Obtención de resultados de las simulacionesactivas y pasivas del proyecto EDEA

2009 - 2010

1ª Fase:

Í n d i c e

A. Fundamentos del Proyecto EDEA 6

1. Introducción 71.1. Cofinanciación Life+07 101.2. Socios Participantes 10

2. Fases del proyecto 120. Estudios Previos y Proyectos Demostradores-Viviendas 12

a. Diseño 13b. Materiales y Sistemas Constructivos 13c. Ingeniería 14d. Energías Renovables 15e. Domótica y Monitorización 15

I. Construcción de Demostradores-Vivienda Patrón y Experimental 16II. Investigación 17III. Difusión de Resultados 18IV. Futuro del proyecto EDEA 19

3. Los Demostradores Virtuales. La Campa. Las Instalaciones 203.1. Los Demostradores: Experimental y Patrón 203.2. Tipología de los Edificios 213.3. Descripción de Materiales 213.4. La Campa 22

4. Las Simulaciones Pasivas y Activas 244.1. Puntos de Partida 24

5. Estrategias Pasivas 265.1. Inercia Térmica 265.2. Sistemas de Captación de Calor Pasivos 275.3. Sistemas de Evacuación de Calor 275.4. Sistemas de Aprovechamiento de Luz Natural 305.5. Sistemas Constructivos 30

a. Fachada Ventilada 30b. Fachada Vegetal 31c. Cubierta Ventilada 32d. Cubierta vegetal extensiva con Plantas Autóctonas 32

5.6. Mejoras al Diseño Arquitectónico Original 33a. Estudio de Huecos en Fachada 33b. Protección de Huecos 34c. Ventanas: Vidrios y Marcos 35d. Ahorro de Agua 35

6. Estrategias Activas 366.1. Las Instalaciones 38

a. Intercambiador Tierra / Aire 38b. Aerogenerador 39

c. Instalación de Paneles fotovoltaicos 40d. Geotermia 40e. Losa de Inercia Térmica 41f. Sistema de Control de las Instalaciones. Control Domótico 42g. Instalación de la Máquina de Absorción 42h. Caldera de Biomasa 44

B. Estudios y Resultados de las Simulaciones Térmicas 45

7. Estudios 467.1. Estudio Climático de Cáceres. CIEMAT 47

1. Climatología de Cáceres 481.1. Datos Disponibles 481.2. Comparativa 491.3. Análisis del Año Meteorológico Tipo 511.4. Análisis Psicrométrico 54

7.2. Estudio de Soleamiento realizado sobre los Edificios del Proyecto Edea. CIEMAT. 561. Introducción 572. Objetivos 573. Estudio Solar 574. Casos de Estudio 57

4.1. 21 de diciembre. Solsticio de Invierno 584.2. 21 de junio. Solsticio de Verano 644.3. 21 de marzo. Equinoccio de Primavera 694.4. 21 de septiembre. Equinoccio de Otoño 73

5. Conclusiones 775.1. Invierno 775.2. Verano 775.3. Primavera y Otoño 77

8. Simulaciones 788.1. Simulaciones realizadas sobre el Edificio Edea. CIEMAT 79

1. Introducción 802. Objetivo 803. Descripción del Edificio 804. Simulaciones Paramétricas mediante el software TRNSYS del proyecto Edea 82

4.1. Descripción de las Simulaciones 824.2. Resultados para el Caso Base 864.3. Análisis de sensibilidad Uniparamétrico 88

4.3.1. Variación del tipo de Aislamiento en Fachada 894.3.2. Influencia del Espesor de Aislamiento en Fachada 904.3.3. Influencia del Espesor del Ladrillo en Fachada 924.3.4. Influencia del Tipo de Aislamiento en Fachada Ventilada 944.3.5. Comparación del Tipo de Fachadas 964.3.6. Influencia del Espesor de Aislamiento en Cubierta 984.3.7. Influencia de una Cubierta Ventilada 984.3.8. Influencia del Espesor de Aislamiento en Forjado 994.3.9. Influencia del Porcentaje de Hueco en Fachada 1004.3.10. Influencia del Giro del Azimut de la Fachada Sur 102

4.3.11. Influencia del Tipo de Vidrio 1034.3.12. Influencia de la Ventilación Natural 1044.3.13. Influencia de un Elemento deSombreamiento sobre la Fachada Sur 1054.3.14. Influencia del Factor de Sombra sobre la Cubierta 107

