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Sobrecalentamiento de edificios pasivos o NZEB: evaluación mediante simulación

La Torre Bolueta de Bilbao es el edificio residencial Passivhaus más alto del mundoA raíz del artículo publicado por la Universidad del País Vasco que presenta los resultados de una encuesta de satisfacción de los usuarios en el edificio Torre Bolueta de Bilbao, se ha abierto un debate sobre cómo se debería considerar el riesgo de sobrecalentamiento en edificios pasivos o NZEB. La Torre Bolueta de Bilbao es el edificio residencial Passivhaus más alto del mundo por delante de la torre Cornell Residential de Nueva York.

Muchos de los detractores de la edificación pasiva (no confundir solo con la certificación Passivhaus) argumentan que el diseño de edificios pasivos o de muy bajas necesidades energéticas conduce a provocar que los edificios sufran de sobrecalentamiento en régimen de verano, esta afirmación dista mucho de ser real y solo se entiende por una insuficiente comprensión de qué significa un edificio pasivo.

Los procedimientos de cálculo y análisis utilizados en la reglamentación (Código Técnico) o en la Calificación Energética o las certificaciones del tipo certificado Passivhaus / Mienergie/… basan sus criterios en la determinación de la demanda o el consumo de energía de los sistemas de climatización HVAC (incluyendo también ACS, iluminación…) del edificio considerando unos perfiles ocupacionales y unas temperaturas de consigna prefijadas sin propiciar que se efectúe un análisis profundo del funcionamiento pasivo del edificio.

La simulación energética de edificios permite no solo obtener los datos de demanda o consumo de energía, sino que lo que es mas importante permite obtener la casi totalidad de temperaturas o flujos de fluidos o calor que intervienen en el edificio para poder realizar análisis mucho más ricos y detallados que puedan resultar útiles para mejorar el diseño de edificios para hacerlos más eficientes y adaptados a las expectativas de los usuarios.

¿Cómo evaluar el sobrecalentamiento en edificios pasivos?

Un edifico pasivo es aquel que es capaz de funcionar (al menos un elevado porcentaje de tiempo) sin precisar el uso de equipos de climatización.

Atendiendo a la consideración anterior para evaluar el comportamiento de un edificio pasivo no es procedente hacerlo mediante la evaluación del consumo ya que ello trae aparejado que el edifico esta realmente usando equipos de clima para mantener las condiciones de confort deseadas por los usuarios.

Es claro que un edifico que tenga una demanda energética baja indica que sus necesidades de energía son bajas y ello nos “acerca” al objetivo de un comportamiento pasivo pero es posible que se produzcan durante periodos de tiempo situaciones en que las temperaturas alcanzadas en los recintos no alcance las expectativas de confort de los usuarios sin que ello conlleve un aumento significativo de la demanda (por una duración relativamente corta o una diferencia de temperatura relativamente pequeña).

Sería mejor que la evaluación del carácter pasivo de los edificios se efectuase mediante el uso de una herramienta de simulación sin disponer de equipos para ir “ajustando” el diseño de forma que se optimice el comportamiento pasivo.

Los equipos solo deberían introducirse a posteriori una vez optimizado el comportamiento pasivo del edifico en proyecto.

La evaluación de sobrecalentamiento puede efectuarse con diferentes tipos de análisis que fácilmente se pueden implementar en una simulación energética en flotación libre.

Veremos a continuación varias propuestas de como conducir este tipo de análisis.

Comparación temperatura con banda de confort

Se debe definir “convencionalmente” un entorno de temperaturas que se consideren confortables (por ej entre 20ºC i 26ºC) y analizar durante que horas y con que profundidad la temperatura de un recinto se aparta de la zona de confort.

En el ejemplo siguiente se representa la temperatura media del aire de un recinto a lo largo de un año.

Temperatura media del aire de un recinto a lo largo de un año

 De forma muy rápida se aprecia claramente que durante bastantes horas el recinto “se escapa” de la banda definida convencionalmente como de temperatura confortable, este ejemplo no permite considerar este recinto como pasivo con independencia de cuál sea su demanda o consumo de energía. 

Nivel máximo de sobrecalentamiento

Basta con buscar la diferencia entre la hora en la que se produce la temperatura máxima en el recinto y restarle la temperatura de referencia

En este caso obtendríamos 32,05-26= 6,05 ºC de sobrecalentamiento lo que indica un nivel de sobrecalentamiento significativo.

