles lí- April 2006 on energy end-use efficiency and energy services and repea- quidos o gaseosos de una potencia nominal igual o superior a 4 kW e igual ling Council Directive 93/76/EEC o inferior a 400 kW, denominadas en lo sucesivo “calderas””. 6
  5. 5. 2. VISIÓN GENERAL DE LAS NORMAS EUROPEAS RELATIVAS A LA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EDIFICIOS INTRODUCCIÓN de las opciones dadas, dependiendo de ello el propósito del cálculo, y el La aplicación práctica de todas las disposiciones de la Directiva 2002/91/ tipo y la complejidad de los edificios y sus servicios. EC, especialmente las que consideran la metodología de cálculo para evaluar el rendimiento energético, requiere normas técnicas para rea- Los cuatro componentes principales inscriptos en la Directiva están relacio- lizar estas tareas en una manera uniforme y coherente. Este aspecto es nados con: considerado expresamente en el preámbulo de la Directiva que, en el – metodología de cálculo; punto 11, estipula: “La Comisión piensa desarrollar aún más normas como – requisitos mínimos de eficiencia energética; la EN 832 y la prEN 13790, también considerando sistemas de aire acondi- – certificado de eficiencia energética; cionado e iluminación”. – inspecciones de calderas y aire acondicionado.” De hecho, la Comisión Europea y la Asociación Europea de Libre Comercio han mandado al CEN (Mandato M/343 - 2004) para preparar EN número Contenido una serie de normativa con el propósito de la armonización Europea de Energy use, for space heating, cooling, ventilation, la metodología para el cálculo del desempeño de energía de edificios domestic hot water and lighting, inclusive of system para ayudar a los Países Miembros a implementar la Directiva 2002/91/ EN 15603 losses and auxiliary energy; and definition of energy EC de una manera coherente. Siguiendo el mandato M343, el CEN ha ratings revisado muchas normativas existentes y ha preparado algunas nuevas, Ways of expressing energy performance (for the teniendo como resultado más de 40 documentos listados en el “Umbrella energy certificate) and ways of expressing require- Document” (CEN/TR 15615:2008). Estos incluyen 28 nuevas normas EN 15217 ments (for regulations); content and format of ener- EN, 4 nuevas normas EN ISO y más de 15 normas han sido revisadas. gy performance certificate Una descripción completa del conjunto de normas preparadas puede EN 15378 Boiler inspections ser encontrada en el documento CEN/TR 15615:2008 Explicación de EN 15240 Air-conditioning inspections la relación general entre varias normas Europeas y la Directiva relativa a la Energy needs for heating and cooling (ta- Eficiencia Energética en los edificios (EPBD) – Umbrella Document. EN ISO 13790 king account of losses and gains) Tabla 2.1 – Visión general de las normas de “alto nivel” (de CEN/TR 15615:2008) 2.1 CEN LOS COMITÉS INVOLUCRADOS Como está indicado en el CEN/TR 15615:2008: Los Comités Técnicos de 2.3 LA METODOLOGÍA PARA CALCULAR LA EFICIENCIA CEN que participaron en la preparación de los documentos son: ENERGÉTICA – CEN/TC 89 Eficiencia térmica de edificios y de componentes de construc- Como muestra la Figura 2.1, el proceso de cálculo debe comenzar con una ción; evaluación de la energía necesaria para cumplir los requisitos del usuario para – CEN/TC 156 Ventilación para edificios; la calefacción, refrigeración, e iluminación [1], y continúa incluyendo las ga- – CEN/TC 169 Luz e iluminación; nancias “naturales” de energía [2], y obtener la energía necesaria del edificio – CEN/TC 228 Sistemas de calefacción en edificios; [3]. Entonces es posible estimar la energía suministrada, registrada separada- – CEN/TC 247 Automatización de construcción, gestión de controles mente por cada portador de energía e incluye la energía auxiliar [4], resta la y edificios. energía renovable producida localmente en el mismo edificio [5], y agrega la El proceso ha sido supervisado por CEN/BT TF 173, grupo dedicado a los energía generada, producida localmente y exportada al mercado [6]. proyectos de eficiencia energética en edificios, que coordinó el trabajo para Finally, the primary energy usage or the CO2 emissions associated with asegurar que los estándares preparados en los comités diferentes se comu- nicaran uno con el otro en una manera apropiada. 2.2 VISIÓN GENERAL DE LA RELACIÓN DE LOS ESTÁNDARES CON LA DIRECTIVA 2002/91/EC La metodología para el cálculo de la eficiencia de energía en edificios debe seguir el marco general inscripto en el Anexo al Directiva 2002/917EC. Mientras varias normas cubren aspectos específicos del proceso de cál- culo, las normas listadas en la Tabla 2.1, agrupan los diferentes aspectos relacionados a las cuatro áreas principales cubiertas por el EPBD. En el CEN/TR 15615:2008 se explica que: “El objetivo principal de estas normas es facilitar la implementación de la Directiva en Países Miem- Figura 2.1 – Ilustración esquemática bros. ...........Es la responsabilidad de cada nación seleccionar una o más del proceso de cálculo (del Umbrella Document versión V5) 7
  6. 6. Por último, el uso de energía primaria o las emisiones CO2 asociadas con el cálculo simplificado, mensual o estacional; el edificio [7] puede ser obtenido, junto con la energía primaria o emisio- el cálculo simplificado por hora; nes CO2 asociadas con la generación local, que es utilizada localmente cálculo detallado; [8], y la energía primaria o los ahorros de CO2 asociados con la energía exportada al mercado [9], que es así restado de [7]. que puede ser escogido según criterios pertinentes relacionado al propósito del cálculo, como edificios nuevos o existentes o el tipo y/o la complejidad del edificio y sus servicios. Los cálculos están basados en condiciones de espe- cificadas limitaciones del clima interno (EN 15251) y externo. Los métodos simplificados del cálculo son especificados completamente en el EN ISO 13790. Los métodos detallados del cálculo no son especifi- cados completamente en EN ISO 13790, pero cual- quier implementación tiene que ser validada según los criterios en EN 15265 y las condiciones de entrada y limitaciones deben de ser consistentes con los mé- todos completamente especificados. Los criterios de zonificación (aplicables a todos los méto- dos de cálculo) están descritos en la norma EN ISO 13790. Las características de los sistemas técnicos del edifi- cio son incluidos a través de: – sistemas de calefacción, EN 15316-1, EN 15316-2-1, EN 15316-2-3, EN 15316-4 (varias partes) y EN 15377; – sistemas de refrigeración, EN 15243; – agua caliente sanitaria, EN 15316-3 (varias partes); Figura 2.2 – La metodología para calcular la eficiencia energética – ventilación, EN 15241; (de CEN/TR 15615:2008) – iluminación, EN 15193; – sistemas de automatización y control integrado, UNI EN 15232 En años pasados, la energía necesaria para calentar y enfriar han sido 2.4 CERTIFICADO DE EFICIENCIA ENERGÉTICA calculadas según: Como está ilustrado en el CEN/TR 15615:2008: “El contenido indicativo del certificado de eficiencia energética esta inscripto en la norma EN 15217. EN 832:1998 “Thermal performance of buildings- Calculation of energy Esta norma también incluye la definición del indicador de eficiencia ener- use for heating- Residential buildings” (ya no vigente). gética y opciones diferentes para la clasificación de la eficiencia energética. EN ISO 13790:2004 “Thermal performance of buildings - Calculation of ener- La norma EN 15603 proporciona las clasificaciones para definir la eficiencia gy use for space heating” (reemplazo de EN 832 – aplica a todos edificios) energética. Las categorías para los fines de certificación son: – evaluación calculada, basada en el calculo de energía consumida Hoy, los datos necesarios para la certificación de energía deben ser ob- bajo condiciones estandarizadas de ocupación; tenidos según: – evaluación medida, basada en la energía medida” EN ISO 13790:2008 “Thermal performance of buildings - Calculation of Según la norma EN 15217, pueden ser utilizados formatos diferentes de energy use for space heating and cooling” (actualización de EN ISO certificado. 13790 – también aplica a las necesidades de refrigeración) El Anexo B de la norma EN 15217, sugiere utilizar una clasificación de Como está indicado en CEN/TR 15615:2008: EN ISO 13790 tiene en cuenta siete clases (A-G) distribuidas de tal manera que el límite entre la Clase B diferentes niveles de complejidad, y la Clase C corresponde a la referencia de la Regulación de la Eficiencia 8
