Conseguir Edificios con un consumo de Energía Casi Nulo es, más allá de la legislación vigente (por ejemplo la Directiva 2010/31/UE), un objetivo de obligado cumplimiento en vista de la creciente demanda de energía por un lado, y la escasez de los recursos energéticos por otro. Deben conjugarse varias medidas a la vez, como lo son el diseño apropiado del propio edificio (p.ej. medidas estructurales y constructivas), el uso preferencial de energías renovables (p.ej. placas solares y fachadas térmicas), el aprovechamiento de fuentes naturales (p.ej. luz de día y calor solar), así como un sistema de control y automatización que reduce de forma eficiente y eficaz en cualquier tipo de edificio, sea residencial, terciario o industrial, el consumo energético y evita aquél que es innecesario.
Cada una de estas medidas mencionadas, de forma aislada, ya puede reducir el consumo energético en un edificio, pero sólo con un control que integra todas las aplicaciones existentes se pueden alcanzar los mayores ahorros energéticos, sin perder los aspectos de confort, y además ofreciendo mayor seguridad al usuario.
Objetivo
El objetivo de esta comunicación es presentar las ventajas que una tecnología de control y gestión, según lo expuesto en el párrafo anterior, puede y debe aportar para conseguir Edificios de consumo de Energía Casi Nulo. KNX es un protocolo de comunicación diseñado específicamente para el control y la automatización de viviendas y edificios. Se trata de un sistema estandarizado a nivel mundial, europeo y nacional en numerosos países (entre ellos España), abierto para cualquier empresa y que es capaz de integrar cualquier tipo de aplicación en viviendas y edificios, sean medidas ampliamente consolidadas o medidas que aún están en fase de diseño y/o desarrollo.
Datos y resultados
Existen numerosos estudios, realizados por entidades independientes (por ejemplo universidades y centros tecnológicos) en varios países, que analizan la contribución de los sistemas de control, gestión y automatización al ahorro energético en viviendas y edificios. Como era de esperar, los valores de ahorro alcanzados en cada uno de estos estudios son bastante dispares, pues influyen a la efectividad de cada una de las medidas muchos factores, como por ejemplo la climatología, la orientación del edificio (norte/sur, este/oeste), los hábitos del usuario, los métodos y el periodo de comparación, y muchos otros más. Además, normalmente no se construye un edificio sin medidas de ahorro, y otro en la misma zona pero con medidas de ahorro, lo que pudiera permitir establecer una comparación directa.
Según los análisis realizados por las ingenierías implicadas y los usuarios de cientos de miles de edificios equipados con tecnología KNX y funcionando a plena satisfacción en los cinco continentes, se puede concluir que con una medida concreta se pueden conseguir los siguientes ahorros, en comparación con instalaciones tradicionales:
- Control de la climatización: hasta un 60% de la energía consumida en HVAC
- Control de la iluminación: hasta un 60% de la energía consumida en iluminación
- Control de persianas: hasta un 40% de la energía consumida en HVAC e iluminación
- Control zonificado por habitación: hasta un 40% de la energía consumida en HVAC e iluminación
No obstante, todos los estudios anteriormente mencionados coinciden en que sólo con un sistema que integra todos los servicios de un edificio se alcanzan los niveles óptimos de ahorro energético.
Con un proyecto correctamente diseñado y ejecutado, que aprovecha al máximo cada uno de los elementos que lo constituye, se pueden alcanzar ahorros energéticos en torno al 40% de la energía total consumida, lo que contribuye considerablemente al objetivo de Edificios de consumo de Energía Casi Nulo.
Una de las medidas claves para llegar a este objetivo, aparte de las medidas pasivas como por ejemplo una fachada térmica o un techo solar, es la concienciación del usuario sobre sus hábitos de consumo. Por ello es de suma importancia disponer de elementos de monitorización y visualización para que el usuario esté informado en cada momento sobre los consumos reales, así como el estado en la que se encuentra su instalación. Estos sistemas de visualización son fácilmente integrables si se dispone de una tecnología de control y automatización.