4.4. Análisis Multiparamétrico 1094.4.1. Influencia de la Variación del Aislamientoen Todos los Cerramientos 1094.4.2. Influencia del Tipo de Aislamiento y la Variaciónde su Espesor sobre Fachadas Convencionales 1104.4.3. Influencia del Espesor del Aislamiento ydel Ladrillo en Fachadas Convencionales 1124.4.4. Influencia del Espesor del Aislamiento ydel Ladrillo en Fachada Ventilada 1144.4.5. Influencia del Espesor y Tipo de Aislamientoen Cubierta 1164.4.6. Influencia del Porcentaje de Hueco, Tipo de Vidrioy Espesor de Aislamiento en Fachadas Convencionales 117

5. Referencias 120

8.2. Estudio de Calificación Energética de la Vivienda Patrón. Consejería de Fomento 1211. Objetivo 1222. Metodología 1223. Estrategia Orientación Geográfica 1254. Estrategia Fachada + Trasdosado PYL 1265. Estrategia Cubierta Plana 1306. Estrategia Forjado Planta Baja y Solera Vestíbulo 1337. Estrategia Fachada Termoarcilla 1368. Estrategia Huecos 1389. Combinación Fachada + Cubierta Plana 14110. Combinación Fachada + Huecos 14311. Combinación Fachada + Cubierta Plana + Huecos 14612. Conclusiones 149Anexo. Otros Datos de Partida y Demandas Energéticas 150

8.3. Informe de la Simulación Computacional de las Estrategias propuestas por el Grupo ABIO 159Introducción 1601.1. Simulación de la Cubierta Aljibe Prevegetada en PVC 161

1.1.1. Simulación CV0. Edificio de Referencia 1621.1.2. Simulación Cubierta Aljibe Prevegetada en PVC 165

1.2. Simulación de la Fachada Vegetal en Caja Metálica 1701.2.1. Simulación FV0. Edificio de Referencia 1701.2.2. Simulación Fachada Vegetal en Caja Metálica 171

1.3. Simulación Panel Deslizante Vegetal para Protección Solar 1731.3.1. Simulación PDV0. Edificio de Referencia 1731.3.2. Simulación Panel Deslizante Vegetal para Protección Solar 174

1.4. Simulación de los Tabiques de Escayola con Materiales de Cambio de Fase 1761.4.1. Simulación PCM0. Edificio de Referencia 1761.4.2. Simulación de los Tabiques de Escayola conMaterial de Cambio de Fase 177

1.4.3. Simulación de los Tabiques de Escayola conMaterial de Cambio de Fase Combinados conVentilación Nocturna y sin Refrigeración. 1781.4.4. Simulación de los Tabiques de Escayola conMateriales de Cambio de Fase Combinados conRefrigeración y Ventilación Nocturna 1821.4.5. Simulación de los Tabiques de Escayola conMaterial de Cambio de Fase 183

1.5. Simulación de la Ventana Modular 1841.5.1. Simulación VM0. Edificio de Referencia 1841.5.2. Simulación de la Ventana Modular 1851.5.3. Simulación de la Influencia de la VentanaModular en la Iluminación de un Recinto 189

8.4. Simulaciones Activas. Valladares 191Estrategias de Calefacción 192

Perfil de Consumo en Cáceres 192Caldera de Biomasa – Radiadores 193Caldera de Biomasa – Suelo Radiante 194Bomba de Calor Geotérmica � Suelo Radiante 195Comparativa Energética 196

Estrategias de Refrigeración 197Perfil de Consumo en Cáceres 197Bomba de Calor Geotérmica - Fan coils 198Máquina de Absorción � Fan Coils 199Comparativa Energética 200

9. Indicadores de Sostenibilidad. Intromac. 2011. Antecedentes 2022. Indicadores de Sostenibilidad 2023. Fichas de Sostenibilidad de las Estrategias Pasivas 2034. Aplicación de la herramienta de evaluación de sostenibilidad 203Estrategia de mejora de fachada 204Estrategia de mejora de huecos 208Estrategia de mejora de cubierta 212

Socios y Colaboradores 217

A. Fundamentos del proyecto EDEA

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1. INTRODUCCIÓN

El deterioro del medio ambiente, y particularmente los cambios en el clima obligan al conjunto de la sociedad y a todos los sectores productivos y económicos que lo provocan a una reorientación profunda de las pautas de producción y consumo.

En la Unión Europea, la construcción de edificios consume el 40% de los materiales, genera el 40% de los residuos y consume el 40 % de la energía primaria. Estos datos nos hablan de un sector profundamente impactante sobre el medio económico, ecológico y social, en definitiva un sector insostenible.

