EESAP2 Actas by EESAP European Conference

II EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Urban regeneration Donostia-San Sebastiรกn 27-29 junio 2011

proceedings

II EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING II JORNADAS EUROPEAS SOBRE EFICIENCIA ENERGÉTICA Y SOSTENIBILIDAD EN LA ARQUITECTURA Y EL URBANISMO XXX Cursos de Verano / XXX. Uda Ikastaroak XXIII Cursos europeos / XXIII. Europar Ikastaroak Donostia-San Sebastián 27, 28, 29 June 2011

EDITOR Departamento de Arquitectura / Arkitektura Saila Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea DIRECCIÓN DE LA EDICIÓN Rufino J. Hernández Minguillón Grupo de Investigación “calidad de vida en arquitectuira. caviar” COORDINACIÓN Víctor Araújo Corral Raffaelina Loi TRADUCCIÓN Olatz Irulegi Garmendia Antonio Serra DISEÑO Y MAQUETACIÓN Víctor Araújo Corral IMPRESIÓN Michelena Artes Gráficas DEPÓSITO LEGAL SS-833-2011 ISBN 978-84-694-4989-9 © de la edición, Departamento de Arquitectura/Arkitektura, Saila UPV/EHU © de los textos, sus autores

II EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING “Urban regeneration”

proceedings

CONFERENCE SOPONSORS PATROCINADORES DEL CONGRESO

DIRECTOR DIRECTOR

COMITÉ CIENTÍFICO SCEINTIFIC COMMITTEE

Rufino J. Hernández Minguillón Doctor Arquitecto

Servando Álvarez Universidad de Sevilla

Escuela Técnica Superior de Arquitectura de San Sebastián

Fernando Bajo UPV/EHU

Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea

Eduardo de Oliveira Universidade de Porto. Agencia de Energía de Porto Víctor Echarri Universidad de Alicante

ORGANIZACIÓN ORGANIZATION UPV/EHU Grupo de Investigación Calidad de Vida en Arquitectura Fundación Cristina Enea Fundazioa San Sebastián

Helena Granados Arquitecta Agustín Hernández Universidad Politécnica de Madrid Rufino J. Hernández UPV/EHU

Ayuntamiento de San Sebastián Departamento de Medio Ambiente Gobierno Vasco Departamento de Vivienda, Obras Públicas y Transporte

Jose María Sala UPV/EHU Matheos Santamouris Universidad de Atenas Alvaro Soto Universidad Politécnica de Madrid

COMITÉ ORGANIZADOR ORGANIZING COMMITTEE

Isabela Velazquez Arquitecta

D. Rufino J. Hernández UPV/EHU Dña. Victoria Iglesias Ayuntamiento de Donostia-San Sebastián

COMITÉ TÉCNICO TECHNICAL COMMITTEE

D. José Mª Hernández Fundación Cristina Enea Fundazioa

Raffaelina Loi Investigadora grupo caviar UPV/EHU Victor Araujo Investigador grupo caviar UPV/EHU Claudia Pennese Investigadora grupo caviar UPV/EHU Olatz Irulegi Investigadora grupo caviar UPV/EHU Antonio Serra Investigadora grupo caviar UPV/EHU Olatz Grijalba Investigadora grupo caviar UPV/EHU

www.ehu.es/caviar www.eesap.org

UPV/EHU

Luis Torres Investigadora grupo caviar UPV/EHU Iñaki Mendizabal Investigadora grupo caviar UPV/EHU

caviar calidad de vida en arquitectura quality of life in architecture

ARKITEKTURA SAILA DEPARTAMENTO DE ARQUITECTURA

índice index

7 introducción introduction 9 sesión 1 session 1 11 Pilar Garrido Gutiérrez

Tendencias, retos y oportunidades sobre el desarrollo urbano y las políticas de vivienda 23 Servando Álvarez Domínguez

Energía y normativa 37 Francis Allard

The energy rehabilitation of existing buildings, a new challenge for our societies Comunicaciones Papers 51 Jon Terés Zubiaga Los materiales de cambio de fase en la rehabilitación de vivienda social 61 Alberto J. Fernández de Trocóniz y Revuelta Método simplificado para el tratamiento de eficacias térmicas en el diseño de edificaciones lineales alargadas 73 Esperanza Moreno Cruz rEactúa: concienciación energética y participación del usuario en procesos de rehabilitación de edificios de viviendas 85 Raffaelina LoI La calidad de vida en los espacios urbanos: el software caviaru 95 José Antonio Millán García Caracterización higrotérmica de los bloques de arcilla aligerada para albañilería. factor de resistencia a la difusión del vapor

105 sesión 2 session 2 107 Jan Vranken

Urban regeneration needs an integrated approach. 131 Giovanna Santamaria

Integración de edificios en smart grids Comunicaciones Papers 165 Eva Álvarez de Andrés Desarrollo a escala humana frente a la vulnerabilidad y exclusión social. el caso de Dakar (Senegal) 173 Fernando Pérez del Pulgar Mancebo Educando en la sostenibilidad 185 Jon Zubiaurre Sasia TABS. Eficiencia al servicio de la vanguardia arquitectónica 195 Olatz Grijalba Aseginolaza Cubierta calentadora de aire basada en materiales de cambio de fase; estimaciones de factibilidad 207 Aitor Sáez de Cortázar Junguitu el empleo de las guías de edificación sostenible del País Vasco como herramienta de análisis y evaluación de la sostenibilidad ambiental en obras nuevas y rehabilitaciones 219 Jaime Suescun Sanchez proyectoVV. Vivienda verde. 78+78 vpo. Sarriguren. Navarra

229 sesión 3 session 3 231 Francesco Evangelisti

El papel de los centros históricos en la regeneración urbana integrada: el caso de Bolonia, Italia 253 Fernando Bajo Martinez de Murguía

A propósito de la redensificación 269 Rufino J. Hernández Minguillón

Museo nacional de la energía. Eficiencia energética y bajo impacto ambiental Comunicaciones Papers 283 Olatz Irulegi Garmendia Ekihouse. una casa autosuficiente para la competición Solar Decathlon Europe 2012 293 David Hernández García Frío solar y eficiencia energética 303 Lydia Gómez González Edificios de balance energético cero (EBEC): hacia el balance energético cero en edificios terciarios 311 Irina Tumini El microclima en los espacios abiertos. estudio de casos en Madrid 321 Agnieszka Stepien Reciclar el espíritu del barrio. lugar de la identidad en una ciudad sostenible 331 Aitziber Egusquiza Ortega Aproximación metodológica a la sostenibilidad energética de la ciudad histórica

341 sesión de posters poster session

Rufino J. Hernández Minguillón Director

introducción introduction

Las Jornadas Europeas sobre Eficiencia Energética y Sostenibilidad en la Arquitectura y el Urbanismo abordan en su segunda edición el tema de la Regeneración Urbana desde las perspectivas de la Arquitectura sostenible y Eficiencia Energética; la Ciudad sostenible y Urbanismo social; y la Economía urbana sostenible. Estas tres temáticas se abordarán desde una visión integradora. El Comité Económico y Social Europeo (CESE), en su Dictamen de Junio de 2010 sobre “La necesidad de aplicar un planteamiento integrado a la rehabilitación urbana” establece que las políticas de regeneración deben tener en cuenta algunos conceptos innovadores: •

• •

la mejora de los recursos humanos, en particular, por lo que respecta a las necesidades de la población mayor; la integración de los nuevos inmigrantes; la erradicación de la pobreza, sobre todo la infantil, y el aumento de la solidaridad intergeneracional, el crecimiento conocimiento,

basado

el desarrollo de una participativa y creativa,

URBAN REGENERATION

he second edition of the European Conference on Energy Efficiency and Sustainability in Architecture and Planning deals with the issues of the urban regeneration under three perspectives: sustainable architecture and energy efficiency; sustainable city and social planning; sustainable urban economy. These three topics will be addressed in an integrated vision to find synergies by the definition of a sustainable urban culture at all levels. The European Economic and Social Committee (EESC), in the Report “The need to apply an integrated approach to urban regeneration” of June 2010 stated that the regeneration policies should take into account several innovative concepts: •

The improvement of human resources taking into account, in particular, the needs of elder people, the integration of new immigrants, the eradication of poverty especially among children, the improvement of the intergenerational solidarity;

•

The growth based on knowledge;

•

The development of a participatory and creative society;

sociedad

•

el desarrollo de una economía competitiva, interconectada, que tenga en cuenta los aspectos de mercado sociales y ecológicos. Así mismo, el Dictamen del Comité de Regiones de la U.E. dictamina en su 85º Pleno de junio de 2010 la importancia estratégica de la regeneración urbana en el futuro del desarrollo urbano de Europa.

Ambas iniciativas se apoyan en la Estrategia Europa 2020. Por su parte, el Departamento de Vivienda, Obras Públicas y Transportes del Gobierno Vasco apuesta por la regeneración urbana como “principio básico” en la nueva política de vivienda. En este contexto, las Jornadas pretenden responder desde diferentes perspectivas a esta necesidad creciente de abordar la regeneración urbana como oportunidad de desarrollo sostenible. Las jornadas están dirigidas a investigadores, graduados, ingenieros, arquitectos, licenciados y estudiantes de diversa índole con inquietud sobre la eficiencia energética y la sostenibilidad en los campos de la arquitectura y el urbanismo, y especialmente sobre la regeneración urbana integrada. En estas jornadas se pretende aprovechar la sinergia producida por la intervención de ponentes y participantes con perfiles diversos para analizar y proponer respuestas a los problemas actuales con profundidad y especificidad a partir de un marco general integrado. Es objetivo paralelo de las jornadas fortalecer las líneas de investigación en eficiencia energética y sostenibilidad de los grupos de investigación y formación de la UPV/EHU comprometidos con esta propuesta con objeto de colaborar en el reforzamiento de la I+D+i en su ámbito de conocimiento y apoyar la apuesta específica de los Gobiernos Central y Vasco, así como de otras instituciones nacionales e internacionales respecto a las actividades de I+D+i en las materias relacionadas con el Cambio climático, la eficiencia energética y la sostenibilidad ambiental.

•

The development of a competitive and interconnected economy, able to take into account the social and ecological market.

Likewise the Committee of EU Regions, in its 85th plenary session of June 2010 stated the strategic importance of urban regeneration in the future of urban development in Europe. Both are “Europe 2020” strategy - based initiatives. The Department of Housing, Public Works and Transport of the Basque Government assumes, with a similar approach, the urban regeneration as the “core” of its housing policy. In this context the Conference will try to respond, under different perspectives to the growing need of addressing the urban regeneration as an opportunity for a sustainable development. The conference is addressed to researchers, graduates, engineers, architects, postgraduates and students interested in energy efficiency and sustainability in architecture and urbanism. Many different current problems are going to be treated in order to find solutions thanks to the synergy generated around the conference and its speakers and participants. The diversity of the participants will help to analyse the questions from different disciplines and points of view in order to create a broader common frame. The parallel aim of the conference is to strengthen the investigation lines in energy efficiency and sustainability carried out by the research and educational groups of the University of the Basque Country and the Spanish and Basque governments in their policy in this especific field of research. Finally, this event will help to create new frames of collaboration with other national and international institutions committed to the treated subjects: climate change, energy efficiency and environmental sustainability.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

session 1 sesi贸n 1

Pilar Garrido Gutiérrez UPV/EHU mariapilar.garrido@ehu.es

tendencias, retos y oportunidades sobre desarrollo urbano y las políticas de vivienda

trends, challenges and opportunities for urban development and housing policies

PILAR GARRIDO GUTIÉRREZ

La ciudad ante los nuevos retos

The new challenges for the city.

Los seres humanos son seres esencialmente espaciales, cuya actividad colectiva se vincula a la producción de espacios y lugares, ambientes y hábitats (Soja, E. W. 2008). Las ciudades han sido el escenario donde se han ido plasmando las relaciones económicas, políticas y sociales propias de cada contexto histórico. Reflejan el modelo social, los valores, los problemas y las tensiones de la sociedad.

Human beings are essentially spatial beings whose collective activity is linked to the production of spaces and places, environments and habitats (Soja, EW 2008). The cities have been the stage where economic, political and social relations of each historical context found a form. Cities reflect the social model, the values, the problems and the tensions of the society.

La configuración de la ciudad, el modelo urbano, responde principalmente a la ideología imperante en cada momento. Así, la ciudad industrial es el resultado de la plasmación en el espacio de la ideología liberal, dónde estas ciudades debían responder preferentemente a las demandas propias de esa época de gran desarrollo industrial: la producción, el consumo y los intercambios mercantiles. Los cambios habidos desde entonces en relación a las formas de producción, al desarrollo de las nuevas tecnologías, o a las formas de consumo han afectado a la organización espacial de las ciudades del siglo XXI. En España, las ciudades también han sufrido transformaciones importantes. El impacto del desarrollismo desacerbado ha sido enorme. El Parlamento Europeo se ha ocupado en varias ocasiones en recordar la inadecuación de las actuaciones que se estaban produciendo sobre el territorio español (Informe Auken). Tampoco podemos olvidar los cambios económicos (proceso de desmantelamiento industrial, aumento de las actividades del sector servicio…), demográficos (diversificación de hogares, más emigración) y sociales (aumento de la desigualdad por el crecimiento de la clase media y alta, aumento de la diferencia por edad, mayores diferencias por patrimonio…) y sus efectos sobre el territorio. La ciudad es heredera de esos fenómenos y se ha ido convirtiendo en un conjunto de enclaves, centros de negocios, barrios especializados y zonas marginales que 12

The configuration of the city (the urban model) is mainly the result of the prevailing ideology of the time. Thus, the industrial city is the result of the shaping, in the space, of the liberal ideology: the cities had to respond preferentially to the demands of a great industrial development, production, consumption and commercial trade. The changes of the forms of production, development of new technologies or consumption patterns of that moment affected the spatial organization of cities in the XXI century. Also in Spain the cities have undergone major changes. The impact of the development has been enormous. The European Parliament in several occasions stated the inadequacy of the actions under way in the Spanish territory (Auken Report). It is as well important not to forget the economic (industrial dismantling process, increase in service sector activities, ...), demographic (household diversification, increased migration) and social (increase of inequality by the growth of middle and upper classes, increase of the age difference, greater differences in richness, ...) changes and their effects in the territory. The city inherited these phenomena growing into a series of enclaves, business centers, special districts and marginal areas that cause the loss of the city as a civic and common space in the name of a competitive and well positioned city (Borja, J., 2001) These new urban realities are challenges that need to be addressed properly not to affect the basis of the construction of the city as a cohabitation and personal

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

provocan la pérdida de la ciudad como espacio cívico, como espacio de convivencia, en el nombre del reclamo de una ciudad competitiva y bien posicionada (Borja, J., 2001) Estas nuevas realidades plantean desafíos urbanos que si no se resuelven adecuadamente pueden acabar afectando a las bases de la construcción de ciudad como espacio de convivencia y de desarrollo personal. Ante esta situación existe un cierto consenso en los diferentes ámbitos (académico, político, profesional) sobre la necesidad de dirigirnos hacia un nuevo modelo urbano. Pero, ¿Cómo lo hacemos? ¿Cómo abordamos este gran reto? Para avanzar en la consecución de un verdadero cambio de modelo urbano se deberían tener en cuenta varias cuestiones: 1. La necesidad de elaborar un nuevo marco teórico como base del nuevo modelo urbano que comience por redefinir los conceptos claves que se consideren vertebradotes del nuevo sistema. 2. Situar a la Persona y sus Derechos, como eje central sobre el que se construya ese nuevo urbanismo. Finalmente, es preciso apuntar que en el desarrollo de las tareas arriba citadas habrá que partir de un trabajo de carácter interdisciplinar, donde todos los saberes y las experiencias relacionados con las distintas dimensiones de la ciudad contribuyan a crear conceptos y derechos que verdaderamente definan en toda su complejidad los objetivos y contenidos que apuntalen un nuevo modelo de desarrollo urbano. Es necesario dejar atrás las visiones unilaterales y cerradas propias de las especialidades profesionales. Concretamente, el Derecho debe huir de posiciones de carácter positivista para asumir en la elaboración de los principios y de las normas enfoques y conocimientos no sólo dogmáticos sino de carácter empírico, que aporten la reflexión sobre los resultados PILAR GARRIDO GUTIÉRREZ

development space. In this situation there is some consensus in various fields (academic, political, professional) on the need to turn to a new urban model. But how can we do it? How do we approach this challenge? To move toward the achievement of a real change of the urban pattern we should take into account several issues: 1.The need to develop a new theoretical framework as the basis of a new urban model to begin to redefine key concepts to build the new system. 2.Putting the Individual and his Rights to the centre in the construction of a new urbanism. Finally, it is important to consider that the development of the above mentioned tasks should be based on an interdisciplinary work where all the knowledge and the experiences related to the various dimensions of the city help to create concepts and rights, to define really all the complexity and the contents that underpin a new model of urban development. It is necessary to leave behind closed and unilateral positions typical of the professional specialties. Specifically, the Law must run away from positivist positions, to move toward an approach and a knowledge not only dogmatic but empiric too, in the developing of principles and rules, to provide reflection on the results, so that ultimately the law could be the instrument to transform society.

Towards an urbanism built on new principles as the basis for a new model The Plan has been traditionally the key tool for rationalizing the land use. In the Spanish case, the planning and the urban management became useful tools to achieve high standards of urban services, but did not avoid the important distortions that in the last decade affected the urbanized area: waste of natural and cultural resources, deterioration of the urban centers, spread occupation of the territory, fragmentation and social segregation, increase of housing prices, etc. (Ezquiaga, J. M., 2009). 13

para que en última instancia el Derecho sea un instrumento de transformación de la sociedad.

Hacia un urbanismo construido sobre nuevos principios como base de un nuevo modelo El Plan ha constituido tradicionalmente el instrumento fundamental de racionalización de los usos del territorio. En el caso español, el planeamiento y la gestión urbanística si bien han constituido instrumentos útiles para alcanzar estándares elevados de servicios urbanos, no han logrado evitar las graves distorsiones que en la última década han afectado al territorio urbanizado: dilapidación de los recursos naturales y culturales; deterioro de los centros urbanos, ocupación dispersa del territorio; fragmentación y segregación social; incremento del precio de la vivienda,… etc. (Ezquiaga, J. M. , 2009) Las dificultades de la planificación se convierten en argumentos centrales de las posturas desreguladoras a favor del mercado como solución a las deficiencias producidas por la planificación. La existencia de una nueva territorialidad, es decir, el paso de la ciudad industrial y fordista a la ciudad posfordista de la urbanización dispersa pone de manifiesto la falta utilidad del planeamiento como instrumento de gobierno de las transformaciones que se producen en nuestro entorno. (Font, A. 20022003). Las categorías que eran útiles en otras épocas quedan desfasadas y hay que repensarlas. ¿Qué sucede con la noción de límite, de diversidad, de densidad, de interés general? (Ezquiaga, J. M. 2009; Ascher, F. 2004). Tal y como están planteados actualmente los instrumentos de planificación resulta difícil imaginar que éstos puedan dar respuesta adecuada a los problemas sociales más acuciantes. Incluso se puede decir que esta falta de respuesta esta llevando a la falta de vigencia o a la pérdida de algunos derechos básicos (vivienda, salud, educación), sobretodo de los colectivos más débiles

The difficulties of planning became the central arguments of the positions for market deregulation as a solution to the deficiency resulting from planning. The existence of a new territoriality, i.e. the transition from the Fordist industrial city and the post-Fordist city of the urban sprawl, highlights the inutility of the plan as an instrument to govern the changes occurring in our environment. (Font, A. 2002-2003). The categories that were useful in the past are outdated and it’s necessary to rethink them. What about the notion of limit, diversity, density, public interest? (Ezquiaga, J. M. 2009; Ascher, F. 2004). In the current state of planning instruments it is difficult to imagine that they can adequately respond to the most pressing social problems. Moreover this lack of response is leading to a lack of validity or to the loss of some basic rights (housing, health, education), especially for the weakest groups The repeated failure of the general plans questions the adequacy of the planning procedures and the urban planning techniques to guide urban complexity of the social phenomena (the construction of the city) on which these techniques are applied. It requires therefore the renewal of the contents and methods of the plans at the various scales (Ezquiaga, JM, 2009) It is necessary to substantiate the validity and the social legitimacy of urbanism on new principles, including: - The adoption of a strategic approach to set out the objectives of the Plan, assuming a selective approach where the problems to be solved are identified. - The responsible and supportive use of soil as a limited and not renewable good. - The recovery of the city and the public spaces for the social interaction. - The performance through the coordination between different authorities and inside the civil society, with transparency, information and participation as central elements to build the city.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

El reiterado fracaso de los planes generales cuestiona la idoneidad de los procedimientos urbanísticos y de las técnicas urbanísticas para encauzar la complejidad del fenómeno social- la construcción de la ciudad- sobre el que dichas técnicas se aplican. Se impone por lo tanto la renovación de los contenidos y métodos de los planes en sus diversas escalas (Ezquiaga, J. M., 2009)

- And finally, ensuring the “right to the city” as the concept inclusive of the rights of the citizens.

Es necesario fundamentar la validez y legitimidad social del urbanismo sobre nuevos principios, como:

- Sustainable development,

- La adopción de una perspectiva estratégica que establezca los objetivos del Plan. Asumiendo un enfoque selectivo dónde se identifiquen los problemas que han de resolverse. - El uso responsable y solidario del suelo como bien limitado y no renovable. - La recuperación de la ciudad y de los espacios públicos como espacios de convivencia e interacción social. - La actuación a través de la concertación entre los diferentes poderes públicos y entre la sociedad civil, haciendo de la transparencia, de la información y de la participación ciudadana elementos centrales de construcción de la ciudad. - Y finalmente, la garantía del “derecho a la ciudad” como concepto integrador de los derechos de los habitantes de la ciudad. Desde los principios apuntados necesitamos volver sobre algunos conceptos clave y dotarlos de un contenido innovador acorde al nuevo modelo urbano. Podemos empezar entendemos por:

por

- Desarrollo sostenible - Cohesión social - Participación ciudadana - Rehabilitación urbana

definir

qué

From these principles it’s now necessary to go back on some key concepts and provide them with an innovative content according to the new urban model. Let’s define what we mean by:

- Social cohesion, - Citizen participation, - Urban rehabilitation.

The rights of people in the city as a key to progress in the construction of a new urban model. Why do we resort to the rights of individuals as element of reconstruction of the new urbanism? The answer leads us to the exposure of the following ideas: On one hand, the person is indisputably central in our constitutional system, as stated in the article 10.1 of the Spanish Constitution that proclaims the fundamental values of the dignity and free development of the individual. The dignity of the person operates, in this sense, as a modulator of the concept of adequate environment, since the development of the citizen is not an exclusive and independent field but happens in a space-time contest and within a dimension toward the future. A suitable environment must enable the development of the human being. The person, the satisfaction of his needs to enjoy an adequate quality of urban life becomes the central axis of the city’s recovery and of the reconstruction of a new urban setting according to the social, economical and environmental demands of the XXI century. In the other hand, the recognition and the security of the rights of citizens characterized their State evolution, stating in every moment a citizen’s legal status that express their

PILAR GARRIDO GUTIÉRREZ

Los derechos de las personas en la ciudad como clave para avanzar en construcción de un nuevo modelo urbano ¿Por qué recurrimos a los derechos de las personas como elemento de reconstrucción del nuevo urbanismo? La repuesta nos lleva a la exposición de las siguientes ideas: Por un lado, es indiscutible la centralidad que en nuestro ordenamiento constitucional tiene la persona tal como se extrae del propio artículo 10.1 de la Constitución española al proclamar como valores fundamentales la dignidad de la persona y su libre desarrollo. La dignidad de la persona opera, en este sentido, como modulador del concepto de medio ambiente adecuado, ya que el desarrollo del ciudadano no se hace en un ámbito privativo e independiente sino que se realiza en un escenario espacio-temporal y dentro de una dimensión hacia el futuro. Un ambiente adecuado debe de posibilitar el desarrollo integral del ser humano. La persona, la satisfacción de sus necesidades para el disfrute de una calidad de vida urbana adecuada se convierte en el eje central de recuperación de la ciudad y de la reconstrucción de un nuevo escenario urbano acorde a las demandas sociales, económicas y ambientales del siglo XXI. Por otro lado, los derechos de los ciudadanos, su reconocimiento y garantía han caracterizado la evolución del propio Estado, estableciendo en cada momento un estatuto jurídico del ciudadano que expresaba su posición en la sociedad. Con esto, lo que queremos decir es que el reconocimiento de nuevos derechos, o el avance en la interpretación de los ya existentes, ha sido la vía adecuada para avanzar en la consecución de una mejora de la calidad de vida de las personas. Si situamos en el centro del debate sobre el nuevo urbanismo a la persona, ineludiblemente esto mismo nos debe conducir a que los contenidos y principios, identificados como componentes imprescindible para una vida digna en la ciudad, se traduzcan en derechos que 16

position in society. The recognition of new rights, or the progress in the interpretation of existing ones, has been the right way to move forward in achieving improved quality of life for people. Putting the person into the centre of the new urbanism debate must inevitably lead us to translate the contents and the principles identified as essential components for a decent life in the city in rights that must be first recognized and subsequently implemented by public responsibles through development of laws and public policy. To advance along this road it’s necessary to define the content of the rights of citizens in relation to the development of a decent life in the city. In this sense, it is clear the direct relationship between various constitutional rights and the development of people in the urban life. According to what exposed, it should be noted that the urban planning not only defines the urban property rights (art. 33.2 CE), but it also has to allow the development of other constitutional rights over the territory, including the right to have a home, the right to an adequate environment, the right to freedom of residence or the right to equality. (Ponce, J. 2009) Legally this means the overcoming of the traditional principles on which planning was based, mainly property rights, to recognize the relationship between land management and enjoyment of other constitutional rights. Ultimately, by the effectiveness of this set of constitutional rights it could be possible to enjoy, really, the right to the city. The achievement of a peaceful coexistence of quality is then tied to the public responsibility for realizing various needs associated with rights which involve the development of public policy guarantors of this coexistence. (Ponce, J., 2009) What are those rights? Which should be their contents? Some years ago various authors began to talk about the “right to the city” and went from the theory to its content. Lefebvre claimed the central position of the person and

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

deberán ser primeramente reconocidos, y posteriormente, implementados por los responsables públicos a través del desarrollo normativo y de las políticas públicas. Para avanzar por este camino habrá que definir el contenido de los derechos de los ciudadanos en relación con el desarrollo de una vida digna en la ciudad. En este sentido, es evidente la directa relación entre diversos derechos constitucionales y el desarrollo en el espacio urbano de la vida de las personas. De acuerdo a lo que hemos expuestos, debe tenerse en cuenta que el planeamiento urbanístico no sólo delimita el derecho de propiedad urbana (art. 33.2 CE), si no que también debe permitir el desarrollo de otros derechos constitucionales sobre el territorio, como el derecho a la vivienda, el derecho a un medio ambiente adecuado, el derecho a la libertad de residencia o el derecho a la igualdad. (Ponce, J. 2009) Desde el ámbito jurídico, esto significa la superación de los principios tradicionales en los cuales se basaba el urbanismo, que giraba exclusivamente alrededor del derecho de propiedad, para reconocer la relación entre la ordenación del suelo y el disfrute de otros derechos constitucionales. En definitiva, es mediante la efectividad de este conjunto de derechos constitucionales como se podrá gozar, realmente, del derecho a la ciudad. La consecución de una convivencia ciudadana de calidad se encuentra, entonces, vinculada a la responsabilidad pública de hacer realidad diversas necesidades asociadas a derechos de las personas, que implican desarrollo de políticas públicas garantizadoras de dicha convivencia. (Ponce, J., 2009) ¿Cuáles son esos derechos? ¿Cuál debe ser su contenido? Ya hace años que algunos autores empezaron a hablar del “derecho a la ciudad” y se acercaron desde la teoría a su contenido. Lefebvre reivindicaba la posición central de la persona y para ello abogaba por recuperar al hombre como elemento central, como protagonista de su propia ciudad. Asimismo, como afirma D. Harvey el derecho a la ciudad no es sólo el derecho a la ciudad ya

PILAR GARRIDO GUTIÉRREZ

advocated for it to recover the human being at the center, as protagonists of his city. Also, as stated by D. Harvey, the right to the city is not only the right to the existing city but the right of citizens to build, to reform and to adapt their city to their needs. The possibility of creating an urban environment that responds to the needs of citizens passes through the settings and the recognition of the human rights in the city. Thus, little by little, these theoretical positions are reflected in recent legal texts that tried to approach, from the legal point of view, to the contents of right to the city. As for example in the following: - The European Charter for Safeguarding Human Rights of 2000, signed by several Spanish cities, which stated in the Article 1 that: “The city is a collective space belonging to all who live in it. These have the right to conditions which allow their own political, social and ecological development but at the same time accepting a commitment to solidarity..” This text includes all the rights necessary to develop a full citizenship. It is essentially a political document, a real government program undertaken by the signatory cities that serves as a guiding framework of public policies in cities. Specifically regarding the right to housing provides that all citizens have the right to have a decent home, safe and healthy. It adds that the local authorities should ensure the existence of an adequate supply of housing and neighborhood facilities for all citizens, without distinction based on income level. Structures as equipment should include shelters for the homeless to ensure their safety and dignity and structures for women victims of violence, particularly domestic violence, abuse, and for trying to leave prostitution. - Among new Constitutions it’s important to emphasize the Constitution of Ecuador of September 28, 2008. This Constitution contains an innovative regulation of the right to decent housing and to the city.

existente sino el derecho de los ciudadanos a construir, a reformar, a adaptar su ciudad a sus necesidades. La posibilidad de crear un entorno urbano que responda a las necesidades de los ciudadanos pasa por la configuración y el reconocimiento de los derechos del hombre en la ciudad. De este modo, poco a poco, esas posiciones teóricas han ido plasmándose en algunos textos normativos recientes, que han intentado aproximarse desde el punto de vista más jurídico a ese contenido del derecho a la ciudad. Podemos citar como ejemplo los siguientes: - La Carta Europea de Salvaguarda de los Derechos Humanos de 2000, suscrita por diversas ciudades españolas, en la que se indica en su artículo 1 que la ciudad: “es un espacio colectivo que pertenece a todos sus habitantes que tienen derecho a encontrar las condiciones para su realización política, social y ecológica, asumiendo deberes de solidaridad”. Este texto recoge en su articulado todos aquellos derechos imprescindibles para poder desarrollar una ciudadanía plena. Es un documento esencialmente político, que constituye un auténtico programa de gobierno asumido por las ciudades signatarias, sirviendo como marco orientador de las políticas públicas en las ciudades. Concretamente, respecto al derecho a la vivienda, establece que todos los ciudadanos y ciudadanas tienen derecho a una vivienda digna, segura y salubre. Añade que las autoridades municipales deben velar por la existencia de una oferta adecuada de vivienda y equipamientos de barrio para todos sus ciudadanos y ciudadanas, sin distinción por razón del nivel de ingresos; dichos equipamientos deben comprender estructuras de acogida para los sin techo que garanticen su seguridad y su dignidad, y estructuras para las mujeres víctimas de la violencia, en particular de la violencia doméstica, malos tratos, y para las que intentan salir de la prostitución.

The pillars of the rights to a worthy city are the democratic principles of the democratic management, of the social and environmental function of property and of the city and the full exercise of citizenship. Considering that the city is a collective construction with multiple actors and processes, it is necessary to ensure the direct and representative participation of all residents in the planning and governance of cities, provinces, parishes, towns and villages, giving priority to the strengthening and to the autonomy of local government and social organizations. On this set of contents it’s possible to set certain core rights at the time of building a citizen’s legal status as an inhabitant of the city. These are: The right to housing and to a proper urban environment The right to housing is a complex right as it is linked to a number of requirements not only for the house but also for the urban environment where it is situated. The relationship between urban environment and housing leads to conditions and approaches as declared in some legal texts that stated that the rights to the city or the rights to habitat are rights that show, in a wider way, the housing needs (Garrett, P., 2004). So the Spanish Constitution, by recognizing the right to adequate housing, it refers not only to the real estate as a unit but to an aggregate of elements present in the immediate environment (facilities, infrastructure, services, ...) and to the urban mean as the general localization, but conditioning, of the effectiveness of that right (Bassols Coma, M., 1996). The urban context in which the house is integrated shows the level of realization of the rights of housing considered from a general perspective that assumes values and principles of the Constitution. It is important the functionality of the good, in this case, the house, which is intended to meet the requirements related to the activity of living, so to allow the proper development, i.e. integral, of the personality.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

- Entre las nuevas Cartas Constitucionales podemos destacar la Constitución de Ecuador de 28 de septiembre de 2008. Esta Carta Magna asume una regulación innovadora del derecho a la vivienda y a una ciudad digna . Esta Constitución recoge como pilares del derecho a la ciudad digna los principios de la gestión democrática, de la función social y ambiental de la propiedad y de la ciudad, y del ejercicio pleno de la ciudadanía. Considerando que la ciudad es una construcción colectiva, con múltiples actores y procesos, es necesario garantizar la participación directa y representativa de todos los habitantes en la planificación y el gobierno de las ciudades, provincias, parroquias, pueblos y villas, privilegiando el fortalecimiento y la autonomía de las administraciones públicas locales y de las organizaciones sociales. Partiendo de los contenidos expuestos, se pueden establecer determinados derechos centrales a la hora de construir un estatuto jurídico del ciudadano como habitante de la ciudad. Estos serían: El derecho a la vivienda y a un medio ambiente urbano adecuado El derecho a la vivienda es un derecho complejo. Este derecho se vincula a una serie de requisitos no sólo de la vivienda sino también del entorno urbano donde se sitúa. Esta relación vivienda-entorno urbano conduce a planteamientos y contenidos que han llevado a declarar en determinados textos normativos, como ya hemos visto, el derecho a la ciudad o el derecho al hábitat como derechos que muestran de forma más completa las necesidades habitacionales (Garrido, P., 2004). Así cuando la Constitución española recoge el derecho a una vivienda digna se está refiriendo no sólo al bien inmueble como unidad sino a un agregado de elementos presentes en el entorno inmediato (instalaciones, infraestructuras, servicios, … ) y en el medio urbano como localización más general pero condicionante de la eficacia de dicho derecho ( Bassols Coma, M.,1996). El marco urbano en el que se integra la casa muestra el nivel de materialización PILAR GARRIDO GUTIÉRREZ

This is possible only through the fulfillment of certain conditions related to the protection of health, the personal and family privacy, but also with the provision of services to meet the basic needs related to the culture, the leisure, the religion and so on, all the necessary elements for a decent quality of life. Public authorities should make an adequate projection in relation to the provision of housing, including a sustainable land use and the solidarity with future generations. This leads inevitably to set out in the urban planning the housing needs and the various housing resources, its accessibility at a reasonable cost, the habitability and comfort requirements, a limited consumption of soil, everything from the transversal axis of the energy as a item to incorporate into all activities. The right to equality in the enjoyment of the city. This right entails the inclusion gender perspective in the construction of the city. It does not mean only to meet the needs of women in the city but of all the groups that compose the city and, especially, the needs of disadvantaged people, working on a positive discrimination. The urban space is constructed through certain forms of social production and to accommodate certain activities. There is a clear link between forms of social production and social practices. Both feed off (Sánchez de Madariaga, I., 2008). For this reason, inequalities between men and women are expressed in the territory and its form affects the reproduction of such relations. Space is not neutral, neither policies. The roles and the biases of the society in relation to the gender feminine and masculine are reflected in the city. The city zoned has specific implications for women: separating public from private, the productive world from the reproductive, it reproduces gender stereotypes, (Muxi Martinez, Z., 2008). A vision of the urban planning from a gender perspective should help to meet the needs of

de un derecho a la vivienda entendido desde una óptica general que asume los valores y principios presentes en el Texto Constitucional. Lo importante es la funcionalidad del bien, en este caso, la vivienda, que va destinado cubrir las necesidades conexas a la actividad de habitar, de tal manera que se permita un desarrollo adecuado, es decir integral, de la personalidad. Esto sólo es posible a través del cumplimiento de una serie de condiciones relacionadas con la protección de la salud, la intimidad personal y familiar, pero también con la disposición de servicios que cubran necesidades básicas relacionadas con la cultura, el ocio, la religión..., elementos todos ellos necesarios para una digna calidad de vida. Los poderes públicos deberán realizar una proyección adecuada en relación a la provisión de vivienda que incluya un uso sostenible del suelo y solidario con las generaciones futuras. Esto conduce inevitablemente a plantearse desde el planeamiento urbanístico las necesidades de viviendas o de los distintos recursos residenciales, su accesibilidad a un costo razonable, los requisitos de habitabilidad y confort, un consumo limitado de suelo, y todo esto desde el eje transversal de la eficiencia energética que deberá incorporarse a todas las actuaciones. El derecho a la igualdad en el disfrute de la ciudad Este derecho implica incorporar la perspectiva de género a la construcción de la ciudad. Esta perspectiva no significa sólo responder a las necesidades de las mujeres en la ciudad sino a la de todos los colectivos que componen la ciudad y, sobre todo, a las necesidades de los que se encuentren en una situación de desventaja, poniendo en marcha actuaciones de discriminación positiva. El espacio urbano se construye a través de ciertas formas de producción social y para acoger determinadas actividades. Existe un vínculo claro entre formas de producción social y las prácticas sociales. Ambas se retroalimentan (Sánchez de Madariaga, I.,

all people in the urban space, putting in the center the everyday needs. A sustainable urban planning in the design of the city must consider the social dimension, providing solutions from the knowledge of the specific needs of citizens. The needs are not equal for all people. It is necessary to look for a wider balance in the intervention strategies on the cities. This differentiation will help to develop more effective policies and a more equitable distribution of resources. The right of the citizen participation This right is as a transversal element to any public activity of shaping the city. It is necessary to advance in the theory of a civic participation as a valid theory whose ultimate goal is simply to build, among all the actors involved, a city for everyone. The right to the city assumes the full exercise of citizenship and the democratic management of the city. This means that people have the right to find in cities the development conditions and to perform properly their personal project, their capabilities and potential. The right to full and accurate information is an important element to advance in the citizen participation. Some mechanisms should be ensured to access information and knowledge of tools for accessing and querying information. The implementation of this right is especially important because it could strengthen the social legitimacy of local authorities and to give them the sufficient leadership to direct a process of change in the city All rights targeted, and some others such as freedom of residence, religious freedom or the right to education should eventually form a legal status of the rights of people in the city. The closing of this proposal would be in the regulation of appropriate safeguards for these rights and in the establishment of adequate evaluation mechanisms to check the stage of development and exercise of each right, and to clarify possible lacks and

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

2008). Por esta razón, las desigualdades entre hombres y mujeres se expresan en el territorio y la conformación de éste incide en la reproducción de dichas relaciones. El espacio no es neutro y las políticas tampoco. En la ciudad se reflejan los roles y sesgos de la sociedad en relación a lo femenino y lo masculino. La ciudad zonificada tiene consecuencias específicas para las mujeres. Reproduce los estereotipos de género, al separar lo publico de lo privado, el mundo productivo del reproductivo (Muxi Martínez, Z., 2008).

existing challenges (budget, institutional and managerial).

Una visión del urbanismo desde la perspectiva de género debería contribuir a dar respuesta a las necesidades de todas las personas ante el espacio urbano, situando en el centro las necesidades de lo cotidiano. Un urbanismo sostenible en el diseño de la ciudad debe contemplar la dimensión social, aportando soluciones desde el conocimiento de las necesidades específicas de los ciudadanos. Las necesidades no son iguales para todas las personas. Se trata de buscar un mayor equilibrio en las estrategias de intervención en las ciudades. Esa diferenciación ayudará a elaborar políticas más eficaces y a una distribución más equitativa de los recursos. El derecho de participación ciudadana Este derecho aparece como elemento transversal a cualquier actividad pública de conformación de la ciudad. Es preciso avanzar en una teoría de la participación ciudadana que sea válida para el objetivo último que no es otro que construir entre todos lo actores implicados una ciudad para todos. El derecho a la ciudad supone la garantía del ejercicio de la plena ciudadanía y gestión democrática de la ciudad. Esto supone que las personas tienen derecho a encontrar en las ciudades las condiciones para realizarse y desarrollar adecuadamente su proyecto personal, sus capacidades y potencialidades. El derecho a una información completa y veraz es un elemento importante para avanzar en la participación ciudadana. Se deben garantizar mecanismos para acceder PILAR GARRIDO GUTIÉRREZ

a la información y al conocimiento de las herramientas de acceso y consulta de esa información. La implementación de este derecho es especialmente importante ya que podría reforzar la legitimación social de las Administraciones locales y otorgarles así el liderazgo suficiente para dirigir un proceso de cambio en la ciudad.. Todos los derechos apuntados y algunos otros, como la libertad de residencia, la libertad religiosa, o el derecho a la educación, deberían finalmente conformar un estatuto jurídico de los derechos de las personas en la ciudad. El cierre de esta propuesta se encontraría en la regulación de las garantías adecuadas para estos derechos y en el establecimiento de los mecanismos de evaluación suficientes para ir constatando el estadio de desarrollo y ejercicio de cada derecho y clarificar las posibles deficiencias y los desafíos (presupuestarios, institucionales y de gestión) existentes.

Bibliografía Bibliography 1. ASCHER, F.: Los nuevos principios del urbanismo, Alianza editorial, Madrid, 2004 2. BASSOLS COMA, M.: “Comentario al art. 47 CE”, Comentarios a la Constitución Española de 1978, Dir. Oscar Alzaga, T. IV, Madrid.1996. 3. BORJA. J.: “¿Un cambio de ciclo o un cambio de época? Siete líneas para la reflexión y la acción” en Urban, Marzo 2011. 4. EZQUIAGA, J. M. : “Nuevo territorio y crisis del paradigma de la planificación convencional” en Agua, territorio y paisaje: de los instrumentos programados a la planificación aplicada : V Congreso Internacional de Ordenación del Territorio, 2009.

7. MUXI MARTÍNEZ, Z.: “El espacio público no es neutro: reflexiones en torno a la vivienda y ciudad desde una perspectiva de género”. Boletín Derecho a la vivienda y a la Ciudad en América Latina. 2008 8. PONCE, J.: El derecho a la ciudad: elementos para superar la gestión neoliberal del espacio público, 2009 9. SANCHEZ DE MADARIAGA, I: Esquinas inteligentes. La ciudad y el urbanismo moderno. Editorial Alianza. Madrid, 2008. 10. SOJA, E. W.: Postmetrópolis. Estudio críticos sobre las ciudades y las regiones. Traficantes de sueños, Madrid, 2008.

5. FONT. A.: “La renovación del planeamiento urbanístico” en Ciudades, (2002-2003). 6. GARRIDO GUTIÉRREZ, P.: “El derecho a una vivienda digna y adecuada”, en Tajadura, J. (dir.), Los principios rectores de la política social y económica, Biblioteca Nueva, Madrid, 2004. 22

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Servando Álvarez Domínguez Grupo de Termotecnia de AICIA - Universidad de Sevilla sad@tmt.us.es

energía y normativa energy and normative

SERVANDO ÁLVAREZ DOMÍNGUEZ

Introducción

Introduction

Para reducir el consumo de energía y las emisiones de CO2 en la Unión Europea, el Parlamento Europeo se dotó en 2002 de varios instrumentos, uno de los cuales fue la Directiva 2002/91/CE relativa a la eficiencia energética de los edificios.

In order to reduce the energy consumption and emissions of CO2 in the EU, the European Parliament provided some instruments, one of them is the DIRECTIVE 2002/91/CE related to energy efficiency of buildings.

En el espíritu de esta directiva subyace la necesidad de acometer tres grupos de medidas con carácter simultáneo: • El endurecimiento progresivo de la reglamentación sobre calidad térmica de los edificios de nueva planta. Son los denominados requisitos mínimos. • La promoción de edificios de nueva planta cuyo consumo de energía sea netamente inferior al que se deriva de la aplicación estricta de la reglamentación. • En el sector de los edificios existentes se trata de identificar, para cada edificio, una relación de medidas de mejora que, dentro de un contexto de viabilidad técnica y económica, supongan una mejora significativa de la eficiencia de dicho edificio. La normativa en materia energética se convirtió en el gran instrumento para la implementación de políticas energéticas y el cumplimiento de los compromisos internacionales. No obstante, por un lado esta directiva no ha cumplido con las expectativas creadas y por otro nos encontramos con un nuevo contexto energético y medioambiental más exigente que nos habla de • Aumentar la eficiencia energética para alcanzar el objetivo de reducir el consumo energético en la Unión en un 20% para 2020 • Reducir, para 2020, las emisiones totales de gases de efecto invernadero en un 20% como mínimo con respecto a los niveles de 1990. • Fomentar el uso de energía procedente de fuentes renovables con el objetivo vinculante de que la energía procedente de fuentes renovables represente el 20% del consumo de energía total de la Unión para 2020.

The spirit of the Directive underlies by the need to undertake three types of measures with simultaneous character: • To increase the strengthening of laws about thermal quality in new buildings. These are minimum requirements. • To foster new buildings with a lower energy consumption than required by law. • In the field of refurbishment, the aim is to identify, for each building, a relation of improvements, within a context of a technical and economical viability ,, that suppose a significant improvement of the energy efficiency of the building in question. The Directive became the tool for the implementation of energetic policies and the fulfilment of international compromises. But the Directive has not reached the expectations and secondly, the current energy and environmental context is much more demanding now: • To reduce in 20% the energy consumption in the EU for 2020 • To reduce, for 2020, the green house effect gases in 20% respect to 1990´s values • To foster the use of renewable source energies representing the 20% of the total energy consumption in Europe in 2020. Consequently, the European Parliament and the European Commission decided “to make important changes in some specific aspects and to rewrite the existing Directive into the new Directive 2010/31/UE about energy efficiency in Buildings”. Resume of normative related to energy in Spain according to the Directive 2002/91/CE The different objectives of the Directive about Energy Efficiency in Buildings has been transposed throughout two Law-ranking

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

En consecuencia, el Parlamento Europeo y el Consejo de la Unión Europea deciden que “debiéndose llevar a cabo modificaciones sustantivas, conviene, en aras de una mayor claridad, proceder a la refundición de dicha Directiva que pasa a denominarse Directiva 2010/31/UE relativa a la eficiencia energética de los edificios (refundición).

Resumen de la situación de la normativa energética en España de acuerdo con la Directiva 2002/91/CE Los diferentes objetivos de la Directiva de Eficiencia Energética de Edificios se han transpuesto fundamentalmente mediante Decretos Ley, quedando el correspondiente a la certificación de Edificios existentes previsto para el año 2011.

Decrees, the one about the certification of existing buildings is foreseen for 2011. Structure of the different aspects of the Technical code (DB-HE) The energetic aspects of the technical code ( energy saving section) are framed in 5 basic documents. Contrary to other countries of the UE, in Spain it does not exist a global exigency for energy consumption or emissions (the zero level), neither for the use of energy. The basic documents contain some indirect requisites related to the limit of the demand, the improvement or the use of renewable energies, as shown in the figure 2 where the prescriptions of the level 2 correspond fairly with the content of the basic documents.

Fig. 01. Esquema general de la transposición de la DEEE.. Scheme of the transposition

Estructura de los aspectos energéticos en el Código Técnico (DB-HE)

Each of the former aspects includes a four level decision making:

Los aspectos energéticos del código técnico (sección de ahorro de energía) se encuadran en 5 documentos básicos.

• The quantification of the requirements

A diferencia de la mayoría de los países de la UE, puede comprobarse que en España no existe una exigencia global en consumo energético o en emisiones (el denotado nivel

SERVANDO ÁLVAREZ DOMÍNGUEZ

• The formal materialisation • The verification procedure As example, the requirements linked to the limit demand considered in the Basic Document DB-HE1 are based on a 25% energy

Fig. 02. Jerarquía de prescripciones en el CTE-DB-HE Hierarchy of the prescriptions in the CTE-DB-HE

0) ni siquiera una exigencia para los usos de la energía. Los documentos básicos lo que contienen son exigencias indirectas relativas a la limitación de demanda, la mejora del rendimiento o de empleo de energías renovables, tal como se esquema tiza en la figura 2 en la que se puede observar cómo las prescripciones de nivel 2 se corresponden fielmente con el contenido de los documentos básicos. Cada uno de los aspectos anteriores incluye una toma de decisiones a cuatro niveles diferenciados: • La cuantificación de las exigencias • Su materialización formal. • Los procedimientos de verificación. A título de ejemplo de lo anterior, las exigencias vinculadas a la limitación de la demanda, contenidas en el Documento Básico HE1 se basan en conseguir un ahorro medio del 25% frente a la situación reglamentaria anterior (NBE-CT 79). Las exigencias se materializan con un procedimiento relativo en el que el edificio a construir se compara con un edificio de referencia con unas calidades constructivas de referencia que

saving value respect to the former law NBECTE 79. The requirements are materialised with a relational procedure where the building is compared with a reference building with referential constructive characteristics that are based on climatic conditions and the use of the building. Finally, the comparison is made by comparing directly the constructive characteristics (the simplify method) or indirectly by an informatics application called LIDER or any other recognised procedure (the general via). Both are shown in the Figure 3.

Structure of the energy certification of buildings Once the building complies with the minimum requirements, an energy certification is necessary. The main aim of this is that the consumer can compare and evaluate the energy efficiency of a building in comparison with others. Considering that complying with the CTE-HE only guarantees a minimum energy quality, it is obvious that some buildings could have a better performance. • What is compared (performance indicators)

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig. 03. Opciones de cumplimentación del DB-HE1 Options for fulfilling theDB-HE1

dependen del clima y del uso del edificio. Finalmente, la comparación se hace directamente comparando directamente las calidades constructivas (la denominada vía prescriptiva o simplificada) o indirectamente mediante un procedimiento informático denominado LIDER o cualquier otro procedimiento reconocido (la denominada vía prestacional o general). Ambas vías se ilustran en la figura 3.

Estructura de la certificación energética de edificios Una vez que el edificio ha cumplido con las exigencias del código técnico, se debe proceder a su certificación energética. Como se indica en la DEEE, uno de los objetivos del certificado de eficiencia energética de un edificio es que el consumidor pueda comparar y evaluar la eficiencia energética de un edificio determinado frente a otros. Puesto que cumplir con el CTE-HE sólo garantiza unos mínimos de calidad energética, es obvio que habrá edificios que se limiten a satisfacer esos mínimos mientras que habrá otros que presenten niveles muy superiores.

SERVANDO ÁLVAREZ DOMÍNGUEZ

• How is possible to do the comparison (Scale) • Which procedures are used to obtain indicators that allow the comparison with other buildings. In Spain many things are compared (intermediate indicators) though the definitive indicator are the global CO2 emissions per m2 and year. The comparison is materialized by a 7 letters scale (A till G) denominated energy efficiency classes. To enter in the scale it is necessary to calculate the so called energy efficiency indicators. Summing up, an energy efficiency indicator is the ratio between the indicator of an energetic performance corresponding to the building and a reference value. As an example, it is shown the relation between an indicator of energy efficiency and the different classes of energy efficiency for a particular case, for example for a single family home located in Madrid. From the assignation chart of classes, It is possible to check that a building needs to have 63% less CO2 emissions that the reference value (D class) to be A class 27

La elaboración del esquema de certificación ha requerido la toma de decisiones a tres niveles: • Qué se compara comportamiento)

(Indicadores

• Cómo se materializa la comparación (Escala de calificación). • Qué procedimientos se utilizan para obtener los indicadores que permiten comparar los edificios. En España se comparan muchas cosas (indicadores intermedios) aunque el indicador definitivo son las emisiones globales de CO2 por m2 y año. La escala de 7 se establece con las La comparación se materializa con la ya clásica escala de 7 letras (A hasta G) que se denominan clases de eficiencia energética. Para entrar en esta escala hay que calcular los denominados indicadores de eficiencia energética. En síntesis, un indicador de eficiencia energética es el ratio entre el indicador de comportamiento energético correspondiente al edificio objeto y un valor de referencia consistente. A título de ejemplo, se muestra a continuación la relación entre indicador de eficiencia energética y las clases de eficiencia para

un caso concreto, por ejemplo viviendas unifamiliares situadas en Madrid. Puede comprobarse de la tabla de asignación de clases cómo la referencia (IEEG =1) se encuentra en la clase de eficiencia D y 28

CALENER is the oficial tool, and will be used in all the cases that LIDER was applied. When using the prescriptive method it exists the possibility to obtain an energy certificate using a prescriptive method for residential buildings. There are some technical solutions for each climate zone and its philosophy is that “if a house complies with the minimum requirements of the CTE and does not demonstrate another additional aspect related to energy by default an E classes is obtained with the exceptions of houses that have applied some of the technical solutions above mentioned then, they will be D class”. The both ways here explained are far from each other , considering the complexity and the quality to obtain by their use. Because of this, a simplify intermediate method have been developed.

Some significant aspects of the Directive 2010/31/UE The most important modifications are the following: Minimum requiremts.- The members of the EU will adopt the necessary measures to establish the minimum requisites for the energy efficiency of buildings to reach an optimal profitability.

Clase A si Clase B si Clase C si Clase D si Clase E si

IEEG < 0.37 0.37< IEEG < 0.60 0.60 < IEEG <0.93 0.93 < IEEG <1.43 1.43 < IEEG

A class if B class if C class if D class if E class if

IEEG < 0.37 0.37< IEEG < 0.60 0.60 < IEEG <0.93 0.93 < IEEG <1.43 1.43 < IEEG

National plans to increase almost-zero consumption buildings Each state will guarantee that: a) at latest on 31 December 2010, all the new buildings will consume almost zero

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

cómo por ejemplo para obtener la clase de eficiencia A el edificio objeto debe tener unas emisiones de CO2 un 63% (100-37) inferiores a las de referencia.

energy and that b) after 31 December 2018, all the existing buildings that belonged to the authorities will have a almost-zero energy consumption.

Desde el punto de vista de las autoridades que elaboran las políticas energéticas, el objetivo del certificado es promover edificios mucho mejores energéticamente que los que se derivarían del cumplimiento estricto del CTE-HE para lo que se han arbitrado subvenciones (normalmente en forma se E/ m2 para aquellos edificios que alcanzan las clases de eficiencia B o A.

Updating of the CTE-HE

En cuanto a los procedimientos se utilizan para obtener los indicadores de eficiencia energética, CALENER es la herramienta oficial y, en principio, se utilizará en todos los casos para los que se haya utilizado previamente LIDER. Para los edificios que hayan optado por la opción prescriptiva existe la posibilidad de obtener también el certificado energético por una vía prescriptiva aplicable a edificios de viviendas. Para cada zona climática hay una serie de soluciones técnicas y en síntesis su filosofía viene a decir que “los edificios de viviendas que se limitan a cumplir los requisitos del Código Técnico y no demuestran ningún otro aspecto relativo

5 years after being published the CTE-HE needs to be updated. In the review the above mentioned aspects were considered. Some of the most significant aspects are here mentioned: New requirements The new heating requirements were fixed to establish an optimal profitability, as established by the 2010/31/UE. These optimal values imply to calculate the cost (current net value) of measures during its useful life cycle applied to reference buildings and using the comparative method affordable during June 2011. 23 buildings were analized (9 single family homes and 14 residential blocks) in 12 cities. For each building an analysis of different improvements in the envelope is made considering the strict compliance of the CTEHE-2006. From this analysis, the option with the minimum cost of life cycle is obtained.

Fig. 04. Relación entre procedimientos de verificación del Código Técnico y procedimientos de certificación Relation between verify procederes of CTE and certification SERVANDO ÁLVAREZ DOMÍNGUEZ

a sus prestaciones energéticas tienen por defecto la clase E con la excepción de aquellos que están incluidos en alguna de las soluciones técnicas a los que se les asigna que la clase D”. Se puede fácilmente concluir que las dos vías que se han desarrollado hasta el presente están muy alejadas entre sí, tanto por complejidad de aplicación como por la calidad que se le permite a los edificios que opten por ellas, por lo que se han desarrollado opciones simplificadas intermedias.

Algunos elementos significativos de la Directiva 2010/31/UE (refundición). Entre las modificaciones de la 2010/31/ UE frente a su edición precedente mencionaremos las siguientes: Requisitos mínimos. Los Estados miembros tomarán las medidas necesarias para garantizar que se establezcan unos requisitos mínimos de eficiencia energética de los edificios o unidades de éste con el fin de alcanzar niveles óptimos de rentabilidad. Planes nacionales destinados a aumentar el número de edificios de consumo de energía casi nulo.Los Estados miembros se asegurarán de que: a) a más tardar el 31 de diciembre de 2020, todos los edificios nuevos sean edificios de consumo de energía casi nulo, y de que b) después del 31 de diciembre de 2018, los edificios nuevos que estén ocupados y sean propiedad de autoridades públicas sean edificios de consumo de energía casi nulo.

Actualización del CTE-HE Al haber transcurrido 5 años desde su publicación se hace necesario una revisión de los requisitos mínimos contenidos en el CTE-HE. Esta revisión ha tenido en cuenta, entre otros, los aspectos de la directiva citados en la sección anterior. Se describen a continuación algunas de las modificaciones más significativas: Nuevas exigencias Las nuevas exigencias de demanda de 30

Comparing the associated energy demand with the initial demand, the energy saving is obtained. This saving is named optimal saving. Find an example in Figure 5. The conclusiones are the following: • The average value is 30 years of useful life, 2,5% of interest and 3,5% of annual increase of energy prize. • A key aspect in the search of optimal saving is the used of the catalogue, the explored improvement measures and their level. There are three catalogues: • Basic catalogue: increase of insulation in the opaque envelope, improvement in the windows and thermal bridges, except around windows. • Extended Catalogue the Basic Catalogue plus improvement on thermal bridges around windows, improvement of tightness and ventilation rate. • Reduced Catalogue: increase the insulation of the opaque parts and improvement of the quality of windows, the Catalogue used in CTE-HE 2006. • The saving in the optimal are extraordinarily dependant ton the building and the climate. In Figure 6, the saving for 12 cities (represented by the winter climate severity) are represented. In milder climates like Malaga, the saving is between 40 and 78% and in Burgos is between 19 and 36%. The final criteria of the analysis for optimal profitability to define the requests in heating demand are: • The calculation of the life cycle cost will consider the average value of economical scenarios, nº of life cycle years and the inclusion of avoided CO2. • The demanded saving will be obtained from the reduced catalogue. • The saving will be fixed so that the 80% of the cases could be calculated by the Reduced Catalogue. In the rest of the cases the Basic and Extended Catalogue will be used. • The saving will be obtained with displacement in the “pareto” till an

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

calefacción se han fijado para alcanzar niveles óptimos de rentabilidad, tal como establece la 2010/31/UE. Estos niveles óptimos implican el cálculo del coste (valor actual neto) de las medidas de eficiencia energética durante el ciclo de vida útil previsto aplicados a los edificios de referencia y aplicando los principios del marco metodológico comparativo que estará disponible durante el mes de junio de 2011. Se han realizado estudios sobre 23 edificios (9 viviendas unifamiliares y 14 bloques) en 12 localidades. Para cada edificio en cada localidad se realiza un estudio de medidas de mejora de la envuelta partiendo de una envuelta inicial que cumple estrictamente el CTE-HE 2006. De dicho estudio se obtiene la opción de menor coste de ciclo de vida. Comparando la

acceptable compromise in terms of over cost, amortization period and transmittance in opaque parts and windows is found • The required saving will be unique for single family homes and blocks but will depend on climate zone. The pivot saving that determine the new requirements has the form shown in the Figure 6. Almost zero energy consume buildings In order to reach in December 2020 that the consume of all the new buildings will be almost zero, a plan that lead slowly to this panorama is being designed The main idea is to combine the two situations about energy consumption of the CTE, eliminating the possibility to have buildings with lowest classes. In figure 6, the Fig. 05. Coste del ciclo de vida (ordenadas) frente a demanda de calefacción Life cycle cost and heatig demand

SERVANDO ÁLVAREZ DOMÍNGUEZ

demanda energética asociada a dicha opción con la demanda inicial se obtiene el ahorro. A este ahorro se le denimona ahorro en el óptimo. En la figura 5 se representa un ejemplo de obtención del nivel óptimo de rentabilidad para una vivienda unifamiliar en Madrid y el ahorro frente a la situación del CTE-HE 2006. Las conclusiones derivadas de los estudios han sido las siguientes : • Aunque el resultado obtenido depende de las hipótesis de partida utilizadas para obtener el coste de ciclo de vida (LCC), los estudios de sensibilidad realizados permiten concluir que no hay variaciones significativas del resultado cuando se producen desviaciones lógicas con respecto a un valor medio de las variables citadas. Este valor medio es 30 años de vida útil, 2.5% de interés del dinero y 3.5% anual de incremento del precio de la energía. • Un aspecto clave de la búsqueda del ahorro en el óptimo es el catálogo empleado en su obtención, es decir, el conjunto de medidas de mejora exploradas y el nivel de cada una de ellas. Se ha trabajado con tres catálogos: • Catálogo base: aumento de aislamiento de cerramientos opacos, mejora calidad de huecos y mejora de puentes térmicos, excepto los de contorno de huecos. • Catálogo ampliado: el base más mejora de puentes térmicos de contorno de huecos, mejora de estanqueidad de opacos y caudal variable de ventilación. • Catálogo reducido: solo aumento de aislamiento de cerramientos opacos y mejora calidad de huecos, es decir el mismo catálogo utilizado en la CTE-HE 2006. • Los ahorros en el óptimo son extraordinariamente dependientes del edificio y del clima. En la figura 6 de muestran para 12 localidades cuyo clima está representado por la severidad climática de invierno (SCI), los ahorros en el óptimo para los 23 edificios de viviendas. SE comprueba cómo por ejemplo para la localidad utilizada 32

continuous line represents the qualification scale of heating in single family homes in Madrid, considering a strict compliance of the CTE-HE 2006, the discontinuous line represents a double exigency. • 30% saving in comparison with the former values of the CTE-HE 2006 • Acceptance of buildings with C classes or superior. Although the significance of almost zero consumption buildings is not clear, the former scheme is applicable independently to the definition. For instance, accepting that an A class is the minimum quota for being almost zero energy consumption, it is possible to define a roadmap of double exigencies (in saving and in efficiency class) with an intermediate milestone and finishing in 2020. The figure 7 shows the intermediate situation. Other modifications and foreseen widenings in the actuations of the CTE-HE1 They are numbered as: Formal materialisation of the exigencies There will be an only way for complying ( the so call general option) where a global exigency will be set out for conditioning demand by pondering the heating and cooling demand. Buildings without conditioning sytems Passive solutions will be accepted, to do it the detailed procedure for verification will include a checking to prove that there is no risk for overheating or under cooling. A building demonstrates not to have overheating or under cooling problems (without systems) whether, under average climatic conditions, the inner temperatures sets outside the comfort limits only during few hours ( standard for winter and adaptative for summer, CEN EN 15250). Infiltration/ventilation The range of the verification procedures improves significantly by the possibility to include:

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig. 06. Ahorros en el nivel óptimo de rentabilidad Saving in optimal profitability

con clima más suave (Málaga) los ahorros están entre el 40 y el 78% , mientras que para la más severa (Burgos) oscilan entre el 19 y el 36%. Los criterios finales de los estudios sobre niveles óptimos de rentabilidad para obtener los ahorros exigibles en demanda de calefacción han sido: • Los cálculos de coste de ciclo de vida se harán con valores medios de escenarios económicos, del nº de años del ciclo de vida y sin inclusión de las emisiones de CO2 evitadas. • Los ahorros exigibles se obtendrán con el catálogo reducido. • Los ahorros se fijarán para que un porcentaje significativo de los edificios, fijado en principio en el 80% sea capaz de obtenerlos con el catálogo de componentes reducido. Los restantes edificios deberían recurrir al catálogo base o al ampliado. • Los ahorros se obtendrán con desplazamientos en el pareto hasta buscar un compromiso aceptable en términos de sobrecoste, periodo de amortización y transmitancias de opacos y huecos. • Los ahorros exigibles serán únicos para edificios unifamiliares y bloques pero dependerán de la zona climática El ahorro pivote que determina la nueva exigencia tiene la forma que se muestra en la figura 7.

SERVANDO ÁLVAREZ DOMÍNGUEZ

• Tightness of opaque enclosure elements, ventilation with double variable flows, self –adjustable ventilation openings, hydroadjustable, self-adjustable, summer night ventilation For winter a uni-zone model in pressure is accorded and multi-zone in caudal. In summer (over-night- ventilation with adjustable mechanical extraction by temperature).a uni-zone model in caudal and multi-zone in pressures. Special enclosure elements The additional capacities of special enclosure elements developed till now (solar wall, Trombe wall, galleries, ventilated façades, etc.) will be incorporated in the detailed verification procedure. Simplify verification procedure A simplify verification procedure is being developed taking the current CE2 basis and includes: • Widening for small and medium service sector • Improvement in solar control • Updating for the incorporation of a widening detailed procedure Thanks to divulgation, the procedure could be launched by a software and managed by private informatics enterprises.

Fig. 07. Redondeo por zonas climáticas de los ahorros exigibles para el CTE-HE 2011 frente a la situación de CTE-HE 2006 Rounding of the requested savings by climate zones in the CTEHE 2011 in comparison with the CTE-HE 2006

Edificios de consumo de energía casi nulo Con el fin de que para diciembre de 2020 todos los edificios nuevos sean edificios de consumo de energía casi nulo, se está elaborando una hoja de ruta que conduzca de manera paulatina a esta exigencia. Se trata de combinar ahorros de energía entre dos situaciones de Código Técnico con la eliminación de la posibilidad de que los edificios alcancen las peores clases de eficiencia. En la figura 8 se muestra en línea continua la distribución en la escala de calificación de la demanda de calefacción de los edificios de viviendas unifamiliares en Madrid, suponiendo un estricto cumplimiento del CTE-HE 2006 y en curva discontinua el resultado de una dobre exigencia: • Ahorro de un 30% frente a la demanda exigible según CTE-HE 2006 • Aceptación de edificios con clase de eficiencia C o superior. Aunque aún no está definido lo que significa un edificio de consumo de energía casi nulo, el esquema anterior es aplicable con independencia de la definición. Por ejemplo, si aceptamos que la clase de eficiencia A es una cota mínima de lo que significa un edificio de consumo de energía casi nulo, es posible visualizar una hoja de ruta de exigencias dobles (en ahorro y en clase de eficiencia) con un hito intermedio en 2015 34

y llegada en 2020. La figura 9 ilustra esta situación intermedia. Otras modificaciones y ampliaciones previstas en la actualización del CTE-HE1 Se enumeran a continuación: Materialización formal de las exigencias Habrá una sola vía de cumplimentación (la denominada opción general) en la que se planteará una exigencia global en demanda de acondicionamiento ponderando las demandas de calefacción y refrigeración. Edificios sin sistema de acondicionamiento Se admitirán edificios pasivos, para lo cual el procedimiento detallado de verificación incluirá una comprobación de que no existe riesgo de sobrecalentamiento y/o subenfriamiento. Un edificio demuestra no tener riesgo de sobrecalentamiento o subenfriamiento (en ausencia de sistemas) si, bajo condiciones de año climático medio, demuestra que la temperatura interior únicamente se coloca fuera de la banda de confort (estándar para invierno y adaptativo para verano según CEN EN 15250) durante un número de horas reducido. Infiltración / ventilación Se amplía el alcance de los procedimientos de verificación mejora significativamente el tratamiento para incluir: • Estanqueidad de cerramientos opacos, ventilación con caudal variable, doble flujo,

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig. 08. Exigencia en demanda de calefacción. En curva continua CTE-HE 2006 y en curva discontinua CTE-HE 2011 Heating demand exigency: CTEHE 2006 in continuous line and CTE-HE 2011 in discontinuous

Fig. 9. Exigencia en demanda de calefacción. En curva continua CTE-HE 2006 y en curva discontinua CTE-HE 2015 Heating demand exigency. CTEHE 2006 in continuous line and CTE-HE 2015 in discontinuous

aberturas de ventilación hidroreglables.

autoreglables,

• Ventilación nocturna para verano Para la parte de invierno se ha acordado el uso de un modelo unizona en presiones y multizona en caudales. Para el régimen de verano (sobreventilación nocturna con extracción mecánica regulada por temperatura) se usaría multizona en presiones y multizona en caudales). Elementos especiales de la envuelta Se incorporará al procedimiento de verificación detallado de manera directa las capacidades adicionales sobre elementos especiales de la envuelta (muro solar, muro Trombe, galerías acristaladas, fachada ventilada…) desarrolladas hasta la fecha.

SERVANDO ÁLVAREZ DOMÍNGUEZ

Procedimiento simplificado de verificación Sobre la base del actual CE2 se está desarrollando un procedimiento simplificado de verificación que incluye: • Ampliación para edificios del sector pequeño y mediano terciario. • Mejora en temas de control solar • Actualización para incorporar la ampliación de alcance del procedimiento detallado. Se divulgarían los algoritmos para que el procedimiento pudiera ser programado informáticamente y carrozado por empresas privadas de software.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Francis Allard LEPTIAB, Université de La Rochelle, France francis.allard@univ-lr.fr

rehabilitación energética de edificios existentes, un reto para nuestra sociedad the energy rehabilitation of existing buildings, a new challenge for our societies

FRANCIS ALLARD

Introducción

Introduction

La mejora de la calidad de los edificios existentes no es solamente un reto energético o medioambiental, sino que también social, económico y cultural. Para nuestra sociedad este reto no es una utopia, sino que una obligación.

To improve the quality of the existing stock of buildings is not only a real energy and environmental challenge, but also a social, economic and cultural one. For our societies, this challenge is not an utopia, it is a real duty.

El problema de la factura energética y de la mejora de la calidad de los edificios existentes está directamente ligado a la precariedad energética y social. Cuando el precio de la energía sube, existe el riego que los edificios existentes necesiten demasiada energía para ser mantenidos en “condiciones de confort y de salud” por parte de sus ocupantes con bajos ingresos. La demanda social para rehabilitar estos edificios para que tengan una factura energética aceptable se convierte en un objetivo social.

The problem of the energy bill and the improvement of the quality of the buildings is completely linked to the social and energy precariousness. When the energy prices are increasing too much, there is a real risk that existing buildings needing too much energy will no more be maintained in “comfortable and healthy conditions” by low income occupants. The social demand for rehabilitating these buildings in order to reach acceptable energy bills is then a real social target.

Por supuesto, también cuenta con un enorme beneficio de carácter económico. Al reducir la factura energética de sus ocupantes también se reduce el presupuesto energético global de los estados, lo que conlleva a la creación de actividad relacionada con la sostenibilidad y empleo local.

It has of course also a huge beneficial economic impact. It will obviously decrease the energy bill of the occupants, but it will also decrease the global energy budget of the states and create a sustainable activity and employment on site all over the countries.

Se trata también de un reto de carácter cultural para nuestra sociedad, ya que se potencia la variedad arquitectónica de nuestras ciudades y se mantiene el patrimonio histórico. Por esta razón, las estrategias de rehabilitación deben considerar el contexto y proporcionar soluciones técnicas adaptadas que mantengan y promuevan este patrimonio en esta era de presupuesto energético reducido. Este artículo, tiene un enfoque energético y trata sobre el marco de políticas energéticas y ambientales en Europa y también en Francia. Se mencionarán ciertos objetivos específicos del parque edificado existente, destacando determinadas soluciones metodológicas.

Rehabilitación energética del parque edificado existente: un compromiso global Un reto ambiental global Desde el inicio de la “revolución industrial”,

It is also a real cultural challenge for our society to highlight the architecture variety of our cities, and maintain this heritage. Thus, the rehabilitation strategies should take into account this context and provide adapted technical solutions in order to maintain and promote this heritage in a time of very low energy budget. In the present paper, we will focus on the energy point of view and we propose to discuss the general frame of the energy and environmental policies in Europe and also in France. We will address some specific objectives of the rehabilitation of the existing building stock, highlighting some specific methodological solutions.

Energy rehabilitation of the existing building stock: a global commitment A global environmental challenge Since the beginning of the “industrial revolution”, our societies have based their development on an increasing use of fossil

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

nuestra sociedad ha basado su desarrollo en el uso de la energía fósil. A principio del siglo XX nuestra tasa de emisiones de CO2 eran de 500 millones de toneladas equivalentes de carbono, sobrepasó los 1000 millones de toneladas durante el periodo de entreguerras y los 6000 millones de toneladas en la década de los 90, finalmente se alcanzó la cifra de 8000 millones de toneladas en el año 2008. Esto conlleva un drástico incremento de los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera, ver la figura 1. Más aún, la correlación de la concentración de CO2 y la temperatura incrementa aún más la temperatura.

energies. At the beginning of the 20th century, our CO2 emissions where 500 million tons carbon equivalent, they passed one billion between the two world wars and six in the 90ties, and finally reached 8 billion in 2008. This leads to a dramatic increase of atmospheric concentrations of carbon dioxide, shown of figure 1. Furthermore, a strong correlation between CO2 concentrations and temperatures leads to a dramatic Increase of temperature. It is considered today that in order to limit the environmental impact of CO2 emission we should limit the temperature increase to no more than 2 °C. Due to the inertia of our atmospheric equilibrium, stabilizing our

Fig. 01. Evolución de la temperatura y los niveles de CO2 CO2 concentrations and temperatures evolutions.

Hoy en día se considera que para limitar el impacto ambiental de las emisiones de CO2, se debería limitar el incremento de temperatura a no más de 2ºC. Debido a la inercia de nuestro equilibrio atmosférico, estabilizar nuestras emisiones a los niveles del 2000 no nos permitiría alcanzar este objetivo. Necesitamos reducir drásticamente nuestras emisiones. Las condiciones de equilibrio del carbono en la tierra son bastante simples de entender, los sumideros de carbono por excelencia están representados por los océanos (los bosques en segundo orden de magnitud); el potencial de absorción de CO2 se estima en 3000 millones de toneladas por año, considerando que somos alrededor de 6000 millones de habitantes, se permitiría la FRANCIS ALLARD

emissions to the level of 2000 will not unable us to reach this goal. We need to drastically reduce our emissions. These conditions of carbon equilibrium on the earth are rather simple to understand, the leading carbon sink is mainly represented by the oceans (forests in a second order of magnitude); the total potential of CO2 absorption is evaluated around 3 billion tons per year, we are around 6 billion inhabitants which allows an emission of 0,5 ton per capita per year in average. Globally we already emit twice this rate in average but with a huge dispersion between developed and developing countries. In fact, it means that industrial countries should divide by a factor 4 or 5 their emissions.

emisión de 0,5 toneladas per capita por año de media. En estos momentos ya estamos emitiendo el doble de esta cantidad a nivel global y con una dispersión enorme entre unos países y otros. En realidad, significaría que los países industrializados deberían reducir sus porcentajes de emisiones a la cuarta o quinta parte.

A world of limited energy resources Even if the evaluation of fossil energy sources is a very difficult task, with the consumptions of primary energy sources we experience today, the proved reserves correspond to 40 years of oil consumption, 63 year of gas, 218 years of coal and 71 years of uranium.

Fig. 02. Impacto de la estabilización de las emisiones con respecto a las concentraciones de CO2 y temperatura. Impact of stabilizing emissions versus stabilizing CO2 concentrations and temperatures.

Un mundo de recursos energéticos limitados Aunque la evaluación de las fuentes de energía fósil es una tarea muy difícil de realizar, con el consumo de las fuentes de energía fósil que experimentamos hoy en día, las reservas actuales corresponderían a 40 años de consumo de petróleo, 63 años de gas, 218 años de carbón y 71 años de uranio. La mayoría de los expertos consideran que el stock de energía primaría se agotará en 50 años generando un fuerte conflicto geopolítico. Se deberán encontrar nuevos yacimientos, menos accesibles y más caros, aún así, el stock de material esperado se consumiría definitivamente en menos de un siglo. Es una necesidad absoluta el reorientar nuestras políticas energéticas en todo el mundo, promoviendo una mayor eficiencia energética, una menor demanda y un nuevo panorama energético con un aumento en el uso de energías renovables. El compromiso europeo Históricamente,

política

energética

Most of experts consider today that most of our primary energy stocks will be consumed in 50 years leading to strong geopolitical stresses. We may find new stocks, less accessible and more expensive, but the expected potential of this ultimate stock will be definitively consumed in less than one century. There is an absolute need of reorienting our energy policies all over the world promoting higher energy efficiency, less demand and a new energy panel with an increasing percentage of renewable energy. European commitment Historically, energy policy has always plaid a huge role in the construction of Europe; in 1952, with the Coal and Steel Treaty and 1957 with the Euratom treaty, the founding Members States saw the need for a common approach to energy. To day, energy market and geopolitical considerations have changed significantly. But the need for action in the energy domain is stronger than ever. Energy is essential for Europe to function. But the days of cheap

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig. 03. Evolución de las Fuentes de energía primaria (O. Sigler, 2007). Evolution of primary energy sources (O. Sigler, 2007).

siempre ha desempeñado un rol fundamental en la construcción de Europa, en 1952 con “Coal and Steel Treaty” y en 1957 con el “Euratom treaty”, los Estados fundadores vieron la necesidad de un nuevo enfoque energético común. Hoy en día, el mercado energético y las consideraciones geopolíticas han cambiado significativamente. Pero la necesidad de actuar en el campo de la energía es más importante que nunca. La energía es fundamental para que Europa pueda funcionar. Pero para Europa, los días de energía barata ya han llegado a su fin. Los retos del cambio climático, el aumento de la dependencia en las importaciones, la carestía del precio de la energía, ya se enfrentan a los estados miembros. Más aún, la interdependencia energética (como en otros campos) de los estados está en aumento; un fallo en uno de los estados tiene un efecto inmediato en los otros y la dependencia energética de Europa está

energy for Europe seem to be over. The challenge of climate changes, increasing import dependence and higher energy prices are faced by all EU members. Moreover, the interdependence of EU Member States in energy as in many other areas is increasing; a power failure in one country has immediate effects in others and the energy dependency of Europe is increasing dramatically (figure 4). Europe as well as developed countries in general, needs to act now, to deliver sustainable, secure, and competitive energy. In doing so, Europe returns to its roots. In the building sector, this need of a coherent approach is mandatory to succeed. This is the main reason why EC has launched a certain number of measures in order to improve the overall energy efficiency of the building sector, to reduce the use of primary energy in this sector and increase the use of renewable energies.

Fig. 04. Evolución de la dependencia energética de Europa. Evolution of the Energy Dependency of Europe. FRANCIS ALLARD

aumentando enfurecidamente (Figura 4). Europa, como la mayoría de otros países, necesita actuar ya, para proporcionar sostenibilidad, seguridad y energía competitiva. De hacer así, Europa podría volver a sus orígenes. En el sector de la construcción, la necesidad de un enfoque coherente es obligatoria para que suceda. Ésta es la razón por la que la Comunidad Europea haya lanzado una serie de medidas con la intención de mejorar la eficiencia energética en el sector, reducir el uso de energía primaria y aumentar el uso de energías renovables. El 17 de diciembre de 2008, el Paralamento europeo adoptó un ambiciose paquete de medidas para combatir el cambio climático y promover las energías renovables en línea con los compromisos de la Unión Europea. Como parte principal del paquete de medidas fue la publicación de la Directiva sobre el Uso de Energías Renovables que trata de reducir las emisiones de CO2 en un 20% para el 2020, introducir un 20% de energías renovables, y aumentar la eficiencia energética en otro 20%. Por supuesto, el sector de la vivienda será el actor principal de esta política tal y como se mostró en la Directiva EPBD 2002 y en el refundido del EPBD in 2010. Reparto de energía y sostenibilidad en Europa

On 17 December 2008, the European Parliament adopted an ambitious package of proposals to fight climate change and promote renewable energy in line with EU commitments. As an essential part of this package, the European parliament adopted in December 2008 the Directive on the Use of Renewable Energy Sources which adresses a common policy leading to reduce our CO2 emissions by 20% in 2020, introduce 20 % of renewable energy, and improve our energy efficiency by 20 %. Of course, the building sector will be the leading actor of this policy as demonstrated by the two directives EPBD 2002 and EPBD recast in 2010. Energy share and sustainability in Europe In Europe, energy accounts for 80% of all greenhouse gas (GHG) emission; it is a root of climate change and of many pollutions. In this domain, the weight of the building sector is high; as indicated on figure 5, the final energy use of the building sector, if we integrate the transformation losses of energy is about 41% of the total energy use in Europe. As indicated on figure 6, 24% of CO2 emissions are directly linked to the building sector. It reaches more than one third considering the share of the CO2 emission due to energy production.

En Europa, la energía es la responsable del 80% del total de las emisiones de gases con efecto invernadero, es la raíz del problema del cambio climático y de los problemas de la polución. El peso del sector de la construcción es muy elevado, tal y como se indica en la Figura 5, este sector es el responsable de alrededor del 41% del total de la energía utilizada en Europa (considerando las pérdidas de la energía en su transformación). Tal y como se muestra en la Figura 6, el 24% de las emisiones de CO2 tiene su procedencia en el sector de la edificación y supera un 30% si se considera el CO2 vinculado a la producción de energía. 42

Fig. 05. Demanda energética en Europa (EU25-2005) por sectores. Overall raw energy demand (EU252005) by sector.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig. 06. Distribución de emisiones de CO2 en Europa (2002). Distribution of CO2 emissions in Europe (2002)..

Europa es un territorio con más de 460 millones de habitantes, los europeos ocupan y utilizan muchos tipos de edificios distintos y otras tantas condiciones térmicas, además, cada año el stock de edificios va aumentando significativamente. Por todo ello, todos los estados miembro han determinado públicamente su prioridad respecto a la eficiencia energética.

The European Union is a region of over 460 million inhabitants, Europeans occupy and use a wide array of building types with an equally wide range of thermal qualities and each year the building stock increases significantly. The Member States have all publicly stated their priority to energy efficiency, and building sector represents the largest share of energy demand.

Para todos estos indicadores, hay un elevado potencial de ahorro en los edificios. La resolución del Consejo del 7 de diciembre de 1998 sobre la eficiencia energética de los edificios determinó que mejorando en un 1% la intensidad energética con respecto a la tendencia actual se evitaría la emisión de 55Mtoe en los edificios. Ésto significa alrededor del 20% sobre los objetivos de Kioto. Las dos directivas EPBD del 2002 y su refundido en la EPBD del 2010 muestran claramente el liderazgo de Europa a nivel mundial en temas relacionados con políticas energéticas y medioambientales en el campo de la edificación.

From all indicators, there is a high cost effective potential for energy savings in buildings. The Council resolution of 7 December 1998 on energy efficiency stated that meeting the indicative target of a 1% improvement in energy intensity above the current trend would result in avoiding 55Mtoe in buildings. This represents about 20% of the Kyoto Protocol target. The two directives EPBD 2002 and EPBD recast of 2010 show clearly the European commitment which gives to Europe a world leadership in the energy and environmental policy in the building domain.

En la EPBD de junio del 2010 se definen unos mínimos requisitos de comportamiento energético para edificios nuevos y para rehabilitación de edificios que supongan o un 25% del coste total del edificio o el 25% de la superficie de fachada. La situación francesa En Francia, la energía utilizada en el sector de los edificios representa un 46% de la demanda total. El 70% de la demanda es para la calefacción y 15% para ACS.

In EPBD Recast published in June 2010, minimum energy performance requirements for new buildings and also for major renovations are clearly defined for any renovation concerning either 25% of the cost of the building or 25% of the envelope. The French situation In France, the energy use in the building sector represents 46% of the total energy demand, 70% of this energy demand is for heating and domestic hot water production represents 15 %.

En 2003, Francia adquirió el compromiso FRANCIS ALLARD

de dividir por un factor 4 las emisiones de CO2 para el 2050. Este compromiso ha sido trasladado a varias normativas nacionales como la “stratégie nationale de développement durable” del 2003, “Plan Climat” del 2004, “loi de programme fixant les orientations de politique énergétique” del 2005 y la posterior « les lois Grenelle » aporbada más recientemente.

In 2003, France committed to reduce by a factor 4 the national CO2 emissions by 2050. This international commitment has been translated in various national laws as “stratégie nationale de développement durable” in 2003, “Plan Climat” in 2004, “loi de programme fixant les orientations de politique énergétique” in 2005 and then «les lois Grenelle» issued more recently.

En este paquete, se han elaborado ciertas acciones específicas para el sector de la edificación donde en primer término, el mayor enfoque es para los edificios de nueva planta. Sin embargo, el ratio de construcción de edificios nuevos está limitado a un 1% sobre el stock total, lo cual reduce drásticamente el impacto de cualquier política que contemple sólo edificios nuevos.

In this package, specific actions have been elaborated for the building sector focusing mainly on new buildings in a first step. However, the annual rate of new construction is limited to 1% of the overall stock which reduces drastically the impact of any policy focusing only new buildings.

El parque edificado existente en Francia es de unos 31,3 millones de viviendas lo cuál representa 23 millones de m2 y 860 millones de m2 de edificios terciarios. El 65% de este stock fue construido antes de 1975, año de lanzamiento de la primera normativa energética de edificios: el 31% antes de 1949, el 34% entre 1950 y 1974, el 13% entre 1975 y 1981 y un 22% después de 1982. Aunque parte de esos edificios ya ha sido renovada, la necesidad anual de rehabilitación es de 450.000 edificios. Hay que subrayar que este número apenas se acerca al número de edificios construidos antes de 1975. Se estima que el consumo medio de estos edificios es de 240 kWh/m2 año. En 2007 con una tasa de emisiones de CO2 de 123 Mton/ año, el objetivo de Francia es alcanzar un factor 4 para 2050 con hitos como un 12% en 2012 y un 38% en 2020. La normativa de edificación RT2005 ya considera específicamente la rehabilitación y las etiquetas para la rehabilitación de edificios de baja demanda energética (etiqueta BBC) ya existen. El objetivo es conseguir 80 kWh/ m2 año de energía primaria para calefacción, refrigeración, ventilación, iluminación y ACS. El nuevo reglamento que será lanzado el próximo año tiene un objetivo de 50 kWh/m2 energía primaria calefacción, refrigeración, ventilación, iluminación y ACS de edificios 44

The total estimated French building stock is about 31,3 million housing which represent 2.3 billion m2 and 860 million m2 for tertiary buildings. 65% of this stock has been built before 1975 which was the date where the first building energy regulation was launched: 31% before 1949, 34% between 1950 and 1974, 13% between 1975 and 1981 and 22% after 1982. Even some of these buildings have been already renovated, the global need for renovation is about 450 000 buildings per year. One interesting element is that this number roughly represents also the number of transactions of existing building built before 1975. The averaged consumption of this building stock was estimated to 240 kWh/m2 year in 2007 with a CO2 emission of 123 Mton/year, the French target is to reach globally a factor 4 for 2050 with milestones of -12% in 2012 and -38% in 2020. The building regulation RT2005 already addresses specifically the rehabilitation and an energy label for low energy buildings (label BBC) renovation already exists with a target of 80 kWh/m2 year of primary energy for heating, cooling, ventilation lighting and domestic hot water. The new regulation RT 2012 which will be launched next year has a target of 50 kWh/ m2 year of primary energy for heating, cooling, ventilation lighting and domestic hot water for new buildings. We should have a similar target for renovation, with

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

nuevos. Se debería tener un objetivo similar para la rehabilitación, con determinadas modulaciones que siga el contexto urbano y arquitectónico, forma y localización del edificio, su integración urbana, la posibilidad de aislamiento desde el exterior de la vivienda o no, etc.

La Rehabilitación: Un Enfoque Global Por supuesto, la rehabilitación de los edificios no es un paradigma nuevo. En el pasado, los edificios siempre han sido renovados, reestructurados o reciclados. Unas estructuras buenas y seguras han sido siempre el fundamento básico de los nuevos edificios. En realidad, las cosas cambiaron bastante en la década de los 60, cuando la estrategia dominante de reconstrucción pasó a ser la destrucción. Hoy en día, la valoración del patrimonio y las cuestiones relacionadas con la ecología y economía están cambiando considerablemente; se está reconsiderando el concepto de renovación de los edificios y la posibilidad de definir una estrategia de renovación real. Un diagnóstico analítico para el diseño Por eso, el trabajo de rehabilitación debería empezar por un diagnóstico analítico de los edificios existentes: - Un análisis cultural y de organización espacial (dimensiones, estructura de las fachadas, falsos techos, organización estructural, etc.)

some specific modulation following the architectural and urban contexts: form and location of the building, its urban integration, the possibilities of insulating the façades externally or not…

Rehabilitation: a global approach Of course, renovation of buildings is not a new paradigm. In the past, building have been always renovated, restructured or recycled. Good and safe structures were always used in the past to be the basis of new buildings. In fact things changed quite recently in the 60ties when reconstruction following destruction used to become a dominant strategy. Today, the recognition of the heritage, ecological, economic and cultural questions are changing completely this approach; we are reconsidering completely the renovation of our buildings and a real renovation strategy can be defined. An analytical diagnosis for designing Thus, rehabilitation work should start with an analytical diagnosis of the existing building: - A comprehensive analysis of the cultural and spatial organization (overall dimensions, structure of the façades, ceilings, overall structure organization,…) - An analysis of the volumetric organization and the proportion, - A detailed information about existing pathologies,

- Un análisis de la organización volumétrica y de las proporciones.

- A specific interpretation of the characteristic architectural elements,

- Información detallada sobre patologías existentes.

- An analysis of the use of the building,

- Una interpretación específica de los elementos arquitectónicos más característicos. - Un análisis del uso del edificio - Un análisis de la importancia de un cambio de uso o de destino del edificio. - ... A y

partir de un considerando

FRANCIS ALLARD

- An analysis of the relevance of changing the use or the destination of the building, - ... From this global diagnosis, and considering the architectural constraints and the overall targets in terms of energy performance and indoor environment quality, then the real project can start.

diagnóstico general, las limitaciones

arquitectónicas y de objetivos generales en términos de comportamiento energético y de calidad del ambiente interior, es entonces cuando se puede comenzar con un proyecto real. Una estrategia sostenible Es necesaria una estrategia sostenible para evitar “eliminar el potencial de ahorro energético” de un edificio. Se pueden definir dos líneas principales. La primera de ellas iría dirigida a la reducción de las necesidades energéticas del edificio considerando el aislamiento energético de la envolvente y la hermeticidad. En un segundo término estaría la optimización del comportamiento energético de las instalaciones de calefacción, refrigeración, producción de ACS, ventilación mediante recuperadores de calor (agua, aire) y la integración de energías renovables. Es muy importante seguir el orden, la decisión de considerar en un primer lugar la renovación de la envolvente no es lo más fácil. Suele ser mucho más fácil mejorar sólo las instalaciones. Sin embargo, si no se considera reducir la demanda de energía, el potencial de ahorro se ve muy limitado. Una vez que se haya decidido reducir las necesidades energéticas es importante no detener el proceso. Primero, para obtener una intervención sostenible real es necesario definir claramente los objetivos en términos de comportamiento energético. En segundo lugar, es importante contar con un enfoque global y coherente. El edificio es un sistema complejo que debe considerarse como unidad. Cualquier modificación en una de sus partes tiene un impacto en la totalidad. Más aún, un enfoque global es más económico, se ahorra tiempo y se mejora la calidad del trabajo. En la figura 7 se muestra cómo una actuación aislada como la simple mejora de la capacidad aislante de la envolvente, puede disminuir el potencial de ahorro real. Considerando estos dos aspectos, es posible empezar con el trabajo.

