What is the energy efficiency in buildings and how to obtain it?

¿Qué es la eficiencia energética?

Eficiencia energética, significa utilizar menos energía para proporcionar el mismo nivel de energía. Por lo tanto, es un método para reducir las emisiones humanas de gases de efecto invernadero.

Un edificio energéticamente eficiente reduce los costos de mantenimiento y servicios públicos, pero, en muchos casos, mejora la durabilidad, disminuye el ruido, aumenta la comodidad y crea un ambiente interior saludable y seguro.

Otro objetivo de la construcción energéticamente eficiente es limitar el daño al ecosistema y reducir el uso de recursos naturales como energía, tierra, agua y materias primas.

Reducir el consumo de energía es crucial porque significa menos emisiones de gases de efecto invernadero, una causa conocida del calentamiento global. Las medidas energéticamente eficientes pueden integrarse en la nueva construcción o adaptarse a un edificio existente.

Afortunadamente, hay muchos métodos, materiales y recursos para ayudar a diseñadores, arquitectos, contratistas y propietarios de edificios a avanzar hacia la creación de un edificio de alto rendimiento y eficiencia energética.

Por ejemplo, si una casa está aislada se utiliza menos energía en la calefacción y la refrigeración para lograr una temperatura satisfactoria. Otro ejemplo es la instalación de luces fluorescentes o claraboyas, en lugar de luces incandescentes, para alcanzar el mismo nivel de iluminación.

El uso eficiente de la energía se logra principalmente mediante una tecnología o un proceso más eficiente. Los edificios de eficiencia energética, los procesos industriales y el transporte podrían reducir las necesidades energéticas del mundo en 2050 en un tercio y ayudar a controlar las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero.

Hacer que los hogares, los vehículos y las empresas sean más eficientes energéticamente es una solución en gran medida sin explotar para abordar el calentamiento global, la seguridad energética y el agotamiento de los combustibles fósiles.

¿Cuáles son los beneficios de la eficiencia energética?

El uso más eficiente de la energía es una de las formas más rápidas y rentables de ahorrar dinero, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, crear puestos de trabajo y satisfacer la creciente demanda de energía. Los muchos beneficios de la eficiencia energética incluyen:

Medio ambiente: El aumento de la eficiencia puede reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y otros contaminantes, así como disminuir el uso de agua.
Económico: Mejorar la eficiencia energética puede reducir las facturas de servicios públicos individuales, crear empleos y ayudar a estabilizar los precios de la electricidad y la volatilidad.
Beneficios del sistema de servicios públicos: La eficiencia energética puede proporcionar beneficios a largo plazo al reducir la demanda general de electricidad, reduciendo así la necesidad de invertir en nueva infraestructura de generación y transmisión de electricidad.
Gestión de riesgos: La eficiencia energética también ayuda a diversificar las carteras de recursos públicos y puede ser una cobertura contra la incertidumbre asociada con la fluctuación de los precios de los combustibles.

¿Cómo lograr la eficiencia energética en los edificios?

Los edificios energéticamente eficientes (construcciones nuevas o edificios existentes renovados) se pueden definir como edificios que están diseñados para proporcionar una reducción significativa de la necesidad energética de calefacción y refrigeración, independientemente de la energía y de los equipos que se elegirán para calentar o enfriar el edificio.

Esto se puede lograr a través de los siguientes elementos:

* arquitectura bioclimática: forma y orientación del edificio, protecciones solares, sistemas solares pasivos

* envolvente de edificio de alto rendimiento: aislamiento completo, acristalamiento y ventanas de alto rendimiento, construcción sellada por aire, evitación de puentes térmicos

* ventilación controlada de alto rendimiento: aislamiento mecánico, recuperación de calor

Sólo cuando el edificio ha sido diseñado para minimizar la pérdida de energía, tiene sentido empezar a mirar la fuente de energía (incluida la energía renovable) y los equipos de calefacción y refrigeración. Designamos este enfoque como el concepto Trías Energéticas, siguiendo los principios de este concepto hemos desarrollado el siguiente enfoque de 5 pasos:

Utilizando los parámetros de la arquitectura bioclimática 

Tiene en cuenta las condiciones climáticas y ambientales para ayudar a lograr el confort térmico y visual en el interior.

El diseño bioclimático tiene en cuenta el clima local para hacer el mejor uso posible de la energía solar y otras fuentes ambientales, en lugar de trabajar contra ellos. El diseño bioclimático incluye los siguientes principios:

La forma del edificio tiene que ser compacta para reducir las superficies en contacto con el exterior; el edificio y especialmente sus aberturas tienen una orientación adecuada (preferiblemente hacia el sur); los espacios interiores se disponen de acuerdo con sus necesidades de calefacción;

Se aplican técnicas apropiadas a la envolvente externa y sus aberturas para proteger el edificio del calor solar en invierno, así como en verano; los sistemas solares pasivos recogen la radiación solar, actuando como sistemas de calefacción e iluminación “libres”; el edificio está protegido del sol de verano, principalmente por el sombreado, pero también por el tratamiento adecuado de la envolvente del edificio (es decir, el uso de colores y superficies reflectantes).

