Comunicación presentada al VI Congreso Edificios Energía Casi Nula
Autores
- Alejandro Cabeza Prieto, Arquitecto, AIC arquitectura e Ingeniera, Universidad de Valladolid
- Julio González Quintas, Arquitecto, Domo2 Arquitectura y Urbanismo
- Alberto Arias Horas, Arquitecto
Resumen
La intervención, fruto de la obtención del Primer Premio “Renove Manoteras”, tiene como matriz ser un caso singular y de estudio, detonante de la transformación de la edificación del barrio dando solución a la problemática de pobreza energética y de déficit de accesibilidad. Además de la resolución de la accesibilidad y del estudio para la reducción de la transmitancia térmica de la envolvente, se proponen dos grandes actuaciones, la colocación de un gran muro captador tipo trombe, y la colocación de protecciones solares y mallorquinas, reinterpretación de las técnicas tradicionales bioclimáticas, siendo estas actuaciones matriz compositiva. La comunicación expone el proyecto, el proceso de simulación energética y la obra terminada.
Palabras clave
Rehabilitación Energética, Muro Trombe, Protección Solar, Eliminación de Barreras Arquitectónicas, Edificio Residencial, Renove Manoteras
Introducción
El edificio, pertenece a una barrida típica madrileña, de construcción en una época en la que había una real y abundante necesidad de vivienda, Manoteras, concretamente en torno a los años 60 del siglo pasado.
La edificación, de una forma un tanto lógica, habría sufrido varias remodelaciones desde su construcción inicial, de la mano de los propietarios, especialmente en cuanto a la sustitución de carpinterías, la colocación de unidades exteriores de sistemas de climatización a base de bombas de calor, sustitución desafortunada de bajantes, actuaciones estas, que, sin duda, empeoraban la imagen de las edificaciones perdiendo el sentido de unidad, con el que inicialmente fue concebido el conjunto.
Además de lo expuesto, existía, y existe en el barrio un problema de pobreza energética, y un profundo déficit de accesibilidad en las edificaciones, de tal forma, que en el caso que nos ocupa, existía una persona atrapada en su propia casa, ya que no podía bajar los escalones que la separaban de la calle. En cuanto al tema energético, se pudo apreciar en diferentes imágenes termográficas (figura 01), que aún estando habitados los inmuebles, no se tenía una temperatura de confort en el interior de las viviendas, ya que, se aprecian colores verdes y azules en los cerramientos, los cuales tienen exactamente la misma transmitancia térmica que los cercanos, es decir, no se habían modificado añadiendo material aislante.
El edificio, de cinco alturas, de forma prismática y cubierta a dos aguas, se organiza simétricamente con un núcleo de acceso centrado en fachada, del que sobresale en planta baja un cuerpo de una única planta en el que se alberga el portal y desde el que se accede mediante una escalera de doble tramo a las viviendas, dos por planta, hasta un total de 10.
La primera planta está ligeramente sobreelevada (+1.00) con respecto a la cota de acceso a la que se llega mediante medio tramo de una escalera. La altura libre entre plantas es aproximadamente de 2.30m y la cotas al alero en la fachada delantera son de 13.00 m en el cuerpo de escalera, de 13,71 m en el cuerpo principal de la edificación y de 14,15 m en el cuerpo retranqueado; la diferencia entre la rasante de la fachada delantera y la posterior es de +0,55m, la cumbrera está situada a la cota +15.20 m.
Las fachadas, organizadas con alternancia de paños ciegos, ejecutados con fábrica de ladrillo cerámico con mortero de cemento, y huecos con ventanas con antepechos enfoscados ligeramente remetidos sobre el plano de fachada y cargaderos vistos.
El zócalo, desde la cara superior del forjado de planta baja hasta la rasante de la acera está enfoscado e incorpora una serie de rejillas de ventilación del forjado sanitario.
Como se indicaba, las carpinterías muestran multitud de soluciones en función de las obras acometidas por sus propietarios, ventanas de hojas simples, o dobles, abatibles, correderas, con persianas o sin ellas, con elementos de protección de diferente factura en función de la vivienda, con aspecto desigual. El hueco de escalera, abierto en su origen se ha cerrado con una carpintería corredera de aluminio de dos hojas.
