Estudi rehabilitació nzeb d edificis escolars

(1)

Estudi

rehabilitació nZEB

d’edificis escolars

(2)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

Marc legislatiu europeu:

Energy Performance of Buildings Directive 2002/91/EC, refosa 2010/31/EU[EPBD

2010]

Article 9: Els Estats Membres han d’assegurar que:

-

A partir del 31 de desembre de 2018, els edificis nous i ocupats que siguin propietat de les

administracions públiques siguin edificis de consum energètic quasi nul

- A partir del 31 de desembre de 2020, tots els edificis nous i ocupats siguin de consum

energètic quasi nul

-

Es desenvolupin plans nacionals per incrementar el nombre d’edificis de consum energètic

quasi nul, els quals incloguin la definició nZEB i marquin objectiu intermedis pel 2015

Marc jurídic actual:

Indefinició dels paràmetres que defineixen un edifici nZEB a l’estat espanyol

Situació transitòria:

Els Fons Feder assimilen els edificis nZEB a edificis que cumpleixin l’estàndar

Passive Haus en aquells estats que no hagin trasposat la Directiva per a la

concessió d’ajudes

Objectiu

de

(3)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

Berta Pujol + Energiehaus Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolars

L’estàndar

P

assivhaus

• Estàndard de construcció d’edificis energèticament eficients, amb un elevat

confort interior, respetuós amb el medi mabient i econòmicament viables.

• Es un concepte de construcció internacional que obté excelents resultats, amb

més de 20 anys d’experiència i 25.000 edificits construits amb aquest segell.

• En els últims 10 anys s’ha comprobat l’eficàcia de les mesures establertes per

l’estándar Passivhaus en clima càlid mediterrani en diferents edificis monitoritzats

a Espanya amb excelents resultats

CONCEPTES CLAU DE L’ESTANDAR PASSIVHAUS

1. Disseny: compacitat, orientació i protecció solar

2. Aïllament tèrmic i absencia de ponts tèrmics

3. Alta qualitat de les finestres

4. Ventilació controlada i alt nivell d’hermeticitat

5. Ventilació creuada a l’estiu

(4)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

Edificis

P

assivhaus

Biblioteca municipal de Villamediana

Arquitecte:

Esteban Pardo

Disseny Passivhaus:

Esteban Pardo

Certificació Passivhaus:

Energiehaus Arquitectos

Situació:

Villamediana de Iregua, La Rioja

Tipologia :

Biblioteca pública

Calefacció:

Bomba de calor

Refrigeració:

Bomba de calor

Primer edifici no residencia certificat Estàndard

Passivhaus a Espanya.

En l’aposta per la sostenibilitat i la promoció

pública d’edificis de baix consum i baix impacte

mediambiental s’ha optat per l’estàndar

Passivhaus com a estandar de referencia a falta

de normativa espanyola per els edificis de

consum d’energia gairebé nul (nZEB).

Les condicions d’ús durant tot l’any d’una

biblioteca ´pública obliguen a instalar un sistema

de refrigeració activa per evitar el

sobreescalfament de l’edifici.

Demanda calefacció

15 kWh/m².a

Superfície

766 m²

(5)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

Demanda calefacció

9 kWh/m².a

Superfície

106 m²

Cost PEM

1200 €/m² (SRE)

Edificis

P

assivhaus

Habitatge unifamiliar aïllat

Arquitecte:

Eva Jordan & Energiehaus Arquitectos

Disseny Passivhaus:

Eva Jordan & Energiehaus Arquitectos

Certificació Passivhaus:

Passivhaus Institut

Situació:

Palau solità i Plegamens, Barcelona

Tipologia :

Habitatge unifamiliar

Calefacció:

Estufa de pellets

Refrigeració:

SENSE REFRIGERACIÓ ACTIVA

18,0 19,0 20,0 21,0 22,0 23,0 24,0 25,0 26,0 27,0 28,0 29,0 30,0 31,0 32,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0 20,0 21,0 22,0 23,0 24,0 25,0 26,0 27,0 28,0 29,0 30,0 31,0 32,0 33,0 34,0 35,0 36,0 Te m pe ratu ra in te rior (º C) Temperatura exterior (ºC)

