Una casa de bajo consumo energético se caracteriza por un diseño energéticamente eficiente y características técnicas que le permiten proporcionar altos niveles de vida y confort con bajo consumo de energía y emisiones de carbono. Los sistemas tradicionales de calefacción y refrigeración activa están ausentes o su uso es secundario. [1] [2] Los edificios de bajo consumo energético pueden considerarse ejemplos de arquitectura sostenible . Las casas de bajo consumo energético suelen tener componentes y diseños solares activos y pasivos , que reducen el consumo de energía de la casa y tienen un impacto mínimo en el estilo de vida de los residentes. En todo el mundo, empresas y organizaciones sin ánimo de lucro proporcionan directrices y emiten certificaciones para garantizar el rendimiento energético de los edificios y sus procesos y materiales. Las certificaciones incluyen casa pasiva, BBC—Bâtiment Basse Consommation—Effinergie ( Francia ), casa sin emisiones de carbono ( Reino Unido ) y Minergie ( Suiza ). [3]
Los edificios por sí solos fueron responsables del 38% de todas las emisiones humanas de gases de efecto invernadero (GEI) en 2008, de los cuales el 20% se atribuyó a edificios residenciales y el 18% a edificios comerciales. [4] Según el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC), la construcción es el sector que presenta las oportunidades más rentables para la reducción de GEI. [5]
Durante la década de 1970, se realizaron investigaciones sobre edificios de bajo consumo energético en Dinamarca , Suecia , Alemania , Canadá y Estados Unidos . La implementación de conceptos estandarizados de construcción de bajo consumo energético se ha desarrollado de manera diferente en cada país. [6]
A finales de la década de 1970, la provincia de Saskatchewan contrató al Consejo de Investigación de Saskatchewan para diseñar y construir una casa solar pasiva adecuada para el clima extremo de las praderas canadienses , donde las temperaturas invernales pueden descender a 40 grados centígrados negativos (-40°F). [7] El proyecto resultó en la construcción de la Casa de Conservación de Saskatchewan en Regina en 1977 por un equipo dirigido por el ingeniero Harold Orr . [8] El proyecto desarrolló un intercambiador de aire con recuperación de calor (HRV), una recuperación de agua caliente y un aparato de puerta sopladora para medir la estanqueidad del edificio, técnicas que se volvieron comunes en los edificios de bajo consumo energético en otras partes del mundo. [9] Orr continuaría aplicando muchas de esas técnicas para modernizar edificios existentes para mejorar la eficiencia energética. [10] [11]
Impulsada en la década de 1970 por la primera crisis energética y la creciente conciencia medioambiental, la conservación de la energía adquirió cada vez más importancia en Alemania. [12] En 1977, se promulgó la primera norma de construcción relacionada con la energía del país. El Instituto Alemán Passivhaus introdujo la primera casa pasiva certificada en 1990. La necesidad anual de calefacción fue introducida como un parámetro importante por el tercer Reglamento alemán sobre aislamiento térmico (1995). Sin embargo, en 2013 no existía en Alemania ningún requisito legal claro para una norma de construcción de bajo consumo energético. Según Maria Panagiotidou y Robert J. Fuller, las definiciones, políticas y actividades de construcción de edificios de energía cero deben ser claras. [13] La Directiva sobre eficiencia energética de la Unión Europea exige que, a partir de 2021, solo se puedan construir edificios de bajo consumo energético. [14]
Desde mayo de 2015 se han producido cambios en las políticas nacionales en el Reino Unido. Uno de los más significativos ha sido la retirada del Código de Vivienda Sostenible (CfSH) como sistema de evaluación e impulso de mejoras en el diseño ambiental de las viviendas. [15] Esto ha abandonado el esquema del código que proporcionaba un marco de niveles de logro y al que los diseñadores de baja energía podrían aspirar a alcanzar o superar. Aunque todavía existe legislación sobre conservación de energía en las normas de construcción , [16] faltan normas adecuadas que superen las normas básicas. Como resultado, el Estándar Passivhaus puede ampliar su influencia e impacto en las casas energéticamente eficientes. [17]
El interés en los edificios de bajo consumo energético ha aumentado en Estados Unidos, principalmente debido al aumento de los precios de la energía, la disminución de los costos de los sistemas de energía renovable en el lugar y la creciente preocupación por el cambio climático. California exige que todas las construcciones residenciales nuevas tengan energía neta cero para 2020. [1]
Las casas de bajo consumo energético se definen de manera amplia, pero generalmente se las conoce como casas con una menor demanda de energía que los edificios comunes regulados por el código de construcción nacional. El término "casa de bajo consumo energético" se utiliza en algunos países para un tipo específico de edificio. [18]
Una casa de bajo consumo energético es una pauta que rara vez se especifica en valores reales (carga de calor o mínimo de calefacción). Una casa pasiva es un estándar, con recomendaciones específicas para ahorrar energía en calefacción.