A sustainable strategy A real sustainable strategy is necessary in order to avoid “killing the energy saving potential” of the project. Two main guidelines can be defined. First of all, to start in the right direction by reducing the energy needs of the building considering the thermal insulation of the envelope and its air tightness, then, to consider in a second term the optimization of the energy performance of the equipments for heating, cooling, producing hot water, ventilation by recuperating on the exhausts (air, water) and integrating renewable energies. This order is very important, the decision to consider first the renovation of the built envelope is not the easiest to make. It is usually much easier to improve only the systems. However, in neglecting the reduction of energy needs, the overall energy saving potential will be limited, and furthermore the investment already made, even if the pay back is interesting in a short term issue, may cancel any further intervention for a long period of time. Then, don’t stop in the middle of the action: once the strategy to reduce the energy needs has been taken, two considerations are necessary in order to take a real benefit of the work. First, to have a real sustainable intervention; the targets have to be defined clearly with a high level of objectives in terms of performance. Second, it is mandatory to have an overall and coherent approach. A building is a complex system and it has to be considered as a whole. Any modification of a part of it will impact the whole. Furthermore, this global app roach is usually more economic, saves time and increases the quality of the work. Figure 7 shows how a too small ambition in insulating the envelope can lead to miss a real potential. In respecting these two basic rules, the work can start.

Some basic rules Algunas reglas básicas En realidad, sólo hay que seguir unas 46

In fact, considering most of the projects very simple rules can be consider in order

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig. 07. Renovación sin impedir el potencial. (O. Sigler, 2007). Renovating without killing the potential (O. Sigler, 2007).

reglas básicas. Hace unos años, Oliver Sidler, un ingeniero francés, definió una regla “universal” para la rehabilitación de viviendas indicando el valor de 50 kWh/ m2 año de energía primaria. - Mejora el aislamiento de la cubierta (7,5 m²K/W de resistencia térmica) - Aumenta el aislamiento de las fachadas, el forjado y cualquier superficie en contacto con una estancia no calentada (4,3 m²K/W) - Considera la estanqueidad al aire y elimina los puentes térmicos - Sustituye las ventanas (doble vidrio con revestimiento bajo emisivo o triple vidrio). - Utiliza doble flujo de ventilación con recuperador de calor (eficiencia mínima del 70%) - Para la generación de calor, utiliza calderas de alto rendimiento o bombas de calor con alto COP. Aunque estas reglas parezcan muy básicas y no puedan considerarse “universales” como pretende el autor, proporcionan los principios básicos para una adecuada renovación y puede confluir en una actuación mucho más compleja.

fulfilling the objective of an efficient building rehabilitation. Few years ago, Olivier Sidler a French engineer even defined “universal” rules of thumb in order to succeed in a rehabilitation projects to reach 50 kWh/m2 year of primary energy for heating: Add to the roof a significant insulation (7,5 m²K/W in thermal resistance), Add to the façades, floor, any surface in contact with a non heated zone, a significant insulation (4,3 m²K/W), Take care of the air tightness and eliminate any thermal bridge, Change the windows by efficient ones (double glazing with low emitting coating or triple glazing) Use double flux ventilation with heat recovery (minimum efficiency 70%) For heat production, use high performance boilers, or heat pump with a high COP. Even if these rules may seem naive, and of course cannot consider as “universal” as said by its author, they give clearly the basic principles of a good renovation and they can lead to a really comprehensive approach.

Conclusion Conclusion La rehabilitación de edificios existentes no es un paradigma nuevo pero es uno de los retos y obligaciones de nuestra sociedad. Es FRANCIS ALLARD

Rehabilitation of existing buildings is of course not a new paradigm but it is certainly a real challenge and a duty for our societies.

una necesidad absoluta si es que queremos cumplir lo establecido en nuestras políticas energéticas. Considerando el gasto de inversión medio por parte de los propietarios en el mantenimiento y rehabilitación de sus edificios, estos objetivos deben contemplarse en las nuevas leyes de la edificación. Éste es el camino elegido en Europa donde las decisiones han sido tomadas de manera conjunta y enmarcadas en el paquete de medidas relacionadas con la energía y el medioambiente. Luego, es responsabilidad de cada estado el definir el camino más apropiado para alcanzar el compromiso común. De todas maneras, la rehabilitación no es una tarea fácil, necesita una metodología real y unas herramientas específicas, incluso la industria debe desarrollar y diseñar nuevos sistemas. Hasta ahora hemos echado en falta herramientas para la rehabilitación por lo que el esfuerzo por innovar, compartir experiencias y la formación son absolutamente necesaria para superar este reto.

It is also an absolute need if we want to reach the goals defined by our energy policies. Considering the average investment of the building owner in the maintenance and rehabilitation of their building, these targets have to be defined in the new building regulations. This is the way chosen in Europe where the general targets have been commonly decided in the frame of the existing energy and environmental package. Then, it is the responsibility of each member state to define the most appropriate way to reach this common goal. However, building rehabilitation is not an easy task; it needs a real methodology, specific tools, and even new systems have to be specifically design and develop by the industry. Until now we are missing this toolbox for rehabilitation and a huge effort in innovation, sharing experience and formation is absolutely necessary to overcome this challenge.

Referencias References European Commission, Communication from the Commission to the European Council and European Parliament: “An Energy Policy for Europe”, Brussels, COM (2007) final The European Parliament and the Council of Europe, directive 2002/91/EC of 16 December 2002 on the energy performance of buildings Promotion of the use of energy from renewable sources ,European Parliament legislative resolution of 17 December 2008 on the proposal for a directive of the European Parliament and of the Council on the promotion of the use of energy from renewable sources (COM(2008)0019 – C6-0046/2008 – 2008/0016(COD)) The European Parliament and the Council of Europe, Directive 2010/31/UE 19 May 2010, Energy Performance of Buildings, (Recast), 18/06/2010.

Pouget et al, « Amélioration thermique des bâtiments Collectifs », EDIPA Edit. Paris, 2011. O. Sidler, « Rénovation basse consommartion d’énergie des logements en France », rapport du projet « Renaissance », Programme Européen IEE Concerto, Août 2007. Effinergie, « Bâtiment Basse Consommation en rénovation », Guide à destination des professionnels du bâtiment, Effinergie Edit. Mars 2011. RT2005, décret n°2006-592 du 24 Mai 2006. JO n° 121 du 25 Mai 2006. Label Haute performance énergétiques, arrêté du 8 mai 2007, JO n° 112 du 15 mai 2007.

P. Pelletier, “Amélioration énergétique du parc de logements existants”, Rapport au Ministre d’Etat, Ministre de l4Ecologie du Développement et de l’Aménagement Durable, Août 2007 (France) 48

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

papers comunicaciones

los materiales de cambio de fase en la rehabilitación de vivienda social pcm possibilities in the restoration of public housing

Author/s: Jon Terés Zubiaga, Álvaro Campos Celador, Estibaliz Pérez Iribarren, Iker González Pino, José María Sala Lizarraga. Institution or Company: UPV/EHU

Abstract With the severe energy crisis worldwide, the utilization of energy has become a vital issue. The Energy Efficiency mandate approved by the European Council in March, 2007, reveals that the European Union promises to diminish by the year 2020 its consumption of energy by 20%. This commitment receives a major importance in Edification sector is due to the opportunities that it offers on having been in an initial phase in environmental improvements. Likewise, energy restoration becomes a great potential strategy for enhancing building energy efficiency. Among the possibilities of building envelope restorations, Phase Change Materials applications are presented as an interesting option to assess. In this study, Energy Plus has been used in order to assess the enhancement achieved through the application of PCM in different restoration possibilities. A dwelling located in Bilbao has been considered as reference. It has been restored recently by Surbisa (Restoration company of Bilbao) Two different solutions have been simulated, taken into account two different PCM locations. Energy savings and economical aspects have been estimated. The effect on thermal comfort related with PCM application on building envelope (with different construction solutions and with different PCM characteristics) had been assessed on previous study. URBAN REGENERATION

Introducción

Introduction

Durante el Siglo XX se ha dado un incremento continuado del consumo energético por parte de los países desarrollados, con el incremento de consumo de recursos naturales e importantes repercusiones medioambientales. Ante esta situación se plantea la necesidad de estudiar estrategias alternativas que permitan un empleo más racional de la energía en los distintos ámbitos de consumo.

During the XX century overall energy consumption has been increased principally in the developed countries, generating higher resource consumption. An assessment of new strategies for an efficient energy use in the different energy consumer sectors is necessary. As far as Spain is concerned, building sector represents about 20% of final energy consumption. In the case of residential buildings, the consumption of heating systems has the major share, being up to 40% of the final energy consumption.

En el caso de España, el sector de la edificación supone el 20% del consumo de la energía final. En lo referente a la edificación residencial, el mayor consumo corresponde a calefacción, representando más del 40% de su consumo. Para estudiar perfiles de consumo, el parque de viviendas puede ser agrupado en relación a la normativa referente al comportamiento térmico que se encontrara vigente en el momento de la construcción del edificio. Esta normativa puede ser considerada como un primer indicativo de la eficiencia energética de la vivienda. Con este criterio, en España pueden establecerse 3 etapas distintas a lo largo del último siglo: • Viviendas construidas hasta 1980, regidas por normativa anterior a la NBE CT 79. • Viviendas construidas entre 1980 y 2006, regidas por la NBE CT 79. • Viviendas construidas a partir del 2006, regidas por las exigencias del CTE. Por tanto, el año de construcción será indicativo del potencial de mejora del edificio en lo referente a su comportamiento térmico. Por ello, se han obtenido datos de la distribución del parque de viviendas del País Vasco en función del año de construcción. Aunque con matices, el año 1980 puede considerarse una referencia para valorar las exigencias térmicas en la construcción. Las viviendas anteriores, diseñadas con bajas exigencias térmicas, representan más del 80% de la vivienda vasca. Esto pone de manifiesto el potencial de ahorro existente en el parque de viviendas del País Vasco, a través de la rehabilitación energética de

Building stock can be divided into different groups according to regulations which were in force when each building was built. These regulations are in relation with energy efficiency of dwelling. In the case of Spain, 3 different periods could be established during the last century: • Dwellings built before 1980, according to regulations prior to NBE CT 79 • Dwellings built between 1980 and 2006, according to NBE CT 79 regulation. • Dwellings built after 2006, according to CTE (Spanish Technical Building Code). If these considerations are taken into account, construction year will be connected with the potential of improvement of the building with regard to its thermal performance. According to this, building stock of the Basque Country statistical data are depicted in Figure 1. In spite of the fact that several slight differences can be made among dwellings built before 1980, this year can be assumed as reference date. The law which establishes the need to insulate buildings came into effect in 1980 in Spain. Before this date all of the dwellings constructed were designed with low thermal requirements. Dwellings built before 1980 represent about the 80% of dwelling in the Basque Country. So dwelling stock represents a great opportunity for reducing energy consumption and improving energy efficiency.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig. 01. Reparto del parque de viviendas del País Vasco por año y provincia Building stock in the Basque Country (by year)

las mismas, y especialmente, mediante la mejora del comportamiento térmico de la envolvente.

Los Materiales de Cambio de Fase en la edificación Los materiales de cambio de fase (PCM) se caracterizan por su capacidad de almacenamiento térmico en forma calor latente. El empleo de estos materiales está entre las estrategias dirigidas a mejorar el comportamiento térmico de la vivienda. Estos materiales permiten aumentar la capacidad de almacenamiento térmico de un edificio sin aumentar apenas el volumen o peso del mismo, haciéndolos interesantes para la construcción ligera y la rehabilitación. Los PCM son potencialmente útiles por la energía que pueden almacenar y su comportamiento isotermo durante el proceso de cambio de fase. La figura 2 muestra los grupos de PCM agrupados en relación a su entalpía y temperatura de fusión. La introducción de estos materiales en la envolvente térmica ha sido estudiada en numerosas ocasiones, apreciándose una mejora de las condiciones de confort así como en la reducción del consumo energético (3). Igualmente, las referencias a aplicaciones de PCM en la edificación aparecidas en la bibliografía son numerosas. Se pueden encontrar estudios de PCM integrado en muros Trombe (4), (5), (6), (7); en tabiques y fachadas (8); en contraventanas

URBAN REGENERATION

Phase Change Materials in buildings The storage of heat energy in a latent form is one of the different strategies which lead to enhance building thermal behaviour. This strategy leads to greater heat storage capacity per unit volume than that of conventional building materials. For this reason, It is quite interesting for light constructions and restoration. PCM are useful due to their heat storage capacity and isothermal behaviour during the phase change. PCM can be divided into different subcategories based on their chemical composition. Each group has its typical range of melting temperature and its range of melting enthalpy, as is depicted in figure 2. A large amount of studies about PCM possibilities for building applications have been developed during last decades,

Fig. 02. Temperatura y entalpía de fusión para los diferentes grupos de PCM (redibujado de (2)) T h e melting enthalpy and melting temperature for the different groups of phase change materials (redrawn from (2)) 53

(9) en ladrillos y bloques de hormigón (10), (11), (12); en suelos (13) o en cubiertas (1).

Objetivo del estudio Este estudio se basa en la simulación de un edificio rehabilitado por Surbisa en Calle Las Cortes, de Bilbao. Los criterios de aplicación se basan en los resultados obtenidos en un estudio previo en el que eran evaluadas diferentes opciones constructivas. El objetivo es valorar, energética y económicamente, la implantación de un PCM en una vivienda, comparándolo con la rehabilitación realizada en el año 2009 en el edificio. Material y métodos En primer lugar, se estudia el edificio en su estado actual, tras la rehabilitación. Posteriormente, se simularán dos posibilidades de rehabilitación con integración de PCM (una parafina microencapsulada, mezclada en el mortero de revestimiento de fachada o en el enlucido de yeso de las particiones interiores): PCM sólo en fachada y PCM en fachada y particiones. Simulación informática Para definir la geometría y condiciones del edificio se empleará Design-Builder; para la simulación se utilizará Energy Plus. Tipología del modelo A partir de los planos cedidos por Surbisa se modela el edificio mencionado.

demonstrating that its application improves the indoor thermal comfort and energy efficiency (3). Likewise, many studies about PCM applications in other construction elements can be found in literature: PCM contained in Trombe Walls (4), (5), (6), (7), in façades and internal partitions (8), in shutters of windows (9), in tile and concrete bricks (10), (11), (12), in floors (13), and in roofs (1), for instance.

Targets Current paper is based on a simulation of a real dwelling, restored by Surbisa, located in Bilbao (Spain). Application hypothesis are based on obtained results from a previous work, which different constructive solutions was assessed in. This study aims to assess the application of a PCM in a dwelling, and to compare the results of this PCM application with a common restoration.

Methodology and materials First of all, the dwelling with the current conditions was simulated. Then, two different PCM restoration possibilities were simulated: PCM applied only in façade and PCM applied in façade and internal partitions. Software Desing-Builder was used for introducing the dwelling geometry and variables. Simulation was carried out with Energy Plus. Model typology It was established according to the dwelling plans provided by Surbisa.

Fig. 03. Capturas de la modelación realizada mediante Design Builder Design Builder captures 54

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Metodología

Methodology

Se modela el edificio con Design Builder y se simula la solución ejecutada. Basandose en este modelo, se hacen dos hipótesis:

The current building was modelled with Design builder, and simulated with Energy Plus. Then, basing on this model, two different construction solutions was supposed:

• PCM en la fachada: El PCM es incorporado en el revestimiento interior y exterior de la fachada. • PCM en la fachada y en las particiones: el PCM es incorporado en el propio revestimiento de las particiones. De la simulación con Energy Plus se obtendrán la de demanda de calefacción anual y se compararán en los tres modelos. Se valora la relación ahorro-inversión de cada solución. Variables de entrada Precio del Gas Natural: 0,051 €/kWh Natural Gas Cost: 0,051 €/kWh

• PCM in façade: PCM was applied on the both internal and external surface of façade. • PCM in façade and internal partitions: PCM was applied on the both internal and external surface of façade, and in the outer surface of internal partitions. Annual heat demand was obtained from Energy Plus simulation. Three models was compared. Economical aspects are also studied. Inputs Precio de la parafina (PCM): 5,5 € / kg PCM cost: 5,5 € / kg

Rendimiento supuesto del sistema de calefacción: 85% Heating system performance: 85% Morfología de la vivienda. Dwelling typology.

Disposición de los PCM en cada modelo PCM location in each hypothesis

Figura 4. Vivienda objeto de estudio (en rojo) Figure 4. Case study in red

Figura 5. Disposición del PCM (naranja) en cada modelo. Figure 5. PCM location in each model.

Superficie vivienda: 47 m2 Dwelling area: 47 m2

Altura de planta: 2.6 m2 High: 2.6 m2

Superficie de fachada: 27.74 m2 Façade area: 27.74 m2

Superficie en particiones: 54.6 m2 Internal partition area: 54.6 m2

Ubicación Location. Calle Las Cortes, 34, Bilbao

Orientación de la vivienda. SE y SO Dwelling orientation. SE y SO

URBAN REGENERATION

Sección constructiva de la fachada

Façade section

Solución constructiva actual de la fachada de la vivienda. Current façade constructive section 01. Muro existente de un asta Existing wall 69. Lana de Roca. Panel semirrígido de 4 + 6 cm Rock wool. 4 + 6 cm board 73. Pladur (e=13 mm) Gypsum plasterboard (e=13 mm)

Solución constructiva simulada de la fachada de la vivienda con PCM. Simulated façade of PCM constructive section. 01. Muro existente de un asta Existing wall 02. Pladur con PCM microencapsulado (e=13 mm) Gypsum plasterboard with microencapsulated PCM (e=13 mm) 03. Mortero con PCM microencapsulado (e=13 mm) Mortar with microencapsulated PCM (e=13 mm) 69. Lana de Roca. Panel semirrígido de 4 + 6 cm Rock wool. 4 + 6 cm board.

Variables de control

Control variables:

• Calefacción: Tª de funcionamiento: 20 ºC

• Heating system set point: 20 ºC

• Refrigeración: no se dispone sistema de refrigeración

• Cooling system is not considered. • Natural ventilation is not considered.

• Ventilación natural: No se considera

• Heating system schedule:

• Funcionamiento de la calefacción. Se considera la siguiente programación:

Invierno Winter

Días laborables weeksdays

Todo el día Whole day

20º C

Fines de semanas y festivos weekends

Todo el día Whole day

20º C

Verano Summer

Variables de salida Demanda de calor y Ahorro de energía anual Análisis de datos Se tomará la demanda de potencia y de energía, para valorar la inversión económica que supone la aplicación de un PCM en un 56

Calefacción apagada Off

Outputs: Heat Demand and annual energy saving Data analysis: In order to estimate the investment cost and payback that the PCM application implies, energy and power demand have been taken into account.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

caso concreto de rehabilitación realizada en Bilbao.

Resultados y discusión En todas las simulaciones previas hechas con módulo con distintas hipótesis constructivas de PCM y climatología, se obtenían reducciones de la demanda de calor en invierno y una mejora del confort en verano y entretiempo. Esta efectividad estaba supeditada a que se produjera el cambio de fase de material. Por ello, para optimizar su uso, el PCM deberá tener una temperatura de fusión próxima a la temperatura que se desee en el interior de la vivienda. Observando dichos resultados, se toma la hipótesis más efectiva aplicando el PCM en la fachada y en las particiones, y se estudian los resultados obtenidos de la misma aplicándolos a una vivienda existente en Bilbao. La mayor parte de las viviendas en el País Vasco no tienen aire acondicionado. Por ello, es el invierno el periodo más indicado para evaluar los ahorros energéticos de la implementación de cualquier mejora en el comportamiento térmico. Las repercusiones en verano se valorarán en términos de mejoras en el confort. En este estudio, para evaluar el comportamiento energético, se han seleccionado varios intervalos de dos días de duración durante el invierno, y se han comparado los resultados obtenidos. En invierno, la aplicación de PCM reduce en todos los casos la demanda de calor, si bien lo hace de forma apreciable cuando el PCM es aplicado en las particiones interiores. En la figura 6 se muestran los ejemplos de dos periodos de dos días. En la época de entretiempo, el PCM atenúa la temperatura tanto de la superficie del cerramiento como de aire interior. Reduce los picos de calor y el número de veces y tiempo que la temperatura desciende por debajo de los 20ºC. En la época de verano apenas se aprecian influencias en el comportamiento térmico, ya que en la mayor parte de las ocasiones el PCM se encuentra siempre a una temperatura superior a su rango de fusión. Por ello, no

URBAN REGENERATION

Results and discussion In the previous simulations carried out for the different constructive hypothesis and PCM considered, heat demand reductions and comfort improvements were obtained for the winter period and for the rest of the periods, respectively. This effectiveness is related to the change of phase of the material. According to this, the PCM selected should have a fusion temperature close to the temperature wished inside the dwelling to optimize PCM use. The results of the most effective hypothesis of PCM applied to facades and partitions are applied to an existing dwelling in Bilbao. The most of Basque Country dwellings have no air condition system. For this reason, the winter is the most suitable period for evaluating the energy savings and to implement improvements in the thermal performance. The results in the summer period have to be evaluated in terms of comfort improvements, instead of energy saving. In the current work, for evaluating the energy performance two days intervals for the winter period have been chosen and the results obtained have been compared. In the winter period, the PCM application reduces the heat demand in the most cases, principally when the PCM is applied in internal partitions. In figure 6 two days periods examples are shown. During the temperate season, the PCM decreases the temperature variations of both the surface of the enclosures and the indoor air. It reduces the number of temperature peaks as well as the duration and number of lapses of time when the temperature goes under 20ºC. During the summer season, barely any influence is seen in the thermal behaviour since the major part of the time the PCM has a temperature higher than its phase change range. Thus, no difference is seen when a PCM layer is added to the enclosure. It should be remarked that this result is influenced by the fact that no natural ventilation has been considered in the calculations.

Fig. 06. Consumos de calefacción para dos periodos de dos días Heating consumption of two two-days periods

Fig. 07. Gráficas de comportamiento térmico en primavera Representation of the thermal behaviour during the spring season

existen diferencias entre aplicar el PCM y no aplicarlo. Se debe destacar que este resultado se ve influenciado por el hecho de no haber considerado la ventilación natural. Por último, se han extraído los valores correspondientes a la totalidad del año. Los resultados obtenidos se muestran en la Figura 8. Se observa el ahorro que se obtiene con la aplicación de PCM en la fachada, similar en las 3 estancias. La diferencia la marca la aplicación de PCM en las particiones de la cocina, obteniendo ahorros mayores que en los otros dos casos (30% de reducción respecto al caso de sólo en fachada, frente al 10% de reducción que se logran en los otros dos locales). Esto se explica a que, el

Finaly, the annual overall results has been processed and appear listed in Figure 8. It is observed that the obtained savings when the PCM is located in the facade are similar in the three cases. The main difference is seen when the PCM is located in the partitions of the kitchen, obtaining bigger savings than in the other two cases (30% when related with the case where the PCM is only located in the facade versus the 10% reduction obtained in the other two rooms). This is owed to the fact that the solar radiation over the wall opposite to the facade is much higher than the one over the two other rooms.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig. 08. Demanda de calefacción anual por local en la vivienda objeto de estudio Annual heating consumption per room in the study-case dwelling

soleamiento que recibe la pared frontal a la fachada es mucho mayor que en el caso de las otras dos habitaciones.

The saving-investment relation of each of the simulated system appears summarized in the next table.

La relación Ahorro-Inversión de cada sistema simulado queda resumida en la siguiente tabla: En Demanda Demand reduction

En Calefacción (Energía Final) Heating system reduction

PCM

Kw-h/año Kw-h/year

supuesto supposed

kW-h/ año kW-h/ year

€/año €/year

Inversión necesaria (€) Investment

2 fachada PCM Façade

265.17

0.85

311.96

2530

3 Fachada+part Façade+part

892.04

0.85

1049.46

53,5

3795

Conclusiones

Conclusions

La impregnación de PCM en la fachada y/o particiones de un edificio va a suponer ahorros en el consumo de calefacción para el mismo patrón de uso.

The application of a PCM in the facade or partitions of a building will turn into savings in the heating consumption when having the same usage pattern.

Sin embargo, los resultados dejan entrever que con las condiciones económicas actuales, estudiando sólo el impacto económico de la actuación, parece difícil pensar en una rentabilidad económica a corto plazo.

However, and studying the economic impact of the action only, results suggest that taking into account the current economic conditions no short-term profitability can be expected.

El coste de la inversión de la aplicación de PCM en las particiones interiores se podría reducir haciendo un estudio pormenorizado de las zonas de mayor o menor soleamiento en función de la orientación, las distancias de esas particiones a las ventana, superficies interiores más soleadas, utilización sólo en particiones interiores… Es decir, aplicándolo sólo en las zonas y superficies donde se obtenga mayor eficiencia. URBAN REGENERATION

The investment cost of applying PCM into the inside partitions could be reduced by making a detailed study of the most and less sunlighted areas depending on the orientation, the distance of such partitions to the window, the sunniest interior areas, its use in the interior partitions only... that is, applying it into those areas and surfaces where the efficiency achieved is higher.

La implantación de los PCM debe valorarse no solo desde el punto de vista económico, sino también desde otros enfoques como son el propio ahorro energético, ya mencionado, o la mejora del confort interior de la vivienda.

The implementation of the PCM has to be assessed not only from the economic point of view, but also having other approaches such as the already mentioned energy saving, or the comfort improvement inside the dwelling.

Agradecimientos

Acknowledges

Los autores de este estudio Jon Terés Zubiaga y Estibaliz Pérez Iribarren, cuentan con la financiación del Gobierno Vasco, a través de una ayuda del Programa de Formación de Personal Investigador del Departamento de Educación, Universidades e Investigación (Convocatoria 2009)

The authors of this paper, Jon Terés Zubiaga and Estibaliz Pérez Iribarren, are benefiting from the financial support of the Basque Government, through the Department of Education, Universities and Research´s Personnel Research Training Program (2009).

La información aportada por SURBISA ha hecho posible este estudio.

Information provided by SURBISA has became possible this study.

Bibliografía Bibliography

7. STRITIH, U.; and NOVAK, P. Solar Heat Storage Wall for Building Ventilation. Denver, Colorado, USA ed. Pergamon, 15-21 June 1996, 1996.

1. PASUPATHY, A.; and VELRAJ, R. Effect of Double Layer Phase Change Material in Building Roof for Year Round Thermal Management. Energy and Buildings, 2008, vol. 40, no. 3. pp. 193-203. ISSN 0378-7788. 2. BAETENS, Ruben; JELLE, Bjørn Petterand GUSTAVSEN, Arild. Phase Change Materials for Building Applications: A State-of-the-Art Review. Energy and Buildings, 9, 2010, vol. 42, no. 9. pp. 13611368. ISSN 0378-7788. 3. ISMAIL, K. A. R.; and CASTRO, J. N. C. PCM Thermal Insulation in Buildings. International Journal of Energy Research CODEN IJERDN, 1997, vol. 21, no. 14. pp. 1281-1281-1296. ISSN 0363-907X.

8. AHMAD, Maha, et al. Experimental Investigation and Computer Simulation of Thermal Behaviour of Wallboards Containing a Phase Change Material. Energy and Buildings, 4, 2006, vol. 38, no. 4. pp. 357366. ISSN 0378-7788. 9. BUDDHI, D.; MISHRA, H. S.and SHARMA, Atul. Thermal Performance Studies of a Test Cell having a PCM Window in South Direction, 2003. 10. HAWES, D. W.; BANU, D.and FELDMAN, D. Latent Heat Storage in Concrete. II. Solar Energy Materials, 11, 1990, vol. 21, no. 1. pp. 61-80. ISSN 0165-1633.

4. TYAGI, Vineet Veer; and BUDDHI, D. PCM Thermal Storage in Buildings: A State of Art. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 8, 2007, vol. 11, no. 6. pp. 1146-1166. ISSN 1364-0321.

11. HAWES, D. W.; and FELDMAN, D. Absorption of Phase Change Materials in Concrete. Solar Energy Materials and Solar Cells, 7, 1992, vol. 27, no. 2. pp. 91-101. ISSN 0927-0248.

5. GHONEIM, A. A.; KLEIN, S. A.and DUFFIE, J. A. Analysis of Collector-Storage Building Walls using Phase-Change Materials. Solar Energy, 1991, vol. 47, no. 3. pp. 237-242. ISSN 0038-092X.

12. HADJIEVA, M.; STOYKOV, R.and FILIPOVA, Tz. Composite Salt-Hydrate Concrete System for Building Energy Storage. Renewable Energy, 1/2, 2000, vol. 19, no. 1-2. pp. 111-115. ISSN 0960-1481.

6. BOURDEAU, L. E. Study of Two Passive Solar Systems Containing Phase Change Materials for Thermal Storage. Hayes J; Snyder Rand editors eds., Amherst, MA, USA ed. American Solar Energy Society: , 19-Oct-1980, 1980.

13. ATHIENITIS, A. K.; and CHEN, Y. The Effect of Solar Radiation on Dynamic Thermal Performance of Floor Heating Systems. Solar Energy, 2000, vol. 69, no. 3. pp. 229-237. ISSN 0038-092X.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

método simplificado para el tratamiento de eficacias térmicas en el diseño de edificaciones lineales alargadas a simple method to treat thermal efficacies in elongated building designs Author/s: Alberto J. Fernández de Trocóniz y Revuelta, Miguel Angel Gálvez Huerta, Tomás Gil López Institution or Company: Universidad Politécnica de Madrid

Abstract We amend the so-called 3D Form Factor (FF = A/V), which is purely geometrical, in one valid for real physical bodies (e.g. Buildings), which must bea “weighted” Form Factor (FF*). We hypothesize that this is of great importance in heat transfer in buildings, especially those located in an extreme climate, and therefore is a key tool for the improvement in energy and environmental savings, and ultimately to global sustainability. Anew simple calculation method is introduced following an Identity Law, which states that for certain shapes and / or buildings,that are sufficiently long, or without significant ends (e.g. Blocks and Towers), the Form Factor of the three-dimensional body shape (FF3) is identical to the Form Factor of its bi-dimensional mean extrusion section (FF2=p/a) ;thus FF3 = FF2. The same thing also happens with the weighted ones, meaning thatFF*3 = FF*2.With this dimensional reduction from 3D to 2D, many problems of analysis and design are extremely easy, in building and urbanism (as well as in general morphology). The main practical consequence that follows, is that applied to achieve a greater energy efficiency (of thermal transfer) for designs of elongated building blocks and towers, there is no need to consider the 3D envelopes, but just to ensure the goodness of the cross sections (in the tower is the plant), trying to obtain those flat shapes thatare more compact and large with the best insulated perimeter;the absolute volume is not relevant. This can be of great importance for building and town planning, assuring better “preliminary” thermal transmission quality by optimizing the heights and widths of the sections at the very first steps in projects, in urban planning, ordinances, etc. Moreover, edificatory bodies can thus freely adapt to what is most appropriate in relation to other aspects: orientation, sun exposure, lighting, etc.To these effects, a glimpse is just given of bi-dimensional thermo-morphological models. URBAN REGENERATION

Un parámetro de comparación: el factor de forma ponderado

A comparison parameter: the weigthed form factor

El calor que se transmite al exterior a través de las paredes de la envolvente de los edificios es una parte importante del consumo de energía (y la contaminación correspondiente), que tienen lugar durante todo el lapso de su vida útil. La cantidad de este calor depende (además de las diferencias de temperatura exterior-interior) de las características morfológicas debidas a dos factores: a) el grado de aislamiento (que se refleja por las transmitancias térmicas), y b) su configuración geométrica expresada en la relación del área al el volumen, lo que es generalmente conocido (en España) como el Factor de Forma (FF = A/V); su inversa es una medida de la Compacidad de la geometría adoptada por el cuerpo [1].

The heat transmitted to the outside through the walls of the buildings envelopes is an important part of the energy consumption (and corresponding contamination), that take place throughout the span of their lifetime. The amount of this heat (besides the external-internal temperature differences) depends on the morphological characteristics of the envelope due to two factors:a) his insulating capabilities (reflected in thermal transmittances); andb) his geometric configuration expressed in the ratio of the envelope area to volume, what is usually known (in Spain) as the Form Factor (FF =A/V); its inverse being a measure of the compactness of the geometry adopted by the body [1].

Estas dos propiedades han sido generalmente tratadas por separado [2], y aunque ambos tienen la misma importancia, en la actualidad la práctica profesional e incluso algunas de las normas oficiales [3], parecen olvidar el aspecto geométrico. Aquí, con el fin de recuperar la imagen completa, se propone un nuevo parámetro que integra los dos en uno solo, es un Factor de Forma Ponderado (FF* = A*/V), donde las transmitancias multiplican las distintas áreas de envolvente (A*); en el denominador, el volumen sigue siendo el mismo[4].

These two properties have been usually treated separately; focusing either on one or the other [2], and although both have an equal importance, nowadays the professional practise and even some official standards [3] , seem to forget the second geometric one. Here, in order to regain the full picture, we propose a new parameter that can integrate the two into a single one; it is a Weighted Form Factor (FF* =A*/V); where the transmittance coefficients multiply the various areas of the envelope (A*); in the denominator, the volume remains the same [4].

Ahora, con el fin de permitir la comparación inicial sobre bases homogéneas para la eficacia de transmitancia en alternativas de diseños de edificios, o en el análisis preliminar de las realizaciones, este simple parámetro cuantitativo puede facilitar enormemente la tarea (de hecho, hay precedente de un factor similar usado hace tiempo por la normativa francesa [5]).

Now, in order to allow initial comparisons on homogeneous basis for transmittance effectiveness of alternatives of building designs, or in the preliminary analysis of realisations, this simple quantitative parameter can greatly facilitate the task (in fact a precedent of a similar factor was considered long time ago in the Frenchstandards [5]).

Se puede demostrar que el FF*, cumple con este requisito, ya que es idéntico alcalor unitario y específico por transmisión; es decir por unidad de diferencias de temperatura (a fin de hacer nuestra herramienta independiente de las mismas), y por unidad devolumen (para que sea independiente del tamaño total de los edificios)1. El razonamiento completo puede verse en otro

It can be shown that the FF*, fulfils this demand, because it is identical to the unitary & specific heat transmission of the body i.e.: taken for the unit of temperature differences (so as to make our tool independent of those), and for the unit of volume enclosed (so as to make it independent of the total sizes of buildings)1. The full reasoning can be seen elsewhere [3]. The expression for this

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

lugar [3]. La expresión de esteflujo unitario y específico de calor Que (W/ºK m3), resulta pues de dividir el flujo total de transmitancia, por la diferencia de temperaturas, y por el volumen encerrado V, y si A * representa la superficie ponderada, resulta:

unitary & specific flow of heat Que (W/ºK m3), obtained by dividing the total transmittance flow,bothper differences of temperature, and per volume enclosed, and if A* represents the mean pondered envelope surface area, and V the enclosed volume, is:

Que = A*/V = FF3*

(1.1)

Lo que resume nuestro argumento (notar que el proceso se realiza en el espacio 3D).

Which summarizes our point (note that the process is done in the 3D space).

Es importante señalar para futuros argumentos, que se puede seguir un procedimiento totalmente similar en dos dimensiones espaciales en lugar de las tres consideradas;

It is important for the next arguments to come in this paper, to remark that we can follow a totally similar procedure, reasoning in two spatial dimensions instead of the three considered.

Así que si para un edificio alargado contemplamos una sección de extrusión típica de perímetro p (m), que encierra un área a (m2), podemos obtener la correspondiente expresión en 2D (1.2) para el Flujo de Calor Unitario y Específico que (W/m2ºK) en dicha sección, independiente de las diferencias de temperatura y del tamaño total que puedan tenerenlosdiferentes edificios a comparar):

So if for a long-spread building we contemplate a typical section of perimeter p (m), that encloses an interior area a (m2), we can obtain the appropriate expression (1.2) for the unitary & specific 2D flow of heat que (W/ºK m2); that is per unit of temperature difference inside-outside (so as to make the analysis independent of temperature differences), and per unit of area enclosed (so as to make the analysis independent of the total sizes of building sections):

que = p*/a = FF3*

(1.2)

La formulación es paralela a la anterior; aquí aparece un perímetro ponderado p*, que es la suma total de los diferentes lados, multiplicando cada una de sus longitudes lj (m), por su calidad térmica asignada en términos de coeficientes de transmitancia lineal uj (W/ºKm por cada metro lineal de extrusión), y dividiendo por el área de la sección encerrada, por lo que es la expresión en 2D de un Factor de FormaPonderado Plano FF2* (W/ºKm2 por cada metro lineal de extrusión). Para nombrar este concepto que hemos usado la analogía con la tradicional fórmula puramente geométrica de Factor Forma Plano: FF2 = p / a (es decir, la “Relación del Perímetro al Área de la Sección”). Ahora bien, para ciertos tipos de edificios,se da una relación importante entre FF3 y FF2 que se considerará en el siguiente punto.

The formulation is parallel to the previous one; in it a Weighted Perimeter p*, has appeared, which is the total sum of the different sides, multiplying each of its lengths lj (m), by its assigned thermal quality in terms of linear transmittance coefficients uj (W/ºK m for each linear meter of extrusion), and dividing by the area of the enclosed section; thus it is the expression of a 2D Weighted Plane Form Factor FF2* (W/ºK m2 for each linear meter of extrusion).For naming this concept we have drawn the analogy to the traditional purely geometrical plane Form Factor: FF2= p/a (i.e. to the “Perimeter to Section Area Ratio”). For certain types of buildings there is an important relation between FF3 and FF2 that will be considered in the next point.

Una ley de identidad para los edificios largos: FF3* = FF2*

An identity law for long buildings: FF3* = FF2*

La Ley de Identidadse deriva de un teorema geométrico de nueva formulación, que

The law derives from a newly formulated geometrical theorem, which states that

URBAN REGENERATION

que = p*/a = FF3*

(1.2)

establece que para cualquier entidad geométrica que: a) se pueda considerar generada por extrusión de una “sección generatriz” a lo largo de una “línea directriz”, y b) carezca de extremos geométricos debido a que la sección varía continuamente, y que la directriz se cierra sobre sí misma, es decir, de lo que puede designarse como una Forma Anextrémica de Extrusión, el Factor de Forma de toda la entidad tridimensional es idéntico al Factor de Forma en dos dimensiones de esa sección representativa de la extrusión; es decir FF3 = FF2. Como se puede colegir, este hecho puede simplificar enormemente el análisis, al permitirpasar de consideraciones en 3D a 2D, lo que vamos a ver más adelante. La prueba completa matemática del teorema para los casos más generales y particulares, (así como una exposición completa de los argumentos de este trabajo), se puede ver en otro lugar [6]; aquí el hecho central puede comprenderse fácilmente de la siguiente manera: como FF3=A/V, y para el tipo de entidades involucradas, esos términos pueden ser expresados como A = p x L y V = a x L (donde p es el perímetro, a el área de la sección, y L la longitud total de la línea directriz), entonces tenemos FF3 =A/V = (p x L)/ (a x L)= p/a= FF2. (2.1) Hasta este momento, todo lo expuesto, ha sido sólo sobre la importante identidad FF3 = FF2 , que es un puro hecho geométrico, y por tanto, aplicable a una cantidad muy grande de casos morfológicos en general: todos los que pueden ser representados por modelos geométricos anulares (que en nuestro campo de intereses, seríanpor ej. los adecuados para representar una manzana edificatoria con patio interior). Ahora surge la pregunta de si algo similar ocurrirá en modelos que incluyan también propiedades físicas (como el aislamiento térmico), es decir si FF3* = FF2* pudiera ser cierto. Se puede decir inmediatamente que así va a ser, dada la dependencia lineal (en este caso a través de los coeficientes de transmitancia), de los Factores de Forma 64

for any geometric entity that: a) can be considered generated geometrically by extruding a “generating section” along a “guideline”; and b) lacks any geometrical extremes because both the section varies continuously, and the guideline closes over itself; that is, for what can be denoted as an Anextremic Extrusion Form, then the Form Factor of the entire Three-dimensional entity is identical to the Form Factor of the Twodimensional representative section of the extrusion; i.e. FF3 = FF2. As can be noticed immediately, this fact can simplify enormously the analysis from 3D to 2D considerations as we are going to see later. The complete mathematical proof of the theorem for the most general and particular cases, (as well as a complete exposition of the arguments of this paper), can be seen elsewhere [6]; here we can initially grasp the fact easily as follows: as FF3 =A/V, and that for the type of entities involved, the terms can be expressed as A = p x L, and V = a x L (where p is the perimeter, a the section area, and L the total length of the guideline), then we have FF3 =A/V = (p x L)/ (a x L)= p/a= FF2. (2.1) To this point in this paragraph, all that has been just exposed about the important identity FF3 = FF2 constitutes pure geometrical facts; and thus it is applicable to a very big amount of general morphological cases: all those that can be represented by such geometric looped models (in our particular case the model is adequate to represent a continuous array of building blocks around an inside court). Now the question arises if something similar can take place for models that include also physical properties (such as thermal insulation); i.e. if FF3* = FF2* may be also true. It can be said immediately that that is going to be the case given the linear dependence (here through the transmittance coefficients), of the weighted Form Factors FF3* and FF2*, to the respective purely geometrical ones FF3 and FF2.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Ponderada FF3* y FF2*, con los respectivos puramente geométricos FF3 y FF2. En base a estas consideraciones podemos extender los razonamientos para proponer un modelo más realista válido para una mayor cantidad de casos, incluidos cuerpos y edificios de extrusión alargados (tales como bloques suficientemente largos o torres), que presentan extremos, ya sea en las terminaciones, o en medianeras intermedias (debido a los cambios discontinuos en la sección), o en ambos casos. Son lo que se puede describir como Modelos Edificatorios de Extrusión Cuasi-Anextrémica, representados genéricamente enla fig.1.

Based on these considerations we can extend the reasoning to depict a more realistic model for a bigger amount of instances including long extrusion bodies and buildings (such as sufficiently long blocks or towers), that exhibit extremes, either at the tip ends, or at intermediate points (because of discontinuous changes in section), or for both reasons. They are what can be described as models of Quasi-Anextremic Extrusion Building Blocks, as generically shown in fig.1. The Identity Law FF3* = FF2* can then be proved to be valid for them in an approximate way, the more exact, the less amount of thermal area at the extremes. Fig. 01. Modelo Edificatorio de Extrusion Cuasi-Anextrémica. Quasi-Anextremic Extrusion Model of a Building Block

La Ley de Identidad FF3* = FF2* puede demostrarse que es válida para ellos de una manera aproximada, tanto más exacta cuanto menor cantidad de superficie térmica en los extremos. Esta clase de cuerpos pueden tener un número “n” de secciones generatrices extruidas a lo largo de tramos de líneas directrices horizontales2, cerrando un anillo o no, por lo que en el caso más general, además de las superficies de la envolvente perimetral, puede haber un número de extremos que también estén expuestos a las temperaturas exteriores. Por otra parte, A*, el área total ponderada de la envolvente se puede considerar como la suma de las n áreas ponderadas para laparte de extrusión, además de las de las

URBAN REGENERATION

This class of body forms can have a number “n” of generating cross sections extruded along joined stretches of horizontal guidelines2, closing a loop or not; thus in the most general case, besides the surfaces of the perimetral envelope, there can be a number of end tips that are also exposed to the exterior temperatures. On the other hand, A*, the total weighted area of the envelope can be considered as the sum of the n-weighted areas for the extrusion parts, plus those for the extreme tips; i.e. A* = A*Extrusion + A*Extremes,thus dividing by the volume we have: FF3* = A*/ V = (A*Extrusion/ V) + (A*Extremes/ V), and applying the identity theorem: FF3* = FF2* + (A*Extremes/ V )

(2.2)

medianeras extremas; es decir: A* = A*Extrusión + A*Extremos , dividiendo por el volumen tendríamos: FF3* = A*/ V = (A* Extrusión/V) + (A* Extremos/V), y aplicando el teorema de identidad: FF3* = FF2* + (A* Extremos/ V )

(2.2)

Los dos primeros términos que aparecen en la ecuación (2.2) son los Factores de Forma ponderada 3D y 2D para la parte extruida de la envolvente; el último factor es la relación entre el área ponderada de las medianeras al descubierto y el volumen total. Si esta cantidad es lo suficientemente baja (menos aprox. del 10% de los FF), se pueden confiadamente aplicar a los Edificios de Extrusión Cuasi-Anextrémica el teorema de identidad y sus consecuencias prácticas, algunas de las cuales se considerarán más adelante. Es de notar que tal cantidad puede ser baja, no solo sólo por razones geométricas, sino también (como el modelo incluye ahora propiedades materiales), por un aumento del aislamiento en los extremos expuestos. La Ley de Identidad FF3* = FF2* resulta entonces aplicable en la práctica a una extensa cantidad detipologías edificatorias; de hecho a todas aquellas que puedan serpreliminarmente modeladas como bloques o torres de extrusión, sin, o con muy pocos, extremos, tanto geométricamente, y/oestar bien aisladas en ellos; lo que ha sido definido como Extrusión Pura o CuasiAnextrémica, y que en adelante en aras de la simplicidad, serán denominadas como Modelos Edificatorios de Extrusión Anextrémica. Una representación sinóptica de algunas de sus variantes formales se representanenlasiguiente fig.2.

The first two terms appearing in the equation (2.2) are the 3D and 2D Weighted Form Factors for the extruded part of the envelope; the last factor is the ratio between the weighted area for the end tips and the total volume. If this quantity is sufficiently low (less than approx. 10% of the FF*), we can safely apply to the Quasi-Anextremic Extrusion Building Block the identity theorem and its practical consequences, some of which are to be considered later. It is to be remarked that the amount can be low, not just only because of geometrical reasons, but also (as the model now includes material properties), because of an increased insulation at the exposed extremes of the envelope. The Identity Law FF3* = FF2* is thus applicable in practise to an extended amount of building typologies; in fact to all those that can be preliminarily modelled as extrusion blocks or tower arrays with no, or very little end tips, either geometrically, or/and well insulated at those parts;those are what have been defined as Pure or Quasi-Anextremic Extrusions, and from now on, for the sake of simplicity, just to be named Anextremic Extrusion Building Models. A synoptic depict of some of their shape variants are represented in the next fig. 2. For all these models, a lot of physical problems (those that depend on the relevance of the envelope to the whole, as the transmittance phenomena is), can be easily treated in 2D, instead of the conventional approach usually done in 3D.

Fig. 02. Modelos Edificatorios de Extrusión Anextrémica para Bloques y Torre. Anextremic Extrusion Models of Building Blocks & Tower 66

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

En todos estos modelos, una gran cantidad deproblemas físicos (aquellos que dependen de la relevanciade la envolventeen el conjunto, tal como los fenómenos de transmitancia), pueden ser fácilmentetratadosen 2D, en vez deconel modo usual convencional en 3D.

Implicaciones prácticasdela reducción de 3D a 2D La aplicación de las ideas teóricas anteriores permite desarrollar gradualmenteun procedimiento desde la intuición inmediata a una completa cuantificación; así establecemos: 1. Un enfoque conceptual, llamadoaquí Criterio de Reducción, que sirve como exploración intuitiva de la facilidad y la potencia que representa para el arquitecto la posibilidad de juzgar y comparar (térmicamente) de manera preliminar, soluciones edificatorias en dos dimensiones en lugar de tres. A su vez, puede ser cuantitativamente precisado en 2. Un método operativo simple para el diseño y el análisis (térmico) de los edificios; aquí se le llama el Método de las Secciones, y que a su vez, en última instancia, puede resultar en una herramienta computacional más poderosa mediante el desarrollo de 3. Una serie de modelizaciones morfológicas en 2D para el cálculo inicial de varios tipos de eficiencias en la edificación de diferentes secciones, y así contrastar algunas de las opciones y variantes que se ofrecen al diseñador. Centrándose aquí en las cuestiones térmicas, se ha construido un ejemplo de un Modelo Morfo-térmico 2D simplificado para evaluar y comparar la eficacia preliminar de la transmisión de calor entre el edificio proyectado y su entorno. Aquí sólo es posible exponer una brevísima visión del trabajo original completo [6]. Criterio de reducción Este enfoque puede llegar a ser como una “segunda naturaleza“, para juzgar a “primera vista”, las propiedades de ciertos edificios anextrémicos. Se puede sintetizar de la manera siguiente: Para Edificios de Extrusión Anextrémica su sección representativa media URBAN REGENERATION

Practical implications of the reduction of 3D to 2D Application of the foregoing theoretical ideas provides a way to gradually develop a practical procedure that goes from immediate intuition to full quantification, thus we can set forth: 1. A conceptual approach, here called Reduction Criteria, which will serve as an intuitive exploration of the ease and power that represents for the architect the possibility to preliminary judge and compare (thermal) building solutions in two dimensions instead of three. That in turn can be quantitatively precised in 2. A simple operational method for the (thermal) design and analysis of buildings; here called the Method of the Sections, which in turn can ultimately result in a more powerful computational tool by developing 3. A series of manipulative 2D morphological modelling for the initial calculation of various types of efficiencies for different building sections, and thus to contrast some of the options and variations offered to the designer. As we are focusing here on thermal questions, we have built an example of a simplified 2D Morpho-Thermal Model to asses & compare preliminary energy efficiencies, for the transmission of heat between the projected building and its environment. Here it is only possible to expose a glimpse of the full original work [6]. Reduction criteria Such an approach can become to us like a “second nature”, when judging a “first sight”, the properties of certain anextremic buildings. It can be expressed synthetically as follows: For Anextremic Extrusion Buildings their mean representative section is also representative of the (thermal) effectiveness of the whole; and in that respect the biggest, more compact and insulated section the better. This concept is illustrated intuitively trough a few commented images Figs. 3 to 6). In fig.3, the complexities of the envelope can be reduced to one “mean” section to initially

Fig. 03. Manzana Residencial. Square Residential Building Block.

Fig. 05. Plan Urbanístico con Bloques Diversos Mixed Building Blocks in Urban Planing

Fig. 04. Bloque Lineal Administrativo. Linear Office Building Block.

Fig. 06. Plan Urbanístico con Torres Diversas. Planing of Mixed Tower Blocks

también representa la eficacia (térmica) de la totalidad, y así la sección cuanto más grande, más compacta y aislada, es mejor. Este concepto se ilustra de manera intuitiva a través de una pocas imágenes comentadas (figs. 3 a 6).

assess the thermal adequacy of the whole, and/or to compare to other realisations.

En la fig. 3, las complejidades de la envolvente se pueden reducir a una “sección media” para evaluar inicialmente la adecuación térmica del conjunto, y/o para compararlo con otras realizaciones. En la fig. 4, es evidente la geometría de la sección generatriz de la extrusión en tamaño y en forma, que junto con el aislamiento, es responsable de la eficacia térmica del edificio (si los extremos son relativamente poco importantes respecto al conjunto). En la fig. 5, del modelo del plan urbanístico de Cerdá para Barcelona el rendimiento térmico del conjunto se puede evaluar en base a sólo un “estándar “ de sección de bloques, que es común a todas las propuestas (en plantas “I”, “O”, “U”, “V” ó “L”) .

In fig. 4, is apparent the geometry of the generating section of the extrusion in size & shape, that with insulation, is responsiblefor the thermal efficacy of the whole building (if end tips are relatively unimportant to the total envelope). Fig. 5 is a model of Cerda´s urban plan for Barcelona; the thermal efficiency of the ensemble can be assessed just by one “standard” section which is common to all the proposed (“I”, “O”, “U”, “V” or “L” shaped plan) blocks. In fig. 6, the thermal efficacy of each tower is that of its characteristic horizontal plan; heights and volumes are not relevant (of course we are talking about initial evaluations). Method of the sections A quantification procedure can summarized in the following steps:

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

En la fig. 6, la eficacia térmica de cada torre es la de su planta característica; alturas y volúmenes no son relevantes (por supuesto estamos hablando para las evaluaciones iniciales). Métodode las secciones El procedimiento de cuantificación se puede resumir en los siguientes pasos: 1. Examinar el edificio para ver si cumple la condición de ser Extrusión Anextrémica, que es el requisito previo para la aplicabilidad del método. 2. Tener en cuenta laposible sección generatriz en vez de todo el edificio. Eso puede ser la parte más laboriosa, ya que tiene que representar la media de formas, tamaños y aislamientos. 3. Diseñar la(s) sección(es), para mejorar su morfología y optimizar su calidad constructiva. En este sentido, lo mejor (para la eficacia térmica-transmisión), es la de menorFactor de Forma Plano Ponderado FF2* (es decir, la más compacta y más grande, afectada por los menores coeficientes de transmitancia). 4. Utilizar los resultados obtenidos en la sección para térmicamente juzgar, analizar y/o diseñar todo el edificio. Modelo morfotérmico 2D En base a los pasos anteriores, y puesto que tenemos que tratar sólo en el plano, se puede establecer fácilmente un procedimiento de modelado simple para una variedad de estudios morfo-energéticos. Nos centramos sobre los problemas de la evaluación (preliminar) de las eficacias de transmisión de algunas secciones edificatorias estándar, sabiendo que los resultados obtenidos para los casos bidimensionales, son totalmente equivalentes a las que se pueden derivar de un análisis similar (mucho más laborioso), hecho en tres dimensiones. También es posible completar la imagen térmica, incluyendo el efecto de la ventilación (por el momento aquí no se considera la radiación de onda larga o corta, aunque el modelo está siendo gradualmente perfeccionado). Se ilustra aquí para bloques, pero no para torres. URBAN REGENERATION

1. Examine the building to see if it fits the condition of an Anextremic Extrusion, which is the prerequisite for the applicability of the method. 2. Consider the possible generating section(s) instead of the entire building. That can be the most laborious part, as it has to be an approximate representative mean for shapes & sizes & insulations. 3. Work on the section(s), designing, improving, and optimizing its morphology and constructive quality. In this sense, the best one for the most thermal-transmittance effectiveness), is that with the smaller Weighted Plane Form Factor FF2* (i.e.the more compact & bigger, and affected by the lowest transmittance coefficients). 4. Use the results obtained on the section to thermally judge, analyse, and /or design the entire building. Morphothermal 2D model Based on the foregoing steps, and since we have to deal only in the plane, a modelling procedure can be easily established for a variety of morpho-energetic studies. We of course focus on the problems of evaluating (in a preliminary way) the efficacies of transmission for some standard building sections, knowing that the results obtained for the two-dimensional cases, are entirely equivalent to those that can be derived from a similar analysis done (much more laboriously), in three-dimensions. It is also possible to complete the thermal picture including the effect of ventilation (but for the momentneither long or short wave radiation is considered, although the model is being perfected gradually). It is illustrated here for blocks, but not for towers. Due to content limitations we can only briefly show its aspect based in a couple of images (figs. 7, 8); for a full description and results, see [6]. Fig.7 shows some of them: Seated on the ground, Exempt (pilotis), with a Pitched Roof, with Extra Façade, forming a Glazed Atrium, and with Standard Ventilation. As for the input factors, the common and most important ones are of course width

Por las limitaciones de esta comunicación, sólo se muestra brevemente su aspecto basándose en un par de imágenes (figs. 7, 8); para una completa descripción y resultados, ver [6].

& height and the amount of insulation; we also parameterize various others to fit each particular case. As output results, numbers and graphs for the efficacies in relation

Fig. 7. Secciones Típicas de Bloques tratados por el Modelo. Typical Sections of Building Blocks treated by the Model

La fig. 7, representa algunas de sus secciones: Asentado en el Terreno, Exentos (pilotes), con Cubierta Inclinada, con Fachada Extra, formando un Atrio Acristalado, y con Estándares de Ventilación. En cuanto a los factores clave, los más comunes y más importantes son la anchura y altura, y por supuesto el grado de aislamiento, también se parametrizan varios otros para reflejar cada caso particular. Como resultados se obtienen, números y gráficas de la eficaciaen relación a los parámetros; aquí se representa tan sólo un ejemplo en la fig. 8. En la fig. 8, los gráficos de eficacias térmicas muestran diferencias importantes con las variaciones de anchura y altura, y aquí en particular, la gran influencia de la tasa de ventilación.

Conclusiones Con el Factor de Forma Termo-ponderado (3D), o Relación de Área Ponderada a Volumen, se recupera un parámetro importante de diseño energético para la edificación.Además se demuestra la posibilidad de realizar su cálculo más fácilmente en 2D para un gran número de tipologías (las alargadas: bloques y torres). En ellas la sección de la 70

to parameters are obtained; here just an example is represented in fig. 8. In fig. 8, the graphics of thermal efficacies show important differences for width & height variations; and here in particular, the big influence of the rate of ventilation.

Conclusions The Weighted Envelope Area to Volume Ratio or (3D) Weighted Form Factor, recovers an important energy design parameter for building; much more so when its calculation can be done easily in 2D for many typologies (i.e.elongated buildings blocks and towers). For those, the section of the extrusion trough itsWeighted Perimeter to Section Ratio or (2D )Weighted Form Factor, is agood initial indicatorfor the heat transmission (and in this respect, the plan and bulk volume are not an issue). This can promote sustainable design just from the first (urbanistic) stages,whereonce theadequate thermal section is established, it is easyto adapt the plan and volume layouts of the long building arrays, to what is more appropriate in relation to other important aspects to consider: street guidelines, sunlight & wind orientation, natural lighting, etc.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig. 8. Ejemplo de un Resultado Gráfico del Modelo. Example of a Graphical Output from the Model.

extrusión, a través de su Factor de Forma Ponderado (2D), o Relación del Perímetro Ponderado al Área de la Sección, resulta un buen indicador inicialde la transmisión calorífica (no siendo relevantes la planta y el volumen). Esto puede propiciar desde las primeras etapas (urbanísticas) un diseño sostenible, donde una vez establecida la sección térmicamente adecuada, es más fácil la adaptación en planta, y volumen a lo que sea apropiado en relación con otros aspectos importantes a considerar: las tramas viarias, las orientaciones solar y del viento, la iluminación natural, etc.

URBAN REGENERATION

Referencias

References

1. Es como comparar no ya el consumo de combustible absoluto de un autobús (grande) con un coche (pequeño), sino en relación con los kilómetros hechos y los pasajeros transportados, lo que invierte los valores.

1. It is like comparing not the absolute fuel consumption of a bus (big) with a car (small), but in relation to the kilometres done and the passengers carried, which reverses the values.

2. Tenga en cuenta que, aunque estamos limitando nuestro ejemplo de la tipología de bloque,el razonamiento puede aplicarse también a las torres, donde la sección generatriz es la planta que se extruyeen altura sobre directriz vertical.

2. Please note that although we are limiting our illustration to the “spread” block typology, the reasoning can also be applied to towers, where the generating section is the horizontal plan that is extruded in height throughout a vertical guideline.

Bibliografía Bibliography R.L. KNOWLES, Energy and Form, pp. 66-70, The MIT Press, Cambridge Mass.,1974. [1]

[2] B. GIVONI, ManClimate and Architecture,pp. 319-335,Applied Science Publish., London,1976. [3] AAVV., Código Técnico de la Edificación, Ministerio de la Vivienda, Madrid, 2006.

A.J.FERNÁNDEZ DE TROCÓNIZ, Factores de Forma Ponderados, Actas 1º Congreso Internacional de Arquitectura Sostenible, Valladolid, 2009. [4]

[5] R.E.E.F. 58 Centre Scientifique et Technique du Batiment, Paris,1958.

A.J. FERNÁNDEZ DE TROCÓNIZ, Implicaciones Energéticas de la Tipología de Manzana, Tesis DoctoralUniversidad Politécnica de Madrid, 2010. [6]

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

rEactúa: concienciación energética y participación del usuario en procesos de rehabilitación de edificios de viviendas rEactúa: raising energy awareness and user participation in housing rehabilitation Author/s: Esperanza Moreno Cruz, Eva Morales Soler, Daniel Jiménez González, Carlos Arroyo Pérez, Rubén Alonso Mallén Institution or Company: Asociación casamasomenos

Abstract rEactúa is a participatory strategy to achieve energy awareness in the process of rehabilitation of collective housing under energy efficiency criteria. rEactúa’s main goal is the reduction of energy consumption in collective housing buildings. In general, strategies for saving energy in homes have two approaches: one from a technical point of view (the rehabilitation of the building’s skin and its systems), and another from a social perspective (changes in the energy consumption habits within the homes). This project considers is that in order to achieve the maximum potential of savings, the integration of both approaches is necessary. In order to accomplish this, both professionals in technical and social fields need to work together in a participatory process, in which households play the main part. What is interesting about joining up these two approaches is that both processes can influence and enhance each other. The rehabilitation process must be aware the households’ social and cultural realities, while the energy awareness participatory process must incorporate, adapt and be able to communicate the technical analysis of the building’s energy behaviour. rEactúa’s work consists in planning the participatory process in such a way that it takes places simultaneously and coordinated with the energy rehabilitation process of a collective housing building, coinciding with the period in which households are more aware and open to change. This project is understood as a large scale collective laboratory practice in which a building is rehabilitated and the neighbours are “rehabituated”. URBAN REGENERATION

Introducción

Introduction

El objetivo principal de rEactúa es conseguir la reducción del consumo energético de los edificios de vivienda, por lo que se ha realizado un análisis de los diferentes tipos de estrategias que se vienen aplicando para conseguir este objetivo.

rEactúa’s main goal is the reduction of energy consumption in collective housing buildings. Different types of strategies that have been implemented to achieve this have been analysed.

El análisis nos muestra que principalmente existen dos tipos de enfoques: por un lado, las estrategias basadas en la mejora técnica de los edificios, consistente en rehabilitarlos con criterios de eficiencia energética (mejorando la envolvente y los sistemas) y por otro, las estrategias orientadas a conseguir cambios en los hábitos de consumo energético de l@s usuari@s. El trabajo de rEactúa consiste en la planificación de un proceso participativo de concienciación energética, de forma que se desarrolle sincronizada y simultáneamente a un proceso de rehabilitación energética de un edificio de vivienda colectiva, es decir, lo que se plantea es la unión de los dos tipos de estrategias identificadas. El interés de esto se basa precisamente en que ambos procesos no discurran en paralelo sin contaminarse, sino en que se puedan influenciar y enriquecer mutuamente: el proceso de rehabilitación debe incorporar la realidad social y cultural de l@s vecin@s, a la vez que el proceso participativo de concienciación energética debe incorporar, adaptar y comunicar el análisis técnico del comportamiento energético del edificio. La aplicación de la estrategia propuesta supondría la redacción de un protocolo de actuación participado. Este protocolo de actuación se ajustaría a las necesidades de cada caso porque dependería de los propios intereses y demandas de l@s vecin@s. Para que esto sea posible es necesario que tanto profesionales técnicos como profesionales sociales trabajen juntos en el proceso participativo, donde l@s vecin@s sean l@s protagonistas. La principal razón por la que se propone la integración de ambos enfoques -el técnico y el social- en una única estrategia es porque se ha observado que las estrategias basadas

The analysis shows us that there are mainly two approaches: on the one hand, strategies based on technical improvements of the buildings, consisting in their rehabilitation using energy efficiency criteria (improving the building’s skin and its systems), and on the other hand, strategies focused on changing households’ energy-related behaviours. rEactúa’s work consists in planning a participatory process in such a way so that it may take place simultaneously and in coordination with the energy rehabilitation process of a collective housing building. In other words, what we propose is joining up these two identified strategies. What is interesting about this is that both processes can influence and enhance each other: the rehabilitation process must be aware the household’s social and cultural realities, while the energy awareness participatory process must incorporate, adapt and be able to communicate the technical analysis of the building’s energy behaviour. Applying the proposed strategy would mean writing a participatory action protocol. This action protocol would fit the needs of each individual case because it will depend on each community of households’ interests and demands. In order to accomplish this, both professionals in technical and social fields need to work together in the participatory process, in which households play the main part. The integration of both approaches -the technical and the social one- in a single strategy is proposed due to the observed fact that strategies based merely on technical improvements run the risk of achieving better energy efficiency without actually producing real savings. This is due to not taking into account that a better performance in energy may actually induce an increase

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

en mejoras técnicas corren el riesgo de conseguir una mejora en la eficiencia energética sin alcanzar un ahorro real, debido a no tener en cuenta que la mejora de la eficiencia puede estimular un aumento del consumo1. En general las medidas para reducir el gasto energético se centran en la tecnología para mejorar el rendimiento energético pasando por alto, en la mayoría de los casos, la importancia de la conducta humana. Sin embargo, edificios con los mismos estándares técnicos pueden tener niveles de consumo energéticos muy diferentes. Los edificios pueden ser cada vez más eficientes pero son l@s usuari@s l@s que determinan cuánto consume el edificio conforme a sus modos de habitar. Por otro lado, nuestra breve experiencia profesional nos ha enseñado que los procesos de rehabilitación son complejos y más aún cuando no hay un promotor único, sino una comunidad de propietarios que no son promotores profesionales, manejando gran cantidad de gestiones y un presupuesto que puede llegar a ser considerable. La rehabilitación puede estar abocada al fracaso debido a esta situación de enorme complejidad de gestión para una comunidad de vecin@s. rEactúa incluye la participación de l@s vecin@s como un eje fundamental, entendiendo que durante ese proceso l@s vecin@s van a ir aumentando su capacidad de autogestión, estando así mejor capacitados para afrontar la complejidad del proceso. Se consideran además, aspectos positivos:

los

siguientes

• En el momento de la rehabilitación, l@s vecin@s están más sensibles y abiert@s al cambio, puesto que es una situación que incide de manera muy directa sobre la esfera de su vida privada. El hecho de que se produzcan cambios en nuestro entorno cercano puede animarnos a provocar cambios en nosotros mismos. • La dimensión temporal de la intervención social propuesta encaja muy bien con la de los procesos de rehabilitación. Hay que tener en cuenta que para que se produzca un cambio consciente en la conducta de l@s ciudadan@s (y también de actitudes, afectos, URBAN REGENERATION

in consumption1. In general, measures attempting to reduce energy waste are focused on improving energy efficiency in technology but this perspective overlooks the importance of human behaviour. However, buildings with the same technical standards may display significantly different levels of energy consumption. Buildings can become ever more efficient, but households, through their ways of live, are the ones who determine how much energy the building consumes. On the other hand, our short professional experience has shown us that rehabilitation processes are complex, even more so when there is not a single client, but a community of residents that are not professional clients, that have to deal with a large amount of paperwork and a budget that may be quite large. Rehabilitation can be doomed to failure from the start because of the complexity of its management for a community of residents. rEactúa includes the participation of households as an essential theme, understanding that during the process, they are going to improve their self-management capacity, thus becoming better suited to face the complexity of the process. The following positive aspects are also taken into account : • At the moment of rehabilitation, households are more aware and open to change, since it is a situation that has a direct impact on their private lives. The fact that something is changing in our close environment can motivate us to change ourselves. • The temporal dimension of the proposed social intervention fits in very well with that of the rehabilitation processes. In order to achieve a conscious behavioural change among the residents (as well as a change in attitudes and sensibilities...) towards the environment, the need of time has to be taken into account. The evolution of ways of thinking, the change in values, individual behaviour or attitudes, take place throughout a long period of time, that is why they need long-term interventions.

sensibilidades...) sobre el medio ambiente, es necesario tiempo. Hay que asumir que la evolución del pensamiento, la modificación de valores, comportamientos o actitudes del individuo se producen a largo plazo, por lo que se necesitan intervenciones largas, dilatadas en el tiempo, y organizadas de forma lógica para atender a esos objetivos. • El escenario actual indica que pocos hogares van a emprender rehabilitaciones por criterios puramente energéticos. Las políticas actuales de incentivos van a propiciar, en todo caso, que los hogares que hayan previamente establecido que necesitan hacer una rehabilitación por otras razones, como la detección de patologías (generalmente en estado avanzado), la lleven a cabo además con criterios de eficiencia energética. Esto implica que las rehabilitaciones que se lleven a cabo no siempre van a ser realizadas por vecin@s que sean conscientes de su propio gasto energético y de las consecuencias sobre el medio ambiente que conlleva. Es necesario despertar la conciencia de por qué es importante el ahorro energético. • Al trabajar con comunidades de vecin@s, se desarrolla una acción colectiva que tiene mucho potencial para la concienciación energética, dado que pueden surgir dinámicas entre los vecin@s que refuercen la idea de que el ahorro se consigue entre todos. Plantear una acción colectiva ayuda a disminuir la sensación de que nuestras acciones son insignificantes.

Objetivos de rEactúa Como se ha comentado anteriormente, el objetivo principal es la reducción del gasto energético de los edificios de vivienda colectiva. Este objetivo general se pretende alcanzar a través de una serie de objetivos específicos: • Aumentar la conciencia de l@s vecin@s, como unidad familiar -vivienda y como comunidad- edificio, sobre la repercusión que tienen sus hábitos de consumo y sus modos de habitar hacia el medio ambiente.

• The current situation suggests that few households are going to undertake rehabilitation projects purely under the criteria of energy efficiency. Current financial incentive policies are going to encourage households who have already established the need to undergo a rehabilitation project for other reasons, such as damages that have been present for some time, to go ahead with it incorporating energy efficiency criteria. This means that projects that are going to be carried out aren’t always going to be executed by residents who are aware of their own energy waste and the consequences for the environment. It is necessary to raise awareness about the importance of saving energy. • By working with communities of residents, a collective action is developed that has great potential for creating energy awareness, since dynamics among the neighbours can emerge that reinforce the idea that saving can be achieved in a joint effort. To propose a collective action helps to diminish the feeling that our actions are insignificant.

rEactúa’s goals As said before, the main goal is the reduction of energy consumption in collective housing buildings. This goal is intended to be achieved through the following specific objectives: • Raise the awareness of households, as family-household unit and as communitybuilding unit, about environmental consequences of their energy consumption habits and ways of live. • Improve the residents’ knowledge about the energy performance of their own homes and buildings, before and after rehabilitation. • Get households motivated to participate in the related maintenance and management of the systems and improvements done within the building (common facilities and installations, shared spaces...) • Increase the investment’s profitability of the skin and system’s improvement by motivating their good use and maintenance

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

• Mejorar el conocimiento que l@s vecin@s tienen sobre el funcionamiento energético de su propia vivienda y de su edificio, antes y después de la rehabilitación. • Potenciar la implicación de l@s vecin@s en el mantenimiento y gestión de las instalaciones y mejoras realizadas en el edificio (instalaciones y equipamientos comunes, espacios comunitarios...) • Aumentar la rentabilidad de la inversión realizada en la mejora de la envolvente y sistemas del edificio fomentando el buen uso y mantenimiento de las mismas. • Proporción de herramientas a l@s vecin@s para la gestión del propio proceso de rehabilitación (ayudas, subvenciones, tramitaciones...) • Ayudar a la reducción de las facturas de los suministros energéticos • Fomentar a través de la participación en el proceso, la capacidad de la comunidad de organizar y autogestionar otros aspectos y necesidades colectivas sobre su entorno (edificio, barrio, ciudad...)

La metodología participativa A diferencia de los procesos de rehabilitación estándar, en rEactúa, la participación se considera un eje fundamental de la actuación. Una estrategia que persiga una transformación social no puede basarse en la mera transmisión de información, sino que debe implicar a l@s vecin@s activamente. Se trata fundamentalmente de un proceso de comunicación cuyo resultado es la generación de un conocimiento colectivo entre técnic@s y vecin@s, para lo cual el flujo de información debe darse en todas direcciones y entre todas las partes intervinientes. La participación es necesaria, por un lado, para la incorporación de la realidad social de los participantes y la herramienta fundamental para llevarlo a cabo es el diagnóstico social. El proceso participativo parte del supuesto de que todas las personas poseen una historia previa, una experiencia actual y un cuerpo de creencias

URBAN REGENERATION

• Give the residents tools for the management of the rehabilitation process (subsidies, protocols, paperwork...) • Help bringing down energy bills • Enhance the residents’ capacity, through participation in this process, to organize and self-management other collective aspects and needs of life.

Participatory methodology Unlike standard rehabilitation processes, through rEactúa, participation is considered as the fundamental driving force. A strategy for social transformation can’t be based solely on providing information; it has to actively engage households. It is mainly a communication process of which the result is the generation of collective knowledge shared by technical experts and a building’s residents. To reach this level of integration information must flow in all directions and between all intervening parties. Participation is necessary, on the one hand, to be able to incorporate the participant’s social reality. The main tool to carry this out is through social diagnosis. The participatory process works on the assumption that everyone has a previous story of their own, a current experience and a set of values (myths, stereotypes, prejudices), attitudes and practices that they take to the knowledge construction processes in which they participate, and that need to be taken into account. On the other hand, participation is necessary to bring technical analysis closer, as well as adapting it, to the understanding of households. Participatory methodology strives to contextualise what the participants learn in their everyday reality and to make sure that the information that has been transmitted is adapted to their current conditions and restrictions.

Illustration of the application of rEactúa The application of rEactúa in a standard rehabilitation process would imply the writing of a participatory action protocol. The current section tries to show how this protocol could be.

Fig. 01. Esquema del proceso participativo. Elaboración propia. 2011. Participatory process scheme. Own figure. 2011.

(mitos, estereotipos y prejuicios), actitudes y prácticas que llevan consigo a los procesos de construcción de conocimiento en los que participan, que son importantes tener en cuenta. Por otro lado, es necesaria para acercar y adaptar el análisis técnico para que sea comprendido por l@s vecin@s. La metodología participativa busca que el aprendizaje de los participantes se contextualice en su realidad cotidiana y que la información transmitida esté adaptada a sus condiciones y restricciones situacionales.

Ilustración del modo de aplicación de rEactúa La aplicación de rEactúa en un proceso de rehabilitación estándar supondría la redacción de un protocolo de actuación participado. En el presente apartado se pretende ilustrar el modo de aplicación de la estrategia, definiendo un protocolo de actuación. El esquema muestra la relación entre las etapas del proceso de rehabilitación estándar (a través del cual se realiza la transformación física) y las del proceso

The diagram shows the relation between the stages of the standard rehabilitation process (through which the physical transformation is carried out) and the stages of the participatory process (through which changes in energy-related habits take place) Stages that identify define the participatory process of awareness-raising: First contact with the residents. Introduction to the intervention. Residents are introduced to the intervention through an informative talk with two objectives: • in the first place, to inform about environmental issues, answering the question: Why should we be efficient? The goal is to increase the households’ interest towards environmental problems introducing the change of paradigm: to prove that our actions actually are important and have consequences for the environment and to prove that our actions can yield us benefits, like reductions in our energy supply bills. • in the second place, to inform about the participatory rehabilitation process providing information about the standard rehabilitation

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig. 02. Esquema ilustrativo del protocolo de actuación. Elaboración propia. 2011. Participatory action protocol scheme. Own figure. 2011

participativo (a través del cual se dan los cambios en los hábitos de consumo). Pasos que caracterizan el participativo de concienciación:

proceso

Primer contacto con los Presentación de la actuación

vecinos.

La actuación se presenta a l@s vecin@s del edificio a rehabilitar a través de una charla informativa con dos objetivos: • en primer lugar, informar sobre los problemas ambientales, respondiendo a la pregunta ¿Por qué es necesario ser eficientes? Se trata de incrementar el interés de l@s vecin@s hacia la problemática medioambiental introduciendo el cambio de paradigma: demostrar que nuestras acciones sí son importantes e influyen en el medio ambiente y demostrar que nuestras acciones pueden reportarnos beneficios, como reducciones en la factura de los suministros.

process (stages, technical professionals involved, paperwork, available subsidies...) and about the particular aspects of the participatory process ( in-formative talks, discussion groups, workshops, meetings...) Data gathering Just like data gathering is necessary for technical diagnosis, we propose a data gathering to elaborate a social diagnosis. The gathered information must provide: • data describing the domestic energy usage, energy consumption habits and timetable patterns (qualitative information) • actual domestic energy consumption data, asking for energy supply bills (quantitative information) • socioeconomic data, detection of potential stress among households, expectations and worries, affinity groups, possible resistance due to distrust, economic problems...

• en segundo lugar, informar sobre el proceso de rehabilitación participativo ofreciendo

URBAN REGENERATION

información sobre la rehabilitación estándar (fases, técnicos intervinientes, trámites, subvenciones disponibles...) y sobre los aspectos propios del proceso participativo ( charlas in-formativas, grupos de debate, talleres, asambleas...) Toma de datos Al igual que es necesaria la toma de datos para la realización de un diagnóstico técnico, se plantea una toma de datos que permita la elaboración de un diagnóstico social. La información recogida debe obtener: • datos de cómo se consume energía en las viviendas, patrones en los hábitos de consumo y horarios (información cualitativa del gasto) • datos del consumo real de las viviendas, solicitando datos de facturación de los suministros energéticos (información cuantitativa del gasto) • datos de tipo socio-económico, identificando posibles tensiones entre l@s vecin@s, expectativas y preocupaciones, grupos de afinidad, resistencias por desconfianza, problemas económicos... ¿Cómo se comporta energéticamente?

nuestro

edificio

El objetivo de esta fase es mostrar a l@s vecin@s el comportamiento actual (real) de su edificio. En este momento del proceso ya se posee información técnica de cómo se comporta el edificio energéticamente y de cómo está constituida la comunidad de vecin@s socio-económicamente. Se trata de usar el análisis de los datos técnicos para mostrárselos a l@s vecin@s, de forma que tras un proceso de adecuación de la información técnica a un lenguaje menos técnico, en base a las conclusiones del análisis social, l@s vecin@s sean capaces de comprender cómo funciona su edificio energéticamente, llamando especialmente la atención sobre las características constructivas del edificio y los efectos de sus propios patrones de consumo. Se intenta así, visualizar lo “invisible”, es decir, la energía que consumimos.

How is our building´s energy performance? The aim of this stage is to show the residents the actual energy performance of their building. At this moment of the process we already have technical information about the building’s energy performance and the socio-economic profile of the community of households. It is about using the analysis of the technical data to show the results to the households, in a way that, after an adaptation process of the technical information to a less technical language, based on the social diagnosis conclusions, households are able to understand the energy performance of their own building, by especially calling attention to the constructive characteristics of the building and the consequences of their own consumption patterns. Thus it is intended to visualize the “invisible”, in other words, the energy we consume. How would our building´s energy performance be after the rehabilitation process? The aim of this stage is to show households the attainable improvement of the building’s energy performance on account of improvements in the active and passive systems, as well as changes in energyrelated habits. Once again, it is necessary to adapt the technical information to make it understandable and visible. The proposed improvements’ presentation should include financial and environmental costs. The given information should ease the decision making referring which measure to take, most importantly, the ones that need the consensus of the community. Information about potential improvements due to changes in energy-related consumption habits should help foster these changes to really happen. What can we do to reduce the energy use? In this phase, potential ways to reduce the energy use through changes in energyrelated behaviours are studied with the households in the context of their own building and dwelling. Information about practical actions that can help saving energy is given, raising awareness of our daily routines and their relationship with the

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

¿Cómo se comportaría nuestro edificio energéticamente después de las mejoras? El objetivo de esta fase es mostrar a l@s vecin@s la mejora del comportamiento energético del edificio alcanzable tanto por las mejoras en sistemas pasivos y activos, como por las consecuencias de cambios en los hábitos de consumo, por lo que de nuevo sería necesaria la adecuación de la información técnica para hacerla comprensible y “visualizable”. La presentación de las mejoras propuestas incluirá el coste y el impacto previsto. Esta información proporcionada debe facilitar a l@s vecin@s la toma de decisiones respecto a qué medidas adoptar, sobre todo, respecto a las que necesiten el consenso de la comunidad. La información sobre posibles mejoras como consecuencia de cambios en los hábitos de consumo es información de apoyo y refuerzo para posibilitar que esos cambios realmente se produzcan. ¿Qué podemos hacer para reducir el gasto energético? En esta fase se estudia con l@s vecin@s las posibles formas de reducir el consumo energético a través del cambio de hábitos en el contexto de su propio edificio y vivienda. Se informa sobre acciones prácticas que puedan ayudar al ahorro, despertando la conciencia sobre nuestras rutinas diarias y su relación con el gasto energético. La información transmitida estará contextualizada a l@s vecin@s en su entorno, adaptando las recomendaciones a las condiciones y restricciones situacionales: su edificio y su propia vivienda. Se trataría de una información eminentemente práctica y personalizada, a escala de edificio y a escala de vivienda, en función de: la situación del edificio (geográfica, climática...), sus características constructivas, los sistemas (equipos e instalaciones), la situación de su vivienda dentro del edificio (orientación, altura - planta -, radiaciones, sombras, medianeras...), su tamaño, tipología (número de dormitorios, espacio único...), l@s usuari@s (número, edad, modos de habitar...) Fijación de las medidas a tomar

URBAN REGENERATION

energy consumption. The given information will be contextualized to the households and their environment and the advised actions will be tailored to the situational conditions and restrictions: the building and their own house. The information should be eminently practical and tailored, to both building and dwelling levels, according to: the building’s situation (geographic, climatic...), its constructive characteristics, its systems (facilities and installations), the dwelling’s situation within the building (orientation, floor, radiations, shadows, dividing walls...), its size, typology (number of bedrooms, unique space...), households (number, age, ways of life...) Fixing measures to be taken As a result of the energy auditory, a series of improvement recommendations are available to be carried out in the building. Probably, most of them will need the consensus of the community because they affect a vast part of the building. The goal of this stage is to achieve the consensus referring the measures to take in order to improve the energy performance of the dwellings. Advising and training for maintenance and control The management of the building after the works of rehabilitation is what is going to allow (or not) to make a profit from the investment done in energy improvements. To give households tools so that they can selfmanage, is considered very important. The improvement of the self-management means a better maintenance and conservation of the installations and the building, and also a better management of other collective aspects and needs of life. Training workshops are planned to make households aware of the significance of maintenance, giving them basic knowledge about the installations’ control. Complementary awareness-raising activities Complementary awareness-raising activities are planned to be performed during the execution of the building’s works. These activities can be of a wide range of types. 81

Como resultado de la auditoría energética, se dispone de unas propuestas de mejoras a realizar en el edificio, seguramente, muchas de las cuales afectarán a gran parte del mismo y requerirán un consenso vecinal. Estas propuestas ya han sido comunicadas a l@s vecin@s y en esta fase se pretende alcanzar el consenso vecinal sobre las medidas a adoptar para mejorar el comportamiento energético de las viviendas. Asesoramiento y formación mantenimiento y control

para

La gestión del edificio después de la obra de rehabilitación es lo que va a permitir (o no) sacar el provecho previsto de la inversión realizada en mejoras energéticas. Por ello se considera muy importante, desde el proceso participativo, de dotar a l@s vecin@s de herramientas para que puedan autogestionase. La mejora de la autogestión de la comunidad no sólo va a permitir un mejor mantenimiento y conservación de las instalaciones y del edificio, sino también una mejora en la gestión de cualquier tipo de proceso que requiera la participación de l@s vecin@s. Se plantean talleres de formación para que l@s vecin@s sean conscientes de la importancia del mantenimiento y el control, proporcionándoles conocimientos básicos sobre el control de las instalaciones.

Evaluation In order to make an evaluation, it is necessary to take a second gathering of data that will allow to establish an equivalence with the data gathered at the beginning of the process. • Data referring to how the domestic energy is used (qualitative information of the energy consumption) at the end of the participatory rehabilitation process. • Data referring to the real energy consumption of the dwellings (quantitative information of the energy consumption) at the end of the participatory rehabilitation process. Providing feedback to households is considered essential so that they can verify the consequences of their actions. It is also useful to reinforce the maintenance of the newly acquired habits.

Actividades paralelas de sensibilización El desarrollo de las estas actividades se plantea en paralelo a la ejecución de las obras y puede ser de muy diversa índole. Deben ser l@s vecin@s quienes, dependiendo de sus inquietudes e intereses, demanden el tipo y la temática de las actividades. Incluso se puede incitar a l@s vecin@s a que ellos mismos programen actividades y las desarrollen. Evaluación Para poder llevar a cabo la evaluación es necesaria una segunda toma de datos que permita establecer una comparación con los datos recogidos al comienzo del proceso: • Obtención de datos de cómo se consume energía en las viviendas (información cualitativa del gasto) al final del proceso participativo de rehabilitación.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

• Obtención de datos del consumo real de las viviendas (información cuantitativa del gasto) solicitando de nuevo datos de facturación de los suministros energéticos (electricidad, gas, agua), al final del proceso participativo de rehabilitación. Se considera fundamental proporcionarle los resultados obtenidos a l@s vecin@s para que ést@s puedan constatar el efecto de sus acciones y sirva de refuerzo para el mantenimiento de los cambios de hábitos adquiridos.

Referencias 1. Esto se conoce como el efecto rebote o paradoja de Jevons: el aumento de eficiencia estimula un aumento de consumo. Por ejemplo, pese a las enormes reducciones de emisiones de CO2 por kilómetro recorrido obtenido en el diseño de vehículos automóviles en los últimos años, el conjunto de las emisiones debidas al transporte ha aumentado año tras año, puesto que el incremento de la movilidad ha superado con creces los ahorros en eficiencia de los vehículos.

References 1. This is known as the “rebound” effect, or Jevons’ paradox: the increase in efficiency stimulates an increase in consumption. For example, despite the enormous reductions in CO2 emissions per covered kilometre, achieved in vehicle design over the past years, the global quantity of emissions due to transport has grown year after year, as the increase of mobility has vastly surpassed the efficiency savings of the vehicles.

Bibliografía Bibliography [1] R.L. KNOWLES, Energy and Form, pp. 66-70, The MIT Press, Cambridge Mass.,1974. [2] B. GIVONI, ManClimate and Architecture,pp. 319-335,Applied Science Publish., London,1976. [3] AAVV., Código Técnico de la Edificación, Ministerio de la Vivienda, Madrid, 2006. [4] A.J.FERNÁNDEZ DE TROCÓNIZ, Factores de Forma Ponderados, Actas 1º Congreso Internacional de Arquitectura Sostenible, Valladolid, 2009. [5] R.E.E.F. 58 Centre Scientifique et Technique du Batiment, Paris,1958. [6] A.J. FERNÁNDEZ DE TROCÓNIZ, Implicaciones Energéticas de la Tipología de Manzana, Tesis DoctoralUniversidad Politécnica de Madrid, 2010.

URBAN REGENERATION

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

la calidad de vida en los espacios urbanos: el software caviaru the quality of life in the urban spaces: the caviaru software

Author/s: Raffaelina Loi1, Víctor Araujo Corral1, Rufino J. Hernández Minguillón1, Marta Valero2, Antoni Salaet, Francisco José Sánchez de la Flor3, Tomás Zamora2 Institution or Company: 1Universidad del País Vasco, 2Instituto de Biomecánica de Valencia, 3 Universidad de Cádiz

Abstract Technological solutions for improving eco-efficiency and sustainability have a positive economic and ecological impact, but also impact on the people’s quality of life. This impact is not always perceived positively by the effects they produce in the aforementioned dimensions . This paper presents the CAVIARU project: Integrated development of new technologies and materials for eco-efficient urban energy and urban environmental quality, which aims to identify those aspects of these technologies and materials applied to the construction or rehabilitation of urban areas that may impact in the perception of people’s quality of life. It also introduces the application that is being developed under this research project, which is intended as a tool to aid in the design of urban public spaces. This application evaluates the thermal comfort and perceived quality of life in the space, so it contributes to take decisions about the project. URBAN REGENERATION

Introducción

Introduction

CAVIARU, “Desarrollo integrado de nuevas tecnologías y materiales urbanos para la ecoeficiencia energética y la calidad ambiental urbana”, es un proyecto iniciado en diciembre de 2009, actualmente en desarrollo, financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación, número de referencia CIT-380000-2009-8, dentro del Plan Nacional de Investigación Científica, Desarrollo e Innovación Tecnológica 2008-2011.

CAVIARU, “Integrated development of new technologies and materials for eco-efficient urban energy and urban environmental quality, “ is a project started in December 2009, currently under development, funded by the Ministry of Science and Innovation, reference number CIT-380000 -2009 To 8, within the National Plan for Scientific Research, Development and Technological Innovation 2008-2011.

El objetivo principal del proyecto es desarrollar nuevas tecnologías destinadas a mejorar el confort urbano de las ciudades e incrementar la eficiencia energética de las mismas, con el fin último de la mejora de su calidad ambiental y su percepción por la ciudadanía como un incremento de su calidad de vida.

The project’s main objective is to develop new technologies in order to improve the urban comfort of cities and increase the energy efficiency, with the ultimate aim to improve environmental quality and its perception by the public as an increase in the quality of life.

En torno al objetivo descrito anteriormente, se ha formado un consorcio multidisciplinar integrado por la Universidad del País Vasco/ Euskal Herriko Unibertsitatea, la Asociación de Investigación y Cooperación Industrial de Andalucía (AICIA), el Instituto de Biomecánica de Valencia (IBV), la Universidad de Cádiz e Ingeniatrics Tecnologías SL. El ambiente urbano es el conjunto de factores, que afectan a los ciudadanos que habitan las ciudades, capaces de estimular los sentidos para producir sensaciones con las que se pueden realizar pronósticos y tomar decisiones. En tal sentido, el confort (entendido desde la perspectiva física) juega un papel importante en la calidad de vida de la sociedad. Dicho confort urbano físico se puede clasificar en cuatro grandes grupos, que tienen relación con las medidas arquitectónicas y urbanísticas para lograr las diferentes condiciones confortables: • Confort higrotérmico: para optimizar los niveles de temperatura y de humedad confortables. • Confort acústico: para proteger a los usuarios de molestias acústicas. • Confort visual: para garantizar iluminación natural y artificial óptimas.

