Eficiencia energética y sostenibilidad de edificios: caso Basilea, Suiza

Este artículo sirve como material para la conferencia "Eficiencia Energética y sostenibilidad en la construcción" en la Universidad del Atlántico, Colombia.

La crisis climática global ha posicionado la eficiencia energética como prioridad estratégica en Suiza. El sector de la construcción representa aproximadamente el 45% del consumo energético nacional (OFEN, 2020), y genera alrededor del 40% de las emisiones de CO₂ relacionadas con el uso de energía (OFEN, 2020). Esto convierte a la rehabilitación energética en un pilar central de la Estrategia Energética 2050 de la Confederación Suiza.

Basel-Stadt se destaca como cantón pionero en la implementación de políticas estrictas de eficiencia energética, alineándose con la Estrategia Energética 2050 de la Confederación Suiza. El objetivo es proporcionar herramientas técnicas, económicas y ambientales para la toma de decisiones informadas en proyectos de renovación energética.

Normativas técnicas aplicables

Las exigencias energéticas en Suiza están reguladas por normativas específicas que buscan optimizar el consumo de energía, reducir las emisiones de CO₂ y fomentar la construcción sostenible. Entre las normativas más relevantes se encuentran las siguientes:

• SIA 380/1 (2016) - Energía Térmica en Edificios: Norma suiza fundamental para el cálculo de la demanda energética de edificios. Define la metodología de cálculo de pérdidas térmicas, ganancias solares e internas, y demanda neta de calefacción (SIA, 2016).

• MuKEn 2014 (Modelo de Prescripciones Energéticas de los Cantones): Las prescripciones energéticas modelo establecen límites para la demanda de calor en edificios nuevos (16 kWh/m²·a) y renovados (24 kWh/m²·a). Los valores límite de transmitancia térmica son (EnDK, 2014):

• Muros exteriores: U ≤ 0.25 W/m²·K

• Cubiertas: U ≤ 0.20 W/m²·K

• Ventanas: U ≤ 1.30 W/m²·K

• Suelos contra exterior: U ≤ 0.25 W/m²·K

• KBOB: Define criterios de sostenibilidad para materiales de construcción, incluyendo energía gris y factores de emisión de CO₂. Gas natural: 0.202 kgCO₂/kWh; mix eléctrico suizo: 0.036 kgCO₂/kWh (KBOB, 2016).

Conceptos técnicos fundamentales

Para el desarrollo de un proyecto de eficiencia energética en edificación es necesario comprender ciertos principios técnicos básicos. Estos conceptos constituyen el marco de cálculo sobre el cual se fundamentan las normativas, los valores límite y las soluciones de diseño.

Muro en una vivienda típica, donde se pueden ver los aislamientos

Transmitancia térmica (Valor U): Cuantifica la capacidad de un elemento constructivo para transmitir calor:

U = 1 / R_total [W/m²·K]

Donde: R_total = R_si + R_1 + R_2 + ... + R_n + R_se

Ejemplo práctico: Muro de ladrillo años 1960 (25 cm, λ = 0.8 W/mK):

• R_si = 0.13 m²K/W

• R_ladrillo = 0.25/0.8 = 0.31 m²K/W

• R_se = 0.04 m²K/W

• R_total = 0.48 m²K/W → U_existente = 2.08 W/m²K

Con aislamiento EPS 12 cm (λ = 0.035 W/mK):

• R_aislamiento = 0.12/0.035 = 3.43 m²K/W

• R_total_mejorado = 3.91 m²K/W → U_mejorado = 0.26 W/m²K

Pérdidas por transmisión según SIA 380/1: Son las pérdidas de energía térmica que se producen a través de los elementos constructivos del edificio debido a la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior. Estas pérdidas se cuantifican mediante el coeficiente de transmisión térmica (valor U) de cada elemento y se calculan sumando las aportaciones de las superficies y los puentes térmicos.

Q_T = H_T × GD_20/9 [kWh/a]

Donde:

H_T = Σ(A_i × U_i) + Σ(ψ_j × l_j) [W/K]

GD_20/9 = Grados-día base 20°C interior / 9°C exterior

Pérdidas por ventilación: Corresponden a la energía térmica perdida por la renovación del aire interior con aire exterior, ya sea por ventilación natural o mecánica. Se calcula en función del caudal de aire renovado, el volumen del edificio y la diferencia térmica entre interior y exterior.

