Comunicación presentada al V Congreso Edificios Energía Casi Nula:
Autores
- Pedro García Sanmiguel, Ingeniero, Saint-Gobain Habitat
- Nicolás Bermejo Presa, Adjunto Dirección Marketing, Saint-Gobain Isover
Resumen
Hammurabi fue el sexto rey de Babilonia desde el año 1792 hasta el 1750 AC y es conocido por promover el que se considera uno de los primeros códigos de leyes escritos de la historia, el cual integra aspectos relativos de la arquitectura e ingeniería de la época. Con la reciente publicación del borrador del nuevo Código Técnico de la edificación, vivimos momentos normativos apasionantes en la senda de la definición de los edificios de Energía casi nula, pero ¿cómo hemos llegado hasta aquí? ¿qué diferencias y paralelismos existen entre los edificios del pasado y los edificios del futuro? En esta propuesta y partiendo de una vivienda real, se irá realizando un análisis con energy plus de como han ido evolucionando los distintos requisitos establecidos en la normativa española, desde tiempo de Hammurabi hasta la nueva versión del CTE 2018.
Palabras clave
Certificación Energética de Edificios, Eficiencia Energética, Código Técnico de la Edificación, Energy Plus, Norma 52000-1, SketchUp, OpenStudio
Contexto histórico
Hammurabi fue el sexto rey de Babilonia desde el año 1792 hasta el 1750 AC y es conocido por promover el que se considera uno de los primeros códigos de leyes escritos de la historia. El código de Hammurabi, es uno de los documentos más antiguos conservados y que actualmente se encuentra el el museo del Louvre en Paris. Este documento, creado en la antigua Mesopotamia está basado en la aplicación de la ley del Talión (término que deriva de la palabra latina talis que significa «idéntico» y de donde deriva la palabra castellana “tal”) que aplicaba una pena idéntica al condenado, y en él se disponía de una serie de leyes aplicadas a la ingeniería/arquitectura.
Es también uno de los más tempranos ejemplos del principio de presunción de inocencia, pues sugiere que el acusado o el acusador tienen la oportunidad de aportar pruebas.
La legislación española sobre eficiencia energética en edificación, se articula fundamentalmente a través de tres cuerpos normativos:
- Código Técnico de la Edificación (Real Decreto 314/2006, de 17 de marzo, por el que se aprueba el Código Técnico de la Edificación)
- Reglamento de Instalaciones térmicas en los Edifcios (Real Decreto 1027/2007, de 20 de julio, por el que se aprueba el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios/ Real Decreto 238/2013, de 5 de abril, por el que se modifican determinados artículos e instrucciones técnicas del Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios, aprobado por Real Decreto 1027/2007, de 20 de julio).
- Certificación Energética de Edificios (Real Decreto 235/2013, de 5 de abril, por el que se aprueba el procedimiento básico para la certificación de la eficiencia energética de los edificios).
Desde 1957 las normas técnicas que regulaban el sector de la edificación erán desarrolladas por el Ministerio de Gobernación y estas reglas se transformaron en las Normas Básicas de la Edificación (NBE) en 1977, cuando el Gobierno decidió crear un marco unificado para toda la normativa relacionada con la edificación. Su aplicación era de obligado cumplimiento para los agentes del sector. A las NBE se le añadieron las Normas Tecnológicas de la Edificación (NTE) para completar el marco regulatorio. Estas especificaciones no tenían carácter obligatorio y servían como el desarrollo operativo de las NBE.
En 1999 se publica la Ley 38/1999 de 5 de noviembre de Ordenación de la Edificación (LOE) que tiene como principal objetivo regular el sector de la edificación. En materia de reglamentación era preciso actualizar una reglamentación que había quedado profundamente obsoleta por lo que la ley insta y autoriza al Gobierno para la aprobación de un Código Técnico de la Edificación mediante Real Decreto que establezca las exigencias que deben cumplir los edificios en relación con los requisitos básicos de seguridad y habitabilidad. Este Código Técnico es aprobado finalmente en el año 2006. A continuación, se muestra la evolución histórica del RITE y su interrelación con el CTE.