Around the above described goal, it’s formed a multidisciplinary consortium comprising the University of the Basque Country / Euskal Herriko Unibertsitatea, the Association for Research and Industrial Cooperation of Andalusia (AICIA), the Institute of Biomechanics of Valencia (IBV), the University Cadiz and Ingeniatrics Technologies SL. The urban environment is the set of factors that affect the citizens who live in the cities, capable of stimulating the senses to produce sensations that can make predictions and decisions. Related to this, comfort (as seen from the physical perspective) plays an important role in the quality of life of the society. This physical urban comfort can be classified into four groups, dealing with architectural and planning measures to achieve different comfortable conditions: • Hygrothermal Comfort: in order to optimize the comfort levels of temperature and humidity. • Acoustic comfort: to protect users from the noise pollution. • Visual comfort: to ensure optimal natural and artificial lighting. • Olfactory Comfort: To provide adequate air quality and efficient ventilation, avoiding sources of odors and odor nuisance.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

• Confort olfativo: para ofrecer una adecuada calidad del aire y una ventilación eficiente, evitando fuentes de olores desagradables y molestias olfativas. Por otro lado, las condiciones ambientales de las ciudades inciden directamente en la calidad de vida de las personas que en ellas habitan. Estas condiciones, incluidas las climatológicas, son producidas por la propia ciudad, lo que hace que el clima urbano difiere sensiblemente de su entorno inmediato. Este efecto de isla de calor se genera por diversas causas, entre ellas la producción de calor desprendido por las múltiples combustiones urbanas; la mayor capacidad de almacenamiento de energía solar en forma de radiación de onda corta por los materiales de construcción urbana y que es lentamente emitida de nuevo hacia la atmósfera durante la noche; la disminución de la evaporación debido a la sustitución de las superficies naturales originales por un suelo pavimentado; y finalmente por las menores pérdidas de calor sensible por la reducción de la velocidad del viento que se debe a la presencia de edificios. La planificación de cualquier aspecto organizativo de la ciudad o del territorio debería ir acompañada, desde el principio, por el uso que se hará de los recursos naturales. La relación a establecer ha de ser intencionada y debe estar dirigida a conseguir, por un lado, la máxima eficiencia en el uso de los recursos y, por otro, la mínima perturbación de los ecosistemas. El fin último del proyecto radica en la consecución de una aceptable calidad de vida percibida en los espacios públicos urbanos, considerando el hombre como la figura principal que utiliza el entorno. Este no es sólo un escenario donde se inscribe la interacción social, sino que es considerado como un elemento más de la interacción. Es la relación persona-entorno la que da sentido a nuestra vida permanentemente contextualizada en el espacio y la que, a su vez, define ambas instancias: con nuestros actos transformamos y dotamos de significado, de sentido, al entorno, mientras que éste contribuye de manera decisiva a

URBAN REGENERATION

On the other hand, the environmental conditions of cities directly affect the quality of life of the people who live there. These conditions, including weather, are produced by the city itself, which makes the urban climate differing significantly from its immediate surroundings. The heat island effect generated by various causes, including the production of heat from the urban combustion, the greater storage of solar energy in the form of short-wave radiation for urban construction materials and is slowly re-emitted into the atmosphere during the night, the decrease of the evaporation due to the replacement of the original natural surface of a paved floor, and finally by lower sensible heat loss by reducing the wind speed is due to the presence of buildings. Planning any organizational aspect of the city or the territory should be accompanied, from the beginning, by the future use of natural resources. The established relationship has to be intentional and should be directed to obtain, both the most efficient utilisation of resources and, and the slightest disturbance of ecosystems. The ultimate goal of the project lies in achieving an acceptable perceived quality of life in urban public spaces, considering the man as the main figure used by the environment. This is not just a stage on which social interaction happens, but is considered as one element of the interaction. The person-environment relationship is what gives meaning to our lives permanently contextualized in space and which, in turn, defines both instances: to transform and endow our actions with meaning, the environment, as this contributes decisively to define who we are, to locate not only environmental but personally and socially and to establish perceptual, functional and symbolic arrangements with others. With this aim we are developing an application called, “Caviaru: thermal calculation and quality of life in urban areas, with the aim to contribute in the comfort and quality of life of citizens using public spaces, helping the designer to design this space, either new construction or existing ones

definir quiénes somos, a ubicarnos no solo ambiental sino personal y socialmente y a establecer modalidades de relación con nuestro mundo perceptivo, funcional y simbólico. En este sentido, se está desarrollando una aplicación, “Caviaru: cálculo térmico y de calidad de vida en espacios urbanos”, con el objetivo de contribuir al confort y la calidad de vida de los ciudadanos usuarios del espacio público, ayudando al proyectista a diseñar dicho espacio, ya sea de nueva construcción o existente, para usuarios concretos y partiendo de sus características climáticas concretas. La herramienta en su versión 1.0 se compone de tres módulos: 1. Diseño espacial. El programa permite al usuario pre-diseñar el espacio urbano objeto de proyecto en 2 y en 3 dimensiones. El programa contiene una librería con los elementos que componen el espacio urbano. Cada uno de estos elementos tiene unas características geométricas y físicas predeterminadas. 2. Diseño ambiental. la evaluación del confort térmico de dicho espacio se realiza considerando las características del espacio a evaluar, las características de los materiales que lo componen, el emplazamiento etc. También se plantea en esta sección la introducción de elementos bioclimáticos pasivos (aleros, toldos, etc.), y activos. 3. Cálculo de calidad de vida. Una vez introducidos los datos espaciales y de diseño ambiental, el programa procederá al cálculo de calidad de vida enviando los datos del proyecto a la base de datos del Instituto de Biomecánica de Valencia. En cuanto al marco físico, se establece una caracterización de los espacios urbanos por factores geométricos, de uso, clima, etc. para finalizar esbozando las características concretas que deberá reunir el espacio en el que se lleve a cabo la acción demostrativa. Para la validación de la herramienta se ha seleccionado un espacio urbano público

in individual users and based on specific climatic characteristics. The tool in version 1.0 is composed of three modules: 1. Spatial design. The program allows the user to pre-design an urban space project object in 2 and 3 dimensions. The program contains a library with the elements of urban space. Each of these elements has a predetermined geometrical and physical characteristic. 2. Environmental design. Evaluation of thermal comfort of the space is done by considering the characteristics of space to evaluate the characteristics of component materials, location, etc.. Also in this section it’s presented the introduction of passive bioclimatic elements (eaves, awnings, etc..), and active ones. 3. Calculation of the quality of life. After entering the spatial and environmental design, the program will proceed to the calculation of quality of life of the project by sending these data to the database of the Institute of Biomechanics of Valencia. Like in the physical framework, it’s provided a description of urban spaces by geometrical factors, usage, climate, etc. to finish outlining the specific characteristics that must satisfy the space in which to conduct demonstrative action. To validate the tool it has been selected a public urban space in Mairena del Alcor (Sevilla), called Avenida de Andalucía. In this election we have considered the climatic variables, choosing extreme climatically hot areas as classified by the CTE. Finally, we chose this place Mairena de Alcor after studying the type of space, the characteristics of the situation (in terms of relationship between space and the urban fabric) and use characteristics. After the selection of this the area we have started to analyze it. In the Plaza de Mairena de Alcor has been carried out a measuring of the parameters of comfort and the subsequent installation of evaporative cooling systems that improve comfort in

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

de Mairena del Alcor (Sevilla), denominado Avenida de Andalucía. En esta elección se han considerado las variables climáticas, optando por zonas cálidas extremas climáticamente según la clasificación del CTE. Finalmente, se optó por esta plaza de Mairena de Alcor tras el estudio de la tipología del espacio, las características de situación (en cuanto a relación entre espacio y tejido urbano) y características de uso. Una vez seleccionado el espacio se ha iniciado al análisis del mismo. En la plaza de Mairena de Alcor se ha procedido a la medición de los parámetros de confort y a la sucesiva instalación de sistemas de enfriamiento evaporativo que mejoran las condiciones de confort en las épocas cálidas. Paralelamente y a través de encuestas se ha elaborado un perfil de los usuarios de la plaza, que permitirá obtener la influencia de los factores y necesidades en la Calidad de Vida de los usuarios en dicha plaza y además recomendar una serie de recursos cuya consideración en el diseño de la plaza permitirían incrementar la Calidad de Vida de sus usuarios. La herramienta se encuentra en este momento en su versión 1.0, y se prevé un posterior desarrollo que permita lograr un mayor nivel de definición y la inclusión de un número mayor de variables.

Cálculo del confort térmico Como parte de la herramienta completa, se ha desarrollado un módulo específico de cálculo de las condiciones de confort térmico en un espacio abierto cualquiera. Este módulo está compuesto a su vez por otros tres que se resuelven de manera simultánea, como son en primer lugar el cálculo de los factores de forma entre el modelo que representa al individuo, y los paramentos o superficies que componen el espacio considerado; en segundo lugar, el cálculo de la radiación solar incidente sobre el ocupante en sus distintas componentes, directa, difusa y reflejada; y en tercer y último lugar, los parámetros de confort propiamente dichos. En un espacio abierto, los mecanismos de transferencia de calor, o fuentes de ganancia URBAN REGENERATION

warm weather. In the same time, it has been developed a profile of users of the plaza through surveys, which will allow the influence of factors and requirements in the quality of life of the users that post and also recommend a number of resources as consideration in the design the plaza would increase the quality of life of its users. The tool is currently in version 1.0, and further development is expected to achieve an increased level of definition and the inclusion of a greater number of variables.

Calculation of thermal comfort As part of the complete tool, it has been developed a specific module for calculating the thermal comfort conditions in an open space either. This module is made in turn by another three which are solved simultaneously: first for calculating the form factors from the model that represents the individual, and the walls or surfaces that make up the space considered, the second for the calculation of solar radiation incident on the occupant in its various components, direct, diffuse and reflected, and the third and last for the comfort parameters themselves. In an open space, the heat transfer mechanisms, or sources of energy gain and loss on a certain individual are: • solar radiation, which can be direct, diffuse and reflected • radiant exchange long wavelength with the sky and the walls or surfaces that make up the space concerned • exchanges of convective and evaporative heat with air • and the individual’s own metabolism. Like an open space which in principle can have many faces or surfaces which exchange heat by long wave length with the representative model of the individual, it is necessary to calculate accurately the shape factors between the individual and all these areas, and problem has been solved by a ray launching method randomly selected using the technique of Monte Carlo. These form factors, calculated in this way, are also used 89

y pérdida de energía, sobre un cierto individuo son: • la radiación solar, que puede ser directa, difusa y reflejada, • el intercambio radiante de larga longitud de onda con el cielo y con los paramentos o superficies que componen el espacio considerado, • los intercambios de calor convectivo y evaporativo con el aire, • y el propio metabolismo del individuo. Al tratarse de un espacio abierto que en principio puede tener multitud de paramentos o superficies que intercambian calor por larga longitud de onda con el modelo representativo del individuo, es necesario el cálculo preciso de los factores de forma entre dicho individuo y todas esas superficies, problema que se ha resuelto mediante un método de lanzamiento de rayos seleccionados al azar siguiendo la técnica de MonteCarlo. Estos factores de forma, así calculados, se utilizan también para el cálculo de la radiación reflejada que llega al individuo. Los parámetros importantes en este cálculo son: • el modelo de representación del individuo. Se ha realizado un modelo que usa un isodecágono o isocágono, polígono de 20 caras, para representar las bases del poliedro, y se ha validado con la norma UNEEN ISO 77261, • la discretización de cada plano que forma el modelo del individuo y que son 20+2=22 superficies, y que por defecto se ha tomado 4 puntos • la discretización de plano de trabajo, que se considera a 1m de altura sobre el suelo y que por defecto se toma una malla cuadrada de 1m de distancia entre nodos en dirección x e y, • el número de rayos lanzados desde cada punto de discretización en el modelo del individuo, y que por defecto se toman 1000. Por otra parte, para el cálculo de la radiación solar directa, se ha utilizado un método de caracterización, que se basa en el cálculo 90

for the calculation of the reflected radiation that reaches the individual. Important parameters in this calculation are: • the model representation of the individual. There has been a model that uses a isodecágono or isocágono, 20-sided polygon to represent the bases of the polyhedron, and has been validated with the UNE-EN ISO 7726, • discretization of each plane that forms the model of the individual and are 20 +2 = 22 surfaces, and that by default it has taken 4 points • the work plane discretization, which is considered to 1m above the ground and that by default it takes a square mesh of 1 m distance between nodes x and y direction, • the number of rays launched from each point of discretization in the model of the individual, and that by default are taken 1000. On the other hand, for the calculation of direct solar radiation, we used a typing method, based on the calculation of solar radiation for a fixed number of solar positions and to any other solar position is calculated by interpolation. For each of these positions is calculated fixed solar fraction of solar radiation by a method of intersection of polygons that get highly accurate results. Finally, after calculating all the external stresses, it goes into a thermal comfort calculation based on the model developed by Fanger, giving comfort indices such as operating temperature, sense temperature, the degree of sweating The PMV predicted mean vote and the percentage of dissatisfied PPI. Calculation of the Quality of Life According to WHO (1993), quality of life is defined as “the perception that an individual has of his place in existence, in the context of culture and value system in which they live and in relation to its objectives their expectations, their norms, their concerns. It is therefore a very broad concept that is influenced in complex ways by the subject’s physical health, psychological state, level of independence, social relationships, and their

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

de la radiación solar para una serie de posiciones solares fijas, y para cualquier otra posición solar se calcula por interpolación. Para cada una de estas posiciones solares fijas se calcula la fracción de radiación solar directa por un método de intersección de polígonos que consigue gran exactitud de resultados. Por último, una vez calculadas todas las solicitaciones exteriores, se entra en un módulo de cálculo de confort térmico basado en el modelo desarrollado por Fanger2, que permite obtener índices de confort como son la temperatura operativa, la temperatura de sensación, el grado de sudoración, la P M V predicción de voto medio y el PPI porcentaje de insatisfechos.

Cálculo de la Calidad de Vida Según la OMS (1993), la calidad de vida se define como “la percepción que un individuo tiene de su lugar en la existencia, en el contexto de la cultura y del sistema de valores en los que vive y en relación con sus objetivos, sus expectativas, sus normas, sus inquietudes. Se trata, por tanto, de un concepto muy amplio que está influido de modo complejo por la salud física del sujeto, su estado psicológico, su nivel de independencia, sus relaciones sociales, así como su relación con los elementos esenciales de su entorno”. En el proyecto CAVIARU, se ha considera la Calidad de Vida asociado al entorno urbano, y en concreto en esta primera aproximación, la asociada a una plaza urbana. Para conocer la Calidad de Vida asociada a una plaza urbana, se han considerado la influencia de los elementos y características que constituyen dicho entorno en la percepción subjetiva de los usuarios del mismo a través de encuestas. En la herramienta desarrollada, el término recurso hace referencia a los elementos sobre los que se podrá actuar para incrementar la Calidad de Vida de las personas; en este modulo de medición de la Calidad de Vida Urbana será elementos del entorno urbano en la plaza. Por otra parte, el término factor hace referencia a cada uno URBAN REGENERATION

relationship the essential elements of their environment. “ In the CAVIARU project it has been considered the quality of life associated with the urban environment, and particularly in this first approach, associated with a town square. For the quality of life associated with a town square, we have considered the influence of the elements and characteristics that make up this environment on the subjective perception of the users via surveys. In the developed tool, the term application refers to the elements on which it may act to increase the quality of life of people, in this module for measuring the Quality of Urban Life will be elements of an urban area in the square. Moreover, the term factor refers to each of the aspects that shape the quality of life, ie, the overall quality of life is formed by the sum of a number of factors. The 9 subjective factors to be considered in modulo gauge the quality of life for the pilot study are: 1. Health. 2. Relationships 3. Environment 4. Economy and Employment. 5. Spirituality. 6. Performance. 7. Security. 8. Comfort. 9. Hedonism These factors are divided into a number of components or needs. It is also important to note that these requirements have been supplemented with specific needs of the urban environment. To determine the influence of factors, needs and resources in the quality of life of users in the environment is considered as a case study a plaza on Avenida de Andalucía de Mairena del Alcor (Sevilla). Therefore, it has developed a methodology for assessing the quality of life associated with a town square and the recommendation 91

de los aspectos que conforman la calidad de vida; es decir, la calidad de vida global está formada por la suma de una serie de factores. Los 9 factores subjetivos a tener en cuenta en el modulo medidor de la Calidad de Vida para el estudio piloto son:

of a number of resources which if included in the square to enhance the quality of life of its users. To do this in the form of Quality of Life Caviarú tool would be developed following steps:

1. Salud. 2. Relaciones Personales 3. Entorno 4. Economía y Empleo. 5. Espiritualidad. 6. Rendimiento. 7. Seguridad. 8. Confort. 9. Hedonismo Estos factores se dividen en una serie de componentes o necesidades. Además, es importante destacar que dichas necesidades han sido complementadas con necesidades especificas del entorno urbano. Para determinar la influencia de los factores, necesidades y recursos en la Calidad de Vida de los usuarios en el entorno se considera como caso de estudio una plaza ubicada en la Avenida de Andalucía de Mairena del Alcor (Sevilla). Por tanto, se ha desarrollado la metodología para la evaluación de la Calidad de Vida asociada a una plaza urbana y la recomendación de una serie de recursos que si se incluyen en la plaza permiten incrementar la Calidad de Vida de sus usuarios. Para ello, en el módulo de Calidad de Vida de la herramienta Caviarú se desarrollarían los siguientes pasos:

Fig. 01. Factores con influencia en la Calidad de Vida. Factors Influencing Quality of Life.

1. Conducting the survey provided by the tool to determine the level of compliance of the factors and needs of the Quality of Life in an urban plaza with characteristics similar to the one studied in the project. 2. Assessment of Quality of Life Index associated with the plaza. This assessment is based on the results of the field study. 3. Recommendation of the remedies that may further increase the quality of life associated with the plaza. 4. Estimated increase in quality of life associated with the square before the incorporation of any of the recommended resources.

1. Realización de la encuesta proporcionada por la herramienta para determinar el nivel de cumplimiento de los factores y necesidades de la Calidad de Vida en una plaza urbana de características similares a la estudiada en el proyecto. 2. Evaluación del Índice de Calidad de Vida asociado a la plaza. Dicha evaluación se basa en los resultados obtenidos en el estudio de campo. 92

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

3. Recomendación de aquellos recursos que más pueden incrementar la Calidad de Vida asociada a la plaza. 4. Estimación del incremento en la Calidad de Vida asociada a la plaza ante la incorporación de alguno de los recursos recomendados.

Referencias References 1. UNE-EN ISO 7726: Ergonomía de los ambientes térmicos. Instrumentos de medida de las magnitudes físicas 2. Fanger, P. (1967). Calculation of thermal comfort: Introduction of a basic comfort equation. In ASHRAE Transactions 73(2):III.4.1. URBAN REGENERATION

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

caracterización higrotérmica de los bloques de arcilla aligerada para albañilería. factor de resistencia a la difusión del vapor hygrothermal characterization of lightweight clay block masonry. resistance factor for vapor diffusion Author/s: José Antonio Millán García1, Iñaki Gómez Arriaran1, Aitor Erkoreka González1, Moisés Odriozola Maritorena1, Alvaro Campos Celador1, Juan Carlos Torres Lozada2 Institution or Company: 1UPV/EHU, 2Universidad de Cantabria

Abstract This paper addresses the influence of moisture in the material properties that affect energy demand in the building. We develop a numerical methodology to obtain equivalent values in the factories built with clay bricks lightened or Termoarcilla. The lack of standardized methods for measuring water vapor diffusion through systems of thick masonry, makes the use of alternative calculation methods is an attractive possibility to provide baseline data to improve the approximation of the calculations energy demand of buildings to reality. The adjustment of the test method and the application of the finite element technique, we can adjust the properties to the specific geometry of the blocks. The results show remarkable differences for the materials and the geometry of tested blocks in the data provided by recognized documents. This implies that the thermal performance of walls of buildings can be significantly affected with the variation of moisture content. URBAN REGENERATION

Introducción. Estado actual

Introduction. Current status

Se han realizado pruebas de laboratorio siguiendo la norma UNE-EN ISO 12572:2001 para la permeabilidad al vapor de agua del material cerámico de los bloques de arcilla ligera de 24 cm de ancho. Para el material sólido, el valor del factor de resistencia a la difusión del vapor es = 45.4 que corresponde a un promedio de humedad relativa de 64%. Se obtiene esta información, y se procede a la simulación numérica de la transferencia de vapor a través del bloque formado por los huecos de aire y la matriz de material sólido. Para la permeabilidad del aire de los huecos, se toma air = 1,95•1010 kg/smPa. El objetivo de esta simulación es obtener las propiedades de transmisión de vapor para la geometría de la junta del bloque, y para proporcionar un valor para la permeabilidad equivalente y el factor de resistencia al vapor equivalente por difusión para la geometría del bloque de arcilla aligerada de 24 cm.

Have been laboratory tested following the standard UNE-EN ISO 12572:2001 for water vapor permeability of the ceramic material of lightweight clay blocks 24 cm wide. To the solid material, the value of the resistance factor is = 45.4, which corresponds to an average relative humidity of 64%. It gets this information, and proceed to the numerical simulation of vapor transfer through the block formed by air holes and the matrix of solid material. For the air permeability of the holes, take air = 1.95•10-10 kg / smPa. The objective of this simulation is to obtain the vapor transmission properties for the joint geometry of the block, and to provide a value for the equivalent permeability and vapor resistance factor diffusion equivalent to the geometry of light clay block 24 cm. Analyzing the hygrothermal performance of building components, we find that during normal operation, the transfer of moisture through the vertical walls is mainly due

Fig. 01. Bloque de termoarcilla. Termoarcilla block

Analizando el rendimiento higrotérmico de componentes de construcción, nos encontramos con que durante la operación normal del mismo, la transferencia de humedad a través de las paredes verticales se debe principalmente al transporte de vapor de agua a través de materiales porosos debido a un gradiente de presión de vapor. El término “normal”, se aplica un contenido de humedad de los materiales en el rango higroscópico, y este contenido sólo es superado cuando un repentino mojándolos mediante la alteración de las condiciones de diseño. Este transporte de vapor es adecuadamente caracterizado por

to water vapor transport through porous materials due to a pressure gradient steam. The term “normal” applies a moisture content of materials in the hygroscopic range, and this content is only surpassed when a sudden wetting by altering the design conditions. The vapor transport is properly characterized by the diffusion model, the application of the Fick law of diffusion. Among the various properties that characterize the hydric behavior of building materials, which better represents the flow of steam in this regime is hygroscopic vapor permeability. The value of the permeability varies with moisture content, so taking

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

el modelo de difusión, la aplicación de la ley de difusión de Fick. Entre las diversas propiedades que caracterizan el comportamiento hídrico de los materiales de construcción, la que representa mejor el flujo de vapor en este régimen es la permeabilidad al vapor higroscópico. El valor de la permeabilidad varía con el contenido de humedad, por lo que teniendo en cuenta esta variación, se podrá caracterizar más rigurosamente el comportamiento higrotérmico de los materiales. La permeabilidad al vapor de un material se obtiene experimentalmente por ensayo de difusión, como hemos visto anteriormente. En el caso de permeabilidad al vapor equivalente, es muy complejo el flujo de vapor dentro del rango de fiabilidad requerido como un primer paso para su obtención a través de la simulación. Dado que actualmente no hay métodos de ensayo normalizados, el interés de tener un procedimiento para el cálculo de la propiedad de la permeabilidad de sus componentes, constituye una base importante para el correcto diseño higrotérmico de los cerramientos. Los ensayos de copa para evaluar la permeabilidad al vapor de un material, en numerosas ocasiones dan valores no representativos del producto de construcción que finalmente se incorporará a los cerramientos de las edificaciones. Sólo las propiedades obtenidas para el material serían representativas si el producto de construcción fuese homogéneo, isótropo y no incorporase otros elementos para su acabado. Es muy común que la composición de los elementos constructivos de los edificios, especialmente en las condiciones geográficas y climáticas que se refiere el presente estudio, estén compuestos en alguna de sus hojas por fábrica que incorpora material de albañilería, ya sea de base cerámica u hormigón, que se engarzan y adquieren solidez por medio del pegado con morteros o pastas de albañilería.

URBAN REGENERATION

into account this variation may be more rigorously characterize the hygrothermal behavior of materials. Vapor permeability of a material is obtained experimentally by diffusion assay, as seen above. In the case of equivalent vapor permeability is a very complex flow of steam within the range of reliability required as a first step to getting through the simulation. Since there is currently no standardized test methods, the interest of having a procedure for calculating the permeability property of its components, constitutes an important basis for the proper design of the enclosure hygrothermal. Cup events to evaluate the vapor permeability of a material, in many cases the performance values are not representative of the construction product that eventually will be incorporated into the walls of buildings. Only properties of the material obtained is representative if the building product is homogeneous, isotropic and do not include other elements for finishing. It is very common that the composition of the construction elements of buildings, especially in the geographic and climatic conditions referred to in this study, consisting in a leaf, incorporating masonry materials, either ceramic base or concrete which is connected through linkage with masonry mortar or paste. For practical purposes, the calculation of the transpiration of each leaf of the box, and monitoring of Hygrothermal conditions therein, it is necessary to know the average properties of construction or equivalent system incorporating these blocks. In general, the geometry of the look of block or brick for a compromise between mechanical strength, thermal insulation and economy of materials, coverage area for the rapid implementation of the walls, along with a mass sufficient to grant the how they should be properly handled by the operators responsible for job placement. The technical result of commitment of these references is that the designs incorporate macroscopic holes and gaps are filled with air. Depending on the percentage of holes to the section, is 97

A efectos prácticos, del cálculo de la transpiración de cada una de las hojas, y el seguimiento de las condiciones higrotérmicas en el mismo, es necesario conocer las propiedades promedio del sistema de construcción o equivalente que incorporan estos bloques. Por lo general, la geometría del bloque o ladrillo es un compromiso entre la resistencia mecánica, aislamiento térmico, la economía de materiales, área de cobertura para la rápida aplicación de las paredes, junto a una masa suficiente para concederles la forma en que debían ser manejados adecuadamente por el los operadores responsables de su colocación. El resultado técnico de compromiso de estas referencias es que los diseños incorporan huecos macroscópicos llenos de aire. Dependiendo del porcentaje de huecos de la sección, se distingue la clasificación de la fábrica en productos sólidos, perforados y huecos. La geometría resultante en la configuración de los huecos y material de la matriz para formar un bloque o ladrillo, es tan variada como las aplicaciones a que están destinados, y las preferencias locales o la tradición de los fabricantes. En contraste con estas reflexiones sobre las muchas variables que afectan a las propiedades higrotérmicas de un bloque cerámico frente a solicitaciones de fábrica, la legislación simplifica las propiedades en la transferencia de vapor de agua. Cuando el diseñador hace uso de las normas aplicables o documentos reconocidos para predecir el comportamiento de las fachadas, en las bases de datos con las características de estos bloques de construcción. A continuación (Tabla 1) se muestra un extracto en la de propiedades de materiales del documento reconocido del software oficial para la verificación de la construcción y la demanda de energía Líder, Documento Básico de Ahorro de Energía del Código Técnico de la Edificación español. Analizando los valores del factor de resistencia a la difusión del vapor de agua ( ) para soluciones de obra, vemos que prácticamente no existen diferencias significativas entre las diferentes

distinguished by the classification of solid products factory, and holes drilled. The resulting geometry in the configuration of the holes and matrix material to form a block or brick, is as varied as the applications they are intended, and local preferences or tradition of the manufacturers. In contrast to these reflections on the many variables that affect the property as a result of a ceramic block factory front hygrothermal solicitations, legislation simplifies the vast majority of properties in the transfer of water vapor. When the designer makes use of the rules or documents known to predict the behavior of fronts in the database are the characteristics of these building blocks. Below is an extract from Table 1. materials contained in the document recognized the official software for verification of building energy demand leader, Basic Document Energy Conservation Code Technical Building of Spain. Analyzing the values for the factor of resistance to water vapor diffusion for solutions work, we see that virtually no significant differences between the various assemblies and values are given very general. This is far from the reality of the materials tested in the laboratory by dry and wet Cup UNE-EN ISO 12572:2001. The work of Kumaran (1996) on the comparison of the properties of transport and storage of building materials supports this view. In the UNE-EN 1745 of 2002 on the determination of the thermal values of project components and masonry works are provided tabulated values of thermal conductivity equivalent to blocks of different geometry and the distribution of hollow of a function of the thermal conductivity of the material elements of the factory. These values have been obtained by computer simulation of the physical process by the finite element method. It also indicates a very general way, the values for the diffusion coefficient of water vapor - for pieces of clay pottery, ranging between 5 and 10 (between 50 and 100 for products used directly outdoors) values of 5 to 25 for calcium silicate brick, and between 5 and

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

MATERIAL

(W/m•K)

(-)

Ladrillo hueco

0.49

Ladrillo macizo

0.87

Ladrillo perforado

0.76

1.4

1 pie LM métrico o catalán 40 mm< G < 50 mm

1.5294

1/2 pie LM métrico o catalán 40 mm< G < 50 mm

1.0417

1 pie LP métrico o catalán 40 mm< G < 60 mm

0.7429

1 pie LP métrico o catalán 60 mm< G < 80 mm

0.6341

1 pie LP métrico o catalán 80 mm< G < 100 mm

0.5532

1/2 pie LP métrico o catalán 40 mm< G < 60 mm

0.6944

1/2 pie LP métrico o catalán 60 mm< G < 80 mm

0.5952

1/2 pie LP métrico o catalán 80 mm< G < 100 mm

0.5435

Tabicón de LH doble (60 mm < E < 90 mm)

0.3750

Tabicón de LH doble Gran Formato 60 mm < E < 90 mm

0.1818

Tabicón de LH triple (100 mm < E < 110 mm)

0.4348

Mortero de cemento

Tabla 1. Table 1. BD. LIDER

composiciones y los valores se dan de forma muy generalista. Esto está lejos de la realidad para los materiales ensayados en el laboratorio por medio de copa seca y húmeda según la norma UNE-EN ISO 12572:2001. El trabajo de Kumaran (1996) relativa a la comparación de las propiedades de transporte y almacenamiento de materiales de construcción apoyan este aspecto. En la norma UNE-EN 1745 de 2002, relativa a la determinación de los valores térmicos de proyecto para los componentes de la fábrica de mampostería y se proporcionan los valores tabulados de la conductividad térmica equivalente a los bloques de diferente geometría y la distribución de los huecos de una función de la conductividad térmica de la elementos materiales de la fábrica. Estos valores han sido obtenidos mediante simulación por ordenador del proceso físico por el método de elementos finitos. Asimismo, indica de forma muy general, que los valores para el coeficiente de difusión de vapor de agua - - para piezas de cerámica de arcilla, varían entre 5 y 10 (entre 50 y 100 para los productos utilizados directamente al URBAN REGENERATION

15 for precast concrete and 5/20 to 5/35 for different types of mortars as a function of density. This lack of precision or uncertainty in the values of the properties of moisture transfer, create uncertainty in the calculation or verification of compliance on the surface condensation and interstitial condensation. The lack of standardized methods for measuring water vapor diffusion through composite systems with high thickness, the use of alternative calculation methods or numerical simulation is an attractive possibility to provide baseline data to improve the approximation of the results.

Methodology In this section we present the simulation method of moisture transfer by following the parallel with specific regulations AENOR: “Reglamento particular de la marca Aenor para piezas de arcilla cocida para fábricas a revestir”, developed for the analysis of heat transfer. We adopted the method proposed in this regulation to provide the value of the equivalent resistance of a masonry

aire libre), los valores de 5 a 25 para ladrillo de silicato de calcio, y entre 5 y 15 para hormigón prefabricado y de 5/20 a 5/35 para los diferentes tipos de morteros en función de la densidad. Esta falta de precisión en los valores de las propiedades de transferencia de la humedad, crean incertidumbre en el cálculo o la verificación del cumplimiento de la normativa relativa a la condensación de superficie y la condensación intersticial. La falta de métodos estandarizados para medir la difusión del vapor de agua a través de sistemas compuestos con alto espesor, el uso de métodos de cálculo alternativos o simulación numérica es una atractiva posibilidad de proporcionar datos de referencia para mejorar la aproximación de los resultados.

Método En este epígrafe se presentan el método de simulación de la transferencia de humedad siguiendo el paralelismo con la normativa específica de AENOR: “Reglamento particular de la marca Aenor para piezas de arcilla cocida para fábricas a revestir”, desarrollada para el análisis de la transferencia de calor. Se ha adaptado el método propuesto en este reglamento para proporcionar el valor de la resistencia equivalente de un muro de fábrica de arcilla aligerada de 24 cm, teniendo en cuenta el comportamiento del modelo de flujo paralelo que se produce en las discontinuidades provocadas por diferentes tipos de tendeles de mortero. Este reglamento propone un método simple de análisis sobre las propiedades equivalentes de la fábrica sin revestir formada por bloques de arcilla aligerada y junta horizontal de pegado. Se utiliza el método de los elementos finitos aplicado a la geometría 2D resultante del corte por planos horizontales en el área de la junta vertical entre dos semibloques. Se resuelven los flujos de vapor en cada una de las composiciones resultantes de bloque con huecos de aire, bloque con penetración de mortero y la estructura de junta tendel efectiva en cada caso.

100

wall lightweight clay of 24 cm, taking into account the behavior of parallel flow pattern that occurs in the discontinuities caused by different types mortar bed joint. This regulation proposes a simple method of analysis of the equivalent properties of the plant consists of uncoated lightweight clay blocks and pasted together horizontally. Using the finite element method applied to 2D geometry, resulting from the horizontal plane cutting the vertical seam area between two semiblock. Resolve vapor flows in each of the resulting compositions of block air holes, block penetration of mortar and effective horizontal joint board structure in each case. With these results, we calculate the value of the resistance to vapor diffusion equivalent (Z) for each section analyzed (the thickness of the equivalent section is constant and equal to the block, 24 cm). For clarity in the evaluation, the results are partial factor values equivalent diffusion resistance of each plane ( ). The resulting values have pondered the effect of horizontal joint and the equivalent resistance of the wall formed according to thickness (h) assigned to each section and a composition resistors in parallel. The calculation expression is:

We assume that there is a penetration (h2) of the mortar on the board of 10mm. (If any). The horizontal joint seal types that have been discussed are: - Implementation of joint mortar wall with continuous clamping. Height 10 mm. - Implementation of joint mortar wall with interrupted grip 30 mm thick. Height 10 mm. - Implementation of wall with mortar joints grip band interrupted by insulating material 30 mm thick. Height 10 mm

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig 2. Distribución de malla adaptativa resultante de 99.247 elementos triangulares. Junta con simetría de bloque. Resulting adaptive mesh distribution of 99,247 triangular elements. Symmetric block

Fig. 3. Detalle de flujo difusivo en la sección marcada. Presentación para ΔPv =1Pa. (kg/ sm2). Diffusive flow detail in the section marked. Presentation to ΔPv = 1Pa. (kg/sm2).

Fig 4. Detalle gráfico del perfil de presiones de vapor. Sección longitudinal (Pa) Graphic detail , profile of vapor pressures. Longitudinal section (Pa)

Con estos resultados, se calcula el valor de la resistencia a la difusión del vapor equivalente (Z) para cada sección analizada (el espesor de esta sección equivalente es constante e igual a la del bloque, 24 cm). Por claridad en la evaluación, se presentan los resultados parciales en valores de factor de resistencia a la difusión equivalente de cada plano ( ). Con los valores obtenidos se ha ponderado el efecto del tendel y la resistencia equivalente del muro conformado en función del espesor (h) asignado a cada tipo de sección y una composición de resistencias en paralelo. La expresión de cálculo es la siguiente:

- Implementation of part wall with continuous joint ground and thin 3 mm in height. No Penetration. All simulations are performed on block 192 mm in height. The material properties are taken from recognized database, except material permeability “termoarcilla” blocks, which has been obtained by tests in our laboratories.

Results The table 3, summarize the results of the factor of equivalent diffusion resistance. The solution is for the four types of joint tested.

Conclusions From the results, it appears that the factor of resistance to vapor diffusion Termoarcilla URBAN REGENERATION

101

Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3 Tipo 2 Tipo 1 Fig 5. Esquema de sección vertical del muro. Schematic vertical section of the wall

Suponemos que existe una penetración (h2) del mortero en la junta de 10mm. (en el caso de haberla). Las tipologías de junta tendel que se han analizado son las siguientes: - Ejecución de muro con junta de mortero de agarre continua. Altura 10 mm. - Ejecución de muro con junta de mortero de agarre interrumpida de 30 mm de espesor. Altura 10 mm. - Ejecución de muro con junta de mortero de agarre interrumpida por banda de material aislante de 30 mm de espesor. Altura 10 mm

blocks, there is a variable value. This depends on the average relative humidity. The block of 24 cm of Termoarcilla tested, presents a factor of diffusion resistance to water vapor than allocated in the databases of the implementing legislation, which is assigned a value of 10, and the results yield a value up 19.50 in high relative humidities. It is important to understand the hygroscopic properties ‘real ‘ building materials used, as the current databases provide generic values sometimes differ substantially with the actual behavior of the material from moisture.

- Ejecución de muro con pieza rectificada y junta continua delgada de 3 mm de altura. Sin penetración Todas las simulaciones se realizan sobre bloque de 192 mm de altura.

Fig 6. Representación espacial del modelo de junta discontinua. Spatial representation of discontinuous joint model. 102

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Permeabilidad

[kg/(s•m•Pa)]

δmaterial cerámica δair δmortero δaislante PU

4.29 • 10-12 1.95 • 10-10 1.30 • 10-11

Las propiedades de los materiales están tomadas de las bases de datos reconocidas, excepto la permeabilidad del material de los bloques de termoarcilla, que ha sido obtenida mediante ensayos en nuestros laboratorios.

Resultados En la tabla 3, se resumen los resultados obtenidos del factor de resistencia a la difusión equivalente. La solución es para los cuatro tipos de junta estudiados

Conclusiones De los resultados obtenidos, se observa, como era de esperar, que el factor de resistencia a la difusión de vapor de los bloques de Termoarcilla, no es un valor constante, sino que depende de la humedad relativa media a la que se encuentre.

Bloque de 24. Model TM-EF

Factor de resistencia a la difusión del vapor equivalente (muro)

Tabla 2. Permeabilidad de los materiales. Permeability of the material

3.90 • 10-12

Tendel de mortero lleno

El bloque de 24 cm de Termoarcilla estudiado presenta un factor de resistencia de difusión al vapor de agua superior al asignado en las bases de datos de la normativa de aplicación, donde se le asigna un valor de 10, y los resultados arrojan un valor de hasta 19,50 en altas humedades relativas. Es importante conocer las propiedades higroscópicas “reales” de los materiales de construcción empleados, ya que las bases de datos actuales ofrecen valores genéricos que en ocasiones discrepan sustancialmentente con el comportamiento real del material frente a la humedad.

Tendel de mortero discontinuo

(30 mm aire)

(30 mm aislante PU)

Rectificado. Capa fina de mortero continuo (3 mm sin penetración)

HR (%) 27

18.80

18.55

18.30

18.74

15.47

15.26

15.04

15.39

19.50

19.21

19.06

19.46

Tabla 3. Resultados para diferentes tipos de junta y humedad relativa media . Results for different types of joint and mean relative humidity URBAN REGENERATION

103

Bibliografía Bibliography UNE-EN 1745:2002. Fábrica de albañilería y componentes para fábrica. Métodos para determinar los valores térmicos de proyecto. UNE-EN ISO 12571:2000. Prestaciones higrotérmicas de los productos y materiales para edificios. Determinación de las propiedades de sorción higroscópica UNE-EN ISO 12572:2002. Prestaciones higrotérmicas de los productos y materiales para edifcios. Determinación de las propiedades de transmisión de vapor de agua.

104

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

session 2 sesi贸n 2

Jan Vranken Centre OASeS, University Antwerp www.oases.be

la regeneraci贸n urbana necesita un enfoque integrado urban regeneration needs an integrated approach

JAN VRANKEN

107

Los dos caras de la ciudad

The Janus face of the city

Hasta aproximadamente la segunda mitad de la década de los 90 los académicos y políticos se centraron en la problemática de las ciudades y en su complejidad: las ciudades se veían como lugares en los que se daban multitud de problemas: desempleo, deterioro de edificios, concentración de pobres y minorías étnicas, intolerancia y racismo, discriminación, exclusión social y polución ambiental. En resumen: las ciudades eran vertederos y por tanto, lugares a evitar.

Until about the second half of the 1990s, academics and policy-makers alike commonly stressed the city’s problems and their complexity: cities were seen as places where a myriad of problems met: unemployment, deteriorating housing, concentrations of poor and minority ethnic groups, intolerance and racism, discrimination, social exclusion and environmental pollution. In short: cities were dumping places and so to be avoided.

Ha sido a partir de esta última década cuando ha vuelto a emerger una visión más positiva de las ciudades como centros de creatividad y empresariado. En resumen: como una confluencia de oportunidades a fomentar (Vranken 2005).. Tanto los aspectos positivos como los negativos son evidentes pero aún así intentan integrarse. El papel que desempeña la regeneración urbana no deja de ser incierto. ¿Provocará la regeneración urbana un aumento de la competitividad económica o acentuará aún más la desigualdad social y la falta de cohesión? Más aún, ¿cómo pueden integrarse las diferentes magnitudes en una estrategia política de regeneración urbana coherente.El objetivo principal de cualquier política urbanística (incluso la política

Only in the last decade or so, has a more positive view on cities emerged: cities were (again) seen as centres of creativity and entre¬preneurship. In short: as a bundle of opportunities and so to be fostered (Vranken 2005). Both the more positive as well as the more negative approach are still prominent, but they tend to be integrated in a new paradigm. In both views, however, the exact role of urban regeneration remains unclear. Will urban regeneration lead to increasing economic competitiveness or will it produce enhanced spatial and social inequalities and less cohesion? And, how to integrate those different dimensions in a coherent urban regeneration strategy of the urban governance type?.

Fig. 01. ¿Cuáles son las fortalezas y las debilidades? ¿Cuáles son las oportunidades y las amanazas? 108

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

nacional) debe contemplar qué aspectos positivos de la regeneración urbana pueden ser estimulados y qué aspectos negativos disminuidos, considerando el papel central que las ciudades aún desempeñan en la economía nacional, en la vida social, política y cultural y que seguirán desempeñando en adelante. Las agendas políticas y los programas europeos a nivel nacional y local han tardado en reconocer sus consecuencias. La explicación podría estar en que la regeneración urbana ocurre siempre en un campo complejo de potenciales antagonismos y conflictos entre diferentes grupos de gente (ciudadanos y quienes toman las decisiones) con diferentes grados de poder – y que no siempre es evidente considerar este ámbito complejo a la hora de desarrollar políticas y acciones. La impaciencia de los políticos y la preferencia por resultados a corto plazo puede tener relación con todo ésto.

¿Qué se entiende por regeneración? ¿Vino viejo en botella nueva? A la hora de establecer los objetivos de este Congreso se hace referencia al documento “La necesidad de utilizar una visión integrada en la regeneración urbana” del Comité Económico y Social Europeo (EESC), donde se determina que las políticas de

Finding out how positive aspects of urban regeneration can be stimulated, and its negative aspects diminished, should be the principal aim of any urban and even national policy – given the central role that cities still play in the nation’s economic, social, political and cultural life and will continue to do so. Policy agendas and programmes at European, national and urban levels have been slow to recognise its real consequences. The explanation could be that urban regeneration always takes place in a complex field of potential antagonisms and conflicts between groups of people (inhabitants and decision makers) with different degrees of power – and that it is not always evident to take this complex field into account when developing policies and actions. The politicians’ impatience and preference for short-term results probably has something to do with this.

What is meant by regeneration? Old wine in a new bottle? In the ‘mission statement’ of this conference reference is made to the Report “The need to apply an integrated approach to urban regeneration” of June 2010 of the European Economic and Social Committee (EESC), where it is stated that the regeneration

Fig. 01. Which are the strengths, which the weaknesses? Which the opportunities, which the threats? JAN VRANKEN

109

regeneración deben considerar diversos aspectos innovadores:

policies should take into account several innovative concepts:

•

Una mayor consideración por los recursos humanos, en particular, las necesidades de la gente mayor, la integración de nuevos inmigrantes, la erradicación de la pobreza entre los niños y la mejora en la solidaridad generacional.

•

Improvement of human resources taking into account, in particular, the needs of elder people, the integration of new immigrants, the eradication of poverty especially among children, the improvement of the intergenerational solidarity;

•

Crecimiento basado en el conocimiento

•

Growth based on knowledge;

•

Desarrollo de una sociedad creativa y participativa

•

Development of a participatory and creative society;

•

Desarrollo de una economía competitiva e interconectada, capaz de considerar el mercado social y ecológico.

•

Development of a competitive and interconnected economy, able to take into account the social and ecological market.

Por otro lado, el Comité de las Regiones de la Unión Europea, en su 85 sesión plenaria de junio de 2010 subrayó la importancia de la regeneración urbana para el desarrollo urbano futuro en Europa.

Likewise the Committee of EU Regions, in its 85th plenary session of June 2010 stated the strategic importance of urban regeneration in the future of urban development in Europe.

La utilización del término “regeneración urbana” se acerca mucho a su definición en términos de “visión exhaustiva e integrada y acción para verificar los procesos de declive económico, ambiental y sociocultural que conllevan a la decadencia del medio construido. El objetivo es una mejora duradera de las condiciones económicas, físicas, sociales y ambientales de un área”.

This use of the term ‘urban regeneration’ comes close to its definition in terms of a ‘comprehensive and integrated vision and action to check processes of economic, environmental, social & cultural decline that bring with them decay of the built environment. It aims at a lasting improvement in the economic, physical, social and environmental condition of an area’.

Sin embargo, los efectos reales de la regeneración urbana son mucho menos claros. Normalmente suele tratarse de una palabra que se referiere a la renovación urbana, considerando el significado más esencial. Ya en 1961, Jane Jacobs publicó una de las más intensa críticas a la renovación urbana contemporánea a gran escala: La muerte y vida de las grandes ciudades americanas (Jacobs 1961). Sostenía que la renovación urbana era la responsable de la destrucción de comunidades existentes, la exclusión social y el reemplazo, la polución, la sustitución de viviendas por torres dificultando el trabajo de la policía en ellas incrementando el crimen -, y de su (a menudo) carácter poco consultivo.

In reality, however, the effects or urban regeneration are much less clear. Is often is just another word for urban renewal, in its hard-core meaning. Already in 1961, Jane Jacobs published one of the strongest critiques on contemporary large-scale urban renewal: The Death and Life of Great American Cities ((Jacobs 1961). She held urban renewal responsible for the destruction of existing communities, social exclusion and displacement, pollution, replacement housing – particularly in the form of housing towers – that might be difficult to police and so leading to an increase in crime, and for its (often) non-consultative character.

Si consideramos el término re-generación aparece otro aspecto. El término implica 110

If we take the term seriously, as regeneration, another view appears. It implies that trust is put in the resources of an area (city, neighbourhood) to regenerate itself

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

que son en los recursos de un área (ciudad, vecindad) donde se deposita la confianza para que se regenere a sí misma y que las políticas de intervención (incluyendo formas gubernamentales) serán exitosas si consideran estas condiciones. En este caso, la regeneración urbana y el desarrollo sostenible emergen como extractos paralelos de la política urbana. Sin embrago, debe de haber cierta coordinación entre ellos. ¿Cuál es la relación entre la dimensión “estructural” y la dimensión de “hacer política” en la regeneración urbana? ¿Contribuye toda regeneración urbana a la sostenibilidad? ¿Es suficiente enfocarse en la dimensión física, ecológica y económica de la sostenibilidad? ¿Pero qué ocurre con la dimensión social? En esta contribución, consideramos cohesión como una magnitud de la sostenibilidad, porque una comunidad y una sociedad tienen que estar cohesionadas para que pueda “sobrevivir” a la generación presente. (La dimensión política de la sostenibilidad podría ser entonces una forma objetiva, directa e indirecta, de democracia y de dimensión cultural, patrimonio cultural).

¿Qué ocurre con la cohesión? Cuál es el objetivo de la cohesión social ha sido tratado en relevantes documentos de la Unión Europea: La carta de Leipzig (2007), El tratado de Marsella (2008) y el consiguiente Marco de referencia para las ciudades sostenibles, la Declaración de Toledo (2010)1

and that policy interventions (including forms of governance) are only successful if they take account of these conditions. In this case, urban regeneration and sustainable development have emerged as parallel strands of urban policy. However, there has been little co-ordination between them. What is the relation between this ‘structural’ and the ‘policy-making’ dimension in urban regeneration? Does all urban regeneration contribute to sustainability? Is it sufficient to focus on the physical, ecological, economic dimensions of sustainability? What with the social dimension? In this contribution, we take cohesion as the social dimension of sustainability, because a community & society must be cohesive if it is likely to ‘survive’ the present generation. (The political dimension of sustainability could then be unbiased forms of direct and indirect democracy and the cultural dimension, cultural heritage).

What with cohesion? How is this goal of social cohesion treated in important EU documents on cities: the Leipzig Charter (2007), the Marseille Statement (2008) and its ensuing Reference Framework for Sustainable Cities, the Toledo Declaration (2010)1. The Leipzig Charter (2007) – in full the “Leipzig Charter on Sustainable European Cities” - emphasizes •

the importance of integrated urban development policy approaches (cities should be compact in urban form, complex in functions, cohesive in social terms)

•

the need for interventions specifically in deprived neighbourhoods.

La carta de Leipzig (2007), - “Leipzig Charter on Sustainable European Cities” enfatiza: •

•

La importancia de una política de desarrollo urbano integrado (las ciudades deben ser compactas desde el punto de vista urbano, complejas desde el punto de vista de las funciones, cohesionadas en terminos sociales) La necesidad específicamente vulnerables.

de en

los

intervenir barrios

En el tratado de Marsella (2008), el cuál contiene varios párrafos sobre la cohesión social, los ministros europeos hicieron un JAN VRANKEN

In the Marseille Statement (2008), which contains several paragraphs on social cohesion, the European Ministers called for the implementation of the charter for the cities and with the cities. They agreed that a practical tool was needed to translate the common sustainability goals and the recommendations in the Leipzig Charter into practice. The Reference Framework was 111

llamamiento para la implementación del tratado para y con las ciudades. Reafirmaron la necesidad de una herramienta útil para la trasposición práctica de los objetivos de sostenibilidad comunes y las recomendaciones de la Carta de Leipzig. El marco de referencia fue desarrollado con este fin. Es resultado de una estrecha colaboración entre los distintos Estados Miembro de la Unión Europea, Instituciones Europeas, y organizaciones europeas representando ciudades y gobiernos regionales. La Declaración de Toledo (2010) subraya la importancia de un desarrollo urbano integrado y una dimensión política para la cohesión urbana. A partir del 2014 habrá un mayor protagonismo de las ciudades como tractoras para alcanzar los objetivos del EU2020, y finalmente, enfatiza el uso de políticas de cohesión para apoyar programas experimentales. ¿Cómo se define la cohesión en la consulta bibliográfica? Comenzando por & Forrest (Kearns and Forrest 2000), se definen tres aspectos: •

dimensión relacional (redes sociales, capital social, orden y control social, solidaridad social)

•

dimensión cultural (valor del bien público y la cultura cívica)

•

dimensión espacial (no sólo el apego al lugar sino que a la dimensión espacial de las redes sociales y de la capital, orden y control social, solidaridad y desigualdad de salud).

La componente relacional de la cohesión social se compone de las redes sociales – multiplicidad estructurada de vínculos sociales –. Éstos definen la posición de una persona en la sociedad y suele consistir en una mezcla de vínculos fuertes y débiles. Las débiles permiten el acceso a los “bienes sociales” (empleo, ingresos, educación), mientras que los fuertes proporcionan apoyo emocional. En la red personal de un ciudadano medio están presentes estos dos tipos de vínculos, sin embargo, las personas marginadas por la sociedad – para poder 112

developed to meet this need. It is the result of close multilevel collaboration between EU Member States, European Institutions, and European organisations representing cities and local governments. The Toledo Declaration (2010) highlights the importance of integrated urban development and the urban dimension of cohesion policy. After 2014 there will be more focus on cities as key driver for delivery of EU2020; more responsibilities will be handed over to cities for programme delivery, and – last but not least – it stresses the use of cohesion policy to support programmes for experimental solutions How is cohesion defined in research literature? Starting from Kearns & Forrest (Kearns and Forrest 2000), we identified three dimensions •

a relational dimension (social networks, social capital, social order and social control, social solidarity)

•

a cultural dimension (common value pattern and a civic culture)

•

a spatial dimension (not only place attachment but also the spatial dimension of social networks and capital, social order and social control, solidarity and wealth disparities)

The relational component of social cohesion consists of social networks - a structured multiplicity of social links. These define a person’s position in society and they usually consist of a mix of strong and weak ties. Weak ties give access to important “social goods” (labour, income, education), whereas strong ties provide emotional support. In the personal network of an average citizen, both types of ties are present; for persons living in society’s margins, however, this is not so. In their networks, strong ties dominate. However, in order to connect with the society’s or the city’s resources - and so to improve their individual or collective position – they need weak ties. Social capital (see (Bourdieu 1979); (Coleman 1990); (Putnam 1995) should not be included in this dimension, because this complex concept contains itself several other components:

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

mejorar su posición individual o colectiva – necesitan vínculos débiles. El capital social (Bourdieu 1979); (Coleman 1990); (Putnam 1995) no debería incluirse dentro de esta magnitud porque la complejidad del concepto contiene por sí solo otras componente tales como las estructuras sociales, acciones y actores dentro de estas estructuras y bienes comunes y cultura cívica. En cuanto a la componente cultural de la cohesión, la existencia de valores y normas compartidos permite a los miembros “identificar y apoyar objetivos comunes compartiendo una serie de principios y códigos de conducta que permitan confluir sus relaciones” (Kearns and Forrest 2000). Esta “dimensión de valor” de la cohesión social no debería reducirse a un “código moral de respeto mutuo” o a una política cultural común. Principios como el reconocimiento de la responsabilidad social del individuo, la resolución democrática de conflictos y el comportamiento tolerante son igualmente importantes. Más aún, se podría incluso decir que debilitar o hacer desaparecer las rutinas “espontáneas” y reciprocidades alentan iniciativas “top-down” en vez de superar o complementar sus funciones. Ésto nos conduce a otra faceta de la cohesión social: la sensación de “pertenecer a “. Los ciudadanos necesitan identificarse con otros en “su” ciudad – viendo la ciudad como su “hogar” (Heimat). “Pertenecer a“ puede referirse a un grupo o aun lugar o a ambos al mismo tiempo. La gente no sólo tiene vínculos con otras personas, sino que también con el ambiente que les rodea (Blokland-Potters 1998). “La anexión a un lugar” puede llevar a un sentimineto de seguridad, crear un imaginario positivo de sí mismo así como a mantener la identidad del grupo (Altman and Low 1992). Esto implica el surgir de un patrón cultural y una red social con una determina “forma social”. Tanto las fuerzas internas como las externas contribuyen a dicho nacimiento. Las fuerzas internas son las redes que facilitan la interacción y comunicación, y un marco cultural común que proporciona y facilita valores, significados, interpretaciones y normas comunes. Las fuerzas externas son JAN VRANKEN

social structures, actions of actors within these structures and common values and a civic culture. Regarding the cultural component of cohesion, the presence of a set of shared values and norms enables members ‘to identify and support common aims and objectives, and share a common set of moral principles and codes of behaviour through which to conduct their relations with one another’ (Kearns and Forrest 2000). This “value dimension” of social cohesion should not be reduced to a “mutually respected moral code” or to a common political culture. Elements such as the recognition of one’s societal responsibility, democratic conflict-resolving and tolerant behaviour are equally important. Moreover it may even be argued that it is the weakening or disappearance of such “spontaneous” routines and reciprocities that invite “topdown” initiatives to intervene in order to takeover or complement their functions. Thisleads us to another facet of social cohesion: a feeling of “belonging to”. Urban residents need to identify with others in “their” city - to see the city as their “home” (Heimat). ‘Belonging to’ may refer to a group or a place or both at the same time. People not only have ties with other people, but also with their immediate living environment ((Blokland-Potters 1998). `Place attachment’ may lead to a feeling of security, build positive self-images and self-esteem as well as maintain group identity (Altman and Low 1992). It implies the merging of a cultural pattern and a social network into a specific “social form”. Both internal and external forces contribute to this formation. Internal forces are the networks facilitating interaction and communication, and common cultural frameworks providing shared values and facilitating common meanings, interpretations and common norms. External forces are the identification by ‘others’ of a community or a neighbourhood as a peculiar and distinctive social unit; this identification may contain spores of stigmatisation and often it just is stigmatisation as with respect to deprived neighbourhoods (ghetto’s, banlieues). It is in all of the above senses 113

las que identifican una comunidad o vecindad como una unidad social diferenciada por parte de “otros”; esta identificación puede contener esporas de estigmatización y a menudo son sólo una estigmatización de los barrios vulnerables (guetos, banlieue). La ciudad puede, por tanto, “contribuir a la cohesión social” cuando considera todos estos conceptos arriba mencionados. La cohesión cuenta, sin embargo, con aspectos negativos. Suele conducir a la exigencia de libertad por parte de los miembros del grupo, a la perdida de expectativas y como consecuencia, a la pérdida de oportunidades y finalmente, a su exclusión (Portes 1998). Hablaré sobre dos aspectos de esta relación: primeramente, la cohesión implica exclusión de miembros del grupo y, en segundo lugar, implica la identificación con un nivel espacial o social determinados y por tanto, excluye la referencia a otros niveles. En primer lugar, la cohesión social a nivel de grupo no sólo alimenta factores “positivos” – disponer de valores y normas comunes – sino que también “negativos”. Los miembros del grupo suelen sentirse presionados para abandonar el grupo e integrase en la “amplia sociedad”. Si lo hacen, si utilizan otros grupos (o la sociedad en su conjunto) como referencia, son amenazados con la exclusión de su propio grupo. Este fenómeno de “cabeza de turco”2 contribuye al fortalecimiento de la cohesión interna del grupo, en realidad, suele utilizarse en periodos de crisis con ese mismo propósito. La percepción de cualquier otro grupo como “amenaza”, mediante la estigmatización y los estereotipos, es parte del proceso. En Segundo lugar, según Maloutas & Malouta (Maloutas and Pantelidou Malouta 2004): “una ciudad más cohesionada no implica necesariamente una comunidad más cohesionada, y una comunidad más cohesionada no afecta necesariamente de manera positiva a la cohesión con otras comunidades”. Según la teoría del grupo de referencia (Merton and Kitt 1950), la identificación con unidades menores suele darse con niveles de vida social “más altos” o “más modernos” 114

that cities can, and do, ‘contribute to social cohesion’. Cohesion, however, also has its dark side. It may lead to claims on group members and restrictions on their freedom, to downward expectations and resulting missing of opportunities, and finally to their exclusion (see (Portes 1998). I will discuss two facets of this relation: first, that cohesion implies exclusion of group members and, secondly, that it implies identification with a specific social or spatial level and consequently excludes reference to other levels. Firstly, social cohesion at the group level is not only fostered by a positive factor – a common set of values and norms - but also by a ‘negative’ one. Members are under pressure not to show too much ambition to leave the group and to integrate into ‘larger society’. If they do, if they are using other groups (or society as a whole) as reference groups, they are threatened with exclusion from their membership group. This phenomenon of ‘scapegoating’2 contributes to the strengthening of the internal cohesion of a group; in fact, it often used in times of crisis for this purpose. The perception of any outgroup as a “threat”, through the generation of stereotypes and stigmatisation, is part of this process. Secondly, as Maloutas & Malouta (Maloutas and Pantelidou Malouta 2004) put it: ‘A more cohesive city does not necessarily imply more cohesive communities/neighbourhoods, and a more cohesive neighbourhood does not necessarily affect positively the cohesiveness of other neighbourhoods’. According to reference group theory (Merton and Kitt 1950), identification with smaller units often stands in the way of identification with a ‘higher’ or ‘more modern’ level of social life (cities instead of neighbourhoods, nation state instead of social classes). The question, then, is whether developments such as increasing individualisation and fragmentation are weakening cohesion or rather take away obstacles that formerly obstructed identification with the city or the nation state. The core argument is that a strong degree of cohesion at the

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

(ciudades en vez de barrios, estados en vez de clases sociales). La cuestión es, entonces, si los desarrollos que fomentan el individualismo y la fragmentación debilitan la cohesión o si es que eliminan los obstáculos que obstruyen la identificación con la ciudad o el estado de la nación. El argumento central es que un elevado grado de cohesión a nivel de comunidad o vecindad ( que habitualmente se asemejan) podría hace renunciar a los ciudadanos de oportunidades externas al grupo. No son capaces de responder a nuevas oportunidades; Durkheim habla de la anomia como resultado de un exceso de integración.

neighbourhood level (or at the level of local communities, which often is identical) might exclude inhabitants from opportunities outside the neighbourhood. They then are unable to respond to new opportunities; Durkheim has showed the way when identifying a form of anomie that results from too much integration.

Funciones de la ciudad desde el punto de vista de la cohesión.

The cohesion dimension of the enterprising city

Observemos las diferentes funciones de la ciudad (la ciudad empresarial, la ciudad pública, la ciudad participativa, la ciudad construida, la ciudad diversa, y la ciudad cohesionada) desde el punto de vista de la cohesión.

Current policy agendas at every level have two main concerns: competitiveness versus cohesion

La dimensión de la cohesión en la ciudad empresarial Las agendas políticas a cualquier nivel tienen dos principales preocupaciones: la competitividad y la cohesión. El objetivo es promover la competitividad económica en el sistema globalizado de las regiones urbanas. En este punto afloran dos cuestiones. ¿Hasta que punto es verdad que las sociedades socialmente cohesionadas tienen ventajas competitivas? ¿Cuál es el rol de la diversidad (social y étnica) en esta relación? Nos gustaría avanzar que la hipótesis que la diversidad social y étnica fomentan la creatividad, el dinamismo de las ciudades gracias a la innovación, el espíritu empresarial y el dinamismo espacial que contribuyen a la competitividad económica. Enfocándonos en el dinamismo (diversidad étnica y social) que se crea en la economía urbana, se puede encontrar más información en la relación entre la cohesión social y la competitividad económica (Vranken 2008). La dimensión de la cohesión en la ciudad pública

JAN VRANKEN

Functions of the city viewed through the cohesion prism. Let us look at different functions of the city (enterprising city, public city, participating city, built city, diverse city, and cohesive city) through this prism of cohesion.

They aim at promoting the economic competitiveness in the globalizing system of urban regions. At this point two questions arise. To what extent it is true that socially cohesive societies have a competitive advantage? What is the role of (social and ethnic) diversity in this relationship? We would like to advance the hypothesis that social and ethnic diversity foster creativity and dynamism in cities; through innovations, entrepreneurship, and spatial dynamism they contribute to economic competitiveness. By focusing on the dynamism that (social and ethnic diversity) creates in urban economy, we can shed a light on the relationship between social cohesion and economic competitiveness (Vranken 2008). The cohesion dimension of the public city The public city refers to the presence of public spaces, meeting places in the broadest sense. They serve as just observation posts to physical meetings, interaction & communication and further to (political) forums. Public places also create opportunities for a developing feeling of belonging (‘monuments’). Efforts to restore some of these spaces should be confronted with mediocre development of the space, erosion by dispersal of functions (shopping 115

La ciudad pública se refiere a la presencia de espacio público, a la reunión en el sentido más amplio. Sirve como punto de observación de encuentros físicos, de interacción y comunicación y yendo más allá de forum (políticos). Los espacios públicos pueden fomentar el sentimiento de pertenencia (“monumentos”). Los esfuerzos para restaurar este tipo de espacios deberían confrontarse a los desarrollos espaciales mediocres, erosionados por la dispersión de las funciones (los centros comerciales), la privatización de su mantenimiento y la privatización del espacio público por determinados grupos (del aburguesamiento a lo “semi-público”). La dimensión de la cohesión en la ciudad participativa La ciudad participativa se refiere a la disposición de marcos que se adapten a las diversas formas de participación, lo cuál no sólo significa la democracia tradicional indirecta – convertida (degenerada) en una relación cliente/administración en vez de una comunidad de ciudadanos asumiendo responsabilidad social. Se esperan formas directas de participación que mejoren las tradicionales formas de participación. La magnitud social se consigue a través del proceso de participación de la gente que formula objetivos comunes, descubriendo intereses comunes y desarrollando acciones en común. La dimensión de la cohesión en la ciudad construida ¿Existe alguna relación “casual” entre la ciudad construida y su población (individuos o grupos) que explique la realidad de la vida urbana y que facilite la regeneración urbana? La ciudad construida podría referirse a su estructura, que puede separar o facilitar la conexión y comunicación entre sus residentes – o a sus visitantes, trabajadores u otros usuarios-. O podría referirse a las diferentes maneras en que los distintos grupos de población perciben y usan la ciudad: la estructura construida (calles, espacios públicos) vive sólo de la manera que la gente la usa. La densidad como amenaza es debida a la importancia de las redes 116

malls?), privatisation of their management, privatisation of public spaces by groups (from gentrification to ‘semi-public places’) The cohesion dimension of the participating city The participating city refers to the provision of adapted frameworks for diverse forms of participation, which means not only the traditional indirect democracy – which has developed (degenerated) into a client relationship with the administration in stead of a community of citizens taking up social responsibility. Direct forms participation are expected to improve on this traditional forms of participation. The cohesion dimension is that through processes of participation people come to formulate common goals, discover common interests and develop common actions. The cohesion dimension of the built city Does some ‘causal’ relation exist between the built city and its population (individuals or groups) that would explain the realities of urban life and facilitate urban regeneration? The built city could refer to its built structure, which may separate its residents or facilitate their interaction and communication – in the first place of its residents, but also its other users (visitors, workers). Or it could refer to the ways in which those different population groups perceive and use the city: the built structure (streets, public places) comes alive only through the way people use it. Threats to the importance of density, are due to the importance of virtual networks and meetings places, to city centres developing into Disney World, to urban sprawl. The cohesion dimension of the diverse city Diversity refers to the fact that - almost by definition - a multitude of different groups are living together in a city; groups with a different social, cultural & religious, political, and ethnic background. Diversity was, is and will be a fundamental characteristic of cities. Recently, the concept of diversity has been stigmatised; it has defined as a social problem rather than as a bundle of opportunities.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

virtuales y a los espacios de encuentro, a los centros urbanos convertidos en Disney World y a la expansión urbana descontrolada. La dimensión de la cohesión de la ciudad diversa La diversidad se refiere al hecho – casi por definición – de que una multitud de grupos diferentes conviven en la ciudad; grupos con un origen social, cultural y religioso, político, y étnico diferentes. La diversidad ha sido, es y será una característica fundamental de las ciudades. Recientemente, el concepto de diversidad ha sido estigmatizado, ha sido definido como un problema social más que una oportunidad. La creación de un discurso basado en aspectos positivos de la diversidad es mucho más complicado en un contexto de recesión de la competitividad económica o, ¿pronunciará una mayor diversidad las desigualdades, malentendidos, racismo, intolerancia y xenofobia entre los diferentes grupos que componen la ciudad? ¿Implica la diversidad una ruptura entre las unidades sociales (fragmentación) o es la diversidad simplemente una diferenciación? La dimensión de la cohesión en la ciudad cohesionada El problema sociológico reside (hipotéticamente) en el colapso de las formas tradicionales de solidaridad que funcionan como mediadores y en los mecanismos informales de control social (Vranken 2005). ¿Ha sido el debilitamiento o desaparición de lo “espontaneidad” y reciprocidad lo que ha abierto las puertas a las iniciativas “top-down” para reemplazarlos o complementarlos? Son iniciativas explícitas – desde “represivas” a “protectoras” (protección social, servicios sociales). ¿Necesitan las nuevas formas de solidaridad “mecánica” ser complementadas con solidaridad “orgánica” que se enraíza en la división laboral (Durkheim)? La dimensión de la cohesión en la ciudad cohesionada Iniciativas de políticas de “esfera privada y pública” son múltiples: sistemas de control social y físico para garantizar la seguridad: áreas controladas por CCTV, servicios privados de seguridad, más llamadas JAN VRANKEN

Creating a discourse on the positive aspects of diversity is far more difficult in a context of recession than in a context of economic prosperity. Will urban diversity lead to increasing economic competitiveness or – will greater diversity produce enhanced inequalities, misunderstandings, racism, intolerance and xenophobia between the different groups that make up the urban? Does diversity imply ruptures between social units (fragmentation) or is diversity just about differentiation? The cohesion dimension of the cohesive city The sociological problem lies in the (hypothesised) collapse of traditional forms of solidarity of routines that used to function as mediators and of (informal) mechanisms of social control (Vranken 2005). Is it the weakening or even disappearance of these “spontaneous” routines and reciprocities that have opened the doors for a number of “topdown” initiatives to replace or to complement them? They consist of ‘top-down’ and explicit initiatives - from ‘repressive’ to ‘protective’ (social protection, social services) ones. Are new forms of ‘mechanic’ solidarity needed to complement the ‘organic’ solidarity that is rooted in the division of labour (Durkheim)? Initiatives to ‘policy the private and public sphere’ are manifold: social and physical control systems in order to promote safety: CCTV-controlled areas, private security services, many calls for ‘more police in the street’. Less easily identifiable but as important are the success of mono-cultural discourses and the increase of legal and other mechanisms to prevent or to combat forms of ‘deviant behaviour’ (including specific cultural behaviour). This is illustrated by the shift in the concept of Integration from ‘reciprocal adaptation’ to ‘adaptation’ (‘adapt or leave’), by the less lenient treatment of beggars and other ‘street folk’, by the treatment of young offenders, who are considered as ‘incorrigible’ and are put in special prisons with as prime function to protect society, no longer to re-educate. The many popular initiatives to promote cohesion - such as the financing of

117

para “más policías en las calles”. Menos identificables pero no por eso de menor importancia son el éxito de discursos mono – culturales y el incremento de mecanismos legales o de otro tipo para combatir “comportamientos desviados” (incluyendo comportamientos culturales específicos). Esto se ilustra con el cambio en el concepto de integración: de “adaptación recíproca” a “adaptación” (adaptarse o abandonar), por un trato más estricto hacia los mendigos y otras “faunas urbanas”, por el trato hacia los jóvenes delincuentes, que se consideran como “incorregibles” y son puestos en prisiones especiales para proteger a la sociedad, no para su reeducación. Las muchas iniciativas populares para promover la cohesión –como la financiación de festejos de barrio “espontáneos”– no son suficientes para contrarrestar la fragmentación.

La importancia de los conflictos Este enfoque en la cohesión ha estigmatizado el concepto del conflicto y su uso desde un punto de vista constructivo, es importante volver a llevar la magnitud del conflicto al debate y al análisis. En mucho casos los desarrollos y programas urbanos están repletos de conflictos. Como suele ser el caso, la definición de objetivos depende de la clase social, entre otras variables. Para los pobres, los temas tienden a tener un carácter inmediato y local: vivienda, equipameintos públicos, seguridad, limpieza de las calles. El acomodado puede superar estos problemas sin dificultad; cuentan con los medios para elegir a sus vecinos o pueden recurrir al mercado privado. Sus preocupaciones tienden a ser de mayor escala: polución de la ciudad, calentamiento global del planeta. Que la sostenibilidad puede contribuir a la preservación del status quo es otro ejemplo de las necesidades a considerar en el paradigma de los conflictos. La sostenibilidad tiende a beneficiar sólo la “posesión” sin considerar la “no-posesión”. Mantener las condiciones de vida de los pobres es bastante fácil; no son necesarias políticas específicas de actuación para preservar

118

‘spontaneous’ neighbourhood festivities – will not suffice to counter these developments.

About the relevance of conflicts This focus on cohesion has stigmatised the concept of conflict and its constructive use; it is important to bring the conflict dimension back into the debate and into research. In many cases urban developments and urban programmes are conflict-laden arenas. Measures aimed at reducing the use of scarce resources will lead to conflict and reduced social cohesion. As is so often the case, the very definition of a goal depends on class and other social variables. For the poor, the issues tend to be immediate and very local: housing, public facilities, safety, clean streets. The affluent can escape these problems; they possess the means to choose their neighbourhood or they can rely on private market provision. Their concern tends to be on a larger scale: pollution at the city level, global warming at a world wide level. That sustainability could contribute to the preservation of the status quo is another illustration of the need to take account of the conflict paradigm. Sustainability tends to only benefit the ‘haves’, while further excluding the ‘have-nots’. Indeed, sustaining the living conditions of the poor is fairly easy; no specific public policies are needed to preserve the status quo. On the other hand, many measures to improve their situation will have immediate adverse effects on the environment, such as building housing for low-income families in a possible conservation area. It means that the costs of environmental sustainability, not unlike the costs of environmental degradation, will not be borne equally by everyone. We do not have common interests in “sustainable urban development”, in ending poverty, segregation, inadequate housing, or homelessness. Some of us profit from the existence of poverty, as is well illustrated by Gans’ classic analysis of ‘the positive functions of poverty’ (Gans 1972).

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

su status quo. Por otro lado, muchas de las medidas para mejorar su situación tendrían efectos adversos y además, con carácter inmediato en el medio ambiente, como podría ser la construcción de viviendas para familias con ingresos bajos en un área posiblemente a preservar. Significa que el coste de la sostenibilidad ambiental, como la degradación ambiental, no se pagan de la misma manera. No todos tenemos los mismos intereses en el “desarrollo urbano sostenible”, en erradicar la pobreza, la segregación, la construcción inadecuada o los sin techo. Algunos de nosotros nos aprovechamos de la existencia de la pobreza, como en el ejemplo de Gans sobre el clásico análisis de las “funciones positivas de la pobreza” (Gans 1972).

El gobierno urbano: ¿parte de la solución o parte del problema? (Más) competencia, más diversidad (étnica), (menos) cohesión y (más) dinámica espacial han incrementado el grado de complejidad de los retos a los que hacen frente los dirigentes, la utilización de enfoques y modelos organizativos antiguos ya no parecen ser suficientes. La regeneración urbana necesita un enfoque gubernamental integrado – al menos, alguna forma de asociación (cooperación)–. El modelo tradicional de política urbana ha sido relevado por un nuevo contexto de gobierno en el que un creciente conglomerado heterogéneo de actores y agentes, con diversos orígenes y competencias, son los que definen y proporcionan servicios, de manera que son independientes de las fronteras de estructuras gubernamentales locales tradicionales. Un gobierno urbano implica la cooperación entre diversos actores, dominios y niveles. Los diversos actores ( el estado, la sociedad civil, empresas lucrativas) ocupan una posición relativamente autónoma pero hay agentes de estado como directores de orquestra. Los diferentes niveles son la vecindad, el distrito, la ciudad, la región, el estado a la unión Europea. Es necesaria la cooperación entre los distintos dominios – como el empleo, la vivienda, la educación,

JAN VRANKEN

Urban Governance: Part of the solution of part of the problem? (More) competition, more (ethnic) diversity, (less) cohesion and (more) spatial dynamics have increased the number and complexity of challenges faced by urban governments, which seem no longer able to manage them by applying former approaches and organisational models. Urban regeneration needs the integrated governance approach – at least, some form of partnership (cooperation). The traditional model of urban politics has given way to a new context of governance in which an increasingly heterogeneous conglomerate of actors and agencies, with various backgrounds and competencies, define and deliver services, in a way that is independent from the boundaries of the traditional local government structure. Urban governance implies cooperation between several actors, domains, and levels. Several actors (state, civil society, for-profit enterprises) occupy a relatively autonomous position but with state actors as stage director. Several levels reach from neighbourhood/district over city, city region, region, nation state to the EU. Cooperation between multiple domains is needed - such as employment, housing, education, health, culture, urban planning – which organisationally is expressed in interdepartmental programmes and projects. Some other important characteristics or the urban governance approach are: a new political culture and a flexible and responsive administration, structural participation of citizens/clients/users, and decentralised decision-making.

We will discuss some from the many challenges to urban regeneration porgrammes and policies • • • • •

Are areas relevant? Neighbourhood won, neighbourhood lost It’s not the economy (alone) On whose side is time? Better a good partner

119

la salud, la cultura, el planeamiento urbano – que se expresa por medio de programas y proyectos interdepartamentales. Otras de las características del enfoque gubernamental urbano son: una nueva cultura política y una administración más responsable y flexible, la participación estructural de los ciudadanos/ clientes/usuarios y la descentralización de la toma de decisiones.

Discutamos sobre los muchos retos y políticas de los programas de regeneración urbana • • • • •

¿Son las áreas relevantes? Vecindario ganado, vecindario perdido No es (sólo) la economía ¿A quié le toca ahora? Mejor un bueno socio

•

¿Bienes o cabezas?

• • •

The people’s voice or voice to the people? In local authorities we trust Guts or brains?

Are areas relevant? Of course they are, otherwise we wouldn’t be here. However. At what level are the target areas of urban regeneration to be defined? How and by whom are they defined? How exclusively should urban regeneration focus on specific areas? What should be done to avoid displacing problems from one neighbourhood to another?

¿Son áreas relevantes?

The ‘chairs on the deck of the Titanic’ or the waterbed effect means that the combating of problems in one area often just leads to their moving to another (neighbouring) area. Competition between districts – as for increasing employment opportunities should therefor remain within limits.

Por supuesto que lo son, sino no estaríamos hablando ahora. Sin embrago, ¿De qué manera hay que definir las áreas de regeneración urbana? ¿Cómo y por quién se definen? ¿Debería la regeneración urbana centrarse exclusivamente en determinadas áreas? ¿Cómo se podrían evitar los problemas de migración de un barrio a otro?

Certainly today, a city needs marginal places (‘transition zones’) that function as social laboratories for the arts, economic entrepreneurship, and social relationships and as sites of socialisation (places of integration) for newcomers who are not yet able to take part in all the formal institutions of mainstream society

Combatir los problemas de un barrio puede ocasionar que sean desplazados a otra comunidad. La competencia entre distintos barrios debería por tanto mantenerse en sus límites – así como las oportunidades de empleo.

It’s not the economy (alone)

Es cierto que una ciudad necesita espacios marginales (“zonas de transición”) que funcionen como laboratorios sociales para los artistas, emprendedores y relaciones sociales como lugares para la socialización (espacios para la integración) para los recién llegados que todavía no pueden integrarse en los formalismos institucionales de la sociedad. No se trata (solo) de economía La política del mercado laboral puede enfocarse desde diferentes puntos de vista: en dotar a cuantos más ciudadanos posibles con los instrumentos necesarios 120

Labour market policy at the local level often is torn between different approaches: to equip as many residents as possible with the necessary skills to function in an urban service economy and/or to assist them in applying successfully for vacancies in the labour market, no matter where they are located in the urban region at large and/ or to make inner-city areas attractive for economic enterprises. Being embedded in formal and informal social networks is an important factor for labour market inclusion.

On whose side is time? What time span should urban regeneration programmes cover? How closely should they reflect the mandate of local representative institutions? How important are the different time perspectives or ’temporalities’ of

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

para que puedan funcionar en una economía de servicios y/o asistirlos en la ocupación de puestos de trabajo vacantes, independientemente de dónde se encuentren localizados en la región y/o construir áreas urbanas atractivas para los negocios. Siendo parte de una red social de manera formal e informal es fundamental la inclusión laboral.

actors: the short-term perspective of the politicians and the long-term perspective of the administration, the professionals, and the research community? Does this discrepancy impede on the successful completion of the programme? What after an urban regeneration programme has come to an end?

¿A quién le toca ahora?

Better a good partner…

¿Qué espacio de tiempo debería cubrir la regeneración urbana?¿De qué manera se debería reflejar el mandato de las instituciones locales? ¿Qué importancia tienen las diferentes perspectivas o “temporalidades” de los actores: la perspectiva a corto plazo de los políticos y el largo plazo de la administración, los profesionales que analizan la comunidad? ¿Puede la discrepancia impedir la ejecución de ciertos programas? ¿Qué ocurre cuando se finaliza un programa de regeneración urbana?

Problems to make partnerships work are multiple, such as the degree and complexity of policy items (including problems) is increasing; the number of actors in urban matters is increasing and so is the number of policy-making levels. Is PPP doomed to stand for ‘Profits for the Private Partner’ and ‘Problems for the Public Partner’?

Mejor un buen socio… Los problemas del trabajo con socios son múltiples, ya que aumenta el grado de complejidad de los temas políticos (incluyendo problemas), aumenta el número de actores en materias urbanas así como el número de niveles políticos. ¿Son los problemas para el socio público y los beneficios para el socio privado? ¿La voz de la gente o voz para la gente? ¿Es suficiente informar a la gente como “clientes”? ¿O deberían participar directamente en la concepción e implementación de proyectos y programas – como “ciudadanos”? ¿Qué pasaría si sólo unos pocos (actos o porteros) ocupasen los diferentes canales y disintiesen o debilitasen las voces hasta hacerlas callar? Gente con pocos estudios, madres solteras, minorías étnicas, parados de larga duración. ¿Está siempre patente una clase media? ¿Qué importancia tiene un “líder fuerte”? Las autoridades en las que confiamos ¿Deberían las autoridades subsidiarias confiar en las intenciones de las autoridades locales? ¿O es necesario algún tipo de contrato JAN VRANKEN

The people’s voice or voice to the people? Is there a straightforward ‘ladder of participation’? Does it suffice just to inform people as ‘clients’? Or should they participate directly in the conception and implementation of projects and programmes – as ‘citizens’? What if only a minority occupies the different channels (acts as gatekeeper) and dissenting or weaker voices are made to shut up? The lower educated, single mothers, ethnic minorities, long-term unemployed A middleclass bias is always there? How important are ‘strong (informal) leaders’? In local authorities we trust Should subsidising authorities blindly trust the intentions of local authorities? Or is some form of contracts (or covenants) needed? In order to specify goals, means, processes, and procedures? If so, how ‘general’ and how ’differentiated’ should these contracts be? What period should they cover? How closely should they reflect the mandate of local representative institutions? Guts or brains? Do intuition, guts, or political feeling provide a firm enough basis to set up and evaluate urban policies or are more sophisticated means needed? If so, what are the minimum requirements with respect to baseline

121

(convenio) para especificar objetivos, medios, procesos y procedimientos? Si fuese así, en qué medida deberían ser esos contratos “generales” o “diferenciados”? ¿Cuánto deberían durar? ¿En qué medida deberían reflejar el mandato de los representantes de las instituciones locales?

measurement, quantitative and qualitative databases and indicators, and evaluation. What role is given to the Leipzig Charter and the Reference Framework for Sustainable Cities? Some (adapted) form of Open Method of Coordination could also foster the meeting of these requirements

¿Bienes o cerebros?

What can we learn from past experiences? What can be learned from other cities and countries? How should knowledge be stored and disseminated? How can positive results be sustained?

¿Proporciona la intuición, los bienes, la política una base suficiente para establecer y evaluar las políticas urbanas o son necesarios unos medios más sofisticados? Si fuese así, ¿Cuáles son los mínimos requisitos para las referencias, bases de datos e indicadores cuantitativos y cualitativos y su evaluación? ¿Qué papel desempeña la Carta de Leipzig y el Marco de Referencia para las Ciudades Sostenibles? Algunas formas adaptadas del Método abierto de coordinación también fomentan el cumplimiento de estos requisitos. ¿Qué podemos aprender de experiencias pasadas? ¿Qué podemos aprender de otras ciudades y países? ¿Cómo podría almacenarse y diseminarse el conocimiento? ¿Cómo se pueden preservar los resultados positivos?

Comentarios propuestas

sobre

una

serie

Las tres principales magnitudes de un territorio (sea una ciudad o un distrito) son: la gente, los lugares y los políticos (las instituciones) y sus interrelaciones. Estas propuestas se refieren a los problemas urbanos a resolver como a las oportunidades a aprovechar3. Utilizaremos los términos de “políticas urbanas” y “programas urbanos” por cubrir un mayor espectro que la “regeneración urbana”. Sobre los diferentes tipos de lugares: 1. Es importante que los programes especifiquen la razón por la que han elegido un efoque de área. Existen tres razones para ello: la existencia de un “efecto de barrio”, la preferencia por un enfoque integrado para resolver problemas, efectividad del costo en comparación con otros enfoques. Un enfoque basado en un área, sin embrago, 122

Further discussion of a number of propositions One for each of the three main dimensions of any territorial area (be it a city, a district or a city): people, places and policies (institutions) and their interrelations. These propositions as well refer to urban problems to combat as to urban opportunities to catch3. We will use the terms ‘urban policies’ and ‘urban programmes’ because their cover a broader spectrum than (the somewhat laden) ‘urban regeneration’ About different kinds of places 1. It is important that programmes specify why they adopt an area-based approach. There are three reasons for choosing such an approach: the existence of a ‘neighbourhoodeffect’, a preference for an integrated approach to solve problems, and costeffectiveness compared to other approaches. An area-based approach, however, also has its pitfalls. First, problems do not occur exclusively in the targeted areas. Selecting only areas with the most severe problems might imply that areas that are only slightly better off do not receive any attention at all. Second, area-based policies may move problems from one area to another. Third, by focusing only on a few neighbourhoods or districts, the potential of other parts of the city or the metropolitan area may be ignored. Finally, area-based policies may just be chosen because of their better visibility – which is a strong argument for politicians and not because they are more appropriate.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

también tiene su lado negativo. Primero, los problemas no sólo ocurren en el área seleccionada. Seleccionando zonas con problemáticas severas puede implicar que áreas en condiciones ligeramente mejores no reciban ningún tipo de atención. Segundo, políticas basadas en áreas pueden desplazar los problemas a otros barrios. Tercero, focalizando la actuación sobre determinados barrios o distritos, puede desdeñar las potencialidades de otras partes de la ciudad o del área metropolitana. Finalmente, las políticas de áreas pueden haber sido seleccionadas por razones de visibilidad – lo cual es un argumente importante para los políticos – y no por ser más apropiadas. 2. Un enfoque de área puede aislar las áreas objeto de un contexto más amplio. Se tiende a tratarlos como comunidades en pleno derecho, en los que se deben mantener a los ciudadanos a bordo y ser completados en términos de equipamientos públicos y privados. Un mayor grado de movilidad – en términos migratorios- se ve como algo negativo, como indicador de insatisfacción o un mal funcionamiento. ¿Pero es realmente así? No es necesariamente problemático que el movimiento de la población sea alto. Si la gente tiene éxito y mejora su calidad de vida y status y se mueve, esto es un signo positivo. Uno debería ser consciente de las dinámicas de un barrio o de un distrito y especialmente del papel que desempeñan en el conjunto del contexto urbano, como ocurrió con los burgueses. 3. Las políticas urbanas no deberían de ordenar todo aquello que parezca marginal y descuidado para reemplazarlo por áreas y personas limpias y ordenadas. Podría ocurrir que determinadas zonas marginales fuesen desmanteladas sin considerar la función vital que desempeñan, tal vez no a nivel de distrito sino que a nivel de ciudad. Estos lugares son donde los recién llegados se instalan hasta que mejoran sus condiciones de habitación, o donde los artistas tienen sus ateliers, o donde ciertos emprendedores encuentran locales asequibles. De manera más general, las zonas de transición funcionan como lugares de socialización (adaptación de valores urbanos, patrones de JAN VRANKEN

2. An area-based approach often isolates the targeted areas from their wider urban context. It tends to treat them as communities in their own right, which should keep all the present inhabitants aboard and be complete in terms of public and private facilities. A high mobility rate – in terms of migration – is then seen as something negative, as an indicator of dissatisfaction or malfunctioning. But is that really so? It is not necessarily problematic when the population turnover in a neighbourhood is high. If people are successful in improving their life chances and status and move out, that is a positive development. One should be aware of the dynamics of a neighbourhood or district and especially of its role in the whole urban context, as was already recognized by Burgess when he identified the functions of transition zones. 3. Urban policies should never try to clean up everything that seems marginal and deviant and replace it by tidy, clean, neatly arranged areas and people. Here, one runs the risk of dismantling transitional and marginal zones that have a vital function, maybe not so much for the district, but for the city at large. These are the localities where, for instance, newcomers arrive and live until they have found a more adequate dwelling, or where artists have their ateliers, or where starting entrepreneurs find cheap business locations. More generally, transitional zones can function as sites of socialisation (adaptation of urban values, norms and behavioural patterns), as breeding places for innovation, as loci of the creative capacity of a city. This does not simply mean that such a locality has to remain marginal or transitional forever. It only implies that a city at large needs some of those areas, because their marginality has positive as well as negative functions. 4. An area-based approach should avoid the perverse effect of (further) stigmatising the area. At least in the short run, being selected as an area to be targeted may make things worse in terms of the bad image of a district. Especially when there is a form of competition between districts or neighbourhoods to be targeted, the danger looms that districts themselves exaggerate the problems they 123

conducta y normativos), o como semilleros de innovación, o como lugares con contenido creativo para la ciudad. Esto no significa que dichos lugares deben mantenerse marginales para siempre. Sólo implica que las ciudades necesitan estos espacios, porque la marginalidad tiene sus aspectos positivos como negativos. 4. Un enfoque de área debe evitar el efecto perverso de la estigmatización. Por lo menos a corto plazo, el haber sido seleccionado puede empeorar la imagen del área. Sobre todo cuando existe competencia entre diferentes barrios para ser seleccionados, en esos casos es posible que el área exagere sus problemas. El haber exagerado los problemas puede ahuyentar a posible inversores o empleadores. Por eso, es importante enfatizar las potencialidades y mostrarlas desde el primer momento. 5. Un enfoque integrado de barrios podría generar un desplazamiento de los problemas sociales de una parte de la ciudad a otra. Cuando la situación de un área va rememorando es posible que los problemas migren a otro barrio. Siendo estricto con la delincuencia o la prostitución en un barrio puede terminar trasladándose a otro. Algo parecido ocurre cuando se sustituyen viviendas baratas por viviendas de lujo. Todo esto puede generar nuevos focos de marginación. Desde el punto de vista de la ciudad o de la administración nada cambia. 6. El distintivo de la vida de una ciudad, la diversidad de gente y actividades, debe también considerarse a nivel de ciudad. Lo atractivo de las ciudades del mundo es la existencia de un caleidoscopio de poblaciones étnicas. Esto significa que la heterogeneidad no debe ser necesariamente un objetivo a nivel espacial. Con bloques de apartamentos, calles e incluso en pequeños barrios es difícil percibir la heterogeneidad social y a menudo se crean más problemas de los que había que resolver. No hay que intentar crear “comunidades” con la mera construcción física. Sobre el (des)empleo 7. Aunque el empleo es una condición para

124

are faced with. In that competition and afterwards, the special attention drawn to that area may enhance the negative image it already has. This may scare off potential investors and employers. Therefore, not only the problems of these areas should be highlighted, but also their opportunities and assets. They should be advertised as early as possible in the policy cycle. 5. An integrated approach focused on neighbourhoods could lead to the displacement of social problems from one part of the city to another. Whilst the situation in the targeted area improves, problems may migrate to other neighbourhoods. Being tough on crime or prostitution in one district may only move these activities to other places. The same process of displacement may occur when more upscale housing is made available and cheap housing demolished. Low-income households then are pushed out of the area into other neighbourhoods where lodging is cheaper. This may turn these other neighbourhoods into new centres of deprivation. At the level of the city and for the city administration, in a way nothing has changed. 6. The hallmark of city life, a great diversity of people and activities, may also be realised at the city level. What makes world cities so attractive is the existence of a kaleidoscope of ethnic villages. This means that social heterogeneity should not necessarily be a target at the lowest spatial level. Within apartment blocks, streets and even small neighbourhoods, social heterogeneity is not only hard to realise; it often creates more problems than it solves and in the end could become self-destructive. Do not try to create ‘communities’ through physical constructions alone. About (un)employment 7. Although employment is a crucial condition for inclusion in society, unemployment is only one aspect of a broader situation of social exclusion. Basically, there are three spheres that should be taken into account when focusing on exclusion at the neighbourhood level. One is indeed the labour market, but there also is the sphere

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

la inclusión social, el desempleo es sólo un aspecto más de la exclusión social. Básicamente, hay tres aspectos que hay que considerar a la hora de evaluar la exclusión a nivel de barrio. Uno es el mercado laboral, pero es también el acuerdo colectivo: beneficios sociales y servicios públicos. el primero está sobre-representado en los barrios pobres, el segundo está infra-representado y es de baja calidad. La cohesión social consiste en las redes sociales de la familia, vecinos, amigos, comunidades étnicas, voluntariado, etc. 8. Es muy difícil acertar en la oferta y la demanda del mercado laboral a nivel de barrio. Los segmentos más bajos del sector industrial, el ocio y el turismo no emplean a hombres de mediana edad desempleados de larga duración. En ambos casos la reestructuración industrial y el desparramado nuevo empleo en el sector industrial desajusta el la oferta de trabajo y el desempleo local, y sólo los nuevos trabajos son contados. Es importante contabilizar quién es la gente contratada. 9. Desde el punto de vista del desempleo, las soluciones no se encuentran estrictamente en un área. Sin embargo, existen posibilidades para crear empleo donde hay desempleados. Los candidatos a nuevos trabajos deberían estar dirigidos a desempleados locales, cuando el empleo se ha generado para resolver el problema. El empleo en las agencias gubernamentales debería ser utilizado para aliviar el problema del desempleo, no sólo para dar trabajo a unos pocos, sino resolver el problema de barrio. 10. La política económica local más importante a este respecto es tratar de dotar a la mayor cantidad de vecinos de ese barrio con las herramientas necesarias para que puedan funcionar en una economía de servicios urbana – independientemente de dónde se localice el desempleo a nivel de ciudad. El transporte desde y al lugar de trabajo debería tratarse como un problema económico o de de movilidad geográfica, una solución más factible que atraer a inversores privados al barrio: si el trabajo no puede llegar a los trabajadores, los trabajadores

JAN VRANKEN

of collective arrangements: social benefits and public services. Whereas the former are overrepresented in poor neighbourhoods, the latter are underrepresented and of a poorer quality. Next, social cohesion consists of social networks of family, neighbours, friends, ethnic communities, voluntary associations and the like. 8. It is very hard to realise a good match between supply and demand in the labour market at the neighbourhood level. Especially the lower segments of the service industries such as leisure and tourist activities do not provide jobs for the middle-aged male long-term unemployed. In both the case of restructured industrial sites and of scattered new employment in the service industry, a mismatch often exists between available jobs and local unemployed. Sometimes this is not very clear from social indicators, and often only the newly created jobs are counted. It is important to monitor exactly who the people are who have been employed. 9. From the point of view of unemployment, solutions are not necessarily found within a specific area. However, possibilities do exist to create local employment from which the local unemployed may profit. Recruitment of candidates for new jobs should start by scrutinising the pool of local unemployed, especially where employment is created to solve specific social problems in a district. Employment in local government agencies should be used as much as possible to alleviate the problem of local unemployment, not only to offer individual residents a job, but also to make clear that local authorities are actively dealing with local problems.