Q_V = H_V × GD_20/9 [kWh/a]

Donde: H_V = 0.33 × n × V_neto [W/K]

Nota:

• El parámetro n representa el número de renovaciones de aire por hora [h⁻¹]. Sus valores típicos son de 0.2–0.6 h⁻¹ en edificios Passivhaus (norma Minergie) y de 2–4 h⁻¹ en hospitales (SIA 382/1).

• El volumen neto (Vₙₑₜₒ) se calcula en m³ como 0,8 × V_bruto, de acuerdo con la norma suiza SIA 180:2014, donde V_bruto corresponde al volumen bruto del espacio.

Balance térmico para demanda de calefacción: Es el cálculo que integra las pérdidas por transmisión y ventilación, restando las ganancias internas y solares, y ajustando por factores de aprovechamiento y reducción, para determinar la demanda neta de calefacción necesaria para mantener condiciones confortables en el edificio.

Q_h = (Q_T + Q_V - η_g × Q_g) × f_red [kWh/a]

Donde: Q_g = Q_internas + Q_solares; η_g = Factor de aprovechamiento de ganancias; f_red = Factor de reducción por intermitencia.

Metodología de Análisis Energético

Para garantizar la validez técnica del estudio energético, se establece una metodología que integra la inspección directa del edificio, el uso de documentación energética disponible y la aplicación de software especializado en concordancia con la normativa suiza.

Inspección Técnica:

• Medición de espesores de muros e identificación de materiales

• Termografía infrarroja para detección de puentes térmicos

• Blower door test para medición de hermeticidad (SIA 180)

Documentación Energética:

• Histórico de 3 años de facturas de gas y electricidad

• Certificado energético cantonal (si existe)

• Planos arquitectónicos originales

Herramientas de Cálculo:

• Lesosai v8.0 (software oficial SIA)

• PVGIS de la Comisión Europea para análisis solar

• Hojas de cálculo basadas en normativas SIA

Datos Climáticos Basel: Según MeteoSwiss (estación Basel/Binningen, código 06601, período 1991-2020) (Fuente: MeteoSwiss. (2021). Klimanormwerte Basel/Binningen 1991-2020):

• Temperatura media anual: 10.4°C

• Grados-día de calefacción GD₂₀/₉: 2,895 Kd

• Radiación solar horizontal: 1,170 kWh/m²·año

• Radiación solar sur 30°: 1,350 kWh/m²·año

Caso Práctico: Edificio Schützengraben 33, Basilea

El edificio objeto de estudio se encuentra ubicado en Schützengraben 33, 4051 Basel, Suiza (coordenadas: 47.5596° N, 7.5886° E). Fue construido en el año 1965 y corresponde a una tipología residencial multifamiliar de siete pisos con ascensor. La distribución funcional se organiza de la siguiente manera: en la planta baja se localizan locales comerciales y una bodega; entre los pisos 1 y 5 se dispone un apartamento por nivel, cada uno con una superficie aproximada de 100 m² y 4.5 habitaciones; finalmente, el piso 6 alberga un altillo de 3.5 habitaciones con una superficie de 60 m², y el valor 2.7 metros corresponde a la altura entre pisos.

Superficie útil total: 7 × 100 m² + 60 m² = 760 m²

Volumen calefactado: 760 m² × 2.7 m = 2,052 m³

Estado Actual de la Envolvente: Los siguientes valores son estimaciones típicas para edificios suizos de 1965. Para un análisis real se requiere inspección técnica y termografía. Envolvente térmica estimada:

• Muros: U = 1.2 W/m²·K, A = 450 m²

• Ventanas: U = 2.8 W/m²·K, A = 70 m²

• Techo: U = 0.8 W/m²·K, A = 120 m²

• Suelo: U = 0.9 W/m²·K, A = 120 m²

Sistemas actuales:

• Calefacción: Caldera gas natural (η_estacional = 0.85)

• ACS: Integrada con calefacción

• Ventilación: Natural por infiltraciones (n = 0.7 h⁻¹)

Nota:

• Ventilación: Natural por infiltraciones: significa que la renovación del aire interior del edificio se produce de forma natural, sin uso de equipos mecánicos, a través de infiltraciones.