MONITORITZACIÓ DE LES TEMPERATURES DE CONFORT DURANT L’ESTIU 2014

Temperatura interior (ºC) Temperatura confort PHI (ºC)

(6)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

Edificis

P

assivhaus

Demanda inicial calefacció

160 kWh/m².a

Demanda final calefacció

14 kWh/m².a

Superfície

3.526 m²

Cost

950-1250 -1450€/m²

Rehabilitació d’escola a Neumarkt, Styria (Austria)

Situació:

Neumarkt, Styria (Austria)

Any de construcció:

1978

Any de rehabilitació:

2009 - 2011

Propietari:

Govern municipal de Neumarkt

(7)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

R

eha

bilitació

P

assivhaus

Demanda inicial calefacció

Demanda final calefacció

15 kWh/m².a

Superfície

783 m²

Cost

1.810 €/m²

Rehabilitació Can Portabella per instal.lació de

Casal de barri (en procés de certificació)

Situació:

Barcelona

Any de construcció:

Segle XIX

Any de rehabilitació:

2014-2015

Promotor: BIMSA

(8)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

Demanda inicial calefacció

Demanda final calefacció

14 kWh/m².a

Superfície

3.665 m²

Cost

950 €/m²

Rehabilitació del Palau de congressos Europa

(en construcció)

Situació: Vitòria

Any de construcció: 1985

Any de rehabilitació: 2014-2016

Propietari: Ayuntamiento de Vitoria-Gasteiz

Arquitecte: Izaskun Larzabal, VA Arquitectos

R

eha

bilitació

P

(9)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

Demanda inicial calefacció

Demanda final calefacció

15 kWh/m².a

Superfície

3.500 m²

Cost

714 €/m²

Rehabilitació de dos pabellons de l’antic

hospital militar de Burgos per a ús universitari

Situació: Burgos

Any de construcció: segle XIX

Any de rehabilitació: 2014-2015

Propietari: Universidad de Burgos

Arquitecte: Marta Mediavilla / Ruth Puente

R

eha

bilitació

P

(10)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

Ex

emples

a Eur

opa

http://www.renew-school.eu/en/home/

http://zemeds.eu/

(11)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

Escol

es

en est

udi

CEIP Margalló, Castelldefels

any

2 700

1997

483 CEIP El Garrofer, Viladecans

any

3 300

1974

483 CEIP Cascabell, Sant Adrià del Besòs

m²

any

2

700 1980

245 m²

m²

kWh/m².a

146 kWh/m².a

89 kWh/m².a

98

(12)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

Escol

es

en est

udi

0

50

100

150

200 CEIP Cascavell

CEIP El Garrofer

CEIP Margalló

Consum kWh/m2.any

84 kWh/m2.any

(13)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

CEIP

El

Gar

rof

er

Confort usuaris

(14)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

CEIP

El

Gar

rof

er

(15)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

CEIP

El

Gar

rof

er

(16)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

CEIP

El

Gar

rof

er

Calefacció

Enllumenat

Equips informàtics

Equipament cuina

Altres

(17)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

CEIP

El

Gar

rof

er

Prova d’estanqueïtat: assaig “Blower door”

Resultat:

(18)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

C

O2

(p

p

m)

Monitorització de la concentració de CO2

Nivells de CO2 (ppm)

Temperatura interior (ºC)

Humitat relativa (%)

Tª (ºC)

H.R. (%)

Límit admes en aire interior escoles qualitat aire IDA2

CEIP

El

Gar

rof

er

Medició de la qualitat de l’aire interior de dues aules: aula nord

(19)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

CEIP

El

Gar

rof

er

Medició de la qualitat de l’aire interior de dues aules: aula oest

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

C

O2

(p

p

m)

Monitorització de la concentració de CO2

Nivells de CO2 (ppm)

Temperatura interior (ºC)

Humitat relativa (%)

Tª (ºC)

H.R. (%)

24H 48H 72H 96H

Límit admes aire

interior escoles

qualitat aire IDA2

(20)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

Consum de gas actual calefacció i ACS

102,4 kWh/m².a

Demanda calefacció en condicions de

confort Passivhaus (20⁰- 24h)

117,8 kWh/m².a

Consum de gas per satisfer demanda en

condicions de confort Passivhaus (i/ACS)