10. The most important local economic policy in this respect is trying both to equip as many residents of the district as possible with the necessary skills to function in an urban service economy – no matter where employment is located within the city at large – and to help them to apply successfully for vacancies in the labour market of the urban region at large. Should transport to and from the place of work be a problem in terms of money and/or geographical mobility, a more 125

deben ser llevados a los lugares de trabajo. 11. Iniciativas para atraer a inversores privados y empleo deberían coordinarse por las ciudades y los barrios. Debería de hacerse una distinción entre la inversión privada nueva – compañías de otras ciudades- y la relocalización dentro de la ciudad de trabajo ya existente. En el segundo caso, la solución de un barrio puede crear un problema en otro. 12. El mayor problema de las familias monoparentales (normalmente mujeres) con niños pequeños no es necesariamente el desempleo. Las oportunidades laborales de este grupo deberían mejorarse, pero las políticas deberían centrarse en la construcción de redes sociales, el problema aquí es la limitada movilidad geográfica de padres con niños pequeños. Una vez más, deben plantearse soluciones creativas para desacentuar diferentes formas de exclusión social simultáneamente. Guarderías que pudiesen mejorar la movilidad geográfica y social de madres solteras que pudiesen contratar a personas en condiciones similares. Sobre la participación 13. La participación es una razón y una consecuencia de la inclusión social. Individuos y grupos integrados podrían aprovechar oportunidades de participación. Por lo contrario, individuos o grupos excluidos no participarán y se sentirán inútiles o sin importancia y permanecerá inactivos. Activas a estos individuos y grupos es uno de los mayores retos en términos de participación 14. El origen étnico y de clase social podía dificultar la participación definida desde la clase media, que se basa en la noción de capacidad, elocuencia, actividad y actores individuales interesados. Se tienen que desarrollar nuevas formas de participación, basados en al participación de grupos, o de una manera poco sistemática de participación de gente directamente expuesta a las formas de exclusión social. 15. Las autoridades locales suelen ser reacios a la participación lograda a modo 126

feasible solution than attracting new private investment for a district might be at hand: if work cannot be brought to potential workers, workers could be brought to workplaces. 11. Initiatives to attract private investment and employment should be co-ordinated by the city and the districts. A distinction should be drawn between the coming of really new private investment – start-ups and companies coming from outside the city – and the relocation within the city of existing employment. In the latter case, a problem solved in one district might create a problem in another. 12. The main problem of one-parent (mostly female-headed) households with small children is not necessarily employment. Labour market opportunities for this group must of course be improved, but policies should equally focus on the building of social networks and social support, including child care, subsidies for kindergarten, help in education, and developing coping strategies such as empowerment. In terms of social exclusion, the problem to be solved here is first of all the limited geographical mobility of single parents who are in care of (small) children. Again, creative solutions should be sought as much as possible so that different forms of social exclusion are ameliorated more or less simultaneously. A kindergarten that could increase the geographical and, thus, social mobility of single mothers could employ members of that same category, for example. About participation 13. Participation is both a cause and a consequence of social inclusion. Active and socially integrated individuals and groups will use opportunities to participate. Conversely, excluded individuals and groups in many cases will perceive participation as useless or unimportant and thus remain inactive. Activating those individuals and groups is the main challenge in terms of participation. 14. Class and ethnic background may hamper participation that is defined along middle class lines, that is, based on the

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

de conquista ya que pueden neutralizar sus efectos. No obstante, aunque la participación sea resultado de un conflicto, puede ser productivo para una futura cooperación. La participación debería ser organizada para tratar temas muy concretos, evitando la abstracción y el generalismo. De esta manera se podría construir un entorno de confianza entre grupos de vecinos enfrentados. 16. Algunos grupos de vecinos suelen hablar del barrio como unidad, pero en realidad tratan de excluir actividades o personas no deseadas de su entorno. La participación debería darse de tal manera que no fuese solamente una proclamación contra el conocido síndrome NIMBY (not in my back yard). 17. La participación a nivel de barrio puede resultar problemática cuando los temas a tratar se deciden a nivel metropolitano incluyendo actores que no pertenecen al barrio. En estos casos, la participación puede seguir teniendo sentido pero debo implicar comunicación y retroalimentación con la administración competente. Debe entenderse como un proceso intermedio. 18. La participación no debe entenderse como concesión a los vecinos sino como un derecho. El “activismo” debe venir por parte de quien organicen la participación. Una de las claves del éxito no es invitar a los vecino sino que provenga de ellos y que ocurra dónde y cuándo lo necesiten. Esperar que los vecinos se muevan a oficinas que estén lejos de su barrio es poco realista. Sobre actores (¿o socios?) 19. La temporalidad de los diferentes actores es diferente, lo cuál puede crear fricción en la implementación y evaluación de políticas urbanas. Los calendarios de los actores locales públicos y privados no es siempre fácil de sincronizar, a menudo el problema suele residir en la visión a corto plazo de los políticos y la visión a largo plazo de la administración y los profesionales. Los barrios vulnerables necesitan planes a largo plazo. Los programas electorales de los políticos tienen dificultades para dar una respuesta.

JAN VRANKEN

notion of capable, eloquent, active and interested individual actors. Here, new forms of participation have to be developed, based on group participation, or on piecemeal individual participation of people directly exposed to forms of social exclusion. 15. Local authorities tend to be negative about participation that has been achieved by ‘conquest’ and will tend to neutralise its effects. Nonetheless, even if participation is the outcome of a conflict, it can be productive in fuelling further cooperative forms of participation in the future. It could be wise to organise participation around very specific and concrete issues, and avoid more abstract and general discussions. In such a way, trust could gradually be built between potentially conflicting groups of inhabitants 16. Sometimes groups of residents pretend to speak for the neighbourhood as a whole, but in practice try to exclude undesirable activities or people from their neighbourhood. Participation should be organised in such a way that it is not limited to voicing the wellknown NIMBY syndrome. 17. Participation at a neighbourhood level can be problematic when issues are decided upon at a metropolitan level and include actors who are not area-based. In such cases, it still can make sense to organise participation at a neighbourhood level, but then the participation process must include communication and feedback with upper administrative tiers. It should have the character of a ‘go-between’ process. 18. Participation should not be perceived as a gift to residents, but as a right. This ‘activism’ should also come from the side of those who organise participation. One of the keys for success is not only to invite residents, but also to come to them, at places where they happen to be at appropriate times (outreaching). Expecting people to visit an office or a meeting point far from their surroundings is unsuccessful with residents who are not already strongly mobilised. About actors (or partners?) 19. Different actors have different temporalities, which can create frictions in 127

20. Queda claro el papel fundamental que debe desempeñar el sector público, aunque de manera diferente más que de manera más inmediata. La solución está en el “liderazgo en la asociación”. La asociación no significa que todos los socios son iguales, en realidad, cierto liderazgo es fundamental para el correcto funcionamiento. El sector público debe tomar las riendas pero de una manera más limitada que en el pasado, es decir, incorporando nuevos actores a la hora de definir políticas, a la hora de la toma de decisiones como en su implementación. Es importante que la asociación sea también un principio para gobernar el mismo sector público: los diferentes extractos de la administración pública, los diferentes departamentos deberían considerarse como socios y colaboradores. El término “asociación” se refiere a un tipo de relación en el que los actores tienen intereses comunes y comparten derechos y responsabilidades a la hora de tomar decisiones. 21. Un enfoque integrado puede variar desde la simple suma de esfuerzos al desarrollo de programas en los que los diferentes temas cuenten con una relación explícita con el resto de temas. Un programa integrado conecta diferentes proyectos de manera que el éxito o el fracaso de cada proyecto es parte del éxito o fracaso el resto. La implementación de esta estrategia sería un gran reto. La mayor dificultad a la hora de organizar una cooperación “transversal” u “horizontal” es la yuxtaposición de intereses entre las diferentes administraciones y departamentos, lo cuál crea tensión y enfrentamiento entre los diferentes enfoques, métodos, procedimientos, culturas profesionales y organizaciones. 22. En general las redes locales de reducido tamaño promueven la cooperación horizontal, sobre todo en las fases iniciales, no sólo a nivel de estructura administrativa sino que entre los individuos. Las figuras clave convencen y conectan los diferentes sectores y los departamentos con sus respectivas culturas. Las figuras clave poseen la autoridad para proclamar que la política urbana, hacer frente a los imprevistos, la adaptación a un entorno 128

the process of implementation and evaluation of urban policies. The calendars of local actors public and private cannot always be easily synchronised. Often the main problem is the tension between the short-term perspective of politicians and the longerterm perspective of the administrators and professionals. This may result in a high degree of uncertainty for urban programmes with a timeframe beyond that of the political cycle of elections. Deprived neighbourhoods usually need such a long-term time frame. 20. It has become clear that the public sector must take up a prominent role, albeit in a different way than in an earlier era. The answer seems to be ‘leadership in partnership’. A partnership does not necessarily mean that the partners are equal, and, in fact, in most well functioning partnerships some form of leadership is present. The public sector has to take the lead, but in a more limited sense than in the past, involving other important actors in the preparation of new policies, in decisionmaking and in the implementation of policy. In addition, and of equal importance, partnership as a governing principle should also prevail within the public sector itself: different levels of public administration and different departments at the same level should consider each other as partners and co-operate. The term ‘partnership’ refers to a relationship in which the actors have common interests and share the rights and responsibilities of decision-making. 21. An integrated approach may vary from just adding up the efforts made in different domains, all the way to the development of a programme in which every issue has an explicit relationship with all others. An integrated programme connects different projects in such a way that the success and failure of each project are at least partly dependent upon the successes and failures of the others. Implementing such a strategy constitutes a great challenge. The major difficulty in organising ‘transversal’ or ‘horizontal’ cooperation between administrations and departments is the juxtaposition of different fields of interest, which creates tensions and confrontations

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

cambiante, estar al tanto para aprovechar las oportunidades , son de vital importancia. Las herramientas administrativas quedan obsoleta cuando las comunidades son impredecibles, fragmentadas y volátiles. Sobre los expertos independientes 23. ¿Cómo se podrían evaluar las políticas urbanas y los programas? La respuesta negativa sería que ninguno de los actores esté involucrado en los programas. Las personas involucradas podrían ser piezas clave a la hora de proporcionar información, pero autoridades externas deberían ser invitadas para dirigir la evaluación. Las personas involucradas no podrían realizar esa labor por su imparcialidad. 24. Se gana mucho cuando se consigue el intercambio entre las instituciones especialistas en investigación y las políticas prácticas. El desarrollo de conocimiento, a sí como la diseminación, puede organizarse mucho mejor. En los centros de investigación, como las universidades, se llevan a cabo muchos estudios para políticas urbanas y su aplicación. Sin embargo, muchos políticos no son conscientes de todo ese conocimiento y más aún, creen que nos les es útil. Los investigadores urbanos, en cambio, llevan a cabo trabajos teóricos que no tocan el fondo de la cuestión. Muchas veces es por que el lenguaje utilizado no es fácil de aplicar en la práctica. 25. Los más prácticos no deberían tener miedo por hacer preguntas muy concretas a los investigadores. Sería muy útil que los escolares participasen en al concepción e implementación de políticas y programas. Pueden aconsejar, trasladar de manera inmediata temas específicos, dotar de capacidad de investigación y formar parte de la evaluación. Los investigadores, los prácticos, y todo tipo de instituciones (ministerios, ciudades, regiones, provincias, etc.) podrían formular programas conectados y cofinanciados. De esta manera ambas partes podrían beneficiarse.

JAN VRANKEN

between various approaches, methods, procedures, professional cultures, and organisations. 22. In general, small and tight local networks seem to promote horizontal co-operation, especially at an early stage; not only solid administrative structures, but also individual persons and the chemistry between them matters. Key figures have the ability to convince and to communicate, and thus to create bonds between different sectors and departments and their respective cultures. They possess the authority to make clear that in urban policy, the confrontation with the unforeseen, the adaptation to ever-changing circumstances, and a keen eye for seizing opportunities that emerge, are of central importance. Where urban communities are increasingly unpredictable and fragmented and very volatile, administrative routines become obsolete. Cross-fertilisation of competencies, both professional and administrative, is called for. About independent experts 23. A basic question is: who should evaluate urban policies and programmes? The negative answer to this question is straightforward: none of the actors involved in the programme. Given the delicate problems of stating aims, desired outcomes, and indicators, everyone participating in the programme is biased. Hence, an external authority should be invited to conduct the evaluation. Persons involved can serve as key experts and suppliers of data. 24. There is a world to be won when it comes to the interchange between specialised research institutions and policy practices. The development of knowledge, as well as its dissemination, can be organised much better. In many research institutions, such as universities, a lot of relevant research for urban policy and practice is carried out. However, most policy makers and practitioners either are not aware that this knowledge exists at all, or, if they are, they think that it is not relevant for their everyday praxis. Urban researchers, on the other hand, carry out relevant research projects that rarely hit the ground of urban practice. This 129

Bibliografía Bibliography ALTMAN, I. and S. M. LOW (1992). Place Attachment. New York, Plenum Press. BLOKLAND-POTTERS, T. (1998). Wat stadsbewoners bindt. Sociale relaties in een achterstandswijk. Kampen, Kok Agora. BOURDIEU, P. (1979). La distinction. Paris, Minuit. Coleman, J. (1990). Foundations of Social Theory. Cambridge, Belknap Press. GANS, H. (1972). “The positive functions of poverty.” American Journal of Sociology 78(2): 275-289. JACOBS, J. (1961). The Death and Life of Great American Cities New York, Vintage Books,. KEARNS, A. and R. FORREST (2000). “Social cohesion and multilevel urban governance.” Urban Studies 37(56): 997-1019. MALOUTAS, T. and P. PANTELIDOU MALOUTA (2004). “The Glass Menagerie of Urban Governance and Social Cohesion: Concepts and Stakes/Concepts as Stakes.” International Journal of Urban and Regional Research 28(2): 449-465. MERTON, R. K. and A. S. KITT (1950). Contributions to the Theory of Reference Group Behavior. Continuities in Social Research: Studiesin the Scope and Method of The American Soldier. R. K. Merton and P. F. Lazarsfeld. Glencoe, Ill., Free Press: 40-105. PORTES, A. (1998). “Social capital: Its origins and applications in modern sociology.” Annual Review of Sociology 24: 1-24. PUTNAM, R. D. (1995). “Bowling Alone: America’s Declining Social Capital.” Journal of Democracy 6(1): 65-78. VRANKEN, J. (2005). Changing Forms of Solidarity: Urban Development Programs in Europe. Cities of Europe. Y. Kazepov. London, Blackwell: 255-276. VRANKEN, J. (2008). Competitiveness and cohesion: a Janus head? Some conceptual clarifications. Cities between competitiveness and cohesion: discourse, realities and implementation. P. Ache. Berlin, Springer: 19 - 37. Referencias 1. http://www.rfsustainablecities.eu/rubrique. php3?id_rubrique=107 2. La palabara “scapegoat” traducido al castellano como “cabeza de turco” proviene de la Biblia y significa la cabra (goat) que debe morir por los pecados de la 130

is not only the result of publication strategies, but also because scientific analyses are not always adequately translated in a language that is understandable and useful in the practice of policy. 25. Practitioners should not be afraid to ask researchers very specific questions. It could be productive for all sides to have urban scholars take part in the conception and implementation of urban policies and programmes. They can advise, give immediate translations of scientific knowledge, supply research capacity, and play a part in the evaluation. Researchers, practitioners, and all kinds of institutions (such as ministries, cities, regions, provinces, et cetera) could formulate joint, co-financed research programmes. In doing so, research could be both sound and practically useful.

gente. Hoy en día significa que la persona es castigada por sus pecados, crímenes o por el sufrimiento de otros, generalmente es una manera para desviar la atención del foco principal del problema. 3. Para mayor información: Burgers, J. & Vranken, J., (2008), Réussir un programme de développement urbain. (Collection Villes). Paris, Délégation interministérielle à la ville. http://webhost.ua.ac.be/ ugis.

References 1. See for those documents: http://www. rfsustainablecities.eu/rubrique.php3?id_ rubrique=107 2. The word scapegoat goes back to the Bible, where it means that a goat, carrying the sins of the people placed on it, is sent away to perish. Today it is used to indicate a person who is blamed and punished for the sins, crimes, or sufferings of others, generally as a way of distracting attention from the real causes. 3. For a more detailed discussion of these and many other propositions, see Burgers, J. & Vranken, J., (2008), Réussir un programme de développement urbain. (Collection Villes). Paris, Délégation interministérielle à la ville. For the original English version: http://webhost.ua.ac.be/ugis. German and Dutch translations also are available.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Giovanna Santamaria Jema S. A., Departamento de I+D g.santamaria@jema.es

integraci贸n de edificios en smart grids integration of buildings in smart grids

GIOVANNA SANTAMARIA

131

Marco actual

Current framework

Está claro que la energía eléctrica es un servicio básico para la sociedad y tiene un efecto directo sobre el bienestar, así como sobre la productividad de la industria. La demanda de energía eléctrica ha tenido una evolución creciente en los últimos años y está tendencia continua.

It is clear that electricity is a basic service to society and that it has a direct effect on welfare and on productivity of the industrial sector. The power demand had an upward trend in recent years and this trend is still going on.

Tradicionalmente el sector industrial ha sido el mayor consumidor de energía en España. Sin embargo, las medidas de ahorro que comenzaron a ponerse en práctica en los años setenta y las mejoras en los procesos industriales, unido por otra parte al gran aumento de la movilidad de personas y mercancías, sobre todo por carretera, han hecho que el transporte sea a partir de los años noventa el sector que más energía consume en España. Aunque es cierto que tan sólo alrededor de un 17% de la energía consumida en todo el país corresponde a las viviendas es necesario rebajar ese consumo con medidas tales como la integración de energías renovables en los edificios, el uso eficiente de la electricidad y el calor en los mismos… Existe además una tendencia es ir aumentando el consumo en los hogares, así como en otro tipo de edificios (comercios, hoteles, hospitales…).

Necesidad de cambio del modelo eléctrico actual. Concepto de smart grid Si analizamos el sector energético español vemos que este es en gran medida dependiente de materias primas como el crudo y el gas natural, materias primas que empiezan a escasear y de las que no somos productores. Este hecho, unido al la preocupación por el cambio climático y a las dificultades sociológicas y económicas que suponen para el Operador de las Redes Eléctricas de Transporte el ampliar sus infraestructuras, hace necesario ir a un nuevo concepto de Red Eléctrica. Se puede decir que es necesario iniciar una revolución en el sector de la Energía Eléctrica que permita un uso más eficiente de la misma.

Traditionally the industrial sector has been the largest consumer of energy in Spain. The saving measures that began to be implemented in the seventies and the improvements in the industrial processes, with the parallel increase in the mobility of people and goods, especially by roads, made since the nineties the transport sector as the most energy-consuming one in Spain. Currently the 17% of the energy consumed in Spain corresponds to the housing sector. To reduce this consumption it is necessary the integration of renewable energies in buildings, the efficient use of electricity and heating, and so on. Moreover there is a trend of increase in the household consumption, as well as in other type of buildings (shops, hotels, hospitals ...).

Need for change of electric current model. Concept of smart grid The Spanish energy sector is largely dependent on raw materials like crude oil and natural gas, materials that are not produced in Spain and that begin to scarce. This fact, coupled with concerns about climate change and sociological and economic problems that pushed the Operator of the Electricity Grids of Transportation to expand its infrastructure, put the attention on the necessity for a new concept of Power Grid. It is necessary to start a revolution in the sector of Electrical Energy to enable a more efficient use of it. A the European industrial policy level “The Granada Strategy” aims to lay the foundations to make viable Next Generation grids, enhancing the development of the smart grid network, the smart meters and the Renewable Energies, which will be linked through the electric vehicle: a change in the energy paradigm of transport and mobility.

Más recientemente a nivel político industrial 132

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

europeo, lo que se ha dado en llamar “La Estrategia de Granada”, va encaminada a sentar los pilares que hagan viable lo que han denominado las redes de Nueva Generación, potenciando para ello el desarrollo de la red eléctrica inteligente (Smart Grid), los medidores inteligentes (Smart Meter), y las Energías Renovables, que quedarán unidas a través del vehículo eléctrico, como modificación relativa del paradigma energético del transporte y movilidad.

By an overall analysis of the situation it is evident the need to adapt the design of the Electricity Grids to both current and future requirements, considering several aspects simultaneously:

Analizando globalmente la situación, queda de manifiesto la necesidad de adecuar el diseño de las Redes Eléctricas tanto a los requerimientos actuales como a los futuros, considerando para ello varios aspectos simultáneamente:

• The adaptation to new uses and needs, introducing the Electric Vehicle

• Reducción de las pérdidas del Sistema Eléctrico, o lo que es lo mismo, aumento de la eficiencia energética • Implantación de una Gestión de la Demanda más Eficiente e Innovadora • Adaptación a los nuevos usos y necesidades y introduciendo el Vehículo Eléctrico • Cambio de las fuentes de energía clásicas por fuentes renovables “limpias”, a través de facilitar su penetración. • Desarrollo de infraestructuras que permitan una mejor Gestión de la Información dentro de la red eléctrica. Todo ello introduce una serie de cambios a tener en cuenta respecto a los modelos energéticos convencionales. El sistema de distribución eléctrica debe adaptarse a una nueva realidad en la que el uso de Energías Renovables permita a los usuarios comportarse no solo como consumidores sino también como productores de energía. De tal modo que vuelquen a red el excedente de su generación o que almacenen el mismo para su uso en periodos desfavorables. Centrándonos más concretamente en el ámbito de Gipuzkoa podemos decir que el nuestro es un territorio sin fuentes de energía primaria propia, con un elevado componente industrial y de servicios, lo que supone una demanda energética elevada. Tenemos por lo tanto que ir a un sistema que nos permita GIOVANNA SANTAMARIA

• The reduction of electricity system losses, or in the same way, the increase of the Energy Efficiency • The implementation of a Demand Management more efficient and innovative

• The replacement of the traditional energy sources by renewable “clean” sources facilitating its penetration. • The development of infrastructures to enable better information management within the grid. This introduces a number of changes to take into account with respect to conventional energy models. The electrical distribution system must adapt to a new reality in which the use of renewable energies allows the users to be not only consumers but as well producers of energy, so to overturn to the grid the excess of the production or to store it for the use during unfavorable periods. In the territory of Gipuzkoa there are not primary energy sources but it is present a developed sector of industry and services with high energy demand. It’s therefore necessary to go toward a system that allows the reduction of the dependence by the network electricity but, at the same time, to make a more efficient use of the energy. In the microgrids the demand is managed in a smarter way to allow higher quality in the supply by performing a voltage regulation. They also permit a reduction of losses of power generation because of the proximity between the points of consumption and power generation, increasing significantly the energy efficiency. The society of Gipuzkoa is getting more involved in the environmental topics: issues such as climate change and greenhouse gas emissions have a big importance in

133

no sólo reducir nuestra dependencia de la red eléctrica sino también aprovechar de manera más eficiente la energía. En las micro-redes se gestiona la demanda de manera más inteligente y permiten una mayor calidad del suministro, al realizar una regulación de tensión. También suponen una reducción de las pérdidas de generación de energía eléctrica consecuencia de la cercanía entre los puntos de consumo y las fuentes de generación. Todo ello hace aumentar considerablemente la eficiencia energética.

Gipuzkoa es un territorio en el que la sociedad cada vez se encuentra más implicada desde el punto de vista medioambiental. Aspectos como el cambio climático o la emisión de gases de efecto invernadero toman especial importancia en las conciencias de la ciudadanía. En una sociedad con una mentalidad “Verde” las micro-redes suponen una apuesta de futuro ya que potencian la implantación de sistemas alternativos de generación de electricidad basados en energías renovables, más respetuosas con la naturaleza. Este nuevo modelo de generación utiliza menos energía que los sistemas centralizados actuales, por lo que suponen una reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, causantes del cambio climático. Las micro-redes inteligentes permiten un abanico enorme de posibilidades para innovar. De esta forma precisan del uso de nuevas tecnologías, pero en las que 134

the minds of the people. In a society with a “Green” mentality the microgrids provide a commitment to the future enhancing the implementation of alternative electricity generation based system, more respectful with the environment. This new model of generation uses less energy than the current centralized systems, reducing the emissions of greenhouse gases which cause climate change. The intelligent microgrids allow an enormous range of possibilities for innovation. It is

important the use of new technologies where we got experience and knowledge, such as: • Electric Grids; • Power Electronics; • Storage Systems; • Systems Generation from Renewable Energy Sources; • Control Systems; • Materials Technology; • Communication Protocols Interfaces; • Sensorization Systems. Ongoing experiences in the world The study of microgrids is having a major impulse at international level. Many studies are currently being conducted in countries like USA, Canada and Japan that have pilot installations.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

contamos con experiencia y conocimiento, tales como: • Redes Eléctricas • La Electrónica de Potencia • Sistemas de Almacenamiento • Sistemas de Generación a partir de fuentes de Energía Renovable

Between these it is possible to remember: • In Canada, the microgrid BC Hydro Boston Bar (British Columbia Hydro), 1995; • In Japan, in Hachinohe and Kyotango several companies introduced microgrids since 2005;

• Sistemas de Control

• In California, the CERTS consortium created a microgrid since 2006 involving several companies and research centers.

• Tecnología de Materiales

While in Europe:

• Las TICs (Interfaces de protocolos de comunicación)

• In Portugal the electrical company EDP introduced a microgrid to modernize the extreme of a small section of a commercial radial grid;

• Sistemas de Sensorización Experiencias en curso en el mundo El estudio de las micro-redes está teniendo un importante impulso a nivel internacional. Actualmente se están realizando numerosos estudios, países como Estados Unidos, Canadá, Japón, ya cuentan con instalaciones piloto.

• In Manheim, Germany, the company MW Energie is building a microgrid.

Entre ellos se pueden mencionar:

At the European level it was created the consortia “Microgrids” and “More Microgrids” working on various projects in the field of microgrids and involving 22 companies and research institutes from 11 European Union countries.

• En Canadá, la micro-red BC Hydro Boston Bar, (British Columbia Hydro), 1995;

Within these projects at the European level there are:

• En Japón: en Hachinohe y Kyotango varias empresas han implantado sendas microredes que funcionan desde 2005.

• PRIME: Powerline-Related Metering Evolution;

• California, el consorcio CERTS, en el que participan varias empresas y centros de investigación, cuenta con una micro-red operativa desde 2006; Europa tampoco se queda atrás • En Portugal la compañía eléctrica EDP ha introducido una para modernizar el extremo de una pequeña sección de red radial y comercial • En Alemania en Manheim la empresa MW Energie está construyendo una micro-red En el ámbito europeo se han creado los consorcios de “Micrigrids” y “More Microgrids” que trabajan en diversos proyectos en el ámbito de las micro-redes y en los que participan 22 empresas y centros de investigación de 11 países de la Unión Europea. GIOVANNA SANTAMARIA

Intelligent

• OPEN METER: Open and Public Extended Network metering infrastructure; • FENIX: Flexible Electricity Networks to Integrate the eXpected “energy evolution”; • ADDRESS: Active Distribution network with full integration of Demand and distributed energy RESourceS These consortia also funded projects in Spain, such as: • GAD: Active Demand Management; • STAR: Telemanagement System and Grid automation; • SMART CITY: Plugging Smart to the Grid; • DENISE: Intelligent, Secure and Efficient Energy Distribution. Focusing more on this zone, Tecnalia designed and installed a microgrid in 135

Dentro de estos proyectos a nivel europeo cabe destacar: • PRIME - Powerline-Related Intelligent Metering Evolution • OPEN METER - Open and Public Extended Network metering infrastructure • FENIX - Flexible Electricity Networks to Integrate the eXpected ‘energy evolution’ • ADDRESS - Active Distribution network with full integration of Demand and distributed energy RESourceS Estos consorcios también están financiado proyectos en España tales como: • GAD – Gestión Activa de la Demanda • STAR – Sistema Automatización Red

Telegestión

• SMART CITY- Plugging Smart to the Grid • DENISE- Intelligent, Secure and Efficient Energy Distribution Centrándonos más en nuestro circunscripción se puede destacar la micro-red que Tecnalia ha diseñado e instalado en Derio (Bizkaia) y que se encuentra cofinanciada por la Diputación Foral, el Gobierno Vasco, el Ministerio de Ciencia y Educación y la Comisión Europea. Riesgos y barreras para la integración de las Smart Grids Resulta evidente que el nuevo concepto de red eléctrica donde se pretende integrar el concepto de smart grid precisa de mayores requerimientos de fiabilidad de suministro, consecuencia de: • El cambio en los flujos tradicionales de energía. • La alta penetración de generación renovable no gestionable y con incertidumbre en su previsión. • Las dificultades para el control y supervisión de la generación: alto porcentaje de generación distribuida • La demanda eléctrica función de los precios de mercado — nuevos retos de para la previsión de la demanda. 136

Derio (Bizkaia) financed by the Provincial Government, the Basque Government, the Ministry of Science and Education and the European Commission. Risks and barriers to the integration of Smart Grids It is clear that the new concept of electric grid which aims to integrate the smart grid concept requires greater reliability of supply, due to: • The change in the traditional flow of energy; • The high penetration of unmanageable renewable generation and uncertainty in its forecast; • The difficulties involved in the control and supervision of the generation: high percentage of distributed generation; • The electricity demand function of market prices — new challenges for demand forecasting; • The new technologies integrated into the grid. For the proper management of the system it will be necessary the expansion of the communications networks to enable: • The automation of the network; • The on-line services; • The active management of the demand; • The installation of smart meters (and other “smart devices”: thermostats, sensors and so on); • The bidirectional connection;

consumer-utility

• The information in real-time of energy prices which may influence the consumption patterns; • The flexibility of the regulatory framework and the openness of the electricity markets; • The policies for social awareness on energy saving; • More investment in manageable, flexible and complementary power;

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

• La nuevas tecnologías integradas en la red. Para la correcta gestión del sistema será necesaria la expansión de redes de comunicaciones que permitan:

• Servicios on-line.

• Reflection on the appropriate regulation in this context

• Gestión activa de la demanda • Instalación de contadores inteligentes (y otros “equipos inteligentes”: termostatos, sensores…). consumidor-

• Información en tiempo real del precio de la energía, que puede influir en las pautas de consumo. • Flexibilización del marco normativo y apertura de los mercados eléctricos. • Políticas de concienciación social sobre ahorro energético. • Precisará mayor inversión de potencia gestionable, flexible y complementaria • Incrementará el número y las capacidades de las interconexiones • Deberá acometer inversiones en redes para incrementar la fiabilidad • Nuevo replanteamiento de la distribución a la vista de la evolución del coche eléctrico • Reflexión sobre la regulación adecuada para este contexto • Asegurar las inversiones necesarias. Actualmente la normativa y regulación actual impone limitaciones y barreras técnicas para el despliegue de las smart grid (pj: almacenamiento a partir de fuentes de energía de origen renovable). En otras ocasiones no genera incentivos suficientes para que desde el tejido industrial se aborden las inversiones que supone la integración del concepto de la smart grid en la red eléctrica actual. Así mismo existe una gran preocupación entorno a la seguridad y la protección de datos, debido en parte al detalle y volumen

GIOVANNA SANTAMARIA

• To make investments in networks to increase the reliability; • Rethinking the distribution in view of the evolution of the electric car;

• Automatización de la red.

• Conexión bidireccional compañía eléctrica.

• Increasing the number and the capacity of the interconnections;

• To ensure the necessary investment. Currently the legislation and the regulation impose restrictions and technical barriers for the deployment of smart grids (e.g. the storage from renewable energy sources). Sometimes it does not generate sufficient incentives to allow that the industrial sector decide to invest on the integration of a smart grid in the existing electricity grid. At the same moment there are concerns about security and data protection, this is partly due to the detail and volume of information data available on each consumer and that can cause serious damage if used improperly. The whole system has to be robust and to ensure privacy of customer data, as well as safe operation against malicious users and external attacks.

Concept of smart grid The main characteristic of a Smart Grid is that it allows the distribution of electricity from suppliers to consumers using digital technology in order to save energy, reduce the costs and increase the reliability. To achieve this goal it is necessary achieve a optimum distribution of the energy, storing it if there is a surplus (something complex and expensive to realize), or restructuring the existing system to satisfy the demand in a flexible manner, taking advantage of existing technologies. The solution is to involve the customer, which has an important role as it becomes an element within the intelligent network. The idea is that the rates are dynamic, the price can vary depending on the demand, always being known by the user in real time.

137

de la información que estará disponible sobre cada consumidor y que puede generar graves perjuicios si se usa de manera inadecuada. Es imprescindible que el sistema en su conjunto sea robusto y que garantice la privacidad de los datos de los clientes así como una operación segura frente a usuarios maliciosos y ataques externos.

Concepto de smart grid La principal característica de una Smart Grid es que permite la distribución de electricidad desde los proveedores hasta los consumidores, utilizando tecnología digital con el objetivo de ahorrar energía, reducir costes e incrementar la fiabilidad. Para conseguir este objetivo es necesario un reparto óptimo de la energía que implicaría, bien su almacenamiento cuando existe un excedente (algo complejo y costoso), o una reestructuración del sistema actual para adaptarse a la demanda de forma flexible aprovechando las tecnologías existentes.

Households will have to be fitted by smart devices (smart meters) that would replace the traditional meters and that have to report, continuously, the price of the energy consumed. The information should be not only visual but, through a computer protocol, it could give to the electrical and intelligent electronic apparatus the data to start the consumption when more favorable, allowing the energy saving. Looking at the electrical consumption in Spain (it can be viewed in real time on the website of the Electrical Grid of Spain) it is possible to observe that there are peaks in demand at certain times. The aim of the smart grid system is to reward the users who use electricity in low demand times without imposing an extra effort (non-intrusive system.)

La solución pasa por implicar al usuarioconsumidor, que tiene un papel muy importante, ya que se convierte en un elemento más dentro de la red inteligente. La idea es que las tarifas sean dinámicas, variando su precio en función de la demanda y siendo el usuario conocedor de las mismas en tiempo real. Los hogares tendrán que estar dotados por tanto de unos dispositivos inteligentes (smart meters) que reemplazarían a los clásicos contadores y que son capaces de informar en cada momento del precio de la energía que se está consumiendo. Esta información no se limitaría a ser visual únicamente sino que, a través de un protocolo informático, podría dotar a los aparatos eléctricos y electrónicos inteligentes de los datos necesarios para activar el consumo cuando fuera más favorable, con el consiguiente ahorro energético.

The model of small intelligent electricity distribution systems locally self-managed can operate both connected to the public network and isolated. Moreover, within this model, the users can also be a energy suppliers. Renewable sources are a good way to produce energy, and the surplus could be distributed appropriately through the smart grid, with consequent economic benefit for the users. Related to this there is the so-called Vehicle-to-Grid, its aim is to sell at the point of recharge the excess of energy that the vehicle could generate.

Si nos fijamos en el consumo de energía eléctrica en España (que se puede ver en tiempo real en la página de la Red Eléctrica de España), podemos observar como existen picos de demanda a determinadas horas. Lo

The coordination of a grid increasingly more distributed could become significantly complicated: inside it, potentially each individual could be a producer. Customers move from being passive consumers

138

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

que se pretende con este sistema es premiar a aquellos usuarios que utilizan energía eléctrica en horarios de baja demanda sin que suponga un esfuerzo adicional por su parte (sistema no intrusivo).

to decide when they want to consume, depending on the price at each time slot. It is as well important to mention the charging points for electric vehicles that going to be installed in the country.

Este modelo de pequeños sistemas inteligentes de distribución eléctrica autogestionados localmente, puede funcionar tanto conectados a la red pública de distribución como aislados de la misma. Además, dentro de este modelo, los usuarios también pueden ser proveedores de energía. Las Energías Renovables constituyen una buena forma de producir energía y el excedente podría ser distribuido apropiadamente a través de la Smart Grid, con el consiguiente beneficio económico para el usuario. Relacionado con esto, existe también el denominado Vehicle-to-Grid que trata de aprovechar el exceso de energía que un vehículo eléctrico pudiese generar en determinados momentos para venderla en los puntos de recarga.

Benefits of intelligent microgrid

Coordinar toda esta red, cada vez más distribuida se complica de manera significativa debido a que cada particular se convierte a su vez en centro productor. Los clientes pasan de ser consumidores pasivos a decidir en qué momento quieren consumir de la red, en función de los precios de cada franja horaria. Sin olvidar detalles como GIOVANNA SANTAMARIA

The main advantages of a Microgrid are: • The reduction of the demand peaks: as the information is double in terms of consumption and generation, only the required no renewable generators will operate depending on the real time request. This makes the network more energy efficient minimizing the investment in generation, transport and distribution systems; • The microgrid allows the excess of energy to be incorporated into the net. The user is an electricity decentralized producer. This way of handling the available electricity gives to the large centralized generators an installed capacity in which they have not made an investment. In addition the decentralized generation minimizes the transmission and distribution losses of electricity, thereby, for this reason it can be considered a more efficient energy; • The user / household purchases as well multiple advantages:

139

los nuevos puntos de recarga de vehículos eléctricos, que ya están empezando a instalarse por el territorio nacional. Ventajas de una micro-red inteligente Las principales ventajas que introduce el concepto de Micro-red son las siguientes: • Reducción de los picos de consumo: Como la información es doble en cuanto a consumo y generación, solo estarán en operación las unidades generadoras no-renovables requeridas en tiempo real. Esto hace a la red más eficiente energéticamente y minimiza la inversión en los sistemas de generación, transporte y distribución de electricidad. • La micro-red permite que el excedente de energía sea incorporada a la red. El usuario se transforma en generador de electricidad, es decir, en un productor descentralizado. Esta forma de manejar la energía eléctrica pone a disposición de los grandes generadores centralizados potencia instalada, en la cual no han realizado ninguna o poca inversión. Además por ser descentralizada la generación, se minimizan las perdidas por transmisión y distribución de electricidad, con lo que se aprovecha de una forma más eficiente la energía • El usuario/hogar adquiere a su vez múltiples ventajas como: - Pago por uso: al no ser necesaria una lectura manual, se eliminan los recibos estimados y los consumidores sólo pagan por lo que consumen.

- Pay per use: as is not required a manual reading, the estimated bills are removed and consumers only pay for what they consume; - Flexible rates: companies manage different rates to optimize the energy consumption; - Remote management of electricity supply: it is not necessary a local intervention to activate, terminate or increase the supply; • The microgrid allows the automation of every electrical outlet of the grid, i.e., the intelligent building. It’s possible to reduce the energy bill automatically disconnecting or connecting to the grid, without human intervention, those spaces requiring electrical service or not. In this way it will be offered to consumers the possibility to manage or modify their electricity consumption patterns by automating their building; • The reduction of the dependence by conventional power grids. The microgrid is interconnected, allowing the evacuation of surplus power for the sale or the absorption of a portion of the electricity when it is necessary; • The reduction of the energy dependence from other countries allowing to be electricity exporters;

Gestión en remoto del suministro de energía: no será necesario una intervención local para activar, terminar o incrementar el suministro.

• It is possible to use the energy potential of hot exhaust gases and cooling liquids of electrical generators (gas turbines, micro turbines, fuel cells ...) and to provide hot water and heating as a by-product and increasing the energy efficiency of the entire system. This parallel thermal grid can be installed in industrial installations and commercial and residential applications because of the proximity of sources of generation and consumption;

• La micro-red permite la automatización de cada toma corriente en cada hogar y/o negocio de la micro-red, es decir, el inmueble inteligente. Se puede reducir la factura energética automáticamente, ya que se puede desconectar o conectar, sin la intervención humana, aquellos espacios que necesiten

• The microgrid will incorporate smart storage management systems allowing, among other things, to maximize the use of renewable energy not only at the moment of the production. In line with the concept of storage, it is possible to tackle the supply of critical charges to the microgrid;

- Tarifas flexibles: las empresas gestionan diversas tarifas para optimizar el consumo de la energía.

140

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

o no del servicio eléctrico. De esta manera se ofrece al consumidor la capacidad para manejar o modificar sus hábitos de consumo de electricidad mediante la automatización de su inmueble. • Se permite reducir la dependencia de la red eléctrica convencional. De esta forma la micro-red está interconectada, permitiendo evacuar el excedente de energía para su comercialización o absorber de la red una parte de la potencia consumida cuando sea apropiado. • Se reduce la dependencia energética con otros países y nos permite ser exportadores de mayor potencia • Se puede utilizar el potencial energético de los gases calientes de escape y líquidos de refrigeración de los generadores eléctricos (turbinas de combustión, microturbinas, pilas de combustible…) y de esta forma proveer de agua sanitaria y calefacción como producto secundario. Con ello se aumenta la eficiencia energética de todo el sistema. Esta red térmica paralela puede ser instalada en aplicaciones industriales, comerciales y residenciales, debido a la cercanía de las fuentes de generación y consumo. • En la micro-red se incorporan sistemas de gestión y almacenamiento inteligentes, que permiten entre otras cuestiones, aprovechar al máximo las energías renovables, independientemente del momento en que se producen. Al hilo del concepto de almacenamiento, se puede acometer el aseguramiento de alimentación de las cargas críticas de a micro-red. • La coordinación y gestión inteligente de las cargas y de la micro-generación, puede suponer menos problemas al Operador de la red que en el caso de la red y generación convencionales. Así a través del concepto de micro-red se podrían aportar servicios coordinados para el control local de tensión de red. • Además durante eventos de la red (faltas, operaciones de mantenimiento,..), las microredes pueden desconectarse y operar autónomamente. Esta operación puede potencialmente aumentar la fiabilidad de GIOVANNA SANTAMARIA

• The coordination and the intelligent management of loads and micro-generation pose fewer problems to the grid operator than in the case of conventional generation. So, through the microgrid, a coordinated service for the local control of the voltage in the grid could be provided; • In addition during failures, stop for maintenance or other events, the microgrid can disconnect and operate autonomously. This may potentially increase the reliability of supply to final customers, reducing the number of interruptions; • Generation systems incorporate new generation power electronics allowing the improvements in the quality of electric power (voltage, frequency, tension stability, reactive power supply and power factor correction) ; • Reinforcing the use of renewable energies and optimizing the use of the others, it is reduced the amount of the emissions of greenhouse gases; • The renewable energy sources are scalable: they allow the use of modular and flexible facilities and the reduction of the installation time, moreover the renewable energy sources are particularly suitable for the integration into urban environments; • The microgrid increase the independence from the oil price uncertainty that directly affects the development of the global economy; • The optimization of security system through remote control allows the automated connection and disconnection of transmission lines and generators; • The remote monitoring of the assets in real time allows a better programming of the preventive maintenance; • The microgrid increases the reliability of the electrical system (hours of failure shared between the hours of operation) with benefits for the producers and the electricity consumers. • The development of microgrids reinforces the integration and the deployment of electric vehicles; the energy source of

141

suministro al cliente final, reduciendo el número de interrupciones. • Debido a que los sistemas de generación incorporan electrónica de potencia de última generación se pueden producir mejoras en la calidad de la energía eléctrica (voltaje, frecuencia, estabilidad de la tensión, suministro de potencia reactiva y corrección del factor de potencia) • En la medida que se refuerza la utilización de energías renovables y se optimiza la utilización del resto, se reducen las emisiones de gases de efecto invernadero. • Las fuentes de Energía Renovables se caracterizan por ser escalables permiten instalaciones modulares, flexibles, y con tiempos reducidos de instalación, además se pueden construir lo que las hace especialmente indicadas para integrarlas en entornos urbanos. • Se aumenta la independencia respecto a la incertidumbre del precio del petróleo, lo cual incide directamente en el desarrollo de la economía a nivel global. • La optimización del sistema de seguridad por medio del control remoto, permite la conexión y desconexión de forma automatizada de líneas de transmisión y equipos generadores. • La supervisión a distancia del activo en tiempo real permite una mejor programación de mantenimiento preventivo. • La micro-red incrementa la confiabilidad del sistema eléctrico (horas de fallo divididas entre las horas de operación), por lo que beneficia a productores y consumidores de electricidad. • La definición de micro-red refuerza la integración y despliegue del vehículo eléctrico, de forma que la fuente energética del transporte se desvía desde los combustibles fósiles hacia el vector eléctrico. Este cambio trae como consecuencia una optimización del rendimiento energético del transporte. Los sistemas tradicionales suponen un freno para la implantación de este tipo de vehículos, porque ahora mismo es imposible recargar millones de coches 142

transportation fuel is diverted from fossil fuels to the electric vector, optimizing the energy efficiency of transportation. The traditional systems pose an obstacle to the implementation of such vehicles as now it is impossible to charge millions of electric cars at the same time without causing a rise in tension leading to a breakdown in the supply. The Smart Grid network means a more efficient management of the grid, essential for the diffusion of electric cars. Integration of buildings in the smart grid Intelligent buildings have to be an essential part of the smart grid. Currently energy consumed by Spanish families is about 30% of the total energy consumption in the country, the 18% for living and the 12% is the car consumption (source: IDEA, 2007). Spain has recently approved a legislation concerning energy requirements in buildings based on the European Directive for Energy Efficiency in Buildings. The measures proposed by the Technical Building Code to encourage savings are centered on the use of renewable energies in order to avoid climate change and meet the requirements of the Kyoto Protocol. The revision of the European Directive on Energy Efficiency of Buildings - EPBD, approved in European Parliament in May 2009, requires that all buildings that will be constructed since 2021 have a zero, or close to zero, energy consumption (Nearly Zero Energy Buildings), since 2019 in the case of public buildings. It is necessary to construct buildings that take into account technologies like passive solar, solar thermal, solar photovoltaic, wind and biomass, among others. All these energy is free, inexhaustible and environmentally friendly. To achieve this it is necessary the active participation of building in the grid as consumer, producer, and energy storage. The basic requirements for an active management of the electricity generation and consumption in buildings comprise:

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

eléctricos al mismo tiempo, sin provocar una subida de la tensión que desemboque en una avería del suministro. Las redes Smart Grid significan una gestión más eficiente de la red eléctrica, imprescindible para la difusión de los coches eléctricos.

Integración de edificios en la smart grid Los edificios inteligentes deben ser una parte esencial de las smart grid. Actualmente la energía que consumen las familias españolas es cerca del 30% del consumo energético del país, y se reparte entre un 18% en vivienda y un 12% en el coche, (fuente: IDAE, 2007). Recientemente en España se han aprobado disposiciones legislativas relativas a las exigencias energéticas en la edificación, dicha normativa se basa en la directiva Europea de Eficiencia Energética en Edificios. Las medidas que el Código Técnico de la Edificación propone para favorecer el ahorro, es el uso de las energías renovables con el fin de evitar el cambio climático y cumplir el Protocolo de Kioto. La revisión de la Directiva Europea de Eficiencia Energética – EPBD, aprobada en el Parlamento Europeo en mayo de 2009, obliga a que todos los edificios que se construyan a partir de 2021 sean Edificios de Energía Cercana a Cero (Nearly Zero Energy Buildings), y a partir de 2019 en caso de los edificio públicos. Es necesario para ello construir edificios en los que se tenga en cuenta tecnologías como la solar pasiva, solar térmica, solar fotovoltaica, eólica y biomasa, entre otras. Todas estas energías son gratuitas, inagotables y respetuosas con el medio ambiente. Pero para ello es necesaria la participación activa de edificios en la red como consumidor, productor, y almacenaje de energía. Los requerimientos básicos para la gestión activa de generación y consumo eléctrico en edificios contemplan: • La necesidad de implantación de sistemas de medición avanzados

• The need to implement advanced metering systems; • The integration of the communication control system of the smart grid with each intelligent building; • Contracts for innovative power (flexible rates). Thus the buildings will be able to: • Contact the grid; • Forecast generation;

the

consumption

and

the

• Optimize the consumption by flexible rates; • Reduce the consumption; • Increase their efficiency and sustainability; • Reduce the operating and maintenance costs. On the other hand the investments to meet the energy needs of a building far away from the urban center are high, and this is where the use of renewable energy has particular appeal for the consumer. It’s important to remember that a power line to an isolated spot has costs that in some cases are not affordable. Efficient integration of the buildings in the smart grid As mentioned before, the European directive requires, since 2021, the construction of Near-Zero Energy Buildings, since 2019 in the case of public buildings. The first step for improving the efficiency in buildings is to know what they consume and where they do it. All buildings should be therefore monitored. It is essential a proper building management and control system that allows the optimization of the power delivered, so to match exactly the stringent requirements (air conditioning outside working hours, “general” lighting, systems running 24 hours and so on). Once again, acting on the people rather than on buildings. This is where the smart grid concept takes a special significance as it provides this level of control necessary for

• Integración de la comunicación del sistema GIOVANNA SANTAMARIA

143

de control de la Smart Grid con cada edificio inteligente

the efficient use of energy within the urban area or in rural zones.

• Contratos de energía innovadores (tarifas flexibles)

The potential for savings by a good demand management is great and without extra costs.

De este modo los edificios serán capaces de: • Comunicarse con la red • Pronosticar consumos y generación • Optimizar consumos por tarifas flexibles • Reducir consumos • Aumentar su eficiencia y su sostenibilidad • Reducir sus costos de operación y mantenimiento Por otro lado las inversiones necesarias para satisfacer las necesidades energéticas de una vivienda alejada de núcleos urbanos suponen una fuerte inversión, y es aquí donde el uso de las energías renovables adquiere un especial atractivo para el consumidor. Hay que tener en cuenta que el llevar una línea eléctrica a un punto aislado tiene un coste muy importante que en algunos casos resulta inviable abordar. Integración eficiente de los edificios en la smart grid Como se había mencionado existe una normativa europea que obliga a que todos los edificios que se construyan a partir de 2021 sean Edificios de Energía Cercana a Cero y a partir de 2019 en caso de los edificio públicos. El primer paso para la mejora de la eficiencia en los edificios es saber lo que consumen, y dónde lo hacen. Todos los edificios deberían estar por lo tanto monitorizados. Es imprescindible un correcto sistema de gestión y control del edificio que nos permita optimizar la energía entregada, de forma que ésta coincida exactamente con las necesidades estrictas (climatización fuera de horarios laborables, iluminación “general”, equipos encendidos 24 horas,…) Una vez más, actuar sobre las personas en vez de sobre el edificio. Es aquí donde el concepto de smart grid toma un especial significado debido a que contempla este nivel de control

144

Integration of micro wind energy in buildings There is no a standard classification that defines what is exactly a micro-wind generator. Under the 20-30 kW of power the wind turbines are considered domestic. Let’s assume this limit. In accordance with international standards, the mills of this technology must have a swept area not exceeding 200 m2. This technology has several advantages: • It allows the supply of electricity in remote places isolated form the power grid; • It generates a distributed energy (Distributed Micro Generation) reducing thus the transmission and distribution losses. • It produces electricity in the consumption points, adapting to the renewable resources and to energy needs of each place; • It can be combined with photovoltaic hybrid installations making them especially attractive in the use of intelligent microgrids. Currently, the work is on new electronic inverters for high efficiency designed specifically for mini-wind generators applying the latest advances and technological improvements for an effective connection to the grid. The sector is also developing major advances in wind turbines. The modern horizontal turbines need to be oriented in the wind direction, manually or by using a mechanism control. The vertical axis turbines do not need such a control system, being indifferent to the direction of the wind: the rotor position is always correct. Currently the job is on new horizontal axis wind turbines, especially in power scales where there is no domestic supply (from 15 to 100 kW), more appropriate for agricultural, livestock or industrial estates, and on other

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

imprescindible para el uso eficiente de la energía dentro del entorno urbano o rural.

with vertical axis for embedded applications, mainly for buildings.

El potencial de ahorro con una buena gestión de la demanda en muy grande, sin sobrecoste alguno.

Most micro-generators have horizontal axis with different configurations of the turbines: single-bladed, twin-bladed, three-bladed and multi-bladed. Increasing the number of blades decreases the rotation speed and increases the performance and the prices of these turbines.

Integración de la energía micro eólica en edificios No existe una clasificación convencional que defina lo que se puede considerar como un generador micro-eólico. Teniendo en cuenta que por debajo de los 20-30 kW aproximadamente, el uso que se les da a este tipo de aerogeneradores es el doméstico, consideraremos este rango de potencias como el aplicable a este concepto. De acuerdo con las normas internacionales, los molinos de esta tecnología deben tener un área de barrido que no supere los 200 m2. Esta tecnología cuenta con una serie de ventajas: • Permite el suministro de electricidad en lugares aislados y alejados de la red eléctrica. • Genera energía de manera distribuida (Microgeneración distribuida) reduciendo de este modo las pérdidas de transporte y distribución. • Produce electricidad en los puntos de consumo, adaptándose a los recursos renovables y a las necesidades energéticas de cada lugar. • Puede combinarse con fotovoltaica en instalaciones híbridas lo que les hace especialmente atractivos en el uso de microredes inteligentes.

Excluding the single-bladed and the multibladed configuration that have special applications, the market has focused on twoblade and three-blade turbines, particularly in the three-bladed configuration, since it is characterized by a uniform engine (and, therefore, with a longer duration), the energy produced is slightly higher (i.e., generally with a higher performance), and also, they are less visually aggressive, having a symmetric configuration and a lower rotation speed. This energy source can complement the building power generation by solar energy, overcoming obstacles such as orientation and other factors. Integration buildings

photovoltaic

energy

Photovoltaic systems transform the solar radiation into electricity using photovoltaic modules. There are two types of operation possible for such systems: Grid-Connected and Stand-Alone. Photovoltaic systems convert radiation in direct current (DC) electricity then transformed by an inverter into alternating current (AC) to feed domestic consumption.

En la actualidad, se está trabajando en nuevos convertidores electrónicos de alta eficiencia, diseñados específicamente para mini-eólica, en los que el sector aplica los últimos avances y mejoras tecnológicas de cara a una efectiva conexión a la red. El sector también está desarrollando importantes avances en los aerogeneradores que utiliza. Los aerogeneradores horizontales modernos, necesitan estar orientados en la dirección del viento, bien sea de forma

GIOVANNA SANTAMARIA

145

manual o mediante el uso de un mecanismo de control. Las turbinas de eje vertical, no necesitan tal sistema de control; siendo indiferente de qué lado sople el viento, la posición del rotor siempre es la correcta. En la actualidad se trabaja en nuevos aerogeneradores de eje horizontal, especialmente en escalas de potencia donde no hay oferta a nivel nacional (de entre 15 y 100 kW), que son más apropiados para explotaciones agrícolas, ganaderas o polígonos industriales; y en otros de eje vertical para aplicaciones integradas, destinados principalmente a edificios. La mayoría de los micro-generadores son de eje horizontal, existen diferentes configuraciones de turbinas eólicas: monopala, bipala, tripala, multipala. El aumento del número de palas disminuye la velocidad de rotación, aumenta el rendimiento y encarece el precio de estas turbinas. Excluyendo la monopala y la multipala que tienen aplicaciones especiales, el mercado se ha concentrado en la bipala y en la tripala, orientándose sobre todo hacia esta última configuración, ya que está caracterizada por un motor más uniforme (y, por lo tanto, de mayor duración), la energía producida es ligeramente superior (o sea, en general con un rendimiento mayor), y además, son visualmente menos agresivos, gracias a que tienen una configuración más simétrica y una velocidad de rotación más baja.

146

The problem is how to get electricity when there is not radiation (cloudy day, or just at night), because the radiation-electricity conversion is “instantaneous.” The problem is solved by installing batteries that store electricity generated during the day by solar panels in the form of chemical energy. In these systems is very important to have a control system able to set up, to distribute and to control electricity. These facilities must have an auxiliary power system, in the case that solar panels can not supply all the energy needed in a given time. In the case of a grid connection there is a connection from the output of the inverter to the nearest grid. Photovoltaic systems have great potential for architectural integration, but in the urban environment (walls, roofs, porches, parking) it is possible to have large differences in the level of radiation and light incidence on the set of panels of the installation. Furthermore the shadows produced by structure and trees and all the reflexes can produce different levels of radiation on the panels. Usually a characteristic of PV systems is that they occupy a large area, primarily due to low conversion efficiency of photovoltaic technology (around 15% efficiency). The passing of the clouds can shade partially or completely the panels. The solution to this problem is solved using a new concept

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Con esta fuente de energía se puede complementar la generación energética que un edificio puede producir mediante energía solar, salvando obstáculos como la orientación entre otros factores. Integración de la energía Fototovoltaica en edificios Los sistemas fotovoltaicos se encargan de transformar la radiación solar en electricidad mediante los módulos fotovoltaicos. Existen dos tipos de funcionamiento posible para dichos sistemas: Conectados a red (Gridconnected), o de uso doméstico como sistemas aislados (stand-alone). Los sistemas fotovoltaicos consiguen transformar la radiación en corriente continua, que mediante un inversor se transforma en corriente alterna para alimentar el consumo doméstico.

El problema radica en como obtener electricidad cuando no se recibe radiación (día nublado, o simplemente de noche), ya que la transformación radiación-electricidad es “instantánea”. Este problema se resuelve instalando baterías que almacenan la electricidad, generada durante el día por las placas fotovoltaicas, en forma de energía química. Para estos sistemas es muy importante

GIOVANNA SANTAMARIA

of photovoltaic installation, oriented to the integration of the systems in buildings. With this new concept, the complete PV system is monitored by a new monitoring and control system, in charge of collecting and storing different parameters and the most important variables of the installation. It is responsible for analyzing and storing the data collected with the purpose of establishing the control of the plant. The main innovation of this system compared to existing topologies is in the possibility to increase the energy production, especially in unfavorable operating conditions, as partial shadow, des-adaptations between panels, contamination. The system is designed so to extract the maximum power available at all times from each group of panels. This increase in energy production is especially visible in installations where the panels are subjected

to different solar radiation conditions, mainly due to variable geometries, such as in the buildings facades. The system can work with different orientations of the module field, with differences in shading, with different levels of illumination by reflections, with differences in the number of modules per field, or in the type of panels and cells. The system adds other benefits, not so obvious, that mainly affect the control works

147

disponer de un sistema de control, que se encargue de distribuir y controlar la electricidad generada. Estas instalaciones deben contar con un sistema auxiliar de energía, por si los paneles fotovoltaicos no pueden abastecer todo el consumo demandado en un momento dado. En el caso de conexiones a red, simplemente se llevaría una conexión desde la salida del inversor a la red eléctrica más cercana. Los sistemas fotovoltaicos presentan grandes posibilidades de Integración arquitectónica pero hay que tener en cuenta que al integrarlas en el entorno urbano (fachadas, tejados, marquesinas, aparcamientos fotovoltaicos) pueden sufrir grandes diferencias en el nivel de radiación e iluminación que incide sobre el conjunto de paneles que componen la instalación, ya que se producen sombras por los propios edificios, árboles, y sobre todo reflejos, que producen diferentes niveles de radiación sobre los paneles. Generalmente una característica propia de los sistemas fotovoltaicos es que ocupan una gran superficie, debido principalmente al bajo rendimiento de conversión de la tecnología fotovoltaica (alrededor del 15% de eficiencia). Esto puede provocar que ante el paso de las nubes se produzca el efecto de sombras parciales sobre los paneles, o lo que es lo mismo, que las nubes afecten sólo a unos módulos determinados, mientras que la iluminación del resto permanece invariable. La solución esta problemática se resuelve empleando un nuevo concepto de instalación fotovoltaica, orientada a la integración de sistemas fotovoltaicos en edificios. Con este nuevo concepto la planta fotovoltaica completa está supervisada por un sistema de control y monitorización novedosa, encargado de recoger y almacenar los diferentes parámetros y medidas más importantes de la instalación. Este se encarga de analizar y almacenar los datos recogidos con el fin de establecer el control de la planta. La principal innovación que supone el sistema planteado frente a las topologías 148

and the maintenance and monitoring of the photovoltaic plant. Equipping a high-power photovoltaic system, consisting in a large number of panels, with a communications system to determine the state of panels connected and the operating conditions, is a great advantage, in terms of preventive maintenance and predictive installation, simplifying the repairs job. Moreover, the failures that occurs are more easily detectable and traceable, the maintenance costs cheaper and the production of energy increases. Great facilities located in buildings may have different modules orientations for being located on different facades (building-integrated facilities) or in different inclined planes, as in roofs and terraces. The differences in performance between some areas make the photovoltaic panels working with different radiation and temperature conditions and therefore cause maladjustment. Integration of the electric vehicle The introduction of the “Smart Grid” is strongly influenced by the incorporation of agents or resources that can both produce and consume energy depending on the time. This type of device will clearly render the control of the network more complex requiring the implementation of new control strategies. Among these agents is necessary to include pluggable electric and hybrid vehicles, considered as small power plants with capacity to absorb or inject energy at the same time. This duality charge / generator introduced the concept “Vehicle to Grid” (V2G), a concept proposed by Amori Lovins and subsequently developed by Willett Kempton. The benefits of V2G technology are the following: • Benefits in the management of the network, particularly for ancillary services responsible for maintaining a frequency and voltage stable in the network; • Power emergency provided for the rapid response of the V2G rather than being dependent only by diesel generators;

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

existentes radica en un aumento en la producción de energía, sobre todo en condiciones de operación desfavorables, tales como son sombras parciales, desadaptaciones entre paneles, suciedades. El sistema está concebido de tal forma que extrae de cada grupo de paneles la máxima energía disponible en cada momento. Este aumento de energía disponible se hace especialmente visible en instalaciones en los que los paneles están sometidos a diferentes condiciones de radiación solar, debidas principalmente a geometrías variables, como es el caso de las fachadas de edificios. El sistema permite trabajar con diferentes orientaciones de los campos de módulos, diferencias en el sombreado, diferentes niveles de iluminación por reflejos, etc. diferencias en el número de módulos por campo, o el tipo de paneles y células. Además el sistema aporta otras ventajas, no tan evidentes, que afectan principalmente a las labores del control, mantenimiento y monitorización de la planta fotovoltaica. En un sistema fotovoltaico de gran potencia, constituido por un gran número de paneles, el hecho de que cada módulo esté dotado de un sistema de comunicaciones que permita determinar el estado de los paneles a los que se encuentra conectado, régimen de funcionamiento, etc, supone una gran ventaja, en cuanto al mantenimiento preventivo y predictivo de la instalación, lo cual facilita las labores de reparación del Sistema, en caso de que se haya producido una anomalía en el mismo, el fallo es más fácilmente detectable y localizable. Por todo ello se abaratan los costes de mantenimiento y se aumenta a su vez la producción energética. Las grandes instalaciones localizadas en edificios pueden presentar diferentes orientaciones de los módulos, ya sea por estar situadas en diferentes fachadas, caso de las instalaciones integradas en edificios, o en diferentes planos inclinados, como ocurre en los tejados y azoteas (ver figura siguiente). Las diferencias de rendimiento entre unas zonas y otras provocan que los paneles fotovoltaicos trabajen con diferentes condiciones de radiación y temperatura y por lo tanto, provoquen des-adaptaciones. GIOVANNA SANTAMARIA

• Possible solution to the intermittency of renewable energy sources; • Flattening of the demand curve. From a technical point of view the electric vehicles can be classified into 2 distinct categories: • Electric Vehicles EV, called pure electric vehicles: the drive is electric and depends only on the available storage capacity. • Hybrids. In this category there are the “micro-hybrid” technologies with start/stop techniques without regenerative braking, the “soft-hybrid” that incorporate the regenerative brake, the “mild-hybrid” that integrate an electric motor up to speeds of about 20 km/hr, and finally the “full-hybrid” in which the vehicle can operate electrically for few kilometers From the point of view of the “smart grids”, the vehicles capable of introducing greater disturbances will be the EV and the Full-hybrids because of their higher requirements in relation to electrical energy. The energy storage capacity of batteries together with the power and voltage level of the charger will be the key factors that will determine the management of charging and discharging of these devices and their possible connection to the electrical grid. A possible characterization of electric and hybrids can be:

Energy

Pick power

Voltage

Electric car

25 60 kWh

35 70 kW

200 350 V

Plug-in hybrid car

430 kWh

30 100 kW

200 350 V

Conventional hybrid

110 kWh

25 35 kW

200 350 V

Hybrid Bus

50 100 kWh

50 100 kW

200 350 V

Electric bus

314 kWh

140 kW

200 350 V

149

Integración del Vehículo eléctrico La introducción del concepto “Smart Grid” está fuertemente condicionada por la incorporación de agentes o recursos que pueden tanto producir como consumir energía dependiendo del momento. Este tipo de dispositivos claramente harán que el control de la red sea más complejo y exigirán la implementación de nuevas estrategias de control. Entre dichos agentes es necesario incluir los vehículos eléctricos e híbridos enchufables que pueden ser considerados como pequeñas plantas energéticas con capacidad de absorber energía al ser cargados o inyectar energía en momentos puntuales. Esta dualidad carga/generador ha introducido el concepto “Vehicle to Grid” (V2G), concepto propuesto por Amori Lovins y posteriormente desarrollado por Willet Kempton. Como ventajas de la tecnología V2G se pueden mencionar las siguientes:

The infrastructure needed for charging and discharging such vehicles will require the introduction of charging physical interfaces (bidirectional physical connection between grid and vehicle) as well as protocols for charging/discharging (the communication between the vehicle itself and the grid). For the power installed, the several infrastructure proposed in literature have the three load levels defined by the U.S. Electric Power Research Institute (EPRI). The first two could be regarded almost as a first standard as they coincide with other international proposals. Moreover, the third level corresponds to the fast charge infrastructure; it appears to be interesting in those cases where it is necessary to charge the vehicle during the day. Level 1: 120 VAC, 15-20A, 1.44 kW. In Spain, the tensions should rise to 240 VAC and therefore the system power. This level of

• Beneficios en la gestión de la red, especialmente para los servicios auxiliares encargados de mantener estable la frecuencia y la tensión de la red. • Fuente de energía en caso de emergencia proporcionada por la rápida respuesta del V2G en lugar de depender únicamente de los generadores diesel. • Posible solución a la intermitencia inherente a las fuentes de energía renovable. 150

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

• Aplanamiento de la curva de demanda. Desde un punto de vista técnico los vehículos eléctricos pueden ser clasificados en 2 categorías claramente diferenciadas entre si: • Electric Vehicles EV: son los llamados vehículos eléctricos puros en los que la tracción es eléctrica y depende exclusivamente de la capacidad de almacenamiento disponible. • Hybrids: Dentro de esta categoría se encuentran las tecnologías “microhybrid” con técnicas start/stop sin frenado regenerativo, “soft-hybrid” que incorporan el frenado regenerativo, “mild-hybrid” integrando motores eléctricos hasta velocidades de unos 20 km/h y “full-hybrid” en los que el vehículo puede operarse de forma eléctrica durante unos cuantos kilómetros. Desde el punto de vista de las “smart grids” los vehículos capaces de introducir mayores perturbaciones serán los “EV” y los “Full-hybrids” debido a sus mayores requerimientos en relación con la energía eléctrica. La capacidad de almacenamiento de energía de las baterías junto con la potencia y el nivel de tensión del cargador de las mismas son los factores clave que condicionarán la gestión de la carga y la descarga de estos dispositivos así como su posible conexión a la red eléctrica. Una posible caracterización de los vehículos eléctricos e híbridos puede ser la siguiente: Energía

Potencia pico

Voltaje

Coche eléctrico

2560 kWh

35 70 kW

200 350 V

Coche híbrido enchufable

430 kWh

30 100 kW

200 350 V

Híbrido convencional

110 kWh

25 35 kW

200 350 V

Autobús híbrido

50 100kWh

50 100 kW

200 350 V

Autobús eléctrico

314 kWh

140 kW

200350 V

GIOVANNA SANTAMARIA

charge would allow the use of chargers built into the vehicle itself and a power level compatible with the house plugs. Level 2: 240 VAC with an intensity of up to 40A. It obviously requires the introduction of a dedicated attack. Household facilities could be adapted as the total power is below 10 kW. Level 3: 380 VAC with a rated capacity between 60 and 150 kW. For systems oriented to the rapid charging in public facilities stations. It should be necessary to control adequately the level of charge in case of having simultaneously many vehicles demanding energy. From the point of view of the “Smart Grid” the charge level to consider is the level 3, due to peaks demand that can destabilize the energy supply of all the systems connected in parallel with the load devices. Finally, from the standpoint of communication and control infrastructures, it will be necessary to pass a series of technical requirements such as: to assume a reasonable cost, to provide quick answers, to be safe and reliable and to permit flexible infrastructures allowing future extensions. On the other hand it is important to take into account that roofing systems for car parking are an ideal location for installing photovoltaic system, permitting to integrate the renewable energy in the industrial and urban tissue, ensuring, at the same time, the ideal location for charger / discharger points for electric vehicles. Monitoring and control system of the smart grid The Central Control System of the microgrid has the capability of reasoning and independent decision making, moreover has an action capacity on the the constituent elements of the microgrid. The control system acts as a link between the microgrid and the electricity distribution network, being the element that orders to the microgrid to exchange the energy required for the operation with the power distribution grid.

151

Desde el punto de vista de las infraestructuras necesarias para la carga y la descarga de este tipo de vehículos, será necesario la introducción de interfaces físicas de recarga (la conexión física bidireccional entre la red y el vehículo) así como protocolos de carga/ descarga (la propia comunicación entre el vehículo y la red). Desde el punto de vista de la potencia a instalar, existen diferentes infraestructuras propuestas en la literatura, siendo Morrow et al donde se describen los tres niveles de carga definidos por la US Electric Power Research Institute (EPRI). Los dos primeros podrían considerarse prácticamente como un primer estándar debido a que coinciden con otras propuestas internacionales. Por otra parte el tercer nivel se corresponde con las infraestructuras de carga rápida que parece tendrán un elevado interés en aquellos casos en los que sea necesario realizar una carga del vehículo durante el día. Nivel 1: 120 VAC, 15-20ª, 1.44 kW. En España se elevaría la tensión hasta los 240 VAC y por lo tanto la potencia del sistema. Este nivel de carga permitiría la utilización de cargadores incorporados en el propio vehículo y el nivel de potencia es compatible con las acometidas domésticas. Nivel 2: 240 VAC con una intensidad de hasta 40A. Obviamente ya se requiere la introducción de una acometida dedicada. Podrían adaptarse las instalaciones domésticas ya que la potencia total es inferior a los 10 kW. Nivel 3: 380 VAC con una potencia nominal comprendida entre los 60 y los 150 kW. Sistemas orientados a la carga rápida de vehículos en instalaciones públicas. Necesidad de controlar adecuadamente el nivel de carga en caso de contar con un número de vehículos demandando energía simultáneamente. Desde el punto de vista de las “Smart Grid” el nivel de carga a considerar será el nivel 3, debido a los picos de demanda que pueden llegar a desestabilizar el suministro energético a todos los sistemas conectados en paralelo con los dispositivos de carga.

152

When there is an energy deficit, the control of the microgrid communicates with the distribution control to act as a consumer center. In case of a surplus energy that can not be stored longer, it is injected into the grid distribution: the microgrid becomes in this way a generating plant. Since energy can flow bi-directionally (consumption-storage-generation), the operative generating units will be only the necessary ones, this will render the microgrid more energy efficient. In addition to a central control, a local controller for each of the elements generating, storing or consuming energy in the micronetwork is necessary. Also, protections and smart meters are necessary for identifying each of the devices that produce or consume energy. These devices will have to send, in real time, such information to the Central Control that will send it to the manager of the distribution grid which is connected. Thus, it will be possible to take the more appropriate decisions. The central controller must perform several tasks: Primary Control: the converters that transform the energy of each Source Generator of the microgrid must adjust the active and reactive power flow that turn to it. Each systems is equipped with a frequency and voltage control, so that the generating systems can simulate the behavior of large synchronous generators that traditionally constituted the electric grid and whose inertia is so important to make a proper demand management. Consumers are therefore able to manage their consumption actively. Secondary Control: it is responsible for regulating voltage and frequency within the microgrid through a central communications control that puts it in touch with the primary control. It is in addition charged to satisfying the generation of energy at the required quality and is also responsible to compensate any imbalances in tension and to eliminate the harmonics of current.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Finalmente, desde el punto de vista de las infraestructuras de comunicaciones y control, se deberán superar una serie de requisitos técnicos tales como: suponer un coste razonable, ofrecer respuestas rápidas, permitir que la infraestructura sea flexible permitiendo futuras ampliaciones, así como ser segura y fiable. Por otro lado hay que tener en cuenta que las cubiertas para aparcamientos de vehículos son una zona ideal para instalar sistema de generación fotovoltaica, permitiendo de este modo integrar esta energía renovable en el entorno industrial y urbano, a la vez que se asegura una ubicación ideal para los cargadores/descargadores de vehículos eléctricos.

Sistema de monitorización y control de la smart grid El sistema de Control Central de la microred dispone de capacidad de razonamiento y decisión autónoma, así como de capacidad de acción sobre los elementos constitutivos de la citada micro-red. El sistema de control actúa como enlace entre la micro-red y la red de distribución eléctrica, siendo el elemento que proporciona las órdenes imprescindibles para que la microred intercambie con la red de distribución la energía necesaria para su funcionamiento. Cuando exista déficit de energía, el control de la micro-red se comunica con el control de distribución para actuar como un GIOVANNA SANTAMARIA

Tertiary Control: it is responsible for optimizing the management of the microgrid from an economic point of view, connecting or disconnecting the different generation systems in function of the applicable rates. The main features of the Central Control of the microgrid are: • The ability to obtain information from the microgrid and to act on it; • The possibility to communicate and to interact with other control agents. Regard to this, it should be able to exchange data and to enable sharing of information; • The possibility to optimize the operation of the sources of generation, consumption and storage which it manages. It also

controls that frequency and the voltage of the microgrid stay within the range of stable performance; • During its operation in the isolated configuration it is responsible for ensuring a sufficient supply quality assuming functions of secondary and tertiary regulation. I.e. it will be able to keep the microgrid in a quasistationary regime and to restore that regime in case of contingencies; • It allows a better management of incidents that can occur on the distribution grid connected as a way to control continuously the dynamic energy flows. In this way, in case of incidents in the grid and addressing the requirements of the distribution grid

153

centro de consumo; en caso de existir excedente de energía, y que ésta no pueda ser ya almacenada, se inyecta en la red de distribución, convirtiéndose así la micro-red en una planta de generación. Como la energía puede circular de forma bidireccional (consumo-almacenamientogeneración), sólo se encontrarán en operación las unidades generadoras imprescindibles en cada momento, consiguiendo así que la micro-red sea más eficiente energéticamente. Además, del control central, es necesario que existan controladores locales para cada uno de los elementos que generan, almacenan o consumen energía en la microred. Asimismo, deberán existir protecciones y contadores inteligentes que representarán evidente en esta gestión, ya que se encargan de identificar cada uno de los equipos que producen o consumen energía en cada momento. Será necesario que estos equipos envíen, en tiempo real, dicha información al Control Central, de tal forma que ésta la haga llegar a su vez al gestor de la red de distribución a la que se encuentra conectada. Así, se podrán tomar las acciones más adecuadas en cada momento. El control central debe realizar varias tareas: Control Primario: Los convertidores que transforman la energía de cada una de las Fuentes generadoras de la micro-red deben ajustar el flujo de potencia active y reactiva que vuelcan a la misma. Para ello cada uno de estos sistemas están dotados de un control en frecuencia y tensión, de tal forma que los sistemas generadores pueden similar el comportamiento de los grandes generadores síncronos que tradicionalmente ha constituido la red eléctrica y cuya inercia es tan importante para realizar una correcta gestión de la demanda. Los consumidores por lo tanto son capaces de manejar su consumo de manera activa. Control Secundario: Es el encargado de regular la tensión y la frecuencia dentro de la micro-red mediante un control de comunicaciones central que le pone en contacto con el control primario. Es

154

operator system it can perform an internal load shedding. Finally, because the sources can operate in parallel to the grid or in island, the Central Control can disconnect the microgrid by the distribution network in case of particular events (faults, voltage collapses, etc.) or when the quality of the microgrid energy falls below certain standards. Therefore the control system of the microgrid have to ensure the security and the continuity of power within herself with a quality of the wave sufficient, keeping the voltage and frequency so to satisfy the energy demands of its own charge and integrating the energy storage supply. The main objectives of the central control are: • Development of the secondary and tertiary regulation system; • Development of the management with the grid;

interchange

• Development of the economic market; • Development of the contingency manager.

The ISARE project The society of Gipuzkoa is getting involved everyday more in the environmental problems. Issues such as climate change and greenhouse gas emissions are taking a special importance in the minds of people. In a society with a “Green” mentality, microgrids provide a commitment to the future that enhances the implementation of alternative electricity generation based on renewable energy, more respectful with the nature. This new model generation uses less energy than current centralized systems reducing emissions of greenhouse gases which cause climate change. The development by companies in Gipuzkoa of new products adapted to the field of intelligent grid, in the medium term will require the existence of a testing system where different generation, storage and control technologies can coexist.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

el encargado además de satisfacer la generación de energía con la calidad precisa por lo que se encarga también de compensar los posibles desequilibrios de tensión y de eliminar los armónicos de corriente. Control Terciario: Es el encargado de optimizar la gestión de la Micro-red desde el punto de vista económico, realizando la conexión o desconexión de los diferentes sistemas de generación en función de las tarifas aplicables a cada momento. Como características principales del Control Central de la Micro-red se pueden citar: • Es capaz de obtener información de la micro-red y de actuar sobre ella. • Puede comunicarse e interactuar con otros agentes de control. En este sentido debe ser capaz de intercambiar datos y posibilitar la puesta en común de información. • Es capaz de optimizar la operación de las fuentes de generación, de los consumos y de los almacenadores sobre los que realiza su gestión. Asimismo, controla que la frecuencia y las tensiones de la micro-red estén dentro de los márgenes de funcionamiento estable. • Durante su funcionamiento en isla (aislado) se encarga de garantizar una calidad de suministro suficiente asumiendo las funciones de regulación secundaria y terciaria. Es decir, será capaz de mantener la micro-red en régimen cuasi-estacionario y podrá restablecer ese régimen en caso de que se produzcan contingencias en la propia micro-red. • Permite una mejor gestión de las incidencias que se producen en la red de distribución a la que se encuentra conectada ya que permite controlar de manera dinámica el flujo de energía en cada momento. De tal modo que, ante incidencias en la red y atendiendo a los requerimientos de la red de distribución y del operador del sistema, puede realizar una desconexión de cargas internas. Finalmente, y debido a que las fuentes pueden operar en paralelo a la red o en isla, el Control Central puede desconectar la micro-red de la red de distribución durante grandes eventos (faltas, colapsos de tensión, GIOVANNA SANTAMARIA

From this point of view, the construction of an intelligent grid pilot system will enable on some Gipuzkoa company to develop new technologically advanced products with a big value. These products could be validated in a real environment and with an acceptable opportunity cost. On the other hand, the experience accumulated will reduce the latency time necessary for the development of new technologic solutions adapted to the context of intelligent grids. In this line and being very close to the companies, the Technology Centers will also have access to a test bench to start testing new developments in order to fulfill their role of transmitters of technology to companies. Gipuzkoa also has an industrial tissue with a high technology and R&D capacity ready to accept the technologic challenge of intelligent microgrids. Currently the experience in this field is limited but experience in the field of microgrids but it is the right moment to accept the challenge before that the “revolution of the new grid” become a global reality and reach to it later. Gipuzkoa have the opportunity to have a microgrid with its own technology, with the following timeframes: • Short-term — generation of new products • Medium-term — generation of richness and employment • Long term — improvement of energy efficiency Finally, having a system for the assessment of technologies oriented to smart grids, will give a new value the territory Gipuzkoa if compared to other state agents and / or international organizations actively involved in this type of technology. In this way the inclusion of companies and research centers in the field of this technology will be facilitated, with a higher degree of penetration in the national and European markets and better economic returns. At a time of crisis like the present, the situation forces us to move faster than the rest to be at the forefront of the new

155

etc.) o cuando la calidad de la energía de la propia micro-red cae por debajo de ciertos estándares. Por lo tanto el sistema de control de la Micro-red debe ser capaz de garantizar la seguridad y continuidad del suministro eléctrico dentro de ella misma con una calidad de onda suficiente, teniendo presente que debe mantener la tensión y la frecuencia satisfaciendo la demandas de energía de las propias cargas e integrando el almacenamiento de energía eléctrica. Los objetivos principales del control central serán: • Desarrollo del sistema de regulación secundaria y terciaria • Desarrollo de la gestión de intercambios con la RED • Desarrollo del despacho económico • Desarrollo del gestor de contingencias

Proyecto ISARE Gipuzkoa es un territorio en el que la sociedad cada vez se encuentra más implicada desde el punto de vista medioambiental. Aspectos como el cambio climático o la emisión de gases de efecto invernadero toman especial importancia en las conciencias de la ciudadanía. En una sociedad con una mentalidad “Verde” las micro-redes suponen una apuesta de futuro ya que potencian la implantación de sistemas alternativos de generación de electricidad basados en energías renovables, más respetuosas con la naturaleza. Este nuevo modelo de generación utiliza menos energía que los sistemas centralizados actuales, por lo que suponen una reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, causantes del cambio climático. El desarrollo por parte de las empresas guipuzcoanas de nuevos productos adaptados al ámbito de las redes inteligentes precisará a medio plazo de la existencia de un sistema de testeo y prueba, en el que convivan diferentes tecnologías de generación, almacenamiento y control.

156

generation and management systems of electric grids. Objective The main objective of this project is to “Develop an experimental microgrid as a prototype which serves to companies participating in this project as a platform for developing new products, equipment, systems and procedures for operation and maintenance”. The platform, from a general viewpoint, will allow • To enterprises of Gipuzkoa to develop and validate devices oriented to improve the capacity of the power distribution grids of the future with a development times of less than 24 months; • To position, on the other hand, the city of Donostia-San Sebastian and the territory of Gipuzkoa in the regional, Spanish, European and international networks that actually are developing and disseminating experiences in the field of smart grids. This objective can be broken down into a number of different particular objectives from the point of view of the technologies that currently companies and research centers can bring, and of the strategic lines for the future development: • Smart transformers. Such devices allow the interconnection of the microgrids with the overall distribution of electricity, providing as value-added internal monitoring capacity to perform appropriate predictive maintenance; • Intelligent re-connectors. These devices protect the grid for any unforeseen or by over-voltage and over current, providing as a value-added the internal monitoring capacity to perform appropriate predictive maintenance. Also they are able to act autonomously in the grid; • Inclusion in the various subsystems of the microgrid (re-connectors, power transformers, power electronics, storage and generation systems) of communication protocols aimed at increasing the overall reliability of the system, suiting their behavior to the actual demand system;

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Desde este punto de vista, la construcción de un sistema piloto de red inteligente permitirá por un lado abordar por parte de las empresas del ramo eléctrico y electrónico presentes en Gipuzkoa, el desarrollo de nuevos productos tecnológicamente avanzados y con un gran valor añadido. Dichos productos podrán ser validados en un entorno real y con un coste de oportunidad muy aceptable. Por otro lado, la experiencia acumulada permitirá reducir en gran medida los tiempos de latencia necesarios para el desarrollo de nuevas soluciones adaptadas al marco de las redes inteligentes. En esta línea y en su función de estar muy cerca de las Empresas, los Centros Tecnológicos tendrán también acceso a un banco de ensayos en el que ir probando nuevos avances técnicos, de cara a cumplir con su cometido de transmisores de tecnología hacia las empresas. Gipuzkoa posee además un tejido industrial con elevada capacidad tecnológica y de I+D+i que permite abordar con ilusión los nuevos retos tecnológicos que plantea la implantación de una micro-red inteligente. Hasta el momento dispone de una limitada experiencia propia en el ámbito de las micro-redes y se trata del momento idóneo para afrontar este importante desafío, antes de que la “revolución de la nueva red eléctrica” sea una realidad global y a la que se llegue tarde. Gipuzkoa tiene la oportunidad de disponer de una Micro-red con tecnología propia, con los siguientes objetivos temporales: • A corto plazo — Generación de nuevos productos • A medio plazo — Generación de riqueza y empleo • A largo plazo — Mejora de la eficiencia energética Finalmente, contar con un sistema de evaluación de tecnologías orientadas a las redes inteligentes reposicionará al territorio de Gipuzkoa con respecto a otros agentes estatales y/o internacionales involucrados activamente en este tipo de

GIOVANNA SANTAMARIA

• Development of electronic power systems, robust, reliable and interconnected each other in order to increase the system efficiency, the reliability and the wave quality provided to the end user; • Implementation of sources of electricity generation based on renewable energy. • Implementation of storage systems for optimal energy management of such distributed generators. The microgrid implemented will have a power generation of around 350 kW and shall consist of a set of charges and generators that can operate connected to the electricity distribution grid or in island configuration. The target is to use, in an integrated way, different technologies of renewable energy sources with conventional sources, and to establish intelligent storage and management systems of the electric energy. The results of the experimentation, research and development carried out under the project are expected to encourage the development of new products suitable to the future in which the grid will be composed of a large number of microgrids interconnected through transmission and distribution systems. The microgrid i-Sare will have a power generation capacity of 300 kW and will be constituted by a system of charges and generators that will operate connected to the electricity grid or in isolated functioning. The aim is to use in an integrated way different technologies for producing energy from renewable sources with the conventional generation, establishing intelligent management and storage systems of the electrical energy in the whole. The total installed power (peak) in the microgrid will be 350 kW. The nominal load is 60 kW, to allow the service reliability (redundancy of point generators), “green” generation (depending on the weather) and economic sustainability of the microgrid (seen as a test bed for different technologies). The energy efficiency is achieved through the rational use of the smart grid, being formed

157

tecnologías. De esta forma se facilitará la inclusión tanto de las empresas como de los centros de investigación de Gipuzkoa en cuantos foros existan en el ámbito de esta tecnología, permitiendo aumentar el grado de penetración de las mismas en mercados nacionales y/o europeos y de esta forma, aumentar el retorno económico. En un momento de crisis como el actual, la coyuntura nos obliga a avanzar más rápido que el resto para situarnos a la vanguardia de los nuevos sistemas de generación y gestión de redes eléctricas. Objetivo El objetivo principal de este proyecto es el “Desplegar una micro-red experimental a modo de demostrador, que sirva como plataforma de desarrollo de nuevos productos, equipos, sistemas y procedimientos de operación y mantenimiento a las empresas participantes en este proyecto.” La disponibilidad de dicha plataforma permitirá desde un punto de vista general:

by a power grid to supply electricity and a thermal grid for the supply of heat and / or cold. The reduction of CO2 emissions is achieved by using renewable energy sources. The “green” energy is a huge challenge because of its management in existing electricity grid, but it is very attractive for the use closer to the consumer. As a first consequence of the lack of standards and for the changing market, i-Sare has to be based on the following two points: •

Communications and Protocols able to ensure interoperability;

•

Open architecture for data transfer and control in real time. In the project of the smart grid iSARE it is used the open protocol EPICS (Experimental Physics and Industrial Control System) which is very useful for making the Primary, Secondary and Tertiary checks.

• que las empresas de Gipuzkoa puedan desarrollar y validar equipos orientados a mejorar las capacidades de las redes de distribución eléctricas del futuro con unos plazos de desarrollo inferiores a los 24 meses. • por otro lado posicionará, a la ciudad de Donostia-San Sebastián y al territorio de Gipuzkoa en las redes autonómicas, españolas, europeas e internacionales que actualmente desarrollan y difunden experiencias en el campo de las redes inteligentes. Este objetivo principal puede ser desglosado en una serie de diferentes objetivos particulares desde el punto de vista de las tecnologías que actualmente pueden aportar las empresas y centros de investigación guipuzcoanos así como sus líneas estratégicas de desarrollo futuro: • Transformadores inteligentes. Este tipo de dispositivos permitirán la interconexión de la micro-red con el sistema general de distribución de energía eléctrica, aportando

158

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

como valor añadido la capacidad de monitorización interna con el fin de realizar un adecuado mantenimiento predictivo.

• Implementación de sistemas de almacenamiento de energía óptimos para la gestión de dichos generadores distribuidos.

• Reconectadotes inteligentes. Estos dispositivos permitirán proteger la red ante cualquier imprevisto, bien por sobretensión como por sobreintensidad, aportando como valor añadido la capacidad de monitorización interna con el fin de realizar un adecuado mantenimiento predictivo. Así mismo serán capaces de actuar de manera autónoma ante cualquier eventualidad de la red

La micro-red a implementar tendrá un poder de generación alrededor de los 350KW y estará constituida por un conjunto de cargas y generadores que podrán operar conectados a la red de distribución eléctrica o de manera aislada. Se persigue usar de manera integrada diferentes tecnologías de fuentes de producción de energía renovable junto con fuentes de generación convencionales, y establecer sistemas de gestión inteligente y almacenamiento de la energía eléctrica del conjunto.

• Incorporación en los distintos subsistemas de la micro-red (reconectadores, transformadores de potencia, electrónica de potencia, sistemas de almacenamiento y generación) de protocolos de comunicación orientados a incrementar la fiabilidad global del sistema, permitir que adecuen su funcionamiento a la demanda real del sistema, etc. • Desarrollo de sistemas de potencia electrónicos, robustos, fiables e interconectados entre si con el fin de aumentar la eficiencia energética del sistema, su fiabilidad y la calidad de onda proporcionada al usuario final. • Implementación de fuentes de generación eléctrica basadas en energías renovables.

GIOVANNA SANTAMARIA

Consecuencia de la experimentación, investigación y desarrollo llevados a cabo en el marco del proyecto, se espera propiciar el desarrollo de nuevos productos adecuados a un futuro en el que la red eléctrica se encontrará compuesta por una gran cantidad de Micro-redes interconectadas mediante los sistemas de distribución y transporte. La micro red i-Sare tendrá una potencia de generación instalada de 300 kW y estará constituida por un sistema de cargas y generadores que podrán operar conectados a la red de distribución eléctrica o de manera aislada. El objetivo es emplear de manera

159

integrada diferentes tecnologías de fuentes de producción de energía renovables junto con fuentes de generación convencionales, estableciendo sistemas de gestión inteligentes y almacenamiento de la energía eléctrica del conjunto. La potencia total instalada (de pico) en la micro red es de 350 kW. La carga nominal es de 60 kW, debido a que hay que manejar conceptos como fiabilidad de servicio (redundancia de puntos generadores), generación ‘verde’ (que depende de condiciones meteorológicas) y sostenibilidad económica de la micro red (vista como un banco de ensayos de diferentes tecnologías). La eficiencia energética se consigue mediante un uso racional de la misma, estando formado por una red eléctrica para el suministro de electricidad y una red térmica para el suministro de calor y/o frío.

Para entender las decisiones adoptadas es importante conocer el estado del arte de las redes inteligentes (descrito en el apartado). Como primera consecuencia de la falta de estándares y constante evolución del mercado, i-Sare: debe construirse sobre los dos siguientes puntos básicos: •

Comunicaciones y Protocolos garanticen la Interoperabilidad

que

•

Arquitectura abierta para transferencia de información y control en tiempo real. En el proyecto de smart grid iSare se usa el protocolo abierto EPICS (Experimental Physics and Industrial Control System) el cual es muy útil para realizar el control Primario, Secundario y Terciario mencionado con anterioridad.

La reducción de las emisiones de CO2 se consigue utilizando las fuentes de energía renovables. Si bien estas energías ‘verdes’ plantean enormes dificultades en su gestión a la red eléctrica actual, son muy atractivas para el uso cercano al consumidor.