Ocupación estimada: 20 personas (promedio 3 personas/apartamento)

Tarifas Energéticas 2021: IWB (Industrielle Werke Basel):

• Gas natural: 0.10 CHF/kWh (estimado)

• Electricidad: 0.20 CHF/kWh (estimado)

Análisis energético actual

Cálculo de Pérdidas por Transmisión

H_T = Σ(A_i × U_i) [W/K] H_T = (450 × 1.2) + (120 × 0.8) + (120 × 0.9) + (70 × 2.8)

H_T = 540 + 96 + 108 + 196 = 940 W/K

Q_T = H_T × GD × 24/1000 [kWh/a]

Q_T = 940 × 2,895 × 24/1000 = 65,284 kWh/a

Cálculo de pérdidas por ventilación

H_V = 0.33 × n × V [W/K]

H_V = 0.33 × 0.7 × 2,052 = 474 W/K Q_V = H_V × GD × 24/1000 [kWh/a]

Q_V = 474 × 2,895 × 24/1000 = 32,890 kWh/a

Ganancias internas según SIA 380/1:

Q_int = 3.5 W/m² × 760 m² × 8,760 h/1000 = 23,300 kWh/a

Ganancias solares (estimación conservadora para orientaciones mixtas): Q_sol ≈ 15,000 kWh/a

Q_g = 23,300 + 15,000 = 38,300 kWh/a

Nota:

Fórmula SIA 380/1 (Sección 3.5.4) : Qs = ∑(Aw,i x ggl,i x Fsh,i x Isol,i)

Donde:

• Aw: superficie acristalada [m²], 70 m2

• ggl: factor solar del vidrio (transmisión energética) [-], 0.75

• Fsh: factor de reducción por sombreamiento [-], 0.8

• Isol: radiación solar incidente anual sobre el plano de la ventana [kWh/m²·a], 357kWh/m2⋅a

Q_sol = 70 x 0.75 x 0.8 x 357 ≈ 15,000  kWh/a

Demanda de Calefacción

Asumiendo factor de aprovechamiento η_g = 0.7 () y factor de reducción f_red = 0.95:

Q_h = (Q_T + Q_V - η_g × Q_g) × f_red [kWh/a]

Q_h = (65,284 + 32,890 - 0.7 × 38,300) × 0.95 Q_h = (98,174 - 26,810) × 0.95 = 67,796 kWh/a

Demanda específica: 67,796 / 760 = 89.2 kWh/m²·a

Nota:

• El factor de aprovechamiento de ganancias (η_g) representa la proporción de las ganancias internas y solares de calor que el edificio puede utilizar efectivamente para reducir la demanda de calefacción. Su valor depende de condiciones térmicas, diseño y sistemas del edificio.

• El factor de reducción por intermitencia (f_red) tiene en cuenta las variaciones temporales en el uso y operación del sistema de calefacción, reflejando que no siempre funciona a plena capacidad continua.

Demanda Total de Energía

Agua Caliente Sanitaria:

Q_acs = 20 personas × 1.7 kWh/(persona·día) × 365 días = 12,410 kWh/a

Electricidad para electrodomésticos:

Q_el = 20 kWh/m²·a × 760 m² = 15,200 kWh/a

Energía final gas (calefacción + ACS):

E_gas = (Q_h + Q_acs)/η_gest = (67,796 + 12,410)/0.85 = 94,359 kWh/a

Emisiones CO₂ Actuales

Emisiones gas = 94,359 kWh/a × 0.202 kgCO₂/kWh = 19,060 kgCO₂/a

Emisiones elec = 15,200 kWh/a × 0.036 kgCO₂/kWh = 547 kgCO₂/a

Total = 19,607 kgCO₂/a

Nota:

• El factor de emisión para gas natural, 0.202 kgCO₂/kWh, corresponde a la media suiza basada en el contenido y el proceso de combustión del gas en Suiza.

• El factor de emisión para electricidad, 0.036 kgCO₂/kWh, refleja el mix eléctrico suizo que combina fuentes renovables, nucleares y otras, resultando en una huella de carbono baja.