La importancia del sector constructivo nos da idea de la necesidad de un cambio en el modo de diseñar, construir, mantener, renovar y demoler los edificios y su entorno que permita establecer una situación de mejora en las “prestaciones” ambientales, económicas y sociales de los pueblos y ciudades y en la calidad de vida de los ciudadanos. En definitiva, debe tender hacia un modelo de construcción sostenible.

Por todo ello, la Consejería de Fomento tiene la necesidad de desarrollar una metodología de diseño y construcción de las viviendas sociales en Extremadura de forma que se obtengan viviendas bajo criterios sostenibles, con un mejor comportamiento energético y empleo de nuevas energías renovables, además de mejorar la calidad en la edificación.

La materialización de esta idea se está llevando a cabo a través de la construcción de dos demostradores-viviendas con la tipología similar a las viviendas fomentadas por la Junta de Extremadura. Esta edificación se acomete en una parcela perteneciente a la Consejería de Fomento, situada en el polígono industrial “Las Capellanías” en Cáceres.

Estos dos demostradores-viviendas cuentan con la misma orientación y con el mismo sistema estructural por lo que están sometidos a las mismas solicitaciones. El primero de ellos está construido con características similares a los que se están construyendo actualmente en Extremadura; es la “vivienda patrón”. En el segundo demostrador-vivienda se prueban las distintas medidas de sostenibilidad, eficiencia energética y energías renovables, es la “vivienda experimental”.

Ambas viviendas garantizan el cumplimiento del Código Técnico de la Edificación en toda su magnitud.

La relación de comportamiento entre el demostrador-vivienda experimental y el demostrador-vivienda patrón nos permite obtener datos comparativos de los sistemas pasivos y activos probados a tiempo real. Además, a través de una metodología rigurosa, se distingue el comportamiento de cada una de las variables a modificar y las consecuencias sobre la demanda energética del demostrador-vivienda experimental.

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Los diferentes estudios serán realizados en dos configuraciones del demostrador-vivienda experimental y cada una de estas configuraciones podrá ser evaluada durante un año para posibilitar la observación del comportamiento de las estrategias llevadas a cabo. La realización de fichas técnicas y el análisis previo y posterior de determinadas estrategias en estos demostradores nos ayudará a evaluar la viabilidad de la futura ejecución en viviendas de Extremadura.

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Las características del proyecto que le aportan singularidad y novedad son:- Se realiza para una climatología en concreto, la de la región extremeña.- Está dedicada a un tipo de edificación y a un tipo de población específica. Está

basado en la política social de viviendas de la Junta de Extremadura y por tanto a un tipo de población de bajos ingresos.

- Se obtendrán datos reales de la eficiencia de los métodos empleados del demostrador-vivienda experimental al compararse con el demostrador-vivienda patrón cuyos sistemas constructivos son los típicos utilizados en Extremadura.

En trazas generales el proyecto permitirá la consecución de los siguientes objetivos específicos:

- Desarrollar una edificación con mayor rentabilidad económica para el usuario final.

- Suscitar conocimiento e innovación en nuevos y mejorados materiales, sistemas y procesos constructivos alineados con la eficiencia energética positiva.

- Generar un parque de edificios sostenible durante su vida útil. (Emisiones nulas de CO2 y consumo mínimo de agua y recursos naturales)

- Disminuir a medio plazo la dependencia de recursos energéticos del exterior.- Fomentar conocimiento e innovación en las tecnologías energéticas basadas en

recursos renovables (energía solar pasiva, energía solar térmica, energía solar fotovoltaica, biomasa)

- Aumento de la competitividad del sector de la construcción mediante el liderazgo en las tecnologías innovadoras desarrolladas en el proyecto y en el sector energético gracias al desarrollo de nuevos productos innovadores.

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Una ventaja adicional es que la realización de la configuración demostrador-vivienda experimental y demostrador-vivienda patrón posibilitará la creación de un banco de pruebas real, en el que poder investigar la viabilidad de distintas técnicas sostenibles y distintos sistemas de generación de energía renovable a tiempo real de futuros proyectos, lo cual posibilita la gran aceptación entre las empresas públicas y privadas del sector que, de esta manera, podrán colaborar en la experimentación de sus productos, procesos o servicios.

Una conclusión importante es que los demostradores-viviendas contarán con menor dependencia de los recursos naturales no renovables contribuyendo de esta forma a la reducción de las emisiones de CO2.

Asimismo, los resultados obtenidos podrán ser aplicados en las actuaciones desarrolladas en la política social edificatoria de Extremadura.