Este indicador tiene la deficiencia que no toma en consideración si el fenómeno del sobrecalentamiento se produce solo ocasionalmente o de forma repetitiva durante mucho tiempo. 

Número de horas por encima de una temperatura

Exportando los datos del grafico a una hoja de cálculo se puede cuantificar el grafico anterior efectuando un recuento de las horas en que la temperatura del recinto supera a la de referencia para estimar el riesgo de sobrecalentamiento con lo que se obtendría el numero de horas por encima de la de confort.

No debe confundirse este valor con el de horas fuera de consigna que indica el numero de horas en que los sistemas del edifico no son capaces de alcanzar la temperatura definida como consigna para activar los sistemas de calefacción o refrigeración.

En el ejemplo anterior habríamos obtenido un valor de 2571 h por encima de 26ºC por lo que podemos asumir que un numero elevado de tiempo el recinto estará sobrecalentado.

Este indicador tiene como deficiencia que solo toma en consideración la duración y no el nivel de sobrecalentamiento.

Grados hora por encima de la temperatura de confort

Para tratar de solventar las insuficiencias de los dos indicadores anteriores se suele usar un indicador que tome en consideración de forma simultánea la duración y el nivel de sobrecalentamiento.

Se trata de acumular la diferencia de temperatura entre la referencia y la realmente alcanzada para las horas en la que se produce sobrecalentamiento, de esta forma se obtiene no solo la duración sino también una ponderación del grado de sobrecalentamiento.

En el ejemplo anterior obtendríamos un valor de 5184 grados hora de sobrecalentamiento.

Comparación temperatura con temperatura de confort adaptativo

De modo análogo a como se ha hecho con una temperatura “arbitraria” de referencia se puede usar la temperatura de confort adaptativo de acuerdo con las normas CEN15251 o ASHRAE55, estas normas están especialmente indicadas para evaluar el confort de los usuarios en régimen de verano en edificios no climatizados por lo que es indicado para edificios pasivos.

Temperatura adaptativa ASHRAE 55

Temperatura adaptativa ASHRAE 55

Se parecía claramente que durante el periodo de verano el edifico se aparta sensiblemente de las condiciones de confort por lo que no puede considerarse como un edifico pasivo

Temperatura adaptativa CEN15251

Temperatura adaptativa CEN15251

De modo análogo a como se ha hecho anteriormente se pueden obtener el número de horas o grados hora de sobrecalentamiento.

En este ejemplo podemos resumir los resultados en la tabla siguiente:

                                                                                                   CEN 15251           ASHRAE 55

Nº de horas de sobrecalentamiento                                               3644                      4742

Grados hora de sobrecalentamiento                                              6650                      12836 

Correlación temperatura interior exterior

Se puede efectuar un análisis de correlación construyendo un grafico en que se correlacione la temperatura exterior del aire con la interior del recinto y dividirlo en cuadrantes para analizar las horas en que el sobrecalentamiento es evitable mediante una gestión mejorada de la ventilación.

Correlación temperatura interior exterior

Conclusiones

La evaluación del carácter pasivo de un edifico debería hacerse en flotación libre sin la contribución de los sistemas.

La evaluación del sobrecalentamiento es simple y rápida usando las herramientas corrientes de simulación energética por lo que no se justifica pues su omisión.

La evaluación de la demanda es solo un método indirecto para estimar el carácter pasivo de los elementos.

El hecho de que el edifico se sobrecaliente o no es independiente de la reglamentación o la certificación que se use como referencia.

El sobrecalentamiento debe evaluarse adicionalmente a las evaluaciones habituales de demanda o consumo de los edificios.

Los métodos propuestos de evaluación del sobrecalentamiento son los suficientemente flexibles para que el diseñador pueda adaptarlos a las necesidades específicas de cada caso.