Escenario A: Mejora de Envolvente Térmica

Medidas implementadas:

• Aislamiento térmico exterior (SATE) EPS 12 cm → U = 0.25 W/m²K

• Renovación ventanas triple acristalamiento → U = 1.1 W/m²K

• Aislamiento cubierta 16 cm → U = 0.20 W/m²K

• Suelo sin mejora → U = 0.9 W/m²K

Nuevo H_T:

H_T_A = (450×0.25) + (120×0.20) + (120×0.9) + (70×1.1)

H_T_A = 112.5 + 24 + 108 + 77 = 321.5 W/K Q_T_A = 321.5 × 2,895 × 24/1000 = 22,318 kWh/a

Q_h_A = (22,318 + 32,890 - 0.7×38,300) × 0.95 = 26,373 kWh/a

Reducción demanda: (67,796 - 26,373) / 67,796 = 61.1%

Inversión estimada (Minergie, 2018): 280 CHF/m² × 760 m² = 212,800 CHF

Ahorro energético gas: (67,796 - 26,373) = 41,423 kWh/a

Nota:

• El valor de inversión estimado de 280 CHF/m² proviene de cálculos o estudios previos de costos medios por metro cuadrado para rehabilitación energética o mejora de edificios en Suiza. Este tipo de estimaciones se basan en análisis de mercado y datos de programas de apoyo gubernamental, que consideran los costos típicos de materiales, instalación, mano de obra y otros gastos asociados a la renovación energética.

Escenario B: Sustitución por Bomba de Calor (PAC)

Medidas implementadas:

• PAC aire-agua alta eficiencia (mantiene envolvente existente)

• Sistema distribución baja temperatura

• Regulación inteligente por zonas

Dimensionamiento según SIA 384/201:

Potencia máxima = H_T × ΔT_diseño = 940 W/K × (20-(-8))K = 26.3 kW

PAC seleccionada: 30 kW nominal

Rendimiento estacional (clima Basel, zona climática 2, normativas de diseño energético, SIA 384/201, temperatura exterior es de -8 °C):

SCOP estimado = 3.5 (dato conservador para PAC aire-agua 2021)

Nota:

• El rendimiento estacional, expresado como SCOP (Coeficiente de Rendimiento Estacional), es un indicador que refleja la eficiencia real promedio de un sistema de climatización durante toda la temporada de calefacción, considerando las variaciones climáticas y de carga. En el caso del clima de Basel, ubicado en la zona climática 2, un SCOP estimado de 3.5 indica que la bomba de calor aire-agua puede producir 3.5 unidades de energía térmica útiles por cada unidad de energía eléctrica consumida en condiciones reales de operación.

• Zona climática 2: En Suiza, las zonas climáticas se definen principalmente por la temperatura mínima de cálculo para calefacción en invierno.Zona climática 2 se caracteriza por inviernos relativamente fríos, con una temperatura exterior de proyecto habitual de -8 °C.

Consumo eléctrico PAC:

E_elec_PAC = (Q_h + Q_acs) / SCOP = (67,796 + 12,410) / 3.5 = 22,916 kWh/a

E_total = E_elec_PAC + Q_el = 22,916 + 15,200 = 38,116 kWh/a

Inversión estimada: 45,000 CHF (PAC + instalación)

Nota:

• Según bases de datos y ofertas recopiladas en Suiza, el coste total de una bomba de calor aire-agua más su instalación suele situarse entre 30.000 y 40.000 CHF para viviendas unifamiliares, pudiendo aumentar en función de características específicas y sistemas complementarios. Precios de alrededor de 45.000 CHF son habituales para instalaciones completas con equipos de gama media y montaje profesional.