  7. 7. Energética (es decir el requisito mínimo de eficiencia para nuevos edifi- 2.5 INSPECCIONES PERIÓDICAS DE LOS SISTEMAS DEL EDIFICIO cios) y el límite entre la Clase D y Clase E corresponde a las referencias Las normas que tratan sobre inspecciones periódicas son: de los edificios existentes (es decir la eficiencia energética alcanzada por – para sistemas de calefacción (y calderas): EN 15378 aproximadamente 50% de los edificios que ya existen). – para sistemas de aire acondicionado: EN 15240 – para sistemas de ventilación (no explícitamente considerado en Un par de ejemplos del certificado, tomado del Anexo C de esta norma, EPBD) EN 15239 son mostrados en Figuras 2.3 y 2.4. Referencias a. CEN/TR 15615:2008, Explanation of the general relationship between various European standards and the Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) - Umbrella Document b. EN ISO 13790:2008, Energy performance of buildings - Calculation of energy use for space heating and cooling) c. EN 15193:2007, Energy performance of buildings - Energy requirements for lighting d. EN 15217:2007, Energy performance of buildings - Methods for expressing energy performance and for energy certification of buildings e. EN 15232:2007, Energy performance of buildings - Impact of Building Automation, Controls and Building Management f. EN 15239:2007, Ventilation for buildings - Energy performance of buildings - Guidelines for inspection of ventilation systems g. EN 15240:2007, Ventilation for buildings - Energy performance of buildings - Guidelines for inspection of air-conditioning systems Figura 2.3 – Ejemplo del certificado con indicadores y clasificación (de EN h. EN 15241:2007, Ventilation for buildings - Calculation methods 15217:2007) for energy losses due to ventilation and infiltration in commercial buildings i. EN 15243:2007, Ventilation for buildings - Calculation of room temperatures and of load and energy for buildings with room conditioning systems j. EN 15251:2007, Indoor environmental input parameters for design and assessment of energy performance of buildings addressing indoor air quality, thermal environment, lighting and acoustics k. EN 15265:2007, Energy performance of buildings - Calculation of energy needs for space heating and cooling using dynamic methods – General criteria and validation procedures l. EN 15316 -x-x :2007/2008, Heating systems in buildings - Method for calculation of system energy requirements and system efficiencies Various parts m. EN 15377 -1,2,3 :2007, Heating systems in buildings - Design of embedded water based surface heating and cooling systems Parts 1-3 n. EN 15378:2007, Heating systems in buildings - Inspection of boilers and heating systems o. EN 15603:2008, Energy performance of buildings - Overall energy use and definition of energy ratings Figura 2.4 – Ejemplo del certificado con 1 indicador sin clasificación (de EN 15217:2007) 9
  8. 8. 3. EL BALANCE DE ENERGÍA DE UN EDIFICIO INTRODUCCIÓN ma de agua caliente etc. También puede incluir ganancias negativas Como está indicado en los capítulos anteriores, una consecuencia de la de disipadores de calor como los sistemas de refrigeración etc. Directiva 2002/91/EC ha sido la preparación de muchos estándares por – Las ganancias solares de calor directamente por ventanas o indirec- CEN que tratan del cálculo de la eficiencia energética de un edificio. Mu- tamente por paredes opacas. chas personas pueden considerar molestas las dificultades implicadas – El calor almacenado o soltado por las estructuras del edificio. o ven los cálculos como un mero papeleo burocrático. En la realidad, el – El balance entonces es cerrado por la energía suministrada por el balance energético de un edificio puede ser un instrumento muy útil sistema de calefacción (EN 15316 -X-X :2007/2008, 15232:2007) para para el diseño de un nuevo edificio, o para cuando se considera la mejor alcanzar el punto fijo de temperatura interna en invierno (EN ISO estrategia en renovar un edificio existente. 15251:2007) o por la energía extraída por el sistema de refrigeración (EN, 15243:2007) para mantener el punto fijo de temperatura en 3.1 BALANCE ENERGÉTICO DE UN EDIFICIO verano (EN ISO 15251:2007), incluyendo pérdidas en el sistema(s) y El balance térmico de un edificio incluye varios términos que pueden energía auxiliar, y deduciendo energía renovable captada localmente ser divididos en las tres siguientes clases principales: 1) energía utili- (por ejemplo, paneles solares). zada para calefacción, refrigeración y ventilación (EN ISO 13790:2008, 13789:2007); 2) energía utilizada para la preparación del agua caliente 3.1.2 Energía para agua caliente sanitaria sanitaria (EN 15316 parte 3-1, 3-2 y 3-3:2007); 3) energía utilizada para Este aspecto tiene en cuenta la energía utilizada para la preparación y la iluminación (EN 15193:2007). El procedimiento del cálculo puede seguir distribución de agua caliente sanitaria, incluyendo pérdidas del sistema métodos simplificados de estado cuasi estacionario que típicamente y energía auxiliar, y deduciendo la energía renovable captada localmen- calculan el equilibrio térmico cada mes (o hasta una estación completa) te (por ejemplo, paneles solares). o son realizados con una simulación dinámica y detallada que calcula el equilibrio térmico repetidamente sobre períodos cortos y considerando 3.1.3 Energía para iluminación el calor almacenado o liberado a causa de la inercia térmica de las es- Este término tiene en cuenta la energía utilizada para iluminación (que tructuras de los edificios. Las regulaciones nacionales actuales requieren es una función del suministro de luz del día), incluyendo energía parasí- generalmente sólo el (simplificado, sobre una base mensual) cálculo de tica (EN ISO 15193:2007). la energía necesaria para la calefacción de invierno, y, a veces, para la producción de agua caliente sanitaria, pero esto debe cambiar en los 3.2 ESTUDIO DEL BALANCE ENERGÉTICO DE UN EDIFICIO próximos años. Está más allá del alcance de esta guía entrar en los detalles del estudio del balance de energía del edificio, que implica asuntos especializados, 3.1.1 Uso de energía para calefacción y refrigeración como por ejemplo, considerar las pérdidas de calor hacia el terreno o Incluye los términos siguientes (EN ISO 13790:2008). hacia espacios sin calefactar, así cómo justificar los diferentes tipos de – La transferencia de calor entre el espacio interno (climatizado) y el puentes térmicos, o calcular las pérdidas asociadas con la conversión de ambiente externo (EN ISO 13789:2007). Está controlado por la dife- energía en el sistema de calefacción. Por estos motivos el lector intere- rencia entre la temperatura interna y externa. Los componentes im- sado es referido a los estándares Europeos. El objetivo de este informe plicados son la parte opaca del envoltorio del edificio (paredes, los es proporcionar una visión general del balance de energía en edificios. suelos, etc. de tejado. -EN ISO 