• 1 Marco normativa de las edificaciones en cuanto a eficiencia energética
o 1.1 CTE DB-HE
o 1.2 DIRECTIVA EUROPEA 2010/31/UE (EPBD: Energy Performance of Buildings Directive)
• 2 Principales sistemas de energía aplicadas al sector de la edificación.
o 2.1 Calderas de butano, gas natural y gas-oil
o 2.2 Energía solar térmica
o 2.3 Energía solar fotovoltaica
o 2.4 Aerotermia
o 2.5 Energía geotérmica
o 2.6 Biomasa
o 2.7 Ventilación
Tecnologias disponibles y viabilidad técnica
Para abordar este punto primero vamos a repasar el marco normativo que afecta a las edificaciones en cuanto a eficiencia energética y veremos las estrategias para disminuir el consumo de energías no renovables.
1 MARCO NORMATIVO DE LAS EDIFICACIONES EN CUANTO A EFICIENCIA ENERGÉTICA.
Dentro de las más relevantes tenemos el documento básico de ahorro de energía HE del CTE y la DIRECTIVA EUROPEA 2010/31/UE (EPBD: Energy Performance of Buildings Directive)
1.1 DIRECTIVA EUROPEA 2010/31/UE (EPBD: Energy Performance of Buildings Directive)
Estableció que todos los edificios nuevos debían ser de consumo de energía casi nulo a partir del 31 de diciembre de 2020 y del 31 de diciembre de 2018 para edificios de uso público.
Esto significa que la demanda energética de estos edificios debe ser muy baja y gran parte de la energía utilizada para cubrir la demanda debe tener un carácter renovable.
Para conseguir este propósito, en el año 2019 se modificó el DB HE
1.2 CTE DB-HE
– Objetivo de las exigencias básicas de ahorro de energía (HE)
Conseguir un uso racional de la energía necesaria para la utilización de los edificios.
Reducir a límites sostenibles el consumo de la energía.
Que una parte de este consumo proceda de fuentes de energía renovable.
-Exigencia básica HE 0: Limita el consumo energético de los edificios según la zona climática y uso del edificio.
–Exigencia básica HE 1: Marca las características de los edificios en cuanto a la envolvente térmica, para alcanzar el confort interior del edificio limitando la demanda energética.
-Exigencia básica HE 2: Marca las condiciones que deben cumplir las instalaciones térmicas de los edificios, derivando a la obligación de cumplir con el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE versión consolidada del 2022).
–Exigencia básica HE 3: Nos impone unas condiciones de las instalaciones de iluminación, con luminarias de bajo consumo LED y un sistema de control y regulación a través de domótica y detectores de presencia.
–Exigencia básica HE 4: Nos obliga a una contribución mínima de energía renovable para cubrir la demanda de agua caliente sanitaria y la climatización de piscinas cubiertas. El proyectista podrá elegir el tipo de energía renovable. El porcentaje cubierto por energía renovable será de un 70% pudiendo ser de un 60% si la demanda de ACS es inferior a los 5000l/día.
–Exigencia básica HE 5: Generación mínima de energía eléctrica procedente de fuentes renovables, para autoconsumo del edificio o vertido a la red. Siendo obligatorio para edificios de más de 1000 m2 de superficie construida.
–Exigencia básica HE 6: Dotaciones mínimas para la infraestructura de recarga de vehículos eléctricos.
Es de aplicación para nuevas edificaciones y para edificios existentes con unos criterios de no empeoramiento de las condiciones existentes, criterios de flexibilidad en edificios protegidos y criterios de reparación de daños que afecten al ahorro energético.
2 PRINCIPALES TIPOS DE ENERGÍA APLICADAS A LAS INSTALACIONES EN EL SECTOR DE LA EDIFICACIÓN
Conociendo la normativa a la que atenerse, vamos a conocer los principales tipos de energía aplicadas al sector de la edificación.
Energías Tradicionales:
- Butano, gas natural y gas-oil para calefacción y ACS
- Electricidad convencional para luz, electrodomésticos, instalaciones comunes, cocinas, calefacción y refrigeración.
