Habitatge unifamiliar a Torroella de Montgrí

El projecte que ens ocupa és el d'una vivenda unifamiliar de 200 m2 situada a Torroella de Montgrí. La vivenda consta d'una planta semi-soterrada (garatge), planta baixa (menjador, cuina, rentador i lavabo) i una planta primera (habitacions, estudi i banys).

No obstant, hem d’advertir abans de començar l’article, que tot i que es va realitzar el projecte complet d’instal·lacions de la vivenda, aquí ens centrarem més en la part tèrmica (climatització, producció d'ACS). Indirectament es comentaran les repercussions que tenen els sistemes de tèrmics de l'edifici en els sistemes elèctrics i de control.

SIMULACIÓ ENERGÈTICA:

Per tal de valorar l’embolcall tèrmic de l'edifici proposat en l'avantprojecte (tipus d'aïllaments, tipus d'obertures..), es va realitzar una simulació energètica de la vivenda dins el programari Design Builder emprant tots els paràmetres de la vivenda (tancaments, obertures, programacions operacionals, ocupació, ventilació, etc).

Com era d'esperar partint d'una bona proposta d’embolcall tèrmic es va arribar a la conclusió de que no era viable, econòmicament parlant, millorar el comportament energètic de la vivenda mitjançant l'addició de més aïllament als tancaments o millorant les obertures. Així doncs es prioritzaria la instal·lació de sistemes eficients.

D’altra banda, la simulació energètica ens va donar tota la informació necessària per al correcte dimensionament dels equips de climatització, així com una aproximació del consum elèctric anual de la vivenda (incloent climatització, il·luminació, ventilació, etc.).

SISTEMA DE VENTILACIÓ:

En primer lloc, i en línies generals, dir que les pèrdues tèrmiques per ventilació suposen aproximadament un 30% de les pèrdues totals de la vivenda. Per tant, hem de ser especialment curosos en el disseny de la instal·lació, buscant el compromís entre el compliment de la normativa vigent i l'estalvi energètic.

El sistema s'ha dissenyat centralitzant totes les extraccions i aportacions d'aire en 2 ventiladors centrífugs en línea que extreuen i aporten aire mitjançant un sistema de conductes amagats al fals sostre. Aquests ventiladors poden ser programats per a ventilar en les hores on perjudiqui menys el funcionament tèrmic de la vivenda, i es poden desactivar en els moments en què la vivenda està desocupada.

SISTEMA DE CLIMATITZACIÓ:

Després de proposar diverses solucions tècniques, es va optar per un sistema de climatització per terra radiant/refrescant en combinació amb fan-coils (un per planta, amb distribució per conductes i sectorització mitjançant comportes). El motor tèrmic del sistema, la "caldera", serà una bomba de calor Aigua-Aigua.

Les bombes de calor d'aquest tipus combinades amb un sistema adient (baixa temperatura d'impulsió -> terra radiant) poden obtenir rendiments de l'ordre del 450% durant la major part de l'any.

El sistema dissenyat té la característica de ser "híbrid" i sectoritzat per a cada habitació de la vivenda, seguidament descriurem les particularitats:

Sistema híbrid: la possibilitat de combinar els dos sistemes de climatització (terra radiant i fan-coils) ens permet aprofitar al màxim els seus avantatges.

Calefacció: a l’arribar a casa ens trobem la vivenda freda i necessitem escalfar-la. El terra radiant basa la seva eficiència en la gran inèrcia que té, aquest fet té un desavantatge, i és que triga bastant temps en entrar en règim de funcionament (tarda a escalfar, és lent). En canvi, els fan-coils escalfen de forma molt ràpida, tot i que poden ocasionar problemes de confort (l'aire calent continuat pot molestar). Així doncs, gràcies al sistema de control implementat farem servir els fan-coils per escalfar la vivenda mentre el terra radiant es posa a règim, un cop hàgim arribat a aquest punt, els fan-coils es desactivaran automàticament.