1.1. Cofinanciación LIFE+07

El proyecto que nos ocupa, liderado por la Consejería de Fomento y con un presupuesto de 2,38 millones de euros, cuenta actualmente con el apoyo del instrumento financiero para el medio ambiente de la Comunidad Europea LIFE+, concretamente financia el 49,39% del presupuesto total estimado. Su denominación es “Proyecto EDEA: Efficient Development of Eco-Architecture: Methods and Technologies for Public Social Housing Building in Extremadura”.

El Proyecto EDEA comenzó en Enero de 2009.

1.2. Socios participantes

Coordinador y Responsable del proyecto: Consejería de Fomento de la Junta de Extremadura.

Socios y Participantes del proyecto: Instituto Tecnológico de Rocas Ornamentales y Materiales de Construcción

(INTROMAC) Agencia Extremeña de la Energía (AGENEX) GOP Oficina de Proyectos S.A. Valladares Ingeniería S.L.

Entidades colaboradoras: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) Universidad Politécnica de Madrid

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2. FASES DEL PROYECTO0. Estudios previos y Proyectos Demostradores-Viviendas

En esta fase inicial se han definido el demostrador-vivienda patrón y los diferentes tipos de demostrador-vivienda experimental. El demostrador-vivienda patrón es aquel que cuenta con similares características constructivas que las viviendas construidas actualmente en Extremadura y asegura el cumplimiento del Código Técnico de la Edificación en toda su magnitud.

Para delimitar los posibles demostradores-viviendas experimentales se ha estudiado el mercado bajo criterios sostenibles considerando la ubicación de la vivienda y la población a la que va a ir destinada, así como los análisis previos desarrollados. Desde ahí se han desarrollado los Proyectos de Ejecución de los Demostradores Experimentales (GOP) y los Proyectos de Instalaciones (VALLADARES Ingeniería).

Como inicio en la investigación, en esta fase se seleccionaron indicadores de sostenibilidad teniendo en consideración los aspectos económico, ambiental y social, aplicando el criterio establecido por la Herramienta SBTool-Verde. (INTROMAC)

De la misma forma se han llevado a cabo estudios de geomorfología, climatología, soleamiento y simulaciones (CIEMAT) para analizar el comportamiento teórico del edificio, así como para escoger y desarrollar constructivamente estrategias pasivas y de instalaciones de energías renovables.

Una vez propuestos los posibles proyectos se ha simulado su comportamiento energético de forma global. Para ello se han utilizado herramientas de obligado cumplimiento como LIDER y CALENER_VYP y otro tipo de herramientas de evaluación no obligatorias (TRNSYS y DesignBuilder).

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Las consideraciones previas desde las que se parten han pretendido desarrollar el proyecto de los demostradores-viviendas según un diseño energético, pues se trata de alcanzar una reducción en el consumo energético sin disminuir el confort térmico de los usuarios ni aumentar significativamente los costes asociados. Diferentes aspectos que se han tenido en cuenta son:

a. Diseño

- Diseños basados en criterios de sostenibilidad. Definición de requisitos específicos en la etapa de diseño, dado que éste es el factor básico e imprescindible para lograr la construcción sostenible.

- Desarrollo e implementación de sistemas pasivos de climatización, que minimicen los consumos energéticos en las viviendas.

o Incorporación de chimeneas solares y sistemas de ventilación cruzada para permitir la ventilación natural.

o Parasoles, contraventanas, plantas de hoja caduca, celosías, lamas,...

o Espacios soleados, zonas abalconadas y galerías acristaladas como zonas de almacenamiento de calor.

o Aprovechamiento de la inercia térmica de los materiales.- Diseño para aprovechamiento de la luz natural.

b. Materiales y sistemas constructivos

- Uso de materiales que contribuyen con sus propiedades físicas a la eficiencia energética en la edificación.

- Utilización de nuevos materiales que ofrezcen funcionalidades y comportamientos innovadores por encima de sus propiedades convencionales.

- Estudio del comportamiento de la inercia térmica de los materiales, con el fin de desarrollar configuraciones constructivas energéticamente eficaces.

- Uso de materiales de construcción para una óptima calidad del aire en el interior de los edificios. Materiales con emisiones reducidas.

