Edificio de calefacción cero o edificio de calefacción casi cero (nZHB) es un edificio que tiene una demanda de calefacción esencialmente cero, definida como una demanda de calefacción, Q ' NH , inferior a 3 kWh / (m 2 a). El edificio de calefacción cero está diseñado para su uso en áreas dominadas por la calefacción. El propósito del edificio de calefacción cero es reemplazar a los edificios de energía neta cero como una forma de reducir a cero las emisiones de gases de efecto invernadero relacionadas con los edificios en la UE. Los edificios con calefacción cero abordan los edificios defectuosos de energía neta cero: el requisito de almacenamiento de energía estacional, en algunos casos, la falta de comodidad de vida y las opciones de diseño estrechas.
Concepto y enfoque
Problema de almacenamiento de energía estacional
En áreas donde hay una demanda de calefacción sustancial, es difícil satisfacer esta demanda con energía renovable, ya que en la temporada de calefacción, la energía solar es escasa. Esto significa que la calefacción en áreas altamente urbanizadas se alimenta directa o indirectamente, en gran parte de fuentes fósiles. Se necesitan alrededor de 2000 TWh de almacenamiento de energía estacional para satisfacer la demanda de calefacción de invierno de la UE [3], en caso de que se alivie la dependencia de los combustibles fósiles. Dado que la calefacción se canaliza parcialmente a través de la electricidad (por ejemplo, bombas de calor ), también existe una clara necesidad de almacenamiento de electricidad estacional. Solo en Alemania, se requieren alrededor de 40 TWh de almacenamiento estacional. [4] El edificio de calefacción cero supera la necesidad de cambios importantes en la infraestructura social que requieren los edificios de energía neta cero y, por lo tanto, aborda las principales preocupaciones. [5]
Edificio de calefacción cero como continuación de la casa pasiva
Los edificios con calefacción cero se construyen de manera similar a las casas pasivas, al tiempo que se aprovechan los desarrollos recientes en acristalamientos de valor U ultra bajo . Se ha demostrado [6] [7] que para edificios con valores U de ventana cercanos a 0,3 W / (m 2 K), la demanda de calefacción disminuye. De esta manera, el edificio no necesitaría una reserva de energía de invierno y, obviamente, no necesitaría ningún almacenamiento de energía estacional. Los edificios, construidos según el estándar de casas pasivas, pueden prever la extracción del aparato de calefacción central con una pequeña provisión de calefacción auxiliar en el sistema de ventilación.
Primeros ejemplos
En 1995, Wolfgang Feist demostró que con un valor U de acristalamiento de 0,3 W / (m 2 K) se podían realizar edificios con calefacción cero. [6] El primer edificio con calefacción (casi) cero es un edificio de oficinas, construido en Rakvere, Estonia en 2014. [2] Desde 2015, se han construido más ejemplos basados en el nuevo acristalamiento de valor U ultrabajo. [8]
Nuevos desarrollos del edificio de calefacción cero
Se propone un edificio con calefacción cero como piedra angular de una solución aceptable en el mercado para el problema de la mitigación del CO 2 mediante la reducción de la necesidad de almacenamiento de energía estacional. Además de la reducción de la necesidad de almacenamiento de energía, hay supresiones en el sombreado y truncamiento en las disposiciones de calefacción. El abandono de las cortinas externas moduladas ahora comunes y el cambio a un acristalamiento multipane más rentable con vidrio de control solar incorporado aumenta un poco la demanda de refrigeración. El edificio de calefacción cero debe diseñarse para mantener la demanda de refrigeración, Q ' NC , menos de 20 kWh / (m 2 a) para edificios de oficinas y menos de 15 kWh / (m 2 a) para todos los demás tipos. Después de capitalizar los efectos producidos por un edificio con calefacción casi nula, se puede equipar aún más un edificio de este tipo con energía fotovoltaica, para obtener algo así como un edificio de energía positiva para el invierno que, en principio, podría acelerar el alivio de los problemas energéticos sociales al proporcionar energía adicional a tiempo. De este modo, la demanda restante de refrigeración y ventilación se puede sincronizar favorablemente con la radiación solar, donde la generación fotovoltaica máxima casi coincide con la potencia máxima necesaria para la refrigeración. [9]
Estándares
En 2020, se han establecido socios de un consorcio: Reflex, Facultad de Ingeniería Mecánica - Ljubljana, Passivhaus Institut, Universidad Tecnológica de Tallin (TalTech) y Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU) para trabajar en la estandarización, el desarrollo y la promoción de edificios con calefacción cero. .