Usando un buen aislamiento térmico

Es una tecnología probada de bajo costo, ampliamente disponible que comienza a ahorrar energía y dinero, y reduce las emisiones en el momento en que se instala.

El aislamiento bien instalado garantiza la eficiencia energética en cada parte de la envolvente del edificio, incluyendo cubiertas de tierra, cubiertas lofts, paredes y fachadas. También es adecuado para tuberías y calderas para reducir la pérdida de energía de las instalaciones técnicas de un edificio.

El aislamiento es tan relevante en regiones frías como en las calientes. En las regiones frías y frías, el aislamiento mantiene un edificio caliente y limita la necesidad de energía para la calefacción, mientras que en las regiones calientes/cálidas los mismos sistemas de aislamiento mantienen el calor fuera y reducen la necesidad de aire acondicionado.

Una pared exterior está bien aislada cuando su resistencia térmica (valor R) es alta, lo que significa que las pérdidas de calor a través de ella son pequeñas (valor U reducido). El aislamiento es un componente clave de la pared para lograr un alto valor R (o un valor U bajo) para la pared completa.

La resistencia térmica R de los productos de aislamiento instalados tiene que ser lo más alta posible.
Para limitar el espesor del aislamiento dentro de dimensiones aceptables, Saint-Gobain Isover mejora constantemente la conductividad térmica de sus materiales (valor lambda inferior) permitiendo así una mayor resistencia térmica dentro del mismo espacio.

Controlando la estanqueidad del aire

Reduce las fugas de aire – el flujo incontrolado de aire a través de huecos y grietas en la construcción (a veces conocido como infiltración, exfiltración o corrientes de aire). Las fugas de aire deben reducirse tanto como sea posible para crear edificios eficientes, controlables, cómodos, saludables y duraderos.

Con regulaciones de construcción más estrictas que requieren una mejor eficiencia energética, la estanqueidad del aire es un problema cada vez más importante.

Los detalles que son vitales para lograr una buena estanqueidad del aire deben identificarse en la etapa de diseño temprana. El siguiente e igualmente importante paso es asegurar que estos detalles se transfieren a la fase de construcción. Se debe prestar mucha atención al sellado de las lagunas y a garantizar la continuidad de la barrera del aire.

Es mucho más sencillo diseñar y construir una construcción hermética que llevar a cabo medidas correctivas en una casa de calado. Saint-Gobain Isover ha desarrollado sistemas con accesorios innovadores que permiten una instalación adecuada del aislamiento, garantizando al mismo tiempo una excelente estanqueidad del aire y permitiendo una adecuada gestión de la humedad (consulte la presentación del sistema Vario).
Consecuencias de las fugas de aire: el aire frío exterior se puede extraer en la casa a través de huecos en las paredes, la planta baja y el techo (infiltración), lo que resulta en corrientes de aire frías. En algunos casos, la infiltración puede enfriar las superficies de los elementos de la estructura, lo que conduce a la condensación. El aire caliente que se filtra a través de huecos en la envoltura de la vivienda (exfiltración) es una causa importante de pérdida de calor y, en consecuencia, de energía desperdiciada.

La mayoría de los edificios existentes, incluso los construidos recientemente, están lejos de ser herméticos y debido a la infiltración de aire no deseado generan enormes costos para los propietarios y ocupantes, en términos ambientales, financieros y de salud.

Una vivienda con fugas dará lugar a mayores emisiones de CO2. La pérdida de calor adicional significará que un sistema de calefacción de tamaño correcto puede no ser capaz de satisfacer la temperatura de demanda. Las corrientes de aire y los puntos fríos localizados pueden causar molestias. En casos extremos, la infiltración excesiva puede hacer que las habitaciones se enfríen incómodamente durante los períodos más fríos. Una fuga excesiva de aire puede permitir que el aire húmedo penetre en el tejido del edificio, degradando la estructura y reduciendo la eficacia del aislamiento. Los caminos de fugas de aire a menudo conducen a marcas de polvo en alfombras y revestimientos de paredes que se ven antiestéticas.

La ventilación

Es la entrada y salida prevista y controlada del aire a través de los edificios. La entrada de aire fresco y el aire rancio se realiza a través de ventiladores construidos específicamente en combinación con el sistema de calefacción diseñado, el control de humedad, y el tejido del edificio en sí.