- Análisis del ciclo de vida de los materiales. Mediante el análisis del ciclo de vida, se realiza un estudio ambiental y energético de los materiales, procesos y servicios,

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identificando puntos que deben ser resueltos para obtener una mejora eficaz.- Se da prioridad al uso de materiales que sean reciclables al final de su vida.- Valoración de nuevos materiales y sistemas de ejecución que permiten el montaje y

desmontaje con rapidez (“industrialización” del proceso constructivo), para alcanzar un 100% de reutilización de los componentes del edificio.

c. Ingeniería

- Uso de materiales de bajo impacto medioambiental.- Diseño de ACS con máquinas bitérmicas eliminando el calentamiento por efecto Joule

en los electrodomésticos.- La instalación de los sistemas de calefacción/refrigeración es de alto rendimiento.- Se incorporará una máquina de absorción para utilizar el sol como refrigeración.- La instalación de ventilación tendrá recuperador entálpico/estático.- Estudio con detalle de la distribución de la instalación del sistema de iluminación

artificial y uso de luminarias de bajo consumo.

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d. Energías renovables

De los sistemas de energías renovables se valorará la incorporación al proyecto los siguientes:

- Energía Solar. Tanto en su uso como solar térmica para ACS y calefacción como fotovoltaica.

- Bomba geotérmica. Es un sistema desconocido en la región que utiliza la energía del terreno para la climatización.

- Calderas de biomasa. Son calderas que usan como combustible algún tipo de biomasa.- Instalación de un aerogenerador. Empleo de microgeneración eólica con el fin de

aprovechar la fuerza del viento para el suministro de energía eléctrica, en nuestro caso para autoconsumo.

e. Domótica y Monitorización

- Uso de sistemas de control inteligentes que disminuyan los gastos energéticos.

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I. Construcción de Demostradores-Vivienda Patrón y Experimental

La construcción de los demostradores-viviendas es la fase más importante ya que es la interrelación de la teoría y la práctica. Concretamente las acciones incluidas en esta fase son las distintas construcciones del proyecto, esto es, del demostrador-vivienda patrón y las dos configuraciones del demostrador-vivienda experimental así como las direcciones de obra pertinentes.

El éxito del proyecto depende, en gran medida, de la correcta aplicación de todo el proyecto en su construcción, es decir, en la materialización de los diseños y cálculos.

La construcción de los demostradores-viviendas empezó a finales del mes de julio de 2009. Se prevé la finalización de la construcción para el mes de junio de 2010.

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II. Investigación

En esta fase se tomarán datos del comportamiento energético de los demostradores-viviendas. Al tener datos de un demostrador-vivienda de construcción similar a la que se está realizando en las viviendas basadas en la política de vivienda de la Junta de Extremadura, podremos averiguar en qué grado las técnicas adoptadas pueden mejorar energéticamente el demostrador-vivienda experimental.

De la misma manera se contará con datos sobre las condiciones de confort de los demostradores-viviendas y de los materiales de construcción.

Como ya se ha comentado, la toma de datos será en tiempo real y una misma combinación se estudiará a lo largo de un año; con lo que podremos valorar el comportamiento de los sistemas adoptados bajo condiciones extremas de frío y de calor gracias a la explotación de todos los datos.

Asimismo, en algunos momentos se realizarán variaciones en ciertos sistemas o cambios en la distribución interior para determinar la influencia de estos aspectos.

Como punto final de desarrollo de esta fase se elaborará una metodología de diseño y construcción del tipo de vivienda estudiado, de manera que se obtenga un protocolo pormenorizado de criterios sostenibles que propicien un mejor comportamiento energético y empleo de energías renovables. Esto, además, podrá contar con su primera aplicación práctica y de mercado al parque de viviendas promovidas por la Junta de Extremadura.

En esta fase se posibilitará la realización de otro tipo de pruebas sobre las instalaciones de energías renovables y sobre los sistemas pasivos y convencionales ampliando, por tanto, las diferentes posibilidades de estudio del proyecto. Las actuaciones o estrategias que se desarrollen van a permitir implantar los ensayos en un solo demostrador. A continuación se detallan algunos de los ensayos propuestos en esta primera fase de ensayos:

- Ensayos de medidas pasivas: Parasol, aumento de aislamiento, incorporación de chimeneas solares, chimenea térmica, viseras, mirador invernadero, fachada ventilada, cubierta aljibe, etc.

- Ensayos de instalaciones (medidas activas): paneles fotovoltaicos, instalación de un aerogenerador, inercia térmica de forjados, empleo de maquinas de absorción, calderas de biomasa, intercambiador tierra-aire, uso de la geotermia, etc.

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III. Difusión de resultados

Se está llevando a cabo una campaña de difusión y publicidad del Proyecto que tendrá lugar a lo largo de todo el tiempo de duración del mismo.

Algunas medidas que se están tomando y se tomarán en el proceso de difusión son las siguientes:

- Actos de presentación del proyecto donde se están publicitando las distintas colaboraciones con las que se cuenta.

