El uso de innovadores sistemas de climatización, automatización y control ha supuesto un reto para todos los actores implicados en el ciclo de vida de los edificios, tanto nuevos como rehabilitados. Como consecuencia, puede suceder que el rendimiento energético real del edificio no coincida con el esperado en su diseño. Con el fin de estrechar esta brecha, surgió en 2016 Quantum, un proyecto europeo cuyo objetivo era desarrollar un sistema de gestión de calidad (QM, Quality Management) del rendimiento energético que se pudiera aplicar desde el diseño del edificio hasta su funcionamiento, utilizando para ello herramientas TIC.
A la hora de diseñar un edificio o de llevar a cabo su rehabilitación, pueden chocar los intereses de inversores y usuarios. Mientras los primeros buscan la rentabilidad, los segundos quieren edificios que permitan ahorrar en el gasto energético y disfrutar de espacios cómodos y confortables.
Esto lleva a un despliegue de tecnologías cada vez más sofisticadas diseñadas para controlar el uso de energía dentro de los edificios, al tiempo que se logran las condiciones adecuadas para el confort de los ocupantes. Esta complejidad de intereses requiere la participación de varias disciplinas durante el ciclo de vida de los edificios: diseñadores, ingenieros, empresas de servicios, instaladores, operadores y gerentes, lo que puede generar posibles problemas de coordinación.
Esto puede ser la causa de que los proyectos, a menudo, no logren alcanzar el rendimiento energético previsto: los edificios consumen más energía de la anticipada, causan un costo más alto y a menudo tienen problemas para proporcionar una buena calidad del ambiente interior.
En el parque edificatorio europeo, la media de la brecha entre el rendimiento real y el esperado puede ser del 25% en términos energéticos. Una razón que explica esta diferencia se encuentra en la falta de un sistema de gestión de calidad en todas y cada unas de las fases del proceso edificatorio, desde la especificación original del contrato, pasando por el diseño y la construcción, hasta la puesta en funcionamiento de las tareas de mantenimiento de sus instalaciones.
De todas las etapas del ciclo de vida de un edificio, es la puesta en marcha de las instalaciones el punto en el que, con más frecuencia, la eficiencia energética y la salud del edificio pueden verse afectadas negativamente debido al desnivel entre el rendimiento energético real y el esperado en el proyecto. Por tanto, es clave contar con un buen sistema de gestión de calidad, apoyado en herramientas y metodologías innovadoras. Y ése es el objetivo del proyecto europeo Quantum.
Herramientas TIC
Bajo la coordinación del Instituto de Servicios de Construcción y Diseño de Energía (IGS) de Technische Universität Braunschweig (Alemania), el consorcio de Quantum, formado por 14 socios de 12 países, ha desarrollado y demostrado tres herramientas innovadoras impulsadas por las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC).
Entre enero de 2016 y diciembre de 2019, el consorcio de Quantum ha invertido sus esfuerzos en reducir la distancia entre el rendimiento energético pronosticado y el monitorizado mediante la aplicación de un sistema coherente de gestión de calidad (SGC) para rendimiento energético de edificios respaldados por tres herramientas.
La innovación de Quantum consiste en utilizar tecnologías de la información y la comunicación para desarrollar estos tres instrumentos que podrán ser usados de forma independiente o en diferentes combinaciones, permitiendo una aplicación flexible en diversas situaciones de proyectos.
Las tres herramientas desarrolladas en el marco de Quantum son:
- HPS / NG9. Dispositivos de medición de energía in situ rentables y fáciles de instalar con análisis de datos en línea.
- Comfortmeter: Cuestionario completamente basado en la web para estudiar la comodidad percibida por el usuario del edificio.
- Banco de pruebas de rendimiento (Performance Test bench, PTB). Herramienta para la especificación y validación automatizada de las funciones del sistema de gestión de calidad utilizando las especificaciones funcionales activas.
Análisis de edificios en toda Europa
Con estas tres herramientas TIC, y con el fin de obtener datos empíricos, Quantum ha llevado a cabo un análisis de 120 edificios en toda Europa. Este análisis se realizó en dos fases. La fase 1 ha consistido en la demostración de herramientas a pequeña escala en tres edificios de Alemania, Austria y la República Checa.
La Fase 2 transcurrió en otros edificios de varios países participantes en el proyecto Quantum, incluido el Reino Unido, y se centró en poner a prueba los procesos y herramientas previamente definidos para mejorar el rendimiento energético.
El conocimiento adquirido durante esta segunda fase ha sido objeto de intercambio entre socios y, finalmente, se ha transformado en una guía de mejores prácticas que puede ser utilizada como material base en el desarrollo de planes de negocios destinados a implementar la gestión de calidad del rendimiento de los edificios.
El enfoque basado en datos de este análisis permite la escalabilidad de la metodología a un coste relativamente bajo de acuerdo con la complejidad del edificio y sus instalaciones, dado que muchos sistemas de medición requeridos permiten trabajar in situ.
Banco de pruebas PTB
Desde el punto de vista del método Quantum, el mecanismo central del sistema de gestión de calidad del rendimiento energético consiste en diseñar el edificio y sus instalaciones con objetivos bien definidos y transparentes y que las metodologías de prueba utilizadas sean rentables en relación con el tamaño y la complejidad del edificio. Estos objetivos se deben establecer desde el comienzo de un proyecto para que en las fases posteriores sea posible medir y comprobar de manera totalmente fiable si un edificio está funcionando adecuadamente.
El banco de pruebas o herramienta PTB, desarrollada bajo el proyecto Quantum, aborda esta problemática al proporcionar una biblioteca de plantillas de sistemas de construcción que se pueden usar en la etapa de diseño y que permitirán acelerar el establecimiento de objetivos, así como identificar los criterios comunes de monitorización para todas las instalaciones del edificio.
Además de criterios comunes, el banco de pruebas permite agregar a la biblioteca de plantillas criterios personalizados para instalaciones ya existentes, por lo que la herramienta PTB también se puede emplear en la rehabilitación de edificios existentes donde no se ha utilizado la herramienta anteriormente.
El banco de pruebas PTB recopila los datos de medición del edificio en uso y los compara con las especificaciones previstas en el proyecto, creando un circuito de control que permite evaluar si las instalaciones que consumen energía funcionan correctamente. Por lo tanto, esta herramienta de monitorización técnica puede ser un valioso compañero para los procesos de puesta en marcha en curso.
Un valor añadido para los EPC
Una de las principales conclusiones del proyecto Quantum desvela que el uso de herramientas TIC en la gestión de calidad es un valor añadido a los contratos de rendimiento energético (Energy Performance Contracts, EPC). El sector de servicios energéticos se verá recompensado con un aumento en la competitividad de sus empresas y en una mejora de los servicios.
Asimismo, se consigue mejorar la salud del edificio y la satisfacción de los ocupantes al mismo tiempo que aumenta la eficiencia energética y, por tanto, se reduce el impacto medioambiental.