Tanto en la fachada delantera como la posterior se ubican estructuras adosadas a ella para el tendido visto de la ropa, existen unidades de acondicionamiento de aire colocadas en fachada según las necesidades de los vecinos, y los cableados de telefonía e instalación de telecomunicaciones discurren vistos por la fachada.
Descripción de las soluciones adaptadas
Como ganador del Primer Premio del Concurso convocado el proyecto persigue la solución más adecuada para la consecución de los objetivos de mejora energética del edifico y el cumplimiento de los ajustes necesarios de accesibilidad. Se pretende conseguir el mayor nivel de confort con el menor gasto de energía y de emisiones de CO2. Se pretende realizar los ajustes razonables de accesibilidad, que permitan el uso seguro y autónomo del edificio para las personas con movilidad reducida.
El diseño bioclimático en intervenciones en un edificio existente, siempre es más complicado que en un edificio de nueva planta, no obstante, las posibilidades que se pueden plantear son extensas, partiendo principalmente de la orientación del edificio (noreste – suroeste en las fachadas de mayor superficie). Las actuaciones proyectadas para la mejora de la eficiencia energética del edificio suponen la colocación de un revestimiento exterior de 8cm (6 cm. en la caja de escalera) que no supone a efectos de cómputos de edificabilidad e incremento de aprovechamiento la modificación de la alineación existente ni de la edificabilidad consolidada.
El proyecto, por tanto, contempla una serie de actuaciones, las cuales se resumen a continuación:
1. La mejora de las condiciones energéticas mediante la rehabilitación energética de la envolvente.
- Mejora del aislamiento de fachada y eliminación de los puentes térmicos mediante Sistema SATE con placas EPS adheridas a los paramentos existentes.
- Aislamiento de cubierta y suelo de planta baja. La cubierta mediante la disposición de manta de lana de fibra de vidrio sobrepuesta sobre el forjado existente en los interespacios de tabiques palomeros. En forjado de planta baja mediante la colocación en su cara inferior de Poliestireno extruido. En ambos casos no supone modificación de la envolvente.
- Ejecución de elementos de control solar y elementos de protección en la fachada suroeste (marquesinas móviles para el sol de la tarde en verano y la ofrecida por las cajas de ocultación del aire acondicionado para el sol de mediodía)
- Ejecución muro Trombe.
- Mejora en el aislamiento y reducción de infiltraciones en las cajas de persiana
2. La mejora de las condiciones de accesibilidad mediante la adecuación de accesibilidad.
- Remodelación de la caja de escaleras para incorporar ascensor accesible.
- Incorporación de una rampa exterior para permitir el acceso al edifico salvando la altura de la cámara sanitaria.
3. Obras de conservación en la envolvente e instalaciones del edificio.
- Adaptación de la instalación eléctrica comunitaria mediante la renovación de la instalación común y la reubicación de los contadores.
- Colocación de unas celosías de ocultamiento de la ropa en los frentes de la caja de escalera.
- Colocación de unas celosías que permitan el ocultamiento de los equipos de aire acondicionado en bandas paralelas a los antepechos de las ventanas.
- Sustitución de la red vertical de pluviales y de la horizontal de fecales
Se expone a continuación, de una forma más extensa las relacionadas con la reducción de la demanda de energía:
Colocación de un muro Trombe
Se plantea la ejecución de un muro trombe en una de las zonas ciegas de la fachada suroeste. Esta solución consiste en la ejecución de una cámara acristalada de 180 mm de espesor adosada a la fachada existente. El funcionamiento en régimen de invierno es el siguiente: La radiación solar incide sobre la mencionada cámara, y por efecto invernadero, se caliente el aire interior. Se practican dos aberturas en el muro que la separa con el espacio a acondicionar, una en la parte superior, y otra en la parte inferior, de tal forma que el aire caliente entra por la rejilla superior al interior del espacio a calefactar; de esta forma se produce en el interior de la vivienda una sobre presión con respecto a la cámara, por lo que el aire frío, situado en las cotas inferiores (cercano al suelo) sale al interior de la cámara por la rejilla inferior.
