El sector de l’edificació és responsable del 40% de l’energia consumida a la Unió Europea i del 36% de les seves emissions de CO2 (Comissió Europea, 2020), contribuint significativament a les problemàtiques mundials d’esgotament de recursos i de canvi climàtic. En els darrers anys la Unió Europea, en el marc dels objectius climàtics i energètics que s’han fixat pel 2030, ha identificat la rehabilitació en profunditat dels edificis d’habitatges com un pas fonamental per a fer-hi front. Interessen especialment les actuacions d’eficiència energètica centrades en la reducció de la demanda d’energia primària dels edificis i en l’increment de la producció d’energia renovable in situ.
El projecte europeu PLURAL sorgí amb la idea d’aportar solucions innovadores per a aquesta fi.
El projecte PLURAL proposa el disseny, validació i demostració d’una solució integrada plug and play (en català, connectar i engegar) que aglutina diverses tecnologies de rehabilitació energètica. Concretament, se centra en un conjunt de components de façana prefabricats, llestos per a utilitzar, flexibles, adaptables, escalables i externs: els kits Plug-and-Use (PnU); els quals cal optimitzar per tal d’obtenir un rendiment màxim en tipologies d’edificis, climes i condicions socioeconòmiques diferents. S’analitzen un total de 3 sistemes clau, que combinen sistemes de calefacció i refrigeració, de ventilació i recuperadors de calor amb finestres intel·ligents, impressió 3D, baixa petjada de carboni i materials de recobriment nanoreforçats. Es pretén aconseguir edificis de baixes emissions i autosuficients en matèria d’energia, també anomenats edificis de consum d’energia gairebé nul (NZEB).
El concepte desenvolupat ha de permetre el disseny modular, la producció a gran escala i l’estandardització del seu procés de transport i instal·lació. D’aquesta manera el concepte de minimització de l’ús d’energia i de malbaratament de materials s’integra en els processos de fabricació, transport i instal·lació.
Metodologia
La
metodologia PLURAL es basa en 4 eixos principals:
- Optimització del disseny i producció dels kits PnU.
- Desenvolupament i validació d’eines de software per a les diferents fases d’una rehabilitació (disseny, construcció, avaluació i gestió).
- Validació a través de l’aplicació en els demostratius a escala real.
- Estratègia de mercat per a múltiples sectors.
A la següent infografia, els 4 pilars d'actuació del projecte PLURAL per aconseguir renovar edificis residencials a nivell de NZEB.
PLURAL es va iniciar a l’Octubre 2020 i està previst que finalitzi a finals de Setembre 2024. El projecte ha rebut finançament del Programa de Recerca i Innovació Horizon 2020 de la Unió Europea (conveni de subvenció H2020-958218).
Objectius
L’objectiu principal del projecte PLURAL és fomentar, des d’una perspectiva innovadora i competitiva, l’economia circular i l’eficiència energètica en la rehabilitació d’habitatges mitjançant el disseny, la validació i la demostració d’una solució d’envolupant prefabricada, adaptable, escalable, que es pugui addicionar fàcilment als edificis existents i que permeti assolir edificis NZEB. La solució incorpora diferents kits PnU, la selecció dels quals dependrà de les necessitats de l’habitatge i dels mateixos usuaris (clima, situació econòmica, estat de l’habitatge, etc.).
Els objectius que es pretenen assolir amb la creació i implantació de la solució PLURAL són 4:
- Reduir el consum d’energia primària no renovable dels edificis mitjançant la integració de millores passives (sobre l’arquitectura dels edificis) i la instal·lació de mesures actives (en els sistemes de producció):
- Reducció de les pèrdues de calor a través de l’envolupant mitjançant millores en l’aïllament.
- Energia primària consumida total inferior a 60 kWh/m² per edifici i any gràcies a l’optimització dels sistemes de calefacció, refrigeració, ventilació i emmagatzematge.
- Increment de l’energia renovable compartida (fins a uns 50 kWh/m²).
- Garantir un cost econòmic de renovació atractiu. Es pretén reduir un 58% els costos gràcies a la prefabricació i a l’ús de plataformes BIM i d’eines de suport a la decisió en els processos de fabricació i instal·lació.
- Reduir el temps de les obres de rehabilitació en un 50% mitjançant l’ús de plataformes BIM i d’eines de suport a la decisió en la producció dels kits PnU. S’estima un temps d’obra i d’instal·lació de l’envolupant de 3-4 mesos.