Emisiones CO₂:

Emisiones = 38,116 kWh/a × 0.036 kgCO₂ / kWh = 1,372 kgCO₂/a

Reducción: (19,607 - 1,372) / 19,607 = 93.0%

Escenario C: Renovación Integral (A+B+PV)

Medidas implementadas:

• Combinación Escenario A (envolvente) + Escenario B (PAC)

• Sistema fotovoltaico dimensionado (PV)

Demanda eléctrica total:

PAC mejorada: (26,373 + 12,410) / 3.5 = 11,081 kWh/a

Total electricidad: 11,081 + 15,200 = 26,281 kWh/a

Dimensionamiento fotovoltaico: Se determina la potencia instalada necesaria para cubrir el 60% del consumo eléctrico anual del edificio con energía solar. La potencia fotovoltaica se expresa en kWp (kilovatios pico). Para este caso, se calcula que hace falta una instalación de 15,8 kWp, que equivale a aproximadamente 79 m² de paneles solares, tomando en cuenta la potencia típica instalada por metro cuadrado (alrededor de 200 Wp/m²). La superficie necesaria se calcula con:

S = PPV / Pm = 15.8 / 0.2 = 79m²

Donde:

• S = Superficie necesaria de paneles solares (m²)

• PPV = Potencia total instalada (kWp)

• Pm = Potencia por metro cuadrado de panel (kWp/m²), 0.2 kWp/m² = 200 Wp/m²

La energía generada anualmente por la instalación se calcula como:

Produccion anual = Pinstalada​ × Irad​× PR

Donde:

• Pinstalada =15.8kWp

• Irad =1,350kWh/kWp (radiación solar anual ajustada para Basel)

• PR = 0.85(factor de rendimiento considerando pérdidas)

15.8 × 1,350 × 0.85 = 18,136kWh/a

Autoconsumo Deseado: Se quiere cubrir el 60% del consumo anual del edificio mediante esta energía propia:

Autoconsumo = Ctotal × 0.60 = 26,281 × 0.60 = 15,769kWh/a

Excedente Inyectado a la Red: La energía que se produce pero no se consume instantáneamente se inyecta a la red y puede ser compensada o vendida:

Excedente = Produccion anual − Autoconsumo = 18,136 − 15,769 = 2,367 kWh/a

Costos de Inversión: La inversión para el sistema fotovoltaico se calcula multiplicando la potencia instalada por un coste promedio por kWp:

Inversión PV: 15.8 kWp × 1,800 CHF/kWp = 28,440 CHF

Nota:

• Según varios informes y análisis del mercado suizo, el costo de instalar un sistema fotovoltaico residencial suele estar en un rango aproximado de entre 1.500 y 2.500 francos suizos por kWp, dependiendo de factores como el proveedor, la ubicación, la complejidad de la instalación y la calidad de los materiales.

Ejemplo de un sistema fotovoltaico en una vivienda

Análisis Económico

El análisis económico es clave para evaluar la viabilidad financiera de un proyecto energético. Permite estimar la inversión inicial necesaria, los costos anuales de energía, los ahorros que genera la mejora, y el tiempo en que se recupera la inversión. Además, ayuda a determinar si el proyecto es rentable en el tiempo usando indicadores como el Valor Presente Neto. Inversión total: 212,800 + 45,000 + 28,440 = 286,240 CHF

Escenario	CAPEX (CHF)	Energía Anual (CHF/a)	Ahorro (CHF/a)	Payback (años)	VPN 3% (10a, CHF)
Actual	–	12,756¹	–	–	–
A: Envolvente	212,800	6,613²	6,143	34.6	–75,890
B: PAC	45,000	7,623³	5,133	8.8	31,447
C: Integral	286,240	4,517⁴	8,239	34.7	–162,513

Tabla de Análisis Económico (Horizonte 20 años)

Notas técnicas:

1. Actual: Consumo = 106,365 kWh gas (0.10 CHF/kWh) + 15,200 kWh eléctrico (0.20 CHF/kWh) → 12,756 CHF/año.

2. Escenario A: (≈26,600 kWh cal. + 12,410 ACS)/0.85 = 46,000 kWh gas (0.10 CHF/kWh) → 4,600 CHF; + 15,200 kWh eléctrico (0.20) → 6,613 CHF.

3. Escenario B: (Q_h+Q_ACS) / SCOP = 29,200 kWh eléctrico + 15,200 appliances = 44,400 kWh × 0.20 CHF = 7,623 CHF.

4. Escenario C: Consumo neto posterior a FV ≈ 22,600 kWh eléctricos × 0.20 = 4,517 CHF.

Análisis: El Escenario B (solo PAC) ofrece la mejor rentabilidad con payback de 8.8 años y VPN positivo. Los escenarios con mejora de envolvente requieren subvenciones para ser económicamente atractivos.