160

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Plano de ubicaci贸n de la micro-red, Poligono Miramon. Location map of the microgrid, Miramon Polygon

GIOVANNA SANTAMARIA

161

162

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

papers comunicaciones

desarrollo a escala humana frente a la vulnerabilidad y exclusión social. el caso de Dakar (Senegal) development at a human scale to cope with vulnerability and social exclusion. the case of Pikine, Dakar (Senegal) Author/s: Eva Álvarez de Andrés, Marian Simón Rojo, José Miguel Fernández Güell, Agustín Hernández Aja Institution or Company: Universidad Politécnia de Madrid

Abstract Cities have historically acted as engines of innovation and development. Nowadays this role will only be possible if at the same time they face the challenges of inequality, poverty, environmental degradation, spatial segregation and social exclusion. It is a special overwhelming challenge for many African cities. One third of their population lives in slums and they are still “trying to connect to the global space of business and financial flows”. It can be questioned if trying to be competitive and connected is contributing to overcome urban inequality and if a different governance approach may have a role in achieving that goal. This research presents the findings from a case study of the ongoing project to construct a toll highway between Dakar and Diamniadio, that has been analyzed by applying the Development at Human Scale approach. The project is part of Senegal’s Poverty Reduction Strategy and by 2009 won a Good Practice Award from the World Bank. In spite of this institutional recognition, the highway implies the eviction of more than 30.000 people and therefore the destruction of their self-help social organizations. In a context of high vulnerability in which inhabitants are not taken into account by the authorities, a group of citizens organized themselves to claim for their rights. They try to avoid evictions from a settlement which they built and has been progressively improved for the past 40 years. URBAN REGENERATION

165

Introducción

Introduction

La investigación que aquí se presenta se planteó como objetivo esclarecer el papel que juega la planificación sectorial y territorial en la lucha contra la desigualdad urbana y los efectos que las estrategias dominantes tienen en las condiciones de vida de la población más vulnerable. El estudio de dos casos concretos en la región de Dakar permite contrastar si, como Jenkins (1) afirma, en muchos países los planes generales no han sido más que el vehículo para que la clase dominante reclame el derecho a la tierra o para definir programas de inversión en infraestructuras al servicio de las estructuras de poder.

The research aims to clarify the role of territorial planning to cope with urban inequality, and the impact that mainstream strategies have on the quality of life of the most vulnerable population. Two case studies in the region of Dakar enable us to check if, as Jenkins (1) states, in most countries urban planning has favoured the economic elites, enabling them to claim for land rights and investment´s plans for infraestructures are designed for the sake of power according to the interests of those in power.

Los estudios de caso permiten a su vez evaluar cómo y en qué medida los esfuerzos de la sociedad civil les permiten satisfacer sinérgicamente sus necesidades fundamentales, entendidas desde los principios del desarrollo a escala humana (2). Asumimos por tanto los postulados de este enfoque, es decir, que las necesidades fundamentales son finitas, pocas y clasificables; son universales, forman un sistema y no pueden ser consideradas independientemente.

Metodología de evaluación La investigación se ha centrado en dos casos de estudio en la ciudad de Pikine,

The two case studies are intended also to assess how and to what extend civil society is being able to orientate their efforts to satisfy in a sinergic way their fundamental human needs, according to the Development at a human scale approach (2). According to this theory, the fundamental human needs are few, finite and classifiable. They do not change with culture or across history. What changes over time and between cultures is the way in which these needs are satisfied. Needs are a system, and can not be considered independently.

Research methodology The research focusses on two case studies in Pikine, a city in the region of Dakar (Senegal). The spatial interventions are analyzed to assess their pertinencia (coherence

Fig. 01. Necesidades humanas fundamentales Fundamental human needs Fuente Source: (3) 166

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

situada en la región de Dakar, en Senegal, en los que se evalúa si las actuaciones son pertinentes (Relación de la acción con el contexto), eficaces (Relación de los objetivos y los recursos empleados) y democráticas (Relación de la participación de los distintos actores), y en la medida de lo posible, analizar a quién/quiénes benefician o perjudican. Proceso participativo Se han llevado a cabo entre noviembre de 2010 y marzo de 2011, 8 foros de trabajo con la población afectada de los dos casos que aquí se exponen. Cada uno de los foros se ha realizado a lo largo de una jornada completa en lengua Wolof y todos ellos han sido transcritos al francés. Por otra parte se han llevado a cabo unas 30 entrevistas semi-estructuradas con los actores involucrados en cada uno de los casos, desde los financiadores (Banco Mundial) o el sector privado extranjero (Empresa constructora Eiffage y empresa concesionaria Eiffage-SENAC) a las organizaciones de apoyo local (ATD, Caritas, EVE) pasando por los responsables gubernamentales nacionales (Directores de la vivienda, el urbanismo o la ordenación territorial) ó locales (Alcaldes y consejeros municipales). Sistema de indicadores Con la información recogida en los foros se ha establecido un conjunto de indicadores objetivamente verificables respecto de cada uno de los elementos trabajados, es decir acceso a las infraestructuras, los servicios, la vivienda, las actividades económicas y de ocio, etc.). Los elementos se valoran según criterios de accesibilidad, asequibilidad o dificultad para cubrir el coste que conlleva acceder a un determinado elemento y diversidad.

action-context) eficacy (coherence goalsresources) and democratic (participation of the diferent stakeholders). The analysis is aimed to identify who is being beneficiado or perjudicado. Participatory process Between november 2010 and march 2011 the population affected from each case study has been involved in discussion foro. There have been 8 foros, of a wo participated in 8 forums. Each sesion has durado a whole jornada, in Wolof and have been later translated into French. There have been also 30 semi-structured interviews surveys with the stakeholders of each case study. They comprise financial institutions like Worl Bank, the foreign private sector, like the Building enterprise Eifagge and the concesionaria EiffageSENAC; the local grass-root organizations like ATD, Caritas and Eve, and the national guvernamental responsibles, like the Directors of the Housing, Urbanism or territorial planning departaments, as well as the local governments like city councils and municpals conseilleurs. System of indicators The information of the foros has been translated into a set of indicators objetive and verifiables. The indicators comprise the diferent areas analyzed: acces to infraestructures, services, housing, economic and recreational activities, etc. These different aspects are assessed according to diferent criteria: accesibility, affordability and diversity.

Case studies. Historical context Dakar was founded by the French Army, by 1857, in a Peninsula where the Lebous

Fig. 02. Fuente Source: elaboración propia (Alvarez.E). URBAN REGENERATION

167

Esutdio de casos. Contexto histórico Dakar fue fundada en 1857 por la armada francesa, en una península donde habitaban los “Lebous”. Como la mayoría de las ciudades coloniales de África Sub-Sahariana, se concibe como centro de explotación de materias primas y mano de obra con el propósito de ayudar a mantener los niveles de expansión de la producción y el consumo en los países de origen del capitalismo avanzado (4). En torno a la ciudad “formal” situada en el actual centro urbano (Plateaux) empiezan a desarrollar asentamientos populares. De acuerdo con Verniere (5) y Salem (6), en 1914, tras la gran epidemia de peste, la administración francesa lleva a cabo la primera operación de desalojo por la fuerza. La población es reinstalada en un asentamiento de trazado ortogonal, en el exterior de la ciudad, en un barrio denominado la Medina. A partir de los años 20 los inmigrantes empezaron a llegar por millares a este nuevo asentamiento. En 1945 se alcanzan los 150.000 habitantes. Proceso cíclico de desaolojos Entre 1952 y 1967 millares de chabolas del centro urbano, construidas en madera y paja, fueron erradicadas y sus habitantes trasladados por la fuerza a 15 km de la ciudad de Dakar, en Pikine, donde tan solo recibieron un terreno de arena registrado en el catastro, sin infraestructuras, ni servicios, ni viviendas. Este asentamiento pasó a convertirse en el nuevo foco de atracción de la población inmigrante. Los “Lebous” (propietarios tradicionales del suelo) aprovecharon esta situación y fragmentaron y vendieron los terrenos próximos a este nuevo asentamiento, conforme a sus prácticas consuetudinarias. Sin embargo con la aprobación de la ley nacional 64 de 1964 el Estado se convertía en el principal propietario de la tierra. Ya no eran los “lebous” los dueños legales de la misma, por tanto, las ventas no tenían ningún valor legal. El modelo de planificación impuesto desde la metrópolis colonial (7) implicó la 168

were settled. As it was the case for most of african colonial cities, it was conceived as a center for extraction and explotiation of raw materials, as well as a source of workforce that should contribute to maintain and increase production and consumption in those countries at the forefront of capitalism development. (4). Around the “formal” city, located at the Plateaux (city center), different popular settlements started to develop. According to Verniere (5) and Salem (6) the reaction of the French administration to the huge colera epidemic by 1914, implied the eviction of the population from the informal settlements. They were relocated in a new neighbourhood outside the city. As from the 20s onwards thousands of inmigrants arrived to this new settlement. By 1945 there were already 150.000 inhabitants there. Cyclical process of evictions Between 1952 and 1967 thousands of shanties from the city center, made of wood and straw were erradicated and their inhabitants forced to move to Pikine, a new settlement 15 km far away from Dakar. There they only got a piece of land that had no infrastructure, facilities or houses. It turn out to be the new center of attraction for the inmigrants. The Lebous owned historically the land, took advantage of the situation and divided and sold the plots of land close to Pikine, under their costume and common law. Nevertheless, by 1964 the national law 64 was endorsed. It implied that the State become the main owner of the land. The Lebous were not the legal owners and therefore the sales had no legal value. The colonial metropolis enforced its own planning system, transfering and imposing its models, standards and normatives. It imposed a system based on the commercial possession that did not take into account the local context (economic, social, etc) and that implied the exclusion of the local communities.(7) Strategic position: informal areas under pressure

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

transferencia de modelos, estándares y normativas, introdujeron entre otras cosas el sistema de tenencia mercantil, no tenían en cuenta el contexto local (económico, social, etc.) y excluían a las comunidades locales. Posición estratégica: oportunidades

presiones

Si bien Pikine surgió como un asentamiento alejado del área de centralidad de Dakar. Sin embargo ha pasado a ocupar una posición estrategia, entre el centro económicoadministrativo de Dakar -que ha crecido considerablemente- y las nuevas zonas de expansión de la región (nuevo aeropuerto, nueva zona de desarrollo industrial) (Véase figura 3). La posición estratégica ha venido incrementado la presión especulativa, lo que unido a la falta de acceso “formal” a la tenencia, ha incrementado su vulnerabilidad, una vez más, a los desalojos. Se estima que más del 70% viven1 y trabajan2 en la “informalidad”.

Pikine was borne as a peripherical settlement far away from the central area of Dakar. But right now it is located in a strategic positon, between the economic-adminsitrative center of Dakar -that has grown considerably- and new regional developments like the new airport, and a new industrial site. (See Figure 3). Its strategic position increases the urban pressure on the inhabitants. This pressure, combined with a lack of “formal” propierty of the land, has increase the vulnerability of the popularion and they risk -once agian- new evictions. It is estimated that more than 70% of the population lives1 and works2 under “informal” conditions.

The answer from the planners: the case study of the highway Guinaw Rail (GR) is one of the 5 communes of Pikine Irregular South (PIS). It is about 15 km far from the capital city of Dakar and has a density of 40.000 inhabitants per square kilometer. In this area a toll

Fig. 03. Proceso cíclico de desempoderamiento de la mayoría Cyclical process of disempowering the majority. Fuente Source: elaboración propia (Alvarez. E).

La respuesta desde la planificación: el caso de la autovía Guinaw Rail (GR), es una de las 5 comunas de Pikine Irregular Sur (PIS). Situado a unos 15 km de la capital Dakar, tiene una densidad de unos 40.000 Habitantes/Km2. Aquí se pretende construir una autovía de peaje, con el fin de promover la dinamización del sector privado. Se trata de una iniciativa coordinada por el gobierno nacional a través de la Agencia nacional de promoción de

URBAN REGENERATION

highway is planned, that aims to improve the dynamism of the private sector. The national government, throug its Nacional Agency to promote private investment (APIX) coordinates the initiative. It is part of the action plan from the Poverty Reduction Strategy Papers (PRSP) and the World Bank supports it trough the Official development assistance. The construction of this highway affects 3.992 families3, which means between 40.000 and 50.000 inhabitants. 169

la inversión privada (APIX); esta iniciativa está inscrita dentro de las actuaciones del Documento Estratégico de Reducción de la Pobreza (DSRP) y cuenta con el apoyo de la Ayuda Oficial al Desarrollo (AOD), a través del Banco Mundial. La realización de esta autovía afecta al alojamiento de 3.992 familias3, es decir entre 40.000 y 50.000 habitantes. Muchas de las familias viven en alquiler viviendas desde hace más de 30 años. A ellas se le ha propuesto indemnizarlas con 6 meses de alquiler, mientras que a las familias con algún tipo de título de propiedad, se les ha propuesto reubicarlas4 en Tivaouane Peul, un asentamiento ex – novo, actualmente en proceso de ejecución, que se encuentra a aproximadamente 30 Km del centro de Dakar, en el departamento de Rufisque, con una densidad habitacional de aproximadamente 300 hab/Km2.

La respuesta desde los pobladores: el caso de la lucha contra las inundaciones El segundo caso analiza una iniciativa de movilización colectiva frente a las inundaciones, liderada por los jóvenes de la comuna de Guinaw Rails Nord (GRN), una de las 5 comunas de PIS. Las inundaciones son uno de los principales problemas para la habitabilidad del barrio. Desde 2008 sus habitantes se organizan para evacuar

Many of these families live in rented houses for more than 30 years. The proposal is to indemnify them with 6 months rent cost. To those families that do have an ownership titre, will be reallocated4 in Tivaouane Peul, a new settlement under develoopment, located some 30 km far away from Dakar, in the Department of Rufisque. It will have a density of 300inhabitants/km2.

The answer from the community: fighting against floodings The second case of study analizes a collective action aimed to cope with the periodical floodings. The young people from Guinaw Rails Nord (GRN) one of the 5 communes of PIS, are the leaders of the initiative. Flood is one of the main problems to improve the habitabiity of the neighbourhood. Since 2008 the inhabitants organize a system to drain water. During the rainy season they dig channels accross the streets. Afterwards the municipality has to evacuate the water from the lower bound, pumping it out. After the wet season the neighbours cover the channels again with earth.

Evaluation of the two cases studies Synergic satisfacion of human needs The case of the toll highway According to the evaluation process trough forums and interviews, most of participants

Fig. 04. Lucha contra las inundaciones. Fighting against floodings. Fuente: Fotos realizadas por (Sevillano.E) alumno de PFC en Cooperación de la UPM en su estancia en GRN, PIS, DAKAR 170

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

el agua mediante la autoconstrucción de canales en las calles en la época de lluvias. Posteriormente le corresponde a la alcaldía encargarse de extraer el agua de esas zonas mediante el bombeo de la misma, para tras la época de lluvias, los propios ciudadanos vuelven a cerrar estos canales.

Evaluación mediante el análisis sistemático comparado de casos Satisfacción sinérgica de las necesidades humanas El caso de la autovía de peaje De la información recabada en los foros y en las entrevistas semi-estructuradas se concluye que la mayoría de los participantes en los foros, valoran como positivo, que el nuevo asentamiento sea más espacioso y saludable. Sin embargo también identifican los siguientes problemas: • La indemnización a las familias por sus terrenos ha sido inferior al precio actual de mercado. No va a permitir construir a las familias, el mismo numero de habitaciones de las que disponían en el actual asentamiento, lo que va a conllevar una fragmentación de la estructura tradicional de familia “amplia” y por tanto una reducción de los ingresos. Se observa un claro empeoramiento en el acceso a las actividades económicas por diversos motivos: • El incremento de la distancia va a incrementar de los costes de desplazamiento y va a dificultar la posibilidad de desarrollar actividades en paralelo como el cuidado de los hijos/actividades comerciales lo que afecta fundamentalmente a las mujeres. • La reducción de la densidad habitacional, va a redundar en una menor densidad de la actividad comercial. • La rotura del tejido de autaoapoyo redunda en un menor acceso al tipo de financiación a la que tienen acceso estas familias. A pesar de todo ello, no se prevé ninguna medida de acompañamiento para la instalación de las actividades productivas

URBAN REGENERATION

agree that the new settlement is more healthy and has more space. Nevertheless they also see negative effects: * The financial compensation the families got for the land is lower than its market value. The families will not be able to build as many rooms as they currently have. This reduction will have as a consequence the fragmentation of the traditional structure of “large family” and therefore incomes will be lower. The accesibility to economic activities will be worsened because: * Increasing distances iimply an increase in transport costs and will make it more difficult to develop different activities ata the same time, like taking care of children/commercial activities. Women will suffer more this effect. • A lower residential density will imply a lower commercial activity. • The self-help tissue will be dismantled, and with it families will lose acces to a local financial possibilities. Regardless these negative impacts, no measure is planned to promote local productive activites or to help people to readapt to other ctivities. The case of collective action against floodings The channels to drain water has improved the salubrity of the settlement, nevertheless it is too provisional and inadequate to the magnitude of the problem. People declare that they need more formal support from the public administation to solve the problem. However they think that the initiative has enabled peoople to stay at their places in the rainy season, and therefore they were able to keep their economic activities running, the children attend the school, etc. They also acknowledge that staying at their settlement is important to make the best of their efforts from the past 30-40 years. If they stay they will be at a ever increasing strategic place, with increasin possibilities to develop economic activites,e tc. They hope to benefit from the land appreciation alrhough a report published by Durand Lasserve by 2008,

171

o para una readaptación a otro tipo de actividades. El caso de las movilizaciones frente a las inundaciones Si bien han contribuido a una mejora de la situación de insalubridad, mediante la evacuación de los canales, esta resulta demasiado provisional e insuficiente dada la envergadura del problema y manifiestan necesitar mas apoyo “formal” por parte de la administración pública, para resolver el problema.

stated that after neighbourhood upgrading, less than 30% of the former inhabitants are able to stay in their neighbourhoods.

Referencias References 1. A pesar de que cerca del setenta por cierto de los habitantes son propietarios de su vivienda, el régimen de propiedad sigue siendo precario. Esta propiedad sólo se testimonia mediante un certificado de compraventa, que no es un título de propiedad.

No obstante consideran que la iniciativa ha contribuido a mejorar la situación, permitiendo que la gente pueda permanecer en el barrio en la época de lluvias, posibilitando que se mantengan las actividades económicas la asistencia de los niños a la escuela, etc…

2. Del 30% de la población activa, apenas un 7% desempeña su actividad dentro del sector “formal”; el resto trabajan en el sector “informal” (comercio, artesanía, transportes, etc.). Entorno al 70% es población menor de 30 años, con un alto nivel de analfabetismo.

Así mismo manifiestan que la posibilidad de permanecer en el asentamiento les permite hacer efectivos, los esfuerzos que llevan realizando en los últimos 30-40 años en algunas ocasiones (mantener su vivienda, en un lugar cada vez mas estratégico, con mayores posibilidades para el desarrollo de sus actividades económicas etc…). Esperan, que esta iniciativa les permita poder aprovechar la revalorización del barrio, si bien según un informe publicado por Durand Lasserve en 2008, tras las reestructuraciones realizadas en Senegal, en pro de la mejora de las condiciones de vida, apenas un 30% de la población ha podido permanecer en los barrios una vez que estos han sido modificados.

4. Variando la modalidad de reubicación en función del “tipo” de titulo, la estimación realizada sobre el valor de lo construido, etc.

3. Según datos del PAR de octubre de 2010

Bibliografía Bibliography 1. y 8. JENKINS P, SMITH H & WANG Y P (2007) Planning and housing in the rapidly urbanising world. London: Routledge. 2. MAX NEEF, M; ELIZALDE, A; HOPENHAYN, M. (1986)“Desarrollo a escala humana: una opción para el futuro”. Development Dialogue, número especial . 3. SIMÓN, M; MORÁN, N; HERNANDEZ AJA, A. (2009)“Bringing people back into the picture: deemphasizing business friendliness in urban planning“. The 4th International Conference of the International Forum on Urbanism (IFoU): The New Urban Question – Urbanism beyond Neo-Liberalism. Disponible en la sección documentos de www.surcosurbanos.org 4. y 7. FRIEDMAN and WULFF (1976) en King (1990) Urbanism, Colonialism and World-economy: Cultural and spatial foundations of the World Urban System, London and New York: Routelage. 5. VERNIÈRE (1977) Dakar et son double.DagoudanePikine. Volontarisme d’Etat et spontanéisme populaire, Paris, Imprimerie nationale. 6. SALEM. G (1998) la santé dans la ville. Géographie d’un petit espace dense: Pikine (Sénégal) Ed.KarthalaORSTOM,360 p.

172

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

educando en la sostenibilidad learning on sustainability

Author/s: Fernando PĂŠrez del Pulgar Mancebo1,2, Juan Antonio Martos1 Institution or Company: 1eboo architecture consulting, 2 Universidad de MĂĄlaga

Abstract Bringing sustainable architecture to the younger generations of our society is the perfect complement to the process of environmental awareness that we are immersed, from this premise was born the nursery and primary school of Almendralejo, Badajoz province, Extremadura. The lines of work of the project operate on the rural landscape, functional, educational, social and environmental context developing this last line through the following methodology: A deep climate study over the data collected from several meteorological stations located in the area, show us enough data to operate. The provision of passive strategies, aimed at capturing energy, protection from cold winds, etc.. in winter, and sun protection, the use of fresh winds, etc. in summer, providing horizontal sunscreens, deciduous plant facades, green roof cistern, closing the facades to north, and opening the south facades, increasing thermal insulation, etc. The installation of active systems, looking for maximum efficiency, the use of natural resources and reducing energy consumption, such as buried geothermal collectors, optimization of air exchange systems, a biomass boiler system, rainwater collection for irrigation, automatic management of artificial lighting, etc. The building will not only respond perfectly to the functional, urban, construction and structural needs requested by the administration authority, but aims to become a benchmark within the educational infrastructures of Extremadura, becoming a school with considerable energy savings, a reduction to the minimum of the CO2 emissions, and maximum energy certification without giving up to a proper integration into the landscape, a commitment to modern architecture and being socially active. URBAN REGENERATION

173

Fig. 01. Fachada sur y vestíbulo principal del edificio. South facade and lobby of the building.

Introduccion

Introduction

El futuro está en las aulas. Y ese futuro no solo pasa por la tecnificación de las mismas, sino por hacer ver a las futuras generaciones la importancia de la optimización de los recursos propios que, a nivel local, dispone cada pueblo, cuestión importantísima para conseguir una sociedad sostenible, y el respeto al medioambiente como soporte del hecho urbano. Estas van a ser las claves a través de las cuales se va desarrollando el proyecto que a continuación se describe.

The future is in the classrooms. And that future not only goes in their technification, but in demonstrating to future generations the importance of optimizing own resources locally available to each village, a very important issue for a sustainable society, and respect for the environment as the support of the urban. These will be the keys through which it is developing the project described below.

Mostramos la experiencia práctica de un edificio cuya calificación energética oficial es A, pero que trabaja con la premisa de acercarse al consumo cero, y sobre todo a cero emisiones de CO2. Se trata de un centro de educación infantil y primaria, fruto del primer premio en un concurso nacional de ideas desarrollado en 2010, redactado el proyecto en 2011 y actualmente en proceso de licitación.

Contexto Las principales decisiones del proyecto derivan del contexto del mismo, el pueblo de

We show the practical experience of a building whose official energy rating is A, but it works on the premise of approaching zero consumption, especially zero CO2 emissions. It is a nursery and primary school result of the first prize in a national contest of ideas developed in 2010, drafted the project in 2011 and currently in the bidding process.

Context The major project decisions derive from its own context, the village of Almendralejo, located on the large and vast countryside of Extremadura, and approach keys beyond energy savings: Social, we find a population

Fig. 02. Situación dentro del T.M. de Almendralejo. Badajoz. Location within T.M. Almendralejo. Badajoz. 174

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Almendralejo, ubicado en la amplia y extensa campiña extremeña, y abordan claves que van más allá del ahorro energético, sociales, nos encontramos con una estructura dedicada al sector primario, en su inmensa mayoría, por tanto íntimamente relacionada con el medio natural; claves económicas, los ajustados presupuestos de comunidades como esta, donde el metro cuadrado de obra terminada no debe superar los 570 euros, de presupuesto de ejecución material, y por supuesto climáticas, con unas condiciones muy concretas de clima interior seco muy caluroso en verano y frio en invierno. Igualmente las propias condiciones del emplazamiento dentro del núcleo urbano, el solar se encuentra junto a una de las principales salidas del pueblo hacia el sur y el consiguiente foco de contaminación acústica originado por esta infraestructura, además consolida el límite del suelo urbano con el medio rural en su lindero sur, lo que hace incorporar connotaciones paisajísticas al proyecto. Todas estas consideraciones son fundamentales para abordar este proyecto no solo como un edificio ejemplar a niveles de certificación energética, sino como un proyecto de arquitectura sensible, íntimamente relacionado no solo con el entorno físico, sino con la sociedad con la que va a operar.

Consideraciones Las consideraciones de contexto antes descritas van a determinar muchas de las decisiones de proyecto, sin embargo, lo

structure dedicated to the primary sector, where the vast majority is intimately connected with the natural environment; economic keys: the tight budgets of communities like this, where the square meter of finished work should not exceed 570 euros of material budget execution, and of course weather, with very specific conditions of interior dry weather, very hot in summer and cold in winter. Also the very conditions of the site within the urban core; the site is adjacent to a major departure road from the village to the south and the subsequent outbreak of noise pollution caused by this infrastructure, it also consolidates the limit of the urban land with the rural at its southern border, making the project include landscaping connotations. All these considerations are crucial to approach this project not only as an exemplary building energy certification levels, but as a sensible architectural project, closely related not only to the physical environment, but to the society with which it is operating.

Considerations Context considerations described above will determine many of the decisions of the project, however, the key is to solve the functional requirements derived from the vast, decisive and thorough design rules drafted by the Counseling of Education of the Junta de Extremadura, with base program consisting of early childhood education cycle (6 classrooms), the first and second cycle of primary (12 classrooms), and all

Fig. 03. Planta alta y planta baja del proyecto. First floor and ground floor of the project. URBAN REGENERATION

175

fundamental es resolver las necesidades funcionales derivadas de una amplia, determinante y minuciosa normativa de diseño redactada por la consejería de educación de la Junta de Extremadura, con un programa base compuesto por ciclo de educación infantil (6 aulas), primer y segundo ciclo de primaria (12 aulas), y todos los servicios generales necesarios para el correcto funcionamiento del centro, gimnasio cubierto, biblioteca, comedor, pistas polideportivas, en resumen unos 3.200 metros cuadrados de edificación sobre una parcela de unos 8.000 metros cuadrados.

Funcionales La estructura del centro parte de un amplio porche cubierto desde el acceso principal de la parcela hasta el ingreso al edificio, desde este punto el edificio despliega diferentes líneas, respondiendo literalmente al programa propuesto, paralelo y junto al lindero norte, y en planta baja, se encuentra el ciclo de educación infantil, directamente relacionado con su patio de juegos, paralela a esta línea pero más al sur se encuentra el primer ciclo de educación primaria, y sobre la línea de infantil el segundo ciclo de primaria, al otro lado del vestíbulo y desarrollado en ambas plantas se encuentran el resto de espacios cuyo uso es más colectivo.

Acusticas El proyecto plantea una doble línea de trabajo, por un lado la disposición de la edificación intenta protegerse de los focos acústicos exteriores, deprimiendo la planta baja para proteger las aulas de infantil. Por otro lado a la hora de configurar los espacios docentes se ha tenido especial atención a los focos de ruidos propios del centro (zonas de juego, pistas polideportivas) y el aislamiento acústico. Volcando a los patios vegetales los espacios docentes, e interponiendo entre los focos de ruido y las aulas las galerías de acceso en todo el edificio.

Paisajisticas

general services required for the proper functioning of the center, indoor gymnasium, library, dining room, sports courts, in short approximately 3,200 square feet of building on a plot of 8,000 square meters .

Functional The structure of the center begins with a large porch covered from the main access of the site to the entrance of the building. From this point the building displays various lines, responding literally the proposed program, parallel and adjacent to the northern boundary, and on the ground floor is the primary education cycle, directly related to their playground. Parallel to this line but farther south is the first cycle of primary education, and on the line of the infants the second cycle of primary school, across the hall and developed in the two plants are the other areas whose use is more collective.

Acoustic The project involves a double line of work, first the layout of the building tries to protect itself from external acoustic focus, depressing the ground floor to protect children’s classrooms. On the other hand in shaping the teaching areas have had particular attention to the sources of noise made by the school (playgrounds, sports courts) and acoustic insulation Turning the teaching areas to the green courts (patios), and interposing between the sources of noise and the classrooms the access galleries of the whole building.

Landscape The boundary condition of the site as part of the agricultural landscape edge results in two responses, landscape integration of the building through its coating with the use of vegetation on roof and in facade. And the appropriation of this characteristic landscape by opening it to the circulation spaces, trying to make latent its presence throughout all public spaces.

La condición límite del solar como pieza de borde con el paisaje agrario deriva en dos

176

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

respuestas, la integración paisajística del propio edificio, a través de su envolvente con el uso de vegetación tanto en cubierta como en fachada. Y la apropiación de este paisaje característico abriendo los espacios de circulación al mismo intentando hacer latente la presencia del mismo a lo largo de todos los espacios colectivos.

Sociales

Social The project aims to bring dignity and proximity to the work in the agricultural environment as it is the major means of production of Extremadura´s society, generation spaces to install gardens whose maintenance will be run by students, thus bringing not only the landscape reality but also the social to the school pupils.

El proyecto pretende dignificar y acercar el trabajo en el medio agrario, como uno de los principales medios de producción de la sociedad extremeña, generando espacios donde instalar huertos cuyo mantenimiento correrá a cargo de los alumnos, y así acercando no solo la realidad paisajística sino social al alumnado del centro.

Environmental

Medioambientales

The geographic situation, in the southwestern part of the peninsula, gives a markedly continental component conditioned by the proximity of the oceanic domain that has a mitigating effect on the area’s climatic conditions in the absence of mountain barriers that interfere with the prevailing winds from the west.

Esta consideración sigue un proceso comenzando por un análisis climático, la elección de estrategias pasivas y la implementación de sistemas activos, como se expone a continuación:

Análisis climático La situación geográfica, en la parte suroccidental peninsular, da un marcado componente continental condicionado por la cercanía del dominio oceánico que ejerce un efecto atenuante sobre las condicionantes climáticas de la zona al no existir barreras orográficas de entidad que interfieran los vientos dominantes del Oeste. La información procedente de diferentes estaciones meteorológicas se ha uniformado para obtener gráficas de trabajo, como son las diferentes rosas de los vientos en relación a las estaciones del año, y los promedios mensuales de ciclos diarios de temperaturas.

Temperaturas El análisis de los datos extraídos de éstas fuentes nos arroja un ciclo diario de temperaturas muy pronunciado llegando a variaciones entre el día y la noche del orden de los 8º C en los meses fríos y variaciones

URBAN REGENERATION

This consideration continues a process initiated with a climatic analysis, the election of the passive strategies and the implementation of active systems, as exposed below.

Climatic analysis

Information from different weather stations has been standardized in order to obtain work graphics, such as different wind roses in relation to the seasons, and the monthly averages of daily temperature cycles.

Temperatures The analysis of data from these sources shows a daily cycle of temperatures very pronounced reaching changes between day and night around 8 º C in cold months and variations of up to 16 º C in the hottest months, June, July and August.

Sunlight The specific study of the solar positioning with the use of the stereographic chart of Almendralejo ( lat: 38.67 , long: 6.4 , medium height: 354 m (o.s.l.) time zone – UTC +1) has given us detailed information of the sunlight conditions during the different seasons of the year and the different times, not only

177

Fig. 04. Promedios mensuales de ciclos diarios y carta estereográfica de Almendralejo. Monthly and daily average cycles of Almendralejo stereographic chart.

de hasta 16ºC en los meses más calurosos, junio, julio y agosto.

Soleamiento El estudio detallado de las posiciones Solares a través de la carta estereográfica de Almendralejo (latitud 38.67 – longitud 6.4 – altura media 354m – franja horaria – UTC+1) nos ha proporcionado información detallada de las condiciones de soleamiento en las distintas estaciones del año y en las diferentes franjas horarias, tanto sobre el solar y como en el entorno más inmediato. El análisis de las posiciones solares ha sido determinante a la hora de abordar tanto la implantación del edificio, como de las áreas de juego y de las pistas polideportivas. Así como en la disposición de las diferentes estancias que lo componen, no solo en relación al dimensionado de elementos de protección frente a las radiaciones solares, sino también en el desarrollo de estrategias de aprovechamiento de las mismas en las épocas en que el edificio necesita aporte energético, condicionantes que han sido los principales argumentos de la distribución de la propuesta.

Definición del confort higrotérmico Tras el análisis de los datos meteorológicos, y con datos de temperaturas medias y humedades medias, obtenidas de las estaciones meteorológicas descritas, se 178

on the site but also in its most immediate surroundings. The analysis of this data has been crucial in order to approach the implementation of the building, the playing area and the sports facilities. It has also been determining in the positions of each of the living spaces that compose it, not only in relation to the dimensioning of the protection for solar radiation, but also in the development of the strategies to profit them in the moments in which the building is in need of energetic income. After analyzing meteorological data, and with average temperature and humidity data obtained from the meteorological stations described, there has developed the Isopleth Diagrams, obtained from welfare Climograma hygrothermal of Olgyay (for clothing of 1.5, 1 and 0.5 clo) in order to obtain information about the needs of shading, ventilation or solar radiation to gain hygrothermal comfort of the interior spaces according to different seasons. The interpretation of the Climograma indicates that in the initial months of the year (January-February-March-April) the wellness is being produced in conditions of sunlight so we develop strategies to capture solar radiation inside the building and accumulate on floors and walls high thermal inertia, placing these items specifically in the main traffic corridors and classrooms

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

ha elaborado el Diagrama de Isopletas, obtenidos a partir del Climograma de bienestar higrotérmico de Olgyay (para arropamientos de 1.5, 1 y 0.5 clo), con el objeto de obtener información sobre las necesidades de sombreamiento, ventilación o radiación solar para la obtención de confort higrotérmico de los espacios interiores en función de las diferentes estaciones del año.

and in the walls between these spaces and the classrooms, so that the energy stored in them can be transmitted into those. From mid-April to mid October the wellness will take place under conditions of shading and ventilation, which is why the external shading elements of the corridors have been sized oriented of the south-southeast for the shading from the azimuth that reaches the

Fig. 05. Climograma de Olgyay y diagrama de isopletas. Climogram of Olgyay and isopleth diagram.

La interpretación del Climograma nos indica que en los meses iníciales del año (enero-febrero-marzo-abril) el bienestar se produce en condiciones de soleamiento por lo que desarrollamos estrategias para captar radiación solar en el interior del edificio y acumularla en pavimentos y paramentos de gran inercia térmica, ubicando éstos elementos concretamente en los pasillos de circulación principales de aulas y en los cerramientos entre estos espacios y las aulas, de forma que la energía acumulada en ellos pueda ser transmitida al interior de aquellas. De mediados de abril hasta mediados de octubre el bienestar se producirá en condiciones de sombreamiento y ventilación, es por ello que se han dimensionado los vuelos de los pasillos de circulación orientados a sur-sureste para el sombreamiento a partir del azimut que alcanza la posición del Sol en estos meses, estrategia que se ha reforzado con la disposición de una piel de elementos vegetales para reducir la incidencia en horas tempranas del día.

URBAN REGENERATION

position of Sun in these months. A strategy that has been reinforced with the provision of a skin of vegetal elements to reduce the incidence in the early hours.

Wind patterns Aerologically there are no orographic restrictions in the municipality of Almendralejo, characterized by a very wide and plain basin, with a north-south position that does not impose great restrictions to the atmospheric circulations. The analysis of the following graphics reveals an intense and continuous in time wind pattern that submits the territory to very defined hydrothermic conditions. It is observed, in the night pattern the incidence of the winds arriving from the South with more intensity in the winter period; and in the day pattern a predominancy of winds with a considerable strength from the Northwest throughout the whole year, with special intensity in the summer months, which will force us to define protection strategies in winter conditions for the building and the exterior areas for children and sports, and will also permit us to develop natural ventilation strategies by a constant 179

Regimen de vientos Aerológicamente no existen grandes constricciones orográficas en el entorno del municipio de Almendralejo, caracterizándose por una amplia cuenca muy ancha y llana, con una disposición norte-sur y que no impone grandes restricciones a la circulación atmosférica. El análisis de las siguientes gráficas nos revela un régimen de vientos intenso y continuo en el tiempo y que somete al territorio a condiciones higrotérmicas muy definidas. Se observa, en régimen nocturno, incidencia de vientos procedentes del Sur con mayor intensidad en el periodo invernal; y en régimen diurno, una predominancia de

and controlled suction in summer that will affect to a better energetic behaviour of the building.

Passive strategies The building with its design is placed to protect from the cold winds from the northwest, showing the better isolated walls in that direction, and opening to the south and east orientations for the profit of solar radiation, creating protected outdoor spaces by the building itself. To optimize the impact of solar radiation on the building throughout the year there has been careful guidance on the orientations, and the elements of sun protection have

Fig. 06. Rosas de vientos de Invierno, Primavera, Otoño y Verano, y distribución de frecuencia de vientos1. Wind roses of Winter, Spring, Autumn and Summer, and distribution of frequency winds1.

vientos de fuerza considerable procedentes del Noroeste a lo largo de todo el año, con especial intensidad en los meses estivales y que nos obligarán a definir estrategias de protección y abrigo en condiciones de invierno, tanto del edificio, como de las zonas de uso exterior infantil y deportivas, y a su vez nos permitirá desarrollar estrategias de ventilación natural por succión de forma constante y controlada en verano y que afectarán al mejor comportamiento energético del edificio. 180

been calculated in the most affected facades to avoid direct radiation at summer times and allow radiation through the glass panels in the cooler months. The pronounced daily temperature changes between day and night described in the climate analysis, especially the temperature difference of 16 º C during the hot months, permitted us to develop ventilation strategies for reducing the energy consumption of the building through the opening in the rooftops of ‘linear stacks’ with mechanical closing-

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig. 07. Esquemas de estrategias empleadas en Invierno y Verano. Schemes of strategies employed in Winter and Summer.

Estrategias pasivas El edificio en su diseño se dispone protegiéndose de los vientos fríos de noroeste, presentando las fachadas mejor aisladas en ésa dirección, y abriéndose a las orientaciones sur y este para el aprovechamiento de la radiación solar, creando espacios exteriores protegidos por el propio edificio. Para optimizar la incidencia de la radiación solar a lo largo de todo el año sobre el edificio se han cuidado las orientaciones, y se han calculado los elementos de protección solar en las fachadas más afectadas para evitar la radiación directa en las épocas estivales y permitir ésa radiación a través de los paños acristalados en los meses fríos. Las pronunciadas variaciones térmicas diarias descritas en el análisis climático entre el día y la noche, especialmente el salto térmico de 16ºC en los meses calurosos nos ha permitido desarrollar estrategias de ventilación para la reducción del consumo energético del edificio, mediante la abertura en cubierta de ‘chimeneas lineales’ con elementos de cierre-apertura mecanizados, que permitirán durante los meses cálidos de forma programada la ventilación natural nocturna del edificio aprovechando el salto térmico descrito, esta estrategia permite atemperar el edificio por la noche para retrasar el impacto del aumento de temperatura durante el día, obteniendo condiciones de confort en las horas lectivas de la mañana.

URBAN REGENERATION

opening elements that will allow in the warm months in a scheduled way a natural ventilation of the building in the night taking advantage of the thermal changes described. This strategy can temper the building at night to delay the impact of temperature rise during the day, getting comfortable conditions in the teaching hours of the morning. Another passive system integrated into the construction elements of the building is a cistern green roof that will store water for irrigation in a complementary manner, but whose main function is to provide the building more efficient natural insulation against the extreme conditions of this climate, - Coefficient of transmissivity limit (project solution): 0.27 W/m2K - Coefficient of transmissivity limit (CTE requirement): 0.53 W/m2K Likewise, the exterior walls of the building, especially the ones oriented to the northwest, with most adverse conditions, will be implemented with natural wool insulation of 60 mm, and carried out by pressure leak test during execution to detect weaknesses transmission in the walls so as to minimize energy losses.

Active systems The entry into effect of the current Regulation of Thermal Installations of Buildings radically affects facilities that have traditionally been incorporated into the type of building we are developing.

181

Otro sistema pasivo integrado en los propios elementos constructivos del edificio, así se proyecta una cubierta aljibe vegetal, que almacenará agua para el riego de forma complementaria, pero cuya función principal es proveer al edificio del más eficiente aislamiento natural frente a las condiciones extremas de éste clima,. - Coeficiente de transmisividad (solución de proyecto): 0.27 w/m2k

límite

- Coeficiente de transmisividad (exigencia CTE): 0.53 w/m2k

límite

De igual manera los cerramientos exteriores del edificio, en especial el orientado al Noroeste, con condiciones más desfavorables, se ejecutarán con aislamiento de lana natural de 60 mm, y se realizarán test de estanqueidad por sobrepresión durante la ejecución para la detección de puntos débiles de transmisión en los cerramientos de forma que se reduzcan al mínimo las pérdidas energéticas.

Sistemas activos La entrada en vigor del actual Reglamento de Instalaciones Térmicas de los Edificios afecta radicalmente a las instalaciones que tradicionalmente se han incorporado al tipo de edificio que estamos desarrollando. Se deja clara la obligación de la instalación de un sistema de conductos para ventilación y extracción de aire. A su vez ése aire debe ser introducido debidamente filtrado, lo cual sólo se consigue mediante los correspondientes ventiladores de aportación, ya que sólo por depresión no se pueden vencer la pérdidas de carga de los niveles de filtración requeridos. Para mejorar la eficiencia de éste sistema la solución de proyecto incorpora previamente a la toma de aire exterior, un sistema geotérmico superficial, consistente en un intercambiador tierra-aire formado por una red de tubos enterrados, que aporta aire climatizado al sistema de ventilación. Las oscilaciones térmicas diarias en ésta zona climática así como a lo largo del año son extremas tal como se ha descrito en el análisis climático, alcanzando en los

182

It is made clear the obligation of installing a duct system for ventilation and air extraction. At the same time that air must be introduced properly filtered, which can only be achieved by the input fans, because only by depression it is not possible to overcome the pressure drop of the filtration levels required. To improve the efficiency of this system the project incorporates before the outside air intake, a surface geothermal system, consisting of a ground-air heat exchanger consisting of a buried pipe network, which provides conditioned air to the ventilation system. The daily temperature fluctuations in this climate zone and throughout the year are as extreme as described in the climate analysis, reaching the cold periods temperatures below zero and summer periods surpassing 40°C. The average maximum temperature reaches a value of 28ºC and average minimum temperature of 13º C. With the air-ground cooler results a temperature difference of -10ºC in summer, bringing the air into the ventilation system at an average temperature of 18ºC and a temperature difference of +6ºC in the colder months, providing air to the system ventilation at an average temperature of 19ºC. Therefore a reduction of the temperature difference is obtained that the heating will have to complete to reach the comfort temperature, and secondly, provides supply air conditioning in the months with temperatures above the comfort temperature. In relation to the consumption of water the project has included a system for collecting gray water separately in a tank to connect directly to the network of a toilet flushing valve of the Centre, with a minimum real installation cost and a very significant reduction in water consumption. The project also provides the building the installation of thermal collectors for hot water located on deck with a contribution above the basic parameters of the CTE so that in times of low demand for energy is

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

periodos fríos temperaturas bajo cero y superando en los periodos estivales los 40ºC. La temperatura media de las máximas alcanza el valor de 28ºC y la temperatura media de las mínimas los 13ºC. Con el intercambiador tierra-aire se consigue un salto térmico de -10ºC en la época estival, aportando el aire al sistema de ventilación a una temperatura media de 18ºC, y un salto térmico de +6ºC en los meses fríos, aportando el aire al sistema de ventilación a una temperatura media de 19ºC. Por tanto se obtiene, una reducción del salto térmico que la calefacción tendrá que completar para llegar a temperatura de confort, y por otra, proporciona climatización del aire de impulsión en los meses con temperaturas superiores a la temperatura de confort.

transmitted to the network accumulators supplementary water heating.

Conclusions The deep study of the conditions of the environment in all its aspects, have enabled to develop a project that not only meets the functional, urban, construction and structural needs requested by the competent administration, but aims to become a reference in educational infrastructures of Extremadura, with values of energy savings around 35 to 40%, reduced energy bill from 35% to 40% and reduced CO2 emissions by energy consumption of 60%. These values allow the building to achieve the maximum energy certification, without sacrificing the correct landscape integration, the bid for modern architecture and a markedly socially active.

En relación a los consumos de agua se ha previsto un sistema de recogida de aguas grises de forma diferenciada en un depósito para conectar directamente con la red de fluxores de los aseos del Centro, instalación

Fig. 08. Instalación básica con la entrada en vigor del R.I.T.E. e instalación eficiente del proyecto incorporando aire del exterior climatizado con geotérmia y batería de calor alimentada desde caldera de biomasa. Basic installation with the entry into effect of RITE and efficient installation of the project incorporating outside air-conditioned with geothermia and heat battery fed from biomass boiler. URBAN REGENERATION

183

con un coste mínimo real y con efectos muy significativos en la reducción del consumo de agua. Se provee también al edificio de instalación de colectores térmicos ubicados en cubierta para ACS con una aportación por encima de los parámetros básicos del CTE de forma que en momentos de bajo demanda sea transmitida la energía de los acumuladores a la red complementaria de agua para calefacción.

Conclusiones El profundo estudio de las condiciones del entorno en todos sus aspectos, han permitido, pues, desarrollar un proyecto que no sólo responde a las solicitaciones funcionales, urbanísticas, constructivas y estructurales solicitadas por la administración competente, sino que aspira a convertirse en un referente dentro de las infraestructuras docentes de Extremadura, con valores de; ahorro energético en el entorno del 35 al 40%, reducción de la factura de energía en el mismo entorno del 35% al 40% y una reducción de las emisiones de CO2 por consumo de energía del 60%. Éstos valores lo dotan de la máxima certificación energética, sin renunciar a una correcta integración paisajística, una apuesta por la arquitectura de vanguardia y a un marcado carácter activo socialmente.

Referencias

References

1. Informe diagnóstico y vigilancia del impacto por vía atmosférica de un complejo refinero en Extremadura. Universidad Extremadura. CEAM. Universidad de Huelva. CSIC. 2007.

1. Diagnosis and monitoring report of the impact on the air of a complex refiner in Extremadura. Extremadura University. CEAM. Huelva University. CSIC. 2007.

184

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

TABS. eficiencia al servicio de la vanguardia arquitect贸nica TABS. efficiency at service of architectural art

Author/s: Jon Zubiaurre Sasia1, Francisco Javier Rey Mart铆nez, David Irusta Para Institution or Company: 1IDOM/ACXT

Abstract The ambitious targets mentioned in the EU Directive 2010/31/UE issued in May 19th, 2010, regarding the buildings energy efficiency is expected to entail a change of concept in architectural design. Within this context, TABS (Thermal Active Building Systems) are an interesting option for building conditioning, due to their properties of heating storage, the use of tempered fluids for thermal transfer and its suitability to be combined with different renewable energy sources. These systems are commonly used in northern European countries. On the other hand, the necessity of using embedded systems in slabs and walls, requires an integrated engineering and architectural projects from the onset. This paper assesses the possibilities of these HVAC systems applied to our climate and the requirements to be considered for a proper definition of the system. This study has been based on the simulation analysis and the experience gained through the architectural design of IDOMMadrid building, which is conditioned by TABS. The present study as a part of TECNOCAI (Efficient Technologies Oriented Health and Comfort), appoints that systems which use heat transfer tempered fluids require a specific design in order to optimize their performance and its relation to renewable energy systems. Additionally it is convenient to analyze the comfort from an adaptive point of view. The analysis carried out confirms the possibility to take advantage of the seasonal electricity tariffs by means of the capacitive properties of the TABS, while comfort conditions are maintained. In addition the possibility of combination with solar collectors are been analyzed. URBAN REGENERATION

185

La energía y el confort

Energy and comfort

El consumo de energía en las instalaciones de climatización tiene por objeto asegurar el confort de los ocupantes ante las situaciones cambiantes de climatología y uso. Dentro de los usos de la energía en el interior de los edificios debemos diferenciar los siguientes grupos:

Energy consumption in HVAC systems has to ensure the comfort of the occupants against weather changing conditions and use. Among the uses of energy within buildings must distinguish the following groups:

• Energía para compensar el trasvase de calor a través de los cerramientos. • Energía humidificar/deshumidificar los ambientes. • Energía para adecuar las condiciones del aire de ventilación o infiltrado en el interior de los recintos. • Energía para mover los fluidos que transportan el calor. • Energía para combatir las molestias locales con el objeto de asegurar el confort. Estos componentes del consumo total deben complementarse con factores económicos que están afectados por el tipo de combustible utilizado y del horario de uso del citado combustible. Por otra parte los citados componentes del consumo no están habitualmente organizados adecuadamente en la mayoría de los edificios. Resulta habitual encontrar envolventes de edificios muy desfavorables desde el punto de vista de su adecuación a la climatología. Por otra parte la energía requerida para mover fluidos (factor de transporte) es habitualmente muy importante, representando valores del entorno del 40% de la energía total consumida. Adicionalmente existen sobreconsumos elevados para garantizar condiciones de confort mediante sobrecalentamientos o subenfriamientos del aire para compensar molestias locales. Un diseño inteligente debería asegurar en primer lugar un adecuado comportamiento pasivo y posteriormente equipar sistemas activos optimizados. Estas dos partes del

186

• Energy to offset the heat transfer through the walls. • Energy humidify / dehumidify. • Power to bring ventilation and infiltration air conditions inside the enclosures. • Energy to move fluids that carry heat. • Energy to face local discomfort in order to ensure comfort. These components of total consumption should be complemented by economic factors that are affected by the type and the hours of use of that fuel. Furthermore those components of consumption are not usually organized properly in most buildings. It is common to find a building with a very unfavorable enclosure from a climatical point of view. Moreover, the energy required to move fluids (transport factor) is usually very important, representing values around 40% of the total energy consumed. Additionally overruns are high to ensure comfort conditions by overheating or subcooling the air to compensate local discomfort. Intelligent design should at first ensure an adequate passive behavior and optimized active systems. These two parts of the system are also interrelated. As an example we present a typical scenario of local discomfort that causes significant cost overruns. This is an open plan office space with the exterior facade facing west, which has openings around 30% with a water surface over a concrete roof. The other partitions limit with air-conditioned spaces. At this location, a typical winter day with outside temperatures of 5 º C may have indoor air

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig. 01. Foto del interior del local mediante Cámara Termográfica y Cámara Digital. Las temperaturas más bajas se dan en las zonas de unión entre vigas y techo alejadas de luminarias. Local Interior picture. The lowest temperatures occur in the joint areas between roof and rafters, away from lights.

sistema están asimismo relacionadas entre sí. Como ejemplo presentamos una situación típica de disconfort local que ocasiona sobrecostos importantes en el uso estacional. Se trata de un espacio diáfano de oficina con una fachada al exterior orientada al Oeste, que presenta aberturas del entorno del 30% con una cubierta de hormigón con lámina de agua superior. Las demás particiones limitan a espacios climatizados. En este local, un día típico de invierno con temperaturas exteriores del entorno de 5ºC puede presentar temperaturas del aire interior superiores a 25ºC y un nivel de personas insatisfechas importante con sensación de frío. Las razones de esta situación se encuentran en el intercambio radiante entre las diferentes superficies interiores, incluidas las personas. El análisis del confort resulta fundamental en los diseños de los espacios ocupados. Adicionalmente la transmisión del calor a través de los cerramientos presenta una componente radiante importante. El control de este efecto puede asegurar edificios confortables con un bajo consumo. Se infiere por tanto que la adecuación del nivel térmico de la envolvente de un edificio podría permitir un efecto térmico adecuado a bajo costo. El objetivo sería crear envolventes y otros elementos arquitectónicos “inteligentes” desde un punto de vista climático. Para ello se buscaría la integración de sistemas que activen térmicamente y de manera controlada los paramentos, formando parte de la propia esencia constructiva del edificio. URBAN REGENERATION

temperatures above 25 ° C, but a significant number of people dissatisfied because of chill. The reason for this situation is the radiant exchange between the various interior surfaces, including people. The comfort analysis is essential in the design of habitable spaces. Additionally, the heat transfer through the walls has a significant radiant component. The control of this factor can ensure comfortable buildings with low power consumption. Therefore, a correct thermal level of the enclosure of a building, can assure adequate thermal behavior at low cost. The aim should be to create enclosures and other “smart” architectural features from a proper climate point of view. This will seek the full integration of thermally activated systems with the building. The closest solution to this idea is the development of TABS system (Thermal Active Building Systems), based on the introduction of water with a controlled temperature in the structural elements, usually concrete slabs, in order to “wrap” the user in a radiant thermal level close to thermal comfort. This systems which are widely used in some northern European countries, provide the building important inertial properties.

TABS. Concrete slab applied to the spanish climate Settings The concrete slabs may be walls, ceilings, floors and even auxiliary elements as part of the interior, such as mass walls or decorative 187

Las soluciones más cercanas a esta idea son el desarrollo de los sistemas TABS (Thermal Active Building Systems), que se basan en la introducción de agua a temperatura controlada en los elementos estructurales, generalmente forjados, con el objeto de “envolver” al usuario en un nivel térmico radiante cercano al confort. Estos sistemas, que se utilizan profusamente en algunos países del norte de Europa, presentan una característica inercial importante.

TABS. Forjados activos aplicados a la climatología española Configuraciones Los paramentos activos pueden ser paredes, techos, suelos e incluso elementos auxiliares que forman parte del espacio interior, tales como tabiques másicos o elementos decorativos. Siempre deberán tenerse en cuenta los aspectos particulares del intercambio de calor por radiación y los factores de disconfort debidos a asimetrías radiantes. Existen diferentes configuraciones posibles, siendo objeto del presente estudio los sistemas de tuberías de polipropileno embebidas, que generan una estructura con gran capacidad de almacenamiento de energía (sistema inercial).

items. Always, have to be taken into account the particular aspects of heat exchange by radiation and the factors of discomfort due to radiant asymmetry. There are different possible configurations, being the subject of this study, polypropylene piping embedded systems, which provides the structure a large energy storage capacity (inertial frame). The radiation heat exchange presents some singularities that affect the design, such as the exchange energy ability, which depends on geometrical factors, surfaces and other features related to emissivity (function of wavelength) and surface texture. Therefore, the heating and cooling capacities offered is related to the radiant component that is dependent of the geometry and a convective factor. Therefore the location of the active element over the users is important. Regarding the radiant component effects, we can see factors that may have direct application in the air conditioning of buildings. Thus the radiation transmitted through the glazed surfaces can be redirected to the active surfaces (ex. the ceiling cooling) by increasing the viewing angle between the surfaces. This will increase the dissipative capacity of the roof itself. This effect can be

Fig. 02. Ejemplo del diseño de los forjados en las oficinas de IDOM Madrid. Se utiliza hormigón de 2400 Kg/m3 de densidad y una conductividad de 1,94 W/ mK. Sample design of concrete slab of IDOM Madrid. Concrete density 2400 kg/m3 and conductivity 1.94 W/m•K.

El intercambio de calor por radiación presenta algunas singularidades que condicionan el diseño de estos sistemas, tales como la capacidad de intercambio de energía, que depende de factores geométricos relativos a los ángulos de visión de unas superficies sobre las otras y de características superficiales relativas al color (emisividad en función de la longitud de onda) y a la textura de la superficie. 188

achieved through systems such as venetian blinds with reflective surfaces. There is also an effect of direct radiant exchange between internal hot surfaces, such as lights and computers and the active surfaces. Regarding the architectural design of airconditioned spaces with TABS systems, the use of walls, ceilings and floors, must be

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Las potencias de refrigeración y calefacción realmente ofrecidas son función por tanto, de una componente radiante que depende de la geometría y de un factor convectivo que usa el movimiento de aire como elemento de transporte. Por ello la posición del elemento activo respecto del usuario resulta importante. Respecto a los efectos de la componente radiante en la transmisión del calor, se aprecian factores que pueden tener una aplicación directa en la climatización de edificios. Así la radiación transmitida a través de las superficies acristaladas se puede redireccionar hacia los paramentos activos (p.e. al techo refrescante) mediante un incremento del ángulo de visión entre las superficies. De esta forma se incrementa la capacidad disipativa del propio techo. Este efecto se puede conseguir mediante sistemas tales como persianas venecianas con superficies internas reflectantes.

exposed to the internal heating elements (to avoid false ceilings and raised floors). Experience indicates that some decorative elements, such as hanging louvers from the ceiling with large aperture area, allow acceptable cooling and heating capabilities. Advantages of seasonal electricity tariff One advantage of these inertial systems is the ability to store energy at night to unload the slab during the business hours, taking advantage of the seasonal electricity tariff benefits in installments. For demonstration a building with active ceiling and floor located in Madrid has been simulated (Fig.2.). TABS is based on a ventilation system that operates during working hours, which represents an air flow of 1.5 ren / h and kept the flow temperature to 22 º C during the first 3 hours and 20 º C for rest of the day.

Fig. 03. Efecto del redireccionamiento de la radiación entrante en la potencia ofrecida, durante una semana de verano. El eje x representa el tiempo en horas. El TABS ofrece aprox. un 30% de potencia adicional en las horas de radiación punta. Effect of redirecting the incoming radiation during a week of summer. The horizontal axis represents time in hours. Active area has approx. 30% of additional power at times of peak radiation.density 2400 kg/m3 and conductivity 1.94 W/m•K.

Existe asimismo un efecto de intercambio radiante directo entre superficies calientes internas, tales como luminarias y ordenadores y las superficies activas. Respecto al diseño arquitectónico de los espacios climatizados con sistemas TABS, se debe considerar la utilización de paramentos -básicamente techos y suelos- expuestos hacia los elementos radiantes interiores (evitar falsos techos y/o falsos suelos). La experiencia nos señala que algunos elementos decorativos, que permiten una gran visión del elemento activo, tales como URBAN REGENERATION

The installation pumps constant temperature water inside the embedded pipes. TABS do not work during the peak hours, financially penalized. It is considered an activity within the premises during business hours, equivalent to 33 W/m2. Schedules for weekdays are: Off-peak

Shoulder

Peak

0a.m.–8a.m.

8a.m.– 17p.m./23 p.m.-24p.m

17p.m.– 3p.m.

189

lamas colgadas del techo con gran superficie de apertura, permiten capacidades aceptables de refrigeración y calefacción. Ventajas de la tarificación eléctrica Una de las ventajas de estos sistemas inerciales es la posibilidad de almacenar energía durante la noche para descargar la losa durante el día en horario de oficina, aprovechando los beneficios de la tarificación eléctrica por tramos. Para su demostración se ha simulado durante una semana un local situado en Madrid con una losa activa a nivel superior y otra a nivel inferior de las características especificadas en la Fig.4. El TABS se apoya en un sistema de ventilación que funciona durante el horario de trabajo, el cual representa un caudal de aire de 1,5 ren/h y mantiene la temperatura de impulsión a 22ºC durante las 3 primeras horas y a 20ºC el resto del día. La instalación impulsa agua a temperatura constante al interior de las tuberías empotradas. El TABS no trabaja durante el periodo de horas punta, penalizado económicamente. Se considera una actividad en el interior del local durante el horario de oficina equivalente a 33 W/m2. Los horarios de tarificación empleados para días laborables son: Valle

Llano

Punta

0a.m.–8a.m.

8a.m.– 17p.m./23 p.m.-24p.m

17p.m.– 3p.m.

El siguiente cuadro muestra los resultados de una modelización de una oficina en la que el sistema TABS no se alimenta en horas punta (caso a: carga en valle y caso b: carga en valle y llano). El sistema siempre debe mantener un PPI inferior al 6%

The next table shows the results of a model of an office where the TABS system is not feeded in peak hours (case a: load in offpeak, case b: load in off-peak and shoulder). The aim is to maintain the PPI value less than 6%. (fig. 4) The off-peak tariff represents a saving rate of 48% over the tip and 34% over the plain. The cost savings relative to consumption is important. Combination sources

with

renewable

energy

TABS, themselves, are local treatment systems and therefore can be combined with different energy production installations and of course with those which are based on renewable energy. Among the natural sources and sinks that TABS can be combined with, solar energy increases its performance due to the possibility of energy storage and use of moderate thermal levels, increasing the efficiency of the collectors. The model includes a heating system supported by solar collectors directly connected to TABS. There has been considered a collector surface of 10 m2 facing south with an inclination of 40 º. The water flowrate through the collectors is 1,400 l / h, which represents 50% of the total water flowrate through TABS. The system is supported by conventional energy water heating equipment, set to maintain the flow temperature at 26 º C. The heating runs from 8:00 to 20:00. The installation diagram is as follows: (fig. 5) The dimensions of the collector in accordance with the characteristics of the facade and the special conditions are analyzed.The study has evaluated a standardized climatic profile for a week. The climate profile has been obtained in each case, considering an outside average temperature and diurnal variation

Fig. 04. Potencias consumidas en función de los horarios de tarificación eléctrica. Power consumption due to electrical tariff schedules. 190

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

La tarifa valle representa una ahorro del 48% respecto a la punta y del 34% respecto al llano. Tal como se puede observar el ahorro económico relativo al consumo resulta importante.

according to a sine function (± 5 º C). The results are: (fig. 6)

Combinación con fuentes de energías renovables

The new headquarters of IDOM Madrid use TABS as the main heating system, taking advantage of the many benefits and opportunities that the local weather permits. Building consists of 8600 m2 of office, divided into 5 levels of open plan. Building and passive design have been carefully defined including excellent insulation of the enclosure (glass in facade U = 1 W/m2 • K), which prevent thermal bridges.

Los TABS constituyen en sí mismos sistemas terminales de tratamiento de locales y por tanto pueden ser combinados con diferentes sistemas de producción energética y por supuesto con aquellos basados en energías renovables. De entre las fuentes y sumideros naturales con las que el TABS presenta sinergias, la energía solar aumenta sus prestaciones debido a la posibilidad de almacenamiento energético y a la utilización de niveles térmicos moderados, incrementando la eficiencia de los colectores. El modelo incluye un sistema de calefacción apoyado por colectores solares directamente acoplado al TABS. Se ha considerado una superficie 10 m2 de colectores orientados al sur con una inclinación de 40º. El caudal de agua por los colectores es de 1.400 l/h, que representa el 50% del caudal de agua por los TABS. El sistema se supone apoyado por un equipo de calentamiento de agua mediante energía convencional regulado para mantener la temperatura de impulsión en 26ºC. La calefacción funciona de 8:00 h a 20:00 h. El esquema de la instalación es la siguiente:

Madrid building Idom. A practical example

The structure has a huge inertia with a big gap between the time of demand and the energy production, with clear advantages over conventional systems. The capacitive nature of the system can release during the day, the evaporative cooling energy accumulated through the night with high efficiency. TABS conditioning system is based on a solid concrete slab in contact with ambient air. The building has two different areas: a central zone with 20 x 1.9 mm to 7.5 cm pipes from the ceiling and edge zone with 16 x 1.8 mm to 2.7 cm pipes from the radiating surface. The distance between centers is 15 cm and constant in all circuits. Air renovation is done through a textile duct system by semi displacement. In

Fig. 05. Imagen descriptiva del sistema empleado. Picture of solar installation.

Se analizan las dimensiones del colector en función de las características de la fachada y de las particularidades climatológicas. En el estudio se ha evaluado un perfil climático URBAN REGENERATION

this technology which comes from food industry because of its high sanitary performance, air is circulated through holes whose distribution was previously studied. 191

normalizado para una semana. El perfil climático ha sido obtenido en cada caso, considerando una temperatura exterior media y una variación diurna de acuerdo a una función senoidal (±5ºC). Los resultados obtenidos son los siguientes:

Additionally, it has been implemented a natural ventilation system without any mechanical support, which uses the courts of vertical communication to work as a great collector of return air from the air conditioning.

Fig. 06. Estudio de dimensiones de colector en función de las características del cerramiento de fachada. Los datos climatológicos relativos a radiación introducidos para aporte del colector, corresponden a una semana típica en cada una de las ciudades consideradas. Restricciones expresadas en el CTE (HE1 Ahorro de Energía). Study of collector dimensions depending on the façade characteristics. Climatological data of radiation contribution introduced corresponding to a typical week in each of the cities considered. Restrictions set forth in CTE (HE1 Energy Saver).

Edificio Idom Madrid. Un ejemplo práctico La nueva Sede de IDOM Madrid emplea TABS como principal sistema de climatización, aprovechando los múltiples beneficios y posibilidades que la climatología local permite. El edificio consta de 8600 m2 distribuidos en 5 niveles de oficina, con zonas abiertas no compartimentadas. El diseño constructivo y pasivo han sido cuidadosamente definidos incluyendo excelentes aislamientos de vidrios y fachadas (U vidrios en fachada = 1 W/m2•K) que evitan la aparición de puentes térmicos. La estructura activa es tan inercial que se separan completamente en el tiempo la demanda y la producción de energía con 192

Commissioning and operation The building construction ended in early November 2010. Initially, the concrete slab was at 7 and 9ºC, limiting the inlet temperature 5 ºC above the return. After 4 days the inlet temperature reached 24ºC, keeping the inlet set temperature and varying the flowrate into hydraulic circuits to obtain steady internal conditions, with surface temperatures of 23ºC. Set temperature in air conditioners and convectors is 24ºC, allowing interior temperatures higher than the active surfaces. This implies an overall feeling of comfort superior to that obtained for a drop of 1ºC in the set system, due to low relative humidities near 25%.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig. 07. Imagen de la sede IDOM Madrid Picture of IDOM Madrid

ventajas muy claras sobre los sistemas convencionales. El carácter capacitivo de la instalación permite liberar la energía acumulada mediante enfriamiento evaporativo nocturno con eficiencias difíciles de igualar en otro tipo de procesos. El sistema de climatización TABS está basado en una losa de hormigón maciza en contacto con el aire ambiente. La construcción presenta dos zonas diferenciadas: una central con tuberías 20 x 1,9 mm a 7,5 cm del techo y una perimetral de tuberías 16 x 1,8 mm a 2,7 cm de la superficie radiante. El paso es de 15 cm y constante en todos los circuitos. La renovación de aire se realiza mediante un sistema de conductos textiles por semidesplazamiento. Una tecnología que proviene de la industria alimentaria por sus elevadas prestaciones higiénicosanitarias y en la que el aire se distribuye a través de unos orificios cuya distribución es estudiada previamente. Adicionalmente, se ha implantado un sistema de ventilación natural, sin apoyo mecánico, que aprovecha los atrios de comunicación vertical para que trabajen como grandes colectores del aire de retorno de la climatización. Puesta en marcha y funcionamiento

Fig. 08. Secuencia de implantación del sistema TABS en el edificio IDOM Madrid. Sequence of implementation of TABS in IDOM Madrid. URBAN REGENERATION

La construcción del edifico finaliza a comienzos de Noviembre del 2010. Inicialmente la losa de hormigón se encontraba a 7 y 9ºC, limitándose la temperatura de impulsión 5ºC sobre la de retorno. Transcurridos 4 días la temperatura de entrada llegó a 24ºC, manteniéndose la consigna de impulsión y variando el caudal en los circuitos para obtener condiciones estables interiores, con temperaturas superficiales de 23ºC.

193

La consigna en climatizadores y convectores perimetrales es de 24ºC, permitiendo temperaturas interiores superiores a las de las superficies activas. Ello conlleva una sensación de confort generalizada superior a la obtenida para un descenso de 1ºC en la consigna del sistema, debido a las bajas humedades relativas cercanas al 25%.

Bibliografía Bibliography ASHRAE Fundamentals: American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, Inc. Heat Transfer 2005 BRAUN J. E., Load control using building thermal mass, Journal of Solar Engineering. 2003. CTE Documento Básico HE - Ahorro de energía 1-Limitación de demanda energética Fanger. P.O., Thermal Comfort, Robert E. Krieger, Malabar, FL,1982. HENZE G. P., KALZ D., LIU S., FELSMANN C., Experimental Analysis of model-based predictive optimal control for active and passive building thermal storage inventory, HVAC&R Research 11, 2005. KLEIN S. A., BECKMAN W. A., TRNSYS- A Transient System Simulation Program, Solar Energy Laboratory, University of Winconsin, Madison, USA, 1996-2006. OLESEN B. W., CURRO DOSSI F., Operation and Control of activated slab heating and cooling systems, internal report. OLESEN B. W., DE CARLI M., SCARPA M., KOSCHENZ M., Dynamic evaluation of the cooling capacity of Thermo Active Building Systems, CIBSE-ASHRAE, 2006. TODTLI J. et al., Control of Concrete Core Conditioning Systems, in: Proceedings of the eight REVHA World Congress, Clima 2005 Lausanne, Switzerland, 2005.

194

TODTLI J. et al, FANGER P. O., Thermal Confort – Analysis and Application in Environmental Engineering, Technichal Press, 1970. TRNSYS 16, Transient System Simulation Program, SEL, University of Winconsin USA, TRANSSOLAR, 2005. UNE EN 1264-1, Calefacción por suelo radiante Sistema y componentes, 1998. UNE EN 1264-2, Sistemas de calefacción y refrigeración de circulación de agua integrados en superficies, 2009. UNE EN 1264 3-5, Sistemas de calefacción y refrigeración de circulación de agua integrados en superficies, 2010. UNE EN 15377 1-3, Sistemas de calefacción en los edificios- Sistema empotrados de calefacción y refrigeración por agua, 2008. UNE EN ISO 7730, Ergonomía del ambiente térmico. Determinación analítica e interpretación del bienestar térmico mediante el cálculo de los índices PMV y PPD y los criterios de bienestar térmico local, 2006. www.enob.com www.thermco.org Tian. Z, Love J.A., An integrated study of radiant slab cooling systems through experiment and building simulation.Building Simulation 2005 in Proceedings of the Ninth International IBPSA Conference, 2005.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

cubierta calentadora de aire basada en materiales de cambio de fase; estimaciones de factibilidad roofing air heaters base on phase change materials; a first feasibility assessment

Author/s: Rufino J. Hernández Minguillón, Olatz Grijalba Aseginolaza, Luis Torres Cardona Institution or Company: Universidad del País Vasco

Abstract This communication aims to presents the CAVIAR’s efforts (Quality of Life in Architecture Research Group) intended to develop a modular industrialized roofing air heater based on phase change materials (PCM) all along the DECUVEIN project. Therefore, a brief mention of important researches over the potential application of PCMs in the construction sector is made. In contrast to the interest in the academic environment, the absence of wide market solutions shows that further efforts are required in order to develop a modular device specifically oriented to work with conventional HVAC systems. From a technical point of view, the project DECUVEIN estimated the feasibility of a container whose dimensions exceed those referred in the literature (50mm thick and 500mm deep). In particular the results show that under real conditions of sunlight exposure the PCM units reach the melting temperature and are able to restore the accumulated heat, resulting in an air exhaust temperature in a range between 24-25 ºC (8ºC maximum inlet/ outlet gap) without evidence of exhaustion under the conditions surrounding this empirical research. URBAN REGENERATION

195

Introducción

Introduction

La creciente preocupación sobre los efectos de las emisiones de gases de efecto invernadero, así como la incertidumbre sobre las reservas de crudo y su efecto sobre los precios de los energéticos, es la fuerza motriz detrás del desarrollo de tecnologías energéticas renovables. Como resultado de la crisis petrolera de 1973, las economías occidentales intensificaron sus esfuerzos con el objetivo de desarrollar sistemas de producción de energía por medios no convencionales. Una agenda de investigación de amplio espectro reconoció a la radiación solar como la más prometedora de todas las fuentes disponibles de energía. En nuestros días, investigadores de todo el mundo concentran sus esfuerzos en dos diferentes enfoques para la explotación de dicha fuente. Una de las tecnologías que encabeza estas investigaciones consiste en el almacenamiento de energía solar térmica a través de los materiales de cambio de fase (PCM por sus siglas en inglés). La naturaleza distintiva de estas sustancias radica en su alto calor de fusión, frecuentemente referido en la literatura como calor latente, entalpía o energía de fusión. Esta comunicación tiene por objeto informar de los esfuerzos realizados por el grupo de investigación CAVIAR en el desarrollo de un sistema modular de cubierta ventilada con acumulación de calor, durante el proyecto DECUVEIN.

The increasing awareness over the effects of greenhouse gas emissions, concerns over future stocks of fossil fuels and its present effect over prices are the driving force behind the development of renewable energetic technologies. As a result of the 1973 oil crisis, western economies intensified their efforts in order to develop non-conventional energy power systems. A wide range research agenda recognized solar radiation as one of the most promising sources available. Nowadays, researchers all over the world concentrate their efforts in two different approaches. One of these leading technologies consists in the storage of solar thermal energy using phase change materials (PCMs). The distinctive nature of these substances consists of a high heath of fusion, frequently referred in literature as latent heat, enthalpy or energy. This paper communicates the efforts of the CAVIAR research group in order to explore and develop a modular ventilated roofing system with heat accumulation during the DECUVEIN project.

La Comisión de Comunidades Europeas considera que el derroche energético anual representa un 20% del total de energía. De persistir esta tendencia para el año 2020, el derroche energético representará el equivalente a 100 000 millones de euros anuales. El Plan de Acción propuesto por la Comisión define un marco de trabajo integrado por medidas y políticas con el objetivo de intensificar el proceso para materializar el 20% de ahorro potencial estimado para el consumo primario energético de la Unión Europea. En este sentido, la Comisión propone extender los criterios de rendimiento energético al parque de edificios renovados y de nueva planta. Se considera que dicha medida puede tener por 196

The Commission of European Communities considers that the annual waste of energy represents 20% of the total amount of energy consumption and by 2020, if the same trend persists, this will represent an equivalent amount to € 100 billions annual. The Action Plan proposed by the Commission outlines a framework of policies and measures with a view to intensify the process of realizing the over 20% estimated savings potential in EU annual primary consumption by 2020. In this sense, the Commission proposes expanding the scope of the energy performance of new and renovated buildings because an improvement in this sector can reduce total EU final energy consumption by around 11%. In the construction sector, the elements composing buildings had been subjected to different degrees of evolution as a result of the environmental concerns and regulations. The thermal envelope has received special attention under new construction codes because it is accepted that there is trough these elements that the most important heat gain/losses take place.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

efecto una reducción del 11% sobre el total del consumo final de la UE. Desde la óptica del sector de la construcción, los elementos que componen a las edificaciones han estado sujetos a diversos grados de evolución como resultado de la regulación ambiental. La envolvente térmica de las edificaciones ha recibido especial atención bajo los nuevos códigos de construcción porque es conocido que es a través de ésta, que la mayor parte de las pérdidas/ganancias tienen lugar. La introducción de elementos industrializados en las fachadas representa una importante mejora en la calidad, apariencia y desempeño térmico de la construcción. Más aun, la investigación y desarrollo de fachadas ventiladas activas hace posible explotar el aire calentado para incrementar el confort de los usuarios, así como reducir el consumo de energía de un sistema tradicional de calefacción y aire acondicionado (HVAC por sus siglas en inglés)1. Por otro lado y siguiendo una senda distinta de evolución tenemos la cubierta, en cuyo caso las mejoras han evolucionado en forma de una superposición de elementos incluyendo al aislamiento. En este sentido las edificaciones modernas consideran a la cubierta como una plataforma física para disponer las diferentes instalaciones como: paneles fotovoltaicos, térmicos, torres de aeración y transmisores de comunicaciones.

The introduction of industrialized elements in the façade represented an important improvement in final construction quality, appearance and thermal performance. More over, research and development of ventilated facades make it possible to exploit the natural heated air in order to increase the thermal comfort of users, as well as reducing the energy consumption of a tradition HVAC1. On the other hand following a different evolution path we have the roof. In this case the improvements have evolved in form of a superposition of elements including insulation materials. In such way, modern buildings consider the roof as a physical platform to set out different devices as photovoltaic and thermal panels, cooling towers and communication transmitters.

PCM Technology The first evidence of PCM implementation in buildings dates from 1975 2. More than 35 years later research explores new ways to apply them on buildings even if a wide market product based on PCM technology has not seen the light. In the subsequent paragraphs we will present a brief survey of the most important applications following the classification proposed by Vineet et al. (2007) 3. •

PCM in building walls

•

PCM in other building components than walls;

•

PCM collector-accumulator systems

La Tecnología de los PCM La primera evidencia de implementación de PCM en edificaciones data de 19752. Más de 35 años después, la investigación explora nuevas maneras de aplicar los PCM a las edificaciones aunque su uso no se haya extendido a nivel consumidor. En los siguientes párrafos presentaremos una breve reseña de las aplicaciones más importantes siguiendo la clasificación propuesta por Vineet et al. (2007)3. •

PCM en muros

•

PCM en otros elementos distintos a los muros

•

Sistemas colectores y acumuladores a base PCM

URBAN REGENERATION

Implementation of PCM in walls. With regard to a passive implementation of PCM in walls we find two different approaches. The first one considers the traditional hollow concrete blocks as a natural container for PCM resulting in a significant increase of thermal performance4, 5. The second approach refers to the impregnation of construction elements with PCM, and some experiences have been done specifically over wallboards and plasterboard6, 7; in these cases the amount of PCM and consequently the thermal capacity of these elements was limited. In the same way other investigations have been done in order to apply microencapsulated PCM 197

Implementación de PCM en muros En lo concerniente a la implementación pasiva de PCM en muros se pueden encontrar dos vertientes distintas. La primera de ellas considera a los huecos de la geometría de los elementos constructivos como un contenedor natural para los PCM 4 5. Como resultado de la inclusión de PCM se logra un significativo incremento en las características térmicas del elemento. La segunda vertiente se refiere a la impregnación de los elementos con PCM, donde destacamos las aplicaciones realizadas sobre paneles muro de cartónyeso 6, 7; en estos casos la cantidad de PCM y consecuentemente la capacidad térmica de estos elementos es limitada. En el mismo sentido, otras investigaciones se han orientado a aplicar PCM microencapsulado observándose las mismas restricciones. Continuando con los dispositivos pasivos, los muros trombe representan el denominado enfoque indirecto de ganancia. En estos casos el calor es almacenado en la masa compuesta del muro al tiempo que provee de aire caliente a la sala posterior. Una revisión completa de la literatura sobre muros trombe puede ser encontrada en Vineet et al. (2007)3. La implementación activa de PCM en elementos arquitectónicos verticales está principalmente representada por las fachadas ventiladas activas de PCM (PCMVAF). En este caso la Universidad del País Vasco, precisamente un equipo dirigido por Ane Miren García del Departamento de Ingeniería Minera, Metalurgia y Ciencias de los Materiales ha desarrollado y está ensayando un prototipo para el clima específico del País Vasco. El sistema anteriormente citado hace uso de una piel externa que contiene PCM, la que por exposición directa se funde durante el día. Por la noche el PCM calienta el aire de la recámara posterior y éste se introduce en el circuito de climatización por medios mecánicos. Implementación de PCM en elementos horizontales La aplicación pasiva de PCM en elementos de cubierta ha sido estudiada bajo diferentes configuraciones pero, en términos generales, se superpone una capa de PCM al forjado de 198

with the same restrictions. In a different approach, passive indirect gain, trombewalls stock heat in the compound thermal mass of the wall as well as it provides hot air to the room behind the wall. A complete survey about trombe-walls can be found in Vineet et al. (2007) 3. The active implementation of PCMs on architectural vertical elements is mainly represented by PCM ventilated active façades (PCMVAF). In this case the University of the Basque Country, precisely a team leaded by Ane Miren Garcia from the Department of Mine Engineering, Metallurgy and Science of Materials has developed and is testing a prototype for the specific climate of the Basque Country. The system uses the solar radiation to heat progressively the PCM contained in the external skin of the façade, by the end of the afternoon the PCM delivers heat to the air contained in the back chamber that is conduced indoors by mechanical means. Implementation element

PCM

horizontal

The passive application of PCM in roofing elements has been studied under different configurations but in general terms a layer of PCM is added to the building fabric in order to generate a phase lag in temperature between the environment and the indoor space increasing comfort 8. In other cases the thermal shield consisted of two PCMs with different phase change temperatures 9. In a different approach a geometry consisting of a concrete slab with vertical cone frustum holes filled with PCM is studied in Esam et al. (2011) 10. Moreover, in a different research internal fins have been considered to enhance heat transfer 11. The active implementation of PCM in horizontal elements has received important attention as well. In the case of single layer PCM slab some experiments had been conducted by circulating water through tubes kept inside the PCM 8. In a different approach, active systems and concepts as free cooling were developed for air conditioning applications, where coolness collected and stored from ambient air during the night

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

la edificación con el objetivo de generar un desfase y atenuación de la onda de calor en el espacio interior 8. En otros caso el escudo térmico está compuesto por dos PCMs con diferentes temperaturas de fusión9. Otras investigaciones han tenido por objeto explorar la geometría de los elementos de PCM, en particular lentes cónicas 10 y aletas interiores para mejorar la transmisión térmica 11, no obstante los resultados en ambos casos muestran la misma restricción en su desempeño y por ende, conveniencia económica. La implementación activa de PCM en elementos horizontales ha sido realizada en muchos casos como extensión de los sistemas pasivos; es así que se ha hecho circular agua por tuberías embebidas en la capa de PCM 8. Con un enfoque distinto, se han desarrollado sistemas “free-cooling” para aire acondicionado, donde el frío almacenado durante la noche es liberado durante el día en los espacios interiores 12. Arkar et al. (2002) 13 evaluaron mediante un ensayo a escala real un dispositivo de cubierta basado en esferas de polietileno rellenas de PCM formando un medio poroso para el precalentamiento de aire. Sistemas colectores acumuladores La investigación de sistemas de almacenamiento de calor latente ha sido otro de los sujetos ampliamente estudiados en la literatura de los sistemas solares. El principio general consiste en acumular calor durante el día para posteriormente liberarlo por la noche. La variedad de tipologías ensayadas hace difícil encontrar la sistematización de la información. A continuación expondremos algunos trabajos considerados como antecedentes relevantes. Los sistemas latentes de contacto indirecto hacen uso de algún fluido caloportor (HTF) para extraer el calor de los módulos o baterías PCM. Un ejemplo de lo anterior se puede encontrar en 12. En este caso, la unidad de acumulación se encuentra disociada del colector dispuesto en cubierta. La unidad de almacenamiento principal está compuesta por múltiples paneles PCM y se emplea aire como HTF. La geometría de los paneles, en URBAN REGENERATION

was released indoor during the day 12. Arkar et al. (2002) 13 evaluated a full-scale solar ventilated roof based on small polyethylene spheres with encapsulated PCM forming a porous media to preheat air. PCM collector-accumulator systems Extensive efforts had been made to apply the latent heat storage method to solar systems where is required to store heat during the day and release it at night. The variety of typologies makes it difficult to systematize information. Furthermore, the fact that PCM storage devices had been studied not only for solar technologies makes it a more challenging task. In the following section we will present a brief selection of investigations over these storage systems. The first systems are referred as indirect contact latent systems because a heat transfer fluid (HTF) is used to communicate and extract heat from the storage PCM devices also known as PCM batteries. As an example of these systems we may expose the research of Vakilaltojjar et al. (2001) 12. In this case the storage unit is only a component of a roof collector integrated system. The main storage unit is composed by multiple PCM layers and air is used as a HTF. The geometry of slabs and precisely thickness had been studied for a range between 5-20mm. For Saman et al. (2005) 14, this dimension was 6mm. In a different research the storage unit was a so-called tube immersed unit 15. The results show the effects of the variations of the ratio of the radius of tube and radius of PCM working around it. The second typology, described as direct contact, is based on a solar collector integrated with an energy storage system. In normal operation mode, solar radiation heats the PCM units as well as the air contained in the collector. A passive example of this concept is discussed on Enibe (2003) 16 and may be consider the most important precedent for our research.

DECUVEIN Project The main technical objective of this research was to explore the limits for a merged solar collector-accumulator, following the direct approach and with increased 199

particular el espesor ha sido estudiado en un rango de 5-20mm. Para Saman et al. (2005) 14 , la dimensión analizada fue 6mm para un dispositivo análogo. En un enfoque distinto, Ismail et al. (1999) 15 exploraron la solución de tubo inmerso. Los resultados muestran el efecto de las variaciones de la relación entre radios, radio tubo conductor de HTF a radio de PCM. En una segunda tipología de sistemas tenemos los denominados de contacto directo; cuya particularidad consiste en exponer a la radiación solar las unidades de PCM. Un ejemplo pasivo de implementación de este enfoque se discute en Enibe (2003) 16 y lo consideramos el antecedente directo de nuestra investigación.

Proyecto DECUVEIN El proyecto tuvo como objetivo principal explorar los límites de explotación para un dispositivo colector-acumulador acoplado para una operación en condiciones de exposición directa a la radiación solar. El desafío consistió en incrementar la cantidad de PCM por unidad contenedora, en este caso 50mm de espesor para el panel y 500mm de profundidad. Las anteriores dimensiones emanaron de estimaciones previas así como de algunos supuestos relacionados con los flujos de convección y patrones de solidificación del PCM. Las razones que justifican la necesidad de investigar en esta dirección se deben a la limitada capacidad de acumulación de calor del PCM a parafina para temperaturas de fusión bajas. Adicionalmente, la baja conductividad térmica de las parafinas implica un desafío añadido para la restitución de la energía acumulada. Como se puede deducir de lo anterior, la correlación entre energía acumulada y masa de PCM hace necesaria la implementación de unidades de contención con un importante volumen, además, se deben explorar las medidas técnicas que permitan salvar la restricción relativa a la limitada conductividad del PCM. Con el objeto de estimar el desempeño térmico del concepto propuesto se construyeron dos dispositivos experimentales. El primero consistió de una recámara aislada con un vitraje simple conteniendo unidades de PCM

200

PCM containment capacity. The PCM unit containers tested for this research are 50mm thick slabs and 500mm deep. The reasons that justify the need for further research on this field are due to the limited thermal capacity of PCM for low melt-temperature, in addition, the reduced thermal conductivity of paraffin PCMs makes difficult to restitute the energy stored. As we can deduce from the previous characteristics the correlation between energy stocked and PCM mass makes necessary the implementation of PCM units with an important volume, as well as, explore technical measures in order to increase the thermal conductivity. In order to assess the thermal performance of the concept two experimental devices had been tested. The first one consisted of an isolated chamber with a single glazed flat panel containing a mass of 30kg of PCM (Fig.1). The objective of this device had been to assess, by empirical means, the feasibility of the concept through a closed box experiment. The second one incorporated an inlet and an outlet in order to enable air to circulate by natural convection (Fig 2). This device had 37kg of PCM.

Closed Box Experiment The main concern about our choice for the container was the size since these dimensions exceeded those referred in literature. Previous estimations and the evidence of a particular behavior during meltdown and solidification lead us to suppose that it was necessary to explore this possibility in order to increase the quantity of PCM per installed square meter of collectoraccumulator and in such way to obtain an interesting amount of energy accumulation. The results of this experiment allowed us to identify under real conditions the time required by the different temperatures to reach the end melting temperature 28ºC. The graphs show a normalized value controlled by solar radiation variations. However, for the upper temperature an unexplained effect stills evident (Fig. 3). In the case of the middle and lower temperatures the series obtained where more stable (Fig. 4, Fig. 5). The estimated time lapse to reach final

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

con una masa aproximada de 30 kg (Fig.1). Los resultados esperados debían aportar indicios de la factibilidad a través de un ensayo a caja cerrada. El segundo dispositivo incorporaba una entrada y salida de aire, con el fin de permitir la circulación de éste por convección natural (Fig 2). La masa aproximada de PCM ascendía en este caso a 37kg.

melt temperature 28ºC from 10ºC had been estimated for the upper temperature to 150 minutes, middle 375 minutes and lower 520 minutes. These results verified the thermal viability of the proposed container.

Dynamic Day/Night Operation The second test had been realized over a device containing 37 kg of PCM. During the Fig. 01. Closed-Box Test Device Dispositivo de Ensayo a Caja Cerrada

Fig. 02. Dynamical Test Device Dispositivo de Ensayo con Flujo de Aire

Ensayo a Caja Cerrada. Considerando que la geometría de los módulos de PCM excedía lo estudiado en la literatura, la principal preocupación pesaba sobre si dichos módulos serían capaces de alcanzar la temperatura de fusión para un día soleado de invierno. La evidencia previa acerca de un comportamiento particular del PCM durante el proceso de fusión y cristalización nos hizo suponer que era necesario explorar dicha posibilidad, con la finalidad de incrementar la cantidad de PCM por unidad de superficie de instalación y de esta manera, obtener un monto de acumulación de energía acorde al uso residencial del espacio. Los resultados de este ensayo nos han permitido URBAN REGENERATION

day the collector-accumulator was working under the conditions for closed box test to charge the PCM units. Temperature inside the PCM modules had been registered for the upper, middle and lower layers of PCM. The temperature of the chamber’s air had been measured as well as ambient air temperature. Under the night operation mode, the inlet and exhaust air temperature had been in addition recorded. No mechanical means for air circulation had been used for this test and air volume had been recorded. The results (Fig. 6) show that air provided during night operation maintains a temperature in a range from [24;25]ºC with a negative slope as expected. Concerning the variance of series we notice that even if ambient/inlet air has an 201

identificar, bajo condiciones reales, el tiempo requerido por los estratos de PCM para alcanzar la temperatura final de fusión 28ºC. Las gráficas muestran una variable transformada normalizada, controlada por variaciones de radiación. En el caso de la temperatura superior, un efecto no capturado en las variables de normalización imprime una alta volatilidad a la trayectoria (Fig. 3). En el caso de las temperaturas de los estratos medio e inferior se observa una mayor estabilidad de la variable (Fig. 4, Fig. 5). Los tiempos estimados de fusión para los

important volatility the exhaust temperature has a more stable trajectory for an average air discharge volume of 1,2 l/s. Regarding the thermal behavior of the PCM units (Fig. 7), there is no evidence for exhaustion at the end of the night period and then, further research will take place to increase the air volume circulating into the prototype through mechanical means. Another important aspect to be investigated concerns the internal melting and solidification fluxes since there is a non-significant but observed relation

Fig.3. emperatura Estrato Superior del PCM PCM Upper Temperature

Fig.4. Temperatura Estrato Medio del PCM PCM Middle Temperature

Fig.5. Temperatura Estrato Inferior del PCM PCM Lower Temperature

202

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

diferentes estratos fueron: 150 minutos para el superior, 375 minutos para el medio, 520 minutos para el inferior. En términos de la interpretación de estos tiempos se deduce la factibilidad de la fusión total del PCM en un día despejado de invierno.

Operación Dinámica Día/Noche El segundo dispositivo de ensayo contenía 37 kg de PCM, equivalente a 15 unidades. En cuanto al modo de trabajo, durante el día se mantenían las condiciones del ensayo a caja cerrada para potenciar la fusión del PCM, registrando las temperaturas de las unidades además de la temperatura ambiente e iluminancia. Por la noche se permitía la circulación del aire por convección natural, registrando adicionalmente las temperaturas de entrada y salida, así como la velocidad de descarga del aire. Los resultados (Fig. 6) muestran que el dispositivo es capaz de mantener una temperatura de salida estable en un rango de [24;25]ºC con una ligera pendiente decreciente para un flujo de 1,2 l/s. En lo concerniente a los valores de temperatura registrados para el PCM (Fig. 7) se observa que los módulos mantienen una temperatura estable y que en ningún momento se llega al agotamiento, total cristalización, de alguno de los estratos. La anterior constatación aporta indicios suficientes para, en un futuro, explorar los límites de desempeño por medio de un sistema mecánico de circulación hasta obtener el agotamiento del PCM. De igual manera en un futuro se procederá a la

between the upper and lower temperature for the first stages in the melting process.

