Edificio de calefacción cero

En áreas con una demanda sustancial de calefacción, es difícil cubrirla con energía renovable , ya que durante la temporada de calefacción la energía solar escasea. Esto significa que la calefacción en áreas altamente urbanizadas se alimenta, directa o indirectamente, en gran parte de fuentes fósiles. Se necesitan aproximadamente 2000 TWh de almacenamiento de energía estacional para satisfacer la demanda de calefacción invernal de la UE, ^{[ 3 ]} si se reduce la dependencia de los combustibles fósiles. Dado que la calefacción se canaliza parcialmente a través de electricidad (por ejemplo, bombas de calor ), también existe una clara necesidad de almacenamiento estacional de electricidad. Solo en Alemania, se requieren aproximadamente 40 TWh de almacenamiento estacional. ^{[ 4 ]} El edificio de calefacción cero supera la necesidad de los grandes cambios infraestructurales sociales que requieren los edificios de energía neta cero y, por lo tanto, aborda preocupaciones importantes. ^{[ 5 ]}

Los edificios de consumo energético cero se construyen de forma similar a las casas pasivas , aprovechando los recientes avances en acristalamiento de ultrabajo valor U. Se ha demostrado ^{[ 6 ] [ 7 ]} que, para edificios con valores U de ventana cercanos a 0,3  W/(m²K ⁾ , la demanda de calefacción disminuye. De este modo, el edificio no necesitaría una reserva de energía para el invierno y, obviamente, tampoco necesitaría almacenamiento de energía estacional. Los edificios construidos según el estándar de casa pasiva pueden prescindir del sistema de calefacción central, con una pequeña provisión de calefacción auxiliar en el sistema de ventilación.

En 1995, Wolfgang Feist demostró que con un valor U de acristalamiento de 0,3 W/(m²K ⁾ se podían lograr edificios con calefacción cero. ^{[ 6 ]} El primer edificio construido específicamente para este fin con calefacción (casi) cero es un edificio de oficinas, construido en Rakvere, Estonia, en 2014. ^{[ 2 ]} Desde 2015, se han construido más ejemplos basados ​​en el novedoso acristalamiento de valor U ultrabajo. ^{[ 8 ]}

Se propone un edificio de calefacción cero como piedra angular de una solución comercialmente aceptable al problema de la mitigación del CO₂ mediante la reducción de la necesidad de almacenamiento de energía estacional. Además de la reducción de la necesidad de almacenamiento de energía, se eliminan las _persianas y se simplifican los sistemas de calefacción. Abandonar las persianas exteriores moduladas, ahora comunes, y optar por acristalamientos multipanel más rentables con vidrio de control solar integrado aumenta ligeramente la demanda de refrigeración. El edificio de calefacción cero debe diseñarse para mantener la demanda de refrigeración, Q'NC _, por debajo de 20 kWh/(m²a ⁾ para edificios de oficinas y por debajo de 15 kWh/(m²a ⁾ para todos los demás tipos. Tras aprovechar los efectos de un edificio de calefacción casi nula, se puede equipar dicho edificio con paneles fotovoltaicos para obtener un edificio con balance energético positivo en invierno, lo que, en principio, podría acelerar la solución de los problemas energéticos de la sociedad al proporcionar energía adicional a tiempo. De este modo, la demanda restante de refrigeración y ventilación puede sincronizarse favorablemente con la radiación solar, donde la generación fotovoltaica máxima casi coincide con la potencia máxima necesaria para la refrigeración. ^{[ 9 ]}

La falta de comercialización de edificios energéticamente eficientes y la ineficiencia en el enfoque de diseño integrado son las principales causas de la baja penetración en el mercado de este tipo de edificios. En comparación con centrarse únicamente en la mejora de la eficiencia energética, se propone aumentar el número de edificios energéticamente eficientes con una mejor comercialización mediante la mejora de sus características estéticas ( diferenciación de producto ) como enfoque para la reducción de la demanda energética en el sector de la construcción. La evidencia empírica hasta el momento muestra claramente que la mejora de las características estéticas y el diseño de ventanas pueden ser un enfoque complementario para superar las barreras actuales del mercado, como un alto costo inicial, un bajo valor de mercado y la falta de demanda de edificios energéticamente eficientes. ^{[ 10 ]} La investigación ha identificado el aumento de la superficie acristalada como la principal diferenciación de producto arquitectónico deseada . Si características como el costo de mantenimiento, la fiabilidad del servicio y la comodidad del inquilino, así como algunas características diferenciadoras específicas como la calidad del aire interior , la distribución de la luz natural y la circulación de aire fresco, se incluyen en las comunicaciones de marketing, es probable que la probabilidad de optar por edificios verdes sea mayor. ^{[ 11 ]}

Debido a los valores U excepcionalmente bajos del acristalamiento utilizado, las áreas acristaladas no están limitadas en tamaño por los requisitos energéticos. Un edificio nZEB puede realizarse con paredes 100% acristaladas. ^{[ 12 ]} Esto elimina algunas de las limitaciones impuestas al diseño del edificio por el acristalamiento doble y triple. En particular, un edificio de calefacción cero no necesita ser construido específicamente como un edificio solar pasivo .

El bienestar de los ocupantes de un edificio es un parámetro importante determinado por la calidad ambiental del interior. El contacto limitado o nulo con el entorno y vivir y trabajar con mínima luz natural suelen ser consecuencia de la protección solar dinámica. Por el contrario, el acristalamiento multipanel ofrece un contacto ininterrumpido con el entorno. La baja ganancia solar, selectiva según la estación ^{[ 8 ],} proporciona confort en verano, mientras que un valor U del sistema de aproximadamente 0,3 W/(m²K ⁾ ofrece una demanda de calefacción prácticamente nula en invierno, incluso en Escandinavia. Un bajo valor U del sistema mantiene las temperaturas interiores del vidrio a un nivel constante durante todo el año. Además, se crea una zona libre de corrientes de aire sin precedentes alrededor del acristalamiento panorámico.