El reto de la caracterización del parque edificatorio

El reto de la caracterización del parque edificatorio

por | Oct 8, 2021 | Blog CARTIF, Energía

Es un hecho que más de un tercio del total de la energía final consumida en la Unión Europea se consume en edificios residenciales y del sector terciario. Por ello en los últimos años se ha intentado fomentar la renovación de edificios bajo criterios de eficiencia energética a través de distintas directivas y convocatorias.

Una de las directivas en este ámbito es la EPBD (2018/844 Energy Performance of Buildings Directive). Esta norma es la principal directiva europea destinada a la ayuda de la reducción del consumo energétio y aumento de la eficiencia energética en edificios. Es esta directiva la que introduce el certificado energético como un documento oficial que incluye información objetiva sobre las características energéticas de un inmueble o edificio (puedes conocer más sobre los certificados en nuestro post «¿Son realmente útiles los certificados de eficiencia energética?«). La información que aportan estos certificados (principalmente demanda y consumo de energía, así como emisiones de CO2 asociadas) es, sin duda, una valiosa fuente de información para conocer el estado de los edificios y poder así proponer medidas adecuadas para la mejora de los edificios en cuestión. Para la generación de esos certificados se utilizan herramientas de certificación validadas por un organismo. Se pueden ver las herramientas validadas en el caso de España y documentos técnicos que han sido reconocidos por el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico y por el Ministerio de Fomento y que pueden servir de apoyo al proceso de certificación energética de edificios. En estas herramientas se introduce la información del edificio y automáticamente se calcula los valores de certificación.

Además de las herramientas de certificación energética validadas en el mercado existen muchas herramientas para modelar y simular el comportamiento de edificios. Este es el punto de partida para la realización de proyectos de renovación de edificios, ya que previamente a la selección de las medidas que podrían mejorar sus parámetros de consumo y emisiones se hace necesaria la evaluación cuantitativa del parque edificatorio de la forma más realista posible. Sin embargo, la mayoría de herramientas presentes en el mercado funcionan a una escala pequeña (nivel edificio, vivienda, local, etc.) siendo un trabajo colosal la generación y simulación de modelos para conjuntos de edificios (distritos o ciudades). Sin duda, el problema de la escala es uno de los puntos débiles de las herramientas actuales cuando se trata de hacer análisis en distritos o ciudades.

En CARTIF, desde hace años, se está trabajando en la generación automática de modelos para poder caracterizar de forma lo más automática posible los edificios de una cierta localización (distrito, municipio e incluso región) calculando valores de demanda y consumo usando fuentes de información pública (catastro y catálogo de elementos constructivos principalmente) y distintos motores de cálculo. Además, se ha comprobado que sin duda uno de los aspectos fundamentales es la presentación adecuada de los resultados en una visualización atractiva, interactiva y que pueda proporcionar toda la información relevante.

Como resultado de varios proyectos en esta línea, en CARTIF se ha diseñado y desarrollado la herramienta de visualización GIS4ENER que ofrece la visualización de varias aproximaciones:

(1) La estimación de cálculo de demanda basada en la automatización de la herramienta de certificación CE3X para el cálculo de edificios a gran escala (barrio o ciudad)

(2) La generación de valores estimados de demanda, consumo y emisiones de CO2 mediante la aplicación de tipologías generadas automáticamente con el estudio de los resultados reflejados en Certificados de Eficiencia Energética reales.

Además permite comparar los resultados de ambas aproximaciones con certificados energéticos reales.

Accede a una demo de la herramienta GIS4ENER. En esta demo se presentan las funcionalidades de la herramienta sobre resultados obtenidos para el municipio de Tordesillas en la provincia de Valladolid.

De momento la herramienta ha sido testeada en varios municipios pero tiene potencial para poder ser aplicada en cualquier municipio de España, salvo aquellos localizados en Navarra y País Vasco.

Hay muchos grupos de usuarios que podrían beneficiarse directamente de esta herramienta. Entre ellos: organismos reguladores; administraciones públicas; consultorías y empresas energéticas; Ingenieros, arquitectos y planificadores urbanos; y empresas constructoras. Nuestra herramienta permitirá obtener un mapeado de la demanda y consumo de energía (así como de emisiones de CO2) asociado a los edificios de un distrito o región, en tiempo de mucho más cortos respecto a la obtención del mismos con métodos convencionales. Sin duda la simplificación de este paso podría traer un gran beneficio para todos estos usuarios en sus procesos de planificación energética a diversas escalas, de desarrollo de planes estratégicos y de negocio en ciertos distritos o ciudades.