Final Comments The CAVIAR group considers the development of an industrialized ventilated roofing system as a natural extension of available systems for façades. In this sense, modular scaling and improved compatibility capacities had been explored to make possible to integrate it into traditional HVAC systems. The results have to be extended and a new study has been programmed for the winter season, this final investigation will provide important evidence over the global performance of the system in order to calculate the payback time period for ordinary consumers, as well as important indices of economical viability for this system under the Basque Country (Northern Spain) climate conditions.

Fig.6. Temperatura Entrada/ Salida Exhaust/ Inlet Temperature Gap

URBAN REGENERATION

203

Fig.7. Temperatura del PCM PCM Temperature Series

Serie en color negro correspondiente a la temperatura superior del PCM Black color series corresponds to the upper PCM temperature Serie en color rojo correspondiente a la temperatura del estrato medio de PCM Red color series corresponds to the middle PCM temperature Serie en color verde correspondiente a la temperatura inferior del PCM Green color series corresponds to the lower PCM temperature

caracterización de dicho dispositivo para el clima específico del País Vasco. Finalmente, otro de los aspectos a investigar en un futuro versará sobre la no-significativa, pero observable, relación entre las temperaturas superiores e inferiores en las primeras etapas de fusión y su posible relación con movimientos internos del PCM.

Comentarios Finales El grupo CAVIAR considera el desarrollo de una cubierta calentadora ventilada industrializada como una extensión natural de los sistemas existentes en fachada. En este sentido, la modulación, escalamiento e integración con los sistemas existentes de climatización deberán ser estudiados en un futuro. Los resultados de la presente investigación deberán extenderse y para ello, se ha programado un nuevo para la temporada de invierno 2011. Los resultados aportarán indicios del desempeño térmico global que permitirán el cálculo de los periodos de amortización, además de otro tipo de índices de viabilidad económica.

204

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Bibliografía Bibliography 1. Irulegui, O. (2011); Energy Efficiency of Ventilated Active Facades Applied to Office Buildings in Spain; Doctoral Dissertation; University of the Basque Country, 2011. 2. Telkes M. (1975) Thermal storage for solar heating and cooling. In: Proceedings of the workshop on solar energy storage sub systems for heating and cooling of buildings, Charlottesville, University of Virginia 1975. 3. Vineet Veer Tyagi, D. Buddhi (2007), PCM thermal storage in buildings: A state of art, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 11, Issue 6, August 2007, Pages 1146-1166 4. Ghoneim A., S.A. Klein, J.A. Duffie (1991), Analysis of collector-storage building walls using phase-change materials, Solar Energy, Volume 47, Issue 3, 1991, Pages 237-242. 5. Collier RK, Grimmer DP. (1979) The experimental evaluation of phase change material building walls using small passive text boxes. In: Proceedings of the third national passive solar conference, San Joseph, CA, January. 6. Kedl RJ, Stovall TK.(1989) Activities in support of the wax-impregnated wallboard concept. US Department of Energy: thermal energy storage researches activity review, New Orleans, LA, USA, 1989 7. Salyer IO, Sircar AK. (1990) Phase change material for heating and cooling of residential buildings and other applications. In: Proceedings of the 25th intersociety energy conservation engineering conference, 1990. p. 236–43.

11. Lamberg Piia, Siren Kai, (2003), Approximate analytical model for solidification in a finite PCM storage with internal fins, Applied Mathematical Modelling, Volume 27, Issue 7, July 2003, Pages 491513 12. Vakilaltojjar S. M., Saman W. (2001), Analysis and modelling of a phase change storage system for air conditioning applications, Applied Thermal Engineering, Volume 21, Issue 3, 1 February 2001, Pages 249-263 13. Arkar, C. & Medved, S. (2002). Enhanced solar assisted building ventilation system using sphere encapsulated PCM thermal heat storage. IEA, ECES IA Annex 17, Advanced Thermal Energy Storage Techniques – Feasibility Studies and Demonstration Projects 2nd Workshop, Ljubljana, 3 – 5 April, Slovenia. 14. Saman W., Bruno F., Halawa E. (2003), Thermal performance of PCM thermal storage unit for a roof integrated solar heating system, Solar Energy, Volume 78, Issue 2, ISES Solar World Congress 2003, February 2005, Pages 341-349 15. Ismail K. A. R., Goncalves M. M., Thermal performance of a pcm storage unit, Energy Conversion and Management, Volume 40, Issue 2, January 1999, Pages 115-138 16. Enibe S. O., (2003). Thermal analysis of a natural circulation solar air heater with phase change material energy storage, Renewable Energy, Volume 28, Issue 14, November 2003, Pages 2269-2299

8. Pasupathy A., Athanasius L., Velraj R., Seeniraj R.V. (2008), Experimental investigation and numerical simulation analysis on the thermal performance of a building roof incorporating phase change material (PCM) for thermal management, Applied Thermal Engineering, Volume 28, Issues 5-6, April 2008, Pages 556-565 9. Pasupathy A., Velraj R. (2008-2), Effect of double layer phase change material in building roof for year round thermal management, Energy and Buildings, Volume 40, Issue 3, 2008, Pages 193-203 10. Esam M. Alawadhi, Hashem J. Alqallaf (2011), Building roof with conical holes containing PCM to reduce the cooling load: Numerical study, Energy Conversion and Management, Volume 52, Issues 8-9, August 2011, Pages 2958-2964

URBAN REGENERATION

205

206

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

el empleo de las guías de edificación sostenible del País Vasco como herramienta de análisis y evaluación de la sostenibilidad ambiental en obras nuevas y rehabilitaciones the use of the guidelines for sustainable building in the Basque Country as a tool for the assessment of buildings’ environmental sustainability in new construction and refurbishment Author/s: Aitor Sáez de Cortázar Junguitu Institution or Company: IHOBE Sociedad Pública de Gestión Ambiental del Gobierno Vasco

Abstract The assessment of buildings’ sustainability is a current major issue, as a result of an increased environmental awareness in the building sector, also seeking for social recognition. In the Basque Country, “The Sustainable Building Guidelines” have been published and developed by the Basque Government. Their aim is to provide environmental information to all those related with the design, construction and maintenance of buildings. The guides are a compendium of environmentally friendly measures and best practices, offering advice and information useful for the inclusion of sustainability criteria in the projects. But they are also a methodology for assessing the environmental performance of different types of buildings (offices, commercial, industrial buildings, housing, etc.). This methodology is designed to measure and compare different proposals of buildings in terms of sustainability; not only new constructions, but also major refurbishments. Each measure establishes the importance that such action has related to different environmental aspects: raw materials, energy, water and greywater, waste, mobility, atmospherical emissions, land use, air quality, comfort, health, ecosystems… The effective use of these guidelines by construction stakeholders in the Basque Country, will allow us to anticipate to future National and European requirements, while achieving buildings with lower environmental impacts. URBAN REGENERATION

207

El origen de certificación

los

sistemas

La preocupación por el impacto ambiental de las edificaciones es un factor que desde mediados del siglo pasado ha rondado a promotores y usuarios de viviendas con una alta conciencia medioambiental. En un primer momento, estas corrientes se centraban en la construcción con materiales más naturales, con química nociva para el ser humano, que no supusieran la alteración de ecosistemas existentes y que emplearan principalmente materiales autóctonos (construcción de casas con balas de paja, primeros movimientos de construcción verde). Posteriormente, conforme avanzaba el siglo XX, pasó a darse una mayor trascendencia a la energía consumida en la fase de uso de los edificios, evaluándose las edificaciones en función de este aspecto ambiental (construcción passivhaus1). En un último periodo, se vio necesario asociar un valor a la sostenibilidad de la edificación, siendo BREEAM y LEED los pioneros, en los años 90. La sostenibilidad pasa a englobar distintos aspectos ambientales que anteriormente sólo habían sido tratados por algunos movimientos de manera independiente, optándose por la ponderación entre ellos como manera para otorgar una única puntuación que permitiera evaluar el comportamiento ambiental de la edificación. En los últimos 20 años, la cantidad de sistemas de evaluación de la sostenibilidad de las edificaciones se ha visto incrementada de manera exponencial y la mayor parte de ellos han optado por evaluar la sostenibilidad con parámetros regionales o locales (Verde, Qsostenible, Distintiu, Perfil de calidad) de tal manera que se garantice que las características de sostenibilidad deseadas para la edificación responden a los condicionantes climáticos y constructivos de cada lugar.

La situación específica del sector edificación en el País Vasco Para comprender la situación del sector edificación y su necesidad de incorporar la sostenibilidad, analizaremos la problemática

208

The roots of the certification systems The concern for the environmental impact of buildings is a factor that has haunted the highly environmentally-aware housing developers and users since halfway through the last century. These approaches were initially focused on construction methods using more natural materials, harmless chemicals for human beings, that did not affect the existing eco-systems and which mainly used local materials (building homes using straw bales, the first green construction movement). Subsequently, as the 20th century advanced, greater importance was given to the energy consumed when using the buildings, with the construction being assessed according to this environmental aspect (Passivhaus construction1). The recent need has been to associate a value to the sustainability of the building, with BREEAM and LEED being the pioneer methods in the 1990s. Sustainability then began to include different environmental aspects that had only previously come under the remit of some independent movements, which opted to work together to weigh them in order to achieve a single scoring system that would enable the environmental behaviour of the building to be assessed. In the last 20 years, the number of building sustainability assessment systems has increased exponentially and the majority of them have opted to assess sustainability using regional or local parameters (Verde, Qsostenible, Distintiu, Perfil de calidad). The sought-after sustainability characteristics for the building are therefore guaranteed to respond to the construction and climate conditioning factors of each place.

The specific situation of the building sector in the Basque Country In order to understand the situation of the building sector and its need to incorporate sustainability, we will analyse the environmental problems of some environmental aspects in the Basque Country. Energy consumption associated to the building sector (residential + tertiary)

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

ambiental de algunos aspectos ambientales en el País Vasco. El consumo energético asociado al sector edificación (residencial + terciario) se ha incrementado de media un 17% en los últimos 10 años2, siendo las energías renovables prácticamente inexistentes en las construcciones anteriores a la entrada en vigor del CTE, especialmente en aquellas de carácter terciario3. En la edificación, el mayor consumo energético se produce durante la vida útil del edificio (calefacción e iluminación). De igual manera, el sector se caracteriza por un excesivo consumo de materiales (117 toneladas de materiales por habitante y año)4, siendo los materiales más empleados los áridos (74% del total). Si bien el RD 105/2008 establecía el marco para la gestión de los RCDs de obra, aún es necesaria una mayor concienciación con el fin de minimizar el número de residuos no reciclables y peligrosos. Igualmente es necesario abordar una búsqueda de sistemas constructivos que permitan la fácil separación de los diferentes materiales, con el fin de facilitar su reciclado. Otro de los grandes problemas del País Vasco con especial incidencia para el del sector edificación es la alteración del suelo a causa de la acción urbanística5. Resulta de primordial importancia evitar el consumo de suelo ligado a desarrollos de baja densidad, introduciendo densidades edificatorias

increased by an average of 17% in the last 10 years2, with renewable energies being practically non-existent in the units built prior to the CTE coming into force, particularly in the case of tertiary ones3. In construction, the greatest energy consumption occurs during the useful life of the building (heating and lighting). The sector is likewise characterised by an excessive consumption of materials (117 tons of material per inhabitant and year)4, where aggregates (74% of the total) are the most common ones. Even though Royal Degree 105/2008 established the framework for managing construction and demolition waste (C&D), greater awareness is needed in order to minimise the amount of non-recyclable and hazardous waste. A search likewise needs to be tackled for a construction system that enables the easy separation of the different materials in order to facilitate their recycling. Another of the major problems of the Basque Country that particularly impacts the building sector is land disturbance as the result of the urban development action5. It is fundamentally important to avoid the use of land linked to low-density developments, by introducing higher building densities, along with the recovery of degraded spaces and operations to decontaminate former industrial land.

Fig. 1. Consumo de recursos naturales. (Fuente Perfil ambiental de Euskadi 2009. Ihobe) Consumption of natural resources. (Source Basque Country Environmental Profile 2009, Ihobe). URBAN REGENERATION

209

más altas, así como recuperar espacios degradados y realizar operaciones de descontaminación de los antiguos terrenos industriales.

The building will not likewise have to only comply with environmental requirements, but will also have to comply with certain levels of comfort and wellbeing.

La edificación no habrá igualmente de limitarse a cumplir con unos requisitos ambientales, sino que habrá de cumplir con unas determinadas implicaciones de salubridad y confort.

The previous environmental characteristics mean it is necessary to foster those strategies in the building sector that help to minimise this specific problem.

Las anteriores características ambientales hacen necesario potenciar en el sector edificación aquellas estrategias que contribuyan a minimizar esta problemática concreta.

Una mayor concienciación por parte de los agentes del sector En los últimos años, la sostenibilidad ambiental de nuestros edificios ha pasado de ser una premisa para aquellos edificios que buscaban la excelencia, pero sobre todo, un reconocimiento público y la publicidad aparejada al mismo, a convertirse en una realidad con mayor peso a la hora de realizar proyectos de menor entidad. En nuestro entorno más cercano, ya son 41 los estudios de arquitectura del País Vasco6 y un 15% de los estudios profesionales del COAVN7 los que se encuentran certificados en Ecodiseño (UNE 150301). A su vez, un número creciente de empresas constructoras han visto una oportunidad en la certificación según la norma ISO 14001, con el fin de gestionar los impactos que su actividad produce en el Medio Ambiente. Estos dos indicadores muestran que, efectivamente existe una importante concienciación ambiental de todo el sector, que demanda a la administración una mayor información sobre las mejores acciones y prácticas que hagan nuestros edificios más respetuosos con el medioambiente que nos rodea.

Las guías de Edificación Sostenible del País Vasco como instrumento de apoyo al sector La adaptación al entorno es un factor clave a la hora de minimizar los impactos de la edificación, afectando muy especialmente a la reducción del consumo energético a 210

Greater awareness by the sector stakeholders In recent years, the environmental sustainability of our buildings has become a premise for those buildings seeking excellence, but, above all, public recognition and the ensuing publicity, to become a more important reality when embarking on smaller projects. In our immediate setting, 41 architect studios of the Basque Country6 and 15% of COAVN (Basque-Navarra Professional Association of Architects) professional studios7 have so far been awarded Ecodesign (UNE 150301) certification. At the same time, a growing number of construction companies have seen an opportunity in ISO 14001 certification to manage the impact of their activity on the Environment. These two indicators show that there is effectively widespread environmental awareness throughout the sector, which is seeking greater information on the most important actions and practices to make our buildings more environmentally friendly.

The Basque Country Sustainable Building Guides as instruments to support the sector Adaptation to the environment is a key factor when minimising the impact of building, with a special emphasis on slashing energy consumption throughout its useful life, but also on minimising the impact on existing eco-systems. A tool to assess the sustainability of a building shall therefore place special emphasis on the climatology and specific conditioning factors of the place, the most common construction methods of the zone, the common problems, available resources, etc. The Environmentally Sustainable Building Guides were therefore

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

lo largo de toda su vida útil, pero también a la minimización de la afección a los ecosistemas existentes. Una herramienta de evaluación de la sostenibilidad de un edificio, deberá consecuentemente contemplar de manera especial la climatología y los condicionantes específicos del lugar, los métodos constructivos más habituales de la zona, la problemática habitual, los recursos disponibles, etc. Es por ello que, con el fin de dirigir los pasos del sector hacia una edificación más respetuosa con el Medio

produced in the Basque Country in order to provide a route map for the sector towards more environmentally-friendly buildings. Between 2005 and the present, and thanks to the partnership between different Departments of the Basque Countries and Publicly-owned companies8, guides have been published to incorporate sustainability criteria in the buildings for the following categories and types of work: (Table 1) These guides meet the needs of the professionals of the sector, by setting out

Fig. 2. Portada de la Guía de Edificación Sostenible para la Vivienda en la Comunidad Autónoma del País Vasco y de las Guías de Edificación Ambientalmente Sostenible. (Fuente.- Departamento de Vivienda, Obras públicas y Transportes; 2008. Ihobe; 2010) Cover of the Sustainable Building Guide for Housing in the Basque Autonomous Community and of the Environmentally Sustainable Building Guides. (Source.- Department for Housing, Public Works and Transport; 2008. Ihobe; 2010)

Ambiente, surgen en el País Vasco las Guías de Edificación Ambientalmente Sostenible. Desde 2005 hasta la actualidad, y gracias a la colaboración entre distintos Departamentos del Gobierno Vasco y sociedades Públicas8, han sido publicadas guías para la incorporación de criterios de sostenibilidad en las edificaciones para las siguientes tipologías y tipos de obra:

URBAN REGENERATION

a compendium of correct environmental measures or good practices, by offering recommendations and information of use for the inclusion of sustainability criteria in the projects and indicating their environmental benefits. The appropriateness of all the recommendations to the environmental problems of the Basque Country and to its usual climate characteristics and construction systems makes them to easier to understand and be applied by all the stakeholders involved in the design,

211

Tipología Typology Residencial - Vivienda Residential

Obra Nueva

Rehabilitación

New Build

Refurbishing

- Housing

Características Characteristics 83 medidas measures Dispone de una sistemática específica para el cálculo de la energía There is a specific systematic to calculate energy

Administrativo

Oficinas

104 medidas measures

Administrative or office space Comercial Commercial

109 medidas measures

Industrial Industrial

88 medidas measures

Tabla 1. Tipos de tipologías cubiertos por las Guías de Edificación Sostenible del País Vasco. Table 1. Categories covered by the Basque Country Sustainable Building Guides.

Estas guías dan respuesta a las solicitudes de los profesionales del sector, presentando un compendio de medidas medioambientalmente correctas o de buenas prácticas, ofreciendo recomendaciones e información de utilidad para la inclusión de criterios de sostenibilidad en los proyectos e indicando sus beneficios ambientales. La adecuación de todas las recomendaciones a la problemática ambiental del País Vasco y a sus características climatológicas y sistemas constructivos habituales hace que éstas resulten de más fácil comprensión y aplicación por parte de todos los agentes involucrados en el diseño, construcción y mantenimiento de las edificaciones, desde proyectistas, promotores y constructores a usuarios finales y responsables del mantenimiento de los edificios. Las Guías conforman asimismo un método de evaluación específico para las edificaciones existentes o de nueva construcción en el País Vasco, permitiendo evaluar el comportamiento ambiental y el grado de sostenibilidad alcanzado por la edificación, pudiéndose comparar en términos de sostenibilidad distintas propuestas edificatorias. Esta evaluación se podrá realizar en dos etapas: una vez finalizado el proyecto de edificación y tras la efectiva construcción y presentación del fin de obra del mismo.

212

construction and upkeep of the buildings, from draughtsmen, developers and constructors to end users and maintenance managers of the buildings. The Guides likewise provide a specific assessment method for existing units or new builds in the Basque Country, enabling the environmental behaviour and the degree of sustainability achieved by the building to be assessed, as different building proposals can be compared in terms of sustainability. This assessment may be performed in two stages: once the building project has ended and after the effective construction and completion of the building work.

The strategies to achieve a more correct environmentally building The different published guides are made up of a series of “measures”, strategies or recommendations. The established strategies seek to reduce the environmental impacts associated to different categories or areas of action: The measures establish the potential benefit for the building and likewise indicate technical aspects and limitations of their application and administrative requirements that may likewise be important. For each of the measures, it is likewise specified who the stakeholder entrusted with implementing of the measure will be,

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Las estrategias para conseguir una edificación ambientalmente más correcta Las distintas Guías publicadas están formadas por una serie de “medidas”, estrategias o recomendaciones. Las estrategias establecidas tienen como objetivo la reducción de los impactos ambientales asociados a distintas categorías o áreas de actuación:

what the stage of the life cycle is that the measure impacts and which the chapter of the building project that may be affected by adopting the measure is.

Área de actuación Area of action

Concepto Concept

Materiales Materials

Reducción del consumo de materias primas no renovables Reduction of the consumption of non-renewable raw materials

Energía Energy

Reducción del consumo de energía y/o generación de energía a partir de fuentes no renovables Reduction of the energy consumption and/or generation of energy using non-renewable sources

Agua potable Drinking water

Reducción del consumo de agua potable Cutting drinking water consumption

Aguas grises Greywater

Reducción en la generación de aguas grises Reducing the generation of greywater

Atmósfera Atmosphere

Reducción de las emisiones de gases, polvo, de calor y lumínicas Cutting light, heat, dust and gas emissions

Calidad interior Interior quality

Calidad del aire, confort y salud Mejora de la calidad del aire interior, del confort y de la salud Quality of the air, comfort and health. Improving the quality of the inside air, comfort and health

Residuos Waste

Reducción en la generación de residuos sólidos Reducing the solid waste generated

Uso del suelo Use of the Land

Reducción en la ocupación del suelo Reducing land occupancy

Movilidad y transporte Mobility

Reducción de los procesos de transporte y mejora de la movilidad de

and transport

las personas Reducing the transport processes and improving peoples’ mobility

Ecosistemas Ecosystems

Mejora de las funciones de las áreas naturales y aumento de la biodiversidad Improving the functions of the natural areas and increasing biodiversity.

Tabla 2. Áreas de actuación de las Guías de Edificación Sostenible del País Vasco. Table 2. Areas of action of the Basque Country Sustainable Building Guides.

Las medidas realizan una exposición del beneficio que su adopción puede tener sobre la edificación, indicando asimismo, aspectos técnicos y limitaciones de su aplicación y requisitos administrativos que puedan asimismo resultar relevantes. Para cada una de las medidas se especifica, además, quién será el agente encargado de llevar a cabo la medida, cuál es la etapa del ciclo de vida en la que la medida tiene URBAN REGENERATION

The guides used as a method to assess the environmental sustainability of the building The number of recommendations or good practices that are applicable for each building may vary according to the number of measures that have not been considered (not applicable measures), either due to urban development limitations, specific conditions

213

Fig. 3. Estructura de una medida tipo (Fuente: Guía de Edificación y Rehabilitación Ambientalmente Sostenible en Edificios Administrativos o de Oficinas; Ihobe; 2011) Structure of a standard measure (Source: Environmentally Sustainable Refurbishing and Building Guide for Administrative or Office Buildings; Ihobe; 2011)

afección, y cuál es el capítulo del proyecto de edificación que puede verse afectado por la adopción de la medida.

Las guías empleadas como método de valoración de la sostenibilidad ambiental de la edificación El número de recomendaciones o buenas prácticas que son de aplicación para cada edificación puede resultar variable, en función del número de medidas que no hayan de ser consideradas (medidas no aplicables), bien sea por limitaciones urbanísticas, condiciones específicas de la parcela, o incompatibilidad con la etapa en la que se realiza la evaluación. El concepto de aplicabilidad de las medidas resulta primordial para la evaluación debido a que el valor indicativo de la sostenibilidad ambiental de un proyecto se obtendrá de la comparación de la puntuación obtenida por dicho proyecto con respecto a la puntuación correspondiente a la suma de los puntos máximos de todas las medidas aplicables en el mismo. Cada medida especifica el nivel de mejora obtenida para cada una de las áreas de actuación ambientales, mediante una puntuación asociada. Estas áreas de actuación, además, disponen de un peso específico a la hora de llegar a una evaluación única del edificio, que se ve traducido en unos factores de ponderación. 214

of the land, or incompatibility with the stage in which the assessment is being carried out. The applicability concept of the measures is essential for the assessment, as the indicative value of the environmental sustainability of a project will be obtained by comparing the score obtained for the project in question with respect to the score of the sum of the maximum points of all the applicable measures. Each measure specifies the level of improvement obtained for each of the areas of environmental action, by means of an associated score. These areas of action likewise have a specific weight when reaching a unique assessment of the building, which is expressed as weighting factors. (Table 3) As can be seen, the weightings are different for each type and have been obtained following the assessment of the specific caseload in the Basque Country in relation to each area of action. For example, it is visible in the weighting of the energy aspect of the building, where the administrative, commercial and residential building attain higher weightings while energy consumption linked to the use of the building in the industrial sector is less important as it does not consider aspects such as heatingventilation-airconditioning. Whether or not the measures established for a specific building are met determines

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Área de actuación Area of action

Factor de ponderación (fpi) Weighting factor (fp) Viviendas

Oficinas

Comercial

Industrial

Housing

Offices

Commercial

Industrial

Materiales Materials

0,07

0,23

Energía Energy

0,40

0,33

0,37

0,31

Agua potable Drinking water

0,05

0,02

0,03

Aguas grises Greywater

0,02

0,01

0,05

Atmosfera Atmosphere

0,03

0,08

0,03

0,01

Calidad interior: calidad

Calidad del aire

del aire interior/ confort

interior Quality of the

/salud Interior quality

interior air

Quality of the interior air /

Confort Comfort

comfort / health

0,01

Residuos Waste

0,15

0,12

0,15

0,08

Uso del suelo Use of the Land

0,13

0,16

0,02

0,14

0,12

0,13

0,04

0,11

Movilidad y transporte

Transporte de materiales Transporting

0,03

materials Movilidad Mobility

Ecosistemas Ecosystems

0,06 0,04

Tabla 3. Comparación entre los factores de ponderación de las Guías de Edificios Residenciales, Administrativos, Comerciales e Industriales. Table 3. Comparison of the weighting factors of the Industrial, Commercial, Administrative and Residential Building Guide.

Como puede observarse, las ponderaciones son diferentes para cada tipología, y han sido obtenidas tras la evaluación de la casuística específica presente en el País Vasco en relación a cada área de actuación. Ello es visible, por ejemplo, en la ponderación del aspecto energético del edificio, que en la edificación residencial, comercial y administrativa alcanza más altas ponderaciones, mientras que en la actividad industrial, el consumo energético ligado al uso del edificio resulta de menor entidad, por no acometer aspectos tales como la climatización.

the assessment of the sustainability associated to that building. In the “Basque Country Sustainable Building Guides”, this information is appears on the “Environmental Sustainability Rating Label”. This label does not only state the general rating obtained by the project (from 0 to 100), but it also shows the status of the project to be identified in relation to each of the specific environmental categories.

El cumplimiento o no de las medidas establecidas para un determinado edificio, determina la evaluación de la sostenibilidad asociada a esa edificación. En las “guías de Edificación Ambientalmente Sostenible del País Vasco”, esta información es presentada a través de la “Etiqueta de Calificación de la Sostenibilidad Ambiental”.

URBAN REGENERATION

215

Esta etiqueta no sólo muestra la calificación general obtenida por el proyecto (del 0 al 100), sino que también permite identificar situación del proyecto en relación a cada una de las categorías ambientales específicas.

Fig. 4. Estructura de la Etiqueta de Calificación de la Sostenibilidad Ambiental para los Edificios Administrativos (Fuente.- Herramienta informática asociada a la Guía de Edificación Ambientalmente Sostenible para Edificios Administrativos; Ihobe) Structure of the Environmental Sustainability Rating Label for Administrative Buildings (Source: Computer Tool associated to the Environmentally Sustainable Building Guide for Administrative Buildings; Ihobe)

Referencias 1. Fuente: Plataforma Edificación Passivhaus (PEP). http://www.plataforma-pep.org/download. php?file=11162009182026.pdf 2. Periodo 2000-2009. Fuente: Energía 2009, EVE. 3. Fuente: Energía 2009, EVE. 4. Fuente: Perfil ambiental de Euskadi 2009, Ihobe. 5. Fuente: Perfil ambiental de Euskadi 2009, Ihobe. 6. Recopilación de empresas certificadas con la norma Une 150301 en Bizkaia, Gipuzkoa y Araba. Información facilitada por las empresas certificadoras Aenor, Bureau Veritas, Applus, ICCL y SGS.Fuente: elaboración propia, Ihobe, 2011. 216

7. 56 estudios de arquitectura en el ámbito del País Vasco y Navarra disponen de la UNE 150301, frente a 358 estudios profesionales censados en el COAVN, según datos del CSCAE, mayo 2011. 8. Departamento de Vivienda (Departamento de Vivienda y Asuntos Sociales, posteriormente Departamento de Vivienda, Obras Públicas y Transportes), Visesa (Vivienda y suelo de Euskadi S.A.), Orubide (Centro de Gestión del Suelo); EVE (Ente Vasco de la Energía), Ihobe. (Sociedad Pública de Gestión Ambiental), SPRI, S.A.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

References

Bibliografía Bibliography

1. Source: Passivhaus Building Platform (PEP). h t t p : / / w w w. p l a t a f o r m a - p e p . o rg / d o w n l o a d . php?file=11162009182026.pdf

Ihobe, Sociedad Pública de Gestión Ambiental. Green building rating Systems: ¿Cómo evaluar la sostenibilidad en la edificación?, Ihobe, Basque Environmental Agency. Green building rating Systems: How should building sustainability be assessed? p.8, 13-14, Bilbao, 2010.

2. 2000-2009. Source: Energy 2009, EVE (Basque Energy Board). 3. Source: Energy 2009, EVE (Basque Energy Board). 4. Source: Basque Country Environmental Profile 2009, Ihobe. 5. Source: Basque Country Environmental Profile 2009, Ihobe. 6. Compilation with companies with UNE 150301 certification in Bizkaia, Gipuzkoa and Araba. Information provided by Aenor, Bureau Veritas, Applus, ICCL and SGS certification companies. Source: Own production, Ihobe, 2011. 7. 56 architect studios in the Basque Country and Navarra hold the UNE 150301, compared to 358 professional studios recorded by the COAVN, according to CSCAE data, May 2011. 8. Department for Housing (Department for Housing and Social Affairs, subsequently Department for Housing, Public Works and Transport), Visesa (Vivienda y suelo de Euskadi S.A.), Orubide (Land Management Centre); EVE (Basque Energy Board), Ihobe. (Sociedad Pública de Gestión Ambiental), SPRI, S.A.

Ihobe, Sociedad Pública de Gestión Ambiental. Guía de Edificación Ambientalmente Sostenible en Edificios de Oficinas o Administrativos, Ihobe, Basque Environmental Agency. Environmentally Sustainable Building Guide for Office or Administrative Buildings. p.11-28, Bilbao, 2009. Ihobe, Sociedad Pública de Gestión Ambiental. Guía de Edificación Ambientalmente Sostenible en Edificios Comerciales, Ihobe, Basque Environmental Agency. Environmentally Sustainable Building Guide for Commercial Buildings. p.11-30, Bilbao, 2009. Ihobe, S.A., Sprilur S.A., Urola Garaiko Industrialdea S.A. y Urola Erdiko Industrialdea S.A. Guía de Edificación Ambientalmente Sostenible en Edificios Industriales, Ihobe, S.A., Sprilur S.A., Urola Garaiko Industrialdea S.A. and Urola Erdiko Industrialdea S.A.. Environmentally Sustainable Building Guide for Industrial Buildings. p.11-24, Bilbao, 2009. Administración de la Comunidad Autónoma del País Vasco, Departamento de Vivienda, Obras Públicas y Transportes, Guía de Edificación Sostenible para la Vivienda en la Comunidad Autónoma del País Vasco, Revisión 2008, Basque Government, Department for Housing, Public Works and Transport, Sustainable Building Guide for Housing in the Basque Autonomous Community, Version 2008 p.14-36, Vitoria-Gazteiz, 2009. Ihobe, Informe sobre el estado del sector edificación en la CAPV, febrero 2011(Informe interno). Ihobe, Report on the state of the building sector in the CAPV, February 2011(Internal report).

URBAN REGENERATION

217

218

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

proyectoVV. vivienda verde. 78+78 vpo. sarriguren. navarra VVproject. greenhouse. 78+78 social housing. sarriguren. navarra

Author/s: 1Jaime Suescun Sanchez, 1Diego Fernandez Visdaurre, 2David Llorente Basterra Institution or Company: 1TYM asociados, 2TYM energĂa

URBAN REGENERATION

219

proyectoVV apuesta por la investigación y ejecución de una promoción de vivienda social, referencia en eficiencia energética y ahorro de emisiones de CO2.

Project VV pledges for the investigation and execution of a public housing promotion, point of reference on energy efficiency and C02 emissions savings.

Proyecto en cooperación

Cooperative project

El desarrollo del proyecto de las 78+78 viviendas se ha llevado a cabo mediante el esfuerzo y la colaboración de distintos equipos :

The project development of the 78+78 housing has been carried out through the effort and collaboration of the different teams:

TYMasociados y Asoarq, Arquitectos Asociados

TYM asociados and Asoarq, Arquitectos Asociados

TYM energia

TYM energía

MIYABI

Implantación

Implementation

La densidad planteada de concurso se disminuye para evitar afecciones con las viviendas colindantes.

The competition-designed density is decreased to avoid complaints with the adjoining housing.

Se estudian alternativas cuyo objetivo sea lograr el distanciamiento del nuevo bloque respecto de las viviendas ya ejecutadas alrededor y cumplir con la necesidad de realizar viviendas con ventilación cruzada, necesidad marcada por el PSIS de Sarriguren.

Alternatives are studied whose objectives are to achieve the distancing of the new block with respect towards the housing already built around, and carry out, with the need to make housing with cross ventilation, needs marked by the PSIS of Sarriguren

De la original altura de B+8 se pasa a B+4.

The original height passes from B+8 to B+4.

Se adopta la solución 2 .El espacio generado entre los dos bloques se propone cubrirlo para generar un espacio de ganancia energética y que suponga un colchón térmico entre la temperatura exterior y la interior de las viviendas que minimicen las perdidas a través de las fachadas. Se decide utilizar

Solution 2 is adopted. The space generated between the two blocks is intended to be covered in order to generate a space of energy gain and that supposes a thermal mattress between the external and internal temperatures of the housing that minimizes the losses via the façades. The simulation

Fig 1. Propuesta 1 doble ventilación .60+60 viviendas Proposal 1 double ventilation 60+60 housing

Propuesta 2 doble ventilación 78+78 viviendas Proposal 2 double ventilation 78+78 housing

220

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

modelos de simulación para verificar el potencial real del invernadero mediante el apoyo de TYMenergia y Miyabi

models are used to verify the real potential of the greenhouse through the support of TYM energía and Miyabi.

Proyecto

Project

El proyecto plantea dos edificio de b+4 con viviendas en todas sus plantas .Se accede a través del espacio ajardinado desde el oeste y los núcleos se sitúan en el patio generado entre edificios de manera que den servicio a 4 viviendas por portal. La mayor parte de viviendas es de 2 dormitorios. Los espacios húmedos de cocina y baños se sitúan hacia el interior del patio, mientras que las estancias dan todas hacia el exterior.

The project constructs two b+4 buildings with apartments on all its floors. It is accessed through a gardened space from the west, and the cores are situated in the patio generated between the buildings in order to serve 4 apartments per portal.

Medidas pasivas Medidas pasivas orientadas a disminuir la demanda energética Diseño del edificio. Orientación: corrección mediante invernadero y captación solar en cubierta Factor de forma :corrección mediante colchón térmico Protección solar en orientación esteoeste

A large part of the apartments have two bedrooms. The damp spaces like the kitchen and bathroom are situated facing onto the interior patio while all the other rooms face the outside.

Passive measures Passive measures aimed at decreasing the energy demand Building design Orientation: corrections by greenhouse and solar absorption on roof. Form factor: correction through thermal mattress Solar protection in east-west direction

Fig 2. Planta Baja. Ground floor

Fig 3. Planta Tipo. Tipical floor URBAN REGENERATION

221

Aislamiento superior al demandado por CTE

Superior insulation to that demanded by CTE

Ventilaciones desde patio incrementando la estanqueidad de las carpinterías

Ventilations from the patio increasing the sealing of the carpentry

Invernadero

Greenhouse

Fig 4. Dimensión en planta: 80x10 m. Altura:17.50 m. Volumen :14.000 m3. Floor dimension: 80x10m Height: 17.50 m Volume: 14,000m3

Para el correcto funcionamiento del invernadero planteado se ha realizado un estudio de la ventilación necesaria para mantener una temperatura óptima en el interior del patio. Se plantean entradas de aire en la parte baja de los laterales de la parte vidriada del patio a norte y a sur y a través del sótano se producen también entradas a nivel de suelo en las zonas centrales de manera que todo el espacio sea barrido por corrientes de aire de manera uniforme. A su vez y mediante un sistema monitorizado se producen aperturas controladas en el sistema de cierre de cubierta del invernadero que posibilite la mayor o menor ventilación del mismo

As study on the necessary ventilation to maintain an optimum temperature in the interior patio was made in order to provide a correct operation of the greenhouse project. Air inlets are made on the ground floor of the wings of the glass part (northern and southern patio), and through the basement, intakes are also produced on the floor level in the central zones so that air currents sweep all the space uniformly. At the same time, and through a monitored system, controlled openings are produced in the closing system of the greenhouse that enables a greater or lesser ventilation of itself.

Fig 5. 222

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Simulacion

Simulation

Mediante análisis informáticos se ha realizado una simulación hora a hora de la capacidad de captación térmica del invernadero. Se presentan varias graficas de invierno

Through computer analysis an hourly simulation of the greenhouse’s thermal reception capacity was made. Various graphs of winter are presented.

Fig 6. 17 de febrero 8:00 h Tª exterior:2,20º C Tª interior: 9,58ºC 05 de abril 11:00 h Tª exterior:8,08º C Tª interior: 17,26ºC February 17 8:00 External temperature 2.20ºC Internal Temp. 9.58ºC April 5 11:00 External temperature 8.08º Internal Temp. 17.26ºC

Conclusiones

Conclusions

Potencialidad del invernadero confirmada

Greenhouse potential confirmed

Mantenimiento de temperatura en valles

Temperature maintenance in valleys

Necesidad de graduar y ventilar para tamizar temperaturas a partir de abril

Need to adjust and ventilate for diffusing temperatures after April.

Medidas activas

Active measures

Las medidas activas están encaminadas a satisfacer todas las demandas energéticas del edificio de la manera más eficiente posible.

The active measures are directed towards satisfying all the energy demands of the building in the most efficient way possible.

Se propone para este Proyecto la utilización de la biomasa, energía catalogada como Renovable y la microcogeneración, energía catalogada como Altamente eficiente para la producción de calor para satisfacer las demandas de calefacción y ACS.

URBAN REGENERATION

This project proposes the use of biomass, energy classified as renewable and the micro generation, energy classified as highly efficient for heat production to satisfy the heating and DHW (domestic hot water) demands.

223

Junto con el resto de medidas activas proyectadas, estas dos medidas permiten conseguir los siguientes objetivos:

Together with the rest of the active measures designed, these two measures allow them to achieve the following objectives:

Obtener la máxima calificación energética A.

Obtain the highest energy rating A

Obtener un Balance de emisiones de CO2 muy próximo a CERO EMISIONES.

Obtain a balance of CO2 emissions very close to ZERO EMISSIONS

Disminuir la factura energética asociada al consumo de calefacción.

Decrease the energy bill associated with the heating consumption

Todo ello, manteniendo siempre los estándares de fiabilidad, seguridad y mínimos costes de mantenimiento que deben imponerse en este tipo de promociones.

Though meeting this challenges, Hill always impla maintaining the standards of reliability, security and minimum costs of maintenance that must be imposed in this type of promotion.

Necesidades energéticas Mediante una simulación dinámica con el Programa Energy Plus, se estimó que la demanda energética anual de los edificios será de 919.460kwh, que corresponde un ratio de 55kwh/m2. Las medidas bioclimáticas pasivas impuestas suponen una disminución de la demanda energética del 39% respecto de un edificio convencional.

Energy needs Through a dynamic simulation with the software program Energy Plus, it is estimated that the annual energy demand of the buildings will be 919,469 kWh that corresponds to a ratio of 55kwh/m2. The bioclimatic passive measures imposed suppose a decrease of the energy demand of 39% with respect to a conventional building.

Fig 7. Reducción de la demanda energética por aplicación de medidas bioclimáticas pasivas. Reduction of energy demand by the application of bioclimatic passive measures.

Reducción de la demanda energética por aplicación de medidas bioclimáticas pasivas.

Reduction of energy demand by the application of bioclimatic passive measures.

Igualmente mediante la simulación dinámica con Energy Plus se obtuvo la curva de demanda energética anual con base horaria, que permite optimizar el diseño de la instalación de biomasa y de la microcogeneración especialmente.

Equally through the dynamic simulation with Energy Plus the annual curve of energy demand on an hourly basis was obtained, that allows it to optimize the biomass installation and especially the micro cogeneration.

224

Heat production with biomass

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig 8. Curva de demanda energética en base horaria. Energy demand curve on an hourly basis.

Producción de calor con biomasa La biomasa está clasificada como fuente de energía renovable ya que presenta un balance neutro de emisiones de CO2. Se ha previsto la instalación de una caldera de biomasa de 220kw. Esta caldera cubrirá el 35% de la demanda energética anual para calefacción y agua caliente sanitaria de los edificios. Hoy por hoy, el consumo de biomasa tiene un coste similar al del gas natural, sin embargo, la tendencia de futuro es que el precio de la biomasa se mantenga estable o vaya a la baja conforme aumente el número de productores, frente a la tendencia al alza del gas natural. Por el contra, los beneficios medioambientales se obtendrán desde el primer instante. Instalación de microcogeneración La cogeneración es la producción simultánea a partir del consumo de gas, de electricidad y energía térmica que en edificios de viviendas puede aprovecharse para calefacción y producción de ACS. La microcogeneración, es una alternativa a la instalación de paneles solares térmicos y presenta principalmente dos ventajas frente a la instalación solar, una es la rentabilidad económica y la otra es la rentabilidad medioambiental ya que supone un ahorro muy importante de emisiones de CO2 asociadas. URBAN REGENERATION

Biomass is classified as a source of renewable energy that presents a neutral balance of C02 emissions. The installation is planned with a biomass boiler of 220kw. This boiler will meet 35% of the buildings’ annual energy demands for heating and DHW. Today the biomass consumption has a similar cost to that of natural gas. However, the future tendency is that the biomass price is maintained stable or it goes downward as the numbers of producers are increased, opposite the rising tendency of natural gas. On the contrary, the environmental benefits will be achieved from the first moment. Micro cogeneration installation Cogeneration is the simultaneous production via the consumption of gas, electricity and thermal energy that in the apartment buildings can be used for heating and DHW production. Micro cogeneration is an alternative to solar thermal panel installation and presents mainly two advantages facing the solar installation. One is economic profitability and the other is the environmental profitability that means a very important saving of associated C02 emissions. The installation was planned in this project of cogeneration equipment of 50kwe and 77kwt with a consumption of associated gas of 145 Kw. It is estimated that the cogeneration equipment works approximately 5,400 hours 225

En este Proyecto se ha previsto la instalación de un equipo de cogeneración de 50 kw eléctricos y 77 Kw termicos con un consumo de gas asociado de 145Kw. Se ha estimado que el equipo de cogeneración funcione aproximadamente 5.400horas y cubra el 45% de las necesidades energéticas de los edificios. Calderas de condensación El 20% de las necesidades energéticas de calefacción y agua caliente sanitaria será cubierto por calderas de condensación.

and meets 45% of the building’s energy needs. Condensing boilers The condensing boilers will meet 20% of the heating and hot sanitary water’s energy needs. Balance of CO2 emissions Taking as a reference a building that strictly obeys the regulations, this would have some annual emissions of 20kg CO2/m2 and a C/D energy rating. The application of the imposed

Fig 9. Fracción estimada de cobertura de cada sistema. Coverage of each system.

Fig 10. Fracción estimada de cobertura de cada sistema representado en la curva de demanda energética con base horaria. Estimated fraction of coverage of each system represented in the energy demand curve on an hourly basis.

Balance de emisiones de CO2 Tomando como referencia un edificio que cumpla estrictamente la normativa, este, tendría unas emisiones al año de 20 kg CO2/ m2 y una calificación C/D. La aplicación de las medidas bioclimáticas pasivas impuestas, disminuyen las emisiones hasta 12,2 kg CO2/ m 2. La aplicación de la biomasa disminuye las emisiones hasta 7,93 kg CO2/m2. Por último, la microcogeneración supone por 226

bioclimatic passive measures, the emissions are decreased to 12.2 kg C02/m2. The biomass application decreases the emissions up to 7.93kgC02/m2. Lastly, micro cogeneration means for the generated electricity, a C02 saving of 7.13KgCO2/m2, thus virtually, we will obtain two buildings with zero CO2 emissions.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig 11. Reducción en las emisiones de CO2 respecto a un edificio tipo.Reduction in CO2 emissions with respect to a standard building.

la electricidad generada, un ahorro en emisiones de CO2 de 7,13 Kg CO2/m2, por lo que prácticamente, obtendremos dos edificios con emisiones de CO2 asociadas nulas. Calificación energética

Energy rating The buildings present the maximum energy rating according to RD47/2007. The reduction of CO2 emissions also allow them to be classified as “ZERO EMISSIONS” buildings.

Los edificios presentan la máxima calificación energética según RD47/2007. La reducción de emisiones de CO2 también permite clasificarlos como edificios “CERO EMISIONES”.

Fig 12. Etiqueta de Calificación Energética según RD47/2007. Energy Rating label according to RD47/2007.

URBAN REGENERATION

227

228

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

session 3 sesi贸n 3

Francesco Evangelisti Federica Legnani, Luciana Africani

Head of Strategic Programs and Historical Center Conservation and Management Units, City Quality Department, Municipality of Bologna, Italy. francesco.evangelisti@comune.bologna.it

el papel de los centros históricos en la regeneración urbana integrada: el caso de Bolonia, Italia role of historical centers in integrated urban regeneration: the case of Bologna, Italy

Abstract This communication shows some different descriptions of the concept of urban regeneration in the history of Bologna, points out the emerging topics for present policies and how the Municipality tries to manage the transformation. Looking back at the long history of the town you can see how the city center’s regeneration has been the premise and the accompanying to urban extension: it happened in the middle ages, when a new way of using public spaces inside the city walls (building porticoes) has been the prelude to the next big extension with new, doubled, walls; il happened again in the last years of the 19th century, when the arrive of railways (and the foundation of new Italian State, too) was the cause of important transformations in the old town and again the premise of a new planned extension outside the old walls; it happened again after WWII, when Municipality promoted the recovery of the “historical center” and protected the southern hillside while the town was spreading in the countryside toward north. Today the city has different ways of growing, and asks for inner renewal operations, recovering old brownfields that now we consider included in its historical area. The main issues that seem now to emerge are the need to give new sense to public spaces for new inhabitants, the need to renew urban infrastructures (for mobility and environmental services), and the need to make the old buildings stock more energetically efficient, to achieve a new environmental sustainability. To face this challenges the Municipality developed new planning tools (Municipal Structural Plan 2008, Town Planning Building Regulations and Municipal Operative Plan 2009), new governance methods, new ways to get citizens involved in the government of change, knowing that only working on the awareness of citizenship it can be possible to sustain the continuos process of urban regeneration. The recent drawing up of a program for priority interventions in the older nucleus of the historical city (2011) confirms that the policies for the protection of the hystorical center are a fundamental topic for the government of the whole urban and metropolitan area. FRANCESCO EVANGELISTI

231

Hablando de regeneración: planeamiento social para una ciudad sostenible

Talking about regeneration: planning for a sustainable city

El término “regeneración” ha sido utilizado en los últimos años para describir políticas urbanas que incorporan el declive económico y ambiental, y la degradación social de las ciudades. Los retos son “la igualdad, la eficiencia (enmarcada como una serie de condiciones que optimizan el comportamiento urbano), la sostenibilidad (que conlleva temas relacionados con la morfología, la ecología y el ambiente construido)” 1.

The term “regeneration” in recent years has been used to describe urban policies contrasting the economic decline and the environmental and social degradation of cities. The challenges that regeneration is facing are related “to issues of equity, conceived as the quality of the covenant with citizens; to issues of efficiency, framed as a set of conditions that optimize the urban performances; to issues of sustainability, which conveys issues of morphological and ecological quality of the built environment.”1

Estos retos pueden tratarse, como en este congreso, desde el punto de vista propuesto por el Comité Económico Social en su documento de junio de 2010 titulado: “La necesidad de utilizar un enfoque integrado para la regeneración urbana”. En él se subraya que ciertos aspectos pueden innovar las políticas de nuestras ciudades: la mejora de los recursos humanos (en especial considerando las necesidades de los más ancianos, de los nuevos inmigrantes, erradicar la pobreza, mejorar la solidaridad intergeneracional), el crecimiento basado en el conocimiento, el desarrollo de una sociedad participativa y creativa y una economía competitiva e interconectada capaz de fortalecer el mercado social y ecológico. La regeneración es un término biológico que considera las ciudades como organismos vivos, una comunidad y un espacio que los alberga. Regenerar significaría fortalecer y renovar comunidades y barrios, para ello hay que saber cuáles son las causas de la vulnerabilidad, del declive y de la exclusión social. Tratar la regeneración requiere considerar la importancia de perspectivas sociales para establecer políticas integradas que, de manera coordinada, persigan el objetivo de un crecimiento conjunto. Desde la metáfora del organismo es posible tener una perspectiva histórica. Pensando en la regeneración como un proceso continuado en la historia de la ciudad, hace que la ciudad viva y que se regenera continuamente. En determinadas épocas, la crisis ha activado mecanismos de regeneración, que también ha conllevado a políticas de transformación 232

social

These challenges can be addressed, as in this conference, from the point of view proposed by the Economic Social Committee in the report of June 2010 entitled “The need to apply an integrated approach to urban regeneration”. It puts the focus on some aspects that can significantly innovate the government policies of the territory of our cities: the improvement of human resources (with particular reference to elderly needs, to the integration of new immigrants, to the defeat of poverty, to improvement of intergenerational solidarity), the knowledgebased growth, the development of a participatory and creative society and of a competitive and interconnected economy able to enhance the social and ecological market. Regeneration is a biological term that considers cities as tissues, living organisms, a community, and a space that host them. To regenerate would mean to strengthen and to renew communities and neighborhoods, starting from the knowledge of the causes of deprivation, decline and social exclusion. Dealing with regeneration requires considering the importance of social perspectives for setting integrated policies that, in a coordinated manner, pursue the objective of the overall growth of urban citizenship. Starting from the organism metaphor it is possible to introduce a historical perspective. Thinking to regeneration as a continuous process in the history of the city, makes the city alive as it is continuously

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

del territorio. En estos momentos deberíamos plantearnos la pregunta de si es que estamos hablando de la regeneración por la época de crisis que nos está tocando vivir: desigualdad, ciudades ineficientes y poco sostenibles. En este aspecto, se debería redefinir el concepto de “ciudad histórica”. No puede referirse a algo estático o inmutable: la calidad del espacio urbano “histórico” es estructurado y complejo, no se confina al territorio y cambia constantemente. En un territorio como el de Bolonia (Fig.1), es más acertado hablar de una pluralidad de centros históricos, alrededor de los cuáles se generó un desarrollo urbano extensivo. A lo largo de los años, los criterios de asignación de partes de la ciudad cambian: lo que hoy consideramos como parte histórica es mayor que lo que se consideraba hace 40 años. La expansión urbana de principios del siglo XX se considera ahora histórica, pero no era así cuando en la década de los 60, cuando se estudiaba el “centro” como el área que se confinaba en las murallas del siglo XIV (la “Circla” / el círculo que se muestra en la Fig 2).

regenerated. In certain periods of the city’s history the awareness of the crisis activates mechanisms of regeneration, also conveyed by policies of land transformation. A question could be if today we are talking about of the regeneration of our cities for a special awareness of their crisis: a crisis resulting in conditions of inequality, in cities not efficient in pursuing their objectives, in not sustainable cities. Under this perspective the concept of “historical center” should be redefined. It can not be regarded as something static and unchanging: the quality of the “historic” urban space is structured and complex, it is not confined to a territory and changes constantly. In a territory like the one of Bologna today (Fig. 1), it is certainly appropriate to talk about a plurality of historical centers. Around them it was generated a widespread urban development. Over the years the criteria to assign the historical quality to parts of the city changes: we are considering today as historical parts of city bigger than what was considered historical forty years ago. All the urban expansion of the early twentieth century is now considered historical, but it was not so when, in the early 60s of the

Fig. 01. Bologna, área urbana, fotografía aérea 2007. Bologna urban area, aerial photo 2007.

FRANCESCO EVANGELISTI

233

Fig. 02. Límites de la “ciudad antigua”: edificios de interés documental e histórico-arquitectónico, núcleo de formación antigua, otros ámbitos históricos, trazado de la muralla del siglo XII, trazado de la muralla del siglo XIV, fortificación de 1859. Boundaries of the “old town”: buildings of architectural and historical documental interests, ancient core, other historical areas, layout of the walls of the twelfth century, layout of walls of the fourteenth century, fortified rampart 1859

Una perspectiva histórica: la regeneración del centro de la ciudad como preámbulo de la expansión En la historia de Bolonia, es posible ver que en determinados momentos del desarrollo urbano, la relación entre la regeneración y la expansión del centro de la ciudad era muy importante. En muchos casos, lo primero era una condición necesaria para lo segundo. Hay tres eventos importantes desde este punto de vista. La ciudad evolucionó mucho entre los siglos XI y XII: la fundación del “Studium” en 1088 y de la ciudad en 1116 fueros dos momentos importantes. La población aumentó rápidamente: en 1176 fue construida una nueva muralla (la segunda), tenía 4,3 km de longitud y encerraba 100 hectáreas con sus respectivas 18 puertas de acceso (Fig. 3). La población siguió creciendo y aumentando en densidad: en 1194 la ciudad tenía 50.000 habitantes: la sexta o séptima en población en Europa. En este contexto fue desarrollo el concepto arquitectónico de “pórtico”. La necesidad de ampliar los edificios para albergar a más gente además de cubrir a los artesanos hacia las calles, originó la ocupación del espacio público con estructuras semi-privadas (Fig. 4). A finales del siglo XXI, el pórtico se extendió

234

last century, we began to study the “center” as the area within the urban layout of the fourteenth century walls (la “Circla”/the circle depicted in Fig 2).

A historical perspective: the regeneration of the city center as a preamble to the city expansion In the history of Bologna it’s possible to see that, in some important moments for the urban development, the relationship between regeneration and expansion of the center of the city was very important and that, in many cases, the first was a necessary condition for the second one. Three major events seem interesting under this point of view. The city made significant progress between the eleventh and twelfth centuries: the foundation of the “studium” in the 1088 and the establishment of the Town in the 1116 were two important moments for the city. The population increased rapidly: in the 1176 a boundary wall (the second of the city) was built, it was long 4.3 km, enclosed 100 hectares and had eighteen-access gates (Fig. 3). The population continued to grow and to increase its density: in the 1194 the city had 50,000 inhabitants: the sixth or seventh for population in Europe. In this context it was developed the urban and building solution of

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig. 03. Muralla de selenita (siglo V-VII), Cerca de los Torresotti (siglo XII), Circla (siglo XIV). Selenite Walls (V-VII Century), Cerchia dei Torresotti (XII Century), Circla (XIV Century)

Fig. 04. Catastro de los bienes de la Abadía de los santos Naborre y Felice. Cadastre of the goods of Abbazia dei Santi Naborre e Felice, century XVII.

por toda la ciudad obligando a su mesura para permitir en ancho mínimo de las calles. Cuando en otras ciudades la idea del pórtico fue abandonada, los ciudadanos de Bolonia la apreciaban enormemente. El ayuntamiento decidió imponer su construcción en los nuevos edificios modificando así la lógica de la ciudad: de una estructura que ocupaba el espacio público, a un espacio con utilidad pública dentro de la propiedad privada. Desde 1288, la construcción de pórticos tanto en al ciudad como en el extrarradio fue de obligado cumplimiento. El pórtico modificó el paisaje urbano de la nueva expansión de la ciudad en los límites de sus murallas desde 1320 (7,6 km de longitud, 420 hectáreas, 12 FRANCESCO EVANGELISTI

the porch. The need to expand the building to accommodate more people combined with the utility to have a covered area to work outside the craft shops facing the road, originated the occupation of the public land road with semi-private structures (Fig. 4). The porch spread very quickly forcing the town, at the end of the twelfth century, to take counteraction to ensure the minimum width of roads. While in other cities the use of the porch at this point was abandoned, in Bologna the citizens really appreciated this structure. The City Council decided to impose it in new buildings overturning the old logic: from a private structure that occupied public space, to a public facilities inside the private 235

puertas de acceso): los pórticos dentro de las murallas del siglo XIV aún conservaba su linealidad a lo largo de 38 km (Fig.5). El pórtico ha caracterizado la nueva expansión de la ciudad. El segundo caso es de la segunda mitad del siglo XIX. El nuevo orden político que seguía el fin del Reino Papal y la inclusión de la ciudad en el nuevo estado-nación de Italia, con un panorama económico vinculado a la realización de una conexión al ferrocarril reflejado, Bolonia lo reflejaba en su planeamiento. Esto se consiguió mediante una importante rehabilitación del centro histórico conectado a una nueva expansión de la ciudad más allá de las murallas del siglo XIV. A partir de 1860, la renovación del centro urbano fue planificada y en su mayor parte realizada con la intención de mejorar las condiciones de accesibilidad (construcción de rutas de acceso a la estación de ferrocarril, ampliación y adaptación de otras carreteras) y construcción de edificios representativos que desempeñasen un nuevo rol en la ciudad (localización de oficinas, parques, etc.) (Fig. 6). El “ajuste” del centro a las nuevas funciones permitió

property. So, since 1288, in the city and its suburbs the construction of porch houses became an obligation. The porch shaped the urban landscape of the new expansion within the city walls built since 1320 (7.6 km long, enclosing 420 hectares, with 12 ports access): the porches within the fourteenthcentury walls still have linear dimensions of over 38 km (Fig. 5). The invention of the porch as a solution for a living problem in the oldest part of the city has thus given rise to an urban device that also characterized the subsequent expansion of the city. Another significant case is the one of the second half of the nineteenth century. In the new political order following the end of the Papal Kingdom and the inclusion of the city in the new Italian nation-state, combined with new economic outlook tied to the progressive realization of the important railway junction, Bologna reflected on its development. This was achieved by an important rehabilitation of the historic center connected with a new expansion outer to the fourteenth century walls. Since 1860 the renewal of the urban center was planned and largely made, with the aim of improving its conditions

Fig. 05. Edificios porticado, levantamiento de 2011. Porch buildings, surveyed 2011. 236

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

que la ciudad encarase la expansión fuera de las muralla (que fueron posteriormente demolidas) siguiendo las reglas de una planificación organizada mediante una malla geométrica bien definida y regular dentro de un nuevo sistema de fortificaciones: el muro construido en 1859. La ciudad continuó con el plan aprobado en 1889 hasta después de la Segunda Guerra Mundial (Fig.7). El tercer caso es la recuperación del centro histórico tras la guerra. En las décadas de los 50 y los 60 del siglo XX, la ciudad

of accessibility (construction of access routes to the railway station, extension and adjustment of other roads) and to achieve some representative architectures of the new role of cities in the unitary state (banking locations and offices, garden squares ...) (Fig. 6). This “adjustment” of the center to new functions allowed the city to face the expansion outside the city walls (which were later demolished) following the rules of a plan organized by a regular and well defined geometrical mesh inside a new system of fortifications, the rampart, built in 1859. The

Fig. 06. Intervenciones de reestrucutración de los espacios públicos en la segunda mitad de 1800. Refurbishment of public spaces in the second half of 1800.

Fig. 07. Plan regulador y de Ensanche, 1889. Town Urban Plan and Extern Enlargement Plan,1889. FRANCESCO EVANGELISTI

237

fue reconstruida (debido a los numerosos daños sufridos) en terrenos situados en la parte norte de la ciudad, sin límite aparente (aunque a finales de los 60 fuese construida un nueva carretera a modo de muro). En los años 60 una importante política urbana permitió reconsiderar el marco de desarrollo regresando a focalizar la recuperación de la ciudad al centro histórico, en la protección de la ladera y en el desarrollo equilibrado de nuevos distritos “populares” de la ciudad. La recuperación del centro fue diseñada prestando especial atención a las formas históricas de asentamiento (analizadas desde una perspectiva tipológica de la morfogénesis del asentamiento), pero también desde aspectos sociales intentando evitar el desplazamiento de la gente más pobre y creando políticas de construcción de vivienda social en la parte vieja de la ciudad. El centro se enriqueció con nuevos equipamientos de interés social y cultural, mediante la recuperación de conventos y edificios cívicos, construyendo el alma de la ciudad que durante los mismos años fue extendiéndose por todo el territorio (Fig. 8).

Temas de actualidad Es importante entender si la situación actual de desarrollo de la ciudad puede compararse a situaciones anteriormente mencionadas y

city continued later to develop following the plan approved in 1889 until after World War II (Fig. 7). The third case is the one of the full recovery of the historical center after the war. In the 50s and 60s of the twentieth century the city was rebuilt (because of the significant war damages) in the agricultural land of the north apparently without limit (even if a new road which seemed a further round of walls was built in the late ‘60s). In the 60s important urban policies allowed to reconsider the framework of the development, going back to focus on the recovery of the historical center, on the protection of the hill and on the wellbalanced development of the new “popular” districts of the city. The recovery of the center was designed paying attention to the historical form of the settlement (analyzed from the typological perspective as an explanation of the morphogenesis of the settlement), but also to social aspects, trying to avoid the replacement of the poor people and creating policies for social housing in old part of town. The center was enriched with new equipment of social and cultural interest, made by recovering convents and civic buildings, building the soul of a city that in the same years, and in subsequent, extended on the territory (Fig. 8).

Current issues It’s important to understand if the current stage of development of the city can be compared to those previously mentioned and then what it is currently the meaning of working on the regeneration of the center for the development of the city as a whole. It is not easy to see how urban development takes shape in the territory today. Is the phase of the expansion, as extension to increase the urbanized city, really over? Are the social and economic current conditions still able to generate urban sprawl, or is it possible to consider the sprawl over? We are facing an ambiguous moment in which there are Fig. 08. Bologna centro histórico, portada de la exposición que ilustró el Plan para el Centro Histórico, 1970. Bologna Historic Center, the cover of the exhibition catalog that shows a plan for the Old Town, 1970. 238

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

también entender el significado que tiene la regeneración del centro para el desarrollo de la ciudad como unidad. No es fácil ver qué forma coge el desarrollo urbano en el territorio hoy en día. ¿Se ha superado el concepto de expansión como extensión de la ciudad urbanizada? ¿Es posible que las condiciones sociales y económicas actuales puedan todavía generar una expansión urbana descontrolada, o ya se ha superado esta problemática? En estos momentos estamos enfrentándonos a un momento ambiguo donde hay una distancia significante entre principios “sostenibles” y prácticas gubernamentales “poco sostenibles”. Es muy importante considera los cambios que afectan al centro histórico de la ciudad de los últimos años3: si preguntamos a la gente que vive hoy en el centro de Bolonia nos darán respuestas diferentes comparadas a hacerlas 40 años antes, cuando las políticas de renovación tenían un carácter conservador. Bolonia cuenta hoy en día con 377.000 habitantes, con una población diaria estimada de 550.000 personas. El centro acoge diariamente una tercera parte de la población (180.000), con una densidad y complejidad de formas de interacción que no pueden ocurrir en otras partes de la ciudad. Los residentes en el centro son 53.157, una cifra que apenas ha variado durante los últimos 8 años, lo cual conlleva a una estabilidad demográfica tal y como ocurre en otras partes de la ciudad, con un balance positivo en los movimientos migratorios naturales sobre balances negativos. Es una población que cambia, más joven que la media de la ciudad, con un nivel socio-económico medio-alto (educación e ingresos). El centro cuenta con un proceso rápido y fuerte de cambio: el 40% de la gente reside allí desde hace menos de 4 años. Con esta población de habitantes/residentes es necesario considerar la población que habita el centro pero no reside allí: 20.000 personas entre estudiantes y otros oficialmente no registrados. El flujo diario de estudiantes y trabajadores es aproximadamente de 63.000 personas, los visitantes ocasionales se cifran en 45.000 por día (gente que viene a comprar, a los FRANCESCO EVANGELISTI

significant distances between statements of principle “sustainable” and practices of government “unsustainable.” It’s as well important to consider the changes affecting the historic city center in recent years 3: if someone wonders who lives today in the center of Bologna can find different responses from the ones of forty years ago, when policies of conservative renewal took place. Bologna nowadays has 377,000 inhabitants, with a daily population estimated of 550,000 people. The center hosts daily one-third of this population (180,000 people), with a density and complexity of forms of interaction that cannot occur in other parts of the city. The inhabitants residing in the center are 53,157, a number essentially unchanged over the past eight years, a demographic stability derived, as in the rest of the city, by the positive balances in the natural migratory movements over negative balances. It is a changing population, younger than the average of the city, with a high or medium-high socio-economic profile (by level of education and income). The center has quick and strong process of change: the 40% of the residents is living there since no more than for years. With this population of inhabitants / residents it’s necessary to consider the population living in the center that does not reside there: 20,000 people (college students and others not officially registered). The input daily flow of student or workers is approximately 63,000 people, the occasional visitors (for shopping, public services, cultural events and activities or leisure) are estimated at 45,000 per day. High-density, high incidence of people in relation to residents, different modes of consumption (which varies during the hours of the day) make this part of town as the most exposed to problems related to coexistence between entities having different needs, in a context of scarcity and impossibility of offering new open public spaces. Other issues include: the contrast between the good level of building maintenance and the poor state of attention and maintenance of the public space, a traffic controlled but 239

servicios públicos, a eventos culturales y a actividades u ocio). Una densidad alta, una gran incidencia de personas en relación con los residentes, diferentes formas de consumo (que varía a lo largo del día) hacen que esta parte de la ciudad sea la más expuesta a problemas relacionados con la coexistencia entre las diferentes entidades, que tienen diferentes necesidades, en un contexto con carencia e imposibilidad de ofrecer nuevos espacios públicos abiertos. Otros aspectos incluyen: el contraste entre el buen nivel de mantenimiento de los edificios y la mala situación en la que se encuentra el espacio público, el tráfico está controlado pero es incompatible con la estructura porticada típica del centro. El problema del tráfico refleja la importancia de la accesibilidad para las actividades económicas del centro. La lógica de una regeneración integrada, descrita al principio de este artículo, muestra que el tema de la recuperación del centro histórico puede ser una estrategia necesaria para afrontar el proceso de transformación y de recalificación regenerativa en al ciudad. Esto puede considerarse reconsiderando el centro histórico desde una perspectiva evolutiva tal y como se ha descrito antes y en el que se considera temas de equidad, eficiencia y sostenibilidad. Reconsiderar el centro significa entender que las áreas que fueron las primeros áreas industriales de la ciudad son ahora el centro desde un punto de vista geográfico, considerando que la dimensión urbana y que se necesita definir urgentemente su rol en términos de centralidad (Fig. 9). Los temas urbanísticos más importantes que permitan el proceso de regeneración del “nuevo centro” de la ciudad parecen ser, en el caso de Bolonia, aquella que contemplen la recualificación del espacio público, la creación de nuevas infraestructuras, y la rehabilitación energética del parque edificado construido de baja calidad. Las necesidades cambiantes de los ciudadanos en el uso del espacio público 240

incompatible with the porch structure / road typical of the center. The problem of the traffic shows the accessibility issues as important on the small economic activities of the center. The logic of the integrated regeneration, described at the beginning of this paper, shows that even today the issue of recovery of the historical center can be a necessary strategy to trigger processes of transformation and sustainable regenerative requalification throughout the city. This is achievable reconsidering the historical center in an evolutionary perspective as described above and taking into account issues of equity, efficiency and sustainability as mentioned in the introduction. Reconsidering the center means to understand how the areas that have been the first industrial suburbs of the city are nowadays central under a geographical point of view, considering the urban dimension and how urgent is the redefinition of their role in the city in terms of centrality (Fig. 9). The major urbanistic issues to enable regeneration processes from the “new center” of the city seem to be, in the case of Bologna, those of the requalification of public spaces, the ones of the new infrastructures, of the renewal or of the efficiency of a building stock of poor quality. The changing needs of the citizens on the use of public spaces are a crucial challenge to regenerate the civic nature of the city: to be citizens means to freely use the public spaces, the places of confrontation and social inclusion. In the case of Bologna this issue is considered as central and concerns the requalification of the old important central points (the most famous squares such as Piazza Verdi or the entire system of porches), the redesigning of the new centralities in the periphery (as for the participatory design contests called Bella Fuori / Beautiful Outside), and as well the project of centrality of the areas of the new urban expansion becoming a reference for the redefinition of a sustainable relationship between urban and rural territory (Fig. 10).

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig. 09. Zonas de actuación del Plan Regulador y de Ensanche de 1889, actualmente abandonadas o reconstruidas. Zones of the city changed toward the Town Urban Plan and Extern Enlargement Plan of the 1989, currently rebuilt or abandoned.

son un reto crucial para regenerar la naturaleza cívica de la ciudad: ser ciudadano significa utilizar libremente los espacios públicos, los espacios de inclusión social y de confrontación. En el caso de Bolonia, este tema se considera central y considera la recualificación de viejos centros neurálgicos (las plazas más importantes como la Piazza Verdi o los pórticos), la re densificación de los nuevos centros periféricos (como el concurso de diseño participativo de Bella Kuori), así como el proyecto de centralidad de nuevas áreas urbanas que se conviertan en referencia para la redefinición de relaciones sostenibles entre lo urbano y lo rural (Fig. 10). Asegurar la seguridad de los usuarios, facilitar el acceso a los equipamientos y el mantenimiento del mobiliario como antídoto a la degradación, prestar atención al atractivo estético de los lugares para mejorar la aceptación y el sentido de cuidado entre los ciudadanos: todos estos temas encauzan el trabajo de los técnicos y profesionales que crean plazas y jardines, generando

FRANCESCO EVANGELISTI

Ensuring the safety of users, the ease of equipment and street furniture maintenance as the antidote to degradation, the attention to the aesthetic attractiveness of the sites to increase the acceptance and then the sense of care in citizens: these are the items that guide the work of technicians and professionals who create squares and gardens that can be really meeting places where pleasantly spend free time or simply to cross. The theme of the infrastructures, perhaps the most sensitive for Bologna, has the same urgency both in the historic center and in the rest of the city, however addressing specific issues related to very different contexts. The problem of the compatibility of new transport technologies with the old town is particularly acute and discussed at all levels. It generates conflicts that are not always fertile with the result that projects starts slowly and that the proposed interventions are, at the end, dissatisfying for everyone. The accessibility to the center can not be effectively addressed and resolved if it is not included in a broader

241

Fig. 10. Centralidad del espacio público, una clasificación tipológica. Centrality of the public space, a typological classification.

lugares de encuentro donde los ciudadanos puedan pasar el tiempo libre o simplemente atravesar. El tema de las infraestructuras es, tal vez, uno de los más delicados en Bolonia, tiene la misma urgencia de actuación tanto en el centro de la ciudad como en otras parte, sin embargo, el contexto es muy diferente. El tema de la compatibilidad entre modos de transporte nuevo y viejo es particularmente complicado y discutido a todos los niveles. Se generan conflictos entorno a los resultados de ciertos proyectos que comienzan muy lentamente y propuestas, que al final, no satisfacen a nadie. El tema de la accesibilidad al centro de la ciudad debe resolverse considerando una visión global que reorganice el transporte público en toda la ciudad, incluyendo el área metropolitana. Se deberían poder integrar distintas tecnologías, algunas de ellas nuevas, otras que involucren la reutilización de redes obsoletas, sin menospreciar el impacto energético y ambiental de las actuaciones (Fig. 11). Otro tema de importancia contempla la sostenibilidad y la eficiencia relacionadas con la energía, la rehabilitación energética del parque edificado. Si la construcción de edificios de nueva planta con un diseño sostenible es obligatoria, la renovación de edificios deficientes en términos energéticos es mucho más complicada. 242

vision of the overall reorganization of public transport extended to the entire city and surrounding metropolitan area. It should aim to integrate several technologies, some of them new, others involving the re functioning of old networks, without neglecting the environmental and energetic impact (Fig. 11). The other issue that concerns the efficiency and the sustainability of the city is related to the importance to start with the energy - performances recover of a wide old stock building. If for new construction the sustainable design can be compulsory, the issue of recovery old buildings inadequate in terms of performance is much more complex. Inside the old town, after the Plan of the 1970, there are old buildings that have interesting features in terms of quality. The harder part is the intervention on the part of city quickly built after the World War II without an adequate accessibility and measures to reduce the energy consumption. From this point of view, the intervention projects try to work in the field that lies between applied research and building regulations, studying then incentive mechanisms for private buildings and carrying out public experimental interventions. The municipality of Bologna is a partner in the European project 3ENCult which aims to explore the possibility of significantly

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig. 11. Infraestrucutras para la movilidad en los documentos del Plan Estructural. Infrastructure for the mobility in the documents of the Structural Plan.

Dentro de la ciudad vieja, después del Plan de 1970, hay numerosos edificios interesantes en términos de calidad. La parte más difícil es la intervención en los barrios que se construyeron de manera rápida después de la Segunda Guerra Mundial, sin una adecuada accesibilidad y sin medidas para el ahorro de energía. Desde ese punto de vista, los proyectos de intervención tratan de trabajar en temas relacionados con la investigación aplicada y las normativas, estudiando mecanismos de incentivo para los edificios privados y desarrollando intervenciones públicas de carácter experimental. La municipalidad de Bolonia es parte del proyecto europeo 3ENCult, con el que se pretende explorar la posibilidad de reducir el impacto energético de edificios históricos de manera significativa respetando su valor artístico y cultural. El proyecto se basa en la necesidad de contar con un enfoque de investigación de carácter multidisciplinar que pueda garantizar el desarrollo de soluciones técnicas efectivas en términos energéticos FRANCESCO EVANGELISTI

reducing the energy impact of historic buildings respecting their cultural and artistic value. The project is based on the awareness that only a multidisciplinary research approach can ensure the development of technical solutions effective in terms of energy for the preservation of the architectural features of historic buildings. The project involves a large number of European partners, with different skills and interests (universities and research institutes, professional firms, companies, associations of owners, public agencies, etc.) considering the fact that urban areas are living systems where investment and private interventions are crucial. In the project the research is accompanied and stimulated by a series of study cases which allow checking the adaptability of the found solutions to concrete and very different situations. The study case in Bologna is the Palazzo Comunale (the Town Hall, fig. 12), whose project of restoration and new functions assignment is currently in a developing phase. The project 3ENCult aims 243

Fig. 12. Ayuntamiento (Palazzo D’Accursio), Piazza Maggiore.Town Hall (Palazzo D’Accursio), Piazza Maggiore.

para la preservación de las características arquitectónicas de los edificios históricos. En el proyecto están involucrados un gran número de socios europeos, con diferentes intereses y capacidades (universidades y centros de investigación, empresas, compañías, asociación de propietarios, agentes públicos, etc.) considerando el hecho de que las áreas urbanas son sistemas vivos donde la inversión pública y privada es esencial. Este proyecto de investigación está acompañado y simulado con una serie de casos de estudio que permiten comprobar la adaptabilidad de las soluciones para concretar y verificar las diferentes soluciones adoptadas. El caso de estudio en Bolonia es el Palazzo Comunales (Fig. 12), cuyo proyecto de restauración y asignación de nuevas funciones se encuentra en fase de desarrollo. El proyecto 3ENCult trata de desarrollar y comprobar tecnologías, identificando factores que son fácilmente transferibles y replicables en todos los contextos europeos. Otros estudios (desarrollados por las Universidades de Bolonia y de Ferrara), han tratado el tema de la rehabilitación energética de edificios “modernos”, prestando especial atención a las viviendas construidas entre las décadas de los 50 y 80 del siglo XX (Fig. 13). Siguiendo esta línea de acción, la ciudad financió la sustitución de viviendas 244

to develop and test technologies, identifying the factors that are more easily transferable and replicable in all European contexts Other studies, carried out with the Universities of Bologna and Ferrara, have investigated the issue of the energy rehabilitation of “modern” buildings, with particular attention to social housing built in the fifties and eighties of the twentieth century (Fig. 13). Following this line of action the City funded the replacement of the social housing stock considered not recoverable located in the historic part of town, combining attention to technological aspects of the building and to the social aspects (protected residences, services, cohousing, quality of public spaces) (Fig. 14). In this case, the needs identified and resolved before in the new constructions and then in buildings with less constraints of modifiability, produce effects applicable with greater caution to buildings and historical contexts.

Tools To treat in a coherent and coordinated way the issues noted above, between 2005 and 2009 Bologna redefined its local government tools, in accordance to a new regional law4 and renewing a thirty year old frame of urbanistic rules.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig. 13. Universidad de Ferrara, Recualificación urbana, funcional y energético-ambiental de los edificios proyectados por Giuseppe Vaccaro en el quartiere Barca. University of Ferrara. Urban, environmental, energy and functional renewal of buildings, designed by Joseph Vaccaro in the Quartiere Barca. Fig. 14. Intervención de sustitución de edificación social en Via Albani. Replacement intervention on a social housing at Via Albani.

sociales difícilmente recuperables de la parte histórica de la ciudad, considerando sus aspectos tecnólogos y sociales (edificios protegidos, servicios, viviendas compartidas, calidad del espacio público) (Fig. 14). En este caso, las necesidades fueron inicialmente identificadas y solucionadas en estas construcciones con menos restricciones para su modificación, y aplicables con mayor cuidado en los edificios y contextos históricos.

FRANCESCO EVANGELISTI

The new instruments, the Piano Strutturale Comunale (Municipal Structural Plan, approved in 2008) (Fig. 15), the Regolamento Urbanistico Edilizio (Urbanistic Building Regulation) and the Piano Operativo Comunale (Executory Plan, approved in 2009) contain strategies for the government of the urban transformations in the next fifteen years, the rules for the urban and building intervention and the planning of the operations to be activated in the first five years of implementation.

245

Herramientas Para tratar todos estos temas de una manera coherente y coordinada, Bolonia redefinió sus herramientas gubernamentales locales entre 2005 y 2009, de acuerdo a la nueva ley regional4 y renovando las reglas de los últimos 30 años. Los nuevos instrumentos del Piano Strutturale Comunale (aprobado en 2008) (Fig. 15), el Regolamento Urbanistico Edilizio y el Piano Operativo Comunale (aprobado en 2009) contienen estrategias para la transformación urbanísticas de los próximos 15 años, reglas para la intervención urbana y en los edificios, y el planeamiento de operaciones que se activen en los 5 primeros años. Las principales decisiones para la parte histórica son las siguientes (Fig. 16): • Reconsiderar diferentes formas para evaluar la ciudad existente, no sólo basándose en el orden cronológico, sino que reconociendo diferentes tejidos urbanos que determinen distintos paisajes, extendiendo el límite de la ciudad histórica en términos de tiempo y espacio, reemplazando el concepto de “ciudad vieja” por “ciudad histórica” (de Centro Storico a Città Storica). Las partes que se reconocen son el “núcleo de oro” (que ocupa la parte central de la “ciudad vieja”) (Fig. 17), la “ciudad jardín”, los “tejidos compactos” y las áreas cuya forma se deriva de un uso específico (hospitales, etc.). El “valor” de los edificios es revisado y se distingue entre el indudable “valor monumental” de aquello que tenga carácter “documental”. Los edificios de arquitectura moderna de calidad similar pueden tener el mismo estatus que los viejos desde el punto de vista de reconocimiento. • La recalificación de la matriz viaria del asentamiento urbano Po Valley, la vía romana Emilia (Fig. 18 y 19), se consideran una operación necesaria y simbólica para comenzar con las operaciones de regeneración de la habitabilidad en el contexto urbano a través del diseño del espacio público. • Reafirmar y promover un uso residencial 246

The basic choices for the historical city (Fig. 16) are attributable to the following principles: • To reconsider the various forms of value of the existing city, basing it not on a chronological order, but on the recognition of the different tissues that determine different urban landscapes, expanding the edge of the historic part of town in terms of time and space, replacing the concept of “old town” with “historical city” (from Centro Storico to Città Storica). The parts recognized are the “old core” (which occupies the central portion of the “old town”) (Fig. 17), the “garden neighbourhoods”, the “compact tissues” and the areas whose shape is derived from special usage (barracks, hospitals, etc. ...). The “value” of buildings is reviewed by distinguishing clearly those of unquestionable “monumental value” from those whose value can be attributed to the concept of “document”. The modern architecture buildings of quality can have the same status value of the old ones on the basis of a critical recognition of buildings. • The requalification of the matrix road of the urban Po Valley settlement, the Roman Via Emilia (Fig. 18 and 19), is considered as a necessary and symbolic operation for starting operations of regeneration of habitability in the urban contest through the design of the open public space. It is the central object of attention in the protection of the center, shifting, from buildings to squares and street the axis of priorities contained in the previous season of planning and governance of the territory. • To reaffirm and promote the residential use of the central part of the city some recovery interventions are promoted (with particular attention to public social housing). More, major interventions are provided and immediately planned for the reorganization of functions in the center and to redefine their urban role through relocation: the new role and the new project for the central railway station, the new municipal and provincial government offices which pivot on the station to move in the northern part of the historic city, some universities and technical-

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig. 15. Clasificaci贸n del territorio en los documentos del Plan Estrucutral Municipal. The classification of the territory in the documents of the Municipal Structural Plan.

Fig. 16. La ciudad hist贸rica en los documentos del Reglamento Urbanistico Edificatorio. The historic town in the documents of the Urbanistic Building Regulations. FRANCESCO EVANGELISTI

247

en la parte central de la ciudad mediante intervenciones de renovación (en especial en viviendas públicas sociales). Más aún, mediante más intervenciones de carácter inmediato para la reorganización de funciones en el centro y que redefinan su rol urbano a través de su relocalización: el nuevo rol y proyecto para la estación central de ferrocarril, las nuevas oficinas gubernamentales municipales y provinciales que pivoten en la estación y que movilice la parte norte de la ciudad histórica, nuevas universidades y centros de investigación científico-técnicas que se relocalicen para reducir la presión sobre el centro de la ciudad y para traer elementos de cualificación funcional y formal en los “suburbios”. • La apelación a la ciudad histórica debe ser el tema de la política de gestión integrada. Para compatibilizar funciones potencialmente conflictivas como la vivienda, el trabajo y el tiempo libre, es necesario desarrollar políticas sectoriales diferentes (económicas, sociales, culturales y ambientales) de una manera coordinada: el plan selecciona partes de la ciudad histórica para que desempeñen el papel principal, y otras partes más “calmadas” y adaptadas para vivir. Esto se alcanza mediante el análisis de la estructura, la morfología y el carácter público de los espacios abiertos. • Las nuevas reglas de planificación y de nueva edificación están pensadas para la conversión del patrimonio desde una perspectiva sostenible: por esta razón todas las acciones virtuosas que mejoren la eficiencia energética, el ahorro del agua, la permeabilidad de los suelos y las áreas verdes serán incentivadas. Más aún, la ciudad empezó experimentos en edificios para la generación de energía y para reducir el consumo. El nuevo plan ha sido discutido intensamente con los ciudadanos pero su implantación no puede empezar sin la sinergia que se genere del trabajo social en un contexto que ha cambiado en los últimos años. Si la ciudad pudiese contar con sólidas asociaciones, con una estructura fuertemente vinculadas a un sistema de representación política,

248

scientific research offices that are relocated in order to reduce the pressure on the city center and to bring elements of functional and formal qualification in the “suburbs”; • The strong and growing appeal of the historic city must be the subject of integrated management policies. To render compatible some functions potentially conflicting such as housing, working and recreation, it is necessary to perform different sectorial policies (economic, social, cultural and environmental) in a coordinated way: the plan selects parts of the historic city suitable to have a central and directional role, and other parts more “calm” and adapt to live. This is achieved by a job of analysis and design of the structure, of the morphology and of the character of public open spaces. • The new building and planning rules are aimed to the conversion of the historic building heritage in a sustainable perspective: for this reason all the virtuous actions to improve energy efficiency, water saving, permeability of soils and green areas are incentivized. More, the City started experimentations on its buildings for the production of energy and to reduce energy consumption. The new plan has been discussed extensively with the citizens but its implementation can not start without the development of large synergies on the social work in a contest rapidly changed in recent years. If the city could count on a solid system of associations, a social tissue strongly linked to a system of political representation, currently the representation is weaker, more fragmented and perhaps more willing to be involved with more commitment. The organization with which the City addresses this changed context tries to consider several aspects: • to put in action integrated policies by the local government, it was considered appropriate to set up a new office, called the “Protection and Management of the Historic Center”, with the aims to work on the quality of public space in the center, addressing in an integrated and transversal way the different aspects of competence of the Administration;

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig. 17.La ciudad antigua. The old town.

Fig. 18. Figaras de la reestructuraci贸n. La ciudad de la Via Emilia oriental en el Plan Estructural Municipal. Figures of the refurbishment. The city of the easterly via Emilia in the documents of the Structural Plan.. Fig. 19. Figaras de la reestructuraci贸n. La ciudad de la Via Emilia occidental en el Plan Estructural Municipal. Figures of the refurbishment. The city of the easterly via Emilia in the documents of the Structural Plan..

FRANCESCO EVANGELISTI

249

actualmente la representación es más débil, más fragmentada quizás con la idea de querer involucrarse con un mayor compromiso. • La municipalidad creó el Centro Urbano de Bolonia (CUB), un lugar creado por la administración (compartido y respaldado por agentes importantes de la política urbana) para informar y discutir la transformación de la ciudad, asignando una gran importancia a informar y a comunicar actividades y para fomentar una mayor participación de la gente con los que diseñan las transformaciones, inducir a un mayor cuidado en el área común de la ciudad. Se creó un punto de información (en Salabrosa, la biblioteca provincial, en la Piazza Maggiore, Fig. 20) asociado a prácticas de escucha y de discusión para la planificación participativa en el área central de los proyectos de regeneración de espacios públicos. La ciudad inició y respaldó proyectos de arquitectura y de urbanismo, como el rediseño de la Piazza Verdi (Fig. 21) en el centro de la ciudad, o proyectos de intervención artística y social iniciadas por los comerciantes, como el ya expuesto CUB para la regeneración de Mercato delle Erbe (Fig.22). Las nuevas herramientas de planificación parecen seguir la lógica de un urbanismo de regeneración integrada propuesta y dispuesta en esta conferencia, enfatizando el “planeamiento social”, que cuida la relación entre el espacio y la sociedad, podría ser una herramienta de mejora en términos de sostenibilidad para la ciudad.

250

• the municipality created Urban Center Bologna (UCB), a site created by the administration (shared and supported by some important actors in urban policy) to inform and discuss the transformation of the city, assigning great importance to information and communication activities and to encourage a bigger participation of people in the design of transformations, to induce greater care of the common area of the city. It was created a show and informative center (in Salaborsa, main library of the city, in the Piazza Maggiore, fig. 20 ) associated with practices of listening and discussion for the participatory planning in the area centered on regeneration projects of public spaces. Architectural and urban planning projects were initiated and supported by the City, such as the redesign project of Piazza Verdi (Fig. 21) in the heart of the city, or artistic and social intervention projects initiated by commercial operators or citizens, such as the one currently exposed at UCB on the regeneration of the Mercato delle Erbe (the Herb Market, Fig. 22). The new planning and operational tools appear to follow the logic of integrated urban regeneration proposed and discussed in this conference, focusing the attention on how a “social planning”, careful to the relationship between space and society, may be an useful tool for improving the sustainability characteristics of the city.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig. 20. Urban Center Bologna.

Fig. 21. Piazza Verdi.

Fig. 12. Mercado de las hierbas. Market of the Herbs.

FRANCESCO EVANGELISTI

251

Referencias

References

1. Anna Laura Palazzo, Sfide della rigenerazione urbana: sostenibilità, efficienza ed equità, in “Urbanistica Informazioni” n. 231, 2010.

2. La definición más reciente de “centro histórico” de Bolonia contempla la totalidad de áreas que componen la “vieja ciudad”, identificado por el Municipal Structural Plan aprobado en 2008. Bologna: leggere il nuovo piano urbanistico, Psc+Rue+Poc, de Bertrando Bonfantini y Francesco Evangelisti, 2009, Comune di Bologna and La città storica contemporanea, de Francesco Evangelisti, Piero Orlandi e Mario Piccinini, 2008, Edisai, collana Leggere e scrivere la città de Urban Center Bologna volume 02

2. The most recent definition of “historical center” of Bologna is the whole of the urban areas that compose the “old town”, identified by the Municipal Structural Plan approved in 2008. See Bologna: leggere il nuovo piano urbanistico, Psc+Rue+Poc, cured by Bertrando Bonfantini and Francesco Evangelisti, 2009, Comune di Bologna and La città storica contemporanea, cure by Francesco Evangelisti, Piero Orlandi e Mario Piccinini, 2008, Edisai, collana Leggere e scrivere la città cured by Urban Center Bologna volume 02

3. Gianluigi Bovini, Chi abita la città storica a Bologna, in La città storica contemporanea, op. cit.

4. Regional Law 20/2000, por el que EmiliaRomagna Region considera los nuevos requisitos de sostenibilidad y una nueva era de desarrollo urbano más orientado a rehabilitación de áreas urbanas existentes que la adición de nuevas.

4. Regional Law 20/2000, by which the Emilia-Romagna Region considers the new sustainability requirements and the new season of urban development more oriented to the rehabilitation of existing urban areas than to additions of new ones.

Bibliografía Bibliography 1. Bologna Centro Storico, Catalogo della mostra in Palazzo d’Accursio, Nuova Alfa, Bologna, 1970. 2. BERTRANDO BONFANTINI and FRANCESCO EVANGELISTI (cured by), Bologna: leggere il nuovo

6. MICHELE MARCHESINI, RAFFAELLA PALMIERI, ROBERTO SCANNAVINI, Nascita della città postunitaria 1889 – 1939, Nuova Alfa, Bologna, 1988

piano urbanistico, Psc+Rue+Poc, Comune di Bologna, Bologna, 2009.

7. Bologna, Atlante Storico delle città italiane, EmiliaRomagna 2, cured by F. Bocchi, Edizioni Grafis, Bologna, 1995-1999

3. PIERLUIGI CERVELLATI, CARLO DE ANGELIS, ROBERTO SCANNAVINI, La nuova cultura delle città, EST Mondadari, Verona, 1977

8. Bologna, Architettura città paesaggio, cured by P. Giordani, G. Gresleri and N. Marzot, Mancosu, Roma, 2008.

4. Comune di Bologna, Risanamento conservativo del centro storico di Bologna, Graficoop, Bologna, 1979. 5. FRANCESCO EVANGELISTI, PIERO ORLANDI AND MARIO PICCININI (cured by), La città storica contemporanea, Edisai, Collana leggere e scrivere la città, cured by Urban Center Bologna, Volume 02, Bologna, 2008.

252

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fernando Bajo Martinez de Murgu铆a UPV/EHU fernando.bajo@ehu.es

a prop贸sito de la redensificaci贸n about redensification

FERNANDO BAJO MARTINEZ DE MURGUIA

253

La Redensificación Urbana es una herramienta eficaz y novedosa a la hora de corregir intensidades de usos, discontinuidades, o incluso renovaciones urbanas puntuales de significativa importancia… Y sin embargo continúa siendo una gran desconocida dentro de la práctica del urbanismo cotidiano que sufrimos, padecemos o practicamos. A pesar de que nos acerca un poco más a eso que denominamos de forma un tanto inconsciente urbanismo sostenible (y con el que estoy seguro todos estamos de acuerdo por lo “sostenible”). Siguiendo un modelo cuasiperipatético de aproximación al saber, podríamos establecer una serie de preguntas básicas a la hora de comprender de qué se trata cuando hablamos de redensificación en el contexto de la práctica del urbanismo actual.

¿Qué es la redensificación urbana? Es una herramienta urbanística que permite alargar la vida útil del suelo; un bien no renovable que merece una intensificación de su uso hasta ahora no tenida en cuenta. Trata de optimizar al máximo el rendimiento urbanístico del suelo urbano según los modelos de la ciudad compacta meridional europea, atendiendo a todos los requisitos legales y funcionales que un crecimiento sostenible demanda.

¿Qué condiciones deben darse para que sea eficaz esta herramienta? Se trata de una medida práctica ajustable a las necesidades reales del urbanismo sea de la escala que sea, por lo que no demanda condiciones específicas de partida (más que la voluntad política y el consenso ciudadano).