120,6 kWh/m².a

R

eha

bilitació

P

assivhaus

RESULTATS OBTINGUTS AMITJANÇANT EL CÀLCUL DEL BALANÇ ENERGÈTIIC DE L’EDIFICI EN EL SEU ESTAT ACTUAL AMB LES CONDIONS DE CONFORT DEL ESTÁNDAR PASSIVHAUS

18%

(21)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

R

eha

bilitació

P

assivhaus

MESURES D’ACTUACIÓ PER LA REHABILITACIÓ PASSIVHAUS

1. Optimització del balanç energètic de les finestres

• Finestres de fusta-alumini tipus Passivhaus per a climes càlids

• Separadors de plàctic tipus TGI

• Optimització del pont tèrmic de les finestres

• Protecció solar

2. Ventilació mecànica de doble flux

• Admissió natural i extracció mecànica

• Cabal de ventilació controlat

• Reducció de les infiltracions d’aire (valor n50=1/h)

3. Optimització de l’aïllament de l’envolvent tèrmica

• Aïllament per l’exterior en façana i en coberta

• Optimització dels ponts tèrmics geomètrics

4. Ventilació addicional nocturna i protecció solar

(22)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

R

eha

bilitació

P

assivhaus

Pèrdues per

transmissió

Guanys de calor

per radiació

solar

kWh/a kWh/a

8022

277 25587

2129

9271

967 30442

8043

0

0 73322

11415

Resultats obtinguts del balanç energètic de les finestres durant el periode de calefacció per l’estat actual i per la rehabilitació Passivhaus

MESURES D’ACTUACIÓ PER LA REHABILITACIÓ PASSIVHAUS

1. Optimització del balanç energètic de les finestres

Pèrdues per

transmissió

Guanys de calor

per transmissió

solar

kWh/a kWh/a

1472

175 4404

865 1730

632 5270

3376

0

0 12876

5048

Estat actual

Rehabilitació Passivhaus

MILLORES ESTAT INICIAL Calefacció Refrigeració

130,3 0,0 9,3 NO

Finestres d'alumini tipus Passivhaus (Uf=1,3W/m²K;Ug=1,0W/m²K;g=0,38)

Finestres d'acer existents

(Uf=5,7W/m²K;Ug=5,8W/m²K;g=0,60) Separadors de plàstic (tipus TGI) Vidre simple

Millora del pont tèrmic de instal.lació de les finestres (sobre l'aïllament)

Instal.lació de les finestres sobre el maò ceràmic 0,0 Demanda energètica (kWh/m²a) Freqüència de sobreescalfament sobre 26ºC (%)

CEIP Garrofer Viladecans - Estat actual

NO PASSIVHAUS

(23)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

R

eha

bilitació

P

assivhaus

Reducció de les pèrdues energètiques a traves de les infiltracions mitjançant bandes

especials per a l’hermeticitat en la instal.lació de les finestres i collarets de segellat per als

conductes de instal.lacions que travessen l’envolvent tèrmica.

MESURES D’ACTUACIÓ PER LA REHABILITACIÓ PASSIVHAUS

2. Ventilació mecànica controlada de flux simple combinada amb la millora de la hermeticitat (n50 = 1/h)

Reducció de les pèrdues energètiques amb una ventilació controlada a traves de un

sistema de simple fluxe amb extracció mecànica i admissió natural d’aire a traves de

l’envolvent

MILLORES ESTAT INICIAL Calefacció Refrigeració Ventilació mecànica de flux simple (0,30/h) Ventilació natural (0,40/h)

Millora de la hermeticitat (n50= 1,0/h) Hermeticitat baixa (n50= 17,14/h)

PASSIVHAUS 48,8 0,0 Demanda energètica (kWh/m²a) Freqüència de sobreescalfament sobre 26ºC (%) 16,3 NO

(24)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

R

eha

bilitació

P

assivhaus

MILLORES D’ACTUACIÓ PER LA REHABILITACIÓ PASSIVHAUS

3. Optimització de l’aïllament de l’envolvent tèrmica

Estat actual

Rehabilitació Passivhaus

Millora de l'aïllament en façana (e=80mm) Façana sense aïllament 25,6 0,0 18,3 NO