Protecciones solares móviles
Para evitar, o minimizar al máximo el sobrecalentamiento interior por radiación sobre superficies acristaladas en verano, se plantea para la fachada suroeste (la orientación más difícil de proteger contra el sobrecalentamiento) un sistema de contraventanas, las cuales sombrearán completamente los huecos, a pesar de que el sol en el oeste, a últimas horas del día se encuentra en una posición baja, casi perpendicular a la mencionada orientación.
La solución adoptada es la formalización de unas contraventanas exteriores abatibles formadas por un bastidor de tubo de acero galvanizado en frío PDS 28. #50.50.35.3 en el que se fija una chapa de aluminio perforada estirada ITALFIM RB-45, acabado en lacado color gris antracita Ral. 7016, que se dispondrá en la posición para evitar la entrada de sol en meses sobrecalentados. Se busca que estas protecciones sean bastante opacas a la luz, pero que permitan la ventilación mediante perforaciones.
Metodología – Simulación del muro Trombe con HULC
Durante la fase de concurso, y la posterior fase de redacción de proyecto, se pretende comprobar la incidencia que tiene el muro trombe, en la reducción de la demanda de energía calculada con HULC, herramienta de obligado uso en el momento en el que se realizan las siguientes simulaciones.
Para ello, se simula exactamente la misma geometría en 3 situaciones diferentes, aunque bien es cierto, que el proyecto contempla una variación geométrica de la edificación, esta no se tiene en cuenta, para poder comprar los datos obtenidos por comparación, al realizar las mejoras de envolvente térmica, y en un segundo estadio, la colocación del muro trombe. En cuanto a este respecto, la simulación se realiza con HULC a través de la opción “capacidades adicionales de envuelta, de tal forma que no se modela directamente, sino, que se le asignan propiedades especiales.
De esta forma obtenemos los datos de demanda, tanto de refrigeración, como de calefacción de los 3 modelos energéticos, datos que se adjunta a continuación.
Por otro lado, y en un intento de búsqueda de entender cómo se estaba simulando el comportamiento real del edificio, se obtienen datos de forma manual de la herramienta HULC, a través de los archivos de cálculo, para estudiar el balance energético anual de calor de una de las viviendas de la última planta.
Resultados datos obtenidos y discusión
Los resultados de las tres simulaciones energéticas son los siguientes:
A continuación, se muestra el resultado del estudio del balance energético de energía anual en régimen de invierno, para una de las dos viviendas de la última planta:
Cabe destacar, que las simulaciones energéticas, y en especial mediante herramientas cohartadas en cuanto a la introducción y manipulación de datos, como es HULC, puede no asemejarse realmente a la realidad, siendo el objeto del presente estudio, la comparativa, y el estudio de la incidencia que tiene la simulación de un muro trombe en la reducción de la demanda de energía a través del software de simulación. Actualmente se están recogiendo datos de comportamiento real, tanto del cerramiento, como del propio muro trombe, para su posterior estudio y comparación con datos simulados.
Conclusiones
Como punto de partida, se aprecia de forma inequívoca, que la colocación de un muro trombe no es suficiente, al menos de la morfología propuesta, para conseguir un edificio de consumo casi nulo, para lo cual sería imprescindible acometer una serie de medidas de un carácter mucho más global, y que tuviese por objeto, no solo la reducción de la demanda, como intervención en huecos, etc., sino incluso también en las instalaciones. En cuanto a la incidencia del estudio de la colocación de un muro trombe mediante a la herramienta de simulación energética HULC, se puede concluir, que la sola colocación del muro trombe tiene una incidencia muy importante en la reducción de la demanda de energía, y como conclusión secundaria, es que con la colocación del muro trombe, y según las simulaciones energéticas realizadas, se aumentan las pérdidas de calor por transmisión a través de la envolvente del edificio, tal y como se aprecia en la figura anterior, mientras que el resto de parámetros permanecen prácticamente invariantes.
Agradecimientos
Agradecimientos al Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid, a la Comunidad de Madrid y al Ayuntamiento de Madrid, así como a la Fundación Annie Johansen, a todos los vecinos de la comunidad de propietarios Somontín 94, y en especial a Begoña por su entrega y dedicación para que el proyecto llegue a buen puerto, así como a la constructora Tapias Rueda.