¿Qué experiencias cercanas existen al respecto? Quizá una de las más importantes a nivel estatal sea la efectuada en los nuevos desarrollos urbanos hacia el Este y Oeste de Vitoria-Gasteiz, que hasta cierto punto ha “corregido” un excesivo consumo de suelo en poco tiempo, permitiéndole convertirse en European Green Capital para el año 2012.

254

The Urban Redensification is a useful and original tool to correct use intensity, discontinuity or important punctual urban renovations. It’s an unknown approach in the daily urbanism that we are practising and suffering, even if it’s a way to reach the so senseless called sustainable urbanism (and I am sure, we all agree with the word urbanism). Following a quasi peripatetic model of approximation to the knowledge, we could establish a series of basic questions to understand what we mean talking about redensification in the current practise of urbanism.

What is urban redensification? It s an urbanist tool that allows to extend the useful life of soils, a no renewable good that deserves the intensification of use as a few considered practise. It tries to maximize the urbanistic earning of the urban soil as in the models of the European compact southern city, in accordance with legal and functional requirements that a sustainable growth asks for..

Which conditions the tool requires to be effective? It is a practical measure adaptable to the real needs of real urbanism, to all scales, that does not need any particular starting condition (only the political wish and the agreement of people)

Are there any experiences close to it? May be one of the most important in Spain was the one made in the eastern and western urban development areas of the city of Vitoria-Gasteiz. It helped in a short time to correct the dynamics of soil waste, allowing the city to win the European Green Capital Award 2012

How much can it correct and complement the existing urbanism? Actually it is the ideal complement of general planning tools, or the most efficient

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

¿En qué medida puede corregir y complementar al urbanismo existente? Se trata en realidad del complemento ideal al planeamiento de rango general, o en su caso de la alternativa más eficaz a la redacción de un nuevo PGOU, ya que puede estructurarse como revisión parcial del mismo, o como conjunto de desarrollos puntuales de menor rango a través de Planes Especiales de Ordenación Urbana.

¿Cuál es el ámbito idóneo para el uso de la redensificación como herramienta de corrección urbanística? Fundamentalmente lo constituyen los ámbitos urbanos hace ya tiempo consolidados, o en su caso, y como alternativa, los totalmente nuevos y en absoluto consolidados. Pero nunca los semiconsolidados, fundamentalmente por dos razones: Por un lado las quejas de los nuevos vecinos por el repentino y prematuro cambio de sus expectativas. Y por el otro, el ridículo que pesa sobre la administración competente por su falta de previsión a corto plazo.

¿Supone la redensificación una nueva medida de actuación urbanística? Sí hasta cierto punto, puesto que pone en juego el instrumento básico para “crecer hacia adentro”, y en el contexto actual que es muy sensible hacia temas como el uso del suelo, es de una importancia capital. El problema es que dentro del modelo desarrollista extensivo en el que todavía estamos inmersos, si se opta por redensificar se hace inicialmente tan solo en nuevos ámbitos todavía sin consolidar, nunca en los existentes; creando elementos urbanos dispares y discontinuidades formales manifiestas.

¿En qué radica redensificación?

interés

alternative to the drafting of a new PGOU (Plan General de Ordenación Urbana/ General Planning Tool) if used as its partial revision. It can be used as well as a tool for punctual development of lower rank (Planes Especiales de Ordenación Urbana)

What is the appropriate field to use redensification as a tool for urbanistic correction? Basically the appropriate fields are all the consolidated urban fields, or the new and consolidated ones, but never the semiconsolidated ones, for two reasons. The first, the complains of citizens for the sudden and premature change in their expectations. The second, the laughingstock for the administration for its lack in short time forecast ability.

Does the redensification imply new measurements in the urbanistic procedures? Yes in a way, as it involves the basic tool “to grow toward inside” and for the big importance of this concept in a context sensible for such questions. The problem is that, inside the extensive developmental model where we are, the redensification is made at the beginning only in not consolidated areas of the city and never in the existing ones, creating disparate urban elements and formal discontinuity.

Why is redensification an interesting tool? It’s interesting above all in its adaptable degree of complexity that makes it a versatile “urban medicine”, few or very aggressive depending by necessities. Its spectrum goes from filling up holes or rising buildings, to modify settlement or moving land uses (for example by special planes for urban assessment).

Sobre todo en su grado adaptable de complejidad, que la convierte en una herramienta muy versátil como “medicina urbana”; poco o muy agresiva según las necesidades. Su espectro abarca desde FERNANDO BAJO MARTINEZ DE MURGUIA

255

llenar simples huecos o subir más alturas de las inicialmente permitidas, hasta modificar tramas y trasladar usos, (por ejemplo a través de figuras urbanísticas como los planes especiales de ordenación urbana).

Is it possible to list some of its advantages? •

It restricts the use of soil, and therefore the consumption of a non renewable good.

¿Podrían enumerarse alguna de sus ventajas?

•

It renews the urban tissue.

•

It adapts the urban tissue to new and changing needs.

•

It allows simultaneous and integrated actions.

•

Restringe el uso de suelo, y por tanto el consumo de un bien no renovable.

•

Renueva el tejido urbano, revitalizándolo.

•

Lo adapta adecuadamente necesidades nuevas y cambiantes.

•

It is compatible with urban figures of different ranks.

•

Permite una simultaneidad actuaciones integradas.

•

The level and the risks of a possible mistake are limited.

•

Es compatible con figuras urbanísticas de diferentes rangos.

•

It works always on a framework already tested that has recognized needs.

•

El nivel y riesgo de una posible equivocación es limitado.

•

Opera siempre sobre un marco ya testado que posee necesidades reconocidas.

It takes advantage of the infrastructure and the services without increasing the expenses.

•

It gives shape to the city

•

It allows a range of intensities.

Aprovecha buena parte de las infraestructuras y servicios sin mayor gasto.

And some inconvenient? (Only two)

•

Otorga forma a la ciudad.

•

Permite un abanico de intensidades.

¿Y alguno de sus inconvenientes? (Tan solo dos) •

La oposición vecinal, fundamentalmente por falta de información.

•

Necesidad de una visión global integrada desde la Administración.

Pero a la hora de ofrecer un ejemplo práctico de lo hasta ahora dicho, es necesario aclarar algunas consideraciones generales sobre el tema de acuerdo con el siguiente esquema; •

Acerca del urbanismo actual

•

Acerca de un denominado urbanismo sostenible

•

Sobre el ejemplo de la ciudad de Vitoria (reflexión crítica)

256

•

The opposition of local residents, mainly due to the lack of information.

•

The need for an integrated global view for the Administration.

Before giving a practical example of all these thins, it is necessary to clarify some general considerations about the issue in accordance with the following scheme

About the current urbanism •

About a so called sustainable urbanism

•

On the example of the city of vitoria (a critical reflexion)

About the current urbanism As a rough approximation to the practice of the urban planning that is practiced today, and being aware of the reductionism that it implies, I would point out a number of general ideas which serve as a common background. It is evident that all the western cities tend to

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Acerca del urbanismo actual Como aproximación grosera a la práctica del urbanismo que se está practicando hoy en día, y siendo consciente del reduccionismo que ello implica, me gustaría señalar una serie de ideas generales que sirven como lugar común. Porque la verdad es que todas las ciudades del mundo occidental tienden a parecerse cada vez más; en parte debido a que compiten por lo mismo. Lo más preocupante es que no solo se parecen formalmente (en realidad todas ellas carecen cada vez más de una forma identitaria), sino que además pugnan por disponer de equipamientos similares; ofreciendo el mismo mix de usos. Su oferta se identifica de tal manera que, (aludiendo al símil de la moda), la leve diferencia tan solo se adscribe a la etiqueta del traje que visten. Es decir, se trata fundamentalmente de un problema de marca. El modelo urbano estelar al que ésta situación compartida y poco reflexiva nos dirige, no es otro sino al de una ciudad genérica con las siguientes características negativas: - monotonía urbana incapaz de fomentar bienestar, ni tampoco relaciones provechosas entre sus ciudadanos, exenta de alma y la mayor parte de las veces ajena a una empatía ciudadana. - escasa compacidad y exceso de espacios públicos libres o edificados, costosos en su urbanización y conservación. Muchos de los cuales generan discontinuidad de intensidad de la trama urbana, provocando vacíos sin identidad incapaces de albergar complejidad, y que además disuaden y dificultan los desplazamientos peatonales y las relaciones de proximidad. - sensación de inseguridad, porque los espacios públicos objetuales sobredimensionados rebasan la escala humana, resultando fríos e impersonales. Lo mismo que las zonas residenciales de baja densidad. - dificultad de funcionamiento racional del transporte público, por falta de densidad humana y largos trayectos, estimulando el uso del vehículo privado, con las FERNANDO BAJO MARTINEZ DE MURGUIA

resemble one to each other more and more in part because they are competing for the same things. The most worrying aspect is that they not only resemble formally (actually all of them increasingly lack an identity), but also that they are struggling to have similar equipment and to offer the same mix of uses. Their offer is so similar that (referring to the metaphor of fashion), the only slight difference is ascribed to the tag of the dress they wear. That is, essentially a brand problem. This shared and not reflexive situation leads to the urban model of the generic city with the following negative characteristics: - Urban monotony, unable to promote nor welfare neither relationships among its citizens, without a soul and most of the time without a civic empathy. - Low compactness and excess of free or built public spaces, expensive in its development and conservation. These kind of public spaces generate discontinuity in the intensity of the urban tissue, causing gaps without identity unable to accommodate complexity, and discouraging and impeding pedestrian movement and close relationships. - Sense of insecurity, because the objectual oversized public spaces reduce the human scale, getting cold and impersonal. Like the low-density residential areas. - Difficulty in the rational functioning of public transport because of the lack of human density and long distances. It encourages the use of private means of transportations and generates a negative impact because of pollution, congestion, parking requirements, etc. In summary and contrary to what it might seem, it is a model of a city with no personality, expensive in the construction and maintenance, hostile to the citizen, a place where human relations are very limited. Far away from the concept of the compact city in which the public field is the main protagonist as the scene of rich social relationships.

257

repercusiones negativas de contaminación; congestión; necesidad de aparcamientos; etc., que ello genera. En resumen y en contra de lo que podría parecer, una ciudad sin personalidad propia; cara de construcción y de mantenimiento; hostil para el ciudadano, y en la que las relaciones humanas quedan muy limitadas. Nada que ver con el concepto de ciudad compacta, en la que el dominio público es el principal protagonista, como escenario de unas ricas relaciones sociales. Podríamos decir que en cierta manera responde a un modelo de la civilización del derroche; de la insolidaridad y del desarrollismo injustificado, siendo necesario hacer la pertinente distinción entre desarrollo (falsamente sostenible) y crecimiento. Y todo ello para obtener una calidad de vida insatisfactoria. El problema añadido es que los desarrollos de baja densidad que el supuesto estado de bienestar demanda, conllevan una mayor ocupación del territorio, con invasión indiscriminada de suelo. Como sabemos, un bien escaso y no renovable que tenemos la obligación y responsabilidad de administrar con prudencia. Ante esta situación generalizada, parece que estuviéramos ante un urbanismo de Pensamiento Único; GLOBAL. Y es en este contexto en donde surge el interés del “palabro” GLOCAL. Un concepto interesante en tanto en cuanto expresa la conveniencia de acometer problemas globales desde actuaciones locales. Recuperando la identidad y el valor de lo local sin olvidar el contexto universal en el que nos ubicamos.

It is possible to affirm that in some way it responds to a model of civilization of the waste, of the lack of solidarity and of unjustified development, putting the attention on the necessity to make a distinction between development (falsely sustainable) and growth. Everything is for a satisfactory quality of life. The big problem is that low density developments claimed by the welfare state imply an increasing land use and an indiscriminate ground invasion. As we know, a scarce and nonrenewable good that implies, for everyone, the obligation and responsibility to manage it wisely. In this situation, we might say that we are facing a Unique Thought, a GLOBAL one. This is the context where the interest for the buzzword GLOCAL arises. An interesting concept as it expresses the desirability of undertaking global issues from local action, to retrieve identity and value of the local without forgetting the universal context in which we stand. So, what should be the objectives to neutralize the unique thought in something similar to the concept of GLOCAL? Let us see some of them: - To promote the existence of urban areas able to accommodate different events, some of them yet to be known. Places where the main protagonist is the subject and not the object, multi-scale environments, diverse and complex, but not necessarily full of things.

Entonces, cuáles debieran de ser los objetivos para neutralizar el pensamiento único basándonos en lo más parecido al concepto GLOCAL? Cito tan solo alguno de ellos:

- To get a city denser and more compact, according to a more sustainable development that fundamentally limit the consumption of land, without traumatic ruptures, discontinuities, or gaps in its texture. It is a city with attractive public spaces, to encourage pedestrian interactive movements, and an effective public transport.

- Potenciar la existencia de espacios urbanos capaces de albergar acontecimientos diferentes, algunos todavía por conocer. En donde no sea el objeto sino el sujeto el principal protagonista. Entornos multiescalares, diversos y complejos; pero

This is achievable fundamentally by redesigning the dimensions of public facilities and the quantity of parking, and by creating parcels for new uses flexible... (as the “Alojamientos Dotacionales”, new accommodation consequence of the

258

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

no por ello necesariamente llenos de cosas. - Obtener una ciudad más densa y compacta, acorde con un desarrollo más sostenible que limite fundamentalmente el consumo de suelo, sin rupturas traumáticas, discontinuidades, ni vacíos en su trama. Con unos espacios públicos atractivos que fomenten los desplazamientos peatonales interactivos y un eficaz transporte público. Fundamentalmente reajustando el dimensionamiento de los Equipamientos públicos; la dotación necesaria de aparcamientos; y la creación de parcelas para nuevos usos flexibles… (como los Alojamientos Dotacionales, consecuencia de la adaptación a la Ley 2/2006, de Suelo y Urbanismo del PV). - Mejorar la calidad del espacio público, de forma que recupere las virtudes tradicionales de la ciudad compacta europea, revitalizándolo con mayor presencia peatonal. - Ajustar el tamaño medio de las viviendas como forma de adecuarlas mejor a la demanda social; a sus posibilidades económicas; permitiendo así satisfacer las necesidades de más población con los mismos recursos; mediante el incremento de la densidad residencial. - Reconsideración de las tipologías residenciales, reduciendo las de tipo unifamiliar, y sobre todo del condominio (el gran enemigo de lo urbano), de acuerdo también con las exigencias de la Ley 2/2006. Etc.

Acerca de un denominado urbanismo sostenible Pero qué tiene todo esto que ver con el urbanismo sostenible? La verdad es que ahora que todo es o debe ser “sostenible” se hace más difícil que nunca defender que algo verdaderamente lo sea. Pero me gustaría hacer una serie de consideraciones al respecto. Y es que creo que el urbanismo sostenible no es más ni menos que el del sentido común. Aquél que pone en práctica mecanismos testados no ajenos a la imaginación y a FERNANDO BAJO MARTINEZ DE MURGUIA

adaptation to the Law 2/2006, of Land and Urban Planning of the Basque Country) - To improve the quality of public spaces, so to recover the traditional virtues of the European compact city, revitalizing theme with a bigger pedestrian presence. - To adjust the average size of houses as a way to better adapt them to the social demand, to its budget, satisfying the needs of more people with the same resources by increasing residential densities. - To rethink the residential typologies, reducing the single-family typologies and especially the condominium (the great enemy of the city), also according to the requirements of the Law 2/2006. Etc.

About a so called sustainable urbanism Are all these things about sustainable urbanism? The truth is that nowadays as everything is or should be “sustainable”, it is harder than ever to argue that something is really sustainable. I would like to make some considerations about it. I believe that sustainable urbanism is nothing more and nothing less than what is in the common sense, as putting in place mechanisms not alien to imagination and to the logic of the discipline. Not forgetting that at the end it has to crystallize in a form determined by an intelligent interplay of different values able to attract the citizen, causing different reactions and feelings. It is important to emphasize the concept of shape because, at least from my point of view, there is no urban space without shape. Curiously the General Plans (the Tables of the Law of our urban system), provide a comprehensive framework alien, often, to a particular identity, and may be because it has not the objective to achieve an identifiable form. Normally these plans try to regulate planning parameters related to computations, housing characteristics, equipment, homogenized benchmarks and so on. They rarely affect the final design as we perceive the city.

259

la lógica del tiempo de la disciplina. Sin olvidar que al final, ha de cristalizar en una forma determinada por una interacción inteligente de diversos valores capaces de atraer al ciudadano, provocando reacciones y sensaciones variadas. Y es importante destacar el concepto forma; porque al menos desde mi punto de vista no existe el espacio urbano sin forma. Curiosamente los Planes Generales (las Tablas de la Ley de nuestro sistema de ordenación urbana), constituyen un marco global ajeno muchas veces a una identidad particular. Y pueda ser porque entre sus objetivos no está el de conseguir una forma identificable. Normalmente intentan regular parámetros de planeamiento relacionados con cómputos y características particulares de la vivienda, los equipamientos, los índices de referencia homogeneizados, los plazos de actuación… Pero rara vez inciden en el diseño final que percibimos de la ciudad. Y sin embargo no dejamos de escuchar en ellos intenciones que caracterizan eso que ha venido en llamarse modelo de ciudad: La ciudad amable, dinámica, compleja, versátil, seductora, autónoma, moderna, sostenible... Pero que significan todos ellos? Y sobre todo cómo se trazan núcleos urbanos de semejantes naturalezas? Cómo se les da forma? Ya que todas estas características no se pueden fijar en nuestra memoria perceptiva. Son imposibles de recordar visualmente; tan solo se pueden reflejar en una serie de estadísticas muchas veces difíciles de relacionar. Y es que tal vez estemos a las puertas de la ciudad de la hoja de cálculo. Pero el auténtico modelo de ciudad no es un concepto intuitivo que alguien pueda soñar para una determinada urbe. Se trata más bien del producto de un concienzudo análisis de lo preexistente, para desde allí, y a través de deducciones lógicas no exentas de una imaginación cultivada, configurar un marco general de desarrollo equilibrado. Tan flexible como la realidad a la que se adapta, susceptible de velocidades diferenciales y re-direccionamientos constantes. Poniendo en duda cada uno de los pasos anteriores

260

We are still hearing things abut the intentions to characterize the model of the city: The friendly, dynamic, complex, versatile, charming, independent, modern, sustainable city ... But what does all this mean? And above all, how can we draw cities of this nature? How can we shape them? Since they are all characterized, they cannot be fixed in our perceptive memories. They are impossible to remember visually, so they can be only reflected in a series of statistics often difficult to relate one with each other. And we may be at the gates of the city of the worksheet. But the real city model is not an intuitive concept that anyone can dream for a given city. It is rather the product of a thorough analysis of what existed, and from there through logical deductions and not without a cultivated imagination, the setting up a general framework of balanced development. As flexible as the reality to which it adapts, capable of differential speeds and to a constant re-routing. Questioning each previous step when jumping to the next one and using, if possible, a participatory but also hierarchy model, led by technical and aesthetic shared criteria to regulate the public domain in all the steps. For these reasons is a complex discipline whose exercise requires careful multidisciplinary involvement. Learning from previous tested situations (ie, experience) and mastering the knowledge tools necessary to tackle the multiple urban development. And if this is not enough, developing new models tailored to each individual case respecting the nature of the existence, with the possibility of providing a preview view of the final results. A troubling fact is that all the above mentioned daydream cities don’t need to be beautiful, because their categories lack of aesthetic dimensions. But in urban environments we perceive the shape, as what characterizes them unambiguously for each of us, being the image of them. More, I do not think it is easy, but is very unfair, to reduce the city to a mere set of relational data without recovering shape. I insist to illustrate my concern about

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

a la hora de saltar a los siguientes. A ser posible aplicando un modelo participativo pero también jerárquico, liderado por criterios técnicos y estéticos compartidos, los cuales deben regular el dominio público en todo momento. Por ello se trata de una disciplina compleja cuyo ejercicio requiere de una cuidadosa participación multidisciplinar. Aprendiendo de las situaciones previas ya testadas (es decir, de la experiencia), y dominando las herramientas de conocimiento necesarias para acometer el múltiple desarrollo de lo urbano. Y además por si esto fuera poco, capaz de desarrollar nuevos modelos adaptados para cada caso particular que deben respetar la naturaleza de lo existente, con la posibilidad de aportar una visión previa sobre el resultado definitivo. Un hecho preocupante es que todas estas ciudades de ensueño anteriormente citadas no requieren ser bellas, porque sus categorías carecen de dimensión estética. Y sin embargo es la forma lo que percibimos de los entornos urbanos. Aquello que los caracteriza de forma inequívoca para cada uno de todos nosotros, constituyendo la imagen de los mismos. Además no creo que sea fácil, y sí muy injusto, reducir la ciudad a un conjunto de meros datos relacionales exentos de forma. Porque insisto, y por ejemplificar mi inquietud ante el motivo de este Congreso, ¿cómo se construye la ciudad sostenible del mañana? No lo sé. Lo que sí podemos intuir es como se actúa en la ciudad existente (soporte sobre el que habitamos) de un modo más sostenible. Podría ser atendiendo, entre otros, a los siguientes aspectos: - Una ciudad que abogue por un crecimiento con nueva ocupación de suelo tendente a “0”. Que trabaje por la compactación y complejización de sus tejidos urbanos. - Que posea una movilidad adecuada a sus necesidades. - Que propugne de una forma decidida una mezcla de usos, y por tanto de pobladores. - Que explore las posibilidades de satisfacer FERNANDO BAJO MARTINEZ DE MURGUIA

the fundamental question of this Conference: how can we build the sustainable city of tomorrow?

I do not know. What we can guess is the way to work in the existing city (the medium on which we live) in a more sustainable way. It could be following, among others, the following aspects: - A growth with a “0” value of new occupation of land - The compactness and complexity of its urban fabric. - The mobility adequate to its needs. - The fight to achieve a mix of uses, and therefore a mix of people. - The possibilities of meeting its selfsufficiency. - The demonstration efficiency.

clear

energy

- The achievement of the environmental balance, by minimizing the pressure on the environment, requiring less external resources while reducing the impact of waste, promoting biodiversity, draining its clean runoff into aquifers, recovering artificial soils to restore them to natural. In short it is a framework for a better and more consistent way to live, without sacrificing its formal dimension.

On the example of the city of Vitoria (a critical reflexion) From the point of view of the urban planning, the city of Vitoria-Gasteiz enjoys a double widely people opinion. On one hand it’s considered a model city, wrongly characterized and well urbanized. On the other, it’s considered a city too complicated to know because of its dimensions. (Because it is true, the foreign visitors feel disorientation when trying to get into Vitoria). Regarding the first approach (the wellurbanized city) we have to clarify the ongoing confusion between urbanism and urbanization. The first addresses to the 261

su autoabastecimiento. Que demuestre una clara eficiencia energética. - Que plantee un equilibrio ambiental; minimizando su presión sobre el entorno, demandando menos recursos externos a la vez que reduciendo el impacto de sus residuos, fomentando su biodiversidad, drenando sus escorrentías limpias hacia los acuíferos, recuperando suelos artificiales para su restauración natural... En definitiva, un marco de referencia para un modo de habitar mejor y más consecuente, sin renunciar a su dimensión formal. Aquélla capaz de identificarla ante nuestras retinas, desvinculándola de referencias espaciotemporales carentes de intención e identidad.

Sobre el ejemplo de la ciudad de Vitoria (reflexión crítica) Desde el punto de vista del urbanismo, la ciudad de Vitoria-Gasteiz disfruta de una doble opinión muy generalizada. Por un lado la de una ciudad modélica erróneamente caracterizada como muy bien urbanizada. Por el otro, la de una ciudad demasiado complicada de aprehender para su discreto tamaño. (porque la verdad es que todo el visitante ajeno pasa un intervalo de desorientación cuando intenta entrar en Vitoria). En cuanto al primer enfoque (el de la ciudad bien urbanizada), habría que matizar la confusión permanente entre urbanismo y urbanización. El primero atiende al sistema de ordenación y desarrollo, mientras que la segunda trata más bien del acabado del dominio público. Y si bien respecto del primer concepto Vitoria puede presumir de disfrutar de un amplio abanico de soluciones técnicamente modélicas (aunque quizá demasiado dispar), en cuanto a la urbanización tan solo podemos poner en duda su calidad. Profundizando aún más respecto del urbanismo, sería bueno hacer la distinción obligada entre Planeamiento Urbano y Diseño Urbano. Porque en cuanto al planeamiento siempre se ha sido muy

262

management and to the development system, while the second refers rather to the public domain. And while regard to the first concept Vitoria enjoys a wide range of exemplary technical solutions (although perhaps too disparate), in terms of urbanization we can only doubt on its quality. Going deeper on the urbanism, it would be nice to make the required distinction between Urban Planning and Urban Design. The urban planning has always been very rigorous in this city, while urban design has been much more fragmented and inconsistent. The second approach (the complicated city) it is difficult to explain assuming positively the first statement, the one of the city organized according to planning. And this probably happens because the city had too many planes...Changing the experience of a city that was born big in a true gibberish for every stranger. It is not that bad the urban rigor contrasted, but the mix of rigor is affected by the harmful interaction of many different management models that alone or supplemented by others of the same type, could certainly do a better job. So in Vitoria we have all kinds of canonical examples of urban planning experienced in different neighborhoods and extensions of the city. Each one is formally unequivocally characterized, even in the building period. In an independent analysis it’s possible to see that each one has its particular qualities, its urban personality and its history. But the articulation and the coexistence are difficult. Some of them allow too much space without a specific purpose; in others there are repetitive alignments that prevent sights and orientations. The need to concentrate residential use in blocks allowed for huge empty spaces and huge unused parking ... (from the “city in the park” to the “city in the parking” as denounced Colin Rowe). So, there is everything for all tastes. In short, this is an interesting amalgam of interesting obliged proposals and a fragmentary impossible dialogue. On the other hand, this is a fairly common situation in many of our cities that have experienced rapid and very neat growth rhythms.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

riguroso en esta ciudad, mientras que su diseño urbano ha sido mucho más fragmentario e inconsistente. El segundo enfoque (el de la ciudad complicada), es difícil de explicar dando por buena la primera afirmación; la de la ciudad ordenada conforme a un planeamiento. Y probablemente sea porque no solo ha habido un planeamiento, sino muchos, quizá demasiados… Convirtiendo la experiencia de una urbe nada grande, en un verdadero galimatías para cualquier foráneo. No es que sea malo el rigor urbano contrastado, pero probablemente la mezcla de rigores se vea afectada por la interacción perniciosa de muchos modelos de ordenación diferentes que, en solitario o complementados por otros de su misma factura, sin duda podrían hacer un mejor papel. Así en Vitoria tenemos toda clase de ejemplos canónicos de la ordenación urbana (planeamiento), experimentados en diferentes barrios y ensanches de la ciudad. Cada uno de ellos formalmente caracterizado de manera inequívoca. Y además adscrito a una determinada época. Analizados de forma autónoma todos y cada uno poseen sus cualidades particulares; su personalidad urbana, su historia. Pero es un hecho su difícil articulación y convivencia… Algunos permiten demasiado espacio libre sin objetivo específico, otros presentan alineaciones repetitivas que de forma confusa impiden visuales y orientaciones variadas. Los hay que concentran su uso residencial en bloques, permitiendo enormes vacíos destinados a espacios libres sin uso y enormes aparcamientos… (de la “city in the park” a la “city in the parking” que denunciaba Colin Rowe). En fin, los hay para todos los gustos.

It seems clear that the purpose of future planning for the city of Vitoria should be the identification of a mechanism of relationship between its different fragments: a common thread to overcome differences, respecting the identity of all its components. As tried in the process of re-densification of urban land in the consolidation process of both the east and west districts of the city. Study cases and analysis as pioneering experiments within the complex urban discipline practiced in the Spanish state. What can we learn inside this standardized fragmentation? What could be the meeting points? What features can optimize it? ... Again, perhaps the action planning can give us some answers. Some practical examples of the process are synthetically presented here... But this time consolidated with a specific key careful with the new paradigm: (the one of the connectivity, of the relational potential or of the balance with the environment ...). Trying to find an argument able to unify the spread that involves us with a common possible goal.

En resumen, se trata de una amalgama de interesantes propuestas obligadas a un casi imposible diálogo fragmentario. Por otro lado, una situación bastante común en muchas de nuestras ciudades que han sufrido rápidos crecimientos desacompasados, eso sí muy ordenados… Parece claro que el objetivo de futuro para el urbanismo de la ciudad de Vitoria debiera FERNANDO BAJO MARTINEZ DE MURGUIA

263

ser la identificación de un mecanismo de relación entre sus diferentes fragmentos: Un hilo conductor capaz de superar su disparidad, respetando al mismo tiempo la identidad de cada uno de sus componentes. Tal y como ha intentado hacerse desde los procesos de redensificación sobre suelos urbanos en proceso de consolidación tanto al Este como al Oeste de la ciudad. Casos de estudio y análisis como experiencias pioneras a tal efecto dentro de la compleja disciplina urbanística practicada en el estado español. ¿Qué podemos aprender dentro de esta fragmentación normalizada? ¿Cuáles pueden ser los puntos de encuentro? ¿Qué características pueden optimizarla?... De nuevo quizá sea la acción urbanística la que pueda ofrecernos respuestas. A continuación se ofrecen sintéticamente algunos ejemplos prácticos del proceso… Pero esta vez unificados desde claves específicas atentas al nuevo paradigma que se nos augura: (el de la conectividad, el del potencial relacional, o el del equilibrio con el medio…). Ayudando a encontrar algún argumento capaz de unificar la dispersión que nos ocupa tras un objetivo común; eso sí todavía posible.

264

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig. 01. Sectores S12-13-14 estado actual segĂşn POGOU vigente Sectors S12-13-14 current state for the POGOU in force

Fig. 02. Sectores S12-13-14 Alternativa 1 Sectors S12-13-14 Alternative 1

Fig. 03. Sectores S12-13-14 Alternativa 2 Sectors S12-13-14 Alternative 2 FERNANDO BAJO MARTINEZ DE MURGUIA

265

Fig. 04. Sectors S1-4 current state for the POGOU in force Sectors S12-13-14 current state for the POGOU in force

Fig. 05. Sectores S1-4 Alternativa 1 Sectors S1-4 Alternative 1

Fig. 06. Sectores S1-4 Alternativa 2 Sectors S1-4 Alternative 2 266

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig. 07. Cuadro Comparativo Comparative frame

Fig. 08. Sectores S12-13-14 propuesta definitiva Sectors S12-13-14 final proposal

Fig. 09. Sectores S1-4 propuesta definitiva Sectors S1-4 final proposal

FERNANDO BAJO MARTINEZ DE MURGUIA

267

268

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Rufino J. Hernández Minguillón David Serna

ah & Asociados Arquitectos; Departamento de Innovación. ah@ahasociados.com

museo nacional de la energía. eficiencia energética y bajo impacto ambiental national energy museum. energy efficient and low environmental impact building

Abstract The National Museum of Energy in Ponferrada, Spain, is meant to be a reference in energy efficient architecture. The project comprises the refurbishment of a 1970’s coal fired thermal energy central, recycling both the existing building and chilling system. Using the most cost-effective and less harmful energy sources the building is Energy Efficiency Certified A, without compromising comfort conditions. Double skin façades reduce energy consumption; a photovoltaic brise soleil serves both as a shading device and as a photovoltaic façade. An atrium and a courtyard gather natural light and cool the building during the summer. Increased thermal insulation, thermal insulated glazing and a green roof reduce heat losses and heat gains. As a result, the museum is a resource and cost-efficient, low environmental impact building. RUFINO J. HERNÁNDEZ MINGUILLÓN

269

Introducción

Introduction

La antigua Central de Compostilla I - central térmica de generación eléctrica a base de carbón - en Ponferrada, España, será la sede central del futuro Museo Nacional de la Energía. El proyecto hace parte de una iniciativa de la Fundación Ciudad de la Energía (CIUDEN) para promover el conocimiento de la energía bajo múltiples aspectos, apoyándose en actividades que van más allá que un simple entretenimiento: congresos, talleres, áreas educativas, contacto con rutas naturales, etc. Como proyecto referente a nivel nacional en cuanto al uso racional de la energía, se ha desarrollado un edificio de bajo consumo energético que aprovecha las energías renovables disponibles a nivel local y emplea estrategias pasivas para reducir el consumo energético.

The old Central of Compostilla I – a coal based thermal central for electricity generation – in Ponferrada, Spain, will be the main headquarter of the National Energy Museum. The project is part of an initiative of the CIUDEN FOUNDATION (Energy City Foundation) to promote knowledge on energy on different fields, supported by activities that go beyond simple entertainment: congresses, workshops, educational areas, contact with natural pathways, etc. As a nationwide referent project in rational energy use, the building has been developed as a low energy consumption building that profits locally available renewable energies and employs passive architecture strategies to reduce energy consumption.

Fig. 01. Central Térmica de Compostilla I. Thermal energy Central of Compostilla I

Reciclaje: Reutilización

Recycle - Reutilization

El proyecto comprende la rehabilitación de la antigua central térmica de carbón y una nueva edificación. Como premisa de diseño se planteó la reducción: de materiales, de

The project comprises the refurbishment of the old coal thermal plant and a new building. Reduction was stated as a design strategy: reduction in material use, on energy

270

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

demanda térmica, de consumo energético, de recursos… Las edificaciones existentes comprenden dos naves industriales que son conservadas en la medida de lo posible, lo que permite reducir el consumo de materiales y de energía invertidos en el proceso de construcción. La Central Térmica de Compostilla I permanece cerrada desde los años 70 y su valor patrimonial es escaso: de la Nave de Calderas han desaparecido las grandes Calderas y sólo la tolva permite evocar la vida pasada: quemadores, ceniceros, vapor, canales de refrigeración, ruido, movimiento. En la Nave de Turbinas, donde el vapor generado en las calderas se transformaba en energía, las enormes estructuras de hormigón que soportaban

load, on energy consumption, on resource consumption. Two of the existing buildings are warehouses that are respected as much as possible, which allows reducing materials and energy consumption in the construction process. The Thermal Central of Compostilla I has been shut down since the 70’s. Its patrimonial value is scarce: in the “Calderas Warehouse” (Boilers warehouse) the paramount boilers have disappeared and only the hopper remains as a witness of a past life: burners, ashtrays, steam, refrigeration channels, noise, movement. On the “Turbinas Warehouse” (Turbine warehouse), where the steam produced in the boilers was transformed in electric energy, the enormous concrete structures that

Fig. 02. Estado actual. Actual state RUFINO J. HERNÁNDEZ MINGUILLÓN

271

Fig. 03. Edificio proyectado. Projected building

los alternadores se mantienen erguidas, firmes. El edificio representa un potencial implícito en la contemplación del pasado como ruina monumental: la luz atravesando las techumbres hundidas, la tolva semioculta por la maleza, la hiedra roja invadiendo los intersticios. Por debajo los canales de refrigeración, ahora abiertos, una muestra más de la industria antaño llevada a cabo. La base del planeamiento del proyecto arquitectónico es el reciclaje. Buscando un balance entre arquitectura y energía, el proyecto opta por ir más allá del simple reciclaje de la arquitectura – la estructura y la envolvente -, y recicla también el funcionamiento histórico. Las nuevas instalaciones, entre las que destacan las calderas de biomasa, ocuparán la posición del antiguo cargadero de carbones, y las tolvas que en su día almacenaron el carbón se llenarán hoy de pellets. Los canales de distribución de energía, de agua, y de escorias, servirán de canalización de las nuevas instalaciones. Incluso el caudal de agua proveniente del sistema de refrigeración de la central volverá a utilizarse como vehículo para desarrollar la hidrotermia.

Reducción de la demanda y el consumo de energía Como futura sede del Museo Nacional de la Energía, el proyecto adquiere la responsabilidad de ser en sí mismo un modelo de entendimiento y actuación desde el punto de vista energético. Su 272

supported the electric alternators remain standing, firm. The building itself presents an implicit potential on the contemplation of the past as a monumental ruin: light through the collapsed roof, the brush hidden hopper, the red ivy fulfilling the joints. Below, the refrigeration channels, now exposed, another sample of the industry once held. The architectonic project planning basis is recycling. On the quest of a balance between architecture and energy, the project opts to go beyond simple architectural recycling – structure and envelope – and recycles also the historical behaviour. New services, among which highlights a biomass boiler, will be placed where the coal loading rooms used to be located. The hoppers that used to store coal now will be filled with biomass pellets. The energy, water and slag distribution channels will be used to canalize the new building services. Besides, the water of the ancient refrigeration system will be used again as a mainstream to perform hydrothermal cooling.

Reduction on energy load and demand As future headquarter of the National Energy Museum, the project acquires the responsibility of showcasing a comprehension and actuation model from an energetic point of view. Its operation is understood as another expositive element in the museum. The goal is to design an innovative, efficient and respectful construction, certified with an energy performance certificate A, the

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

funcionamiento pasa a entenderse como un elemento expositivo más. El objetivo es diseñar una construcción innovadora, eficiente y respetuosa, certificada con calificación energética A. Partiendo de la base que las condiciones de bienestar y confort para los usuarios de la edificación están condicionadas por las condiciones climatológicas locales del emplazamiento, se definen estrategias pasivas y activas para reducir la demanda energética del edificio. Conocer los valores climáticos predominantes permite realizar un diseño que aproveche al máximo las condiciones del exterior. Fachada ventilada activa Se han definido dos tipos de fachada de doble piel, teniendo en cuenta su orientación, ubicación y el uso del espacio interior adjunto. En el edificio existente (en la Nave de Turbinas) se ha empleado una fachada de doble piel para la toma de aire, la cual precalienta el aire durante el invierno, reduciendo así el consumo energético en calefacción; durante el verano la fachada se encuentra protegida de la radiación solar, con lo que se evita el calentamiento del aire contenido en la cámara, y en aquellos momentos en que incida la radiación solar directa, el aire es expulsado hacia el exterior, reduciendo así las cargas térmicas. En la nueva edificación una fachada de expulsión

Fig. 04.

Nave de turbinas: Toma de aire Turbines warehouse: Air intake

RUFINO J. HERNÁNDEZ MINGUILLÓN

maximum achievable by a new construction building in Spain. Users’ wellbeing and comfort conditions are subject to local climatic conditions of the site. Knowing predominant climatic conditions allows developing an architectural design that profits outdoor conditions in order to prevent a negative impact on interior conditions. On that basis, passive and active design strategies are defined in order to reduce energy loads on the building. Ventilated Active Façade Two Double Skin Façades have been defined, depending on the orientation, location and the use of the neighbouring building’s room/space. On the existing building (in the Turbines warehouse) an air intake double skin façade will be used. The façade aims to preheat the renovation air during the winter, thus reducing heating energy consumption; during summer the façade is protected of direct solar radiation, which avoids overheating of the air inside the chamber, and whenever direct solar radiation hits the envelope system, the air is driven towards the outside, transferring the heat gained to the surroundings. On the new building an air exhaust double skin façade through which is driven the ventilation’s exhaust air after recovering its heat in a heat exchanger, creates a thermal buffer between the inside and the outside of the building all year long,

Nueva edificación: Expulsión de aire New building: Air exhaust

273

de aire, a través de la cual circula el aire de extracción del sistema de ventilación (tras ser conducido por un recuperador de calor), crea un colchón térmico entre el interior y el exterior de la edificación durante todo el año, reduciendo así la incidencia de las condiciones exteriores en el comportamiento térmico del edificio.

reducing the incidence of exterior conditions on the thermo-energetic performance of the building.

El uso de la fachada de expulsión de aire permite obtener un 4.92% de reducción de consumo en calefacción y 3.85% en refrigeración.

The big roof/plaza, designed as a high thermal capacity surface, assures a correct thermal insulation of indoor spaces. This green roof has a lower heat transfer coefficient than traditional roof systems and, due to its high thermal mass, allows a reduction in the fluctuation of indoor air temperatures. Moreover, the use of endemic plant species will permit reducing maintenance needs and regulate temperature and humidity of outdoor air in a convenient natural way. Rain water will be harvested on the roof surface in order to store it in a storage tank for building cleaning and green areas irrigation purposes.

Cubierta verde La gran cubierta / plaza, diseñada como una superficie de gran inercia térmica, asegura un correcto aislamiento de los espacios interiores. Esta cubierta verde tiene un coeficiente de transferencia de calor más bajo que las cubiertas tradicionales y, al tener una elevada masa térmica, permite reducir las variaciones de temperatura en el interior. Por otra parte, el uso de especies endémicas en la cubierta permitirá reducir su costo de mantenimiento, regular la temperatura y humedad del ambiente de forma natural. El agua de lluvia captada en la cubierta será almacenada en un depósito para su posterior uso con fines de limpieza de las instalaciones del museo y riego de las zonas verdes.

The use of the air exhaust façade allows obtaining 4.92% savings in heating consumption and 3.85% on cooling. Green roof

Natural light harvest and natural ventilation On the courtyard of the new building and on the roof of the “Calderas warehouse”, north facing skylights have been defined; in order to allow penetration of natural light, perform natural ventilation during the night

Fig. 05. Cubierta verde. Green roof

Captación de luz natural y ventilación natural

(free cooling) in the summer and to serve as smoke discharge system in case of fire.

En el patio de la nueva edificación y en la cubierta de la Nave de Calderas se han definido unos tragaluces orientados a norte

Solar protection

274

Photovoltaic solar panels will be used as sun protection system on southeast

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig. 06. Sección Naves de Turbinas y Calderas. Cross Section of Turbines and Boilers warehouses

Sección constructiva tragaluz - Captación de luz natural - Ventilación natural nocturna - Expulsión de humos en caso de incendio Skylight constructive section - Natural light gathering - Night natural ventilation - Smoke exhaust in case of fire

Fig. 07. Luz y ventilación natural. Natural light and ventilation.

que permiten: la entrada de luz natural, realizar ventilación nocturna en verano y actuar como exutorios para la extracción de humo en caso de incendio. Protección solar Como sistema de protección solar en las fachadas sureste y suroeste de la nueva edificación se emplean paneles fotovoltaicos orientables que permiten reducir las ganancias solares y generar energía eléctrica in situ, para ser vertida a la red energética nacional.

and southwest facing façades of the new building. The system comprises photovoltaic lamellas attached to a sun tracking structure that both reduces solar gains and generates electricity. Thermal insulation Existing buildings will be thermally insulated with a cladding attached to the inside. Thermal resistance of the envelope in the whole building has been increased by 20% with respect to CTE requirements. Glazing to the south have a SHGC of 0.3 to avoid

Fig. 07. RUFINO J. HERNÁNDEZ MINGUILLÓN

275

Aislamiento térmico Los edificios existentes serán aislados térmicamente con un trasdosado hacia el interior. En todo el proyecto se ha incrementado la resistencia térmica de la envolvente térmica un 20% con respecto a las exigencias del CTE. Los acristalamientos a sur tienen un factor solar de 0.3, evitando así sobrecalentamientos.

Producción energética mixta La producción de calor y de frío es centralizada. Este sistema atenderá a los edificios contemplados en el proyecto de arquitectura, y a la instalación con que ya cuenta actualmente el edificio utilizado como sede de CIUDEN. En función del sistema o las necesidades de uso de los espacios interiores se han planteado dos tipos de instalaciones: Climatización “todo aire” y Climatización “aire agua”, con refrigeración por techos fríos. Además, el proyecto contempla la generación de energía a partir de fuentes locales. En la zona de Ponferrada pueden destacarse dos principales fuentes de energía: la energía solar y la biomasa. Ambas formas de energía se aprovechan tanto como energía térmica o como energía eléctrica. Según el Plan de Aprovechamiento Energético de la Biomasa en el Bierzo – un estudio realizado por el CIEMAT para CIUDEN–, la zona central del Bierzo posee un alto potencial como futuro centro de producción de biomasa con fines energéticos. Toda esta biomasa corresponde a la biomasa residual total, que comprende biomasa de matorral y residuos agrícolas. Cabe señalar además que la extracción de la biomasa no sólo es útil para aprovecharla con un objetivo energético, sino que también representa una limpieza forestal, reduce el riesgo de incendios y fomenta el desarrollo económico al crear nuevos puestos de trabajo asociados a la industria de la explotación. Con el objetivo de diseñar un sistema sólido, innovador y sostenible, se ha planteado una solución en la que se mezclan distintas

276

overheating. All windows facing north are low e glazings.

Mixed energy production Heat and cold generation is centralized. The production system will supply the buildings referred in this project and the installation already in use, which currently holds the headquarters of CIUDEN Foundation. According to the heating/cooling system and the occupation profile of indoor spaces, two types of installations have been established: all air HVAC and water-air HVAC, with cooling through cool roofs. Besides, the project is suited to produce energy based on local resources. In the area of Ponferrada, two types of renewable energies can be highlighted: solar energy and biomass. Both energy sources can be profited as thermal or electric energy. On the Plan for Biomass Profiting in the zone of El Bierzo – a study carried by CIEMAT1 for CUIDEN -, the central zone of El Bierzo holds a high potential as a future biomass with energetic purposes production centre. All the profitable biomass accounts for total residual biomass, comprised by agricultural waste and bush biomass. Moreover, it should be noted that the Plan not only comprises biomass exploitation as an energy source, but also as a way to clean the forest, mitigate fire risk and foster economic development through the creation of workplaces associated to the biomass exploitation industry. With the aim of designing a solid, innovative and sustainable system, a solution in which different technologies are mixed to work together in an efficient manner understanding efficiency as the capacity to get the most thermal energy using the less resources quantity – has been sketched. As the equipment will not be used at 100% of the installed capacity, the system is designed in a way that, by the control system, the energy that is used first is renewable and, as demand increases, high efficiency machines are plugged to the energy mix to cope all the energy demand. In this way, fossil

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

tecnologías que trabajan todas ellas eficientemente, entendiendo la eficiencia como la capacidad de disponer de la máxima energía térmica utilizando la menor cantidad de recursos. Dado que no siempre se va a utilizar la potencia instalada al 100%, el sistema se diseña de tal forma que, por control, se comience generando la energía mediante tecnología de origen renovable y a continuación se vayan conectando máquinas de alta eficiencia hasta cubrir la demanda total necesaria. Sólo se contempla producción de ACS en las zonas de albergue, vestuarios y restaurante. La regulación térmica estará a cargo de un sistema de Control Digital Directo (DDC), con inteligencia distribuida. La producción y distribución del calor y el frío en el edificio se gestiona mediante un sistema de control inteligente que permite la interacción entre las instalaciones y el medio ambiente para así optimizar el aporte energético de los equipos en función de la demanda instantánea.

Domestic Heat Water will be produced only in the hostel, dressing rooms and the restaurant. Thermal regulation will be in charge of a Direct Digital Control (DDC) system, with distributed intelligence. Heat and cold production Heat and cold production will be centralized and coupled to that of CIUDEN headquarters in order to optimize resources, profit spaces in a better way and ease use and maintenance of the overall installation. The following systems will be used from the CIUDEN services: biomass boilers, solar panels installation, absorption chiller and electrically powered water chiller, water storage tanks, cooling tower and domestic heat water. Heat production - Biomass. Existent in CIUDEN.

Producción de calor y frío. La producción de calor y frío será central y común con la sede de CIUDEN, con el objeto de optimizar recursos, aprovechar mejor los espacios y facilitar el uso y mantenimiento de la instalación. Se reutilizarán las calderas de biomasa, la instalación de paneles solares, la enfriadora de absorción y la enfriadora de agua con accionamiento eléctrico, así como otros componentes como depósitos de agua, torre de refrigeración y producción de ACS propia de CIUDEN. Producción de calor. - Biomasa. Existente en CIUDEN. - Paneles solares térmicos. De temperatura, existentes en CIUDEN.

fuelled equipment will only be used when energy demand cannot be met by renewable energies.

baja

- Máquina termodinámica de producción de calor y frío. - Caldera de condensación. Provista de quemador modulante.

- Solar thermal panels. Low temperature, existents en CIUDEN. - Thermodynamic machine for simultaneous heat and cold production. - Condensation boiler. Provided with a modulated burner. - Low temperature boiler. With modulated burner. Redundant equipment. Cold production - Absorption chiller. Existent in CIUDEN. The energy will be taken from the solar panel installation, with water at 75ºC, whenever this energy is available. Biomass boilers will supply the remaining energy. - Thermodynamic machine for simultaneous heat and cold production. - Air cooled water chiller with screw compressors. - Air cooled water chiller, with centrifugal compressors on magnetic levitation.

- Caldera de baja temperatura. Con quemador RUFINO J. HERNÁNDEZ MINGUILLÓN

277

modulante. Equipo redundante. Producción de frío. - Enfriadora por absorción. Existente en CIUDEN. La energía será proveniente de la instalación de paneles solares con agua a 75ºC, cuando se disponga de esta energía. Las calderas de biomasa sólo deben aportar la energía necesaria para completar la procedente de los paneles solares. - Máquina termodinámica de producción de calor y frío. - Enfriadora de agua refrigerada por aire con compresores de tornillo. - Enfriadora de agua refrigerada por aire, con compresores centrífugos trabajando en levitación magnética. - Enfriadora de agua refrigerada por aire con compresores semiherméticos y refrigerante R-407C. Existente en CIUDEN. Equipo final de apoyo o equipo redundante, dado su menor eficiencia energética entre los instalados. Como ya se ha comentado antes, se tiene la posibilidad de utilizar agua del canal que discurre próximo al museo y que atendía al sistema de refrigeración de la antigua central térmica. Por ello, se dejarán tomas en el origen de la red de distribución de refrigeración que permitan conectar en ellas agua refrigerada por este sistema, hidrotermia, que podría utilizarse como “free–cooling” en la instalación de refrigeración. También se dejarán tomas en las subcentrales de techos fríos que permitan utilizar en ellas esta agua, con costos energéticos nulos, que puede emplearse en cualquier momento del año.

Conclusiones La inclusión de aspectos ambientales, sociales y económicos en el diseño de una edificación crea la posibilidad de desarrollar un proyecto de manera sostenible. El uso de energías disponibles a nivel local permite aumentar la independencia energética, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y promover el desarrollo de economías locales. Mediante el uso de sistemas de gestión 278

- Air cooled water chiller with semi-hermetic compressors and R-407C refrigerant. Existent in CIUDEN. Final auxiliary equipment or redundant equipment, due to its lower efficiency in comparison with the others. As earlier mentioned, there is a possibility of using the water on the channel that flows near the museum and that used to supply the refrigeration needs in the old thermal central. That is why water inlets will be left open at the source of the refrigeration distribution network, thus allowing to use the water chilled by this system: hydrothermal energy. This energy can be used as “freecooling” in the cooling system. Besides, inlets in the substation cool roofs systems will permit the use of this water, being able to perform cooling with net zero energy costs all year round.

Conclusions The inclusion of environmental, societal and economic aspects in building design creates the possibility to develop a project in a sustainable manner. Use of locally available energy sources allows to increase energetic autonomy and self reliance, reduce green house gases emissions and promote local economies development. Through the use of advanced control systems it is possible to profit accurate climatic conditions for the building air conditioning and to limit energy production when it is necessary. Definition of passive strategies for energy harvesting reduces both energy load and consumption. This reduces the effect of external conditions fluctuation in the indoor environment conditions. Indoor space thermal conditioning based on low temperature systems profits during more time periods solar energy, favouring its use even in non-clear days. Using diverse energy sources for a building’s air conditioning increases the system reliability, allows to choose the most costeffective energy source (both from and

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

avanzada es posible aprovechar las condiciones climáticas para la climatización de un edificio, así como limitar la producción de energía a aquella que demanda la edificación en un instante determinado.

economical and environmental perspective) and reduces energy consumption by adjusting energy demand to the energy source available, as a function of temperature and heat capacity.

La definición de estrategias pasivas de aprovechamiento energético reduce tanto la demanda como el consumo energético y reduce el efecto de la variabilidad de las condiciones exteriores en el ambiente interior de la edificación. La climatización basada en sistemas de baja temperatura aprovecha en mayor medida la energía solar, favoreciendo así su uso incluso en días que no son totalmente despejados. La utilización de diversas fuentes de energía para la climatización del edificio aumenta la fiabilidad del sistema, permite elegir la energía con una mejor relación costebeneficio (tanto económico como medio ambiental) y reduce el consumo energético al ajustar la energía demandada con el tipo de energía disponible (en función de la temperatura y la capacidad calorífica).

Referencias References 1. Centre for Energy-Related, Environmental and Technological Research

Calefacción. Heating

Refrigeración. Cooling

RUFINO J. HERNÁNDEZ MINGUILLÓN

279

280

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

papers comunicaciones

ekihouse. una casa autosuficiente para la competici贸n solar decathlon europe 2012 a self-sufficient home for the solar decathlon europe 2012

Author/s: Olatz Irulegi Garmendia, Antonio Serra, Claudia Pennese, Luis Torres Cardona, Victor Araujo y Rufino Hern谩ndez Minguill贸n Institution or Company: Universidad del Pa铆s Vasco

Abstract This work is framed by the second edition of the Solar Decathlon competition. The main aim is to build a prototype that works only thanks to renewable energy (solar energy). Many different agents from the Basque Country participate in the development of the project: students, lecturers, researches, research centres and enterprises . To reach this objective it is necessary to use bioclimatic strategies, sustainable construction and systems that reduce the energy demand, maximising the saving and the energy efficiency. The project will have an educational message related to environmental aspects. The competition will last two years and is structured by different milestones that will be focused on the construction and in the publishing of the whole process and its intermediate results. The main aims of the competition are orientated to education and divulgation of the projects in an international level. The just finished models of the 20 projects will be exposed all around the world. The final prototype will be exhibited, for each final evaluation, in Madrid in September 2012. But Ekihouse is pretended to be finished in autumn 2011 to be fix it by monitoring its performance and for showing it to the Basque society. URBAN REGENERATION

283

Solar Decathlon (SD) es una competición internacional en la que universidades de todo el mundo han de diseñar, construir y utilizar casas energéticamente autosuficientes, conectadas a la red eléctrica, que toman toda su energía del sol y están equipadas con tecnología que les permite hacer un uso eficiente de la misma1

The Solar Decathlon Europe is an international competition in which universities from all over the world meet to design, build and operate an energetically self-sufficient house, grid-connected, using solar energy as the only energy source and equipped with all of the technologies that permit maximum energy efficiency1.

La competición tiene su origen en EEUU (2002) y se promueve desde el Departamento de Energía.

Born in the USA, Solar Decathlon is a competition between universities from all over the world, which have to design and build a self-sufficient house, powered only by solar energy, with the implementation of technologies that will give the house an efficient use of its resources.

Desde el año 2010 existe además una edición Europea (SDE) que tiene carácter bianual. La próxima edición del SD se celebrará en la primavera del 2012 en Madrid y será la primera vez que la Universidad del País Vasco (EHU/UPV) participe en ella. SDE plantea cuatro objetivos fundamentales: 1. Consumo: Transmitir a los ciudadanos la necesidad de disminuir nuestro consumo energético, cambiando nuestros hábitos, y empleando tecnologías que reduzcan la demanda energética de los edificios, todo ello sin afectar a nuestro estilo de vida y comodidad. 2. Eficiencia: Probar que las necesidades de iluminación, frío o calor se pueden cubrir más eficientemente empleando determinadas tecnologías. 3. Energías Renovables: Demostrar que la energía necesaria para estos fines se puede cubrir con fuentes renovables, como la radiación solar. 4. Aplicación práctica: Finalmente, implementar estas técnicas de modo que sean asequibles y se integren en arquitectura de calidad. Dado que las ciudades europeas son densas y tienen una larga historia a sus espaldas, intentamos que las ideas desarrolladas para las casas solares se puedan aplicar después en otros tipos de edificación, como bloques de vivienda colectiva, así como para rehabilitar piezas existentes. Durante la última fase de la competición, cada equipo universitario ha de montar su casa en Madrid, donde se abre el público a la vez que tienen lugar las diez pruebas que 284

Four editions of the US DOE Solar Decathlon have been presented to date, on 2002, 2005, 2007, and 2009. All of them took place in Washington DC, with the main support of the Department of Energy of the United States. The first edition of the Solar Decathlon Europe took place in Madrid in 2010. The next edition will be in Madrid in 2012 and will be the first time that the University of The Basque Country takes part. Although it features its own distinctions, this competition has its roots in the US DOE Solar Decathlon. Solar Decathlon Europe is organized by the Secretary of State for Housing and Urban Development at the Spanish Ministry of Public Works with the collaboration of Universidad Politécnica de Madrid and the support of the US Department of Energy. In addition, SDE counts with the collaboration of the Madrid City Council and Spanish Energy Saving Energy Agency IDAE, and the sponsorship of Saint-Gobain (main sponsor), Schneider Electric, Rockwool, Kömmerling and FCC Solar Decathlon Europe aims to: 1. Communicate our need to diminish our energy consumption, by changing our habits, and using technologies that reduce energy demand without affecting our lifestyle and comfort. 2. Prove that the demands of lighting, heating, and refrigeration can be met with technologies in more efficient ways.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

constituyen la competición, de ahí que se denomine Decathlon. Las diez pruebas del concurso son: 1. Arquitectura 2. Ingeniería y Construcción 3. Eficiencia Energética 4. Balance de energía eléctrica 5. Condiciones de Bienestar

3. Show how the energy required can be generated using renewable energy sources, such as solar radiation. 4. Finally, integrate these changes in ways that are affordable, in conjunction with solid architecture practices. As European cities are often dense and have a long history, we try to develop ideas that can be transferred to other kinds of buildings, as flats, or help to refurbish existing ones.

9. Innovación

During the final phase of the competition each university team assembles their prototype in Madrid, where houses are open to the general public, while undergoing the ten contests of the competition, reason for which this event is called Decathlon.

10. Sostenibilidad

1. Architecture

Ekihouse2 es el prototipo de vivienda (75 m2 en una única planta) con el que participa el equipo de la EHU/UPV. La palabra “Eki” tiene su origen en el Euskera, el idioma vasco, y significa sol.

2. Engineering & Construction

6. Funcionamiento de la casa 7. Comunicación y Sensibilización Social 8. Industrialización y Viabilidad de Mercado

Uno de los objetivos principales, que recoge e interpreta los objetivos específicos del concurso, es integrar las tecnologías empleadas en la construcción de un espacio que no deja de ser uno espacio para vivir y proporcionar calidad de vida a sus habitantes, no solo en términos de confort sino también de bienestar psíquico-emocional. Por esto la forma, las proporciones, la captura de la luz natural, las calidades de los materiales y las relaciones espaciales, son puntos básicos del proyecto. El desafío consiste en traducirlo en una arquitectura que sepa capitalizar las oportunidades espaciales que ofrecen las fuentes de energía renovable y las tecnologías. Esta cuestión de carácter general se desarrolla con diferentes enfoques relacionados con el espacio, con las técnicas constructivas y con las tecnologías integradas. La casa dispone de un único espacio diáfano en torno a un mueble contenedor móvil. La cama, la mesa del comedor, etc. están recogidas dentro de este mueble y dependiendo de las necesidades de los URBAN REGENERATION

3. Energy Efficiency 4. Electrical Energy Balance 5. Comfort Conditions 6. House Functioning 7. Communication and Social Awareness 8. Industrialization & Market Viability 9. Innovation 10. Sustainability Ekihouse2 is the prototype of the solar house (75 m2) that represents the University of the Basque Country. The term “Eki” has its origin in the Basque language (euskera) and means “sun”. One of its most important objectives is to integrate the technology in the construction of the living space and to provide quality life to its inhabitants, not only in terms of comfort but in terms of psycho-emotional well-being. Because of this, the proportions, the natural light, the selection of materials and the special relationship are the fundamental points of the project. The challenge is to translate all the spatial opportunities of the renewable energies sources and of the technologies into an architectural integrated solution.

285

usuarios serán o no desplegados. De esta manera no se diseña ni impone un estilo de vida o un usuario tipo. La casa puede absorber múltiples combinaciones de uso y espaciales y, por consecuencia, usuarios diferenciados y formas de vivir pertenecientes a diversas culturas. Este aspecto refuerza además la idea de la posibilidad de utilizar Ekihouse de manera difusa en el territorio, para nueva construcción o rehabilitación. (fig 1) Además la competición contempla la realización de una cena para 30 personas por lo que la posibilidad de generar un espacio expandible y que se pueda reconfigurar se ha considerado como requisito fundamental a la hora de diseñar la casa.

This central question is developed by different approaches related to space, constructive techniques and integration of technologies. The house is open in plan and is distributed around a container furniture piece. The bed, the dining-room table, etc. can be hidden or used depending on the needs of the users. The project offers freedom to its users and does not impose a specific living style. The house is flexible and can be adapted to different users, different functions and different cultures. Because of this, Ekihouse is suitable for different locations, for new construction or refurbishment. (fig. 1) Having a flexible distribution, expandable and reconfigurable was one of our desires

Fig 1. Planta. Floor

Fig 2. Sección transversal. Cross section 286

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Por otra parte, uno de los conceptos principales de Ekihouse es la integración de sistemas (fotovoltáico, etc.) en el diseño. Estos elementos son parte del concepto arquitectónico y no meros “gadget” colocados sobre la cubierta. La protección solar en verano se consigue mediante el desplazamiento de los paneles fotovoltáicos. (fig. 2) Dicho desplazamiento permite, además, una expansión espacial de la casa. La marquesina fotovoltaica define un espacio abierto-cubierto en directa relación con el espacio interior. La casa respira, se expande o se contrae anulando sus límites. Estos no son fijos si no que se definen cada vez para responder a cambios en el ambiente o en las necesidades/deseos de los habitantes. Ekihouse está concebida para maximizar el confort de sus usuarios para retardar la puesta en marcha de los sistemas. La adaptabilidad a las condiciones estacionales como a los del día y de la noche son aspectos que caracterizan el proyecto. Por esta razón, en invierno la casa se cierra o contrae para minimizar las pérdidas de calor y se expande en verano para permitir una ventilación cruzada y sombreamiento. (foto maqueta) La versatilidad espacial y ambiental de la casa es potenciada por la solución adoptada para las dos fachadas principales, una orientada al norte y otra orientada al sur. Se trata de fachadas acristaladas, con paños correderos, que permiten la modificación de

on the design process, furthermore, when a dinner for 30 people is foreseen in the competition Por otra parte, uno de los conceptos principales de Ekihouse es la integración de sistemas (fotovoltáico, etc.) en el diseño. Estos elementos son parte del concepto arquitectónico y no meros “gadget” colocados sobre la cubierta. La protección solar en verano se consigue mediante el desplazamiento de los paneles fotovoltáicos. (fig. 2) The integration of systems (photovoltaic,etc.) in the architectural design was another important challenge. The systems are not mere gadgets on the roof but architectural elements of the project. Shading (in summer period) is obtained through sliding the photovoltaic panels. Thanks to this movement the boarders of the house are expanded. The shading photovoltaic elements define a semi-covered space directly connected with the inner space. The house breathes, is expanded or contracted disappearing it limits. They are not fixed and can be adapted to different environmental conditions or needs/desires of its users. . (foto sección). This sliding expands the borders of the house. Ekihouse is conceived to maximise the inner comfort and to postpone the working on of the Systems. Its adaptability to stationary or day/night conditions characterizes the house. Because of this in winter the house

Fig 3. Imagen de la maqueta. Scale model Fuente imagen: Image source: SDEurope URBAN REGENERATION

287

Fig 4. Vista de la maqueta desde el sur. Overall view from South

los cierres. A diferencia de la sur, la fachada norte tiene una capa más, un cierre exterior opaco y aislante que controla las perdidas de calor en invierno, también está costituydo por paneles correderos. De esta manera, la casa puede distribuirse libremente dependiendo de las condiciones ambientales: en verano la casa se vuelca hacia la fachada norte (la más fresca) y en invierno a la fachada sur (donde mayores ganancias solares se dan). (foto maqueta detalle sur) En acorde con esta flexibilidad, la plataforma sobre la que se apoya la casa, no es un mero espacio exterior, sino un espacio exterior que la casa puede captar e “invadir” proyectando y ampliando sus espacios interiores: el salón, el estudio, la habitación, el taller, el cuarto de baño, etc. Dicha plataforma, sobreelevada con respecto al terreno, está delimitada por unas piezas de madera que cambian en altura a lo largo del perímetro participando así a la definición y calificación de los diferentes espacios. Por ejemplo, hacia al norte, en correspondencia con la cristalera, dichas piezas alcanzan un altura de 1.80 metros, así que cuando se recoge el cierre opaco y se abre la cristalera, pasan a ser el nuevo limite del espacio interior. Un límite diáfano y discontinuo. (foto maqueta norte) Desde el punto de vista constructivo, la casa está pensada para que pueda ser industrializada. La industrialización permite una mejor gestión de los recursos y de los materiales, una mayor calidad y una disminución del consumo energético relacionado con la producción, manufactura 288

is closed or contracted (to minimise the energy loses) and expanded in summer (to allow cross ventilation and shadow). (foto maqueta) The spatial and ambient versatility is enhanced by the solution adopted for the two main façades, one south oriented and the other one north orientated. Both are glazed walls, with sliding elements, that permit different configurations. The northern façade, but not the southern one, has a second sliding layer ( an insulating opaque layer) that controls the heat losses in winter. In summer the house is facing north (the freshest one) and in winter is facing south (for solar gains). (foto maqueta detalle sur) According to this flexibility, the platform where the house is supported, is not only an exterior space, but an exterior space that the house can capture and invade expanding its interior spaces (living room, studio, bedroom, the bathroom. The platform, elevated from the ground level, is limited by wooden elements that vary in height along the perimeter creating different spaces. For instance, in the northern side, these elements are 1,80 m high and participate in the definition of the inner space. An open and discontinuous boundary. (foto maqueta norte) The house is industrialisable from a constructive point of view. The industrialisation allows a better resource and material management, a higher quality and a lower energetic consume related to production, manufacturing and building. The house is consist of two longitudinal modules

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig 5. Vista del edificio desde el norte. Overall view from North

y puesta en obra. La casa está compuesta por dos módulos longitudinales inspirados en los contenedores de transporte comercial y por ello mismo, sus dimensiones son sensiblemente análogas a las de estos últimos. Sobra decir que la elección de estas dimensiones facilita igualmente el transporte y montaje final al requerir una única junta constructiva. Desde el punto de vista de las instalaciones, la geometría de los módulos acompaña igualmente a la trayectoria de éstas con lo que se consigue minimizar el número de conexiones eléctricas e hidráulicas, al tiempo que se agiliza el montaje e incrementa la calidad del producto resultante. La elección de la madera es debida a multitud de razones entre las cuales podemos enunciar: la disponibilidad de la materia prima en el ámbito local con lo que se minimiza la longitud de los trayectos hasta el sitio de transformación, el conocimiento técnico del material en el País Vasco y ante todo la sostenibilidad ligada a esta última. La madera es reconocida como uno de los materiales cuya tasa de reciclabilidad y reuso es una de las más altas. En el mismo sentido, la energía requerida para la transformación de la madera, desde su estado bruto hasta la obtención del producto final, es una de las más reducidas; es decir que las externalidades ligadas a la industria de la madera son menores a las que generan otro tipo de industrias destinadas a la producción de insumos para la construcción. Finalmente, la madera es reconocida por ser un acumulador natural de CO2. Al hacer de ésta uno de los insumos primordiales de la industria de la construcción se favorece URBAN REGENERATION

inspired by commercial containers and their dimension is related to transportation requirements. The geometry of the modules describe the trajectory of the systems, minimising the number of hydraulic and electric connections, and speeding up the mounting and quality o the final product. The election of timber as the structural material is based on the availability of the row material in the Basque Country, minimising the distance to the manufacturing, the technical knowledge and for sustainability. Wood is considered one of the materials with higher recyclability and reutilisation. At the same time, the embodied energy for its transformation is one of the lowest. Finally, wood stores CO2. Because of all these reasons, wood is the most adequate material for this competition. The house has two rooms for Systems located in the shortest façades and accessible form outsider. Systems related to water and systems related to generating electricity are located separately. Both rooms are connect following the longitudinal direction of the prefabrication and will work in a synergic way. The systems are conceived as an unit composed by different subsystems that work in a collaborative way depending on the environmental conditions. From a structural point of view, the house has the challenge to reach a 10 meters light by laminated wood. The prominent role of the beam has influenced the initial architectural design. The development of the Ekihouse Project implies a multidisciplinar team work where the student is the main core. The competition 289

la captura a largo plazo de CO2 dado el carácter productivo de la industria en tanto proveedora de bienes de consumo duraderos. Por todas las razones anteriores podemos deducir que la madera es el material idóneo para la consecución de los objetivos de esta competición.

is the optimal occasion to put in practice all the knowledge and aptitude collected during the universitary period. The project has been designed to improve the knowledge related to energy efficiency in buildings and to encourage students into research of solar energy aspects.

La casa cuenta con dos salas de instalaciones situadas en las fachadas más cortas de la casa y son accesibles desde el exterior. En una se colocan los sistemas relacionados con el agua y su tratamiento y en el otro los relacionados con la generación de energía eléctrica. Ambas salas estarán conectadas siguiendo el sentido longitudinal de prefabricación y podrán trabajar de manera sinérgica. Los sistemas están concebidos como una unidad compuesta por diferentes subsistemas que trabajan de manera colaborativa dependiendo de las condiciones ambientales. Desde el punto de vista estructural, la vivienda plantea el reto de conseguir un claro de aproximadamente una decena de metros por medio de la utilización de madera multi-alistonada. En este sentido, las primeras estimaciones de la escuadría de la viga han dado por resultado un elemento estructural cuyo protagonismo arquitectónico rebasa la frontera establecida que los imperativos de diseño tenían previsto. Para dar respuesta a este desafío de ingeniería se ha revelado necesario atraer al proyecto técnicas y materiales de alto desempeño, sin por ello extraviar el carácter inherente a la madera.

In this sense, the Project presents a multidisciplinary aspects, fostered by the collaboration of students from different disciplines: engineering, communications, marketing, design, business with the objective of develop and put into practise solar technologies for residential market based on solar energy. With this objective, many departments and faculties take part in the Ekihouse project. Lectures, researches, students, etc. participate in the development of different aspects of the competitions; this is possible by incorporating the project in the teaching programme, workshops, final projects, o voluntary works.

El desarrollo del proyecto ekihouse implica un trabajo interdisciplinar en cuyo centro se sitúa el estudiante, que encuentra en esta Competición una ocasión óptima para poner en práctica los conocimientos y aptitudes logradas en la enseñanza universitaria. El proyecto se ha diseñado para que los participantes incrementen sus conocimientos relativos a la eficiencia energética en los edificios y para animarlos a participar en proyectos de investigación y desarrollo relacionados con la energía solar. En este sentido, este proyecto presenta un marcado carácter multidisciplinar, fomentando la colaboración de estudiantes

290

The collaboration with external research centres, enterprises related to construction and energy activities is another aspect of the work. Thus, Ekihouse integrates enterprises of the wood sector, solar energy, engineerings, etc. and public institutions. In this sense, the competition is an effective platform for diffusion of the capacities, technology and productions of Basque enterprises in Spain and abroad. Finally, Solar Decathlon is as well a public event designed to increase a more conscious use of the energy in the residential field. The competition demonstrates that an attractive house that generates sufficient energy for artificial lighting, for cooking, for electronic devices is possible. The competition shows that the use of renewable and clean energies, like solar, can provide enough energy to live, work and to enjoy healthy places. Because of all this aspects, one of the main objectives of the Ekihouse project is to communicate to the Basque community the viability and potentiality of the solar energy and the most responsible use of the energy in homes. All these aspects will be published by media, congresses, etc. and will finish in the

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

de las disciplinas de arquitectura, ingeniería, comunicación, marketing, diseño, empresariales, etc., con el objetivo de desarrollar y poner en marcha tecnologías solares aplicadas al mercado de la vivienda. Con este objetivo, participan en ekihouse un número creciente de Departamentos, Facultades e Institutos de la UPV/EHU. A través de ellos, profesores, investigadores y alumnos participan en el desarrollo de los diferentes aspectos que esta Competición contempla, a través de la inclusión de los mismos dentro de la programación docente, mediante workshops, proyectos fin de carrera, o trabajo de voluntarios.

exhibition of the prototype in Madrid and in the province capitals of the Basque Country.

Otra base fundamental del Solar Decathlon Europe, y por tanto del proyecto ekihouse, es la participación de centros tecnológicos y empresas relacionadas con el campo de la construcción y la energía. Por tanto, ekihouse integra a empresas relacionadas con la construcción en madera, tecnologías solares, ingenierías, etc., así como instituciones y entes públicos e importantes centros tecnológicos que aportan financiación, conocimiento, know-how, medios materiales y humanos, tecnología, difusión, etc. En este sentido, la competición es una plataforma eficaz para difundir, en un ámbito nacional e internacional, las capacidades de conocimiento, tecnología y producción de la sociedad vasca y sus empresas e instituciones. Finalmente, el Solar Decathlon Europe es también un acontecimiento público diseñado para aumentar la conciencia sobre el uso de la energía en el ámbito residencial. La competición demuestra que es posible diseñar una vivienda atractiva que genere suficiente electricidad para abastecer sus necesidades energéticas; para iluminación artificial, para cocinar, para los quipos y aparatos electrónicos, así como para mantener las condiciones de bienestar interior. El concurso muestra a Europa y al mundo que las fuentes de energía renovables y limpias, como la solar, pueden proporcionar la energía necesaria para vivir, trabajar y disfrutar en lugares saludables.

URBAN REGENERATION

291

Por todo ello, uno de los objetivos prioritarios del proyecto ekihouse es comunicar a la sociedad vasca esta viabilidad y potencialidad de la energía solar, así como la necesidad de un consumo responsable de ésta en el ámbito doméstico. Para ello se lleva a cabo una campaña continuada de comunicación a través de los medios de comunicación, Congresos, Ferias, etc., que culminará con la exhibición de la vivienda tanto en Madrid, durante el periodo de competición oficial, como en las capitales de Euskadi para acercar este proyecto a la sociedad vasca.

Referencias References 1. http://www.sdeurope.org 2. http://www.ekihouse.org 292

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

frío solar y eficiencia energética solar cooling and energy efficiency

Author/s: David Hernández García Institution or Company: Climatewell

Abstract The possibilities within the construction sector of combining air-conditioning systems with solar cooling are as wide-ranging as the architectural and design possibilities for buildings. The type of air conditioning system chosen will be determined by the type of building and the use and final purpose thereof, an engineering study being undertaken in each case in accordance with the goal of achieving user comfort. It is therefore essential that these parameters be known in order to clearly define the energy demand and hence choose the air-conditioning systems appropriate for installation. Although these projects may seem complex both in the design and performance phases, they nevertheless open up a wide range of possibilities for the integration of renewable energy systems with conventional systems, enabling maximum use of renewable energy (high solar fraction), thus reducing the consumption of conventional energy and ensuring user comfort. In addition, the reduction of CO2 emissions is an energy indicator and limiter and should be taken into account during the design phase. As a result, solar cooling opens new possibilities for energy use in building air-conditioning systems. URBAN REGENERATION

293

Introducción

Introduction

Los sistemas solares térmicos convencionales han estado tradicionalmente ligados a soluciones de agua caliente sanitaria, calefacción y climatización de piscinas. Aunque en ACS se pueden conseguir unos porcentajes de cobertura muy altos, para calefacción, esta cobertura es más baja siendo necesario un sistema principal de energía convencional. Uno de los motivos es, por la coincidencia de que cuando mayor necesidad de calor tenemos es cuando menor radiación solar podemos conseguir. Con los sistemas de frío solar existe una coincidencia entre la oferta (radiación solar) y la demanda (necesidad de frío) siendo por eso unos sistemas eficientes y rentables.

Conventional solar thermal systems have traditionally been associated with domestic hot water production, central heating and swimming pool heating. Although very high coverage percentages may be achieved for DHW, this coverage is lower for central heating and requires the provision of a main conventional energy system. One of the reasons for this is the coincidence of greatest heating demand during periods of lower solar radiation. With solar cooling systems the supply (solar radiation) and demand (cooling need) coincide, thus leading to systems which are more efficient and profitable.

Con un sistema de frío solar, dependiendo de las zonas y las características de la instalación se pueden conseguir unas coberturas importantes de ACS y climatización. Esta opción energética en la edificación puede suponer un gran ahorro, favorecido además por las distintas posibilidades de integración con la instalación convencional. La energía solar térmica ha tomando gran auge afianzada por distintas normativas locales y diferentes reales decretos: Desde el 2006, con el Código Técnico de Edificación (CTE) se establecen los requisitos básicos de edificación, desde el punto de vista de la protección del medio y el ahorro de la energía, donde la energía solar tiene un papel esencial. De esta manera

Significant coverage for DHW and air conditioning can be obtained from solar cooling depending on the areas and characteristics of the installation. This energy option for a building may represent a considerable saving and is additionally favoured by the numerous possibilities for integration with a conventional installation. Solar thermal energy has grown greatly in importance, backed up by numerous local regulations and various royal decrees: Since 2006 the basic building requirements have been laid down by the Technical Building Code (CTE) from the point of view of environmental protection and energy efficiency, giving solar energy an essential role. By virtue of this, the development of buildings with high levels of energy

Fig 1. Esquema Frío Solar en Edificio Terciario. Fuente: ClimateWell. Solar Cooling Layout in a Tertiary Building. Source: ClimateWell. 294

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

se favorece la promoción de edificios de alta eficiencia energética y de mínimos consumos energéticos, al mismo tiempo que se le facilita al cliente final la información necesaria para saber el consumo energético y el beneficio ambiental por las emisiones de CO2 evitadas. La refrigeración solar, además de favorecer el ahorro energético y la utilización de energías renovables, proporciona al cliente final calidad de vida y confort.

Frio solar Consiste en un sistema de transformación energética a través de un ciclo de absorción, utilizando energía solar térmica o excedente de calor, para la aplicación centralizada de agua caliente sanitaria, calefacción y refrigeración en edificios. Para el funcionamiento de la máquina de absorción es indispensable que ésta lleve conectados tres circuitos externos: •

Sistema de captación o fuente de calor

•

Sistema de distribución (aporte de frío o calor)

•

Sistema de disipación o excedente de calor

efficiency and minimal energy consumption is promoted, whilst the end client is provided with the information necessary in order to view the energy consumption and environmental benefit as a consequence of the reduced CO2 emissions. Besides favoring energy savings and the use of renewable energy, solar cooling enhances the end client’s comfort and quality of life.

Solar cooling Consists of an energy transformation system by means of an absorption cycle using solar thermal energy or excess heat for the centralized application of domestic hot water, central heating and cooling of buildings. In order for the absorption machine to work, it is essential that it is connected to three external circuits: •

Capture system or heat source

•

Distribution system (provision of cooling or heating)

•

Dissipation (heat sink) or excess heat system

The benefits of the use of a Solar Cooling system are:

Fig 2 Flujo grama energético de un sistema de frío solar. Fuente Propia. Energy flow chart for a solar cooling system. Source: Author.

Los beneficios por la utilización de un sistema de Frío Solar son: •

Ahorro energético: - por la utilización de energía solar, coincidiendo la máxima oferta de radicación con la demanda de frío. - máquina absorción (sin compresor)

URBAN REGENERATION

•

Energy savings: - due to the use of solar energy; the maximum supply of solar radiation coinciding with the maximum demand for cooling. absorption compressor)

chiller

(without

295

- distribution of heating/cooling by means of systems which work at moderate temperatures both in terms of heating and cooling.

- distribución de frío/calor a través de sistemas que trabajan a temperaturas más suaves tanto para calor como para frío. •

Ahorro económico por la reducción de consumo de energía convencional

•

Financial savings due to reductions in the consumption of conventional energy

•

Beneficio medioambiental por la disminución importante de emisiones de CO2

•

Environmental benefits as a result of significant reductions in CO2 emissions

•

Eficiencia energética, al plantear un sistema centralizado que engloba varias aplicaciones (agua caliente sanitaria, calefacción y refrigeración)

Energy efficiency, by virtue of being a centralised system which covers various applications (domestic hot water, heating and cooling)

•

Mejora la calificación energética del edificio

Improves the energy rating of the building

Puntos críticos a considerar: 1. Diseño y dimensionado: teniendo en cuenta el comportamiento dinámico y los flujos energéticos del sistema. 2. Instalación: además de la utilización de componentes y materiales de calidad, es muy importante conseguir un equilibrado hidráulico preciso para asegurar los caudales y temperaturas de trabajo de cada circuito, sin los cuales, la potencia a entregar y el rendimiento del sistema pueden reducirse considerablemente. 3. Regulación y Control: al ser sistemas centralizados e integrados con los sistemas convencionales de climatización requiere una atención especial a todas las variables de utilización y su lógica de control.

Proyecto de frio solar La instalación de un sistema de frío solar implica la realización de un proyecto de climatización del edificio teniendo en cuenta los conceptos anteriores. Tradicionalmente los proyectos de climatización se planteaban teniendo en cuenta los siguientes aspectos:

Key points to be considered: 1. Design and sizing: bearing in mind the dynamic behaviour and energy flows of the system. 2. Installation: besides using quality components and materials, it is very important to achieve a precise hydraulic balance in order to ensure the working flows and temperatures of each circuit, without which the power delivery and system performance may be significantly reduced. 3. Regulation and Control: being centralised systems which are integrated with conventional air conditioning systems, particular attention must be paid to all usage variables and control logic.

Solar cooling project The installation of a solar cooling system implies the performance of an air conditioning project for the building, taking into account the foregoing items. The following aspects were traditionally considered when setting out an air conditioning project: Conventional Air Conditioning Project

Proyecto de Climatización Convencional:

296

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

• Cálculo Demanda Energética (cargas del edificio)

• Calculation of Energy Demand (building loads)

• Dimensionado estático – Potencia g COP nominal

• Static sizing – Power g rated COP

• Elección de equipos convencionales

• Choice of equipment

conventional

• Disipación o excedente de calor

• Dissipation or excess heat

• Descentralización de sistemas

• Decentralisation of systems

• Inversión inicial

• Initial investment

plant

and

Por otro lado, la implantación de un sistema de frío solar implica pensar en un proyecto de climatización eficiente en el que deben participar profesionales y considerar los siguientes aspectos:

In contrast, the establishment of a solar cooling system implies thought regarding an efficient air conditioning project in which various professionals must participate and the following aspects be considered:

Proyecto Climatización Eficiente:

Energy Efficient Air Conditioning Project:

Energéticamente

• Limitación Demanda Energética g Conocimiento completo de construcción, utilización y condiciones climáticas g Ajuste parámetros de consigna

• Energy Certification g Full knowledge of the construction, use and climatic conditions g Adjustment of operational parameters

• Dimensionado dinámico g Energía g COP estacionario

• Dynamic sizing – Energy g seasonal COP

• Evaluación de Energías Renovables g demanda base • Elección de equipos convencionales eficientes e integración con sistemas renovables • Aprovechamiento energética

recuperación

• Centralización de sistemas • Retorno de inversión + Coste del ciclo de vida g Consumo, operación y mantenimiento

Integracion Según explicado anteriormente, un sistema de frío solar implica la necesidad de conocer y controlar sus flujos energéticos. Dadas las características de las instalaciones de edificios los edificios se pueden encontrar distintos tipos de soluciones o posibilidades de adaptación o integración:

URBAN REGENERATION

• Evaluation of Renewable Energy g base demand • Choice of efficient conventional plant and equipment and integration with renewable systems • Energy use and recovery • Centralisation of systems • Return on investment + Life cycle cost g Consumption, operation and maintenance

Integration As explained above, a solar cooling system implies the need to understand and control energy flows. Given the characteristics of building installations, a number of different types of solutions or possibilities for adaptation or integration may be found: Capture system or heat source •

Flat solar collectors and vacuum tubes

•

Residual heat from industrial processes

297

Sistema de captación o fuente de calor

•

CHP

•

Captadores solares planos selectivos y tubos de vacío

•

Biomass boilers

•

Calor Residual de procesos Industriales

Distribution system (provision of cooling or heating)

•

Cogeneración

•

Calderas de Biomasa

Radiant heating/cooling floors and/or ceilings

•

Inductors

•

Air pre-treatment (by ATU) Chiller return

Sistema de distribución (aporte de frío o calor) •

Suelos/techos radiantes/refrescantes

•

Inductores

Dissipation (heat sink) or excess heat system

•

Pre-tratamiento de aire (en UTA)

•

Swimming pool heating

•

Retomo de enfriadora

•

Pre-heating of DHW

•

Interface with air, water or land

Sistema de disipación o excedente de calor •

Climatización piscinas

•

Precalentamiento de ACS

•

Intercambio con aire, agua o terreno

Eficiencia energetica La instalación de frío solar en la edificación implica necesariamente el planteamiento de un proyecto de eficiencia energética teniendo que considerar lo siguiente: •

Dimensionar y ajustar el sistema teniendo en cuenta los flujos energéticos de acuerdo a la demanda del edificio en cada momento. Para lo que se recomienda la utilización de software de simulación dinámico. Esto permite detectar comportamientos de la instalación no adecuados (e:, temperaturas demasiado altas) y evaluar las coberturas energéticas y consumos.

•

Simplificación del esquema de principio evitando tramos largos y mal aislados, así como, redundancias y aportes energéticos no aprovechables.

•

Identificación clara de los equipos y sus características, considerando la mejor opción según las necesidades energéticas específicas del edificio (cargas sensibles, latentes, necesidades

298

Energy efficiency The installation of solar cooling in a building necessarily implies the performance of an energy efficiency project which considers the following: •

The sizing and adjustment of the system taking into account the energy efficiency according to the demands of the building at all times. The use of dynamic simulation software is recommended to achieve this. This enables any irregular behaviour by the installation to be detected (e.g. excessively high temperatures) and the energy coverage and consumption to be evaluated.

•

Simplification of the schematic diagram to avoid lengthy, poorly insulated sections, redundant elements and energy provision from unusable sources.

•

Clear identification of the plant and equipment and characteristics thereof, considering the best option according to the specific energy needs of the building (latent and sensible loads, humidification or dehumidification needs, air treatment, ventilation, etc.).

•

Consideration of conventional modular cooling or heating systems or those with a greater number of stages, additionally

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

enabling integration with renewable energy systems. By virtue of this the consumption may be adapted to real needs.

de humidificación o deshumidificación, tratamiento de aire, ventilación, etc.). •

•

Considerar sistemas convencionales de refrigeración o calefacción modulantes o con el mayor número de etapas, permitiendo además la integración con los sistemas de energías renovables, de esta manera se ajustará el consumo a las necesidades reales. Optimizar las transferencias térmicas y evitar pérdidas, teniendo en cuenta el correcto dimensionado, aislamientos y el rendimiento de cada intercambiador y valorando el coste de inversión en referencia a la energía aprovechada, para evitar encarecer la instalación de forma injustificada. Optar por componentes eficientes energéticamente con rendimientos altos, bajos consumos y con posibilidad de integración en el control general de la instalación. (Ej, bombas con variador de frecuencia)

•

Optimisation of thermal transfers and avoidance of losses, bearing in mind the correct sizing, installation and performance of each exchanger and evaluating the investment cost with regard to the energy used in order to avoid unjustifiable increases to the cost of the installation.

•

Opt for energy-efficient, low consumption and high-performance components which may be integrated into the general control of the installation. (e.g. pumps with variable frequency drives)

•

Reduction in electricity consumption by means of the optimisation and integration of the components into the General Control of the installation (pumps, motorised valves, etc.)

•

Reducción del consumo eléctrico mediante la optimización e integración de los componentes al Control General de la instalación (bombas, válvulas motorizadas, etc.)

•

Development of a control system which is as centralised as possible according to the characteristics of the installation, implying the use of systems “suitable” for air conditioning.

•

Desarrollar, según las características del instalación, un sistema de control lo mas centralizado posible, lo que implica utilización de sistemas “afines” de climatización.

•

Maintain the installation clean and ensure correct operation and maintenance, thus ensuring energy and water savings.

•

Mantener la instalación limpia y asegurando la correcta operación y mantenimiento, asegurando de esta manera el ahorro en consumos energéticos y agua.

It is important to be responsive to advice from companies specialised in energy efficiency for engineering, auditing and maintenance services.

•

Es importante dejarse aconsejar por empresas especializadas en eficiencia energética para servicios de ingeniería, auditoría y mantenimiento.

Conclusion Las posibilidades de aplicación de la refrigeración solar con máquina de absorción son muy variadas, con amplias posibilidades de integración en la edificación, desde el uso URBAN REGENERATION

Conclusion The possibilities for the application of solar cooling with an absorption machine are highly varied, with extensive possibilities for integration within a building, whether we are dealing with residential or tertiary use (hotels, hospitals, offices…) The main advantages of solar cooling particular to tertiary applications (and other large-scale, high consumption

299

residencial hasta el sector terciario (hoteles, hospitales, oficinas…)

applications such as district networks) may be summarised as follows:

Las principales ventajas especialmente en aplicaciones terciarias (y otras aplicaciones de tamaño y consumos grandes como redes de distrito) de refrigeración solar se pueden resumir en lo siguiente:

•

Due to high and sometimes continuous consumption of cooling throughout the year, long run operating times for the cooling equipment may be achieved, thus delivering better system performance.

•

The solar fields may be designed close to the ideal of 100% use, thus obtaining maximum energy savings per unit area of the solar collectors.

•

The large size of the systems implies lower unit costs for installation compared to smaller systems (the domestic sector, multi-occupancy residential buildings, small hotels,...).

•

The large scale of the installations makes accumulation systems more viable in the longer term (lower ratio area – volume). This enables better mitigation of the discrepancies between demand and availability of solar energy.

•

In many cases residual heat is available as is heat from CHP systems used as a backup source.

•

Debido a consumos grandes de frío y, en algunos casos continuos durante todo el año, se pueden obtener tiempos de operación largos de los equipos de frío, obteniendo un mejor rendimiento del sistema.

•

Los campos solares se pueden diseñar cerca del ideal de 100% de utilización, obteniéndose así ahorros energéticos máximos por unidad de superficie de colectores solares.

•

El gran tamaño de los sistemas conlleva un coste de instalación unitario menor en comparación con sistemas pequeños (sector doméstico, casas multifamiliares, pequeños hoteles,...).

•

El tamaño grande de las instalaciones hace más viables los sistemas de acumulación a periodos de tiempo más largos (menor relación superficie – volumen), lo cual permite amortiguar en mayor grado los desfases entre demanda y disponibilidad de la energía solar.

•

En muchos casos hay disponibilidad de calor residual o calor de sistemas de cogeneración como fuente auxiliar.

As result, the key elements to be considered as a saving of primary energy are: •

Use of a high solar fraction; that which best fits the demand.

•

Use and optimisation of all of the focal energy points of the system, particularly the three circuits connected to the absorption machine (including the heat sink).

•

Use of the available residual heat, be this from an industrial process or even from a CHP engine.

Por tanto los elementos clave a considerar como ahorro de energía primaria son: •

Utilización de una fracción solar alta, lo más ajustada posible a la demanda.

•

Aprovechamiento y optimización de todos los focos energéticos del sistema y en particular de los tres circuitos conectados a la máquina de absorción (incluido el calor de disipación).

•

Utilización de calor residual disponible, ya sea desde un proceso industrial o incluso desde un motor de cogeneración.