Si no aísla correctamente y ventila muy poco, puede correr el riesgo de condensación de aire húmedo cálido en superficies frías y mal aisladas que crearán humedad que permita que crezcan mohos y hongos.
Una estrategia de ventilación controlada satisfará los requisitos de aire fresco de un edificio hermético. La infiltración de aire o la apertura de la ventana no se puede considerar una alternativa aceptable a la ventilación diseñada.
Como dice el dicho: ‘construye bien, ventila bien’.

¿Por qué es importante la eficiencia energética en los edificios?

Tener un edificio eficiente energéticamente es cada vez más vital a medida que la energía emerge como una cuestión económica crítica debido a la alta demanda de energía y suministros insostenibles de energía. Esto significa que incluso los hogares deben evaluar qué tan bien se está utilizando la energía para calentar y encender un hogar.

Los edificios energéticamente eficientes ofrecen oportunidades para ahorrar dinero y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Además, la dependencia de combustibles no renovables no es sostenible, e implica el uso de medios de procesamiento cada vez más destructivos para obtener estos combustibles.

Las casas y otros edificios representan casi el 40 por ciento del consumo total de energía estadounidense (Canadá es menor con poco menos del 29 por ciento), y por lo tanto el aumento de su eficiencia mejorará la dependencia de los combustibles no renovables para el futuro.

Este beneficio medioambiental de reducir el número de gases de efecto invernadero es tanto local como global. Hay beneficios locales debido al hecho de que la demanda de energía de los edificios requiere un suministro local de energía, lo que causa contaminación local y efectos secundarios negativos para la salud.

Esto permite a las comunidades centrarse en invertir fondos en otros lugares en lugar de en la construcción de plantas de energía.

Además de los beneficios ambientales generales que surgen de un edificio más eficiente energéticamente, también hay beneficios personales. La reducción de las facturas de calefacción y electricidad es un beneficio importante para mejorar una casa o construir un hogar más eficiente energéticamente. Además, la instalación de estas tecnologías energéticamente eficientes funciona efectivamente para el edificio “a prueba de futuro” haciendo inversiones que venderán puntos en el futuro.

En general, a pesar de que hay una cantidad inicial de dinero que se debe poner para mejorar la eficiencia energética, los propietarios a menudo recuperarán estos costos en un corto período de tiempo debido a la reducción de los gastos de energía. Este tiempo de amortización puede ser corto, tomando sólo unos pocos años.

Además, si hay más apoyo e interés en las tecnologías de ahorro de energía, los precios asociados bajarán en ciertos dispositivos, a la vez que alentarán cada vez más la evolución de las tecnologías de ahorro de energía. Junto con esto, cuantos más nuevas prácticas se adopten en la construcción, más estas medidas se convertirán en práctica estándar y esto a su vez disminuirá el impacto ambiental de los edificios haciendo que los edificios más eficientes sean necesarios por ley.

El mejor momento para centrarse en la eficiencia energética es cuando se construye por primera vez un edificio, ya que esta nueva construcción ofrece oportunidades para integrar nuevas medidas de eficiencia energética de forma más sencilla que en un edificio que ya está completo.

Además, construir un hogar más eficiente energéticamente para empezar es más rentable que renovar un hogar para ser más eficiente energéticamente.

¿Cómo se hace un edificio energéticamente eficiente?

Construir y diseñar hogares asequibles de cero energía, lo último en eficiencia energética, implica 12 pasos integrados que utilizan materiales y equipos de construcción comúnmente disponibles junto con estrategias de construcción fáciles de aprender. Siguiendo estos pasos, puede construir un nuevo hogar que sea asequible de construir y que cueste menos para poseer.

Comience con un diseño inteligente (Smart Design)

Los hogares de energía neta cero rentables comienzan con un diseño inteligente. Los diseñadores y arquitectos, así como los constructores, deben estar familiarizados con todos los pasos involucrados en la eficiencia energética y la construcción de una vivienda neta cero, y deben diseñar el hogar para que los constructores y subcontratistas puedan implementar estos pasos de la manera más rentable posible.

Hay varios parámetros de diseño a los que los constructores deben pedir a los diseñadores que presten especial atención. La comunicación detallada entre el constructor y el diseñador garantizará que estos detalles críticos no caigan a través de las grietas.

Utilice el modelado energético

Durante la fase de diseño, el uso de energía del hogar debe estimarse utilizando un software de modelado de energía para garantizar que el objetivo de la energía neta cero se pueda alcanzar manteniendo los costos bajos. En función de los resultados, las opciones de diseño se pueden realizar o modificar para equilibrar el rendimiento del edificio y el costo de construcción.

Selle la envolvente del edificio

Sellar de la envolvente del edificio es la medida más rentable que los constructores pueden tomar para mejorar la eficiencia energética de un hogar de energía cero. Varios enfoques de sellado de aire probados están disponibles. Elija un enfoque que se adapte a su clima, habilidades y presupuesto.

