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Jornada de Rehabilitación de Edificios y eficiencia energética

Ponencia:EFICIENCIA ENERGÉTICA. URBANISMO SOSTENIBLE. CLIMATIZACIÓN PASIVA.LIMITACIÓN DE LA DEMANDA. CALIFICACIÓN ENERGÉTICA

Ponente: Juan A. Goñi Uriarte, Klicstudio Arquitectura y Diseño SLP

Sir Norman Foster, Arquitecto,El futuro de la arquitectura,

Número 1000 / Arquitectura y Urbanismo

“Existen sólidas pruebas estadísticasque demuestran las ventajas socialesde aumentar el consumoenergético…los países que consumenmucho…tienen mayor esperanza devida, menor mortalidad infantil, unaeducación más extendida y máslibertad política que los queconsumen menos energía…Existe una obligación moral de lograrque haya un aumento drástico delconsumo energético en los países enpleno desarrollo”

Juan A. Goñi Uriarte, Klicstudio Arquitectura y Diseño SLP – Eficiencia energética. Urbanismo sostenible. Climatización pasiva.Limitación de la demanda energética. Calificación Energética.

La disyuntiva


Relación entre la evolución de la esperanza de vida (x) y el Gasto de energía (y) , expresado en emisiones de CO2, en los dos últimos siglos.

Fuente: www.gapminder.org (Hans Rosling)


Fuente: www.gapminder.org (Hans Rosling)

Relación entre la evolución de la mortalidad infantil (x) y el Gasto de energía (y) , expresado en emisiones de CO2, en los dos últimos siglos.

La energía nos permite conseguir nuestros objetivos, tales como vivir más, menor mortalidad infantil…

Sin embargo, vivimos en un mundo de recursos limitados, y debemos plantearnos que la producción de esta energía

- Consume dichos recursos- Genera residuos nocivos para el medio ambiente


La disyuntiva


La respuesta a nuestra disyuntiva esque debemos ser EFICACES en laconsecución de nuestros objetivos,y EFICIENTES minimizando elconsumo de los recursos norenovables, reduciendo laproducción de residuos en lageneración de la energía, yobteniendo nuestros objetivos con lamenor energía posible .

Eficacia: Capacidad de lograr un efecto deseado.

Eficiencia: Relación entre los resultados obtenidos y los recursos utilizados.

Eficiencia y efiacia

Consumimos unos 15 TW / año (1.504 × 10 exp 13 W / año).

¿En qué se consumimos esta energía?

La industria consume el 37%

El transporte consume el 20%

El hogar consume el 11%

Los comercios, el 5%

Se pierde al transportarla 27% http://en.wikipedia.org/wiki/World_Energy

Gráfico: Elaboración propia

¿Cuánto consumimos?¿En qué?


Urbanismo sostenible: La ordenación del territorio influyeenormemente en el gasto en transporte, así como en laspérdidas energéticas ocasionadas por su transporte. Latendencia: la ciudad compacta y diversa, una ciudad y unterritorio con puntos de consumo y distribución muycercanos.

Técnicas de climatización pasiva: El diseño de la forma, laorientación, la envolvente, los materiales empleados y lastécnicas constructivas, hacen que las edificacionesrequieran para la obtención del confort un menor aporteenergético externo.

Conocimiento y aplicación en edificación y urbanismo delos avances en eficiencia energética en el campo de laingenieria.

Campo de acción del arquitecto


Imagen: Ciudad de MasdarNorman Foster

Academia de las ciencias de CaliforniaRenzo Piano


Urbanismo sostenible

Técnicas de climatización pasiva (PassivHaus, p.ej.)

Conocimiento y aplicación enedificación y urbanismo de losavances en eficiencia energéticaen el campo de la ingeniería.

La industria 37%

El transporte 20%

El hogar 11%

Los comercios 5%

Se pierde 27%

Relaciones - campo de acción del arquitecto -Consumo de energía por sectores

El Urbanismo sostenible debe tener como premisas:

1. Debe de plantear los puntos de distribución y deconsumo lo más cercanos posibles, para así eliminar elgasto energético provocado por el transporte deenergía.

2. Debe de plantear una ciudad y un territorio compactoy complejo, para minimizar así el gasto energéticoprovocado por el transporte de personas y cosas.

