ASHRAE 189.1: Una norma superior para edificios ecológicos de alto rendimiento
En el afán por construir de forma más sostenible, varias organizaciones han establecido diversas normas y certificaciones para lograr edificios ecológicos de alto rendimiento. La más importante de ellas es la Norma 189.1, creada por la Sociedad Americana de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE). La norma 189.1 establece unos parámetros estrictos de construcción sostenible para lograr edificios lo más sostenibles posible. Se tienen en cuenta muchos factores a la hora de crear un edificio sostenible, y la ventilación con recuperación de energía es un elemento central de los requisitos de la norma para diseñar estructuras más saludables que consuman menos energía. ¿Por qué la norma 189.1 es un estándar más exigente para la construcción ecológica de alto rendimiento? Este informe técnico aborda esa pregunta analizando qué significa la construcción ecológica, qué abarca la norma 189.1 y cómo las tecnologías de ventilación con recuperación de energía desempeñan un papel clave a la hora de hacer realidad los edificios ecológicos.
Obstáculos que hay que superar al construir ecológicamente
Los edificios residenciales y comerciales se enfrentan a dos retos principales en su búsqueda del estatus «verde». En primer lugar, a medida que las estructuras se vuelven más herméticas, los contaminantes quedan encerrados en su interior, lo que perjudica la calidad del aire interior (CAI). En segundo lugar, los edificios son increíblemente derrochadores y consumen enormes cantidades de energía para funcionar, lo que es perjudicial para el medio ambiente y genera costes sustanciales.
Fijémonos en la IAQ. Cuando aumentan los contaminantes del aire interior, se produce una IAQ deficiente, que puede perjudicar la salud, la productividad, la función cognitiva y el bienestar de las personas. Esto es especialmente preocupante porque las personas pasan alrededor del 90% de su tiempo en interiores, donde las concentraciones de algunos contaminantes son a menudo de dos a cinco veces superiores a las concentraciones típicas en el exterior.
Pasemos ahora a la cuestión energética. Los edificios residenciales y comerciales de EE.UU. son devoradores de energía y consumen cerca del 40% de la energía y el 70% de la electricidad del país, y producen cerca del 40% de las emisiones de CO2. Además,derrochan cerca del 30% de la energía que consumen4, por lo que tiene que haber una forma mejor -y más eficiente- de hacer funcionar un edificio.
Sin duda, hay métodos más óptimos para crear edificios sanos y energéticamente eficientes, pero es complicado porque intervienen muchos factores. Esa es una cuestión central de la que se ocupa ASHRAE, y la asociación lo hace estableciendo normas de construcción para aumentar la sostenibilidad en el entorno construido.
Conseguir edificios ecológicos mediante la norma 189.1 de ASHRAE
Durante muchos años, ASHRAE ha creado numerosas normas para hacer edificios mejores, y todas han culminado en la 189.1, la «Norma para el diseño de edificios ecológicos de alto rendimiento, excepto edificios residenciales de baja altura». Es la norma más estricta hasta la fecha para realizar edificios ecológicos. De hecho, según ASHRAE, la norma 189.1 proporciona un paquete total de sostenibilidad de edificios para quienes se esfuerzan por diseñar, construir y explotar edificios ecológicos. Desde la ubicación del emplazamiento hasta el uso de la energía y el reciclaje, la 189.1 establece una norma superior para los edificios ecológicos de alto rendimiento.
¿Cómo se hace? La Norma 189.1 sienta las bases de los edificios ecológicos al abordar la sostenibilidad del emplazamiento, la eficiencia en el uso del agua, la eficiencia energética, la calidad ambiental interior y el impacto del edificio en la atmósfera, los materiales y los recursos.
Además, la razón por la que la norma 189.1 es la autoridad para el diseño de edificios ecológicos es que es la cúspide de varias otras normas ASHRAE. Entre ellas están la norma 90.1, «Norma energética para edificios, excepto edificios residenciales de baja altura», la norma 62.1, «Ventilación para una calidad aceptable del aire interior», y la norma 55, «Condiciones ambientales térmicas para la ocupación humana», entre otras.
