Comunicación presentada al II Congreso Edificios Energía Casi Nula:
Autora
Resumen
La presente comunicación persigue clarificar las actuaciones prioritarias a acometer de cara a la rehabilitación energética de los sistemas constructivos de fachada de edificaciones construidas en Madrid. Para ello, dentro de la metodología científica desarrollada, tras analizar la documentación existente, referente a la caracterización térmica de los sistemas constructivos de fachada, se han determinado diferentes períodos de construcción identificando los sistemas constructivos utilizados y el volumen de viviendas construidas. Como resultado, se han seleccionado varios edificios representativos, analizándose los sistemas constructivos de fachada e implementado distintas soluciones de mejora de la transmitancia térmica, para estudiar la influencia en el comportamiento térmico de las edificaciones y la tasa de beneficio-inversión de cada solución.
Introducción
El cambio climático global constituye la mayor amenaza a la que nos enfrentamos en la actualidad. La causa principal de este fenómeno es la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera, principalmente dióxido de carbono (originario de la quema excesiva de combustibles fósiles), con un incremento previsto del 21% entre 2008-2035 según el informe de la World Energy Outlook 2010 (WEO 2010: 95).
Este fenómeno está en conexión con el incremento del uso de los recursos energéticos por parte de todos los sectores y con el consumo de energía final. En el caso de España, en el año 2011, las emisiones de CO2 representaban el 80.8% del total de las de los gases de efecto invernadero (CNE 2011: 297). De este porcentaje un 29.99% corresponde al sector de la energía y un 19.45% al sector de la manufactura y la construcción, por lo que los edificios suponen un frente de gran interés sobre el que actuar de cara a mitigar los efectos del calentamiento global (Nakicenovi, Swart 2000).
Justificación de la investigación
En España, la construcción de viviendas se ha desmarcado, junto con la de Irlanda, del resto de países miembros desde el año 1995, hasta el 2007. Del total de edificaciones que han sido construidas hasta la fecha en nuestro país, más del 90% de estos edificios fueron construidos con anterioridad a la entrada en vigor de la actual normativa vigente CTE (2006) y un 65% son anteriores a la entrada en vigor de la primera normativa técnica general de carácter obligatorio, que limitara la demanda energética, la NBE-CT-79, lo que ha conllevado a que, en la actualidad, una gran proporción de nuestro Patrimonio Construido no cumpla con los requisitos de confort actuales adaptados al mínimo consumo de energía posible.
En cuanto a la construcción de nueva planta, la tipología residencial ha sido la mayoritaria en las dos últimas décadas, pudiéndose destacar además dos épocas de gran repunte: 1950 -1970 y 1995 -2007.
Fruto de este fuerte crecimiento en la actualidad nuestro país cuenta con un parque inmobiliario edificado de más de 25 millones de viviendas (Instituto Nacional de Estadística 2013) , de las cuales 15 millones superan los 30 años de antigüedad y cerca de 6 millones superan los 50 años (Ministerio de Fomento 2012), y donde más del 70% necesitaban someterse a procesos de rehabilitación energética urgente (Manteca 2012) .
Acotación de la investigación
Dentro del territorio nacional, la Comunidad de Madrid, se caracteriza por ser la de mayor porcentaje de viviendas construidas.
En el municipio de Madrid la circunstancia es la misma, siendo su volumen superior a la media de municipios con más de 60.000 viviendas construidas, donde dentro de las tipologías constructivas, los bloques de vivienda son mayoritarios en la totalidad de periodos analizados. En esta tipología, la parte opaca de la fachada, supone el área de la envolvente con mayor superficie en contacto con el ambiente exterior o con espacios no habitables, y por tanto por la que se produce el mayor intercambio energético con el exterior. Por lo que la presente investigación se centra en la caracterización térmica de los sistemas constructivos de fachada de bloques construidos en el municipio de Madrid.