Modificado por última vez enLunes, 18 Octubre 2021 11:30

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UPONOR Soluciones sostenibles para la edificación

Uponor participó en la feria Berdeago de sostenibilidad, un sector en el que Uponor quiere ser líder, desde los objetivos que se ha fijado como empresa. El año pasado Uponor logró producir un 93% de energía certificada verde, con un objetivo ambicioso de ser 100% verdes en 2025. También han apostado por ahorrar consumos hídricos en el proceso de producción. "Esperamos estar en 2027 muy por debajo de las emisiones que pide la ONU en 2030. Todo esto, estamos buscando la acreditación EPDs que serán de obligado cumplimiento", nos explica en este vídeo Koldo Puente, gestor de cuentas de la Zona Norte de Uponor. Conscientes de que la construcción supone el 40% de las emisiones de carbono, Uponor implementa sus soluciones para apostar por la sostenibilidad en la construcción y favorecer la descarbonización de los edificios. Así, se está orientando a la industrialización de la construcción con soluciones de descentralización de edificios o de suelo radiante (climatización invisible). Destaca el sistema de autofijación para climatización por suelo radiante. Con ausencia de tetones, el contacto es directo de la plancha con la tubería, lo que da más libertad de diseño de la instalación y el contacto de tubería con el mortero es total. Otra novedad es el sistema de tubería Ecoflex Termo Twin, en el que conseguimos reducir el diámetro exterior y la envolvente con una nueva estructura interior de células de vacío con células de silicio. Logramos un valor de landa extremadamente bajo de 0,04. Esto es que en un km de tubería somos capaces de perder sólo 0,1 grados, lo que es una autentica revolución. #berdeago2022 #uponor

DAIKIN en la vivienda sostenible: Purificación, climatización, ventilación y aerotermia

DAIKIN presentó en la feria Berdeago sus soluciones y tecnologías de su catálogo para la vivienda sostenible y eficiente. El primer equipo son los purificadores de aire, portátiles, con la tecnología Flash Streamer, patentada por Daikin. Esta tecnología elimina prácticamente el 100% de los virus y bacterias. Una tecnología silenciosa, con filtros electrostáticos y abalada por el Instituto Pasteur de Francia. También presentan los aparatos split de climatización, que son equipos de alta eficiencia energética con un control muy avanzado con distintos filtros de calidad del aire que aseguran un ambiente saludable en las estancias, eliminan virus y bacterias, y combaten lo olores. Seguimos con los equipos de ventilación con recuperación de calor DUCO Box, que admiten diferentes configuraciones a nivel de conductos y de difusión de aire. Finalmente, la solución de aerotermia Daikin Altherma. Concretamente presentan un HidroKit con depósito de agua caliente integrado. Es un depósito disponible en distintos tamaños y volúmenes, desde 180 l a 230 l. Todas las conexiones se ubican en la parte superior del equipo, lo cual facilita su instalación y su ubicación dentro de la vivienda. El equipo es combinable también con distintas unidades exteriores, permitiendo trabajar a diferentes rangos de temperatura. Visita la siguiente página web para más información sobre DAIKIN: https://www.daikin.es