La Norma 90.1 como base de la Norma 189.1
La Norma 189.1 se basa en varias normas anteriores, pero la verdadera piedra angular es la Norma 90.1. Esto se debe a que la 90.1 se centra totalmente en la reducción del consumo energético de los edificios. De hecho, la 90.1 ha sido un punto de referencia para los códigos energéticos de los edificios comerciales en EE.UU., y una base clave para los códigos y normas de todo el mundo, durante más de 35 años. Sin embargo, la 189.1 va aún más lejos que la 90.1, ya que su objetivo es crear un edificio completamente sostenible. En la 189.1, el objetivo no es sólo la eficiencia energética, sino también un equilibrio entre la responsabilidad medioambiental, la eficiencia de los recursos, la comodidad y el bienestar de los ocupantes, la sensibilidad hacia la comunidad y el desarrollo responsable.
La norma 189.1 optimiza la eficiencia energética
Reforzar la eficiencia energética de los edificios es el núcleo de la Norma 189.1. Con ese espíritu, cuando se presentó por primera vez en 2010, su objetivo era aumentar la eficiencia energética de los edificios en un 30% en comparación con la Norma 90.1-2007. Además, pretende que los edificios estén preparados para convertirse en netos cero -lo quesignifica un consumo neto de energía cero- en 2020.
La norma tiene una sección entera dedicada a la eficiencia energética, y toca áreas como las energías renovables, la iluminación y la gestión del consumo de energía. También incluye prescripciones de eficiencia energética para los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado, entre otras:
- Basada en la Norma 90.1, pero modificada para obtener un rendimiento energético mejorado respecto a las normas mínimas del código.
- Ventilación controlada a demanda (VCD) para espacios ocupados con un umbral de ocupación más bajo.
- Economizadores indicados para el tamaño del equipo y la zona climática.
- Limita la cantidad de aire recalentado o refrigerado.
La Norma 189.1 evoluciona constantemente y añade requisitos de eficiencia energética cada vez más estrictos. La edición de 2017 de la Norma 189.1 introdujo varias adiciones en la sección de eficiencia energética, entre las que se incluyen:
- Requisitos actualizados para reflejar los cambios en la Norma 90.1-2016 de ANSI/ASHRAE/IES, incluida la referencia a la Zona Climática 0.
- Mesas de iluminación actualizadas con mayor eficiencia.
- Actualizadas las tablas de eficiencia de los equipos.
- Requisitos revisados de los sobres.
- Factores de emisión de CO2 actualizados para distintas fuentes de energía.
- Nuevos requisitos para la respuesta automatizada a la demanda.
- Nuevo apéndice informativo con una ruta de cumplimiento energético que se basa en el Código Internacional de Conservación de la Energía (IECC) en lugar de la Norma 90.1.
La Norma 189.1 Mejora la Calidad Ambiental Interior (CAI)
Otro componente clave de la Norma 189.1 es el establecimiento de un ambiente interior más limpio y saludable, que empieza por mejorar la calidad del aire interior. La sección sobre IEQ establece requisitos para las siguientes áreas: flujo de aire exterior, control del humo del tabaco, control del aire exterior, filtración y limpieza del aire, iluminación diurna, confort térmico, acústica y vibraciones.
Para la IAQ, la Norma 189.1 establece requisitos para los materiales que puedan emitir compuestos orgánicos volátiles (COV). Los contempla como cantidad total o como compuestos individuales, como el formaldehído. Entre las fuentes contaminantes concretas que cubre se incluyen: adhesivos y sellantes, pinturas y revestimientos, recubrimientos de suelos, madera compuesta, estructuras de madera y fibras agrícolas.