En un extremo del espectro se encuentran los edificios con necesidades de calefacción ultrabajas que requieren bajos niveles de energía importada (incluso en invierno), acercándose a un edificio autónomo . En el extremo opuesto se encuentran los edificios en los que se hacen pocos intentos por reducir sus necesidades de calefacción y que utilizan altos niveles de energía importada en invierno. Aunque esto puede compensarse con altos niveles de generación de energía renovable durante todo el año, impone mayores demandas a la infraestructura energética nacional durante el invierno.
El término "casas de bajo consumo energético" puede referirse a las normas de construcción nacionales. [19] Estas normas a veces buscan limitar la energía utilizada para la calefacción de espacios , que es el mayor consumidor de energía en muchas zonas climáticas . También podrán regularse otros usos de la energía. La historia del diseño de edificios solares pasivos proporciona una visión internacional de una forma de desarrollo y estándares de edificios de bajo consumo energético.
Las normas para edificios de bajo consumo de energía en Europa han sido diferentes en cada país, y no existe una certificación o legislación común para edificios de bajo consumo de energía válida en todos los estados miembros de la UE. Como movimiento hacia la reducción del uso de energía y las emisiones, en 2002 se publicó una legislación común sobre el rendimiento energético de los edificios, la Directiva sobre el rendimiento energético de los edificios (EPBD), que entró en vigor en enero de 2003. [20]
En NS 3700, el proyecto de norma oficial, se definen los edificios de bajo consumo energético. Respecto al desempeño energético de los edificios, se discuten dos alternativas para calificar su uso de energía primaria:
Las casas de bajo consumo energético se definen en el Reglamento Nacional de Construcción Reglamento de Construcción 08 y se dividen en dos clases. Están regulados en el capítulo 7.2.4 de la normativa: Baja energía.
Las casas de bajo consumo energético certificadas por RAL-GZ 965 tienen un 30 por ciento menos de pérdidas de calor que las reguladas en el EnEV, un código de construcción nacional. Otros criterios afectan al aislamiento , la estanqueidad al aire y la ventilación . Los edificios de bajo consumo energético pueden obtener la certificación RAL-GZ 965 para su planificación o construcción. [18]
Los edificios de bajo consumo energético pueden recibir la certificación Minergie , un "sello de calidad para edificios nuevos y renovados". El estándar Minergie exige que los edificios no excedan el 75 por ciento del consumo promedio de energía de los edificios y el consumo de combustibles fósiles no debe exceder el 50 por ciento del promedio. [21]
La directiva de la Unión Europea ha aclarado las casas de bajo consumo energético en Europa, y una gran parte de los debates sobre la construcción de energía cero en América del Norte derivan del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) de Estados Unidos. [22]
El programa Energy Star es el mayor certificador de viviendas y productos de consumo de bajo consumo energético en los EE. UU. Aunque las viviendas certificadas Energy Star utilizan al menos un 15 por ciento menos de energía que las viviendas nuevas estándar construidas de acuerdo con el Código Residencial Internacional, normalmente alcanzan un 20 por ciento menos de energía que las viviendas nuevas estándar construidas de acuerdo con el Código Residencial Internacional. hasta un 30 por ciento de ahorro. [23] El Departamento de Energía de los Estados Unidos introdujo un programa en 2008 para distribuir viviendas de energía cero en todo el país. [24]
Los constructores canadienses pueden utilizar una variedad de estándares, etiquetas y programas de certificación para demostrar un alto nivel de desempeño energético en un proyecto determinado. Éstas incluyen:
En Columbia Británica, los programas anteriores se alinean con el BC Energy Step Code , una regulación provincial para incentivar (o exigir) un nivel de eficiencia energética en nuevas construcciones más allá del código de construcción base. El código fue diseñado como una hoja de ruta técnica para ayudar a la provincia a alcanzar su objetivo de todos los edificios nuevos preparados para energía neta cero para 2032.
El diseño energéticamente eficiente a menudo se basa en nuevas tecnologías y técnicas. Estos pueden crear obstáculos técnicos además de obstáculos no técnicos sociales, culturales y económicos. A pesar de estos obstáculos, existen oportunidades para que profesiones calificadas y conocedoras creen soluciones rentables para la eficiencia energética en los edificios. [17]
Los edificios diseñados para lograr una buena eficiencia energética no siempre cumplen con los objetivos de diseño; Varias razones conducen a esta brecha de desempeño .