300

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Bibliografía Bibliography Dr. HANS MARTIN HENNING. 2004. Solar Assisted AirConditioning in Buildings. A Handbook for Planners. Srpringer-Verlag Wien New York. Freiburg, Germany DANIEL GARCÍA ALMIÑANA. 2007. Instalaciones de Refrigeración y Aire Acondicionado. Editorial UOC. Barcelona, España. IGNACIO ZABALZA y ALFONSO ARANDA. 2009, Energía Solar Térmica. Prensa Universitaria de Zaragoza, Zaragoza, España. ÁNGEL L. MIRANDA, 2008, Técnicas de Climatización. Editorial Marcombo, Barcelona, España. Dr. FÉLIX A. PEUSER, KARL-HEINZ REMMERS y MARTÍN SCHANAUSS, 2004, Sistemas Solares Térmicos. Diseño e Instalación. Solarpraxis AG, Berlín, Alemania. Fundamentos de climatización, ATECYR. AL THUMANN, 2009, Handbook of Energy Audits , Fairmont Press, GA, USA. Guía de Diseño de Frio Solar, 2009, ClimateWell Regulation: Real Decreto 1027/2007, 2007, Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios. RITE. Paraninfo. Madrid, España. Real Decreto 47/2007, 2007, Certificación Energética de Edificios de Nueva Construcción. España. Real Decreto 314/2006, 2006, Código Técnico de la Edificación. España. Norma UNE-EN-ISO Moderados

7730,

Ambientes

Térmicos

Directiva 2002/91/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 16 de diciembre de 2002, relativa a la Eficiencia Energética de los edificios.

URBAN REGENERATION

301

302

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

edificios de balance energético cero (EBEC): hacia el balance energético cero en edificios terciarios zero net energy buildings: towards zero net energy consumption in buildings

Author/s: Lydia Gómez González, Manuel López Gómez, Ignacio Benítez Sánchez, Andrés Lluna Arriaga. Institution or Company: Instituto Tecnológico de la Energía

Abstract The aim of Zero Net Energy Buildings project (called EBEC in Spanish version) is to analyze the technical and economic feasibility of actions to improve the energy status of privat non-residential buildings by optimizing factors: • Energy consumption and energy efficiency, • Integration of renewable energy sources and energy storage systems, • Control systems and building automation. To achieve this objective, the project coordinates research and development tasks in the fields of energy, automation and control in order to improve private non-residential building energy situation. At the same time, the project establishes a plan for monitoring and improvement for these buildings over their lifetime. From the energy perspective, EBEC works on the sustainability of the energy consumption in buildings. This work justifies the technical feasibility of the implementation of renewable energy sources installations. Besides, it researches new ways for the reduction of energy consumption through the improvements of energy facilities, and their use in buildings. These works are complemented by a life cycle analysis and footprint calculation in buildings. The project will mainly use the following tools for the validation of energy efficiency improvements for private non-residential buildings: • A measurement and verification plan based on the International Performance Measurement and Verification Protocol, establishing a reliable procedure for measuring energy savings. • An energy and environmental model of buildings using software tools. Furthermore, the project will research and develop advanced techniques for automation and control, to improve private non-residential buildings’ energy situation by optimizing energy resources, keeping stable all quality and comfort parameters. These techniques include monitoring and power generation systems, the implementation of data processing, advanced intelligent control techniques and the development of specific electronic devices. Thanks to EBEC’s results, it is justified technical and economical feasibility for private nonresidential buildings’ refurbishment, maintaining buildings’ functionality and comfort. URBAN REGENERATION

303

ITE motivado por el elevado consumo energético de los edificios, la escasa gestión energética de los mismos y la necesidad de reducir el impacto medioambiental negativo asociado a ellos, desarrolla el proyecto Edificios de Balance Energético Cero (EBEC), incluido dentro de una de las líneas de investigación y desarrollo de mejora de la eficiencia energética de los edificios existentes del sector terciario, iniciada por el instituto en el año 2009.

Due to high energy consumption in buildings, almost inexistence energy management systems and social awareness on the reduction of negative environmental impacts, ITE decided to develop the project Building Zero Energy Balance (EBEC), enclosed within a research and development actions promoted by ITE since 2009 in order to improve energy efficiency of private nonresidential buildings.

En este proyecto se desarrollan los trabajos necesarios para obtener la justificación técnica y económica de la viabilidad de la rehabilitación energética de los edificios del sector terciario. Esta rehabilitación energética de los edificios permite ajustar el consumo de energía de los edificios a la generación en los mismos, consiguiendo que el coste energético global sea próximo a cero. Los trabajos desarrollados en el proyecto EBEC permiten mejorar la calificación energética del parque de edificios existente asegurando sus funcionalidades y confort, además de identificar las acciones necesarias para la consecución de Edificios de Balance Energético Cero. Los resultados obtenidos de las investigaciones realizadas en la ejecución del proyecto EBEC, se validan en un edificio real del sector terciario. Esta validación permite justificar la extrapolación de los resultados obtenidos en el proyecto a otros edificios del sector.

This project obtains a technical and economic report about feasibility of private non-residential buildings’ refurbishment. After the refurbishment, it will be possible to achieve a near zero energy cost situation thanks to energy generation and consumption control and balance.

ITE desarrolla este proyecto con apoyo del Instituto de la Pequeña y Mediana Industria Valenciana (IMPIVA), de la Conselleria de Industria Comercio e Innovación de la C.Valenciana, y del Fondo Europeo de Desarrollo Regional de la Unión Europea.

The work developed in EBEC project helps to improve the energy rating of private nonresidential buildings, to ensure comfort values and to identify actions required to achieve a zero energy balance situation.

Objetivos El principal objetivo del proyecto EBEC es analizar la viabilidad técnica y económica de las acciones de mejora del estado energético de edificios terciarios existentes mediante la optimización de los factores de:

Project EBEC’s results are being validated in a real building. After this validation, it will be possible to extrapolate results to all private non-residential buildings. ITE develops this project thanks to the support of the Institute for Small and Medium Valencia Industry (IMPIVA), Conselleria de Industria Comercio e Innovación de

• Consumo energético y eficiencia energética, 304

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

• Integración de energía renovables y sistemas de almacenamiento energético,

la C.Valenciana and European Regional Development Fundation (ERDF).

• Sistemas de control y automatización de edificios.

Objectives

Del buen balance y uso de estos factores depende conseguir edificios saludables cercanos al concepto de EBEC, en los que el consumo y la producción energética sean equivalentes (consumo energía en el edificio = energía producida en el edificio). Para conseguir este objetivo, en el proyecto se coordina la investigación y el desarrollo en los campos de la energía, automatización y control, buscando la mejora inmediata del estado energético de los edificios del sector terciario, a la vez que se establece un plan de seguimiento y mejora de los edificios durante toda su vida. A partir de estos trabajos se desarrollan nuevas metodologías y técnicas aplicativas de campos tales como: • Eficiencia energética: medidas correctoras y de mejora de la eficiencia energética (MMEE), evaluación fiable de ahorros energéticos, análisis de ciclo de vida, modelado energético de edificios, análisis de instalaciones y cumplimiento normativo. • Energías renovables (EERR): integración de instalaciones de EERR en los edificios, gestión óptima de recursos renovables. • Electrónica: diseño de dispositivos mejorados para la gestión de los recursos. • Automatización: monitorización de consumos, telegestión de contadores inteligentes, control de sistemas de climatización y ventilación, centros de control unificados. • Control inteligente: minería de datos e inteligencia artificial aplicada. Predicción de consumos, sugerencias automatizadas de mejora.

Desarrollo Los trabajos propuestos en el desarrollo del proyecto están relacionados con la optimización energética, integración de EERR y mejora de la gestión de los edificios,

URBAN REGENERATION

EBEC’s main objective is to analyze technical and economic feasibility of actions to improve private non-residential buildings’ energy situation: • Energy consumption and energy efficiency • Integration of renewable energy sources and energy storage systems, • Control systems and building automation. EBEC project defines the right way to use these actions to achieve a “healthy building”. Then, it will be possible to have an energy balanced situation, it means, buildings’ energy consumption is equivalent to buildings’ energy production. To achieve this objective, the project coordinates research and development tasks in the fields of energy, automation and control in order to improve private non-residential building energy situation. At the same time, the project establishes a plan for monitoring and improvement for these buildings over their lifetime. New methodologies and techniques are being applied, such as: • Energy efficiency: implementation of energy conservation measures (ECM) to improve energy efficiency, reliable assessment of energy savings, life cycle analysis and building energy modeling • Renewable energy sources (RES): Integration of RES installations in buildings and energy management. • Electronics: design of improved devices used for resources management. • Automation: consumption monitoring, remote management of smart meters, control of air conditioning and ventilation systems, unified control centers. • Intelligent control: data mining and artificial intelligence applied.

305

a través de la implantación de técnicas de automatización, control y análisis de datos. Desde el punto de vista energético, EBEC trabaja en mejorar tanto la sostenibilidad de la energía consumida en los edificios, como en el uso de esta. En este sentido, en el proyecto se trabaja en la justificación de la viabilidad técnica de la implantación de instalaciones basadas en fuentes de EERR, como alternativa al mix energético tradicional, basado en el consumo de combustibles fósiles. Los trabajos desarrollados en el proyecto para probar la viabilidad técnica de las instalaciones de EERR integradas en edificios de balance energético cero son: • Dimensionado y modelado software de sistemas de generación renovable y de apoyo. Se realizan estudios de dimensionado de instalaciones de energías renovables en relación con las instalaciones de consumo de los edificios (climatización, bombas, etc.) • Sistemas de almacenamiento. Se realiza el análisis de la tecnología de almacenamiento (pilas de hidrógeno, baterías y súper condensadores) susceptibles de ser aplicadas en edificios terciarios. A la integración de instalaciones de EERR en los edificios terciarios, en el proyecto EBEC se suma la optimización del consumo de energía en los edificios mediante la mejora de la eficiencia energética tanto de las propias instalaciones, como del uso que hacen de ellas los usuarios. En el campo de la eficiencia energética, el proyecto EBEC no sólo se encarga de justificar la viabilidad técnica y económica de la implantación de medidas correctoras y de MMEE en edificios, sino que además analiza el impacto medioambiental de los edificios terciarios y de cada una de las MMEE propuestas. Así pues los trabajos desarrollados en el proyecto en el ámbito de la eficiencia energética se estructuran en dos bloques: • Viabilidad técnica y económica de las MMEE. Análisis de la viabilidad técnica y económica de la implantación en edificios terciarios de MMEE en,

306

Development The project works on energy optimization, RES integration and improvement of buildings’ management by the implementation of automation technology, control and data analysis. From the energy point of view, EBEC improves both sustainability and use of buildings’ energy consumption. Therefore, the project justifies technical feasibility of the implementation of RES sources facilities, as an alternative to traditional energy mix based on consumption of fossil fuels. On one hand, this work tests technical feasibility of RES installations integrated in zero energy balance buildings: • An energy system’s software modeling. Studies on RES installations’ capacity according to energy consumption needs (HVAC, pumps, etc.). • Storage systems. An analysis of storage technologies’ behavior (fuel cells, batteries and super capacitors) that can be implemented in buildings. And on the other hand, EBEC optimizes energy consumption in buildings by improving energy efficiency on their facilities and user’s use. In the field of energy efficiency, EBEC project justifies technical and economic feasibility of ECMs implemented in buildings and analyzes ECM’s environmental impact. Thus, the work developed in this project can be divided into two blocks: • Technical and economic feasibility of ECMs. Analysis of technical and economic feasibility of ECMs implementation in private non-residential buildings: - Facilities. Replacing traditional lighting systems by high efficiency equipment and / or LED technology. - Passive elements. Reducing buildings’ thermal demand by implementing solar control techniques and improving walls’ insulation.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

- Instalaciones. Sustitución de sistemas de iluminación tradicionales por equipos de alta eficiencia y/o tecnología LED.

• Environmental impact of ECMs. Analysis of environmental impact and CO2 reduction thanks to ECMs’ implemented:

- Elementos pasivos. Reducción de la demanda térmica de edificios mediante la incorporación de técnicas de control solar y mejora del aislamiento térmico de los cerramientos.

- Life cycle analysis of private nonresidential buildings. It compares buildings’ energy consumption during their lifetime to energy required in their construction.

• Impacto medioambiental de los edificios terciarios y de las MMEE. Se analiza el impacto ambiental de los edificios terciarios y su reducción gracias a la implantación de las MMEE propuestas. Este análisis se realiza a través del,

- Carbon Footprint analysis. It develops a CO2 emissions’ inventory based on ISO 14064 standard. Based on this result, it is known the quantity of CO2 emissions to be reduced to achieve a zero energy balance building.

- Análisis del ciclo de vida de los edificios terciarios. Trata de identificar la proporción del consumo energético de la construcción de un edificio con respecto a su uso.

Tools used for ECMs’ technical and economic validation are:

- Obtención de la Huella de Carbono. Se realiza un inventario de las emisiones de dióxido de carbono basado en el estándar ISO 14064 que permite conocer cuantas emisiones hay que reducir y compensar anualmente para lograr que el edificio terciario estudiado consiga un balance energético igual a cero. Las herramientas utilizadas en el proyecto para la validación técnica y económica de las MMEE de los edificios terciarios planteadas en el proyecto EBEC son: • Desarrollo de Plan de Medida y Verificación (PM&V) en base al protocolo internacional IPMVP (International Performance Measurement and Verification Protocol). Este plan de medida establece un procedimiento fiable de medida de ahorros energéticos conseguidos en los edificios del sector terciario.

• A Measurement and Verification Plan (PM&V) based on IPMVP (International Performance Measurement and Verification Protocol). This action plan provides a reliable measurement of energy savings achieved in buildings. • Building energy modeling using software tools. This model provides buildings’ theoretical energy and environmental performance, and the influence of the ECM’s proposed to be implemented. Finally, the project researches and develops advanced techniques for automation and control, to improve private non-residential buildings’ energy situation, keeping buildings’ quality and comfort. These techniques include automation and monitoring systems for energy consumption and generation (monitoring of energy consumption and renewable energy generation, centralized control and weather systems, improved

• Modelado energético de edificio mediante herramientas software. Con este modelado se conoce el funcionamiento teórico de los edificios, desde el punto de vista energético y ambiental, y la influencia que tienen sobre él las MMEE propuestas. Por último en el proyecto se investigan y desarrollan técnicas avanzadas de automatización y control, encaminadas URBAN REGENERATION

Fig. 01. Vista Oeste modelo edificio ITE. West view of ITE model. 307

a mejorar el estado energético de los edificios del sector terciario mediante la optimización de los recursos y el consumo energético, manteniendo los edificios dentro de rangos definidos de calidad y confort. Estas técnicas incluyen la automatización y monitorización de sistemas consumidores y generadores de energía (monitorización de consumos energéticos y generación de energías renovables, control supervisado y centralizado de los sistemas de clima, mejora del control local de procesos, centralización de datos en centro de control con almacenamiento), el desarrollo e implementación de tratamiento de datos y técnicas avanzadas de control inteligente (minería de datos, generación automatizada de consignas a partir de modelos de predicción, sistemas de diagnóstico y apoyo a toma de decisiones, evaluación de tendencias y detección de patrones), y el desarrollo de dispositivos electrónicos específicos (sensores inalámbricos para telemedida con tecnología ZigBee).

local control of processes, centralization of control data storage), development and implementation of data processing and advanced intelligent control techniques (data mining, computer-generated instructions from predictive models, diagnostic systems and decision support, evaluation of trends and pattern detection), and the development of specific electronic devices (wireless sensors for ZigBee telemetry).

Resultados

• Development of diagnostic techniques for energy and thermal behavior in buildings according to architectural features, energy consumption and environmental impact.

Como principales resultados del proyecto EBEC cabe destacar: • Justificación técnica de la integración de instalaciones de EERR en edificios terciarios y obtención de modelos de dimensionado de estas instalaciones, sistemas de apoyo y almacenamiento de energía aplicables a edificios terciarios. • Desarrollo de técnicas y procedimientos valoración fiable de los ahorros energéticos y económicos conseguidos en edificios del sector terciario gracias a la mejora de la eficiencia energética, derivada de la rehabilitación de los elementos pasivos e instalaciones.

Results EBEC project’s main results include: • Technical justification, dimension and energy storage system suitable for RES installations to implement in private nonresidential buildings. • Development of techniques and reliable procedures to calculate energy and financial savings achieved in buildings obtained as a result of the refurbishment of passive elements and facilities that improve their energy efficiency situation.

• Characterization and verification of appropriate technologies that provide information about buildings’ energy situation. I.e.: smart meters. • Technological and design validation for the data storage system developed for buildings. • A monitoring system to storage relevant energy data. It will help to evaluate energy state, energy-savings and use recommendations for buildings’ users. • An optimal control system for energy consumption and power generation installations, storage energy systems and data processing by using data mining techniques and clustering.

• Desarrollo de técnicas de diagnóstico energético y comportamiento térmico de edificios respecto a sus características arquitectónicas, consumo energético por instalaciones e impacto ambiental asociado.

Conclusions

• Caracterización y verificación de aplicabilidad de tecnologías adecuadas para obtención de información relativa al estado

Within the work development in EBEC project, it is possible to obtain intelligent and autonomous private non-residential

308

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

energético de los edificios como contadores inteligentes. • Validación tecnológica de las herramientas de obtención de información relativa al estado energético de los edificios terciarios, así como la validación de la arquitectura y posicionamiento óptimo de los dispositivos de medida distribuida. • Obtención de sistemas de monitorización y concentración de datos energéticos relevantes para la evaluación del estado energético, medida de ahorros de energía y recomendaciones de uso a los usuarios de los edificios.

buildings to make possible the reduction of energy consumption without decreasing buildings’ functionality and users’ comfort. Technical and economical justification of private non-residential buildings’ refurbishment developed in this project, will foster the Zero Energy Buildings. In these buildings, the proportion between energy consumption and production is close to unit. Moreover, it is improved buildings’ energy qualification.

• Obtención de sistemas óptimos de control de instalaciones de consumo y generación energética, y sistema de almacenamiento y tratamiento de datos utilizando técnicas de minería de datos y clustering.

Conclusiones Con los trabajos propuestos y desarrollados en el proyecto EBEC se obtienen las actuaciones necesarias para conseguir entornos terciarios con capacidades de actuación, dotados de mayor inteligencia y autonomía para obtener una disminución del consumo de energía y un aumento de la eficiencia energética sin que por ello disminuya la funcionalidad de los edificios y confort de los usuarios. La justificación técnica y económica de la rehabilitación energética de los edificios del sector terciario llevada a cabo en el proyecto facilitará la promoción de edificios de nueva generación, o Edificios de Balance Energético Cero, en los que el ratio que relaciona el consumo y la producción energética en los edificios sea próximo a la unidad, obteniendo un coste energético global cercano a cero. Además, los logros conseguidos mejorarán la calificación energética del parque de edificios existente.

URBAN REGENERATION

Bibliografía Bibliography Building Controls Virtual Test Bed (BCVTB). https:// gaia.lbl.gov/bcvtb. IDAE. Plan de acción 2008-2012 de la estrategia de ahorro y eficiencia energética en España. (PAE4+). Efficiency Valuation Organization. www.evo-world.org.

309

310

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

el microclima en los espacios abiertos. estudio de casos en Madrid microclima condition in open spaces. case study: Madrid, Spain

Author/s: Irina Tumini, Ester Higueras GarcĂa Institution or Company: Universidad PolitĂŠcnica de Madrid

Abstract The urban microclima plays an important role on building energy consumption and comfort sensation in exterior spaces. Thus, buildings and the corresponding HVAC have to focuses mainly on energy conservation and enhancing not only indoor but also outdoor air quality. The predictions of microclima conditions are possible by the simulation of the current situation, as well as to predict the effect of applications of countermeasures. The paper presents a use of a simulation program to quantify the thermal effect of the building form and of the vegetation in the urban space. Two cases located on Madrid were studied, representing common types of building residential morphology: the first one (caso1) represented a type of separated building with spacing between the houses; the second one (caso2) represented a courtyard house form. This work is the first part of thesis project focused on urban climate and urban regeneration towards the ameliorations of exterior conditions. The project objective is to quantify the impact of the countermeasures to help the buildings and urban designer in the decision making phase for the urban regenerations projects. URBAN REGENERATION

311

Introducción La ciudad actúa como un importante factor modificador del clima local y crea unas condiciones medioambientales concretas, que podemos definir como microclima urbano. La diferencia de condiciones microclimáticas de los espacios urbanos frente a las zonas rurales es una de las consecuencias producida por el conjunto construido constituido por edificios, calles y superficies pavimentadas. El clima urbano se define en términos de comparación con su entorno rural y a partir de estas diferencias entre ambos que podemos caracterizar el comportamiento de la ciudad, aunque cada ciudad conserve las condiciones climáticas características de la región en que se asienta. Sin embargo, en una misma ciudad encontramos una gran diversidad de matices. Esto es consecuencia de la heterogeneidad en la morfología y estructura de los espacios construidos, que nos lleva a un análisis a escala local que corresponde a pequeños espacios y edificios. Los rasgos más sobresalientes del microclima urbano se manifiestan en un aumento de la temperatura, en la reducción de la amplitud térmica diaria, en una peculiar distribución de los vientos de la ciudad, consecuencia del rozamiento con los edificios y encauzamiento en las avenidas, y en un balance hídrico diferente al existente en los espacios rurales. Las causas que generan este fenómeno son complejas y están relacionadas con el balance energético en los espacios urbanos debido a: • la sustitución de las superficies vegetales por edificios y superficies impermeables como calles, plazas, etc.; • la diferente respuesta a la absorción de los rayos solares de los materiales de acabado, debido a las características especificas como reflectancia, absortividad e inercia térmica; • el calor generado por fuentes antropogénicas, como las industrias, los edificios y los coches; • la contaminación atmosférica. (1)

312

El microclima urbano depende también de otros factores como el tamaño y la morfología urbana, la topografía, las actividades antrópicas y las características climáticas (viento, temperatura, inversión térmica, etc.). Una ciudad, aunque esté caracterizada por el mismo clima, manifiesta una diferencia de condiciones entre los lugares. Eso nos indica que en la misma ciudad podemos distinguir zonas climáticas diferentes que, a su vez, serán caracterizadas por diferentes condiciones de diseño, orientación, exposición, etc. lo que se puede definir como un patrón bioclimático.

Objetivos Los edificios son los primeros responsables de la modificación del microclima urbano. Sin embargo el diseño de edificios y de sus sistemas debe enfocarse hacía la eficiencia y el ahorro energético para mejorar tanto el confort interior como la calidad del ambiente exterior. Prever las condiciones microclimatica del entorno, realizando mapas de temperaturas a través del uso de programas de simulación, puede ser muy útil para evaluar los cambios que las edificaciones y sus espacios próximos introducen en escalas mas amplias. Además eso puede suponer una mayor precisión en el cálculo de las demandas energéticas de los edificios y la mejora de las condiciones ambientales del espacio exterior. Así los diseñadores pueden evaluar los efectos de las medidas de proyectos tanto para las rehabilitaciones de zonas urbanas consolidadas como para en zonas de nueva edificación encauzadas hacía el ahorro energético, la reducción de contaminantes y el confort ambiental y térmico para los usuarios. (5) En este trabajo se plantea el uso de la herramienta de simulación ENVI-met para la evaluación del comportamiento microclimático de un barrio de Madrid. Para la realización del estudio se han seleccionado tres manzanas situadas en el barrio de Moratalaz (Madrid), pero con características morfológicas diferentes. De los tres casos se

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

ha realizado un modelo y se ha comparado con las observaciones reales medidas in situ. El trabajo forma parte de un proyecto de tesis doctoral cuyo objetivo es establecer la efectividad de las medidas correctivas que se pueden poner en práctica en un entorno urbano construido para mejorar las condiciones de confort térmico y reducir el consumo energético de los edificios, y es oportuno para contrastar eficazmente estas alternativas que teóricamente si parecen suficientemente evaluadas.

Enfoque empírico Madrid es la principal área metropolitana española localizada en la zona central de la península Ibérica (coordenadas 40º24’N y 3º42’W) en una meseta con un altitud de 655m sobre el nivel del mar, siendo así la capital más alta de Europa. El contexto geográfico de Madrid es la Submeseta Sur dentro de la Meseta central, situada a 40 km Sur-Este de la cadena montañosa de la Sierra de Guadarrama e hidrográficamente se encuentra emplazada dentro de la cuenca del Tajo. Como caso de estudio se ha seleccionado el barrio de Pavones en el distrito de Moratalaz (Madrid). El barrio está situado en el Sur-Este de la ciudad de Madrid al norte de la A3. Es una zona de expansión construida en 1970 gracias a los programas públicos del Ministerio de Viviendas y otras promociones privadas, caracterizadas por edificios en bloque de altura media de cinco plantas. El desarrollo urbano se basa en la idea novedosa por la época, de separar los viales para automóviles mediante grandes supermenazanas, donde se ubican los portales de los bloques de viviendas, quedando en el interior espacios libres, verdes, y los paseos peatonales. En el barrio se encuentra también la Junta Municipal del distrito que cuenta con un sensor para la monitorización de la calidad del aire del Sistema Integral del Ayuntamiento de Madrid (SIM) para medir en superficie y en altura diferentes datos meteorológicos.

URBAN REGENERATION

De la zona se seleccionan tres manzanas de estudio y se realiza una primera campaña de mediciones puntuales con equipo portátil el día 22 de diciembre de 2010. Las tres manzanas se diferencian por tipología constructiva de los edificios y por la orientación de los edificios. En el primer caso (caso 1) es constituido por edificios en bloque aislados de 11 plantas y de 5 plantas combinados, caracterizados por la presencia de soportales a lo largo de todo el perímetro con orientación NE-SO con una inclinación 27º acimut sur. La organización del espacio libre se caracteriza entre los edificios mediante avenidas arboladas y en el centro del área seleccionada se sitúa un gran aparcamiento con suelo de asfalto y sin ningún tipo de protección solar. La segunda área de estudio (caso 2) se conforma por edificios de 5 plantas posicionados perimetralmente en la supermanzanas en cuyo interior hay espacios verdes, zonas con arena y arboles aislados. La orientación es de NE-SO con una inclinación respecto del sur de 48º. Por último se selecciona una tercera zona de análisis, (caso 3) ocupada por una zona de parque y una pista de baloncesto que se usará como elemento de comparación entre las otras dos zonas anteriores. Las mediciones se han realizado en un día laboral de las 9,00 de la mañana a las 21,00 con una toma de temperatura cada 3 horas y con una diferencia temporal entre las tomas en las tres áreas inferior a los 30 minutos. El día elegido ha sido caracterizado temperaturas bajas, cielo nublado y lluvia. Se han también recopilado los datos de temperatura de la estación meteorológica del Ayuntamiento de Moratalaz. Al no ser disponible los datos del día 22 de diciembre por problemas técnicos de la estación, se emplean los valores medios del mes de diciembre 2010. En la tabla 1 se detallan los valores de la toma de datos en las zonas de estudio. De la comparación con los valores registrados por la estación meteorológica se puede apreciar que los valores medidos siguen el mismo patrón de variación de temperatura diaria, aunque los valores medio del mes de 313

diciembre son más bajos y se registra una amplitud térmica ligeramente superior. Los valores que más difieren de la media mensual son los del caso1. Las causas de esta diferencia se imputan a una incorrecta toma de las temperaturas y se decide descartar estos valores para este trabajo.

Enfoque analítico El comportamiento del espacio libre entre edificios se ha simulado a través del uso de la herramienta de simulación ENVImet v3.1, un software para la modelización tridimensional del microclima urbano. El programa ha sido desarrollado por Michael Bruse (Institute of Geography, Department of Geoinformatic, Environmental Modeling Group, University of Mainz) de forma de poder simular la interacción entre superficiesplantas-aire in un entorno urbano, basado fundamentalmente en modelos de fluidodinámica y termo-dinámica. (Bruse 2010) Las principales ventajas en la aplicación de este sistema son: 1. la simplicidad de uso y baja demanda de tiempo en el uso del software, 2. una buena representación de las tranferencias superficiales entre vegetación y suelos con una configuración en multicapas, 3. la posibilidad de usar una malla horizontal y vertical pequeña con una precisión hasta de 1 metro, 4. existencia de un bajo numero de parametros de imput para el conjunto del sistema vegetación-suelo-atmosfera.(4) El modelo 3D Atmospheric Boundary Layer (ABL) depende de la interacción de las propriedades opticas y dinamicas de la atmósfera, de las caracteristicas de las superficies y en general, de los diferentes elementos que condicionan el balance energético entre onda larga y onda corta. La contribución de la vegetación se estima a partir del Leaf Area Density (LAD) que corresponde a: LAD= m2(Leaf Surface)/m3(Air Volume)

314

y se estima su interacción en el microclima en la distribución e intensidad del viento, en el proceso de transferencia radiactiva, en la temperatura y humedad del espacio. En la figura 2 se presenta el esquema de funcionamiento general del sistema de modelización de ENVI-met. (4) La comunidad cientifica reconoce otros sistemas de simulación (CTTC, SAIL, Meso NH, Météo France entre otros) pero que resultan muy complejos y no tienen las ventajas mencionadas anteriormente. Mehrez Samaali (2007) realiza un estudio comparando los resultado obtenidos por ENVI-met con los valores obtenidos con otros sistemas de simulación reconocidos, cuya conclusiones son que el modelo ABL en la simulación del flujo de las superficies y de las superficies con la vegetación tienen un valor más bajo con un error aceptable en comparación con las magnitudes manejadas. (3)

Realización simulación

los

modelos

La simulación con el programa ENVI-met empieza con la realización del modelo tridimensional de las áreas de estudio. Para los tres casos se define una malla en planta cuadrada de 3 metros y en altura de 3 metros. Para la definición de las condiciones climáticas se hace referencia al clima tipo para Madrid que usa el mismo programa. En la definición de los parámetros iniciales el sistema permite calibrar el clima introduciendo los valores de la temperatura atmosférica y la velocidad del viento. Para este primer trabajo no ha sido posible introducir estos valores ya que, por problemas técnicos de la estación, no se disponen de estos datos para el día simulado. Se procede entonces a realizar el modelo y a simular las condiciones microclimaticas de los tres casos de estudio para el día 21 de diciembre a lo largo del día (de 0 a las 24horas) con una medición cada 180 minutos (3 horas). El programa permite introducir la geometría de los edificios, modelando forma y altura, indicar la presencia de vegetación y los materiales de acabado superficial a nivel

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig 1. Vista aérea de los tres casos seleccionados. a) caso1, b) caso2, c) caso3. La línea en rojo delimita el perímetro de las áreas simuladas. Fuente: Google Earth. (2011)

En la tabla 1 se detallan los valores de la toma de datos en las zonas de estudio. Hora

9:00:00

Caso 1

Caso 2

Orientación

Temperatura del aire ºC

Humedad %

Aparcam.

7,2

79,90%

S-O

6,1

86,80%

N-E 12:00:00

15:00:00

18:00:00

21:00:00

Orientación

Temperatura del aire ºC

Caso 3 Humedad %

S-O

5,8

87,50%

N-E

7,1

81,10%

Aparcam.

8,7

75,70%

S-O

8,9

73%

S-O

7,9

78,80%

N-E

79,90%

N-E

7,4

79,40%

Aparcam.

63,80%

S-O

9,3

61%

S-O

9,6

61%

N-E

9,7

63%

N-E

10,3

60%

Aparcam.

11,9

54,30%

S-O

9,2

66,20%

S-O

8,4

73,40%

N-E

8,2

70%

N-E

9,2

66,30%

Aparcam.

71,40%

S-O

8,5

51,40%

S-O

7,1

77,40%

N-E

7,5

67%

N-E

7,9

70,50%

Temperatura del aire ºC

Humedad %

6,4

86,50%

7,5

80,90%

64,30%

8,1

70,80%

7,1

75,50%

Tabla 1.

Fig 2. Modelo para la simulación 3D empleado por ENVI-met. Fuente: Urban Vegetation and Climate Change: Assessing potencials and uncertainties with numerical models. (2010) URBAN REGENERATION

315

Fig 3 Modelos realizados con el programa ENVImet. a) caso1, b) caso2, c) caso3. Elaboración propia. (2011)

de suelo. Para los edificios no se puede especificar los materiales de acabado ni porcentaje de huecos. Tampoco se puede simular un edificio sobre pilotís. Para la vegetación el programa permite elegir entre diferentes tipos de vegetación: césped, arbustos y árboles. Los tipos de plantas que se pueden elegir se diferencias por los siguientes parámetros: •ID: Nombre de la planta •C?: tipo de planta según la capacidad de fijación del CO2

•HH.HH: altura de la planta indicada en m •TT.TT: agua transpirada por las raíces •LAD: Densidad de la superficie de hojas expresado en un valor entre 1 y 10 •RAD: Densidad de la superficie de las raíces calculado en m2/m3 y expresado en un valor entre 1 y 10 Para los materiales de acabados superficiales los parámetros empleados por el programa son los siguientes: •ID: nombre del material

•TY: tipo de planta 1 hojas caducas, 2 coniferas, 3 césped

•V: tipo de suelo 0 normal, 1 material seco (sin evatranspiración), 2 agua

•rs_min: resistencia estomática de la planta

•ns: contenido volumétrico de agua hasta saturación (m3/m3)

•a_f: albedo a la onda corta de las hojas de la planta (0,2 por defecto)

316

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Fig 4. Visualización de los resultados obtenido del proceso de simulación. Caso 2. a) vista en planta, b) vista 3D, c) vista en alzado. Elaboración propia. (2011)

•nfc: contenido volumétrico capacidad del terreno (m3/m3)

agua

•nwilt: Contenido volumétrico de agua en el punto de marchitez1 (para los modelos de vegetación) en (m3/m3) •matpot: matriz potencial a saturación (m) •hydr: conductividad hidráulica a saturación (m/s)•10-6 •CP: capacidad térmica volumétrica (J/ m3K)•106 •B: constante de Clapp & Hornmberger •HCN: conductividad térmica del material (W/mK) Tanto para la vegetación como para los materiales de los suelos el programa proporciona un listado por defecto aunque deja al usuario la posibilidad de cargar otras tipologías. (2)

estudio a los dos parámetros de temperatura y humedad que son los valores medidos en la toma de datos. Los valores se refieren a los simulados a una altura de 1,20 m del suelo, que corresponde a la cota en que se ha realizado las mediciones y es adecuada para el estudio de las condiciones de confort, que es uno de los objetivos del trabajo de investigación. En la figura 4 se presenta una muestra del resultado obtenido con la simulación. El ejemplo es relativo a los resultados de la simulación de la zona de estudio del caso 2 y de los valores de temperatura a las 15:00 hora. El programa permite visualizar los resultados en planta y a diferentes alturas, en prospecto y en 3D.

Resultados y conclusiones

Una vez realizado el modelo e introducido todos los parámetros climáticos, ejecutamos el programa y podemos obtener una amplia serie de resultados: climáticos (temperatura, humedad, viento, radiación directa y difusa, etc.), de calidad del aire (concentración del CO2, PM10, etc.) y de confort (PPD y PMV). Los valores se pueden visualizar con el programa LEONARDO que permite realizar unos mapas de colores (Figura 4) en planta, en altura y una visualización 3D.

De la simulación se obtiene que los valores mínimos se registran a las 6:00 de la mañana y los máximos a las 15:00 con una amplitud térmica que ronda entre los 5 ºC para los espacios abiertos hasta los 6ºC para los espacios libres entre edificios, lo que se corresponde a los valores medios para el mes de diciembre medidos por la estación meteorologica. La humedad relativa tiene una relación inversa al de la temperatura, tende a disminuir hasta las 15:00 para luego volver a subir hasta alcanzar su valor máximo a las 6:00 de la mañana.

El objetivo de este trabajo es ver la aplicabilidad del programa al estudio de las condiciones microclimaticas de los espacios urbanos madrileños, por eso se ha limitado el

De los mapas generados por el programa se deduce que las temperaturas más altas se concentran en las zonas de aparcamiento caracterizadas por no tener ningun sistema

URBAN REGENERATION

317

de protección solar y con acabado superficial oscuro (asfalto), las zonas más frías se localizan en bajo los espacios verdes arbolados. Para los espacios entre edificios se aprecian condiciones diferentes entre las fachadas orientadas hacía los espacios verdes (parques o viales arbolados) y las orientadas hacía las calles. Las primeras tienen temperaturas más bajas y humedad relativa más altas de las otras. La orientación de las fachadas no parece ser una componente con mucha influencia en el microclima ya que no se aprecian diferencias significativas entre las orientaciones. Tambien hay que subrayar que en este trabajo solo se está considerando la temperatura del aire y humedad relativa, sin considerar la temperatura superficial de las fachadas. Comparando los resultados obtenidos del proceso de simulación con los datos medidos en situ, se aprecia en primer lugar una diferencia importante entre los valores tanto de temperatura que de humedad relativa. Sin embargo si nos fijamos en las curvas de variaciones diarias, podemos reconocer una cierta semejanza, tanto en la simulación de espacio entre edificios (caso2) que la simulación en el espacio abierto (caso3).

En general emplear estos tipos de procesos para la validación de un modelo es muy ariesgado ya que es muy dificil comparar los resultados obtenidos de un proceso de calculo realizado empleando un clima “tipo” y los valores medidos en situ. Aceptando las limitaciones del programas y fijando la necesidad de calibrar los datos climaticos, se opta por emplear el programa ENVImet para la realización del estudio del microclima en Madrid ya que el software da unos resultados suficientemente cercanos a la realidad, es de manejo facil, tiene una interfaz amigable y plasma los resultados en un mapa de colores que permite tener una visión general del conjunto urbano. Esta herramienta se aplicará a los casos de estudio para simular las condiciones del estado actual en las diferentes estaciones del año y se compararan con los valores de confort de los espacios exteriores. Será así posible comprobar si el espacio reune condiciones de bienestar para su uso, los lugares y estaciones del año más criticos y proponer medidas miradas a la mejora del espacio. Las medidas a aplicar se centran en el espacio libre entre edificios, actuando principalmente sobre el uso del verde

b).

Fig 5. Modelos realizados con el programa ENVI-met. a) caso1, b) caso2, c) caso3. Elaboración propia. (2011)

En los valores de temperatura del aire salta a la vista que hay una importante diferencia de temperatura entre los valores medidos y los simulados. En principio se estima que esta diferencia se podría reducir calibrando los valores climáticos de temperatura atmosferica y velocidad del viento del programa de simulación.

318

urbano, los materiales de acabado superficial y el uso de sistemas de protección solar. El objetivo final es cuantificar el impacto sobre el microclima de los diferentes escenarios de reforma urbana propuestos y, de tal manera, proporcionar a los proyectistas unas pautas de diseño para las reforma urbana encauzada hacia la eficiencia energética y la calidad medioambiental.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Referencias References 1. Punto de marchitez: Es el contenido porcentaje o nivel de humedad del suelo al cual las plantas se marchitan de forma permanente. Es el punto en que el porcentaje de agua emitida por las hojas de la planta es mayor del agua absorbida por las raíces. Fuente:http://geography.geography-dictionary.org/ Physical-Geography-Dictionary/Wilting_Point

Bibliografía Bibliography 1 ANTONIO LOPEZ GOMÉZ, JULIA LOPEZ GOMEZ, FELIPE FERNÁNDEZ GARCÍA, ANTONIO MORENO JIMENEZ. El clima urbano. Teledetección de la isla de calor en Madrid. Ministerio de Obras Públicas y Transportes. 1993. 2 ENVI-met. Online Manual. 4 Oct 2010. http://www. envi-met.com/. Ultimo acceso 14 Mayo 2011. 3 LIMOR SHASHUA-BAR, MILO E. HOFFMAN, YIGAL TZAMIR. Integrated termal effects of generic built forms and vegetation on the UCL microclimate. Building and Environment, 41 (2006). 4 MEHREZ SAMAALI, DOMINIQUE COURAULT, MICHAEL BRUSE,ALBERT OLIOSO A, RENÉ OCCELLI. Analysis of a 3D boundary layer model at local scale: Validation on soybean surface radiative measurements. Atmospheric Research 85 (2007) 183–198. 5 MICHAEL BRUSE. ENVI-met implementation of the Jacobs A-gs Model to calculate the stomata conductance (Working paper). Febrero 2004. 6 PARHAM A. MIRZAEI, FARIBORZ HAGHIGHAT. Approaches to study UrbanHeatIsland e Abilities and limitations. Building and Environment. 45 (2010).

URBAN REGENERATION

319

320

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

reciclar el espíritu del barrio. lugar de la identidad en una ciudad sostenible recycling of neighbourhoodspirit. role of identity in the sustainable city

Author/s: Agnieszka Stepien, Lorenzo Barnó Martínez, Beatriz Villanueva Cajide, Francisco Javier Casas Cobo Institution or Company: UPV/EHU, Universidad Politécnica de Madrid

Abstract The major changes that society is suffering now, lead us to rethink how to live in the present world.This directly influences the contemporary architecture and urbanism, which seem to have difficulties in responding to it. At the same time, we have a strong problem of obsolescence of existing built fabric constructed over the centuries.The buildings erected to the 70, now no longer respond to the needs of its residents and create increasing serious environmental problem of energy inefficiency.State policy, in this case, refers to the demolition of buildings and even entire neighbourhoods as a solution for these problems. However,as a result of acting in this way, not only the buildings that made up the neighbourhood do disappear from the surface, but also the spirit of the neighbourhood is destroyed and the identity of the local inhabitants is damaged. As a solution of this situation, we propose incorporation of neighborhood identity factor as a key element in urban revitalizationby presenting examples of actions that doconsider it. Thank to them we can see that not only improves the quality of life in the studied neighborhoods, but also fortify ties of the participants in these processes. As a result, it is clear that a policy of “tabula rasa” often practiced in cases of vulnerable neighbourhoods, a solution becomes more than untenable. For the urbis part of a city is a huge expenditure of energy and materials and produces an inordinate amount of waste, but for the civitas the consequences are much more serious.The spirit of the neighbourhood, something unique and impossible to rebuild, dies under the rubble. URBAN REGENERATION

321

“Toda ciudad muestra a la vista una suerte de diagrama de la cultura que la ha engendrado, del orden mental en que está inscrita, y en esa medida podemos decir que lo visible revela lo invisible”.

“Every city shows a sort of diagram of culture that engendered it, the mental order that is registered in, andin that sense, we can say that the visible reveals the invisible. “ William Ospina

William Ospina

Introducción

Introduction

Somos testigos de las grandes trasformaciones que la sociedad contemporánea está sufriendo debido, en gran parte, a la globalización. Cada disciplina debe afrontar esta nueva situación buscando unas soluciones concretas.

We witness the great transformations that contemporary society is suffering,mainly, due to globalization. Each discipline must confront this new situation by seeking practical solutions.

En este contexto, la arquitectura y el urbanismo se convierten en las cuestiones cruciales en el desarrollo de las ciudades donde, desde esta década, viven más de la mitad de los habitantes del planeta. Pero nuestras ciudades no proporcionan buena calidad de vida. Los problemas del tráfico y de falta de los espacios públicos amables para el peatón son algunos de los temas más serios a resolver, pero no son los únicos. Cuando estamos planteándonos la rehabilitación sostenible de nuestras ciudades casi siempre pensamos sobre la contaminación o el ahorro de energía. Por supuesto estos aspectos de la sostenibilidad son muy importantes pero no es suficiente con quedarse ahí. Existen factores de igual importancia, pero con el hándicap de no ser tan fácilmente cuantificables. Se trata de la identidad y el carácter del barrio que aunque no cambian la huella ecológica de un vecindario deben tener cabida dentro del marco del desarrollo sostenible. Ya en 1992, durante la Segunda Cumbre de la Tierra1, la sostenibilidad queda definida como un conjunto de tres aspectos: el económico, el medioambiental y el social (en el que se concentrará este trabajo). El objetivo de esta investigación es remarcar los problemas que causan una gran crisis, tal y como se refleja a través de la pérdida de 322

In this context, architecture and urban design issues become extremely importantwith regard to the development of the cities where, from this decade onwards, more than a half of the population of the planet lives. However, our cities do not provide good quality of life. Traffic problems and lack of pedestrian friendly public spaces are some of the most serious issues to resolve, but they are not the only ones. Whilst discussing the sustainable rehabilitation of our cities,we generally think about pollution or saving energy. Of course, these aspects of sustainability are very important, but it is not enough to confine with it. There are many factors of equal importance, but with the handicap of not being easily quantifiable. This is the case of identity and character of the neighbourhood. They do not change the footprint of a district, but they should be included within the framework of sustainable development. Already in 1992, during the Second Earth Summit1 sustainability was defined as a group of three aspects: economic, environmental and social. The objective of this research is to highlight the problems that cause serious crisis, which is reflected by the loss of identity in the degraded districts (even cities).

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

la identidad en los barrios (incluso ciudades) degradados. Existen varias razones para explicar esta situación, pero dos destacan de manera especial. El abandono de lo local en favor de lo globalizado está, en el momento actual, unido con el simultáneo envejecimiento de nuestras ciudades. Donde más evidente es este fenómeno es en los cascos históricos y en las barriadas de los años 50 y 60. Allí es muy fácil percibir los problemas que produce su degradación como, por ejemplo, el aumento de la delincuencia, la pérdida de las relaciones inter-vecinales, la falta de servicios o la mala calidad de las viviendas (hoy obsoletas a nivel funcional y energético).

Contexto y causas de la situación actual. La política estatal en estos casos se remite al derribo de los edificios e incluso a barrios enteros (Fuencarral). Pero actuando de esta manera, desaparecen de la superficie no solamente los edificios que constituían el barrio. Con la aplicación de esta solución se acaba destruyendo el espíritu del barrio dañando a la identidad de los habitantes del lugar. En España, el nuevo Plan Estatal de Vivienda y Rehabilitación (PEVR) afectará a más de un millón de viviendas, por lo tanto, la manera de afrontar este problema tiene una importancia crucial. ¿Cómo surge este fenómeno? ¿Qué medidas podríamos tomar para que no ocurriera? Hay barrios en las ciudades que en otros factores como el tráfico, el material o las infraestructuras tienen las mismas características. Sin embargo, el nivel de la identidad es totalmente diferente. Esto afecta a la calidad de vida de los habitantes, a su percepción del lugar. Pero también, cuestión importante, al valor del suelo. Finalmente afecta también al valor sociopolítico de laspersonas que allí viven. Por todo ello, es necesario analizar las soluciones que suponen un gran deterioro de la identidad del lugar, como la gentrificación.

URBAN REGENERATION

There are several reasons for this situation, but two of them are particularly important. The abandonment of the local context in favour of a global one, at present, is coupled with the progressive aging of our cities. This phenomenon is more evident in historic and of the 50 and 60districts. It is very easy to see the problems which arise from degradation, for example, increased criminalisation, loss of inter-community relations, lack of services or poor quality housing (now obsolete at functional andenergy level).

Causes of the current situation. State politics, in this case, refers to the demolition of buildings and even entire neighbourhoods (Fuencarral) as a solution for these problems. However,as a result of acting in this way, not only the buildings that made up the neighbourhood do disappear from the surface, but also the spirit of the neighbourhood is destroyed and the identity of the local inhabitants is damaged. In Spain, the new State Plan of Housing and Rehabilitation (PEVR) will affect more than one million dwellings; therefore, it is so important the manner of tackling this problem. How emerge this phenomenon? What steps can we take to avoid it? There are neighbourhoods, even in the same city,which in other factors such as traffic or infrastructure equipment have the same characteristics. However, the level of identity is totally different. This affects the quality of residents’ life and their perception of the place. But also very important issue is the land value, as finally affects the socio-political self-esteemof inhabitants. Therefore, it is necessary to analyse the solutions that cause a major deterioration of the identity of the place, as, for example, gentrification. Slums, often, are located on the outskirts of the cities but in many cases, like in Valencia or Bilbao, we can find them in the heart of the city. This situation often leads to speculation, which not arises from the will of solving the problem, but from a purely economic interest. 323

Los barrios marginados, muchas veces, se sitúan en el extrarradio de las ciudades pero en muchas casos, por dar algún ejemplo, Valencia o Bilbao, podemos encontrarlos en pleno centro. Esto provoca a menudo las especulaciones que no surgen desde voluntad de solucionar el problema, sino desde el interés puramente económico.

Urbis and civitas. As used to repeat Rafael Iglesia, “instead of searching for answers, we need to find proper questions”2 and thus can be reached the concept of the question of our times, both at the global level, as at a small neighbourhood community. Fig 1. Problemas de los barrios degradados a menudo tienen su presencia en el arte callejero, como en este grafiti del barrio de Carmen en Valencia. Problems of deprived urban areas often have their presence in the street art and graffiti like for example in the Carmen district in Valencia. Fuente imagen: Image source: fickr depuuikibeach.

Urbis y civitas Como en numerosas ocasiones repite Rafael Iglesia, “en lugar de buscar las respuestas, necesitamos formular las preguntas de manera adecuada”2 y, de esta forma, se puede llegar a tener claro cuál es la pregunta de nuestro tiempo, tanto a nivel planetario, como a nivel de una pequeña comunidad vecinal. Los antiguos romanos ya diferenciaban dos partes fundantes en sus ciudades: “urbis” que definía lo construido, el conjunto de la arquitectura y el urbanismo, mientras que “civitas” se refería a las relaciones interpersonales dentro de la ciudad construida. Ambas se relacionaban entre sí constantemente. El lugar donde habitaba cada ciudadano afectaba a sus relaciones y al revés: su entorno social influía a su manera de vivir. Un profundo análisis de estas cuestiones permite conocer mejor los problemas que afectan cualquier urbe contemporánea y formular las preguntas adecuadas a la hora de buscar soluciones.

324

The ancient Romans already distinguishedtwo partsin their cities: on the one hand, “urbis” meant what was actually built, the set of architecture and urbanism, whilst on the other hand, “civitas” referred to interpersonal relations within the built city. Both were related to each other constantly. The place, where every citizen lived affected their relationships and vice versa: the social environment influenced their way of life. A deep analysis of these issues leads to a better understanding of the problems that any contemporary city faces currently and helps to find the right questions in order to seeking for solutions. As Saskia Sassen3 argues, these two areas of the city have consequencesfor us. Nowadays,economy is a new actor to be taken into account. Sassen points out the importance of the place where we are born as a key for the development of each person. The result of this fact reflected an increase of social differences.The rich are getting richer and the poor are getting poorer.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Como afirma Saskia Sassen3, estos dos ámbitos de la ciudad han llegado hasta nuestros días y además, en la actualidad llega a sumarse a los factores ya existentes, otro más: el económico. La socióloga demuestra la importancia del lugar donde nacemos como elemento clave en el desarrollo de cada individuo y la consecuencia de este hecho reflejada en constante aumento de diferencias sociales; los ricos son cada vez más ricos y los pobres cada vez más pobres.

La gentrificación revitalización.

contra

Existen varias políticas que acaban con el derribo de las edificaciones como supuesta solución del problema de los barrios vulnerables. Una zona céntrica deteriorada se puede convertir fácilmente en un objeto de interés para los especuladores locales estimulando este destructor proceso. De esta forma, el fenómeno de gentrificación se convirtió en una mala práctica de todas las grandes ciudades (y no tan grandes). Todos los casos empiezan igual: la población de un barrio más pobre, a menudo de clase obrera, queda desalojada, derribándose sus viviendas y, en su lugar, se levantan bloques de pisos a los que los antiguos habitantes del barrio ya no pueden acceder por su alto valor económico.

Gentrification versus revitalization. There are several policies of urban regeneration that finalise with the demolition of the buildings as a solution for vulnerable neighbourhoods’problem. The damaged centre of a city can be easily become an object of interest to local speculators encouraging this destructive process. Thus, the phenomenon of gentrification has become a bad practice of all big cities (and not so big). In all case, it starts the same way: people in a deprived area of a city, often working class, are evicted, their houses fall down and, instead of them,new blocks of flats blossom but the former inhabitants of the neighbourhood cannot even try to buy them because of its high economic cost. As a paradigm of this situation,we can mentionthe case of the Dublin Docklands. The costs of renting where progressively increased to get previous neighbours expelled. In fact, while the existing building was tearing down, it was already running an aggressive campaign to explain the so-called benefits of the project and attract potential buyers of exclusive apartments and offices which would be built on the lots formerly emptied. New buildings are raised according projects of star-system architects such ass Foster and Calatrava, while travel agencies advertise the area as a place were “the Irish

Fig 2-5. La película documental de Terence Davies “of time and thecity” (2008) es una narración evocativa sobre la ciudad de Liverpool y su pasado. El realizador “se ha dedicado a retratar un mundo anglosajón tratando de encontrar su verdadera identidad, sus rastros intransferibles y que casi siempre terminan llevándonos con ellos hacia el pasado.“ (cinencuentro) The documentary film of Terence Davies ”Of Time and the City”(2008) is an evocative story about the city of Liverpool and its past. The director “is dedicated to portraying an Anglo-Saxon world trying to find itsreal identity, its nontransferable traces which taking us with them into the past.“(cinencuentro) URBAN REGENERATION

325

Como paradigma de esta situación se podría presentar el caso de los DublinDocklands, donde a los vecinos se les aumentaba progresivamente el coste de alquiler para conseguir su expulsión. De hecho, cuando se estaba derribando la edificación existente, ya estaba en marcha una agresiva campaña publicitaria para explicar los supuestos beneficios del proyecto y atraer potenciales compradores de los pisos y oficinas de alto standing que se construirían en los solares anteriormente vaciados. Allí se levantan los proyectos de los arquitectos star-system como Foster o Calatrava, mientras las agencias de viajes anuncian la zona como lugar donde “se gesta la vanguardia de la capital irlandesa: megacentros comerciales, nuevos teatros, hoteles de cinco estrellas”4. Pero, asimismo, el problema del barrio marginal quedó solamente desplazado a la otra parte de la ciudad donde la situación se agravará todavía más. La zona donde se mudaron los antiguos vecinos de Docklands dentro de un tiempo también necesitará, nuevamente, ser regenerada. Todo lo que ha tenido lugar en Dublín ha sucedido, de igual manera, en casi todas las grandes ciudades y por eso es de enorme importancia resaltar la diferencia entre la revitalización y la gentrificación. Mientras que el primer concepto busca dar un valor nuevo tanto a la urbis como a la civitas, el segundo no respeta la vecindad del área vulnerable, despojando a una parte de la ciudad de todo su carácter. Como mucho se salvan del derribo algunas fachadas o edificios singulares que acaban convirtiéndose en anecdóticos suvenires del pasado. Lo que está claro que no se salva es la identidad del barrio, algo único e irrepetible.

Breve análisis de dos ejemplos de revitalización urbana vinculada a la cuestión de la identidad de la vecindad Vamos a describir un par de ejemplos de arquitecturas que en nuestra opinión elevan la autoestima de una zona urbana, y que nacen justo con este objetivo implantándose en contextos muy diferentes:

326

avant-garde is brewing: mega malls, new theatres, five star hotels.”4 Nevertheless, the slum problem was only moved to another part of the town where the situation will worsen further. The area where the previous neighbours Docklands were moved in a short time also will need to be regenerated. All that has taken place in Dublin has happened in almost all major cities and, therefore, is of great importance to highlight the difference between the revitalization and gentrification. While the first concept seeks to provide a new value to both the urbisand the civitas, the second one does not respect the vicinity of the vulnerable area and deprives a part of the city of all its character. At the most, some facades or unique buildings are saved from demolition and they eventually become anecdotal souvenirs of the past. What is clear is that the neighbourhood’s identity is in no case saved although it is something unforgettable because of it is unique and unrepeatable.

Brief analysis of two examples of urban revitalization linked to the issue of neighbourhood identity. We will describe a few examples of architecture, witch, in our opinion, raise self-esteem of an urban area, and born just for this purpose being implemented in very different contexts: Quinta Monroy A proper process of the revitalization comes always with the consent and even active collaboration of neighbours and its main objective is to improve the conditions of space they inhabited. It is also the result of a dialogue between the actors involved in the development process and urban transformation. All this conditions came true in the Chilean initiative Elemental, where several groups of institutions worktogether; among them: the university, the ministry of housing, non-governmental organizations and private companies, all clustered around this particular project. As an example of

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Quinta Monroy Un adecuado proceso de la revitalización surge siempre con el permiso e incluso colaboración activa de los vecinos y tiene como su principal objetivo mejorar las condiciones del espacio por ellos habitado. Además es resultado de un diálogo entre los agentes que intervienen en el proceso de desarrollo o transformación urbana. Todo esto llegó a ser realidad en la iniciativa chilena Elemental, donde trabajan juntos varios grupos de instituciones, entre ellos: la universidad, el ministerio de la vivienda, organizaciones no-gubernamentales o empresas privadas, todos agrupados en torno a un proyecto. Como ejemplo de su trabajo, vamos a esbozar la gestionada por ellos revitalización de la zona urbana de Quinta Monroy en la que se salvó a noventa y tres familias de la expulsión al extrarradio5. Con especial importancia se trató la participación ciudadana empezando el trabajo por las numerosas reuniones y encuestas con los vecinos del barrio. Cada uno de los habitantes de Quinta Monroy pudo comentar sus necesidades e ideas con los técnicos de Elemental. Los vecinos en cada momento del proceso de la revitalización se sentían implicados plenamente, incluso en la etapa la ejecución de los edificios ya que gran parte de las casas está levantada con sus propias manos. Una de las características más importantes de las viviendas es su capacidad de crecimiento en función de las necesidades de

their work, we can outline the revitalization of the urban area of Quinta Monroy which is maintained by them. In this project, 93 families were saved from expulsion to the suburbs5 . The process was started by putting a special importance in citizen participation with numerous meetings and surveys with neighbourhood residents. Each of the Quinta Monroy residents could express their needs and ideas to Elemental team members. At each point of the process of revitalization neighbours felt fully involved, including the implementation stage of the buildings, as most of the houses are built with their own hands. One of the most important features of the homes is their ability to grow in terms of the needs of families that live there. This manoeuvre of leaving free space between two houses and alternately stackingthem resulted in significantly lower costs of construction of each of them. As stated by the architect Alejandro Aravena who leads this multidisciplinary initiative, they deeply studied the economic issue “so did not remains any single nail more than necessary.” In this project, as in other developed by Elemental, they opted for the high density (162.5 dwellings / ha) while was encouraging the neighbourhood’s identity through constant meetings, collaborative processes during construction and finally, definition ofhigh quality of the public and semi- public spaces. A Quinta Monroy neighbours were given a house in a minimal area (30m2) but of high

Fig 6. Quinta Monroy – el esquema de apilamiento y posibilidad de ampliación de las viviendas. Quinta Monroy stacking scheme and the possible extension of housing URBAN REGENERATION

Fig 7. Quinta Monroy - Los vecinos esbozando sus ideas. Quinta Monroy - Neighbours outlining his ideas. 327

las familias que las habitan. Esta maniobra de dejar espacio libre entre dos viviendas y apilarlas de forma alternada permitió abaratar consideradamente el coste de construcción de cada una de ellas. Como afirma el arquitecto Alejandro Aravena que lidera esta iniciativa multidisciplinar, se estudió profundamente el tema económico “para que no sobrase ni un solo clavo”. En este proyecto, como en otros desarrollados por Elemental se apostó por la alta densidad (162,5 viviendas/ha) estimulando a la vez la identidad del barrio a través de las reuniones previas, procesos de colaboración durante las obras y finalmente definiendo los espacios públicos y semipúblicos de alta calidad. A los vecinos de Quinta Monroy se les da una vivienda de la mínima superficie (30m2) pero de alta calidad tanto a nivel constructivo como arquitectónico, pero sobre todo se les da la posibilidad de permanecer juntos en el centro de la ciudad donde durante toda su vida establecían las relaciones sociales, familiares, laborales, de ocio etc. salvándoles de la condena a la extrema pobreza de la periferia. SESC Fábrica Pompéia Un edificio público puede ser estimulador de una transformación urbana como si de una palanca se tratase. Este es el caso de edificio de SESC situado en el barrio Pompéia de Sao Paulo. Este centro de ocio, cultura y deporte proyectado y rehabilitado entre 1977 y 1986 por arquitecta italiana Lina Bo Bardi ha marcado un importante lugar común entre la arquitectura y la identidad brasileña. El barrio Pompéia en los años 70 se encontraba en una situación de una grave degradación física, económica y social, formando parte de una amplia zona postindustrial de Sao Paulo. Precisamente por la escasez de los servicios culturales y sociales en esta parte de la ciudad el Servicio Social de Comercio (SESC) decidió situar uno de sus centros. El proyecto de Lina Bo Bardi parte de una idea de recuperar el valor del pasado industrial y adaptar el edificio de la antigua fábrica de turbinas a las necesidades de los habitantes de la zona y de la ciudad en 328

quality at a constructive and architectural level, but especially, were given the possibility of staying together in the centre of the town, where during all their life established social, familiar, work and leisure relations. Due to that, they were saved from the condemnation of the extreme poverty of the periphery. SESC Pompeia Factory A public building mightstimulate urban transformation, as if it was a lever. This is the case of a building located in the district SESC Pompeia in Sao Paulo. The centre of leisure, culture and sport designed and renovated between 1977 and 1986 by Italian architect Lina Bo Bardi, has marked an important common ground between architecture and the Brazilian identity. Pompéiadistrict in the 70s was in a situation of severe physical, economic and social degradation as part of a post-industrial area broader of Sao Paulo. Precisely, because of the lack of cultural and social services in this part of the city, Social Service of Commerce (SESC) decided to put there one of its sites. The project of Lina Bo Bardistartsfromthe idea of recovering the value of the industrial past and adapt the building of the old turbine factory to the needs of the inhabitants of the district and the city in general. The intention of the Italian architect was to create “a little joy in a sad city”6. As a result, a humble and respectful with the past space was built, characterised by the colour and variety proper tothe Brazilian culture. All these characteristics were reached by the factory image which became a true icon. This sense of landmark gave to the Pompéiadistrict a new identity and, as a result, improved a quality of residents’ life. They can find in the new “factory of the culture” highquality relational space, a freedom from the segregation public place, where social richness is interpreted as an excuse to learn one from another, not to make a difference. From the beginning of the design process, in SESC Factory was also present the concept of multigenerationalspace where the citizens of any age would participate in different activities.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

general. La intención de la arquitecta italiana era crear “una pequeña alegría en una cuidad triste”6. Como resultado consiguió un espacio donde resalta el colorido y variedad propios a la cultura brasileña, un lugar modesto y respetuoso con el pasado convirtiendo la imagen fabril en un auténtico icono. Esta imagen de hito dio al bario Pompéia una nueva identidad y como resultado que a los vecinos permitió una mejora de la calidad de vida. Allí encuentran un espacio relacional de alta calidad, un lugar público sin segregaciones, donde la riqueza social está interpretada como una excusa para aprender del otro y conocerle mejor, no para marcar las diferencias. En SESC Fábrica estaba también presente desde principio del proceso proyectual la intención de crear un espacio multigeneracional donde disfruten de diferentes actividades los ciudadanos desde la primera hasta la tercera edad.

As we mentioned before, the implementation of the SESC in the neighbourhood of Pompéiawas also a stimulating factor for urban regeneration as for housing as other services. Thanks to it, this area of a city began to proliferate in the different uses attracted by the proximity of the centre. As a result, the district ofPompéia regenerated much faster than others with similar characteristics and became an example for other interventions.

Conclusions The identity of the neighbourhoods is something really valuable and worth to preserving. As we have seen through the examples, using the potential of each quarter and putting it in value, we ensure a proper focus of the revitalization process. The only way to see this feature of the city “civitas” is through thedeep study of the place. Therefore, it is essential to work with the

Fig 8. SESC Fábrica Pompéia - después de la rehabilitación de la antigua fábrica en años 80. SESC Pompeia Factory after the rehabilitation of the old factory 80’s.

Como ya hemos comentado antes, la implantación del SESC en el barrio fue también un factor estimulador de la regeneración urbana tanto a nivel de vivienda como de otros servicios. Gracias a él empezaron proliferar en la zona diferentes usos atraídos por la cercanía del centro, que es todavía más perceptible en caso del tejido residencial. Como resultado el barrio Pompéia se regeneró muchísimo más rápido que otros de características parecidas sirviendo de ejemplo para otras intervenciones.

URBAN REGENERATION

Fig 9. SESC Fábrica Pompéia - parte que completa la edificación fabril. SESC Pompeia Factory - part that completes the factory building.

three groups of actors in the urban scene: politicians, experts and citizens. The lack of one of these factors causes an imbalance in the process of urban regeneration. In case ofthe experts input is missed, it is more than likely that the output will have some degree of failure or lack of control (urban anarchy that has produced the speculative problem in our country). If the deficiency is due to politicians, then we have cases of urban actions, “revolutionary” but not very effective. Finally, missing the civic factor would mean that solutions do not address the real needs

329

Conclusiones La identidad de los barrios degradados es algo valiosoy digno que debemos preservar. Como hemos podido observar a través de los ejemplos, utilizando el potencial que tiene cada barrio y poniéndolo en valor nos aseguramos un enfoque adecuado del proceso de la revitalización. La única manera de conocer esta característica básica de la ciudad “civitas” es a través de un profundo estudio del lugar. Para ello es esencial que colaboren los tres grupos de actores de la escena urbana: los políticos, los técnicos y los ciudadanos. La falta de uno de ellos provoca un desequilibrio en el proceso de la rehabilitación urbana. Si falta la aportación de los técnicos es más que probable que los resultados obtenidos tengan fallos o cierto grado de descontrol (una anarquía urbana que ha producido el problema especulativo en nuestro país). Si la carencia se dirige hacia los políticos tenemos casos de las actuaciones urbanas “revolucionarias” pero poco efectivas. Y si toca al factor cívico las soluciones tomadas no responden a las necesidades reales de los vecinos o, en casos más graves, como la ya mencionada gentrificación, anulan a la persona que forma parte de la vida del barrio. Hay otro tema muy importante que es la recuperación del espacio público en estos barrios revitalizados. Muchas veces constituidos por una densa trama del casco antiguo, sufren escasez de los lugares de encuentro, que es donde se establecen los lazos de las relaciones intervecinales, o si estos espacios que existen son de una mala calidad a menudo afectados por el tráfico rodado. Y es justo el espacio urbano que fomenta los vínculos de convivencia, tolerancia o respeto mutuo. Con todo ello es evidente que una política de “tabula rasa” practicada a menudo en caso de barrios deteriorados, se convierte en una solución más que insostenible. Supone un enorme gasto de energía y materiales, produciendo una desmesurada cantidad de residuos. Muere debajo de los escombros el espíritu del barrio, algo único e imposible de reconstruir.

330

of the residents or, in more serious cases, as already mentioned gentrification override the person who is part of neighbourhood life. Another important issue is the recovery of public space in these revitalized neighbourhoods. Often placedin a dense old town, they are short of meeting places where ties and neighbourhood relationsare established; or the spaces that exist are of poor quality, often affected by traffic. And it is just this kind of urban space the one that promotes ties of coexistence, tolerance and mutual respect. As a result, it is clear that a policy of “tabula rasa”, often practiced in cases of vulnerable neighbourhoods, is a solution that becomes more than untenable. For the urbis part of a city, this is a huge expenditure of energy and materials and produces an inordinate amount of waste, but for the civitas the consequences are much more serious. The spirit of the neighbourhood, something unique and impossible to rebuild, dies under the rubble.

Referencias References 1 Segunda Cumbre de la Tierra Second Earth Summit. Río de Janeiro. 1992 2. IGLESIA, Rafael. Busquedas – Search&Research. Conferencein 5º Encuentros Internacionales de Arquitectura. Santiago de Compostela.2007 3. SASSEN, Saskia. Conference in Congreso Internacional De Construcción Sostenible; Sevilla 2007 4. Cita de un artículo en la página web: From webpage: www.deviajes.es 5. Alejandro Aravena, progettare Mondadori Electa spa, Milano 2007

construire.

6. Palabras de la arquitecto: Words of architect: Lina Bo Bardi; Instituto Lina Bo e P. M. Bardi, Sao Paulo; EdizioniCharta, Milano 1994.

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

aproximación metodológica a la sostenibilidad energética de la ciudad histórica a methodological approach to energy sustainability of the historic city

Author/s: Aitziber Egusquiza Ortega, Juan Carlos Espada Suarez Institution or Company: Tecnalia Research & Innovation

Abstract Sustainable conservation of our urban heritage requires not only to protect the physical fabric but also the protection of the social context by improving the quality of life of its inhabitants. A proper management of energy saving is an effective way to improve the quality of the habitability of the historic cities, but an energetic approach could be also a way to reformulate the way in which we manage our heritage. The recovery of the energy sustainability of the historic city allows a new enhancement of the material, social and urban values of the historic centres, which can only be addressed at the urban scale. In this sense, the historical heritage of the city, as well as its material form, can be understood as a process, where the authenticity is also given for the survival of its management model. E2CH (“Energy Efficiency for the Historic Town”) project arises from the concept that historical cities could be handled as a reference model for contemporary urban development and one of its main goals is to develop a comprehensive methodology and different tools for the diagnosis, the decision making, the implementation of solutions and the subsequent management of energy at urban-scale. The case study of this project is Santiago de Compostela. URBAN REGENERATION

331

A nivel urbano, en 2008 estaban declarados BIC en España 872 conjuntos históricos y 13 ciudades patrimonio de la humanidad, sin embargo la problemática de la rehabilitación energética en la edificación histórica no se puede limitar a su aspecto de edificación protegida si no que es necesario ampliarla a sus características como edificación preindustrial. Desde esta perspectiva, la rehabilitación energética de los edificios preindustriales, además de una cuestión de máxima prioridad cultural, se convierte también es importante en cuanto a los objetivos ambientales globales. Según datos recogidos en el “Censo de Población y Viviendas 2001” los edificios anteriores a 1940 representan el 21% de los edificios destinados principalmente a viviendas y el 50% de los edificios en estado ruinoso, malo o deficiente, es decir de los edificios susceptibles de necesitar una rehabilitación. Si lo restringimos a los edificios anteriores a 1920, supondrían el 15% y 38% respectivamente. Una recualificación energética de la ciudad histórica solo puede hacerse si se aborda a escala urbana y si se desarrollan estrategias integrales que aborden el análisis, la toma de decisiones, la implantación de las mejoras y su posterior gestión. Para lo que es necesario: •

Metodologías para el estudio y análisis de la estructura energética global de la ciudad histórica como sistema energético.

•

Criterios definidos para apoyar la toma de decisiones a la hora de identificar actuaciones para la recualificación energética de la ciudad histórica desde la lógica interna de entender su metabolismo urbano. Soluciones que no solo deben mejorar el hardware de la ciudad sino que también deben incidir en su software, como forma de agotar todas las posibilidades de mejora energética no invasivas. Se debe mejorar la materialidad de la ciudad pero también la manera en la que la utilizamos, mediante la implicación

332

From the urban point of view, in 2008 there were 872 cities declared as BIC in Spain and 13 cities as World Heritage. However, the problem of energy rehabilitation in the historic building can not be limited to the aspect of building protected if it is necessary to enlarge their features such as preindustrial building. From this perspective, the energy rehabilitation of pre-industrial buildings, as well as a cultural priority issue, also becomes important in terms of global environmental objectives. According to data collected in the Census of Population and Housing 2001, pre-1940 buildings represent 21% of buildings used primarily for housing and 50% of buildings in a ruinous or poor condition, i.e. buildings subject to need rehabilitation. If we restrict to the buildings before 1920, it would account for 15% and 38% respectively. Energy requalification of the historical city can only be done if it is approached on an urban scale and if comprehensive strategies addressing the analysis, the decision making, the implementation of the improvements and their subsequent management are developed. For what it is needed: •

To develop methodologies for the study and analysis of the global energy structure of the historic city as an energy system.

•

To define criteria to support decision making in identifying actions for energy requalification of the historical city from understanding the internal logic of urban metabolism. Solutions should not only improve the hardware of the city but must also affect its software as a way to exhaust all non-invasive possibilities of improving energy performance. It should improve the materiality of the city but also how we use it, by involving all stakeholders and the study of the historic energy management strategies.

•

To model procedures for the subsequent management of the urban scale energy efficiency.

E2CH project was created to address this methodological approach from a long-term

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

de todos los agentes y el estudio del manejo histórico de la vivienda. •

Modelizar los procedimientos para la posterior gestión de la eficiencia energética a escala urbana.

El proyecto E2CH nació con el objetivo de abordar esta aproximación metodológica para la actualización energética de la ciudad histórica desde una perspectiva estratégica a largo plazo articulando de forma conjunta e integral la generación del conocimiento, el diseño de las herramientas y la gestión de las actuaciones necesarias para la mejora energética del centro histórico. La viabilidad de la propuesta se estableció mediante la estrecha colaboración entre el Consorcio de la ciudad de Santiago de Compostela y el equipo de Patrimonio Histórico de Tecnalia.

Eficiencia históricos

energética

entornos

Una gestión adecuada del ahorro energético es un factor clave para mejorar la habitabilidad de la ciudad histórica, y por tanto, de construir una conservación sostenible de la misma. Para abordar el proceso, continúo e inacabado de esta conservación y actualización energética, se ha definido una metodología integral que aborda la dimensión estratégica y ejecutiva necesaria. Esta metodología se articula en los siguientes subprocesos: Subproceso 1: Generación del conocimiento Subproceso 2: Diseño de la estrategia Subproceso 3: Sistema de gestión, que integra la implementación y el seguimiento.

strategic vision, articulating and integrating the generation of knowledge, design tools and management actions necessary for energy improvement of the historic centre. The feasibility of the proposal was established through close collaboration between the Consortium of the city of Santiago de Compostela and the Heritage team of Tecnalia.

Energy efficiency environments

historic

Energy efficiency is a key factor to talk about sustainability in the historic city. A proper management of energy saving is an effective way to improve the quality of the habitability of the historic cities whilst constructing a sustainable conservation, because the historic city, far from being a problem, could be a model and a reference of urban efficiency and sustainability. To address this continue and unfinished sustainable conservation process a holistic methodology has been defined, facing both urban and building scale (strategic and executive scales). The methodology is structured in three subprocesses: 1.

Generation of knowledge

Design of the strategy

Management, which integrates: •

Implementation

•

Monitoring

The structure of the proposed methodology can be seen in the following scheme:

La estructura de la propuesta metodológica se puede ver en el siguiente esquema:

URBAN REGENERATION

333

Fig. 1. Esquema de metodología integral.

Fig. 1. Methodological scheme

Esta metodología esta basada en la concepción del patrimonio como proceso y por tanto, parte de la idea de que su conservación debe alinearse con su evolución y actualización. Por lo tanto, esta propuesta metodológica pretende, desde una visión operativa pero también garantista, aprovecharse de la permanente recogida y estructuración de datos que las nuevas tecnologías permiten para una generación de conocimiento continua que establezca las bases para una toma de decisiones tanto a nivel estratégico como ejecutivo, y para la posterior implantación y seguimiento. Una metodología fractal que repite el mismo esquema de proceso tanto a nivel estratégico (nivel urbano) como a nivel ejecutivo (edificio y elemento), donde los resultados de cada fase van retroalimentando las siguientes en un proceso iterativo de mejora continua.

This methodology is based on the concept of heritage as a process and therefore part of the idea that conservation should be aligned with its development and updating. Therefore, this proposed method is intended, from an operational view but also guarantees, taking advantage of the permanent collection and data structuring that new technologies allow for a continuous generation of knowledge that establishes the basis for decision making at both strategic as an executive, and the subsequent implementation and monitoring. A fractal approach that repeats the same process scheme both at the strategic level (urban scale) and executive level (building and element scale), where the results of each phase fed back the followings in an iterative process of continuous improvement.

Knowledge generation From a heritage and historic point of view any energy rehabilitation of a historic building is

334

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

Generación del conocimiento Desde un punto de vista patrimonial y arquitectónico cualquier rehabilitación energética de un edificio histórico es un desafío en términos de conservación. Pero la mejora de su comportamiento energético puede alinearse (y potenciarse) con la conservación y puesta en valor patrimonial si se hace desde la lógica interna de entender la edificación tradicional y la ciudad histórica como sistemas ambientales. Este objetivo solo puede conseguirse desde el conocimiento científico riguroso, interdisciplinario y transdisciplinario, de la estructura energética de la ciudad histórica como sistema ambiental, que nos de la base para establecer los criterios para la posterior toma de decisiones en su actualización energética. El primer paso para la mejora energética de la ciudad histórica es el estudio de su estructura y, por tanto, de la interacción de las tres escalas que la componen: escala urbana, de edificio y de elemento. El proyecto se ha iniciado, por tanto, con el diseño de las metodologías de estudio y análisis de la estructura energética de la Ciudad Histórica, para posteriormente abordar el diseño de las herramientas y del modelo de gestión. Una metodología que aborde el estudio energético de la edificación tradicional debe de tener en cuenta sus características específicas: •

Heterogeneidad de la envolvente: la estratificación de distintas etapas constructivas y re-constructivas genera un contexto edificado muy variado, en la que conviven materiales, aparejos y sistemas constructivos muy distintos y de difícil tipificación.

•

Predominio de construcción artesanal: materiales y técnicas constructivas pre-industriales, con lo cual dificulta la caracterización energética.

•

Comportamiento energético diferente a la edificación moderna (sobre todo en su comportamiento higrotermico), con mayor interacción con el entorno. Los materiales son más porosos y permeables por lo que responden al aire

URBAN REGENERATION

a challenge in terms of conservation. But the improvement of energy performance can be aligned (and enhanced) to the conservation and enhancement asset if done from the internal logic of understanding the traditional building and historic city as environmental systems. This objective can only be achieved from the rigorous scientific knowledge, interdisciplinary and transdisciplinary, of the energy structure of the historic city which give us the basis for establishing the criteria for the subsequent decision-making. The first step for energy improvement of the historic city is the study of structure and, therefore, the interaction of the three scales that comprise it: the urban, building and element scale. A methodology that addresses the study of traditional building energy must take into account its specific characteristics: •

Heterogeneity of enclosure: the stratification of different stages of construction and re-built generates a varied background in materials, equipments and construction systems which are very different and of difficult classification.

•

Prevalence of traditional construction: materials and pre-industrial building techniques, which makes the energy characterization more difficult.

•

An energy performance different from the modern building (especially in hygrothermal behaviour), with more interaction with the environment. The materials are more porous and permeable so that respond to air and moisture in a very different way than materials used in newer designs.

•

Historic buildings conservation makes necessary to chose non-destructive techniques.

•

Passive conditioning systems with greater thermal inertia and better adaptation to climatic conditions

•

Presence of unique bioclimatic solutions characteristic of the built heritage

335

y a la humedad de forma muy diferente a los materiales impermeables utilizados en las construcciones más modernas. •

Edificación protegida en muchos casos por lo que es necesario optar por técnicas no destructivas.

•

Sistemas pasivos de acondicionamiento energético, con mayor inercia térmica y adaptación a las condiciones climáticas.

•

Generar un conocimiento más profundo sobre los valores culturales, técnicos y constructivos de la ciudad histórica promoviendo la conservación y la reutilización de las soluciones bioclimática únicas que caracterizan su patrimonio construido.

•

Evaluar las soluciones, métodos y herramientas que apoyen los procesos de rehabilitación y el desarrollo de productos específicos.

•

Mejorar el ahorro de energía mediante el aprendizaje de estrategias históricas de gestión de la energía haciendo participar a los ciudadanos de una manera activa.

Proceso de toma de decisiones Dentro de la metodología integral, los criterios para la toma de decisiones ocupan un lugar central. A la hora de abordar la actualización del patrimonio a requerimientos actuales un enfoque clásico es la confrontación de criterios de habitabilidad con la de criterios de respeto al patrimonio, a los que se le añade criterios de viabilidad económica o sostenibilidad ambiental. Sin embargo, dentro del proyecto se partió de la premisa de la coincidencia entre la

336

This approach has been oriented to rehabilitation processes and the development of specific products by a monitoring approach at urban scale. Therefore a Living Lab approach has been defined: •

To generate a deeper knowledge in order to understand the cultural, technical and constructional values of the historic city promoting the preservation and reusing of the unique bioclimatic solutions which characterize its built heritage.

•

The living lab should be oriented to the evaluation of solutions, methods and tools to support rehabilitation processes and the development of specific products.

•

To improve users’ energy saving behaviour by learning from historical energy management strategies and by involving citizens in an active way.

Presencia de elementos singulares con una función bioclimática a identificar y a proteger.

Esta aproximación se ha orientado a los procesos de rehabilitación y al desarrollo de productos específicos a través de un enfoque de monitorización a escala urbana. Para ello se definió un enfoque de LivingLab con los siguientes objetivos: •

of the historic centre, which must be preserved and reused.

Decision-making process Within the holistic approach, criteria for decision making are central. When addressing the update of the historic city to current requirements a classical approach is the confrontation of the habitability criteria with the respect to heritage, with the addition of economic viability and environmental sustainability criteria. Within the project a new approach is defined, that energy conservation and building conservation are complementary. Based on the idea of improving energy efficiency in historic cities should not be faced as a conflict between sustainability and preservation. The objective in this aspect was the definition of the criteria of compatibility with this system and, therefore, to place at the same time, heritage conservation and environmental sustainability. Although the historic city was originated sustainable and energy efficient we should not forget the change in lifestyles and in the required standards of habitability. Although the criterion of “compatibility

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

conservación y la sostenibilidad, asumiendo que el sistema de la ciudad histórica es intrínsecamente sostenible. Al tener la sostenibilidad en su código genético, la mejora energética y el respeto a su patrimonio no son criterios antagónicos, sino dos aproximaciones a la autenticidad energética de la ciudad histórica. El objetivo en este aspecto fue la definición de los subcriterios que integrasen los criterios de coherencia con este sistema y, por tanto, que asegurasen, al mismo tiempo, la conservación del patrimonio y la sostenibilidad ambiental. Aunque la ciudad histórica se origino sostenible y energéticamente eficiente, no hay que olvidar el cambio en la formas de vida y en los estándares exigidos de habitabilidad, además de los sistemas de acondicionamiento inexistentes en su origen. Aunque el criterio de “coherencia con el sistema” nos asegure que las decisiones tomadas serán respetuosas con la naturaleza de la ciudad histórica y con el medioambiente, necesitamos otro criterio que englobe la mejora de la habitabilidad y el ahorro energético: el criterio de la eficiencia energética. Por ultimo se añade un tercer criterio que asegure la viabilidad de las soluciones, especialmente desde el punto de vista económico. Por lo tanto la toma de decisiones se estructura en tres criterios principales: - Coherencia con el sistema - Eficiencia Energética - Viabilidad Que a su vez se desglosan en los siguientes subcriterios: Subcriterios de Coherencia con el sistema - La continuidad de la diversidad cultural - Minima intervención - Gestión de recursos Subcriterios de Eficiencia Energética - Subcriterio de optimización del consumo energético

URBAN REGENERATION

with the system” ensures that decisions taken will be respectful of the nature of the historical city and to the environment, we need another approach that encompasses the improvement of the livability and energy efficiency: the criterion of energy efficiency. Finally it is added a third criterion to ensure the feasibility of the solutions, especially from the economic point of view. Therefore decision making is structured in three main criteria: - Compatibility with the system - Energy Efficiency - Feasibility Which are subcriteria:

divided

into

the

following

Compatibility with the system - The continuity of cultural diversity - Minimum intervention - Resource management Energy Efficiency subcriteria - Optimization of energy consumption - Improved livability Feasibility subcriteria - Technical feasibility - Economic viability - Compliance with the legislation

The case to study To test the feasibility of the proposal it was necessary to analyse its applicability in a concrete historical city. The case of study chosen was Santiago de Compostela and the project was developed by working with the technicians of the Consortium as potential end users. The Consortium of Santiago is an institution of municipal ownership, legal status and own assets, owned by the Government of Spain (60%), the regional government of Galicia (35%) and the Municipal Government of Santiago de Compostela which proposes and promotes, financial and technically, innovative projects

337

- Mejora de la habitabilidad Subcriterios de Viabilidad - Viabilidad técnica - Viabilidad económica - Viabilidad normativa

El caso de estudio Para comprobar la viabilidad de la propuesta era necesario testar su aplicabilidad en una ciudad histórica concreta. Para ello se eligió Santiago de Compostela y se trabajo con los técnicos del Consorcio de Santiago como posibles usuarios finales. El Consorcio de Santiago es una institución de titularidad municipal, personalidad jurídica y patrimonio propios, participada por el Gobierno de España (60%), el Gobierno regional de Galicia (35%) y el Gobierno municipal de Santiago de Compostela que propone, promueve y tutela, financiera y técnicamente hasta su materialización, iniciativas y proyectos de calidad para la ciudad de Santiago de Compostela, fomentando siempre la coordinación y cooperación leal y activa entre las diversas administraciones y agentes. Además de su labor financiera y técnica para el desarrollo de infraestructuras, equipamientos e incorporación de espacios verdes al dominio público, la labor de rehabilitación e intervención en monumentos, edificios singulares y espacios libres, desarrollada siempre en estrecha colaboración con los habitantes, se traduce en la realización de más de 1.500 intervenciones en edificios, viviendas y locales comerciales desde 1994 a través de la cual ha integrado el conocimiento técnico sobre los valores constructivos esenciales del caserío y su eficiente adaptación al medio, donde la economía, entendida en sentido amplio, estructura un discurso que señala el esencial carácter sostenible del patrimonio urbano. De este modo la ciudad de Santiago de Compostela podría ser uno de los mejores de los escenarios posibles para la puesta en marcha de un Programa de Rehabilitación Energética, debido a todo el trabajo previo

338

for the city of Santiago de Compostela, promoting coordination and cooperation always loyal and active among the various administrations and agents. In addition to his financial and technical infrastructure development, equipment and incorporation of green spaces in the public domain, the work of rehabilitation and intervention in monuments, unique buildings and spaces, always developed in close collaboration with residents, resulting in conducting more than 1,500 interventions in buildings, homes and business premises since 1994 through which it has been integrated the technical knowledge about the essential values of the settlement construction and efficient adaptation to the environment where the economy, broadly defined, structure a critical discourse that marks the sustainability of urban heritage. Then the city of Santiago de Compostela could be one of the best-case scenario for the implementation of an Energy Rehabilitation Program and the Consortium of Santiago, for his extensive experience in management intervention programs in the city, appears as one of the most appropriate agencies to test the applicability of this proposal in a real case.

Conclusions E2CH project aims to develop urban renewal strategies for the historic cities based on the belief that heritage preservation is compatible with livability criteria. This project intend to deal with a key issue for this livability, the energy efficiency, by means of develop intervention strategies for the rehabilitation, conservation and valorisation of the historic city, based on a specific approach. The project has established the key issues for an own energy-heritage approach of the historic city: this is the relationship between conservation and sustainability criteria and the energetic issue as a new heritage value. This has made possible to define the requirements for a comprehensive methodological framework that articulates the processes needed to improve the

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

de renovación urbana vivido durante los últimos 20 años. Y el Consorcio de Santiago, por su dilatada experiencia en gestión de programas de intervención en la ciudad, aparece como uno de los organismos más idóneos para comprobar la aplicabilidad de la presente propuesta en un caso real.

livability of the historic city as a step in the process of updating its historical role as a technological system for housing. The applicability of the methodology has been assessed for the case of the historical city of Santiago de Compostela

Fig2. Caso de estudio Santiago de Compostela. E2Ch case study (Santiago de Compostela)

Conclusiones El proyecto E2CH tenía como objetivo desarrollar estrategias de renovación urbana para la ciudad histórica basadas en la creencia de que la preservación del patrimonio es compatible con los criterios de sostenibilidad y eficiencia energética. Este proyecto pretendía abordar un tema clave para esta habitabilidad, la eficiencia energética, por medio de desarrollar estrategias de intervención para la rehabilitación, conservación y valorización de la ciudad histórica, basadas en una aproximación energética específica para los entornos históricos. El proyecto definió los aspectos clave para un enfoque energético propio del patrimonio histórico de la ciudad: la relación entre la conservación y los criterios de sostenibilidad y definición de la cuestión energética como un nuevo valor patrimonial a valorar. Esto hizo posible definir los requisitos de un amplio marco metodológico que articula los procesos necesarios para mejorar la habitabilidad de la ciudad histórica como un paso en el proceso de actualización de su papel histórico como un sistema tecnológico para habitar. La aplicabilidad de la metodología se ha evaluado para el caso de la ciudad histórica de Santiago de Compostela

URBAN REGENERATION

339

Bibliografía Bibliography CANTIN, R et al.: “Field assessment of thermal behaviour of historical dwellings in France”. Building and Environment, Vol. 45 (2010), pp. 473–484 CUCHÍ, ALBERT: “Informe previo a la actuación urbanística en las Brañas de Sar en Santiago de Compostela” English Heritage, Building Regulations and Historic Buildings Balancing the needs for energy conservation with those of building conservation: an Interim Guidance Note on the application of Part L, 2002. FERNÁNDEZ-CORONADO GONZÁLEZ, R.: El proceso de rehabilitación de los centros históricos: planificación urbana y participación MAY CASSAR Sustainability and the historic environment Centre for Sustainable Heritage 2006. RODWELL D.,Conservation and Sustainability Historic Cities, Wiley-Blackwell, May 2007.

JAGGS M., PALMAR J., Energy performance indoor environmental quality retroﬁt—a European diagnosis and decision making method for building refurnishment, Energy and Buildings, Vol. 31, No. 2, pp.97–101, 2000.

340

EUROPEAN CONFERENCE ON ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY IN ARCHITECTURE AND PLANNING

poster session sesi贸n de p贸ster

Alternativas de sostenibilidad en los asentamientos humanos en vías de crecimiento. Método de diagnóstico y potenciación socio- ambiental Alexandre Carbonnel Torralbo, Universitat Politècnica de Catalunya.

Gestión selectiva de los residuos de construcción en el origen Jarvier del Río Prat, Ricardo Gómez Val, Universitat Politècnica de Catalunya.

Estrategias de eficiencia energética apra la regeneración urbana: Aislamiento térmico estacional Maider Epelde, Aitor Sotil, Sergio Saiz, Asier Maiztegi, Tecnalia Research & Innovation, Unidad de Construcción.

Propuesta de Ordenanza Integral de Sostenibilidad Ambiental (OISA) para la regeneración urbana del barrio de Canillas en Madrid Mercedes Cecilia García Ruiz, Eleva Ferrucci, Alberto Valle Álvarez. Servicios Ambientales Integrales.

Evaluación de residuos como criterio comparativo de procesos constructivos Jose Manuel Gómez Soberón, R. Corral Higuera, S. P. Arredondo Rea, M. C. Gómez Soberón, M. E. L. A. Gómez Soberón, I. E. A. Guerrero Díaz. UPC, U. Autónoma de Sinaloa, U. Autónoma Metropolitna de México.

Regeneración urbana del entorno de Ulica Wilenska en Varsovia Luciano González Alfaya, Patricia Muñiz Núñez, Univ. Politécnica de Madrid, Universidade da Coruña.

Nuevo sistema de planificacion y gestion del territorio. Lineas especificas de actuación para el desarrollo sostenible de la comarca del Campo de Dalías, María del Mar González Dueñas, Universidad de Granada.

“re-ROOFING the CITIES”: prevenir el cambio climático re-construyendo Oriol Muntané, Joan Lluís Zamora, Antoni Isalgué. Universitat Politècnica de Catalunya.

Metodologia para la identificación del potencial solar urbano activo y pasivo. caso de estudio: Vitoria-Gasteiz Fiorella Tortora, Ignacio Useros Barrigón, Ester Higueras, Estafanía Caamaño. Universidad Politécnia Madrid. POSTER SESSION

343

344

ALEXANDRE CARBONNEL TORRALBO

JARVIER DEL RÍO PRAT

345

346

MAIDER EPELDE

MERCEDES CECILIA GARCÍA RUIZ

347

348

JOSE MANUEL GÓMEZ SOBERÓN

LUCIANO GÓMEZ ALFAYA

349

350

MARIA DEL MAR GONZÁLEZ DUEÑAS

ORIOL MUNTANÉ

351

352

FIORELLA TORTORA

COLABORAN COLLABORATORS

ARKITEKTURA GOI ESKOLA TEKNIKOA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE aRQUITECTURA Arkitektura Saila Departamento de Arquitectura Gipuzkoako Campuseko Errektoreordetza Vicerrectorado del Campus de Gipuzkoa

PATROCINADORES SPONSORS

www.ehu.es/caviar www.eesap.org

UPV/EHU

caviar calidad de vida en arquitectura quality of life in architecture

ARKITEKTURA SAILA DEPARTAMENTO DE ARQUITECTURA