Annual net-zero electricity feasibility of Riyadh villas depends more on subdivision into separate dwellings than on the 2024 massing rules
Este estudio demuestra que, para las villas de Riad, subdividir las propiedades en múltiples viviendas tiene un impacto significativamente mayor en la consecución del estatus de cero emisiones netas anuales de electricidad que los cambios en las reglas de volumetría de 2024, los cuales aumentan principalmente el área de construcción pero ofrecen ganancias limitadas en la capacidad de paneles solares debido a las restricciones de retranqueo.
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En las ciudades bañadas por el sol de Arabia Saudita, la vivienda unifamiliar, conocida localmente como villa, es la forma predominante de vivienda. Estas estructuras están diseñadas para mantener fuera el intenso calor mientras dependen en gran medida del aire acondicionado para mantener el interior fresco, un proceso que consume una parte masiva de la electricidad del país. A medida que el país busca equilibrar su uso de energía con sus objetivos ambientales, ha surgido una pregunta crítica: ¿pueden estas casas generar suficiente de su propia electricidad mediante paneles solares en el tejado para alimentarse por completo a lo largo de un año? Este concepto, conocido como energía de suma cero (net-zero), depende de un delicado equilibrio entre cuánta energía utiliza una casa y cuánta luz solar puede capturar su tejado. Sin embargo, la forma de un edificio y las reglas que rigen su construcción juegan un papel fundamental en este equilibrio. Un tejado que es grande pero está muy sombreado por el propio edificio o por los vecinos producirá mucha menos energía que un tejado más pequeño y soleado.
En 2024, el gobierno saudí actualizó las reglas para la construcción de estas villas, permitiendo casas más grandes y permitiendo que un solo terreno se dividiera en apartamentos separados e independientes. La intención era aumentar la densidad de la vivienda y proporcionar más espacio habitable. Un investigador se propuso probar si estas nuevas viviendas, más grandes y más concurridas, aún podían alcanzar ese objetivo de generar su propia electricidad. Construyó un modelo digital detallado de una villa típica de Riad y simuló miles de variaciones para ver cómo las nuevas reglas afectaban la cantidad de energía solar que el tejado podía producir en comparación con la energía que la casa necesitaría. Tuvo en cuenta los requisitos específicos de las nuevas regulaciones, como los espacios obligatorios entre los paneles solares y los bordes del tejado para el mantenimiento, y las sombras proyectadas por los propios niveles superiores del edificio y las estructuras vecinas.
El investigador descubrió que las nuevas reglas de construcción, aunque fueron exitosas al añadir más espacio habitable, no añadieron mucho más espacio para los paneles solares. Debido a que las reglas exigen que los edificios se mantengan a cierta distancia de los límites de la propiedad, el tamaño del área principal de vivienda suele estar limitado por estos espacios en lugar del tamaño total del terreno. Cuando las nuevas reglas permitieron una extensión de nivel superior más grande, esto en realidad cubrió gran parte del tejado principal donde se podrían haber colocado paneles solares. En consecuencia, para una vivienda unifamiliar, la capacidad de generar suficiente electricidad para satisfacer sus propias necesidades cambió muy poco bajo las nuevas reglas. La relación entre la energía solar generada y la energía utilizada se desplazó solo un pequeño margen, lo que significa que las nuevas regulaciones no ayudaron ni perjudicaron significativamente el camino de la villa unifamiliar hacia la independencia energética.
Sin embargo, la historia cambió drásticamente cuando el investigador observó qué sucedía cuando una sola villa se dividía en múltiples hogares separados. El estudio reveló que el número de familias que viven en un terreno importaba mucho más que el tamaño del edificio en sí. Cuando una casa se dividía en tres viviendas separadas, la demanda total de electricidad se disparaba porque cada familia necesitaba su propio sistema de refrigeración, electrodomésticos y agua caliente, mientras que el área del tejado disponible para los paneles solares permanecía igual. Las simulaciones mostraron que un terreno que era lo suficientemente grande como para soportar una casa unifamiliar de suma cero, de repente se volvía demasiado pequeño para soportar a tres familias, incluso con el equipo más eficiente disponible. Para un terreno de 400 metros cuadrados, un hogar unifamiliar podía alcanzar fácilmente el estado de suma cero, pero añadir dos familias más elevaba significativamente el tamaño de terreno requerido, hasta un punto en el que el espacio del tejado disponible ya no podía generar suficiente energía para satisfacer la demanda combinada.
El investigador también descubrió que el tipo de sistema de aire acondicionado utilizado marcaba una diferencia sustancial en el resultado. Sus modelos sugirieron que si las casas utilizaban unidades de refrigeración estándar de velocidad única en lugar de sistemas más avanzados de velocidad variable, la demanda de energía sería mayor, dificultando aún más alcanzar el estado de suma cero. En los escenarios más desafiantes, donde el tejado estaba abarrotado de tanques de agua y unidades de aire acondicionado, el investigador encontró que tres familias no podían lograr la energía de suma cero en un terreno de 400 metros cuadrados a menos que renunciaran a una parte significativa de su espacio habitable. Específicamente, para que funcionara, la extensión del nivel superior tendría que reducirse a un tamaño muy pequeño, sacrificando el área de piso adicional que las nuevas regulaciones estaban diseñadas para proporcionar.
En última instancia, el estudio concluye que la clave para que estas viviendas densas y subdivididas sean independientes energéticamente no reside en las regulaciones de construcción en sí, sino en cómo se planifica el tejado desde el principio. El investigador encontró que el factor más influyente era simplemente cuánto del tejado era realmente utilizable para paneles solares tras contabilizar las vías de mantenimiento y el equipo. Si un tejado está saturado de servicios o sombreado por la propia estructura del edificio, el potencial de energía solar cae drásticamente. Los hallazgos sugieren que, para que las villas subdivididas funcionen como hogares de suma cero, los arquitectos y planificadores deben priorizar el tejado como una superficie dedicada a la generación de energía, quizás agrupando todo el equipo mecánico en áreas sombreadas para dejar el resto del tejado despejado para los paneles. Sin esta planificación cuidadosa, el aumento de la densidad de la vivienda probablemente superará la capacidad del tejado para generar la electricidad necesaria para alimentarla.
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