El concepto de ciudad compacta y compleja es el de la ciudad histórica, la ciudad natural, que se contrapone a la ciudad artificial o ciudad diseñada.

C.Histórico Toledo; Ciudad compacta y diversa

Contraste. Ciudad artificial – ciudad naturalBarcelona


El urbanismo sostenible. La ciudad compacta y compleja.


Estructura en Árbol

Estructura en semi-retículo

Christopher Alexander, plantea en Una ciudad no es un árbol,1965, que la diferencia entre la ciudad natural y la ciudaddiseñada radica en que la mente de los diseñadores organizalos diseños con estructuras de árbol, mientras que la ciudadnatural se conforma en estructuras de semi-retículo, unmodelo más complejo que provoca una mayor conectividadentre sus elementos.El motivo que argumenta para ello es que la mente humanatiende a “ver árboles”, a estructurar la realidad con esemodelo de pensamiento, al ser más simple y aprehensible queel semi-retículo. Defiende que esta simplicidad no beneficia alciudadano sino solo al planificador. Además de este punto devista sociológico, la estructura de semi-retículo es máseficiente desde un punto de vista energético.

Este planteamiento debe estar presente en nuestros diseñosde ciudad.

Aplicaciones al diseño. Una ciudad no es un árbol.


Climatización pasivaLa expresión "pasivo" se usa para definir el principio de captación,almacenamiento y distribución capaz de funcionar solos, sinaportaciones de energía exterior y que implica unas técnicassencillas, sin equipos.Bardou, P. & Arzoumanian, V. Sol y Arquitectura. Edit G.Gili, Barcelona, 1980

Se trata de controlar el BIENESTAR INTERIOR DEL EDIFICIO, sin lautilización de sistemas mecánicos*, mediante:- El diseño de la FORMA- La ORIENTACIÓN- La disposición de las HUECOS- El comportamiento térmico de los MATERIALES

* La incorporación de sistemas mecánicos y eléctricos, SISTEMAS DE CONTROL,son necesarios para el correcto funcionamiento del resto de sistemas pasivos.


OBJETIVO DEL DISEÑO PASIVO

-MAXIMIZAR las GANANCIAS y MINIMIZAR las PERDIDAS de ENERGÍA eninvierno .

-MINIMIZAR las GANANCIAS y MAXIMIZAR las PÉRDIDAS de ENERGÍA enverano

REDUCIR AL MÍNIMO EL CONSUMO DE ENERGÍA COMBUSTIBLE FÓSIL PARACALEFACCIÓN, REFRIGERACIÓN, VENTILACIÓN E ILUMINACIÓN, LOGRANDOCONDICIONES DE CONFORT Y BIENESTAR

Labasedeldiseñoponedemanifiesto, lanecesidaddeADAPTACIÓNALCLIMA.

Con MEDIDAS TRADICIONALES de arquitectura pasiva, sin sobrecoste, se puedenestablecer ahorros de hasta un 50% de energía y de recursosmateriales.


EVOLUCIÓNCASA PASIVA ESTÁNDAR PASSIVHAUS

El estándar Passivhaus es la “industrialización” del diseño pasivo.

1973 CRISIS DEL PETRÓLEO. REDUCCIÓN DE LA DEPENDENCIA DE LOSCOMBUSTIBLES FÓSILES.

1980 Publicación: La Casa Pasiva. Clima y ahorro energético (The AmericanInstitute of Architects)EL Departamento de Energía de EEUU, edita una guía de diseño de casaspasivas para cada clima del país. Cuatro factores:temperatura, soleamiento, humedad y viento.Programas I+D de la Comisión de la CEE.

1988 CONCEPTO “PASSIVHAUS”, Dr. Bo Adamson (Lund University, Suecia) y Dr.Wolfgang Feist (Passivhaus Institut, Alemania).