6946:2007, 13370:2007) y la parte semi- transparente de la envolvente del edificio (ventanas - EN ISO 10077- 3.2.1 Transferencia térmica 1:2006, 10077-2:2003); además, también los puentes térmicos deben Las pérdidas de calor por la envolvente del edificio (EN ISO 13789:2007) ser justificados (EN ISO 10211:2007, 14683:2007). sucede por los siguientes tres caminos: – El intercambio de calor entre espacios contiguos (a causa de transmi- – Transferencia de calor por superficies opacas (por ejemplo paredes, el sión y ventilación). Está controlado por la diferencia de temperatura tejado, los suelos): este es el más simple de controlar utilizando valo- entre el espacio interno (climatizado) y el espacio contiguo (posible- res bajos de U (EN ISO 6946:2007), eso es, aumentando el espesor de mente no calefactado/no acondicionado). las capas de aislamiento, y en edificios nuevos raramente es un pro- – La transferencia del calor por ventilación (EN ISO 13789:2007): tam- blema. Se puede encontrar alguna dificultad al renovar o modernizar bién depende de la diferencia entre la temperatura interna y externa. edificios existentes a causa de limitaciones de espacio; La ventilación del espacio puede ser obtenida por ventilación natural – Transferencia de calor por elementos de vidrio (por ejemplo ventanas - EN o por un sistema mecánico de ventilación (EN 15241:2007), en ese ISO 10077-1:2006, 10077-2:2003): la amplia disponibilidad de cristales caso, hay necesidades adicionales de energía que tienen que ser Low-E (bajo emisivos) permite obtener valores de U mucho más bajos cumplidas (por ejemplo energía para motores de ventilador). que en el pasado, tanto para nuevas construcciones como en la reno- – Las ganancias internas de calor debido a los electrodomésticos, ilu- vación de edificios existentes. Por otro lado, los vidrios bajo emisivos minación, personas, pérdidas de la calefacción de espacios y/o siste- generalmente tienen un valor de U entre 1 - 1.5 Wm-2 K-1, 3 veces mayor 10
  9. 9. que las paredes opacas (que fácilmente pueden tener valores de U más residual) y en edificios industriales y comerciales por los procesos y pro- bajos que 0.3 - 0.4 Wm-2 K-1). Por lo tanto, se debe alcanzar un compromi- ductos. Para edificios residenciales, las ganancias internas de calor son so razonable entre el suministro de luz diurna y las ganancias solares en evaluadas generalmente suponiendo valores que son establecidos a ni- invierno por un lado, y el aumento de las pérdidas de calor y ganancias vel nacional, típicamente entre 2-5 W/m2. Para edificios no residenciales, solares de calor (no deseadas) en el verano por el otro lado. ellos pueden ser evaluados según EN 13779:2004. – Transferencia de calor por puentes térmicos (es decir partes de la envol- vente del edificio donde el flujo de calor aumenta localmente a causa 3.2.4 Ganancias de calor solar de forma y/o cambio del espesor y/o la intersección entre materiales Las ganancias de calor solar de un edificio suceden principalmente por los diferentes - EN ISO 10211:2007, 14683:2007): antes considerado un elementos vidriados (por ejemplo ventanas). Son el resultado de la radia- asunto secundario, ahora la pérdida de calor debido a puentes térmi- ción disponible en la posición del edificio, la orientación de las superficies cos llega a ser un problema mayor. De hecho, la tendencia a disminuir que recogen calor, la sombra, la transmitancia solar de los elementos de los valores de U de ventanas y paredes opacas (y por ello entonces, la vidrio, y de las propiedades térmicas de las áreas expuestas. Durante el transferencia de calor por tales superficies) causa que los puentes tér- invierno, las ganancias de calor solar pueden cubrir una fracción conside- micos lleguen a ser una causa mayor de pérdida de calor. Para realizar rable de la energía necesaria para la calefacción si las superficies de vidrio una estimación de consumo de energía fiable, deben ser identifica- son distribuidas apropiadamente (además, la luz diurna también debe ser dos apropiadamente y considerados en el cálculo. considerada). En la temporada de verano, se utiliza una protección apro- piada contra el sol para controlar las (generalmente no deseadas) ganan- 3.2.2 Ventilación cias de calor solar a través de los elementos vidriados. Las pérdidas debido a ventilación (EN ISO 13789:2007) surgen de la nece- Las ganancias netas del calor solar a través de la porción opaca de la sidad de calentar/enfriar el aire externo para subir/bajar la temperatura al envolvente del edificio son generalmente insignificantes durante el in- valor de confort tal y como es sugerido por EN ISO 15251:2007. Cuando se vierno. Ellas pueden en cambio, llegar a ser un factor importante en el utiliza un sistema ventilación mecánica (EN 15241:2007), las renovaciones período del verano, afectando al confort térmico y a las necesidades de de aire previstas se conocen con una certeza razonable (EN 13779:2004, refrigeración, especialmente como consecuencia de las ganancias sola- 15242:2007). La ventilación natural (es decir la que se obtiene abriendo res de calor por la cubierta. ventanas) también puede ser estimada (EN 15242:2007). Para edificios re- sidenciales, las pérdidas de calor por ventilación natural son evaluadas ge- 3.2.5 Capacidad térmica de la estructura del edificio neralmente asumiendo un valor convencional para la renovación de aire Las estructuras del edificio pueden actuar como almacenamiento (ca- de 0.5 rah (renovaciones por hora), establecido a nivel nacional. Si esto es pacitancia), donde el calor puede ser almacenado dinámicamente un valor realista o no, es un asunto para debate. Dependiendo del clima, y puede ser liberado con el tiempo. Estas capacidades a menudo son las pérdidas de ventilación pueden justificar una gran parte de la deman- llamadas “características térmicas dinámicas” o “parámetros dinámicos” da de energía para calefacción de un edificio recientemente construido porque afectan a la conducta de un edificio en el régimen variable (EN (alrededor de 20-30 kWh m-2 año-1). Para reducir ésta pérdida es posible ISO 13786:2007, 13789:2007) y no cuando las cosas no cambian, es decir limitar las renovaciones del aire, aunque esto no es recomendado (renova- en el estado de equilibrio. Ya que la mayoría de los componentes de los ciones inferiores a 0.3-0.4 rah pueden llevar a un IAQ inaceptable - calidad edificios tienen casi el mismo valor de capacidad calorífica específica, del aire interior), o recuperar el calor del flujo de aire expulsado (bastante aproximadamente de 1000 J/ (kg K), la capacidad calorífica de las estruc- fácil si se utiliza un sistema de ventilación mecánico). Una posible estrate- turas de los edificios es directamente proporcional a su masa. La capa- gia, es asegurar la estanqueidad del edificio y asegurar la ventilación con cidad térmica de un edificio (a veces referido como masa térmica) es de un sistema mecánico, que incluye un intercambiador de calor entre el aire mayor importancia debido a dos puntos: (1) la capacidad de aprovechar expulsado y el aire fresco entrante. ganancias de calor en el invierno (solares e internas); y (2) la capacidad En la temporada de verano durante los períodos del día cuando la tempe- de suavizar las temperaturas máximas en el verano. ratura del aire externa es más baja que la interna, la ventilación puede ser una manera efectiva de eliminar calor del edificio, como sucede general- 3.2.6 Energía necesaria por sistemas de HVAC mente durante la noche y a primeras horas de la mañana. Para mantener las condiciones de confort adecuadas dentro de un edi- ficio (EN ISO 15251:2007), se puede requerir un sistema de HVAC que 3.2.3 Ganancias de calor internas suministre energía al edificio durante la temporada de invierno o que Las ganancias internas de calor son producidas generalmente por el me- quite energía durante el período de verano. Además si hay un sistema tabolismo de personas que viven en el edificio, los aparatos eléctricos de ventilación mecánica, se requiere energía para el funcionamiento de y la iluminación. Además, puede haber calor disipado/ absorbido por los ventiladores. La energía total (primaria) necesaria para los sistemas sistemas mecánicos (calefacción, ventilación y refrigeración), sistemas debe ser calculada teniendo en cuenta la eficiencia verdadera de los de distribución/colección de agua (agua caliente, agua de red y agua diferentes componentes (por ejemplo calderas, neveras, etc) del siste- 11
