Eficiencia energética en la arquitectura

Un edificio energéticamente eficiente es aquel que minimiza el uso de las energías convencionales, de modo de reducir su demanda energética, producir in situ si es posible y hacer uso racional de la energía final requerida.

12/08/2020 13:03

Eficiencia energética en la arquitectura

“La eficiencia es la capacidad de lograr un objetivo con el mínimo de recursos posibles”. Hacia fines de diciembre de 2019, fue publicada la nueva edición de la norma IRAM 11900 Prestaciones energéticas en viviendas. Método de cálculo. El documento, elaborado por los especialistas y sectores profesionales que forman parte del subcomité de eficiencia energética en edificios del Instituto Nacional de Racionalización de Materiales IRAM, establece un cambio de paradigma en lo que respecta a la evaluación de la eficiencia incorporando además del diagnóstico térmico de un edificio o vivienda, el consumo energético que demanda la Iluminación, calentamiento de agua y la ventilación con consonancia con normativas Europeas. Así como electrodomésticos, una construcción, vivienda u oficina es etiquetada por su consumo de energía eléctrica.

Así, el cálculo está conformado por los aportes de energía primaria en climatización, agua caliente sanitaria, energía solar térmica y fotovoltaica e iluminación, plasmando en la etiqueta los resultados que permiten calificar a la vivienda en la escala de eficiencia. La norma describe la etiqueta normalizada que brindará los resultados correspondientes.

El objetivo del estudio de la IRAM 11900 es la unificación a nivel nacional de los criterios de evaluación y calificación energética de viviendas para la aplicación de políticas públicas de ahorro de energía. Todavía de cumplimiento no obligatorio, invita a las provincia a y municipio establecer límites de consumo eléctricos anuales y emisión de dióxido de carbono, el Índice de Prestaciones energéticas PE 𝑘𝑊ℎ/𝑚2𝑎ñ𝑜 y Emisión de Dióxido de Carbono por consumo energético 𝑘𝑔CO2/𝑚2𝑎ño, según el consumo según sus zonas climáticas. Cuantificar el nivel de eficiencia energética de un inmueble.

 

Antecedentes Internacionales, ejemplos a seguir

Lo faltante: establecer límites de consumo según zonas climáticas en Argentina. En consonancia con instructivos internacionales como la Reglamentación térmica 2012 de Francia se caracteriza por Limitación del consumo máximo de energía primaria (coeficiente Cep) limitada a un valor medio de 50 kWh/m /año modulado en función del departamento, la altitud topográfica, el tipo de edificación, sistema de generación de calor o frío y la superficie del edificio. La regulación incluye beneficios o cargas impositivas para el inmueble según los niveles de consumo.

 

Próximo objetivo consumo nulo, directiva 2010/31/UE

La Directiva europea de eficiencia energética 2010-31-UE, conocida como DEEE, deroga en parte a la pionera Directiva 2002/91/CE (Energy Performance of Buildings Directive) relativa a la eficiencia energética en los edificios. Esta directiva tiene en su interior una consecuencia muy relevante y es que a partir del 31 de diciembre de 2020 los edificios de nueva construcción deben ser de consumo de energía casi nulo, siendo obligatorio para edificios públicos a partir del 31 de diciembre de 2018. Entre otros aspectos, dicha directiva establece en su artículo 12 que los estados miembros velarán por que se expida un certificado de eficiencia energética para los edificios o unidades de éstos que se construyan, vendan o alquilen a un nuevo arrendatario, y para los edificios en los que una autoridad pública ocupe una superficie útil total superior a 500 m2 y que sean frecuentados habitualmente por el público. El 9 de julio de 2015, este umbral de 500 m2 se reducirá a 250 m2. La Directiva 2012/27/UE relativa a la eficiencia energética establece un marco común de medidas para el fomento de la eficiencia energética dentro de la Unión Europea para asegurar el objetivo principal de eficiencia energética de un 20 % de ahorro para 2020. La directiva establece unas medidas mínimas que cada Estado miembro desarrollará según sus propias circunstancias y leyes.