Objetivos
El objetivo principal del presente trabajo consiste en el análisis de diversos tipos de sistemas constructivos de fachada, desde el punto de vista energético, así como la incidencia de las soluciones constructivas para la reducción de transmitancias térmicas, de cara a la rehabilitación energética de fachadas de edificios en bloque, construidas en el municipio de Madrid, hasta la actualidad.
Sistemas constructivos
El estudio de los diferentes sistemas constructivos que caracterizan los edificios que conforman nuestro parque inmobiliario edificado, es imprescindible para comprender el funcionamiento energético de la envolvente.
Generalmente, los edificios de viviendas construidos durante los siglos XVIII y XIX y principios del S. XX tienen la característica de estar construidos con muros de carga. En esta época los elementos de fachadaejercían la función resistente principal. El cerramiento forma parte del sistema estructural y los materiales utilizados son de elevada capacidad térmica.
A lo largo de la segunda mitad y finales del S.XIX se fueron introduciendo cambios sustanciales en las técnicas constructivas, como consecuencia de la utilización de nuevos materiales y de su comercialización extensiva durante todo el s. XX, se posibilitó el desarrollo de otros sistemas constructivos.
A partir de los años 40 se produce la aplicación masiva de las estructuras de hormigón armado, propiciando edificios más ligeros y menos masivos, en los que se distingue claramente estructura y cerramiento. La fachada pierde su función estructural, aunque no obstante, la asentada tradición en el uso del ladrillo, deriva a que en esta época, «…la fachada se sigue construyendo de fábrica en un alto porcentaje, normalmente de ladrillo. […] En los primeros años (40 y 50) sobre todo, el muro de 1 pie como hoja exterior, trasdosándose con tabique de hueco sencillo y, en ocasiones, manta de fibra de vidrio en la cámara que queda entre ambos. Sin embargo, cuando se generalizan los sistemas de acondicionamiento electro-mecánicos (años 70) se piensa en aligerar definitivamente las fachadas, ejecutando la hoja exterior de ½ pie de un modo casi exclusivo […] considerada actualmente como solución tradicional,…»(Monjo Carrió, 2005, pág. 37-54).
En las últimas décadas, se plantea la necesidad de que el proceso de construcción sea más rápido e industrializado, fomentándose así los primeros materiales prefabricados, apareciendo los paneles prefabricados de hormigón armado, que destacan por su rapidez de montaje. Finalmente, como culmen de la optimización en el proceso constructivo, nos encontramos con las ventajas que ofrece hoy día la construcción modular, reduciéndose al máximo la intervención de la mano de obra y mecanizándose en un gran porcentaje el montaje.
Determinación de las épocas de estudio
En el presente artículo se establecen cuatro épocas de estudio, cuya elección se justifica en base al análisis realizado sobre los principales sistemas constructivos desarrollados en España, junto con la evolución de la normativa vigente (referente a la limitación de la demanda energética) en el momento de la construcción.
Para el caso de Madrid, las fachadas de los distintos edificios construidos en el municipio, a lo largo de distintas épocas de estudio, han debido satisfacer los siguientes requisitos mínimos:
En base a lo cual se establecen las siguientes 4 épocas de estudio:
Viviendas de final de siglo XIX y primera mitad del XX, con muros de carga y sin aislamiento térmico específico
El siglo XIX propició una profunda transformación en la ciudad de Madrid. La desamortización de Mendizábal modificó significativamente la fisonomía de la villa. Con el reinado de Isabel II y, más tarde, con la Restauración, se pusieron en marcha proyectos de reforma que tuvieron como objetivo sanear la ciudad y dar cauces a la ampliación del casco urbano, se disparan el volumen de licencias para reforma y construcción de viviendas, así como la construcción del Ensanche y el derribo de la cerca construida por Felipe IV en 1625, por Fernández de los Ríos en 1868.
Viviendas de los años 50
La reconstrucción de las viviendas destruidas tras la guerra civil española se inició en nuestro país una década después de su finalización (Sambricio, 2000, pág. 39-47). Por aquel entonces, surgía la necesidad de la reconstrucción y de dar respuesta al importante flujo migratorio que llegaba a las grandes ciudades como Madrid, y que se establecían en asentamientos periféricos.