1990 Aplicación del concepto PASSIVHAUS, casa en Darmstad:DISEÑO ADECUADO EN CONSUMO DE ENERGÍA Y CONFORT

1995 Aplicación del concepto PASSIVHAUS, casa en Groß-Umstadt.ESTÁNDAR PASSIVHAUS, basado en las dos experiencias


EL ESTÁNDAR PASSIVHAUSFUNDAMENTOS

Tres elementos, fundamentan el estándar dediseño pasivo creado por el Dr. Wofgang Feist:

1- LÍMITE DE LA DEMANDA DE ENERGÍAcalefacción y refrigeración

2- REQUISITO DE CALIDADconfort térmico

3- CATÁLOGO DE SISTEMAS PASIVOS cumplir los requisitos 1 y 2 +rentabilidad económica

Casa pasiva Darmstadt Kranichstein - fachada sur Arquitecto: Prof. Bott, Ridder, Westermeyer.

Foto: HG Esch.


EL ESTÁNDAR PASSIVHAUSSISTEMATIZACIÓN DE LAS SOLUCIONES

1- AISLAMIENTO TERMICO

Mejor aislamiento significatambién mejor balance global en laenergía embebida en el edificio.

2- REDUCCIÓN PUENTES TÉRMICOS

Las técnicas de control de losmismos es uno de los aspectos másdestacados del estándar, el llamado“sistema constructivo libre de puentestérmicos ".



3- CONTROL SISTEMÁTICO DE LAHERMETICIDAD AL AIRE DE LOSPARAMENTOSYDELASUNIONES:Supone un salto de calidad respeto de la forma de construcción convencional El test de presión es una herramienta de comprobación, control y mejora de las fugas de calor y frío.

4- USO DE VENTANAS DE ALTACALIDAD.Minimiza las pérdidas decalor y los puentes térmicos. Maximiza lasganancias.El confort interior es muy superior al habitual.



5-LARENOVACIÓN HIGIÉNICA,CONTINUADELAIRE,Y RECUPERACIÓNDECALOR:Renovación automática del aire.El intercambiador aire-aire aprovecha hasta el 95% del aire de expulsión y le transfiere al aire de impulsión.

6 - LA PROTECCIÓN SOLAR:Sistemas de protección solar móviles:Forma más efectiva de control de laincidencia solar.Garantía de un buen balance energético.



La COMBINACIÓN de estosFACTORES hace posible que:

Un edificio pasivo tenga tan pocanecesidad de energía que nonecesite un sistema propio decalefacción ni de refrigeración.El resto de energía necesaria sepuede aportar mediante el sistemade renovación de aire higiénico.(PHI, Dr.Wolfgang Feist)

Dr. Wolfgang FeistPassive House Institute, 2006

http://www.passiv.de/






EL ESTÁNDAR PASSIVHAUSPAISES CENTROEUROPEOS / PAISES EUROPEOS CÁLIDOS

PAISES EUROPEOS CÁLIDOS

CALEFACCIÓN:demanda < 15kWh/m²superf. útil y año.REFRIGERACIÓN:demanda < 15kWh/m²superf. útil y año.ENERGÍA PRIMARIA:demanda < 120kWg/m²superf. útil y año.ESTANQUEIDAD:Prueba presurización EN 13829 < 0’6 h-1.CONFORT DE INVIERNO:La temperatura operativa del ambienteinterior estará en el rango especificado dela norma EN 15251. (T>20ºC)CONFORT DE VERANO:La temperatura operativa del ambienteinterior estará en el rango especificado dela norma EN 15251. (T>26ºC si sist. Activo)

PAISES CENTROEUROPEOS

CALEFACCIÓN:demanda < 15kWh/m²superf. útil y año.ENERGÍA PRIMARIA:demanda < 120kWg/m²superf. útil y año.ESTANQUEIDAD:Prueba presurización EN 13829 < 0’6 h-1.CONFORT DE INVIERNO:Temperatura interior > 20ºC (sin sobrepasar el límiteenergía primaria)

El grupo de proyecto “Passive-On”, ha reformuladoel estándar para los climas europeos cálidos.


EL ESTÁNDAR PASSIVHAUSECONOMÍA

Se estima que existen una 20.000 edificaciones realizadas según elestándar Passivhaus, realizadas por todo el mundo, esto permiteanalizar el coste económico frente a la construcción típica.