- Creación de una página web con la imagen corporativa del proyecto en la que cuentan con un espacio los socios del proyecto y las entidades/empresas que colaboren en el desarrollo del mismo. La web se encuentra en funcionamiento desde el comienzo del Proyecto.

- Jornadas de presentación de resultados. En concreto, La Consejería de Fomento ha celebrado unas Jornadas con el fin de publicitar y difundir los resultados obtenidos en la Fase 0. Para ello, se dieron a conocer las simulaciones activas y pasivas que se han realizado en los demostradores virtuales siguiendo el modelo de las viviendas situados en el Polígono “Las Capellanías” de Cáceres. Se celebraron, por un lado, el día 13 de abril en el Complejo Cultural “San Francisco” de Cáceres con una presentación de las estrategias pasivas y el 20 de abril en la Escuela de Ingeniería Industrial del Campus Universitario de Badajoz con la exposición de las estrategias activas.

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- Presentación en congresos y ferias sectoriales. El Proyecto EDEA ha sido presentado en congresos y ferias sectoriales destacando:

o FICON 2009o CONSTRUMAT 2009o XIII Congreso Internacional de Ingeniería de Proyectos. o SB10mad 2010.

- Material divulgativo. Ya han sido editados diferentes tipos de materiales divulgativos: trípticos, memoria técnica, etc.

- Igualmente el Proyecto ha participado en algunas publicaciones.- Se editarán guías de recomendaciones sostenibles de materiales de construcción y

sistemas de generación de energía.- Cursos de sostenibilidad.- Uso de la vivienda como centro de interpretación de la sostenibilidad en la edificación.- Visitas de escolares.- Edición de guía de buenas prácticas de usuarios.

IV. Futuro del proyecto EDEA

El análisis, estudio e investigación en el EDEA están planteados para la obra nueva, esto motiva a la necesidad de abrir nuevas líneas de actuación dirigidas hacia la rehabilitación sostenible con el fin de reducir las emisiones de CO2 asociadas a los edificios existentes, fomentar técnicas, productos y buenas prácticas en la rehabilitación y concienciar al usuario como parte de la gestión energética de su edificio.

El objetivo a corto plazo de un nuevo enfoque a la filosofía nacida con EDEA se basa en mejorar la eficiencia energética del parque de viviendas de Extremadura mediante la creación de un sistema integral (investigación, capacitación y herramienta informática) de rehabilitación energética de edificios aprovechando al máximo las Tecnologías de la Información y comunicación (TICs) y partiendo de la innovación como el pilar fundamental.

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3. LOS DEMOSTRADORES VIRTUALES. LA CAMPA. LAS INSTALACIONES.

3.1. Los demostradores: experimental y patrón

Se desarrollado el diseño de un demostrador similar al de una vivienda que corresponde con el programa y superficie tipo de protección oficial. Dado que el diseño corresponde a una vivienda adosada se proyecta un edificio cuyos testeros son ciegos, abriendo huecos solo en las orientaciones norte-sur.

Se mantiene la misma entrada desde el viario compartiendo el vial interior con el Laboratorio. Debido al desnivel existente en la parcela se crea en la parte posterior una rampa de acceso a la plataforma donde se ubican los demostradores. Es en esta zona donde se situarán los vehículos y medios técnicos auxiliares que se emplearán.

Su emplazamiento dentro de la parcela se hace buscando la orientación norte-sur. Ambos edificios se encuentran dentro de los retranqueos a la alineación principal y posterior. La separación entre demostradores se establece en 10 m, delimitando una superficie entre ellas destinada a la zona de instalaciones y acopio de materiales. Se proyecta un área pavimentada de 6m de longitud en la orientación sur, ya que se centrará fundamentalmente la actuación de los experimentos en esta orientación.

En el interior de los demostradores se colocarán una serie de sensores de forma que permita obtener mediciones de temperatura, humedad, iluminación, etc., dado que la actuación en uno solo de los demostradores permitirá establecer una comparación de los datos con la vivienda parrón, contrastando los resultados obtenidos en uno y en otro.

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3.2. Tipología de los edificios

- El edificio consta de plantas semisótano, baja, primera y cubierta.

- En la edificación bajo rasante se sitúa el local destinado a garaje, cuarto de instalaciones y vestíbulo de acceso interior a planta baja. (sup. Útil 49,60 m2)

- En planta baja se sitúa el acceso principal, escalera de acceso a garaje y a planta primera, cocina, un aseo y el salón-comedor. (sup. Útil 52,37 m2)

- En la planta primera se sitúan tres dormitorios y un baño principal, así como la escalera que accede desde la planta baja y a la planta de cubierta. (sup. Útil 48,04 m2)

- Sobre la planta segunda se sitúa la cubierta plana y el casetón de la escalera. (sup. Útil 50,45 m2)

Superficie construída total: 224,28 m²Superficie útil total: 200,46 m2.

