Els edificis de consum d'energia gairebé nul (nZEB) són una solució que permet complir amb els futurs objectius de desenvolupament sostenible de la UE. No obstant això el desenvolupament de nZEB s’enfronta a grans desafiaments per garantir les seves prestacions. Un estudi dirigit per investigadors de la URV ha creat una eina de diagnosi per avaluar i garantir el correcte rendiment d’aquest tipus d’edificis

Un aspecte clau per difondre el concepte de comunitats sostenibles és l’augment de l’eficiència energètica en el sector de la construcció. A la UE, el consum energètic dels edificis representa un 40% del consum d’energia total i un 75% d’aquesta energia es produeix a partir de combustibles fòssils. Això representa el 36% de les emissions totals de CO2. Per tant, ens trobem davant d’un sector, el residencial, en què urgeix prendre mesures d’eficiència energètica que redueixin tant el consum d’energia com les emissions que generen. A nivell europeu, al sector de la construcció, la política mediambiental i energètica han avançat cap a un augment de la sostenibilitat i l’eficiència dels recursos per reduir les emissions de CO2 i el consum energètic. L’objectiu de la UE és reduir en un 88-91% les emissions de CO2 del sector de la construcció l’any 2050, en relació als nivells de 1990. En aquest context, la UE ha proposat els nZEB com una solució prometedora per aconseguir el seu objectiu.

Aquests edificis tenen un consum energètic net pràcticament nul, és a dir, que la quantitat total anual d’energia utilitzada per l’edifici és igual a la quantitat d’energia renovable (com l’energia solar tèrmica, fotovoltaica o la biomassa), bé produïdes in situ o en el seu entorn. En altres paraules, un nZEB és aquell que té una demanda energètica molt baixa i aconsegueix una alta eficiència energètica amb poc o nul consum d’energia. Els nZEB utilitzen tecnologies com bombes de calor, finestres i aïllaments d’alta eficiència o panells solars. Així doncs, són més que una tendència constructiva, són una aposta ferma per la sostenibilitat energètica en un sector que representa un alt consum d’energia.

Per aconseguir que els nZEB siguin energèticament eficients és important comprendre quins aspectes d’un habitatge afecten el consum energètic real i per això és indispensable un correcte seguiment i monitoratge. En els últims anys s’està treballant en aquesta línia amb l’objectiu de comprendre i garantir el rendiment pel que fa al consum d’energia i a el mateix temps garantir el confort interior. Però, a la pràctica, les empreses constructores que lideren el desenvolupament de nZEB a Europa topen amb grans obstacles per garantir el seu rendiment i alhora ser competitius al mercat. D’una banda, troben dubtes dels clients sobre la capacitat real dels nZEB de complir amb les expectatives de confort. D’altra banda, monitorar a milers de llars simultàniament resulta un gran desafiament, ja que es fa difícil garantir la qualitat de les dades: els sensors poden no funcionar i resulta una opció massa cara. Per tant, es fa evident la necessitat d’adoptar un nou enfocament que permeti monitorar i garantir el rendiment de l’edifici. Aquest enfocament s’ha de basar en dades de seguiment adequades i mínimes de cada llar individualment, per controlar les desviacions entre rendiment real i esperat. La selecció de les dades és fonamental ja que anàlisis basades en dades incorrectes condueixen a conclusions incorrectes, decisions incorrectes, despeses addicionals i pèrdua de confiança per part dels clients.

En línia amb aquests reptes, els investigadors Dieter Boer, Manel Vallès i Mohamed Hany Abokersh (investigador predoctoral del Programa Martí i Franquès COFUND) del Departament d’Enginyeria Mecànica de la URV en col·laboració amb el Building Physics Department de la Netherlands Organisation for Applied Scientific Research (TNO) i el grup de construcció Royal BAM, han desenvolupat un entorn de prova virtual per monitorar el rendiment energètic dels nZEB. La utilitat de l’entorn de prova virtual s’ha demostrat mitjançant la seva aplicació en un habitatge ubicat al districte d’Emmen, als Països Baixos. L’eina mostra que la desviació en el rendiment energètic de l’edifici respecte a les condicions esperades es deu a diversos factors: les taxes d’infiltració i les propietats constructives, incloent la qualitat del vidre de la façana de l’edifici. D’altra banda, sense perdre la generalització dels resultats, incloure més paràmetres relacionats amb el comportament dels ocupants poden contribuir significativament a l’anàlisi. Aquest entorn de prova pot servir com una eina de diagnòstic per ajudar a la indústria de la construcció i a les empreses d’instal·lació a analitzar el rendiment dels seus productes de forma proactiva. A més, pot ajudar a impulsar els enfocaments europeus per al desenvolupament sostenible.

L’estudi forma part d’el projecte MATCE (Methodology for analysis of thermal energy storage technologies towards a circular economy), coordinat per investigadors de la URV, finançat pel Ministeri d’Economia i Competitivitat espanyol. A més, el treball forma part de TKI Urban Energy from the surcharge for Top Consortia for Knowledge and Innovation (TKIs) del Ministeri d’Economia dels Països Baixos. Aquest estudi també compta amb el suport de el programa ICREA Acadèmia, emmarcat en el Programa Horitzó 2020 de la Unió Europea i les Accions Marie Sklodowska-Curie, així com de la Xarxa Espanyola d’Emmagatzematge d’Energia Tèrmica (RedTES).

Referència: M.H. Abokersh, M. Spiekman, O. Vijlbrief, M. Vallès, Sr. 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