Desde CARTIF, seguiremos trabajando en la investigación y desarrollo de herramientas que puedan seguir ayudando en la reducción del impacto del ser humano en el medio ambiente.

Mejorando nuestras ciudades con TICs

Mejorando nuestras ciudades con TICs

por | Nov 25, 2016 | Blog CARTIF, Tecnología

En la Unión Europea un 40% del total de la energía final se consume en los edificios residenciales y del sector terciario. Es por ello que desde Europa se han creado diferentes directivas para que los Estados Miembros diseñen estrategias a largo plazo con el objetivo de fomentar la renovación de edificios residenciales y comerciales aplicando criterios de eficiencia energética. Para poder definir estrategias eficientes, éstas deben ser establecidas de una forma holística, pensando más allá de edificios aislados: en términos de distritos y también de ciudades. Debido a esto son cuantiosos los proyectos de investigación que indagan en la mejor manera de realizar esta rehabilitación para obtener los resultados deseados.

Sin embargo, la definición de una estrategia de rehabilitación para un barrio o una ciudad no es trivial y existen numerosos factores que deben ser analizados antes de llevar a cabo la intervención. Aunque los objetivos a conseguir suelen ser claros (reducción en el consumo de energía, reducción en la emisión de gases contaminantes, introducción de energías renovables…) el camino para la consecución de esos objetivos es variable y distintas medidas pueden ser aplicadas en un mismo escenario con diferente grado de éxito. El análisis de las medidas más eficientes en términos de coste-beneficio necesita de una cantidad considerable de información sobre la zona a considerar y de la realización de una serie de cálculos complejos que nos permiten obtener unos indicadores asociados a las distintas posibles intervenciones a realizar.

Es en este punto donde el uso de tecnologías TIC aporta un valor añadido: realizando los cálculos a través de herramientas de simulación (tanto energética como de cálculo de costes y aspectos ambientales entre otros). Los análisis de los posibles escenarios resultan más precisos y además se automatizan procesos que de forma manual resultarían tediosos y proclives a fallos. Sin embargo, aunque existen distintas herramientas para realizar las simulaciones, no hay en la actualidad una herramienta que permita un diseño de proyectos de rehabilitación de forma automatizada.

En este sentido, en CARTIF trabajamos en varios proyectos orientados a la creación de este tipo de herramientas para el diseño de proyectos de rehabilitación en ciudades, como el recién iniciado Nature4Cities o el proyecto OptEEmAL  en el que se lleva trabajando desde 2015. Ambos están financiados por la Comisión Europea dentro del programa Horizon 2020.

El proyecto Nature4Cities propone el desarrollo de una herramienta para la ayuda al diseño de proyectos de rehabilitación energética en entornos urbanos mediante la aplicación de soluciones basadas en la naturaleza (Nature Based Solutions – NBS), soluciones explicadas por mis compañeros en un post anterior.

Por otra parte, el proyecto OptEEmAL se centra en desarrollar una plataforma de diseño de proyectos de rehabilitación energética a nivel de distrito. Trabajando con los datos de entrada proporcionados por el usuario (BIM, CityGML y otros datos) la plataforma OptEEmAL de forma automática genera y evalúa posibles escenarios de rehabilitación basados en la aplicación de una serie de medidas de conservación de la energía.

Dichas medidas están recogidas en un catálogo de acuerdo a un modelo de datos basado en estándares (como IFC). Las soluciones incluidas en este catálogo son tanto de tipo pasivo (mejoras de la envolvente, cambio de ventanas), como de tipo activo (relativas a los sistemas de generación de energía, energías renovables o estrategias de control) y se aplican tanto a nivel de edificio como a nivel de distrito. Estas medidas podrán ser soluciones genéricas con valores establecidos por defecto o soluciones específicas proporcionadas por casas comerciales.

Para la evaluación de los distintos posibles escenarios se analiza una serie de indicadores de rendimiento, que se catalogan en distintas categorías: energéticos, de confort, medioambientales, económicos, sociales y urbanos. Una vez la optimización ha tenido lugar se muestran al usuario las soluciones que ofrecen mejores valores de la evaluación de los indicadores. La plataforma OptEEmAL suministra al usuario información detallada del proyecto de rehabilitación seleccionado, con un alto nivel de precisión.

En CARTIF seguiremos trabajando en esta área de conocimiento con el compromiso de ayudar en la búsqueda de la eficiencia energética y, en definitiva, de mejorar las ciudades y lugares donde vivimos.