Millora de l'aïllament en coberta (e=120mm) Coberta (30 mm d'aïllament) 15,9 0,0 18,5 NO

Solera sense aïllament 15,9 0,0 18,5 NO

Pont tèrmic Coberta - Façana PSI inicial= 0,350 W/mK Pont térmic Perímetre forjats PSI inicial= 0,717 W/mK Pont tèrmic Pilars en façana PSI inicial= 0,179 W/mK

PASSIVHAUS 12,7 Demanda energètica (kWh/m²a) Freqüència de sobreescalfament sobre 26ºC (%) 19,6 NO 0,0

(25)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

R

eha

bilitació

P

assivhaus

ANÁLISIS ENERGÈTIC DE LAS MESURES PASSIVES PER LA CALEFACCIÓ

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Demanda de calefacció (kWh/m²a)

CEIP Garrofer Viladecans - Estat actual

Optimització del balanç energètic de les finestres

Ventilació mecànica de flux simple combinada amb la millora de la hermeticitat (n50 = 1/h)

(26)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

R

eha

bilitació

P

assivhaus

ALTRES MESURES D’ACTUACIÓ PER A LA REHABILITACIÓ PASSIVHAUS

4. Ventilació addicional nocturna i protecció solar

5. Millora de l’eficiència energètica dels equips de il.luminació a les aules

Substitució de las lámpades fluorescents actuals en les aules de 36 W de potència per tubs LED de

20 W de potència sense necessitat de substituir les luminàries.

Protecció solar en las aules per tal de reducir la freqüencia de

sobreescalfament al llarg de l’estiu.

12,7 0,0 11,5 NO

14,9 0,0 4,7

Protecció solar en les aules

SI

Persianes exteriors sense domotizació

Ventilació addicional nocturna per la refrigeració a l'estiu (0,45 /h)

PASSIVHAUS Demanda energètica (kWh/m²a) Freqüència de sobreescalfament sobre 26ºC (%)

Ventilació mecànica deflux simple - consum

elèctric dels ventiladors Ventilació manual Millora de la eficiència de l'enllumenat a les

aules (33% del edifici) Il.luminació poc eficient 2,8

26,8

24,0

Consum de energia elèctrica

(kWh/m²a) Estalvi (kWh/m²a) -1,4

CEIP Garrofer Viladecans - Estat actual 25,4

MILLORES ESTAT INICIAL PASSIVHAUS

(27)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

R

eha

bilitació

P

assivhaus

BALANÇ ENERGÈTIC DE L’EDIFICI REHABILITAT PASSIVHAUS SEGONS EINA PHPP 8.5

RESULTATS OBTINGUTS AMITJANÇANT EL CÀLCUL DEL BALANÇ ENERGÈTIIC DE L’EDIFICI REHABILITAT PASSIVHAUS AMB LES CONDIONS DE CONFORT DEL ESTÁNDAR PASSIVHAUS

Demanda calefacció en condicions de

confort Passivhaus (20⁰- 24h)

14,9 kWh/m².a

Consum de gas per satisfer demanda en

(28)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

ANÁLISI DELS CONSUMS ENERGÈTICS EN LA REHABILITACIÓ PASSIVHAUS

R

eha

bilitació

P

assivhaus

0,0 25000,0 50000,0 75000,0 100000,0 125000,0 150000,0 175000,0 200000,0 225000,0 250000,0

Estat actual Rehabilitació Passivhaus

Emissions totals

de CO2 (kg/a)

Consum total de

gas (kWh/a)

Consum total

d'electricitar (kWh/a)

(29)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

ANÀLISI DE L’ESTALVI ENERGÈTIC EN LA REHABILITACIÓ PASSIVHAUS

0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

€

Anys

Despesa energètica anual en 20 anys

Estat actual Rehabilitació Passivhaus

Increment anual de l’estalvi en el consum energètic Tasa d’inflació energia:

- Gas: 5,3% - Electricitat: 2,3%

R

eha

bilitació

P

assivhaus

(30)

Estudi rehabilitació nZEB d’edificis escolar

AMORTITZACIÓ ECONÒMICA DE LA REHABILITACIÓ PASSIVHAUS

R

eha

bilitació

P

assivhaus

0 200.000 400.000 600.000 800.000 1.000.000 1.200.000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 € Anys