Tecnología InCare de URSA que mejora la calidad del aire interior

URSA ha lanzado al mercado español nuevos conductos de lana mineral URSA AIR con la nueva y exclusiva tecnología InCare, que mejora la calidad del aire en espacios cerrados. Esta innovación elimina de forma más rápida hasta el 99,99 % de las bacterias mediante una tecnología a base de iones de cobre aplicada a los paneles de lana mineral de los sistemas de climatización. Conscientes de la importancia, cada vez mayor, de la calidad del aire interior y sus efectos sobre la salud de las personas, URSA añade un componente extra de seguridad y salubridad a su gama de conductos URSA AIR® y ayuda a sensibilizar a la sociedad de que la calidad del aire es un factor clave de su bienestar en los entornos cerrados. Laia Recasens, Product Manager de URSA, nos descubre en este vídeo sus beneficios: ● Inactivación microbiana El cobre de la tecnología InCare inhibe la reproducción bacteriana, por lo que ayuda a reducir el riesgo de alergias, enfermedades infecciosas y cuida la salud de las personas. ● Durabilidad Las propiedades del cobre no se deterioran y perduran en el tiempo y durante toda la vida útil. ● Material seguro El cobre es un material mineral natural respetuoso con la salud y el medioambiente. Ramón Ros, director general de URSA Ibérica afirma que “la pandemia nos ha hecho darnos cuenta de la urgente necesidad que existe de mejorar la calidad del aire en espacios cerrados. Hemos aprendido que protegernos de los virus y otras sustancias que contaminan el aire que respiramos es una prioridad para mantenernos sanos y tener calidad de vida. Por esta razón hemos apostado por desarrollar una tecnología que nos ayude a minimizar la transmisión de patógenos hoy y mañana”. Estudios realizados por un instituto de investigación independiente de acuerdo a la norma ISO 20743:2013 avalan que los nuevos paneles URSA AIR con tecnología InCare muestran una capacidad de reducción microbiana de hasta más del 99,99% en las paredes internas del conducto. A mayor rapidez biocida, mayor cuidado de la calidad del aire que circula por su interior. La tecnología InCare es una medida complementaria al mantenimiento y limpieza de conductos. No reemplaza las pautas marcadas por las normas ni las recomendaciones proporcionadas por los expertos. Los paneles fabricados con la tecnología InCare para la construcción de conductos mantienen, además, las tradicionales ventajas de la gama: gran absorción acústica, resistencia térmica y excelentes valores de reacción al fuego. Estos conductos contribuyen a mejorar la calificación obtenida por los edificios con certificaciones de eficiencia energética, sostenibilidad y salud como LEED, BREEAM, VERDE o WELL y disponen de Declaraciones Ambientales de Producto (DAP). “La OMS nos recuerda continuamente que mantener una correcta ventilación y climatización de los espacios interiores, a través de ventanas o mediante ventilación mecánica, es clave para prevenir el SARS-CoV. Para nosotros es una auténtica satisfacción responder a esta necesidad social y poder ofrecer a nuestros clientes y usuarios esta nueva tecnología que nos ayudará a habitar espacios más seguros, saludables y sostenibles”, asegura Ramón Ros. El lanzamiento de la tecnología InCare es resultado de la apuesta de URSA por la innovación que mejora la vida de las personas y da respuestas a los retos actuales y futuros de sostenibilidad, eficiencia y seguridad. Más información: https://www.caloryfrio.com/construc... #innovacioncaloryfrio #ursa #calidaddelaireinterior

Duchas con recuperador de calor integrado CERIAN

Las tecnologías de recuperación de calor de las aguas grises ofrecen un potencial de ahorro significativo de la "necesidad de energía" para calentar el agua caliente sanitaria, desde un mínimo del 37% para elementos horizontales hasta un 75% para elementos verticales. Cerian es la primera empresa española que ha desarrollado un plato de ducha que incorpora un elemento recuperador de energía integrado con un 40% de potencial de ahorro energético y una columna de ducha con el 72% de eficiencia. El plato de ducha es un elemento ideal para reformas de cuartos de baño y nueva construcción en los que se elige una solución minimalista completamente integrada, sin elementos móviles, fácilmente accesible y en la que el usuario no aprecia que este realizando ninguna acción y a la vez ahora energía. En viviendas se puede instalar de dos formas diferentes, esquema A y Esquema B.   Dependiendo de la cercanía del plato de ducha al calentador de agua. La instalación no cambia casi nada respecto de un plato de ducha tradicional, simplemente hay que desviar el agua fría y dirigirla hasta el plato de ducha y una vez recuperada la energía el agua vuelve a subir por la tubería hasta la válvula mezcladora. Las tuberías quedan ocultas detrás del alicatado de la pared y quedan ocultas.   Si el calentador está cerca del plato de ducha, opcionalmente podemos realizar una instalación más eficiente, por una parte, no se pierde energía en la tubería y por otra ganaremos unos puntos la eficiencia energética. En este caso, la salida del plato de ducha se dirige hacia el calentador de agua y a la válvula mezcladora. Se consigue precalentar el agua fría que va hacia el calentador y la de la ducha.   Cerian también ha desarrollado un sistema recuperador vertical que será comercializado próximamente, con este sistema se consiguen tasas de eficiencia energética del 72,5 % en las duchas y más del 60% en el conjunto de la vivienda. De esta forma, los técnicos dispondrán de otra alternativa más para diseñar viviendas con los objetivos marcados por el Código técnico de la edificación, el 60 % de energía renovable o con recuperadores. Cerian nace como una empresa comprometida con la sociedad y con el planeta, actualmente es la única empresa española que forma parte de la asociación de fabricantes europeos de recuperadores de calor de aguas grises, ha sido seleccionada por solar impulse como una de las 1000 soluciones innovadoras para salvar el planeta. Actualmente tiene en marcha un proyecto de transferencia tecnológica con 4 centros de formación profesional promovido por el ministerio de educación con fondos Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia. Es nuestro objetivo devolver a la sociedad, todo el apoyo que nos está prestando para investigar y desarrollar esta tecnología que tendrá un gran impacto positivo en el medioambiente. Más información en: http://passiveshower.com/ #berdeago2022 #cerian #duchas