A lo largo de todos estos cambios legislativos, se ha ido produciendo gradualmente una convergencia de las exigencias de los materiales a las exigencias de los edificios en terminos de eficiencia energética. La NBE fijaba unos valores para la Kg, el CTE del 2006 hablaba de una demanda energética del edificio de referencia, el CTE de 2013 fija unos valores límites del consumo de energia procedente de fuentes no renovables y en el 2018 se habla de un nuevo sistema de indicadores basado en la norma 52000-1.
Descripción del modelo constructivo
Vivienda tipo
Para el desarrollo del estudio y la correcta comparación entre los resultados obtenidos para cada caso, ha sido necesario definir unas características comunes a todos los casos, de manera que los resultados de demanda obtenidos solo se vean influidos por las propiedades de los cerramientos que componen cada vivienda. Dichas características son:
- Superficie vivienda: 96 m2
- Volumen vivienda: 200 m3
- Superficie envolvente exterior: 168,43 m2
- Compacidad: 1,19 (Volumen de la vivienda/Superficie de la envolvente) es importante por el hecho de que, para un mismo volumen de edificio, se consigue una menor superficie de la envolvente, reduciendo por lo tanto la pérdida o ganancia energética con el exterior.
La construcción, tal y como se explica en los puntos siguientes, se sitúa sobre un forjado sanitario para separar la zona climatizada del contacto con el terreno, evitando así generar pérdidas energéticas, siguiendo el modelo real de instalación de este tipo de vivienda.
Este forjado sanitario, que no va a influir en el cálculo de demanda energético objeto del estudio, se sitúa sobre losa de cimentación de 20 cm de espesor, con una altura sobre rasante de 0,5 m.
En lo relativo a los huecos se instalan un total de dos puertas, una de madera maciza y otra acristalada; y seis ventanas. Los huecos se distribuyen en fachadas opuestas tal y como se muestra en la figura 5. En cuanto a cimientación se va a suponer una losa de hormigón de 20 cm de espesor instalada en una parcela plana, con un sistema de drenaje ideal (no calculado, pues no es ámbito de este estudio) que evita todo tipo de acumulación de escorrentía; sobre la cual se colocará la vivienda ABS y, en los otros dos casos (vivienda previa al CTE y otra que cumple el CTE) partirán de ella sendas estructuras de hormigón. La zona en la que se va a suponer instalada/construida la vivienda objeto de estudio es una zona residencial, dentro de una urbanización compuesta por parcelas con viviendas unifamiliares separadas. De esta manera eliminamos el posible sombreamiento causado por edificios cercanos, propio de los núcleos urbanos. Tampoco se tendrá en cuenta el sombreamiento causado por la vegetación del lugar, consiguiendo así que la incidencia solar sea directa y constante durante todo el año. A la hora de fijar la orientación de la vivienda tipo, al tener esta los huecos en fachadas opuestas, quedando las otras dos fachadas ciegas; se ha buscado favorecer el confort visual de los ocupantes frente a evitar sobrecalentamientos o perdidas energéticas, por lo que se han considerado como dirección para las fachadas con huecos la Este-Oeste. De esta manera tendremos aporte de luz natural durante todo el día y, dado que se trata de promover materiales de alto rendimiento, no será necesario tener en cuenta la ganancia solar que supone el tener huecos en estas orientaciones. Es más, entre los objetivos del estudio se encuentra el poner de manifiesto que con materiales de altas prestaciones no importa la orientación de la vivienda, lo que permite aprovechar la mayor cantidad de luz natural sin adquirir sobrecalentamientos en la vivienda.
Datos de partida para el cálculo
Se procede a continuación a determinar las características particulares de cada una de ellas en cuanto a las transmitancias de sus cerramientos y huecos, y a la hermeticidad y tasa de ventilación final conseguida con cada sistema. De esta manera se podrán comparar las demandas de cada caso, diferenciándolas únicamente por las propiedades particulares de los materiales que las componen. En el cálculo, además del efecto de la envolvente, se ha tenido en cuenta el efecto de diferentes puentes térmicos en todas las situaciones salvo en la relativa a la vivienda Passivhaus que, debido a su fabricación, carece de estructura de hormigón. Según la bibliografía y las diferentes normativas, los valores de transmitancia para los componentes de la envolvente térmica que se han empleado para la modelización energética han sido los expuestos en la Tabla I.