  10. 10. ma, es decir incluyendo energías auxiliares y pérdidas del sistema (EN ISO 15603:2008, EN 15241:2007, 15243:2007, 15316 -X-X :2007/2008). La energía solar o eólica recogida localmente no está considerada en el balance de energía del edificio (es decir, no se agrega cuando se calcula la energía primaria total suministrada a un edificio en forma de combus- tible o electricidad). Entonces para minimizar la demanda de energía pri- maria de un edificio, no es suficiente con limitar la energía necesaria para la calefacción y refrigeración, sino que además son requeridos sistemas de generación de alta eficiencia (como calderas de condensación), siste- mas de distribución de bajas pérdidas (por ejemplo, tuberías bien aisla- das) y energías renovables capturadas localmente. 3.2.7 Agua caliente sanitaria La energía necesaria para obtener agua caliente sanitaria es función del volumen de agua necesaria, de la temperatura del suministro de agua fría y de las características del sistema de generación y distribución (EN 15316 parte 3-1, 3-2 y 3-3: 2007). Para edificios residenciales (por ejem- Figura 3.2 –Representación esquemática del balance de energía de un edificio nuevo (“de baja-energía”) (es asumido que la temperatura media del aire exte- plo viviendas individuales), el volumen de agua caliente sanitaria es ge- rior y la humedad relativa en el verano son tales que las cargas de transmisión neralmente un valor convencional asumido, basado en la superficie total y ventilación son negativas) o el número de ocupantes, establecido a nivel nacional. Los colectores solares pueden cubrir una fracción substancial de la energía necesaria 3.3 METODOLOGÍAS DE CÁLCULO para la obtención de agua caliente sanitaria. Como ha sido indicado anteriormente (3.1), hay dos métodos básicos de cálculo: métodos cuasiestacionarios y los métodos dinámicos. 3.2.8 Iluminación Los métodos cuasiestacionarios calculan el balance térmico en periodos La energía utilizada por un edificio para iluminación puede ser calculada largos (un mes o una estación completa) y tienen en cuenta “efectos di- por la potencia de iluminación que está instalada (luminarias y parasita- námicos” (es decir la capacidad térmica del edificio [ver 3.2.5]) por un ria), la disponibilidad de luz natural y el grado de ocupación del edificio factor de utilización evaluado empíricamente (cuyo símbolo es η). En (EN ISO 15193:2007). Las instalaciones de iluminación fijas (y por lo tan- invierno, el factor de utilización tiene en cuenta que las ganancias de to la potencia instalada) deben asegurar la luz adecuada para permitir calor (solar e interna) sólo reducen en parte la energía necesaria para ca- a personas realizar tareas visuales sin peligro y eficientemente (EN ISO lefacción: por ejemplo, la ganacia excesiva de calor solar podría llevar a 15251:2007, EN 12464-1:2002). Para edificios existentes, se recomiendan un recalentamiento indeseable de una habitación. Un enfoque similar es medidas directas de circuitos de iluminación. Para edificios residenciales, utilizado para las pérdidas térmicas debidas a la ventilación y a la trans- generalmente los cálculos de la energía para iluminación no son reque- ferencia de calor durante el período de verano (pero hasta la fecha, la determinación del factor de utilización para pérdidas de calor no ha sido validada de una manera satisfactoria a nivel nacional teniendo en cuen- ta las diferentes condiciones del clima). Esta clase de método ha estado en uso por mucho tiempo, y da resultados razonablemente exactos so- bre la energía anual necesaria para la calefacción. El EN ISO 13790:2008 proporciona una descripción completa de un método cuasiestacionario calculado mensualmente (y da la opción a utilizar un método estacio- nal). Este es el enfoque normalmente utilizado para evaluar el uso de energía de calefacción en un edificio residencial. En cambio, los métodos dinámicos, evalúan el balance energético de un edificio en tiempos pequeños (típicamente una hora) y explícitamente tiene en cuenta los efectos del calor acumulado y liberado en la masa del edificio a causa de su capacidad térmica. Los métodos dinámicos mode- lan la transmisión de calor por la envolvente del edificio, las pérdidas de calor debidas a la ventilación, el almacenamiento/liberación de calor en Figura 3.1 –Representación esquemática del balance de energía de un edificio la estructura del edificio y las ganancias de calor internas y solares en existente (no “de baja-energía”) (se asume que la temperatura media del aire ex- terior y la humedad relativa en verano son tales que las cargas de transmisión y cada zona del edificio. El enfoque utilizado puede variar entre simulacio- ridos. ventilación son negativas) 12
  11. 11. nes muy detalladas, 365 días de simulaciones, a métodos horarios más sideración todos los posibles puentes térmicos (esquinas, marcos de simples que toman en consideración un día de referencia. Las indica- ventana, balcones, vigas, etc.) examinando las posibles alternativas de ciones acerca de los criterios de desempeño y requisitos para métodos aislamiento. detallados dinámicos pueden ser encontradas en el EN 15265:2007. Las actividades anteriores deben ser iteradas varias veces, cada vez Datos de entrada y salida estandarizada y las condiciones limitadas son comprobando la influencia de las opciones de diseño sobre el compor- especificados en EN ISO 13790:2008 para asegurar la compatibilidad tamiento energético total y analizando las diferentes partes que forman y consistencia entre diferentes métodos dinámicos. Además, EN ISO el balance de energía para comprender la importancia relativa de cada 13790:2008 especifica completamente un método simple por hora que parte (pérdidas de calor por componentes planos opacos de la envol- modela cada zona del edificio como una red de cinco resistencias y un vente, puentes térmicos, superficies vidriadas, ganancias térmicas, etc.), condensador de capacidad (5R1C) con tres-nodos. y decidir que acciones emprender. La elección del método apropiado para la preparación del balance ener- Cuando la demanda de energía para la calefacción (y si se da el caso gético depende del edificio considerado (tamaño, principal destino, el para la refrigeración) está dentro del objetivo deseado, se puede opti- número de ocupantes, horario de ocupación, etc.). Para edificios resi- mizar el sistema de calefacción (o el HVAC) y el sistema de agua caliente denciales con menor o ninguna refrigeración durante el verano, los mé- sanitario (por ejemplo incluyendo fuentes de energía renovables, como todos cuasiestacionarios para los cálculos de la energía necesaria para la solar y geotérmica, y/o seleccionando componentes de alta eficiencia). calefacción y agua caliente doméstica, son a menudo apropiados. Para La fase de la optimización de sistemas también puede requerir algunas edificios comerciales grandes, con planos complicados de HVAC, inmen- iteraciones. sa cargas de refrigeración y con