En 1954 el INV buscó promover las cooperativas de vivienda y ofrecer a los chabolistas un plan de ayudas para la adquisición de sus viviendas, con la intención de limitar el crecimiento de los asentamientos periféricos. Así mismo se aprobó la Ley de vivienda de Renta Limitada y el Plan Nacional de Vivienda, de cuyos objetivos caben destacar la creación de los denominados poblados de ‘absorción’ y poblados dirigidos, siendo el de San Blas el más importante en cuanto al número de viviendas se refiere (Blos,1999, pág. 70-71).
Viviendas de los años 60 y 70
La década de los años 60 fue de todo el siglo XX la de mayor construcción en el municipio madrileño. En 1961 se aprueba el Plan de absorción de chabolas para Madrid, donde se establece la construcción de Unidades Vecinales de Absorción (UVAS), en distintos barrios de la periferia madrileña, siendo en la mayoría de los casos, construcciones prefabricadas debido a la provisionalidad.
Durante este período la mayoría a viviendas fueron de protección oficial y viviendas para funcionarios (Bonhome, 1966,4-65), destacando las edificaciones llevadas a cabo en el entorno del río Manzanares.
Viviendas construidas con la aplicación de la norma NBE-CT79 en las décadas de los 90-2000
En esta última época de estudio, se tiene en cuenta por vez primera el ahorro energético necesario en los hogares (NBE-CT79), a través de la mejora de los sistemas constructivos de cerramiento de los edificios.
Casos de estudio
Los cuatro edificios de viviendas seleccionados en el presente artículo, una por cada época de estudio, y de los cuales, para la presente comunicación, sólo se detallará el situado en la Avenida del Manzanares, por ser, el que más se aleja del cumplimiento de la normativa en materia de limitación de demanda energética, fueron construidos bajo el amparo de la protección oficial (exceptuando las viviendas correspondientes a la primera época de estudio), para poder comparar de este modo edificaciones construidas con las limitaciones marcadas por las distintas normativas de las administraciones.
Caracterización de los edificios objeto de estudio
La caracterización de los edificios seleccionados se ha llevado a cabo de forma sistemática. Para ello por cada edificio se han elaborado dos fichas. En la primera se caracteriza geométricamente la edificación, describiendo la situación del inmueble, su relación con el entorno y el soleamiento de fachadas. En la segunda se caracteriza la parte opaca del sistema constructivo de fachada, mediante la descripción gráfica del cerramiento, indicando los materiales y elementos que la conforman, así como sus características de desfase y amortiguación.
Soluciones de mejora del comportamiento térmico de fachadas
Dentro de las diferentes estrategias que pueden adoptarse para la mejora del comportamiento térmico de fachadas, en el presente trabajo nos centramos en la reducción de las transferencias térmicas por conducción.
Por cada edificación se proponen cuatro soluciones de rehabilitación energética de fachadas, basadas en su totalidad en la aplicación de aislamiento térmico en el sistema constructivo de fachada, que mejoren el comportamiento térmico de las mismas, superando los objetivos de demanda de limitación energética marcados en el actual DB HE-1 y a partir de productos existentes en el mercado. Las soluciones se clasifican en tres categorías, conforme a la disposición y el tipo de aislamiento:
- M1: Sistema de aislamiento por el interior mediante la inyección en cámara de nódulos de lana mineral en cámaras.
- M2: sistema de aislamiento térmico por el exterior, tipo SATE.
- M3: Sistema de aislamiento termo acústico y trasdosado autoportante, por el interior de fachadas.
- M4: Sistema de aislamiento termo acústico y trasdosado directo por el interior de fachadas.
Metodología
La metodología llevada a cabo en el presente trabajo ha sido de tipo científico, basada en la recogida de datos, análisis y posterior obtención de conclusiones.
Análisis e Interpretación de Resultados
Una vez implementadas las diferentes soluciones en las edificaciones de estudio, se lleva a cabo el análisis de los resultados obtenidos, desde el punto de vista del comportamiento térmico y evaluando la viabilidad económica de cada una de ellas.