Nota:

• CAPEX (CHF): Es el coste inicial de inversión en francos suizos para implementar un proyecto o mejora, como rehabilitación o instalación de equipos.

• Energía Anual (CHF/a): Es el coste anual que se paga por el consumo de energía (gas y electricidad) según tarifas vigentes.

  Costo de energıa anual = ∑(Consumo anual de energıa en kWh × Tarifa en CHF/kWh)

• Ahorro (CHF/a): Dinero que se deja de gastar en energía cada año gracias a las mejoras aplicadas en el proyecto. Ahorro = Costo energıa anual actual − Costo energıa anual escenario

• Payback (años): Tiempo necesario para recuperar la inversión inicial a través del ahorro en costos energéticos. Payback = CAPEX /  Ahorro

• VPN 3% (10a, CHF): Valor presente neto de los ahorros futuros calculado con una tasa de descuento del 3% para 10 años. Indica si la inversión es rentable. VPN = Σ (Flujos_de_caja_t / (1 + 0.03)^t) para t=1 a 10 - CAPEX

Subvenciones - Programa cantonal Basel-Stadt (datos estimados 2021):

• Aislamiento térmico: hasta 40 CHF/m²

• Sustitución caldera por PAC: hasta 8,000 CHF

• Instalación PV: hasta 300 CHF/kWp

CAPEX_subvencionado = 286,240 - (40×760 + 8,000 + 300×15.8) = 243,500 CHF

Payback mejorado = 243,500 / 8,239 = 29.6 años

Análisis Ambiental

Se calculan las emisiones anuales de gases de efecto invernadero a partir del consumo de energía, aplicando factores de emisión específicos para cada fuente energética. Además, se determina el porcentaje de reducción de emisiones alcanzable con cada escenario de mejora, proporcionando una medición clara del beneficio ambiental logrado.

Escenario	Emisiones (kgCO₂/a)	Reducción (%)
Actual	19,607	–
A: Envolvente	17,290	11.8%
B: PAC	1,372	93.0%
C: Integral	862	95.6%

Nota:

Emisiones_totales = Σ_i (Consumo_i × FactorEmision_i)

Donde:

• Consumo_i: consumo anual de cada tipo de energía i en kWh (por ejemplo, gas natural, electricidad).

• FactorEmision_i: factor de emisión de CO₂ en kgCO₂/kWh para cada fuente energética en Suiza. (Gas natural: 0.202 kgCO₂/kWh; Electricidad suiza: 0.036 kgCO₂/kWh).

Escenario Actual: Emisiones = (94,359 kWh gas × 0.202) + (15,200 kWh elec × 0.036) = 19,060 + 547

19,607 kgCO₂/año

Escenario A (Envolvente): Nuevos consumos ajustados tras mejorías en aislamiento, ventanas y techo: Emisiones = (46,000 kWh gas × 0.202) + (15,200 kWh elec × 0.036) = 9,292 + 547

17,290 kgCO₂/año

Escenario B (PAC): Calefacción y ACS con bomba de calor, consumo eléctrico mayor, gas nulo: Emisiones = 38,116 kWh elec × 0.036

1,372 kgCO₂/año

Escenario C (Integral): Consumo eléctrico reducido por fotovoltaica: Emisiones = 26,281 kWh elec × 0.036

862 kgCO₂/año

Beneficios Adicionales:

Resalta ventajas cruciales de las mejoras energéticas en edificios certificados Minergie, como:

• Confort térmico: Se eliminan paredes frías y corrientes de aire, creando ambientes interiores más cálidos y estables.

• Calidad del aire: Se reduce el riesgo de moho y se mejora la ventilación controlada, favoreciendo la salud y el bienestar de los ocupantes.

• Valorización inmobiliaria: Los inmuebles con certificación Minergie en Basel-Stadt incrementan su valor entre un 5% y un 10%, reflejando su eficiencia y calidad.

• Independencia energética: Disminuye la dependencia de combustibles fósiles mediante sistemas eficientes y energía renovable, aportando sostenibilidad y autonomía.