muchos ocupantes, una detallada simu- lación dinámica probablemente es requerida. El mismo enfoque puede evidentemente ser aplicado en la concepción de las rehabilitaciones energéticas de edificios y en la gestión de la ener- 3.4 BALANCE ENERGÉTICO DE UN EDIFICIO COMO gía. INSTRUMENTO DE DISEÑO El cálculo del balance energético de un edificio permite al usuario saber Referencias el uso general de energía y valorar entonces la eficiencia energética del a. EN ISO 6946:2007, Building components and building elements — edificio. Esto no sólo debe ser un requisito legal con el propósito de ob- Thermal resistance and thermal transmittance — Calculation method tener un permiso de obras y/o un certificado de certificación de energía, b. EN ISO 10077-1:2006, Thermal performance of windows, doors and sino también un instrumento muy útil de optimización del diseño de shutters - Calculation of thermal transmittance - Part 1: General nuevos edificios o para la planificación de una rehabilitación. c. EN ISO 10077-2:2003, Thermal performance of windows, doors and Para obtener este resultado, es requerida una cooperación cercana entre shutters - Calculation of thermal transmittance - Part 2: Numerical la(s) persona(s) que preparan el balance energético y el equipo de dise- method for frames ño, dado que el balance energético debe ser preparado simultáneamen- d. EN ISO 10211:2007, Thermal bridges in building construction - Heat te con el diseño. Puede ser útil establecer un objetivo de eficiencia ener- flows and surface temperatures - Detailed calculations gética al principio de un proyecto, quizás en función de la clasificación e. EN 12464-1:2002, Light and lighting — Lighting of work places — de la eficiencia tal y como está mencionado en el punto 2.4. Part 1: Indoor work places El punto más importante es comenzar preparando el balance energético f. EN ISO 13370:2007, Thermal performance of buildings - Heat transfer al inicio del proceso, cuando el diseño está en su fase inicial: los cambios via the ground - Calculation methods de diseño incitados por la consideración de la eficiencia energética tie- g. EN ISO 13779:2004, Ventilation for non-residential buildings – Performance nen costes asociados muy bajos o inexistentes, cuando ellos son aplica- requirements for ventilation and room-conditioning systems dos en la fase inicial de diseño, pero los costes adicionales pueden crecer h. EN ISO 13786:2007, Thermal performance of building components de manera exponencial con el progreso del proyecto. — Dynamic thermal characteristics — Calculation methods Una vez que la disposición del edificio ha sido perfilada, se debe realizar i. EN ISO 13789:2007, Thermal performance of buildings - Transmission un esfuerzo para determinar la orientación óptima para las condiciones and ventilation heat transfer coefficients - Calculation method climáticas locales. Se debe garantizar la optimización de la captación de j. EN ISO 13790:2008, Energy performance of buildings - Calculation of energía solar activa (térmica y/o fotovoltaica): áreas apropiadas, con la energy use for space heating and cooling) orientación y la pendiente adecuadas. k. EN ISO 14683:2007, Thermal bridges in building construction - Linear La ubicación y el tamaño de las ventanas debe ser optimizado cuida- thermal transmittance - Simplified methods and default values dosamente, teniendo en cuenta las pérdidas de calor, ganancias solares l. EN 15193:2007, Energy performance of buildings - Energy (deseadas en invierno y no deseadas en verano) e iluminación natural requirements for lighting diurna. La influencia del tipo de vidrio también debe ser analizada. m. EN 15232:2007, Energy performance of buildings - Impact of Building La envolvente del edificio también debe ser diseñada tomando en con- Automation, Controls and Building Management 13
  12. 12. n. EN 15241:2007, Ventilation for buildings - Calculation methods r. EN 15265:2007, Energy performance of buildings - Calculation of for energy losses due to ventilation and infiltration in commercial energy needs for space heating and cooling using dynamic methods buildings – General criteria and validation procedures o. EN 15242:2007, Ventilation for buildings - Calculation methods for s. EN 15316 -x-x :2007/2008, Heating systems in buildings - Method for the determination of air flow rates in buildings including infiltration calculation of system energy requirements and system efficiencies - p. EN 15243:2007, Ventilation for buildings - Calculation of room Various parts temperatures and of load and energy for buildings with room t. EN 15377 -1,2,3 :2007, Heating systems in buildings - Design of conditioning systems embedded water based surface heating and cooling systems q. EN 15251:2007, Indoor environmental input parameters for design Parts 1-3 and assessment of energy performance of buildings addressing u. EN 15603:2008, Energy performance of buildings - Overall energy indoor air quality, thermal environment, lighting and acoustics use and definition of energy ratings 14
  13. 13. 4. CERTIFICADO ENERGÉTICO DE UN EDIFICIO INTRODUCCIÓN de necesidades de energía. Puede ser razonable esperar que el uso de la certificación de la eficien- Algunos ejemplos incluyen: cia energética esté ampliamente implantado en los próximos años. Es – el consumo de energía para la calefacción del espacio basado en el sumamente probable que el certificado de energía incluya una especie comportamiento de la envolvente (para la transferencia de calor y de clasificación de energía que exprese la clasificación de un edificio de ventilación); una forma fácil de comunicar y comprender aún para el profano en la – consumo total de energía para la calefacción del espacio basado en materia. Esto es muy importante para conducir el mercado de edificio el consumo de energía primaria (incluyendo pérdidas en el sistema hacia una mejor calidad. Este asunto es critico porque la clasificación es de calefacción); en muchos sentidos un proceso complejo, dirigido a comunicara al usua- – consumo total de energía para la calefacción del espacio y agua ca- rio final, de una manera simple y eficaz, el nivel de eficiencia energética. liente sanitaria basado en el consumo de energía primaria (incluyen- do pérdidas en el sistema de calefacción); 4.1 INDICADOR DE LA EFICIENCIA Para valorar la eficiencia energética de un edificio, el punto de partida Debe ser claro que la comparación puede ser realizada sólo entre índices es el balance energético mencionado anteriormente; para edificios exis- análogos. Por esta razón, debería ser declarado claramente lo que es in- tentes como alternativa se puede medir el uso de energía real. Sin em- cluido realmente en una etiqueta de energía y lo que no es. bargo para comunicarlo efectivamente, la eficiencia de un edificio por lo general es traducido a un sólo (síntesis) índice o a una lista muy corta de 4.3 VALORES CONVENCIONALES índices (el parámetro que con más frecuencia es usado, es la proporción La eficiencia de un edificio es evaluado en un clima estándar con un de energía usada respecto a la superficie de suelo que a menudo es me- modelo de uso estándar. En realidad, hay oscilaciones meteorológicas y 2 dido en kWh/m ) (EN 15217:2007). Este índice es entonces contextuali- variados comportamientos del usuario final. En este caso, la advertencia zado en una escala (para que sea visualmente evidente la ubicación del preventiva usada en el mercado de coches “su kilometraje puede variar” índice entre el mínimo y el máximo de la escala de eficiencia) o asignado también aplica en el contexto de edificios. a una única clase seleccionada dentro de un número limitado de clases El verdadero valor de la certificación energética es el poder de compa- (típicamente de A a G). ración: el usuario final puede comparar edificios similares en una ubi- cación similar identificando fácilmente el que tiene el mejor comporta- 4.2 COBERTURA DEL INDICADOR DE EFICIENCIA (QUÉ miento relativo. INCLUYE UN CERTIFICADO DE ENERGÍA) La evaluación de la eficiencia energética es un proceso evolutivo: hay Referencias una práctica antigua para calcular el uso de energía para la calefacción a. EN 15217:2007, Energy performance of buildings - Methods for del espacio, mientras otros tipos de uso de energía, como la energía expressing energy performance and for energy certification of necesaria para la refrigeración y la iluminación, no han sido conside- buildings radas tanto en años pasados. Por estas razones en muchos países, el b. EN 15603:2008, Energy performance of buildings - Overall energy primer paso en la clasificación de energía incluirá sólo un subconjunto use and definition of energy ratings 15