La edición de 2017 de la norma 189.1 introdujo varias actualizaciones para apoyar la IEQ y la IAQ. Entre ellas se incluyen nuevos requisitos para el control de la entrada de gases del suelo, las emisiones de materiales, el control acústico, la iluminación diurna, el control de la humedad asociada a la infiltración de la envolvente y los sistemas de calefacción, ventilación de los productos de combustión al exterior, encuestas sobre la IEQ de los ocupantes del edificio y control del deslumbramiento.
ERV y DOAS: componentes clave de la norma 189.1
El principal consumidor de energía de los edificios es el sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado. De hecho, es responsable de cerca del 40% de la energía total consumida, mientras que la iluminación ocupa un distante segundo lugar, con un 25%. De esta energía del sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado, la que más contribuye es la de los ventiladores, con un 34%. Por tanto, para conseguir edificios ecológicos de alto rendimiento, hay que empezar por mejorar la climatización, centrándose en la eficiencia de la ventilación.
Los ventiladores de recuperación de energía (ERV) y los sistemas dedicados de aire exterior (DOAS ) de RenewAire aumentan la eficiencia de los sistemas de climatización reduciendo el consumo de energía de ventilación. Esto se consigue reutilizando la energía total (calor y humedad) de la corriente de aire de escape , que de otro modo se desperdiciaría, para preacondicionar el aire exterior fresco y filtrado que entra en el interior. Los resultados de este proceso son la mejora de la calidad del aire interior, la disminución del consumo de energía, la reducción del tamaño de los equipos y la reducción de las cargas de ventilación de los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado hasta en un 70%. La ASHRAE reconoce el papel crucial que desempeñan las ERV y las DOAS en la mejora de la condición humana y el balance final, así como en la protección del medio ambiente. Por ello, estos sistemas se exigen en varias normas, y con mayor rigor en la 189.1.
En este sentido, la norma 189.1 incorpora todos los requisitos de recuperación de energía de la 90.1 y algunos más. Tanto la 189.1 como la 90.1 exigen ERV en varios casos en función de la zona climática y del porcentaje de aire exterior al caudal de aire máximo de diseño, y con cada nueva actualización se añaden más requisitos de ERV. Por ejemplo, en 2016, la 90.1 -y por tanto también la 189.1- elevóel umbral mínimo de recuperación de energía del aire de escape.
Donde la 189.1 va aún más lejos que la 90.1 es en la eficacia de la recuperación de energía. Actualmente, la 90.1 exige que los ERV tengan al menos un 50% de eficacia de recuperación de energía. En la 189.1, el sistema de recuperación de energía tiene que tener una eficacia de recuperación de energía mínima del 60%.
Dado que las ERV y las DOAS crean un aire interior más limpio y saludable al tiempo que optimizan la eficiencia energética, también desempeñan un papel clave en las normas y certificaciones de construcción ecológica más estrictas. Por ejemplo, las exigen LEED, Green Globes, ENERGY STAR, Net Zero, Passive House, PHIUS, Living Building Challenge, HVI, AHRI y WELL Building Standard, por nombrar algunas.
Por qué DOAS es fundamental para la Norma 189.1
Los edificios comerciales necesitan aire exterior siempre que un espacio está ocupado para cumplir las normas de ventilación y mantener la IAQ. La ventilación entrante y el aire de reposición suelen representar más del 80% de la carga de deshumidificación de un edificio. Por lo tanto, desacoplar la demanda de aire exterior y la demanda de carga interior permite que cada sistema funcione de forma independiente para lograr una eficiencia operativa optimizada.
Una idea revolucionaria propuesta hace dos décadas consistía en manejar por separado el aire exterior (AO) y el aire de retorno en los sistemas de climatización de los edificios. Este nuevo concepto describe la aplicación de un DOAS para suministrar aire deshumidificado a los edificios con el fin de mejorar la IAQ y el confort térmico. La investigación llegó a la conclusión de que las DOAS ofrecían muchas ventajas potenciales en comparación con los sistemas convencionales de HVAC.