Energías Renovables:
- Energía solar térmica
- Energía solar fotovoltaica
- Aerotermia
- Geotermia
- Biomasa
2.1 CALDERAS DE BUTANO, GAS NATURAL Y GAS-OIL aplicadas a instalaciones de calefacción convencional y al ACS de las edificaciones
Estas calderas funcionan mediante un proceso de combustión controlada. El butano, el gas natural y el gasóleo, son combustibles derivados del petróleo. Se queman en una cámara de combustión dentro de la caldera. Esta combustión genera calor, que mediante un intercambiador de calor lo transfiere al agua que circula a través de un sistema de tuberías. El agua ya calentada se distribuye a través de radiadores o suelo radiante para proporcionar calefacción en las viviendas.
Los sistemas de calefacción pueden ser individuales o centralizados y pueden utilizar agua caliente a baja, media o alta temperatura (hasta 50ºC, 90ºC o más de 90ºC).
Las calderas de gasoil tienen un impacto ambiental significativo debido a las emisiones de CO2 en el proceso de combustión.
Se puede mejorar la eficiencia mediante el uso de calderas estancas o de condensación. De esta manera se aprovecha el calor latente del vapor de agua en los gases de escape, lo que permite extraer más energía útil del combustible (mayor rendimiento) y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.
Otra medida para mejorar la eficiencia sería el uso de biocombustibles, como el biodiesel, que se producen a partir de fuentes renovables como aceites vegetales. Los biocombustibles emiten menos gases de efecto invernadero que el gasóleo convencional, lo que reduce la huella de carbono de la calefacción.
2.2 ENERGÍA SOLAR TÉRMICA
La energía solar térmica aprovecha el calor del sol para generar agua caliente sanitaria o apoyar sistemas de calefacción. En viviendas o edificios, se pueden instalar captadores solares térmicos que permitan cubrir buena parte de la necesidad de agua caliente y reducir significativamente el gasto energético.
Los captadores solares pueden ser captadores solares planos donde se sitúa una parrilla de tubos por donde discurre el agua con el anticongelante, o captadores solares de tubos de vacío. Estos últimos tienen mejor rendimiento que los anteriores. Su coste de implantación es mayor pero proporcionalmente se colocan menos tubos.
Dependiendo del tipo de cubierta estos se colocan sobre el faldón de las cubiertas inclinadas (coplanarios), o en el caso de las cubiertas planas se colocarán sobre una estructura auxiliar para darles la inclinación precisa. Siempre lo más eficiente será colocar los paneles orientados hacia el Sur.
La energía solar térmica, también se puede aprovechar como apoyo a los sistemas de calefacción siempre que sean sistemas con distribución de agua caliente.
En el caso de utilizarse para ACS y para apoyo a la calefacción se deben colocar dos depósitos de acumulación.
Resumiendo, la energía solar térmica es una de las energías renovables en edificación usada frecuente en climas soleados, y su instalación es relativamente simple comparada con otras tecnologías.
2.3 ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
La energía solar fotovoltaica convierte la luz del sol en electricidad mediante paneles solares fotovoltaicas.
Estos paneles se instalan en tejados, fachadas u otras superficies expuestas.
Esta electricidad se utiliza para el autoconsumo eléctrico de viviendas y edificios.
Normalmente, en los edificios de uso residencial colectivo, se utiliza para alimentar la iluminación de las zonas comunes, para los ascensores y para los sistemas comunes de ventilación o climatización.
La electricidad generada que no se consume instantáneamente, se puede almacenar en baterías, para consumirla en horas donde no hay sol, aumentando la autonomía energética y reduciendo costes a lo largo del año.
El autoconsumo mejora la eficiencia energética del edificio y reduce el consumo de energía primaria no renovable.
El autoconsumo fotovoltaico se regula por el RD 244/2019 de 5 de abril modificado por el RD-ley 20/2022 de 27 de diciembre.
Existen varias modalidades de autoconsumo:
- Autoconsumo sin excedentes en el que no se vierte ningún excedente a la red eléctrica.
- Autoconsumo con excedentes en el que el excedente de energía producida por los paneles fotovoltaicos se vierte a la red eléctrica.
Dentro de esta modalidad puede ser:
Con excedentes acogida a compensación en la factura de la luz, sin llegar a facturas negativas.
Con excedentes no acogida a compensación, es decir, no existe compensación por el excedente vertido a la red eléctrica.
El autoconsumo también puede ser individual o colectivo.
El autoconsumo colectivo es lo que se conoce como comunidades energéticas, donde una comunidad de vecinos o un barrio pueden beneficiarse de la misma instalación fotovoltaica.
En este caso la planta de generación fotovoltaicas no pueden estar a más de 2 km del punto de suministro.