El diseño de edificios de bajo consumo energético se considera importante para fomentar la eficiencia de los recursos y reducir el cambio climático global asociado con la quema de combustibles fósiles . El diseño implica dos estrategias generales: minimizar la necesidad de uso de energía en los edificios (especialmente para calefacción y refrigeración) a través de medidas de eficiencia energética (EEM) y adoptar energías renovables y otras tecnologías (RET) para satisfacer las necesidades energéticas restantes. Los EEM incluyen envolventes de edificios , condiciones internas y sistemas de servicios de edificios; Las TER incluyen energía fotovoltaica o fotovoltaica integrada en edificios, turbinas eólicas , energía solar térmica (calentadores de agua solares), bombas de calor y calefacción y refrigeración urbanas. Los impactos incluyen costos del ciclo de vida, impactos ambientales y cuestiones de cambio climático y políticas sociales. [29] Los mejores diseños de bajo consumo energético ofrecen a los ocupantes un mejor ambiente y un confort térmico más estable y controlado, además de costes energéticos reducidos.
Las emisiones de GEI asociadas a la construcción de edificios provienen principalmente de:
La construcción, renovación y deconstrucción de un edificio típico es, en promedio, responsable de las emisiones de 1.000 a 1.500 kg CO 2 e/m 2 (alrededor de 500 kg CO 2 e/m 2 solo para la construcción).
Las estrategias adoptadas por los edificios con bajas emisiones de carbono para reducir las emisiones de GEI durante la construcción incluyen:
La reducción del consumo de energía es más ventajosa desde el punto de vista medioambiental y financiero que aumentar la producción in situ para alcanzar un objetivo de bajo consumo energético. Cuanto menos consuma un hogar, menor será el sistema de energía renovable que necesitará para alcanzar el cero neto. La eficiencia energética siempre debe ser la principal estrategia de diseño de una casa de bajo consumo energético. [1]
El diseño de edificios solares pasivos y el paisajismo energéticamente eficiente apoyan la conservación de la casa de bajo consumo de energía y pueden integrarla en el vecindario y el medio ambiente. Seguir técnicas de construcción solar pasiva , donde los edificios tienen forma compacta para reducir la superficie y las ventanas principales orientadas hacia el ecuador (sur en el hemisferio norte y norte en el hemisferio sur ), maximizan la ganancia solar pasiva . Sin embargo, la ganancia solar (especialmente en climas templados ) es secundaria a la minimización de los requisitos energéticos generales de la casa. En temperaturas cálidas, el exceso de calor puede crear condiciones interiores incómodas. Se ha demostrado que las alternativas pasivas a los sistemas de aire acondicionado, como la ventilación dependiente de la temperatura, son efectivas en regiones con necesidades de refrigeración. [30] Otras técnicas para reducir el exceso de calor solar incluyen brise-soleils , árboles , pérgolas adosadas con enredaderas , jardines verticales y techos verdes .
Aunque las casas de bajo consumo energético se pueden construir con materiales densos o livianos, normalmente se incorpora masa térmica interna para reducir las temperaturas máximas en verano, mantener temperaturas estables en invierno y evitar un posible sobrecalentamiento en primavera u otoño antes de que el ángulo más alto del sol "proteja" la exposición de las paredes al mediodía. y penetración de ventanas. La reflexión o absorción del color de la pared exterior (cuando la superficie permite elegir) depende de la temperatura exterior predominante durante todo el año. El uso de árboles de hoja caduca y enredaderas enrejadas (o autoadhesivas) puede ayudar en climas templados.
Para minimizar el consumo total de energía primaria, la iluminación natural pasiva y activa son las primeras soluciones diurnas a emplear. Para días con poca luz, espacios sin luz diurna y durante la noche, diseño de iluminación sustentable con fuentes de bajo consumo de energía (como lámparas fluorescentes compactas de voltaje estándar e iluminación de estado sólido con lámparas LED , OLED y diodos emisores de luz de polímeros y de bajo voltaje). Se pueden utilizar bombillas incandescentes , lámparas compactas de halogenuros metálicos , xenón y halógenas .
La seguridad exterior y la iluminación paisajística que funcionan con energía solar , con células solares en cada luminaria o conectadas a un panel solar central , están disponibles para jardines y necesidades al aire libre. Los sistemas de bajo voltaje se pueden utilizar para una iluminación más controlada (o independiente), utilizando menos electricidad que los accesorios y lámparas convencionales. Los temporizadores, la detección de movimiento y los sensores de funcionamiento con iluminación natural reducen aún más el consumo de energía y la contaminación lumínica .
Los electrodomésticos que superan pruebas independientes de eficiencia energética y reciben marcas de certificación Ecolabel para un consumo reducido de electricidad y gas natural y etiquetas de emisiones de carbono en la fabricación de productos son los preferidos para las casas de bajo consumo energético. Energy Star y EKOenergy son otras marcas de certificación.
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