Debido a su capacidad única de mejorar la IAQ al tiempo que reducen el consumo de energía, las unidades DOAS se exigen en las normas de construcción de ASHRAE, como la 189.1. El uso de un DOAS garantiza el cumplimiento de la ventilación de espacios múltiples y una IAQ adecuada. Además, los códigos específicos exigen que los productos tipo DOAS suministren un 100% de aire exterior. Por último, el DOAS con recuperación de energía es una característica obligatoria para la mayoría de las jurisdicciones con códigos de EE.UU.
Ventajas de implantar ERV, DOAS y la norma 189.1
Un edificio ecológico de alto rendimiento suena impresionante, pero ¿qué significa realmente y, lo que es más importante, cuáles son sus ventajas? Básicamente, al cumplir las estrictas normas de la norma 189.1- e implantar ERV y DOAS, el resultado es un edificio que apoya los tres pilares de la sostenibilidad: las personas, el planeta y los beneficios. He aquí cómo esto es posible: 1) Con una IAQ mejorada, se refuerzan la salud, la función cognitiva, la productividad y el bienestar de los ocupantes interiores, 2) Reducir la cantidad de energía que utilizan los edificios al ventilar respalda los esfuerzos de sostenibilidad y protege el medio ambiente, 3) Optimizar la eficiencia energética reduce las cargas de HVAC y reduce el tamaño de los equipos, lo que puede reducir los costes energéticos de la ventilación hasta en un 65%.
Presentamos el DOAS RenewAire Serie DN con recuperación de energía
Dado que los sistemas DOAS son uno de los medios más eficientes desde el punto de vista energético para mejorar la IAQ, y son exigidos por las normas más estrictas de construcción ecológica, RenewAire ha desarrollado una línea completa de estas unidades. La última del grupo DOAS es la Serie RenewAire DN con Recuperación de Energía, que es un complemento perfecto para la Norma 189.1.
La serie DN DOAS de RenewAire acondiciona eficazmente el aire exterior con una tecnología eficiente y sostenible. Al permitir que las unidades de climatización funcionen de forma independiente, en función de la carga del edificio, nuestra unidad DOAS de la serie DN incorpora recuperación total de energía de placa fija y una amplia gama de características y configuraciones.
La Serie DN optimizará tu estrategia de ventilación, reducirá el tamaño de los equipos, disminuirá los costes de capital y generará importantes ahorros operativos. Las ventajas específicas de los DOAS RenewAire Serie DN incluyen:
- Mejor control de la humedad.
- Posibilidad de utilizar sistemas de calefacción y refrigeración que no proporcionen ventilación y/o deshumidificación (por ejemplo, paneles radiantes, vigas frías, VRF).
- Costes de instalación reducidos.
- Reducción del consumo de energía.
- Diseño y control de la ventilación simplificados.
En resumen
ASHRAE trata constantemente de guiar al sector con lo último en mejores prácticas de construcción ecológica, y la norma 189.1 está en la cúspide de esos esfuerzos. Para hacer posible esta rigurosa norma de construcción ecológica, las tecnologías de ventilación con recuperación de energía, como las ERV y las DOAS, están en su núcleo y son necesarias en muchas aplicaciones de construcción. Por tanto, siguiendo las prescripciones de la Norma 189.1 e implantando ERV y DOAS, los resultados serán los edificios de mayor rendimiento y más ecológicos del mercado actual. Y, de cara al futuro, debes estar atento al creciente número de requisitos de los códigos sobre ERV y DOAS, ya que estos sistemas son muy eficaces para mejorar la IAQ y ahorrar energía. Para saber más sobre las tecnologías de ventilación con recuperación de energía de RenewAire y cómo ayudan a conseguir edificios ecológicos de alto rendimiento según la norma 189.1, ponte en contacto con nosotros hoy mismo.