Ficha de proyecto presentada al V Congreso Edificios Energía Casi Nula
Resumen Proyecto
La rehabilitación energética de “El Garrofer” se lleva a cabo siguiendo las estrategias más comunes del sello Passivhaus/ EnerPhit y adaptándose a un marco económico ajustado del promotor. Junto con la redacción del proyecto de arquitectura, el ayuntamiento de Viladecans encarga una auditoría de certificación “EnerPhit”, que empieza en la fase de proyecto, y que acompaña la fase de ejecución de obra. La intención del ayuntamiento es conseguir el certificado EnerPhit como parte de sus compromisos de política de sostenibilidad medioambiental. El eje principal de las actuaciones energéticas es la herramienta de cálculo PHPP, basada en la UNE-13790 y que aglutina todos los criterios del sello EnerPhit. Para recordar, se trata de limitar la demanda de calefacción y refrigeración en un valor máximo de 15 + 15 kWh/m2a, la energía primaria (fuentes no renovables) en un valor de 100kWhep/m2a, y de limitar las infiltraciones de aire n50 max 1/h. Los valores de la demanda energética se calculan con 20 grados centígrados en invierno y 25 grados centígrados en verano de temperatura interior. El equipo redactor de proyecto ha intentado, a pesar del enfoque energético de la intervención, desarrollar una arquitectura adaptada a la escala del ser humano, con una estética decente y alegre.
Memoria descriptiva
Para alcanzar el nivel energético EECN establecido por el ayuntamiento de Viladecans, los redactores del proyecto proponen actuaciones que se centran en la parte pasiva del edificio, optando por el sello EnerPhit como guión de fondo.
Los retos principales de este proyecto son: la limitación presupuestaria, la limitación del tiempo de ejecución, y la escasez del espacio disponible para el sistema de la ventilación mecánica controlada.
Agentes del Proyecto
- Promotor: Ayuntamiento de Viladecans
- Proyectistas: Energiehaus Arquitectos con Berta Pujol
- Dirección Obra: Xavier Tragant y José Luis Montero (Vimed)
- Otros Agentes: Passivhaus Institut – entidad certificadora
Antecedentes
El proyecto de la rehabilitación energética del colegio “El Garrofer” de Viladecans nace de una auditoría energética de edificios de uso escolares, encargada por el Área Metropolitana de Barcelona. En este estudio se analizan los consumos energéticos de varios colegios y se monitoriza la calidad del aire (concentración de CO2 en ppm) de dichos edificios. Estas mediciones de CO2 realizadas durante el estudio dan resultados con picos de concentración superiores a 3.500 ppm, muy por encima de los niveles recomendados para escuelas. Debido a los malos resultados obtenidos de la auditoría, el ayuntamiento de Viladecans encarga un proyecto de rehabilitación energética de uno de los colegios analizados. El equipo redactor del proyecto (Energiehaus Arquitectos en colaboración con Berta Pujol Guerrero) plantea dos opciones de rehabilitación energética: la primera siguiendo los criterios establecidos en el CTE (calificación energética B) y la segunda siguiendo los criterios de rehabilitación energética según el estándar Passivhaus (EnerPHit). Las conclusiones de esta comparativa fueron que el potencial de ahorro energético (ciclo de vida 40 años) siguiendo las directrices de rehabilitación EnerPHit, resultaban económicamente viables con respecto a la rehabilitación según CTE. En verano del 2018 se ejecuta dicho proyecto, enmarcado por una auditoría de certificación, llevada a cabo por parte del Passivhaus Institut.
Descripción del Proyecto
El proyecto de la rehabilitación se centra en las siguientes estrategias:
- Optimización del balance energético de las ventanas: Se cambian las ventanas existentes (perfiles originales de los años 70 de hierro con cristales simples) por ventanas de PVC de muy alta calidad, con una Uf 1,0 W/m2k (certificadas Passivhaus). Se opta por cristales dobles bajo emisivos, con una Ug 1,0 W/m2k, con un factor solar del 40% y espaciadores de plástico. Se optimiza el detalle constructivo para minimizar los puentes térmicos de instalación de la ventana, sobreaislando los marcos y quitando las cajas de persiana existentes, instalando nuevos screens por el exterior.