Aísle la envolvente del edificio

Después de hacer la casa hermética, súper aislante de la casa puede ser la segunda estrategia más rentable para crear un hogar de energía cero. El modelado energético, como se mencionó en el paso 2 anterior, puede ayudarle a optimizar los niveles de aislamiento para el techo, las paredes y los suelos. Seleccione estrategias de encuadre que facilitan el aislamiento de la envolvente del edificio y minimicen el puente térmico.

Caliente el agua sabiamente

La calefacción de agua es a menudo el mayor gasto de energía en un hogar de energía cero después de la calefacción y la refrigeración. Por lo tanto, es importante que los diseñadores y constructores seleccionen y localicen una tecnología eficiente de calefacción de agua caliente, junto con otras medidas, para minimizar el uso de agua caliente.

Utilice ventanas y puertas altamente aisladas

Las ventanas y las puertas son como grandes agujeros de energía en una envolvente de edificio hermética bien aislada y son la tercera estrategia más rentable para hacer que un hogar sea eficiente energéticamente. Controle la pérdida de calor y la ganancia de ventanas y puertas seleccionando los productos apropiados para ventanas y puertas, localizándolos cuidadosamente y optimizando su tamaño y orientación.

Use el sol para atemperar la casa

El uso del sol para calentar a través de ventanas orientadas al sur durante el invierno reduce los costos de calefacción. Sombrear esas mismas ventanas en verano reduce los costos de enfriamiento. El atemperado solar tiene como objetivo optimizar este uso pasivo del calor del sol, sin incurrir en el costo adicional de la masa térmica necesaria para lograr el máximo calentamiento solar pasivo.

Crear un suministro de aire fresco y eficiente energéticamente

Dado que los hogares de energía cero son tan herméticos, una fuente continua de aire filtrado fresco y control de la humedad son críticos para su éxito. Esta necesidad de ventilación tiene un revestimiento plateado: los hogares de cero energía son más saludables y cómodos que los hogares estándar.

Los sistemas de ventilación de alta eficiencia energética, conocidos como sistemas de ventilación de recuperación de calor (HRV) o sistemas de ventilación de recuperación de energía (ERV), expulsan el aire rancio mientras recuperan su calor y devuelven ese mismo calor al hogar con el aire fresco.

Seleccione un sistema de calefacción y refrigeración energéticamente eficiente

Los sistemas de calefacción y refrigeración altamente eficientes y rentables son esenciales para alcanzar el objetivo neto de energía cero. Una buena opción es una bomba de calor sin conductos de fuente de aire, también llamada una bomba de calor mini-split. Estos sistemas son altamente eficientes energéticamente y no tienen las deficiencias de los sistemas centrales de aire forzado ni los altos costos de las bombas de calor térmico.

Instale iluminación energéticamente eficiente

Minimizar el uso de energía para la iluminación, mientras que la optimización de la luz para los residentes, es una característica importante de los hogares de energía cero. Las luces LED son la combinación perfecta para estas tareas. Son más eficientes energéticamente que los CFC, duran muchos años más y no contienen mercurio. Además, pueden satisfacer una variedad de necesidades de iluminación, desde luz blanca muy brillante hasta luz suave y cálida.

Seleccionar las luces LED adecuadas para la tarea, localizar las luces estratégicamente y utilizar la luz natural de la forma más eficaz posible puede reducir drásticamente el uso de energía de un hogar.

Seleccione Electrodomésticos y electrónica de bajo consumo

En un hogar típico de cero energía poco más del 40% del consumo de energía del hogar se explica por calefacción, refrigeración y agua caliente, mientras que los electrodomésticos y las cargas de enchufe pueden representar hasta el 60% de la carga. Por lo tanto, es esencial seleccionar aparatos de bajo consumo y gestionar cargas de enchufe “fantasma” para dispositivos electrónicos.

Las cargas “fantasma” son difíciles de encontrar y continúan extrayendo energía no vista, día y noche, independientemente de si se utilizan o no los dispositivos. Varios hogares que fueron modelados y construidos a cero estándares de energía han terminado de no cumplir con los requisitos de energía cero en la práctica debido a los residuos de energía imprevistos causados por las cargas de enchufe “fantasma” en la electrónica.

Use el Sol para producir energía renovable

The solar panels fotovoltaicos (PV) atados a la red actualmente proporcionan la forma más rentable de energía renovable para un hogar de energía cero. Pueden alimentar todas las necesidades energéticas de un hogar, incluyendo sistemas de iluminación, calefacción y refrigeración, electrodomésticos y agua caliente. Sin embargo, son el componente más caro de un hogar de energía cero y las estrategias para reducir o mitigar esos costos son importantes a considerar.