Los edificios de consumo de energía casi nulo (nZEB) son una solución que permite cumplir con los futuros objetivos de desarrollo sostenible de la UE. Sin embargo el desarrollo de nZEB se enfrenta a grandes desafíos para garantizar sus prestaciones. Un estudio dirigido por investigadores de la URV ha creado una herramienta de diagnosis para evaluar y garantizar el correcto rendimiento de este tipo de edificios

Un aspecto vital para difundir el concepto de comunidades sostenibles es el aumento de la eficiencia energética en el sector de la construcción. En la UE, el consumo energético de los edificios representa un 40% del consumo de energía total, y un 75% de esta energía se produce a partir de combustibles fósiles. Esto representa el 36% de las emisiones totales de CO₂. Por lo tanto, nos encontramos con un sector, el residencial, en el que urge tomar medidas de eficiencia energética que reduzcan el consumo de energía y las emisiones que generan. A nivel europeo, en el sector de la construcción, la política medioambiental y energética ha avanzado hacia un aumento de la sostenibilidad y la eficiencia de los recursos para reducir las emisiones de CO₂ y el consumo energético. El objetivo de la UE es reducir las emisiones de CO₂ del sector de la construcción en 2050 en un 88-91%, en relación a los niveles de 1990.En este contexto, la UE ha propuesto los ECCN como una solución prometedora para lograr su objetivo.

Estos edificios tienen un consumo energético neto prácticamente nulo, es decir, que la cantidad total anual de energía utilizada por el edificio es igual a la cantidad de energía renovable (como la energía solar térmica, fotovoltaica o la biomasa), bien producidas in situ o en su entorno. En otras palabras, un ECCN es aquel que tiene una demanda energética muy baja y consigue una alta eficiencia energética con poco o nulo consumo de energía. Los ECCN utilizan tecnologías como bombas de calor, ventanas y aislamientos de alta eficiencia o paneles solares. Así pues, los ECCN son más que una tendencia constructiva, son una apuesta firme por la sostenibilidad energética en un sector que representa un alto consumo de energía.

Para conseguir que los ECCN sean energéticamente eficientes, es importante comprender qué aspectos de una vivienda afectan al consumo energético real y para ello, es indispensable un correcto seguimiento y monitorización. En los últimos años se está trabajando en esta línea con el objetivo de comprender y garantizar el rendimiento con respecto al consumo de energía y al mismo tiempo garantizar el confort interior. Pero en la práctica las empresas constructoras que lideran el desarrollo de ECCN en Europa se enfrentan a grandes obstáculos para garantizar el rendimiento de los ECCN y a la vez ser competitivos en el mercado. Por un lado, se encuentran con las dudas de los clientes sobre la capacidad real de los ECCN de cumplir con las expectativas de confort interiores. Por otro lado, monitorizar a miles de hogares simultáneamente resulta un gran desafío, ya que se hace difícil garantizar la calidad de los datos puesto que los sensores pueden no funcionar correctamente y resulta una opción demasiado cara. Por lo tanto, se hace evidente la necesidad de adoptar un nuevo enfoque que permita monitorizar y garantizar el rendimiento del edificio. Este enfoque debe basarse en datos de seguimiento adecuados y mínimos, de cada hogar individualmente, para controlar las desviaciones entre rendimiento real y esperado. La selección de los datos es fundamental puesto que análisis basados en datos incorrectos conducen a conclusiones incorrectas, decisiones incorrectas, costos adicionales y pérdida de confianza por parte de los clientes.

En línea con estos retos, los investigadores Dieter Boer, Manel Vallès y Mohamed Hany Abokersh (investigador predoctoral del Programa Martí i Franquès COFUND) del Departamento de Ingeniería Mecánica de la URV en colaboración con el Building Physics Department de la Netherlands Organisation for Applied Scientific Research (TNO) y el grupo de construcción Royal BAM, han desarrollado un entorno de prueba virtual para monitorizar el rendimiento energético de los ECCN. La utilidad del entorno de prueba virtual se ha demostrado mediante su aplicación en una vivienda ubicada en el distrito de Emmen, Países Bajos. La herramienta muestra que la desviación en el rendimiento energético del edificio respecto a las condiciones esperadas se debe a varios factores: las tasas de infiltración y las propiedades constructivas, incluyendo la calidad del cristal de la fachada del edificio. Por otra parta, sin perder la generalización de los resultados, incluir más parámetros relacionados con el comportamiento de los ocupantes puede contribuir significativamente al análisis. Este entorno de prueba puede servir como una herramienta de diagnóstico para ayudar a la industria de la construcción y a las empresas de instalación a analizar el rendimiento de sus productos de forma proactiva. Además, puede ayudar a impulsar los enfoques europeos para el desarrollo sostenible.

El estudio forma parte del proyecto MATCE (Methodology for analysis of thermal energy storage technologies towards a circular economy), coordinado por investigadores de la URV, financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad español. Además, el trabajo forma parte de TKI Urban Energy from the Surcharge for Top Consortia for Knowledge and Innovation (TKIs) del Ministerio de Economía de los Países Bajos. Este estudio también cuenta con el apoyo del programa ICREA Academia, enmarcado en el Programa Horizonte 2020 de la Unión Europea y las Acciones Marie Sklodowska-Curie, así como de la Red Española de Almacenamiento de Energía Térmica (RedTES).

Referencia: M.H. Abokersh, M. Spiekman, O. Vijlbrief, M. Vallès, D. Boer, “A Real-time Diagnostic Tool for Evaluating the Thermal Performance of Nearly Zero Energy Buildings,” Applied Energy, 2021, vol. 281. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.116091