Comportamiento térmico de las soluciones propuestas
En los cálculos relativos al comportamiento térmico de las soluciones propuestas del edificio analizado situado en la avenida del Manzanares, se observa cómo el sistema constructivo actual conlleva mucha demanda energética y cualquiera de las soluciones propuestas supondría una mejora energética considerable. Cabe destacar también, que la mejor de las soluciones propuestas, la M2 (sistema SATE) para este edificio, en condiciones de verano, se contrapone a la mejor solución que se podría utilizar durante las semanas de invierno, M3 (sistema de aislamiento por el interior). Por lo que habría que llegar a una solución intermedia, para que la combinación entre ambas situaciones de verano e invierno no perjudicaran el comportamiento del mismo durante un periodo de tiempo al año.
Evaluación de viabilidad económica y amortización de las diferentes soluciones propuestas
En la presente investigación, se ha llevado a cabo una valoración económica de cada una de las soluciones.
Para analizar los datos recopilados, se ha utilizado el método estático con el fin de estimar la rentabilidad. Mediante la aplicación de este método se consigue conocer el tiempo que se tardará en amortizar o recuperar una inversión inicial a lo largo de los años, y se ha tenido en cuenta el beneficio total acumulado al final de la vida útil.
En el caso del estudio realizado en dicho edificio, se observa que de las cuatro soluciones propuestas, la solución M1 es la segunda más beneficiosa, tanto por su inmediatez en la recuperación de la inversión (12 años) como en los buenos resultados de su comportamiento en cuanto a beneficio final,
Además, esta solución es un 70% más barata que la solución más cara euros/m2 (M2) y es un 56% más barata respecto a la media del total de las soluciones.
Discusión y Conclusiones
Se confirma que a partir del estudio de los distintos sistemas constructivos de fachada se pueden clarificar las actuaciones prioritarias a cometer en la rehabilitación energética de fachadas de bloques residenciales existentes en Madrid.
Por tanto, la rehabilitación energética debe estar basada en un estudio pormenorizado de los sistemas constructivos específicos de la edificación objeto de estudio.
Para el caso concreto del edificio analizado en la Avenida del Manzanares, se observa que con todas las soluciones aportadas se consigue un ahorro tanto en calefacción como en refrigeración, lo que implica que en mayor o menor medida supone un beneficio para los distintos sistemas constructivos. El ahorro que se produce en la calefacción con las diferentes soluciones es siempre mayor que el ahorro en refrigeración. Mientras que en el primero se obtiene una media de ahorro del 16,6% en el caso de la refrigeración su media de ahorro es del 10,6%.
Referencias bibliográficas
- Blos, Dorotea (1999). Los polígonos de vivienda social: perspectivas hacia su recuperación en España, Francia y Brasil. Tesis doctoral.» 70-71.
- Bonhome, Luis (1966). Evolución de la Industria de la Construcción en España durante los últimos años. 4/65 (554) – Serie V – Número 1/66 (73).
- De Luxán, Barbero and Gómez y Román (Sin publicar). Evolución de los límites de transmitancia según diferentes normativas y reglamentos técnicos.
- Instituto Nacional de Estadística (2013). Estimación del parque de viviendas. Nota de prensa del 18 de abril 2013.».
- International Energy Agency (2010). World Energy Outlook 2010. World energy-related CO2 emissions by fuel in the New Policies Scenario, WEO 2010 96.
- Manteca, Florencio (2012). Los hogares españoles necesitan una rehabilitación energética urgente. Fundación CENER-CIEMAT, Entrevista Agencia EFE: 25 de junio de 2012. El Mundo.
- Ministerio de Fomento (2012). Estimación del Parque de Viviendas 2012. Subdirección General de Estadísticas del Ministerio de Fomento.
- Monjo Carrió, J. (2005). La evolución de los sistemas constructivos en la edificación. Procedimientos para su industrialización, Informes de la construcción, 57 37-54.
- Sambricio, Carlos (2000). «La vivienda española en los años 50» 39-47.