Costos de construcción
Acristalamiento cuádruple , como principal componente adicional de la casa pasiva , el costo es esencialmente el del triple acristalamiento más un vidrio intermedio más a unos 10 € / m 2 . Dado que las unidades cuádruples permiten que el valor U del acristalamiento sea inferior a 0,4 W / (m 2 K), la protección solar modulada externa y su costo sustancial se puede omitir sin ninguna pérdida de rendimiento energético. [7] La realidad de los precios en este momento es diferente. Como no hay una experiencia a largo plazo, una guía de diseño y un estándar de evaluación establecido, existe una tendencia a fijar el precio de las unidades de acristalamiento cuádruples al costo de la unidad cuádruple más el costo de la unidad triple, por si acaso algo más tarde resultara muy mal requiriendo reemplazo de acristalamiento de edificios
Rasgos de los edificios con calefacción cero
Análisis de comerciabilidad
La falta de comerciabilidad de los edificios energéticamente eficientes y la ineficiencia en el enfoque de diseño integrado son las principales causas de la baja penetración en el mercado de los edificios energéticamente eficientes. En comparación con simplemente centrarse en la mejora de la eficiencia energética, se propone aumentar el número de edificios energéticamente eficientes con una mejor comerciabilidad mediante la mejora de sus características estéticas ( diferenciación de productos ) como el enfoque para la reducción de la demanda de energía en el sector de la construcción. La evidencia empírica hasta ahora muestra claramente que la mejora de las características estéticas y el diseño de las ventanas puede ser un enfoque complementario para superar las barreras actuales del mercado, como un alto costo inicial, un bajo valor de mercado y la falta de demanda del mercado de edificios energéticamente eficientes. [10] La investigación ha identificado el aumento del área de acristalamiento como la principal diferenciación deseada del producto arquitectónico . Si características como el costo de mantenimiento, la confiabilidad del servicio y la comodidad del inquilino; Algunas características diferenciadoras específicas son la calidad del aire interior, la distribución de la luz natural y la circulación de aire fresco que se incluyen en las comunicaciones de marketing; es probable que la probabilidad de optar por edificios ecológicos sea mayor. [11]
Libertad de diseño
Debido a los valores U excepcionalmente bajos de los acristalamientos utilizados, las áreas acristaladas no están limitadas en tamaño debido a los requisitos de energía. El edificio nZEB se puede realizar con paredes 100% acristaladas. [12] Esto elimina algunas limitaciones impuestas al diseño del edificio por el acristalamiento de doble y triple panel. En particular, un edificio con calefacción cero no necesita construirse a propósito como un edificio solar pasivo .
Comodidad
El bienestar de los ocupantes de un edificio es un parámetro importante determinado por la calidad ambiental del interior. El contacto limitado o nulo con el medio ambiente y vivir y trabajar con un mínimo de luz natural son a menudo una consecuencia de la protección solar dinámica. Por el contrario, el acristalamiento multipane ofrece un contacto ininterrumpido con el medio ambiente. La baja ganancia solar selectiva estacional [8] ofrece comodidad en verano, mientras que un valor U del sistema de aproximadamente 0,3 W / (m 2 K) ofrece una demanda de calefacción casi nula en invierno incluso en Escandinavia. Un bajo valor U del sistema mantiene la temperatura interior del vidrio a un nivel constante durante todo el año. Además, se crea una zona sin corrientes de aire sin precedentes alrededor del acristalamiento panorámico.