  14. 14. 5. LAS MEJORES PRÁCTICAS APLICABLES INTRODUCCIÓN netre en los espacios destinados para la ocupación humana (la norma Mientras que las mejores prácticas de construcción son fuertemente EN 15193 proporciona los detalles de la disponibilidad de luz diurna y dependientes del contexto local, se pueden dar algunas indicaciones estimaciones). generales aplicables al contexto Europeo. Estas indicaciones pueden Ya que las pérdidas de calor por ventilación son un factor importante ser agrupadas en cuatro áreas generales: envolvente de alta eficiencia, (en muchos climas europeos la ventilación natural puede requerir hasta explotación de sistemas renovables, sistemas con alta eficiencia energé- 20-30 kWh m-2 de las necesidades de energía de calefacción), la envol- tica, y la certificación. vente del edificio debe ser diseñado y construido de modo que sea es- tanco y evite infiltraciones de aire exterior no deseadas. Sin embargo, 5.1 COMPORTAMIENTO DE LA ENVOLVENTE DEL EDIFICIO los ocupantes siempre deben tener la opción de abrir ventanas (debido Una envolvente de edificio correctamente diseñada tiene una importan- a consideraciones de bienestar y también porque en períodos de clima cia fundamental para alcanzar un edificio sumamente eficiente. Edificios templados, la ventilación natural todavía puede ser la opción más efi- compactos, con una superficie baja en proporción al volumen, tienen ciente), la instalación de un sistema de ventilación controlado debería mejor comportamiento energético, pero la compacidad no debe exten- ser evaluada cuidadosamente. derse hasta el punto de disminuir excesivamente la luz diurna en áreas interiores lejos de las ventanas. 5.2 SISTEMAS DE ENERGÍA RENOVABLES Al diseñar un nuevo edificio o en la renovación de uno existente, deben El aislamiento de las paredes opacas debería ser de la mejor calidad posi- considerarse los sistemas de energía renovable. ble y en cualquier caso, el valor de U no debería exceder un valor de 0.25 Los colectores solares térmicos para la obtención de agua caliente sanita- -2 -1 Wm K . Siempre que sea posible, la capa de aislamiento debería ser co- ria han alcanzado un grado tal de madurez de producto y sostenibilidad locada sobre el lado exterior de la pared para reducir al mínimo riesgos financiera, que es difícilmente justificable no instalarlos tanto en edificios de condensación de vapor y aumentar la disponibilidad de masa térmica. nuevos como en rehabilitación. Basándose en la legislación local, debe- Se debe poner atención en evitar aumentos de flujo de calor locales rían ser considerados con cuidado los incentivos financieros disponibles, (puentes térmicos) debido a inconsistencias en los materiales y/o for- las tarifas de compra/venta de energía eléctrica y la instalación de paneles mas. Esto requiere una extrema atención en detalles empezando por la FV. Para hacer la instalación de paneles solares (térmico y PV) realmente fase de diseño y asegurando la disponibilidad de personal especializado factibles, se deben realizar previsiones económicamente atractivas y es- en el campo de la construcción. Un desafío especial son los balcones y téticamente agradables en las superficies adecuadas disponibles (con el otros elementos sobresalientes debido a las vigas voladizas: las vigas vo- tamaño y orientación apropiados), posiblemente en el tejado. ladizas, obviamente, no pueden ser cortadas para insertar el aislamiento térmico y por lo tanto siempre que sea posible deben utilizarse marcos Para edificios de bajo consumo energético, las bombas de calor también a externos para el apoyo de balcones y otros apéndices. menudo pueden ser una opción viable, esto es aún más cierto cuando los sondeos para la explotación de la energía geotérmica son cuidadosamen- La calidad de las ventanas también debería ser la mejor posible, con cris- te coordinados con los pilares de los cimientos y de las vigas. tales de bajo emisivos y marcos de alto rendimiento (el valor de U total no debería exceder 1.25 Wm-2 K-1). Las ventanas deberían ser distribuidas Los sistemas de energía renovable deben ser coordinados con otros siste- apropiadamente para conseguir ganancias solares adecuadas en invierno, mas mecánicos/eléctricos del edificio (la calefacción, la ventilación, etc.). evitar el exceso de ganancias solares en verano, y asegurar el suministro Por ejemplo, las bombas de calor (y hasta cierto punto, el exceso de calor adecuado de luz natural. Se debe lograr un balance apropiado conside- que viene desde el panel solar térmico) pueden trabajar mejor con siste- rando el comportamiento a lo largo de todo el año: las ventanas que son mas de calefacción de baja temperatura. demasiado pequeñas pueden ser un problema (insuficiente suministro de luz diurna perjudicando el confort) pero ventanas demasiado grandes 5.3 SISTEMAS EFICIENTES ENERGÉTICAMENTE y sin persianas también pueden ser un problema (pérdidas de calor de Durante la fase de diseño y de construcción hay que esforzarse por obte- invierno, demasiado calor en el verano, resplandor y deslumbramiento). ner la mayor eficiencia posible en todos los sistemas del edificio. El marco de la ventana (y el contramarco) debe ser seleccionado, coloca- do en la posición y alineado con la capa de aislamiento correctamente Los sistemas de calefacción deberían de ser de baja temperatura. Si se para evitar puentes térmicos. Se debe dar un cuidado especial a las per- utilizan sistemas de calefacción/ refrigeración de paneles radiantes con sianas (y a las cajas de persianas de rodillo). Todas las ventanas deben agua, se debe tener mucho cuidado en evitar pérdidas de calor hacia la tener persianas, colocadas afuera, para controlar las ganancias de calor tierra u otros espacios sin calefactar (el sótano, etc.), colocando el aisla- en el verano. miento en el lugar adecuado (los sistemas de calefacción/refrigeración Debe seguirse un apropiado diseño de la iluminación y de su aplicación de paneles radiantes con agua aumentarán substancialmente la tempe- para asegurar al menos una cantidad razonable de luz diurna que pe- ratura en el invierno y disminuirán considerablemente la temperatura 16