Cabe mencionar que, en contra de lo pensado habitualmente, y gracias a estos importantes ahorros, se reduce también el tiempo de amortización de la inversión drásticamente. Un proyecto correctamente diseñado e instalado puede alcanzar un ROI entre 3 años para edificios terciarios y 5 años para edificios residenciales.
Adicionalmente a todo lo anterior y más allá de la eficiencia energética, proporcionan los sistemas de control y automatización un alto nivel de seguridad, pues pueden detectar posibles fugas, por ejemplo de gas o agua, y activar las medidas de cierre de válvulas correspondientes. Otro beneficio es el alto nivel de confort y bienestar personalizables incluso para cada usuario.
KNX es un estándar de comunicación con más de 20 años de experiencia en el sector. La tecnología está normalizada a nivel internacional (ISO/IEC 14543-3) y europeo (EN 50090 y EN 13321-1), así como nacional en numerosos países, como por ejemplo Estados Unidos (ANSI/ASHRAE 135), China (GB/Z 20965) o España (UNE 50090). Ello garantiza una tecnología reconocida y aceptada en cualquier parte del mundo, y un aval de futuro a largo plazo.
Otra gran ventaja de ser una tecnología estandarizada es que se trata de un sistema “abierto”, es decir, no es propietaria de ninguna marca comercial en concreto. Cualquier fabricante puede incorporar el protocolo de comunicación a sus productos. A fecha de hoy, más de 260 fabricantes en todo el mundo ofrecen más de 6.500 familias de productos certificados por la Asociación KNX International con sede en Bruselas, con una absoluta interoperabilidad entre todos ellos, lo que permite al usuario elegir entre una muy amplia gama de soluciones para todo tipo de aplicaciones que existen en un edificio: iluminación, climatización, persianas, sombreado, video/audio, entretenimiento, electrodomésticos, monitorización y gestión energética, sistemas de seguridad, alarmas, control de fugas de gas o agua, riego, integración de energías renovables, y muchos otros más.
KNX ofrece 4 medios de comunicación de bus:
- Par trenzado (twisted pair TP): bus de dos hilos, dedicados exclusivamente a la transmisión de datos del sistema de control y automatización. Idóneo para edificios de nueva construcción.
- Línea de fuerza (power line PL): Los datos se transmiten a través de los cables de fuerza existentes en el edificio, por regla general las líneas de 230 V. Idóneo para la rehabilitación de edificios existentes o para edificios donde no se permite instalar nuevos cables de bus.
- Inalámbrico por radio frecuencia (RF): Las señales son trasmitidas por radio frecuencia, por tanto no requieren de ningún bus físico. Idóneo para edificios de alto valor arquitectónico (por ejemplo con fachadas acristaladas) o para elementos de difícil alcance.
- Protocolo IP: los telegramas KNX pueden ser encapsulados en telegramas IP para ser transportados por redes locales o también Internet. Idóneo para enlazar grandes instalaciones entre sí, incluso si están a gran distancia, o para el mantenimiento remoto de las instalaciones.
Gracias a esta diversidad de medios de comunicación se adapta KNX a cualquier tipo de edificio, sea de construcción nueva o para la rehabilitación de edificios existentes, sea de diseño tradicional o de peculiar valor arquitectónico, sea una instalación nueva o la ampliación de una existente.
En varios apartados de esta comunicación se ha mencionado la importancia del correcto diseño e instalación del proyecto de control. Por ello dispone KNX de una red de más de 200 centros de formación certificados en todo el mundo, para asegurar una alta formación de los profesionales. Más de 3.000 KNX-Partner en España pueden ofrecer un pre-estudio de cada proyecto con las soluciones personalizadas para cada caso.
Conclusión
El objetivo de alcanzar Edificios de Energía Casi Nula es un reto de obligado cumplimiento, más allá de la legislación vigente. Medidas aisladas pueden ayudar a acercarse a ese objetivo, pero sólo un sistema que engloba todos los servicios de un edificio, controlando y automatizando los consumos, se obtiene un ahorro energético óptimo. KNX es un sistema consolidado que ha demostrado en numerosos proyectos su eficacia, y gracias al ser un sistema normalizado está abierto para futuros desarrollos.
Comunicación presentada al I Congreso EECN por Antonio Moreno, Álvaro Mallol y Michael Sartor de la Asociación KNX España.