 

Experiencias de normativa de Eficiencia energética en Argentina

La Ciudad de Rosario es pionera en la obligatoriedad en la limitación del consumo energético con Ordenanza Municipal de Rosario 8757/2011 donde básicamente implementan la obligatoriedad de toda la reglamentación técnica que estipula la IRAM.

a) Edificios de nueva construcción públicos o privados (edificios de viviendas, oficinas, comerciales, educacionales, etc.).

b) Modificaciones, reformas o rehabilitaciones de edificios existentes públicos o privados, con una superficie útil superior a 500 m2 y/o donde se renueve más del 25% del total de sus cerramientos.

1er Prueba Piloto – 2017 Ciudad de Rosario 500 viviendas Zona Climática 3

2da Prueba Piloto – 2018 Ciudad de San Carlos de Bariloche 200 viviendas Zona Climática 6

 

Arquitectura Bioclimática, diseño de edificios eficientes energéticamente.

La arquitectura bioclimática es el arte de diseñar construcciones aprovechando los recursos naturales disponibles como ser el sol, la lluvia, el viento o la vegetación, entre otros y lograr así un gran ahorro en consumo de energía además de reducir drásticamente el impacto sobre el ambiente.

Con esta clase de Arquitectura, se ahorra en consumo de energía y disminuye el impacto ambiental

Es por eso que también hablamos de arquitectura “solar” o “pasiva”.

La elección de un enfoque de una arquitectura bioclimática promueve el ahorro de energía y reduce los costos de calefacción y refrigeración, al tiempo que disfruta de un entorno de vida muy agradable.

Para optimizar el consumo energético, la comodidad de los ocupantes y preservar el entorno natural del edificio, se deben tener en cuenta muchos parámetros.

Se prestará especial atención a:

• La orientación del edificio (con el fin de explotar la energía y la luz solar).
• La elección del terreno (clima, topografía, zonas de ruido, recursos naturales, etc.).
• La construcción (superficies acristaladas, protección solar, compacidad, materiales).

 

Aunque parezca una tendencia nueva y sofisticada, no es así: Los pueblos de la antigüedad en todo el mundo, nos revelan que la arquitectura de aquel entonces, buscaba permanentemente la eficiencia de recursos para hacer que los habitantes de un hogar tuvieran mejor calidad de vida. Un ejemplo claro de esto es la reducción Jesuítica de San Ignacio, en nuestra provincia de Misiones,  diseñada por  por la orden religiosa católica de la Compañía de Jesús en el siglo XV, que es unos de los mejores ejemplos de Construcción bioclimática para nuestra zona. Hecho de piedra arenisca de maziso Botucatu (Piedra de san Ignacio) incorpora a la envolvente una excelente aislamiento térmico. Con ventanales reducidos, orientaciones estudiadas sobretechos con cielorrasos y ventilados.

 

Para conseguir una vivienda con estas características, hay 10 consejos para tener en cuenta como:

1. La utilización de materiales naturales como ser la madera, que además de tener grandes ventajas de aislación térmica, causa un impacto muy inferior en el medio ambiente comparado con la construcción tradicional.
2. Ventilación correcta y aislamiento de las paredes, para conseguir la máxima eficiencia en el mantenimiento de la temperatura.
3. Integrar energías renovables, para no contaminar ni gastar consumiendo combustibles fósiles cuando necesitemos de esa energía (hoy la energía solar parece ser una gran opción)
4. Orientación de la construcción, para aprovechar al máximo las horas de luz.
5. Intentar reciclar todos los residuos que podamos (la basura orgánica, por ejemplo, en compost* para las plantas, o el agua de la ducha que dejamos perder hasta que se calienta, para usarla en el riego).
6. Aprovechar al máximo la distribución de los espacios de la casa para construir por ejemplo un jardín de invierno, lucarnas, y cualquier elemento que contribuya con el uso de energía en el hogar.
7. Elementos exteriores pueden ser de gran ayuda, como toldos o persianas, o pérgolas.
8. El color tanto de los techos como de las paredes también influye: los claros reflejan la luz y así se refrigeran los espacios. Los oscuros, en cambio, por ejemplo en techos, absorben la luz por lo tanto el calor. Un tejado claro, frente a uno oscuro, reduce la absorción de calor en un 50%.
9. Si disponemos de jardín, optando por árboles de hoja caduca, aprovechamos que frena el sol en verano pero podemos seguir disfrutando del calor del sol en el invierno.
10. Incorporar la red de agua caliente también como elemento calefactor del hogar. El ahorro producido es muy alto, en algunos casos más del 50 %. Hay una tendencia mundial de calentar el agua con energías renovables como ser mediante serpentinas expuestas al sol o bien con caldera de pellets de madera por ejemplo, que se producen a partir de desperdicios de aserraderos.

Además, los elementos de la casa deben ser aprovechados para ser captadores de energía solar como las ventanas, los invernaderos, los muros o tejados.

 

Aislamiento y Masa Térmica

Si la masa térmica es colocada estratégicamente es capaz de regular los cambios bruscos de temperatura. Algunos materiales como los muros, suelos o techos gruesos de hormigón o piedra pueden ser una opción. Utilizar estos elementos repartidos correctamente por toda la casa pueden funcionar sin problema.

En cuanto al aislamiento térmico dificulta el paso de calor, por lo que es importante tenerlo en cuenta tanto en invierno como en verano. Algunos elementos recomendados son: el corcho, la fibra celulosa, la fibra vegetal o la lana mineral. Eso sí, sin olvidar una adecuada ventilación de la casa.

Este sentido, los tejados deben tener una forma que favorezcan la captación solar.

 

Ventilación

En una vivienda bioclimática, la ventilación es primordial. Y se consideran tres tipos de ventilaciones primordiales:

Ventilación natural: es aquella que se genera con la apertura de las ventanas de la casa.
Ventilación convectiva: es aquella que se produce cuando el aire caliente asciende y es reemplazado por aire más frío. Es el aire de renovación que puede provenir de un patio fresco o de un sótano.
Ventilación convectiva en desván: es aquella ventilación que se genera en el desván. Es importante crear un espacio entre el último piso de la vivienda y el tejado, de manera que evitemos la transferencia de calor.

La utilización estratégica de estos tres tipos de ventilación en una vivienda bioclimática será clave para conseguir una excelente climatización.

 

Herramientas tecnológicas para estudio de comportamiento térmico de edificios

Existen varias aplicaciones para simular condiciones térmicas de edificios, como CDF de Ansys incorporar parámetros como orientaciones, radiación solar diaria, vientos dominantes e inclusive equipamiento de aire acondicionado (HVAC) permitiendo evaluar al diseñador las mejores condiciones de ventilación, tipología de cerramientos, calculado el consumo del edificio.

 

Fuentes

• Fuente José Romero ¨Que es la arquitectura Bioclimática¨
• Curso de capacitación de certificadores energéticos https://www.santafe.gob.ar/ms/eficienciaenergetica/etiquetado-de-viviendas/curso-de-certificadores/
• Nueva Norma Iram 11900- http://www.iram.org.ar/
• Evolución de las reglamentaciones térmicas en España y Francia en el periodo 2012 a 2020 – E-Eficiencia- https://www.efenergia.com/legislacion-eficiencia-energetica/europa/
• 4 core applications where cfd is changing the hvac & construction industry https://www.computationalfluiddynamics.com.au/4-core-applications-where-cfd-is-changing-the-hvac-construction-industry/
• Revista Madera y Construcción

 

Colaboración
Arq. Natacha Kambo
Ing. Marcelo Aires