Refrigeració: en aquest cas el sistema principal seran els fan-coils: les reixes de distribució estan situades al sostre, i com sabem, és molt més eficient refredar l'ambient des d'una posició elevada que no des del terra, però, què passa a la nit?Com en el cas de la calefacció, la refrigeració per impulsió d'aire pot ocasionar problemes en el confort, és aquí on entra en joc el terra refrescant. Tot i que aquest sistema no cobreix la demanda de refrigeració en els moments de demanda màxima (durant els dies d'estiu), sí que és capaç mantenir una temperatura confortable durant les nits d'estiu (o durant èpoques de demanda de refrigeració moderada).

Així doncs, veiem que la combinació dels sistemes ens aporta avantatges tant en el confort com en l'eficiència de la vivenda.

Sectorització: en aquest cas s'ha sectoritzat la vivenda per estances. Aquest fet combinat ens permet climatitzar les habitacions de forma totalment independent, podent utilitzar la combinació de sistemes explicades anteriorment més adequada en cada estança. Per exemple, durant el dia es pot climatitzar només la planta baixa, programant una encesa progressiva de les habitacions (planta primera) per tal que estiguin en règim de funcionament només durant les hores quan seran utilitzades. Un cop més, guanyem tant en confort com en eficiència.

SISTEMA D'ACS:

El sistema el formen la bomba de calor, un interacumulador (amb resistència elèctrica de suport) i un sistema de tubs de buit situats a la coberta.

Descrivim, a continuació, el funcionament del sistema d'ACS de la vivenda en qüestió:

• Durant els mesos d'hivern, la bomba de calor funciona en mode "calefacció" i per tant ens generarà aigua calenta amb un rendiment molt elevat, d’altra banda rebrem una aportació de les plaques solars (aproximadament un 30%).
• Però, què passa en els mesos d'estiu? La bomba de calor ens estarà refredant aigua, i per tant no la podrem aprofitar per a preparar l'ACS. En conseqüència, serà la resistència elèctrica de l'interacumulador la que escalfaria l'aigua amb un consum elèctric elevat, uns 3kW, i és aquí on entren en joc els tubs de buit. Durant els mesos d'estiu, ens aporten quasi el 100% de l'energia necessària per produir l'ACS que demanda la vivenda, i per tant, eliminem quasi totalment el consum elèctric de la resistència elèctrica de suport.

El control sobre el sistema d'ACS, com en el cas del sistema de climatització, ens permetrà programar la producció d'aigua calenta per a cobrir només les hores del dia on tinguem demanda. Com es pot veure, el confort i l'eficiència energètica no han d'anar separats forçosament.

REPERCUSSIONS EN ALTRES INSTAL·LACIONS:

En primer lloc, dir que s'elimina la instal·lació de gas (amb l'estalvi de quotes fixes que això suposa). D’altra banda, i al contrari del que pugui semblar a primer cop d’ull, una instal·lació d'aquest tipus no provoca un encariment excessiu en la instal·lació elèctrica. No obstant, val a dir que s'ha de ser una mica més curós de l'habitual en la previsió de càrregues elèctriques, línies, proteccions i control.

CONCLUSIONS

• Gràcies al sistema escollit, la vivenda consumirà aproximadament un 30% menys d'energia del que consumiria una vivenda convencional (calefacció per radiadors amb caldera de gas i aire condicionat per expansió directa).
• D’altra banda, la centralització de tota la part tèrmica en una sola bomba de calor ens aporta avantatges significatius en quant a manteniment, pagament de quotes fixes (ens estalviem la del gas), etc..
• Finalment, val a dir que aquesta instal·lació combinada amb una instal·lació de plaques fotovoltaiques en règim d'autoconsum ens portaria a estalvis encara majors. Com sabem, aquest fet queda a l'espera del nou decret d'autoconsum. Val a dir, però, que la instal·lació està preparada!

Jordi Manich Codina
Enginyer Industrial