  15. 15. en verano en las estructuras en las que se insertan, potencialmente in- 5.4 CERTIFICACIÓN crementando las pérdidas de estas estructuras si no se prevé un aisla- Como se ha indicado anteriormente, el proceso de certificación es fun- miento adecuado). damental para asegurar la eficiencia de un edificio y comunicarlo en un modo eficaz. Además, supervisando correctamente cada fase (diseño, Si se utilizan combustibles fósiles para la generación de calor, como petró- construcción y operación) del proceso que lleva a realizar un edificio leo o el gas natural, se deberían usar calderas de condensación de alta efi- “buena práctica” tal y como está descrito en los “protocolos de certifica- cacia. La red de tubos de distribución del agua caliente y fría deben ser di- ción”, asegurará que la eficiencia deseada del edificio pueda ser logrado mensionados apropiadamente para reducir al mínimo pérdidas de presión. y pueda ser demostrada al futuro propietario. Para nuevos edificios, el objetivo de eficiencia debe ser substancialmente más alto que el nivel El suministro de energía para equipos eléctricos auxiliares (por ejemplo mínimo requerido según regulaciones nacionales/y o locales (lo míni- bombas y ventiladores) debe ser reducido al mínimo mediante el diseño mo indispensable requerido es generalmente un nivel que se puede de una red de distribución (aire y/o agua) que requiera baja presión y la conseguir fácilmente sin cualquier actuación especial y como tal, no selección equipos de tamaño apropiado y eficiente (es decir bombas/ puede ser calificado como “buena práctica”). Por lo tanto, los edificios ventiladores de velocidad variable). Los sistemas de calefacción eléctri- considerados “mejor práctica” deberán alcanzar una clasificación en efi- cos deberían ser evitados a no ser que se pueda demostrar que la entra- ciencia más alta. La certificación de la eficiencia energética es también da de energía primaria es comparable con otras. importante en lo que concierne la rehabilitación de edificios existentes: a pesar del hecho de que para algunos edificios existentes, clases más altas de eficiencia energética no puedan ser prácticamente accesibles, es sin embargo importante atestiguar la mejora que podría ser obtenida usando las mejores prácticas. 17
  16. 16. 6. ALGUNOS EJEMPLOS DE BUENAS PRÁCTICAS EJEMPLO DE BUENAS PRÁCTICAS EN FRANCIA Valor U Designación Tipo Umax Información 6.1. NOMBRE E IDENTIFICACIÓN DEL EDIFICIO: “EL PARQUE (W/m².K) (RT2005) DE MUEHLMATTEN” EN BOLWILLER Pared exterior Pared exterior 0,14 0,45 OK El edificio residencial “El Parque de Muehlmatten” es una residencia mul- tigeneracional de 15 pisos basados en una concepción de baja energía. Pared de sótano Pared interior 0,285 0,45 OK Está situado en Bollwiller, Alsacia (clima continental). Este edificio, con un Pared interior área de 1.338 m², es clasificado como un nivel A según la escala de certifi- sobre propiedad Pared interior 0,421 0,45 OK cación energética y responde a los criterios de etiqueta de BBC-effinergie. común Piso bajo sobre Pared interior 0,173 0,4 OK sotano Piso superior Pared exterior 0,123 0,28 OK sobre ático Tejado de terraza Tejado 0,143 0,34 OK Ventanas Ventanas 1,1 2,6 OK 6.4. BUENA PRÁCTICA 2: RACIONALIZACIÓN DE LA Imágenes del edificio entero CONSTRUCCIÓN El programa de construcción ha sido conceptualizado para ser transferi- 6.2. RESUMEN DE LAS MEJORES PRÁCTICAS APLICADAS ble con la utilización de materiales ya probados. Permite una implemen- Es una estructura tradicional francesa basada en ladrillo. Su aislamiento tación fácil y satisface los estándares franceses. Este edificio con bajo es un envoltorio externo hecho de poliestireno de 20 cm. de espesor. consumo de energía cuesta un 15% más que el mismo edificio con va- Las ventanas son de doble vidrio y baja emisividad llenos de argón. Las lores estándar. El coste adicional de la inversión será costeado mediante terrazas están aisladas del edificio, gracias a la ruptura de los puentes un gasto de operación inferior. térmicos. El sistema de ventilación está compuesto de una ventilación mecánica con recuperación de calor. La estanqueidad del edificio está EJEMPLO DE MEJORES PRÁCTICAS EN ITALIA optimizado y es de 0.6 m3/h/m², con una diferencia de presión de 4 Pa. El sistema de calefacción está basado en una caldera de gas de conden- 6.5 NOMBRE E IDENTIFICACIÓN DEL EDIFICIO sación de alto rendimiento, con un sistema de calefacción integrado en El edificio, diseñado por el Arquitecto Pierpaolo Botteon, es una casa bi- el piso. El agua caliente sanitaria está producida por un sistema solar familiar situada en Pergine Valsugana (TRENTO – Italia), un pueblo de térmico. El confort en verano está asegurado gracias a un sistema de 20 000 habitantes y una elevación de 490 m sobre el nivel del mar. Cada sombreamiento solar. De forma que no hay ninguna necesidad de un unidad tiene una superficie total de suelo de aproximadamente 200 m2, sistema de refrigeración en el edificio. y un volumen de aproximadamente 500 m3. El clima interior está contro- lado por un sistema hydronic (es decir, de circulación de agua) de cale- 6.3. BUENA PRÁCTICA 1: AISLAMIENTO EFICIENTE 18
  17. 17. 6.7 BUENA PRÁCTICA 1: PAREDES EXTERNAS BIEN AISLADAS Las paredes externas han sido aisladas utilizando, por el lado exterior, 12 cm (6+6) de fibra de madera con una conductividad térmica certifi- cada de λ = 0.045 W/ (m K) y, por dentro, 5 cm de fibra de lino con una Imágenes del edificio finalizado “casa a Susà”. conductividad térmica λ = 0.040 W/ (m K). La pared resultante tiene un espesor total de 22.1 cm y un valor de U menor que 0.2 W/ (m2 K). El valor facción de suelo radiante con temperatura baja, y la fuente de calor es máximo permitido según las regulaciones italianas para este clima es de una caldera de pellet de madera integrada con paneles solares. El uso de U = 0.35 W/ (m2 K). la energía para la calefacción es menos de 50 kWh/m2 por año. El valor máximo permitido según la regulación italiana para el clima considera- do (3147 grados día) es de aproximadamente 100 kWh/m2. 6.6 RESUMEN DE LAS BUENAS PRÁCTICAS APLICADAS Varias medidas han sido aplicadas para lograr un alto rendimiento de energía en este edificio, incluyendo una envolvente sumamente aislada (especialmente la cubierta y paredes exteriores), con mucho cuidado para evitar puentes térmicos y un sistema de calefacción eficiente de baja temperatura que utiliza fuentes de energía renovables como pellets de madera y paneles solares. Además se ha puesto gran atención a la sosteni- Imagen del aislamiento externo de fibra de bilidad global del edificio, utilizando madera para la estructura principal y madera (izquierda), y del aislamiento interno de fibra de lino (derecha) durante la colocación materiales aislantes de bajo impacto siempre que ha sido posible. 6.8 BUENA PRÁCTICA 2: CUBIERTA BIEN AISLADA La cubierta ha sido aislada utilizando fibra de madera de 14 (10+4) cm de espesor, con una conductividad térmica certificada de λ = 0.040 W/ (m K) y de densidad igual a 160 kg/m3. Esto no sólo asegura protección durante el invierno, sino que también debido a la alta masa térmica, pro- porciona protección contra el sobrecalentamiento en verano. El material ha sido colocado con una protección adecuada contra el transporte de humedad y el agua de lluvia. La estructura resultante tiene un valor de U menor a 0.2 W/(m2 K). El valor máximo permitido según las regulaciones italianas para este clima es de U = 0.31 W/(m2 K). Imagen del aislamiento de fibra de madera durante la colocación en la estructura del tejado 6.9 BUENA PRÁCTICA 3: EVITAR PUENTES TÉRMICOS Se ha tomado mucho cuidado para evitar la formación de puentes térmicos. Vistas del área de construcción, mostrando la estructura del marco en madera. Parte de las medidas adoptadas son mostradas en las imágenes siguientes. 19