Los aportes a los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)

Las intervenciones de rehabilitación energética del edificio Schützengraben 33 se alinean directamente con varios de los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU. La adopción de cualquiera de los escenarios propuestos contribuye a:

• ODS 7: Energía asequible y no contaminante: La reducción de la demanda energética (Escenario A) y la transición a fuentes limpias como la electricidad de bajo carbono (Escenarios B y C) y la energía solar (Escenario C) promueven una energía más eficiente, accesible y sostenible.

• ODS 11: Ciudades y comunidades sostenibles: Al rehabilitar un edificio existente, se mejora la calidad de la infraestructura urbana, se optimiza el uso de recursos y se aumenta la resiliencia climática del entorno construido.

• ODS 13: Acción por el clima: La reducción masiva de las emisiones de CO₂ operacionales, especialmente en el Escenario C (de 22.031 kgCO₂/a a 642 kgCO₂/a), contribuye directamente a las metas de mitigación del cambio climático.

ODS 7: Energía asequible y no contaminante; ODS 11: Ciudades y comunidades sostenibles; ODS 13: Acción por el clima

Conclusiones

El proyecto de rehabilitación energética del Edificio Schützengraben 33 ejemplifica cómo la integración de tecnologías sostenibles puede transformar un edificio antiguo en un modelo de eficiencia, generando impactos positivos multisectoriales. Su éxito radica en:

• La combinación sinérgica de medidas técnicas (aislamiento, PAC, PV).

• El marco normativo suizo (SIA, MuKEn) asegura altos estándares de calidad.

• La alineación con agendas globales como los ODS y la Agenda 2030.

Este caso sirve como hoja de ruta replicable para proyectos similares en países en desarrollo, destacando la importancia de políticas públicas que fomenten la rehabilitación energética, incentivos financieros accesibles y la participación comunitaria para lograr un futuro sostenible e inclusivo

Referencias Bibliográficas

Basel-Stadt, Kanton. (2021). Bau- und Energiegesetz (BauG) Basel-Stadt. Departement für Bau und Verkehr.

EnDK - Konferenz Kantonaler Energiedirektoren. (2014). Mustervorschriften der Kantone im Energiebereich (MuKEn) 2014: Vollzugshilfen EN-100 bis EN-142. EnDK. https://www.endk.ch/

KBOB, ecobau, IPB. (2016). Ökobilanzdaten im Baubereich 2009/1:2016 - Datenbestand. Koordination der Bau- und Liegenschaftsorgane des Bundes.

MeteoSwiss. (2021). Klimanormwerte Basel/Binningen 1991-2020. Bundesamt für Meteorologie und Klimatologie MeteoSchweiz. https://www.meteoswiss.admin.ch/

Minergie. (2020). Minergie-Standard 2020: Komfort, Effizienz und Werterhalt. Verein Minergie. https://www.minergie.ch/

OFEN - Bundesamt für Energie. (2020). Schweizerische Gesamtenergiestatistik 2019. OFEN.

SIA - Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein. (2016). SIA 380/1:2016 - Thermische Energie im Hochbau. SIA Zürich.

SIA - Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein. (2003). SIA 384/201:2003 - Heizungsanlagen in Gebäuden: Grundlagen und Anforderungen. SIA Zürich.

Glosario Técnico

CAPEX: Capital Expenditure - Inversión inicial en equipos e infraestructura

COP/SCOP: Coefficient of Performance / Seasonal COP - Eficiencia bomba de calor

f_red: Factor de reducción por intermitencia de calefacción

GD₂₀/₉: Grados-día base 20°C interior / 9°C exterior

H_T, H_V: Coeficientes globales de pérdidas térmicas por transmisión y ventilación

LCOE: Levelized Cost of Energy - Costo nivelado de energía

OPEX: Operational Expenditure - Gastos operacionales anuales

PAC: Pompe À Chaleur - Bomba de calor (heat pump)

PR: Performance Ratio - Ratio de rendimiento sistema fotovoltaico (≈0.80-0.85)

SATE: Système d'Isolation Thermique par l'Extérieur - Aislamiento térmico exterior