- Aplicar solucions respectuoses amb el medi ambient per tal de reduir un 15% les emissions de CO₂ equivalent respecte a la mitjana actual de 0.6 tCO₂eq/m² i garantir la reciclabilitat dels materials en un 70%.
La demostració de les tecnologies i metodologies de PLURAL es realitzarà a escala real en un total de 3 edificis localitzats en diferents contextos europeus: República Txeca, Grècia i Catalunya. Addicionalment, també es reproduirà de forma virtual en 3 edificis demostratius més, situats a Suïssa, Alemanya i Suècia.
A la imatge següent, l'impacte del projecte PLURAL en un edifici.
Socis
El consorci està format per les següents organitzacions, pertanyents a 7 països diferents:
- National Technical University of Athens - NTUA (Grècia)
-
Advanced Management Solutions Ltd - AMS (Grècia)
- Municipality of Vari-Voula-Vouliagmeni - VVV (Grècia)
- FENIX TNT s.r.o. - FENIX (República Txeca)
- Obec Kašava - KASAVA (República Txeca)
- Czech Technical University - CVUT (República Txeca)
- Bergamo Tecnologie Sp.z o.o. - BGTC (Polònia)
- Daikin Airconditioning Hellas SA - DAIKIN (Grècia)
- INTRASOFT International S.A. - INTRA (Luxemburg)
- Institute for Solar Technology SPF University of Applied Sciences HSR - SPF (Suïssa)
- Institut de Tecnologia de la Construcció de Catalunya - ITeC (Espanya)
- Pich-Aguilera Arquitectos SL - PA (Espanya)
- Fundació Institut de Recerca de l'Energia de Catalunya - IREC (Espanya)
- Agència de l'Habitatge de Catalunya - AHC (Espanya)
- ZRS Architekten - ZRS (Alemanya)
- RECUAIR s.r.o. - RECUAIR (República Txeca)
- DENVELOPS TEXTILES S.L. - DEN (Espanya)
- RD RÝMAŘOV s.r.o. - RDR (República Txeca)
A la imatge següent, els socis de PLURAL.
Activitats principals
Les activitats principals del projecte per a la consecució dels objectius fixats són les següents:
Disseny, desenvolupament i validació de components prefabricats de façana de baix impacte ambiental, que integrin sistemes de control intel·ligent i de producció d’energia renovable.
Desenvolupament d’una plataforma -basada en el BIM- i d’una eina de suport a la decisió que faciliti la selecció i la integració òptima de les diferents tecnologies considerades en el marc del projecte per tal d’obtenir el millor disseny de kit PnU, amb la màxima rapidesa de fabricació i instal·lació i amb el mínim cost econòmic.
Estudi per a la millora dels estàndards basats en el comportament dels materials de construcció al llarg dels seu cicle de vida.
Implementació de la solució en els edificis demostratius virtuals i a escala real i avaluació de l’acceptació dels usuaris i de la reducció dels temps de rehabilitació, dels costos econòmics, del consum energètic i de les emissions de carboni.
Generació i proposta d’eines de formació de les principals parts implicades en el procés de renovació d’edificis.
Desenvolupament de casos i models de negoci per a parts interessades clau.
Per a tal fi el projecte s’estructura en 11 blocs de treball (Work packages o WP):
WP1: Requeriments dels edificis residencials per a una renovació profunda ràpida, econòmica i NZEB amb els PnU – Indicadors (KPIs)
WP2: Selecció de tecnologies – Integració – Disseny dels kits PnU
WP3: Control Intel·ligent dels components PnU
WP4: Optimització dels components PnU – prototips – assajos
WP5: Eines de renovació IT – basades en BIM, plataforma LYSIS i una eina de Suport a la Decisió Multi-criteri (MODEST) per a la renovació profunda ràpida i econòmica
WP6: Producció i muntatge dels kits PnU
WP7: Edificis demostratius reals i virtuals. Monitoratge abans i després de la rehabilitació i avaluació de les dades. Validació de les solucions PLURAL
WP8: Estudi de mercat i negoci per a l’explotació final
WP9: Disseminació, comunicació i formació
WP10: Gestió i coordinació del projecte
WP11: Requeriments ètics
L’Agència de l’Habitatge de Catalunya juga un rol molt important en el WP7.
A la imatgse següent, la relació i organització temporal de les diferents tasques a realitzar dins del projecte.