- Optimización del asilamiento de la envolvente térmica: Se instala un sistema de aislamiento térmico por el exterior (SATE) de 10 cm de espesor en fachada y una nueva cubierta con paneles aislantes de 15 cm de espesor. Debido a la limitación del presupuesto y del complejo planning de la obra, se renuncia a instalar aislamiento térmico en el suelo de la planta baja. Según los cálculos del PHPP, se comprueba que la posible mejora energética de este aislamiento es relativamente reducido en el clima de Viladecans (litoral mediterráneo).
- Definición de una capa hermética al paso de aire: Se opta por aplicar una capa nueva de hermeticidad al paso de aire mediante una pintura plastificante, que se aplica entre la pared exterior y el nuevo aislamiento tipo SATE. Se comprueba la ausencia de condensaciones intersticiales de dicha pintura (valor sd aproximado de 80 metros). Se colocan cintas especiales para garantizar la hermeticidad entre ventanas y hueco de obra. Se instala una membrana tipo freno de vapor hermética al aire en la cubierta, y se prevé realización de ensayos de Blowerdoor en la fase de obra, siguiendo la norma UNE-13829.
- Optimización de los puentes térmicos: Todos los detalles constructivos se simulan con la herramienta Flixo (UNE 10211) y se optimizan para reducir al máximo las pérdidas energéticas y eliminar la posibilidad de formación de patologías asociadas. Se reduce el puente térmico más relevante entre frente de forjado y pared exterior, mediante la aplicación del aislamiento térmico por el exterior. El valor PSI pasa de 0,47 W/mk a 0,01 W/mk.
- Instalación de un sistema de ventilación de doble flujo con recuperación de calor de muy alta eficiencia con certificado Passivhaus. De este modo, se reducen no solo las pérdidas energéticas por ventilación (caudales importantes debido a la tipología de uso), sino se garantizan consumos eléctricos muy reducidos de los ventiladores. Debido a la limitación del presupuesto, se opta por un sistema compacto de distribución de aire, reduciendo la red de extracción utilizando los pasillos como un gran plenum de aire. Se instalan difusores textiles en las aulas, de fácil mantenimiento y con buenas características de difusión de aire (evitando disconfort con bajas velocidad de aire de admisión).
- Planteamiento de un escenario de ventilación nocturna y elementos de protección solar para reducir el sobrecalentamiento durante los meses más próximos al verano: La protección solar se hace mediante lamas metálicas fijas y combinadas con screens para oscurecer las aulas por necesidades didácticos.
- Optimización de la iluminación artificial de las aulas: Se cambian los fluorescentes existentes mediantes lámparas LED de alta eficiencia.
Prestaciones del edificio
Se listan a continuación los resultados obtenidos después de la simulación energética con PHPP:
- Demanda de calefacción: 13,9 kWh/m²a
- Frecuencia de sobrecalentamiento (26 ºC): 7,2 % (no incluye los meses de julio y agosto)
- Demanda de energía primaria: 86 kWh-ep/m²a
Queda pendiente comprobar los resultados teóricos de cálculo, una vez calibrado el funcionamiento del edificio. Está pendiente hacer un seguimiento de los consumos y la calidad ambiental del edificio.
Memoria constructiva
Sustentación del edificio y sistema estructural
El edificio tiene un sistema estructural de pilares de hormigón, que sostienen unos forjados unidireccionales con bóvedas de bloques de cemento. La cubierta es de dos aguas de estructura metálica. La rehabilitación energética no interfería en el sistema constructivo del edificio.
Sistemas de envolventes y acabados
Las paredes exteriores son de doble hoja con cámara de aire, obra vista por el exterior y paneles prefabricados de yeso por el interior. Las ventanas eran de perfiles de hierro sencillos, con cristales simples. El edificio en su estado inicial carecía de aislamiento térmico.