3.3. Descripción de materiales

Dada la premisa inicial con la que partíamos en este proyecto de que los resultados están dirigidos fundamentalmente a viviendas de protección oficial, se proyectan unas viviendas cuyos materiales y calidades se asemejen a esta tipología edificatoria. A continuación se resumen los capítulos más representativos.

- Cimentación Se ha resuelto mediante zapatas corrida apoyada en el firme con el correspondiente hormigón de limpieza. La contención perimetral se resuelve mediante un muro de hormigón armado realizado a dos caras en el semisótano.

- Estructura. Se proyecta una estructura de pórticos de hormigón armado formado por formada por pilares y por losas de hormigón de 30cm de espesor. La solera será de hormigón armado de 15cm de espesor, con juntas de contorno perimetrales y en encuentro con soportes, sobre un encachado de piedra de 15cm y lámina de polietileno intermedia perfectamente solapada y formando zócalo en todos los encuentros.

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- Cerramientos exteriores. Las fachadas de este proyecto cumplen con su función de cerramiento, ya que tienen la suficiente resistencia mecánica y estabilidad, un adecuado comportamiento en caso de incendio, el aislamiento acústico requerido por el Código Técnico de la Edificación (CTE) y un correcto comportamiento higrotérmico.

Las fachadas norte-sur se resuelven según la siguiente composición La hoja exterior del cerramiento estará formada por fábrica de ½ pie de ladrillo perforado hidrófugo con acabado liso y junta enrasada, enfoscado con un mortero hidrófugo en su cara interior de 15mm de espesor mínimo.

La hoja interior del cerramiento es un trasdosado autoportante compuesto por una estructura de canales y montantes de acero galvanizado y placa de yeso laminar de 15mm. Se incorpora entre las dos hojas un aislamiento a base de lana de roca de 40mm de espesor.

Los testeros de los demostradores, fachadas este-oeste, se diseñan con el objetivo de que sean fachadas adiabáticas, como si estuvieran en contacto con un local no calefactado es decir que su exposición al medio exterior no interfiera en los datos de los ensayos. Esta fachada está formada desde el exterior por un panel hidrófugo de fibrocemento tipo Viroc, una capa de lana de roca de 40 cm, ½ pie de ladrillo perforado, enfoscado en su cara interior mas un trasdosado autoportante de placa de yeso laminar de 15mm.

- Carpintería exterior, será de aluminio lacado con capialzado integral, preparada para montar un acristalamiento doble con cámara simple. La carpintería será abatible. Las ventanas y ventanales exteriores cumplen en este proyecto la función de cerramiento, asegurando un adecuado aislamiento acústico a ruido aéreo y higrotérmico, y permiten además la iluminación, evasión visual y ventilación.

Las ventanas serán de los siguientes tipos según norma UNE 85-220-86:

- Clase 4 Permeabilidad al aire (UNE-EN-12.207)- Clase 9A Estanquidad al agua (UNE-EN-12.208)- B5 Resistencia al viento (UNE-EN-12.210)

- Cubierta. Se describe de una manera sucinta los materiales que la componen, Hormigón celular, para formación de pendientes, imprimación asfáltica, lámina asfáltica de oxiasfalto, betún modificado, lámina geotextil, polietileno, mortero protección, aislamiento térmico y acabado con capa de grava.

3.4. La Campa

Se propone un diseño de campa semienterrada entre los 2 demostradores de forma que su implantación no interfiera entre ellos. Esta propuesta aprovecha los muros existentes de las plantas semisótanos de ambos de manera que la ejecución se limita a un muro perpendicular de cierre en su orientación sur y la ejecución de otro muro que formará el patio ingles en su orientación norte.

La formación del patio ingles permite tanto el acceso de la maquinaria al interior de la campa por medio de una pequeña grúa que la situará a cota, como el acceso de las personas de mantenimiento a través de la escalera que se ha proyectado.

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Esta propuesta respeta la composición y espesor de las medianeras adiabáticas en el interior de la campa. Su implantación y carácter semienterrada permite abrir unos huecos en los extremos de manera que se crea una ventilación natural cruzada en todo el recinto en la orientación norte-sur. El cierre de estos huecos se hace con una estructura de tubos y con unas lamas de acero.