Costes específicos de la construcción Aumentocasas de referencia casa passiva %

(Euros/m²) (Euros/m²)

Alemania 1.400 1.494 6,71%(4.000 casas)

Italia 1.200 1.284 7,00%(Milán)

FRANCIA 940 1.034 10,00%REINO UNIDO 881 930 5,54%

Fuente: Proyecto PASSIVE-ON


EL ESTÁNDAR PASSIVHAUSECONOMÍA

La diferencia entre el coste de construcción y el ahorro en elcoste de la energía consumida durante la vida útil, se estimaamortizado en 20 años.

Calefacción Refrigeraciónreferenica passivhaus referencia passivhaus

(kWh/m²año) (kWh/m²año)

Alemania 90 15 0 0(4.000 casas)

Italia 83 10,5 4,63 3(Milán)

FRANCIA 69,6 17,4 - 5

REINO UNIDO 59 15 0 0

Fuente: Proyecto PASSIVE-ON


CASA PASIVA O PASSIVHAUS

Los arquitectos entienden como CASA PASIVA, cualquier casaconstruida conforme a los principios del diseño solar .Casas Pasiva es un concepto de edificio adecuado al clima queahorra energía y aprovecha las condiciones del lugar.PASSIVHAUS es un CONCEPTO ENERGÉTICO, adaptable, quepermite diversas soluciones según el tipo de clima donde seimplante.

El ESTANDAR PASSIVHAUS es unsistema de certificación paraobtener edificios de muy bajademanda energética para sufuncionamiento.


MARCO NORMATIVO DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA

Reciente aprobación:-Decreto de Fomento de las Energías Renovables y la EficienciaEnergética de la Junta de Andalucía 1/06/2011Marca la obligatoriedad del Certificado Energético Andaluz-Directiva 2010/31/UE Eficiencia Energética de los Edificios(19/05/2010):Se trata de la refundición de la Directiva 2002/91/CE EficienciaEnergética de los Edificios.Objeto: fomentar la eficiencia energética de los edificios sitos enla Unión Europea, teniendo en cuenta las condiciones climáticasexteriores y las particularidades locales, así como las exigenciasambientales interiores y la rentabilidad en términos coste-eficacia.Marca la obligatoriedad de la Certificación Energética


MARCO NORMATIVO DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA

En vigor:

-CTE HE Ahorro de energía (Real Decreto 314/2006)-RITE Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (R.D.1027/2007)Instalaciones térmicas nuevas y Mantenimiento inst. preexistentes.

-Real Decreto 47/2007 Certificación energética de edificios de nueva

construcción.Entrada vigor 1 mayo 2007(obligatorio 1 de noviembre 2007)

-Ley 2/2007 Fomento de las energías renovables y del ahorro y eficiencia

energética de Andalucía.Publicada 10 abril 2007. Entrada vigor 11 julio 2007.

-Orden de 25 de junio de 2008Registro Electrónico de Certificados de eficiencia energética de edificios de

nueva construcción. Obligatoria 23 septiembre 2008.


EXIGENCIA BÁSICA HE1: Limitación de la Demanda

“Los edificios dispondrán de una envolvente de característicastales que limite adecuadamente la demanda energéticanecesaria para alcanzar el bienestar térmico …”

PROCESOS DE VERIFICACIÓN

U y FTransmitancia Térmica y Factor Solar

Demanda Objeto < Demanda ReferenciaComparación con un edificio de referencia

OPCIÓN SIMPLIFICADA OPCIÓN GENERAL: LIDER

Opción restrictivaHuecos en fachada <60% superficieLucernarios <5% superficie cubierta

Rehabilitación: SOLO nuevos cerramientos

Opción mas permisiva con limitaciones

NO se pueden modelizar soluciones constructivas INNOVADORAS.


REAL DECRETO 47/2007: Certificación energética

Procedimiento:

-CERTIFICADO DE EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL PROYECTO

-CERTIFICADO DE EFICIENCIA ENERGÉTICA DEL EDIFICIOTERMINADO

-RENOVACIÓN DEL CERTIFICADO

PROCESOS DE CERTIFICACIÓN

ASIGNACIÓN DIRECTA:

CLASE ENERGÉTICA D Y E

Demanda Objeto < Demanda ReferenciaComparación con un edificio de referencia

CLASE ENERGÉTICA A-B-C-D-E-F- G

OPCIÓN SIMPLIFICADA OPCIÓN GENERAL: CALENER


GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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