  18. 18. El marco de viga del balcón, evita que las vigas voladi- zas de hormigón salgan del espacio calefactado. Aislamiento adicional para evitar el puente térmico de- bido a la unión entre el mar- co de madera y el sótano de cemento. Forjado y vigas para el balcon EJEMPLO DE BUENAS PRÁCTICAS EN POLONIA 6.10 NOMBRE E IDENTIFICACIÓN DEL EDIFICIO La PASSIVE HOUSE (Casa Pasiva) está situada en Smolec, cerca de Wroclaw (Polonia) entre climas marítimo y continental. Es una casa residencial, sin embargo se utiliza para conferencias, actividades de formación y para la promoción de edificios de bajo consumo de energía. Fue diseñada y cons- Figura 1.La primera casa pasiva certificada en Polonia realizada en el 2006 truida en el 2007 por la Oficina de Diseño Lipinski Domy. Es el primer edifi- en Smolec cerca de Wroclaw. Diseño de edificio unifamiliar: Dr Ludwika cio con un certificado de Casa Pasiva del Instituto de Darmstadt. Juchniewicz-Lipińska, Dr. Miłosz Lipiński. Debajo – Imagen: planta baja y bu- hardilla. (L.J.L.) . 20
  19. 19. 6.11 RESUMEN DE LAS BUENAS PRÁCTICAS APLICADAS 6.13 BUENA PRÁCTICA 2: AISLAMIENTO TÉRMICO La arquitectura del edificio está basada en una casa unifamiliar. Está crea- La tecnología más relevante aplicada en el edificio es la eliminación de da estrictamente con requisitos de casas pasivas que mantienen su cons- puentes térmicos en toda la construcción (en la partición externa, en las trucción simple, tecnología innovadora, materiales de construcción de conexiones etc.). Está sustituido por una capa continua de aislamiento tér- buena calidad, y precios moderados. El diseño, así como la construcción, mico de 30-44 cm de espesor, con el objetivo de lograr estándares de casa garantizan la máxima reducción posible de pérdidas térmicas de calor y al pasiva. Aunque las paredes de los cimientos tengan ladrillos térmicos, la mismo tiempo la máxima ganancia de energía solar posible. Las mejores aplicación de ladrillos huecos como zócalo aislante aumenta el confort soluciones estructurales aplicadas en la casa son la apertura de ventanas, durante la refrigeración. La transmitancia térmica de las paredes externas, el sistema de aislamiento y el sistema de ventilación con recuperación de la cubierta, el techo, y el forjado es U = 0,1 W/m2K, y de los cimientos y de calor. El edificio está equipado con un generador de energía renovable de la losa del suelo de U = 0,12 W/m2K. colectores solares que está colocado en el centro en un empinado tejado Las paredes están hechas de elementos prefabricados que consisten en a dos aguas. La cocina con comedor tiene un almacén en la parte trasera. una mezcla de hormigón y arcilla expandida (“pallets”). El aislamiento es En este almacén, hay un equipo que reemplaza el sistema de calefacción un poliestireno expandido color gris-plata. Esto contiene grafito (de den- tradicional. Esto es el principal intercambiador de calor - dispositivo eléc- sidad inferior q=15 kg/m3 lo cual significa mejores propiedades de ais- trico - diseñado sólo para casas pasivas. Este intercambiador de calor es lamiento). La espuma de poliestireno está basada en una materia prima llamado Vitotres 343 y es 60 cm de ancho. Existen otros dispositivos esen- innovadora (Neopor) con una conductividad térmica λ≤0,031 W/m2K. ciales de calefacción y ventilación que están bien empotrados, fabricados, montados y probados. Dentro hay: la bomba de calor de aire, un centro de ventilación e intercambio de calor, un calentador de agua con una capaci- dad de 250 l con una tubería integrada con la instalación solar, la entrada eléctrica térmica, y un regulador meteorológico. El regulador meteoroló- gico controla todos estos dispositivos. 6.12 BUENA PRÁCTICA 1: POSICIÓN DE LAS VENTANAS Las ventanas han sido situadas de tal modo que garantizan una buena can- tidad de luz natural (según las normas polacas). El tamaño de las ventanas reduce al mínimo las pérdidas de calor. Elementos innovadores, tales como grandes cristaleras en la cocina y el salón, amplían el área de la casa (131.4 m2), haciéndola más espaciosa. Las grandes ventanas triples están orientadas ha- cia el sur para maximizar la ganancia solar pasiva. El colector solar en el tejado del edificio, aparte del carácter innovador de la casa, garantiza ganancias so- lares. El requisito anual para la demanda de calor del edificio es 13.7 kWh/m2. Sección de la casa pasiva. Tecnología innovadora, solución simple y económi- camente eficaz elaborada con un diseño tradicional. Oficina de diseño Lipiński Domy, Wrocław 2005. (L.J.L.) 6.14 BUENA PRÁCTICA 3: SISTEMA DE VENTILACIÓN El edificio está equipado con ventilación mecánica mediante un disposi- tivo de recuperación de calor. Es un dispositivo compacto que mantiene la calidad del aire en la casa pasiva. Tiene integrado un ventilador de impulsión/expulsión de aire con intercambiador de calor. Además, se incluye un intercambiador de calor con el terreno. EJEMPLO DE MEJORES PRÁCTICAS EN ESPAÑA 6.15 NOMBRE E IDENTIFICACIÓN DEL EDIFICIO El edificio CENIFER está situado en Pamplona (España) en un clima típico del sur de Europa. Es un edificio no residencial dedicado a conferencias y formación. La renovación del edificio fue realizada en el año 2000 con Perspectiva sur del edificio. (L.J.L.) criterios bioclimáticos. 21
  20. 20. de verano, la apertura superior del muro se abre para sacar el aire caliente hacia el exterior. Esta ventilación hace que el muro “Trombe” se comporte como una chimenea natural de renovación de aire fresco durante el día, incluso si no hay apenas velocidad de aire. 6.18 BUENA PRÁCTICA 2: REFRIGERACIÓN MEDIANTE AGUAS SUBTERRÁNEAS Para sistemas de calefacción y refrigeración, el edificio tiene instalado un suelo radiante. Consiste en tubos reticulares de polietileno empotrados en el piso, por el cual circula el agua. El agua del subsuelo circula por el sistema en el período de verano, proporcionando la refrigeración de verano. La producción térmica anualmente es 12,558 KWh. Los ahorros de la emisión por año son 3 Kg SO, 1 Kg NO2 y 248 Kg CO2. Imagen del edificio CENIFER. 6.19 BUENA PRÁCTICA 3: INSTALACIÓN SOLAR TÉRMICA 6.16 RESUMEN DE LAS MEJORES PRÁCTICAS APLICADAS El edificio obtiene el agua caliente y la calefacción desde colectores so- Las soluciones arquitectónicas más pertinentes aplicadas en el edificio lares planos situados en el tejado del edificio. El edificio tiene un sistema son: el calentamiento mediante suelo radiante, muro tipo “Trombe”, y de almacenaje para el agua caliente. El objetivo es almacenar la energía un invernadero para reducir al mínimo el consumo de la calefacción. El excedente de los colectores térmicos y usarla para calentar durante días edificio incluye capacidades de generación de energía renovables, como con baja radiación solar. Esto puede proporcionar 22 días de calefacción paneles fotovoltaicos, paneles solares térmicos con sistema de almace- sin radiación solar. naje de calor, y con el sistema de refrigeración geotérmica. El edificio CENIFER incorpora soluciones de TIC-s para lograr un rendimiento de energía eficiente. El edificio está equipado con un sensor de presencia, sensores de temperatura, sensores de humedad y sensores de luz con un sistema centralizado de vigilancia que controla los datos que vienen de los sensores, la generación de energía y sistemas de almacenaje. 6.17 BUENA PRÁCTICA 1: PARED “TROMBE” El muro “Trombe” es una pared de cristal orientada al sol y que está conec- tada a una pared opaca que contiene una pequeña cámara interna ven- tilada y dos aberturas hacia el interior, una en la parte inferior y la otra en la parte superior. Durante períodos de invierno, la luz del sol se transmite a través de los cristales aisla- dos calentando la superficie opaca de gran masa térmi- ca. El aire frío que viene de La producción térmica anual es 61,220 KWh. Los ahorros de la emisión por año son 102 Kg SO, 32 Kg NO2 y 8,251 Kg CO2. dentro o fuera (para garanti- zar la renovación de aire) es calentado y es introducido dentro del lado superior de La producción térmica anual es 17,970 KWh. Los ahorros de emisiones por año son 30 Kg SO, 10 Kg NO y 2,640 Kg la pared. Durante períodos CO2. 22

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