Resultados
Una vez realizadas las 30 simulaciones con el software SG SAVE, los resultados de demanda de calefacción y refrigeración en cada una de ellas se exponen en la figura 6:
Resultando la reducción de demanda (figura 7) de cada uno de los casos con respecto a la vivienda Passivhaus:
A la luz de estos resultados, se demuestra la eficacia del sistema de construcción Passivhaus, al conseguir menores demandas energéticas para la climatización que el resto de viviendas, independientemente de la zona climática en la que se encuentren.
Conclusiones
A medida que la legislación ha ido evolucionando, se han ido incrementando las exigencias de demanda energética (parte pasiva de los edificos) y de consumo energético (parte activa), si bien actualmente no se encuentran en los niveles de certificaciones tipo passivhaus para todas las zonas climáticas. En los textos legales futuros, siempre se debería de definir un objetivo claro de reducción de la demanda energética: la DEEE define la eficiencia energética del edificio como la cantidad de energía calculada o medida que se necesita para satisfacer la demanda de energía asociada a un uso normal del edificio, que incluirá, entre otras cosas, la energía consumida en la calefacción, la refrigeración, la ventilación el calentamiento del agua y la iluminación. Esta misma directiva, define el EECN como aquel con un nivel de eficiencia energética muy alto y la cantidad casi nula o muy baja de energía requerida debería estar cubierta, en muy amplia medida, por energía procedente de fuentes renovables, incluida energía procedente de fuentes renovables producida in situ o en el entorno.
La reducción de la demanda energética se traduce en una reducción de emisiones de CO2. Estas emisiones dependerán del tipo de sistemas de climatización que se dispongan en cada vivienda. Sin embargo, es de notar que estos sistemas son cada vez más y más eficientes, incluso llegando a alcanzar rendimientos del 500% en ciertos casos en sistemas de intercambio de calor y geotermia.
En resumen, el buen comportamiento energético de una vivienda pasiva gracias al uso de materiales de altas prestaciones y una ejecución minuciosa, se traduce en una mínima necesidad de climatización tanto en los meses de invierno como en los de verano, lo que aporta un doble beneficio: confort, ahorro económico y una reducción de las emisiones de CO2.
Como plan de acción en un escenario futuro, partimos de la base de que existe una necesidad real de cambio en cuanto al sistema de edificación actual, de manera que se reduzca ese 35-40% del total de emisiones generadas por el sector de la edificación. De no actuar y solo manteniendo el ritmo constructivo actual alcanzaríamos para el año 2050 los 2 grados centígrados, objeto de análisis durante la COP 21 (SB14 Barcelona).
Para no llegar a esos dos grados, es necesario que el sistema de edificación sostenible, tanto industrializado como de ejecución in situ, sea implantado en España, más pronto que más tarde y una vez normalizada la ejecución de esta clase de edificios, las emisiones asociadas al sector decrecerán, siendo menester la combinación con sistemas de producción de energía renovables de alta eficiencia que les permitan alcanzar el estatus de edificio de energía casi nulos y dar el salto hacia edificos de energía positiva.
Por eso y para que se produzca un cambio real, es necesario que el usuario final, concienciado de los impactos asociados a su vivienda, exija un tipo de construcción sostenible más allá de lograr amortizar su inversión; y que, a su vez, los gobiernos establezcan normativas cada vez más restrictivas referidas al impacto de ciclo de vida completo de los edificios, no solo a su etapa de uso.
Referencias
- Abergel, T., Dean, B. & Dulac, J., 2017 «UN Environment and International Energy Agency (2017): Towards a zero-emission, efficient, and resilient buildings and construction sector. Global Status Report 2017», ISBN No.: 978-92-807-3686-1.
- Global Vision Area, 2014 «Building a common home. Building sector. A global vision report», World Sustainable Building Barcelona.
- Radhi, H., 2009, «Evaluating the potential impact of global warming on the UAE residential buildings – A contribution to reduce the CO2 emissions», Building and Environment 44 (2009) 2451–2462.
- Sanmiguel, P.G., 2018, “Hacia la vivienda sostenible. Análisis comparativo de la demanda energética entre la vivienda convencional y la vivienda pasiva en España” Universidad Politécnica de Madrid.