Sistemas de acondicionamiento e instalaciones
Calefacción
La calefacción del edificio se hace a través de una caldera de gas que se instaló recientemente (antes de la rehabilitación energética). Sirve a unos radiadores de hierro. Este sistema seguirá suministrando el calor después de la rehabilitación, pero con una intensidad mucho menor.
Refrigeración
No existe suministro de aire frio para el edificio. Para la certificación final EnerPhit del edificio, se exige un sistema de refrigeración activo, ya que, para el clima de Viladecans, el enfriamiento pasivo (free-cooling por las noches) no suficiente como para satisfacer el nivel de confort exigido por el estándar EnerPhit. La instalación de un sistema de refrigeración se realizará en una fase futura para el edificio. Por eso, se sigue un protocolo de certificación “paso a paso”.
Ventilación
Se ventilará el edificio a través del sistema de ventilación controlada durante la ocupación del edificio, siendo también posible ventilar a través de las ventanas en épocas intermedias del año. En época de calor, se plantea establecer un sistema de ventilación adicional nocturna.
Iluminación
Se han cambiado todas las iluminarias del edificio, cambiando los fluorescentes convencionales con lámparas de LEDs.
Automatización y control
La calefacción se controlará a través de termostatos descentralizados. La ventilación mecánica trabajará con sensores de presencia en las aulas (opción más sencilla y de menor mantenimiento), y sensores de CO2 en los locales administrativos.
Energías Renovables in situ o en el entorno
Por limitación de presupuesto, no se ha podido instalar un sistema de generación de energías renovables.
Presupuesto y viabilidad económica
El presupuesto de proyecto ha sido 778.000€ (sin el IVA). Eso supone un coste de la rehabilitación de 257€ por metro cuadrado (3023 m2 sup construida). Para estudiar la viabilidad del proyecto, se ha comparado la intervención realizada con una solución que cumple juste los criterios del Código Técnico. El sobrecoste de la rehabilitación EnerPhit respecto al Código Técnico se elevó a un 13%. El tiempo de amortización de este sobrecoste para el clima de Viladecans/ Barcelona se calculó en 13 años. El ahorro total en 20 años respecto a la variante CTE, incluyendo el coste de ejecución de la obra (sobrecoste del 13%), es aproximadamente de 200.000€ (sin IVA).
Cumplimiento DB-HE ahorro de energía
Con fecha de esta publicación, aún no estaba terminado el proceso de certificación energética del edificio rehabilitado. A continuación se listan los indicadores del edificio antes de empezar las obras:
Certificaciones energéticas y ambientales
El edificio está en proceso de certificación EnerPhit, tal como se describe en los párrafos anteriores.
Resumen
Wikipedia para el Garrofer, en castellano algarrobo: “El algarrobo (ECCN) es una especie de gran rusticidad y resistencia a la sequía, pero es de un desarrollo lento y solo comienza a fructificar después de unos siete a diez años desde la plantación”.
El ejercicio de la rehabilitación del Garrofer conlleva dos retos principales: limitación del presupuesto de obra, y ejecución en un tiempo muy limitados: los meses de verano, cuando el colegio está cerrado por vacaciones escolares.
Debido al corto plazo de ejecución, se opta por una adjudicación del contratista con tiempo suficiente para poder organizar los ensayos previos necesarios y asegurar así la viabilidad de las soluciones proyectadas. De este modo, se establece además una previsión de tiempo suficiente para encargar las carpinterías y las máquinas de ventilación, siendo ambos productos “no estándar” en el mercado español. Estos retos se han podido cumplir salvo algunas sorpresas y contratiempos difícilmente controlables, como por ejemplo la aparición de vigas estructurales en los forjados, que obligaban a cambiar parcialmente el proyecto de ventilación, o bien las lluvias torrenciales de final de verano, que intervenían en el planning de la ejecución del SATE exterior.
La obra presentada demuestra que es viable llevar a cabo obras de rehabilitación del tipo ECCN con presupuestos limitados, siempre suponiendo una buena preparación de los intervinientes en este tipo de actuaciones.
Imágenes proyecto
