Echave-Sustaeta 2022b

Fraunhofer presenta un sistema de parets modulars prefabricades que incorporen panells solars, elements de ventilació i bomba de calor i fred.

La façana modular d’energia renovable de Fraunhofer

Dos instituts de l’organització de recerca alemanya Fraunhofer han presentat el gener de 2022 un producte que principalment pretén contribuir a la renovació econòmica i ràpida d’edificis antics, d’entre trenta i setanta anys, amb criteris de millora de l’eficiència energètica. El producte també resulta perfectament aplicable a edificis de nova construcció, val a dir.

Es tracta d’un sistema de parets exteriors prefabricades que integren bomba de calor i fred, ventilació amb recuperació de calor, envidriament d’alta eficiència i, per a les parts de la paret no envidriades, panells fotovoltaics. El producte és especialment apte, segons Fraunhofer, per a la renovació d’edificis d’ús terciari, com ara oficines, escoles o serveis públics.

La façana modular d’energia renovable (RE modular facade) desenvolupada per Fraunhofer permet estalvis energètics importants sense necessitat de dur a terme obres de renovació en tot l’edifici, ja que no afecta l’interior. La idea és anar reemplaçant l’antiga façana de l’edifici amb aquests nous panells prefabricats, que satisfan els estàndards energètics més exigents, segons l’organització de recerca, i que seran al final els que cobreixin les necessitats de climatització i ventilació dels espais interiors.

Assaig d’una unitat de RE modular facade de Fraunhofer: perspectiva des de l’interior de l’habitació recreada, amb els aparells de mesurament de temperatura, humitat, nivells lumínics i velocitat de l’aire a l’interior, així com del consum elèctric dels diferents elements del mòdul i del rendiment dels panells fotovoltaics. També disposa de generadors temporitzats d’humitat i calor per simular condicions semblants a les d’un edifici d’ús terciari (© Fraunhofer)

La part tècnica de la unitat modular, que conté la bomba de calor i fred, així com els elements de ventilació, fa 1,25 m d’ample i 0,30 m de profunditat, i va equipada amb panells d’aïllament al buit (vacuum insulated panels, VIP). Pot satisfer les necessitats tèrmiques de prop de 24 m² de l’espai interior.

Segons Fraunhofer, la implantació d’aquests panells es pot dur a terme en unes poques hores, ja que no requereix cap mena d’instal·lació de noves conduccions ni canonades. Només és necessària, això sí, que la façana disposi de preses d’electricitat perquè els sistemes de climatització i ventilació segueixin funcionant si cal en els períodes sense producció d’electricitat per part dels panells fotovoltaics.

Val a dir que Fraunhofer no ha subministrat dades referents a la producció d’aquests panells ni, per tant, quin percentatge de les necessitats de la bomba de calor i fred, i del sistema de ventilació, estan en disposició de satisfer. En tot cas, per poc que sigui, l’organització suggereix que la utilització dels seu sistema de renovació modular pot reduir el consum elèctric d’un edifici d’oficines tipus en prop d’un 75%, gràcies a la protecció que ofereix contra l’assolellament excessiu combinada amb un consum elèctric propi baix.

L’organització apunta que entre 1950 i 1990 el 30% dels edificis d’oficines d’Alemanya es van construir amb el mètode d’armadura, amb bigues, i no amb paret massissa: els de la primera modalitat són els que podrien beneficiar-se del nous sistema de Fraunhofer, i podrien d’aquesta manera passar d’un consum anual total de 3.200 GWh a un de tan sols 600 GWh, asseguren els responsables del producte. També, l’alt nivell de prefabricació d’aquest sistema de RE modular facade permetria accelerar el ritme de renovació energètica d’edificis, que a Alemanya suposa tan sols un 1% del parc total per any.

Vista exterior d’una unitat RE modular facade. Fraunhofer aconsegueix amb aquests mòduls solucionar les qüestions d’aïllament, envidriament, refrigeració, calefacció i ventilació. A notar el panell fotovoltaic d’alçada completa (© Fraunhofer)

Pel que fa a la ventilació en el producte presentat per Fraunhofer, és independent de la bomba de calor i fred. Es basa en la tecnologia de la companyia alemanya LTG Airtech Systems: a diferència de sistemes de ventilació convencionals, aquest no disposa de conductes separats per a l’admissió i l’expulsió de l’aire, sinó que consta només d’un ventilador i d’un únic orifici a la façana, utilitzant un sistema de vàlvules per variar cíclicament entre l’admissió i l’expulsió.

La bomba de calor, al seu torn, ofereix segons Fraunhofer una ràtio de conversió d’entre 3-4 unitats de calor per cada unitat d’electricitat emprada. Utilitzant un ventiloconvector situat al buit rere el panell fotovoltaic, la bomba extreu la calor de l’aire exterior i l’allibera, també mitjançant ventiloconvectors, cap a l’interior. Si el que és necessita és refrigeració, la bomba extreu la calor de dins i l’expulsa fora de l’edifici.

Tot plegat resulta una resposta senzilla, ràpida i mínimament invasiva a les exigències de la transició i l’estalvi energètics. Més encara tenint en compte que façanes i envolupants són sovint els elements de l’edificació amb una vida més curta i per tant més susceptible de renovació.

El Ministeri federal alemany d’Afers Econòmics i d’Energia (BMWi) finança el projecte de desenvolupament d’aquests mòduls per a la renovació energètica. Els panells de Fraunhofer es troben actualment en fase de de demostració i d’optimització a la façana sud d’unes instal·lació d’assajos (VERU) de què disposa l’organització, a Holzkirchen, prop de Munic, a Baviera.

Autors

Redactat per: Alfonso Martínez Jaume

Per saber-ne més: Fraunhofer