Ver también
Referencias
- ^ Watson, SD; Buswell, RA (marzo de 2019). "Descarbonización de la calefacción doméstica: ¿Cuál es la demanda máxima de GB?" . Política energética . 126 : 533–544. doi : 10.1016 / j.enpol.2018.11.001 .
- ^ a b Thalfeldt, Martin; Kurnitski, Jarek; Mikola, Alo (diciembre de 2013). "Edificio de oficinas de consumo casi nulo sin calefacción convencional". Revista de Ingeniería de Estonia . 19 (4): 309–328. doi : 10.3176 / eng.2013.4.06 .
- ^ "Consumo energético en los hogares, Eurostat 2018" . Consumo de energía en los hogares, Eurostat 2018 . Consultado el 24 de diciembre de 2020 .
- ^ Sinn, Hans-Werner (octubre de 2017). "Amortiguación de la volatilidad: un estudio sobre los límites de la revolución energética de Alemania" . Revista económica europea . 99 : 130-150. doi : 10.1016 / j.euroecorev.2017.05.007 .
- ^ Alter, Lloyd. "El problema con Net Zero: la red no es un banco" . Treehugger . Consultado el 24 de diciembre de 2020 .
- ^ a b Feist, Wolfgang (1995). Erfahrungen mit Häusern ohne aktives Heizsystem . Darmstadt: IBK-Institut für das Bauen mit Kunststoffen.
- ^ a b Vanhoutteghem, Lies; Skarning, Gunnlaug Cecilie Jensen; Hviid, Christian Anker; Svendsen, Svend (septiembre de 2015). "Impacto del diseño de la ventana de la fachada en la energía, la iluminación natural y el confort térmico en casas de consumo casi nulo" (PDF) . Energía y Edificación . 102 : 149-156. doi : 10.1016 / j.enbuild.2015.05.018 .
- ^ a b c Kralj, Aleš; Drev, Marija; Žnidaršič, Matjaž; Černe, Boštjan; Hafner, Jože; Jelle, Bjørn Petter (mayo de 2019). "Investigaciones de acristalamientos de 6 hojas: propiedades y posibilidades" . Energía y Edificación . 190 : 61–68. doi : 10.1016 / j.enbuild.2019.02.033 .
- ^ Drev, Marija; Černe, Boštjan; Žnidaršič, Matjaž; Geving, Atle; Kralj, Aleš (2017). Edificio casi independiente, de energía casi nula . Helsinki, Finlandia: PHN17 8th Nord. Pasiva House Conf. págs. 255–260.
- ^ Cihat Aydin, Yusuf; Mirzaei A., Parham; Akhavannasab, Sanam (mayo de 2019). "Sobre la relación entre la eficiencia energética de los edificios, las características estéticas y la comerciabilidad: hacia una nueva política de reducción de la demanda energética" . Política energética . 128 : 593–606. doi : 10.1016 / j.enpol.2018.12.036 .
- ^ Elaine Haddock ‐ Fraser, Janet; Tourelle, Marielle (diciembre de 2010). "Motivaciones corporativas para el desarrollo ambiental sostenible: explorar el papel de los consumidores en la participación de las partes interesadas" . Estrategia empresarial y medio ambiente . 19 (8): 527–542. doi : 10.1002 / bse.663 .
- ^ Domjan, Suzana; Arkar, Ciril; Begelj, Žiga; Medved, Sašo (agosto de 2019). "Evolución de los edificios totalmente de vidrio de consumo casi nulo con respecto al clima local y las técnicas de enfriamiento gratuito" . Edificación y Medio Ambiente . 160 : 106183. doi : 10.1016 / j.buildenv.2019.106183 .
enlaces externos
- Reflex - acristalamiento multipane
- Facultad de Ingeniería Mecánica, Ljubljana
- Instituto de la casa pasiva (PHI)
- Universidad Tecnológica de Tallin - TalTech
- Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología - NTNU