El projecte PLURAL a l'Agència de l'Habitatge de Catalunya
L’Agència de l’Habitatge de Catalunya participa en el consorci del projecte PLURAL amb l’objectiu d’introduir tecnologies innovadores i d’altes prestacions en els seus projectes de rehabilitació energètica d’habitatges i aconseguir, així, que els edificis d’habitatges socials existents tinguin prestacions similars als NZEB. L’eficiència energètica permet reduir l’impacte ambiental que els edificis en ús generen i, alhora, redueix la pobresa energètica entre els usuaris tot millorant el seu confort.
L’Agència de l’Habitatge de Catalunya aporta al consorci el seu ampli coneixement en la gestió del parc d’edificis d’habitatges a Catalunya. També cedeix una promoció d’habitatges socials en rehabilitació com a edifici pilot, on adaptar i testar algunes de les tecnologies plantejades pel projecte en la mesura en què s’adaptin a la legislació, a l’arquitectura de l’edifici demostratiu i a l’eficiència marcada per les mateixes tecnologies.
L’edifici demostratiu és la promoció Carretera d’Olesa 5 – Carretera de Martorell 238 de Terrassa, situada a la província de Barcelona.
Promoció Ctra d’Olesa 5- Crta Martorell 238, Terrassa
La promoció seleccionada com a demostratiu es troba situada al sud-oest de la ciutat de Terrassa, a un solar que fa cantonada entre Ctra. de Martorell i Ctra. d’Olesa. Es tracta d’un conjunt de dos blocs plurifamiliars, entre mitgeres, que s’aixequen sobre un pàrquing subterrani. L’alçada dels edificis és de tres plantes, més el pis de les golfes. Cada bloc d’habitatges té un funcionament independent, amb el seu accés individual i el seu nucli de comunicació (escales i ascensors).
La
construcció dels immobles va ser iniciada al 2008 per un promotor privat però el projecte mai es va concloure. L’Agència de l’Habitatge de Catalunya va comprar els blocs residencials al 2018 amb la finalitat d’acabar l’obra i incorporar els edificis al parc d’habitatges socials. Els treballs d’acabament dels blocs i d’adequació dels 32 habitatges existents finalitzaren al Febrer 2022.
A la següent imatge, la configuració de la promoció formada pels blocs A i B.
Tot i ser una promoció bastant nova, s’estima que el seu consum d’energia primària serà elevat una vegada ocupat. Això es deu a la tipologia d’habitatges prevista, al sistema de climatització instal·lat i a les prestacions de l’envolupant. Per aquest motiu, la promoció fou escollida com un bon edifici demostratiu per a la rehabilitació energètica que proposa PLURAL.
El projecte PLURAL se centra en el bloc A, situat a la Ctra. de Martorell, afectant a un total de 18 habitatges. Aquest bloc ha estat escollit degut fonamentalment a què la seva geometria i orientació el fan el més idoni per a l’aplicació de les tecnologies dels kits PnU del projecte. Concretament, la rehabilitació proposada per aquest està prevista de dur-se a terme a les façanes est i oest d’aquest bloc al Març 2023.
A la següent imatge, les façanes est (a) i oest (b) del bloc A de l’edifici demostratiu PLURAL a Gener 2021.
A la següent imatge, la previsió de la implementació de la solució PLURAL a l’edifici pilot.
L’objecte
de les obres d’implementació de la solució PLURAL consisteix en la superposició, en les plantes primera i segona de les 2 façanes del bloc A (per restriccions urbanístiques la planta baixa queda exclosa), d’uns mòduls prefabricats amb estructura d’acer amb acabat d’alumini (fabricada per l’empresa catalana DENVELOPS, membre també del consorci PLURAL) que milloraran l’aïllament tèrmic d’aquesta part de l’envolupant i incorporaran components complementaris com noves finestres, noves balconeres, proteccions solars, plaques fotovoltaiques i unitats de ventilació mecànica amb recuperador de calor. Tot el sistema es podrà controlar per domòtica (individualitzada o centralitzada).
A la imatge següent, el conjunt de millores degudes a la instal·lació dels kits PnU PLURAL a les façanes del bloc A.
Paral·lelament a les accions de rehabilitació, el bloc PLURAL serà monitoritzat a través de diversos sensors. D’aquesta manera s’obtindran dades instantànies de l’ambient interior dels apartaments (temperatura, humitat, concentració de CO2, etc.) i del comportament energètic del bloc abans i després de la intervenció. La recopilació de dades reals permetrà determinar amb exactitud l’estalvi ambiental i socioeconòmic de la solució proposada.
Resultats aconseguits a l'Agència de l'Habitatge de Catalunya
A la següent imatge, la cronologia de les accions del projecte PLURAL realitzades a Terrassa.
Demostració del projecte final de PLURAL a l'edifici de Terrassa