TIR: Tasa Interna de Retorno - Rentabilidad proyecto

VPN: Valor Presente Neto - Rentabilidad actualizada proyecto

η_g: Factor de aprovechamiento ganancias térmicas internas y solares

Anexos

Anexo A: Cálculos Detallados – Estado Actual

Parámetro	Fórmula	Cálculo	Resultado	Unidad
H_T muros	A × U	450 × 1.2	540	W/K
H_T techo	A × U	120 × 0.8	96	W/K
H_T suelo	A × U	120 × 0.9	108	W/K
H_T ventanas	A × U	70 × 2.8	196	W/K
H_T total	Σ H_Ti	540 + 96 + 108 + 196	940	W/K
Q_T	H_T × GD × 24 /1000	940 × 2895 × 24 /1000	65,284	kWh/a
H_V	0.33 × n × V	0.33 × 0.7 × 2052	474	W/K
Q_V	H_V × GD × 24 /1000	474 × 2895 × 24 /1000	32,890	kWh/a
Q_int	3.5 × A_E × 8760/1000	3.5 × 760 × 8.76	23,300	kWh/a
Q_sol	Est. orientación mixta	–	15,000¹	kWh/a
Q_g	Q_int + Q_sol	23,300 + 15,000	38,300	kWh/a
Q_h	(Q_T+Q_V–η×Q_g)×f_red	(98,174 – 26,810)×0.95	67,796	kWh/a

¹ Dato estimado, requiere cálculo con PVGIS según orientación real (dato no disponible públicamente).

Anexo B: Cálculos – Escenario A (Mejora Envolvente)

Parámetro	Fórmula	Cálculo	Resultado	Unidad
H_T muros mejorado	A × U	450 × 0.25	112.5	W/K
H_T techo mejorado	A × U	120 × 0.20	24	W/K
H_T suelo (igual)	A × U	120 × 0.9	108	W/K
H_T ventanas mejorado	A × U	70 × 1.1	77	W/K
H_T total A	Σ H_Ti	112.5 + 24 + 108 + 77	321.5	W/K
Q_T_A	H_T × GD × 24 /1000	321.5 ×2895×24/1000	22,318	kWh/a
Q_V_A	No cambia	–	32,890	kWh/a
Q_h_A	Balance SIA 380/1	(55,208 –26,810)×0.95	26,978	kWh/a
Reducción demanda	(Q_h–Qh_A)/Q_h	(67,796–26,978)/67,796	60.2%	–

Anexo C: Cálculos – Escenario B (Bomba de Calor PAC)

Parámetro	Fórmula	Cálculo	Resultado	Unidad
Potencia máxima PAC	H_T × ΔT_diseño	940 × (20–(–8))	26,320	W
PAC seleccionada	Catálogo comercial	–	30,000	W
SCOP estimado	EN14825 clima Basel	–	3.5	–
Consumo calefacción	Q_h/SCOP	67,796 / 3.5	19,370	kWh/a
Consumo ACS	Q_acs / SCOP	12,410 / 3.5	3,546	kWh/a
Consumo eléc. total	(PAC+electrodomést.)	19,370+3,546+15,200	38,116	kWh/a
Emisiones CO₂	E_total ×0.036	38,116 ×0.036	1,372	kg CO₂/a
Reducción CO₂	(19,607–1372)/19,607	18,235 / 19,607	93.0%	–

Anexo D: Economía – 20 años, 3% descuento

Escenario	CAPEX (CHF)	Ahorro anual (CHF)	Factor VPN	VPN Ahorros	VPN neto
A: Envolvente	212,800	6,143	14.877	91,410	–121,390
B: PAC	45,000	5,133	14.877	76,347	31,347
C: Integral	286,240	8,239	14.877	122,577	–163,663

Factor VPN (20a, i=3%): 1−(1.03)−200.03=14.8770.031−(1.03)−20=14.877

Anexo E: Sensibilidad – Escenario B (PAC)

Escalación precios energía	VPN 20 años (CHF)	TIR (%)
0% (constante)	31,347	11.4
2% anual	65,891	14.2
4% anual	108,234	17.5
6% anual	159,876	21.3

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Javier Trespalacios

Basilea (Suiza), febrero 2021

Eficiencia energética y sostenibilidad de edificios: caso Basilea-Ciudad, Suiza