La implantación de una instalación fotovoltaica se debe estudiar en base a su orientación, inclinación de los paneles, el tipo de paneles, el consumo energético necesario, la tipología de cubierta y el emplazamiento del edificio.
Para ello tenemos programas oficiales de la Unión Europea como el PVGIS. Este, proporciona información sobre la radiación solar diaria y mensual en toda Europa. Con esto y la tipología del panel se puede estimar la potencia que se puede llegar a generar.
Cada día, existen más edificaciones con apoyo a la producción de electricidad con placas solares fotovoltaicas, lo que las hace más eficientes, y más respetuosas con el medio ambiente.
2.4 AEROTERMIA
La aerotermia es una tecnología que aprovecha la temperatura que contiene el aire exterior para climatizar las viviendas o los edificios. También se utiliza para producir agua caliente sanitaria (ACS). Por tanto, se considera un sistema de energía renovable.
Funciona mediante una bomba de calor que extrae calor del aire y lo transfiere al interior de la vivienda.
La aerotermia permite ahorrar hasta u 70% en consumo para calefacción y agua caliente, reduciendo las emisiones de CO2.
El calor generado se reparte por los radiadores, el suelo radiante o los facoils.
Se puede invertir el ciclo en modo verano, consiguiendo refrigeración con la misma instalación.
Los sistemas pueden ser de tipo:
Aire-agua: En el que se extrae la energía del aire para calentar agua. Se puede usar para calefacción, refrigeración y ACS.
Aire-aire: Calienta o enfría el aire directamente. Se usan para climatización.
2.5 ENERGÍA GEOTÉRMICA
La energía geotérmica aprovecha el calor interno de la tierra para calefacción o refrigeración, mediante bombas de calor geotérmicas enterradas. En edificios modernos se puede usar para mantener temperaturas estables con un bajo consumo. Aunque su coste inicial es más alto que otras renovables, los ahorros a largo plazo, la durabilidad y la eficiencia la convierten en una opción atractiva para quienes buscan sistemas de climatización sostenible con retornos visibles en el tiempo.
2.6 BIOMASA
La biomasa utiliza materiales orgánicos como madera, residuos agrícolas o pellets para generar calor mediante una combustión controlada. En edificación puede usarse para calefacción o producción de agua caliente, especialmente en zonas rurales o en edificaciones con espacio y ventilación adecuados. Es otra de las alternativas de energías renovables en edificación muy valorada por su capacidad de almacenamiento, su independencia de la red eléctrica y su uso de recursos locales.
2.7 LA VENTILACIÓN
Al hablar de ventilación nos referimos a sistemas que aseguren unos determinados caudales de renovación de aire.
El DB-HS 3 exige unos caudales mínimos de ventilación en los edificios para garantizar la salubridad en las viviendas.
La ventilación puede ser:
–Ventilación natural- se produce por las infiltraciones y la ventilación natural por huecos y conductos de ventilación en cuartos húmedos (efecto Venturi). Este tipo de ventilación es común en edificaciones anteriores al CTE.
–Ventilación mecánica– Con este sistema la ventilación mecánica funciona permanentemente. Podrá ser con admisión natural y extracción mecánica o admisión y extracción mecánica.
–Ventilación híbrida– una mezcla de las dos anteriores, dependiendo de las condiciones de presión y temperatura ambiental. Lo normal sería admisión natural a través de aireadores y extracción mecánica con extractor a cubierta. La extracción podrá funcionar de forma natural cuando las condiciones atmosféricas lo permitan o de forma automática, activando unos extractores en cubierta, lo que garantiza una ventilación permanente en las viviendas. Para ello se pueden colocar aireadores en los cajones de persiana de los huecos de ventana.
-Ventilación mecánica controlada (VMC) con recuperador de calor– Este tipo de instalación evitan una pérdida descontrolada de aire climatizado. El recuperador de calor consiste en una caja con unos circuitos cruzado, en la que se recupera el calor del aire interior en la extracción para calentar el aire de impulsión que metemos en el edificio.
Las rejillas de impulsión se colocarán en zonas como los dormitorios y salones, mientras que las rejillas de extracción se colocarán en cocinas, baños y aseos.
Con esto damos cumplimiento al DB HS-3 mejorando la calidad del aire interior sin menospreciar el capítulo de eficiencia energética de los edificios.
Redactado por Elvira Salazar Juárez, Asesora Técnica Oficina Rehabilitación del Colegio de Aparejadores de Madrid