La casa eficiente con aerotermia + ventilación + fotovoltaica de LANSOLAR INGENIEROS

Lansolar Ingenieros nos muestra durante la feria Berdeago 2022, sus soluciones integrales para lograr una casa eficiente. Desde la aerotermia para generar agua caliente sanitaria y climatización, pasando por la ventilación con recuperación de calor para asegurar una buena calidad del aire interior, sin olvidar la energía solar fotovoltaica para asegurarnos un ahorro de energía eléctrica consumida. #berdeago2022 #lansolar

Ventajas de la Anhidrita como mortero autonivelante para instalar suelo radiante: ANHIVEL

Iñaki Isusi, director técnico de Anhydritec en España nos muestra en su stand de Berdeago las soluciones de Anhivel, especialistas en mortero autonivelante de base anhidrita para suelos radiante. Somos lideres europeos en la fabricación de anhidrita, de aditivos y tecnologías para la elaboración de morteros autonivelantes, con una media de 14M de m2 aplicados al año en 15 países europeos. Para España, Anhivel Morteros, es nuestra imagen de marca. Diseñamos morteros sostenibles, sustituyendo el cemento por anhidrita en su elaboración, nuestro ligante está compuesto por un 95% de materiales reciclados, de ahí sus ventajas medioambientales frente a los morteros de cemento: - un impacto ambiental 80% menor en todo su ciclo de vida, acreditado mediante la Declaración Ambiental de Producto, EPD. -y unas emisiones de CO² 8 veces menores. Aparte de la reducción de emisiones y consumo de energía conseguido en su uso para la cubrición de sistemas de colección por suelo radiantes. Contribuyendo a la sostenibilidad en la edificación, obteniendo créditos en las certificaciones medioambientales como Leed, Breeam, Verde, etc. Sobre calefacción por suelo radiante, nuestros morteros mejoran la eficiencia del sistema, por conductividad, emisividad y difusividad térmicas, así como, prestaciones mecánicas y densidad. Consiguiendo una superficie emisora con mayor rendimiento, mayor confort y mayor ahorro. La capa de mortero es la parte encargada de la distribución y emisión del calor, de ahí la importancia de aplicar un mortero con las propiedades de Thermio. Para sacar el máximo partido a la instalación radiante es necesario que exista una coordinación previa a su colocación, entre la dirección de obra, el calefactor y el aplicador del mortero. Se deben evaluar dos cosas: planimetría del soporte y cotas -la planimetría de la solera-forjado soporte, corrigiendo sus posibles desniveles. -y las cotas de acabado se calculan sumando el espesor de la base del asilamiento del sistema radiante, el espesor del mortero, contando con 2-3cm sobre la tubería radiante aplicaremos un espesor de 4-5cm, y el espesor del revestimiento a colocar. La suma de estas 3 partes, plancha, mortero y revestimiento, tendrá que ser igual a la cota que tenemos desde la soleraforjado soporte a la cota de acabado. Por ejemplo, con un aislamiento de 2cm de base, más 4-5 cm de mortero y un acabado de gres, 1,5cm, tendremos un total de 7,5- 8,5cm; esta medida será el espacio-altura a dejar desde la soleraforjado soporte a la cota de acabado. Si dejamos una altura mayor, nos obligará a aplicar más mortero, penalizando la eficiencia y el ahorro del sistema radiante. En caso de tener un exceso de medida es mejor potenciar el aislamiento, no aplicar más espesor de mortero, así ganaremos en resistencia térmica y eficiencia. Se trata de hacer un “radiador” en el suelo; al igual que se dimensionan los radiadores de pared en función de la estancia, m2, ubicación, uso; debemos intentar aplicar un espesor de mortero uniforme y adecuado, para conseguir una reacción homogénea y rápida del suelo radiante. Más información: https://www.anhivel.com/es/ #anhivel #berdeago2022 #morteros

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