Este diseño permite que la entrada de los conductos de las maquinas a los cuartos de instalaciones de cada uno de los demostradores se haga de manera directa por los huecos de 1 m² previstos en los muros de cada uno.

Superficie útil campa 120,00 m²Superficie útil patio ingles 40,00 m²Superficie útil total 160,00 m²

Superficie construida total 185,00 m²

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4. LAS SIMULACIONES PASIVAS Y ACTIVAS4.1.Puntos de Partida

Las simulaciones en el caso de las estrategias pasivas han sido realizadas con distintos programas. Por un lado, se ha utilizado Trnsys por parte de CIEMAT, por otro lado, Design Builder por parte del grupo ABIO-UPM y finalmente, Calener_VYP en aquellos casos que sea aplicable con el objetivo de obtener la calificación energética en la aplicación de una estrategia determinada, que ha sido realizada por la Consejería de Fomento. En cuanto a las estrategias activas, destaca la simulación mediante Calener_GT por parte de Valladares y con otros software térmico para optimizar sus rendimientos asegurando el abastecimiento de los sistemas.

En definitiva, en las simulaciones se han aplicado distintos programas y se han realizado por distintas entidades. Por ello, la Consejería de Fomento, en su momento consideró fundamental tomar ciertos criterios comunes previos a la simulación junto con dichas entidades. Así, los datos de partida de las simulaciones deben ser los mismos con lo cual se acota la diferencia de resultados que se obtengan de las simulaciones a parámetros internos de los programas, que no podemos controlar, y no a factores externos, que sí podemos controlar.

De los puntos de partida que se pueden controlar serán:- Año meteorológico tipo.- Base de datos de materiales a utilizar.

De la consulta realizada a CIEMAT y UPM-ABIO, tenemos que:- Año meteorológico tipo. CIEMAT utilizará el año meteorológico tipo empleado por

el CTE. UPM-ABIO utilizará la base de datos SWEC (Spanish Weather for Energy Calculation) hecha por parte del “Grupo de Termotecnia de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales” de Sevilla; este grupo la hizo para el CALENER usando como gestor de datos el software “Climed”. Conclusión: es el mismo año meteorológico.

- Base de datos de materiales a utilizar. CIEMAT utilizará la base de datos del programa LIDER y, por tanto, el Catálogo de Elementos Constructivos del Torroja. UPM-ABIO utilizará la base de datos del programa designbuilder-energy+ que difiere un poco del catálogo de elementos constructivos.

La Consejería de Fomento ha desarrollado diferentes documentos de partida que contienen los datos utilizados para el cálculo mediante Líder (CTE) y que han sido utilizados para el inicio de las simulaciones. Estos documentos también establecen un filtrado del Catálogo de Elementos Constructivos del Instituto Torroja con los materiales necesarios para las simulaciones. Incluye las características suministradas por los fabricantes que colaboran en el proyecto.

Una dificultad añadida a las simulaciones de las estrategias activas es la elección de los programas de simulación adecuados ya que en principio la mayoría de los programas son usados para el dimensionado de las instalaciones, no contando, estos programas, con la precisión requerida para un proyecto de investigación y no permitiendo simular el conjunto acoplado de instalaciones y edificación.

Finalmente, aunque con algunas simplificaciones añadidas, también ha sido posible llevar a cabo las simulaciones con softwares más precisos:

- ACCIONA plantea su colaboración realizando las simulaciones activas con el programa TRNSYS partiendo de los valores de demanda energética de la simulación pasiva de los demostradores-viviendas en Energy+ (Design Builder).

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- Valladares ha simulado algunas estrategias en Calener GT que se anexan a este documento.

- Ciemat se encarga de la simulación de la instalación de energía solar térmica.- Con la Universidad de Extremadura se está tramitando la colaboración para la

posible realización de las simulaciones y ensayos en túnel aerodinámico de las estrategias relacionadas con la dinámica de fluidos.

- Agenex, está actualmente simulando las instalaciones geotérmicas mediante Earth Energy Designer.

Partiendo de los mismos criterios a partir de los resultados de las simulaciones térmicas y con el filtro de los indicadores de sostenibilidad, sin olvidar el carácter social del Proyecto EDEA y sus propios recursos, las estrategias activas y pasivas se priorizan para posteriormente ejecutarlas en obra en función de dichas prioridades. Será allí, en la ejecución en los demostradores-viviendas del Proyecto EDEA cuando puedan confrontarse los resultados virtuales y los reales.

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5. ESTRATEGIAS PASIVAS

Las estrategias pasivas son medidas correctivas o paliativas para mejorar la calidad del ambiente interior sin suponer un consumo energético adicional, utilizando fundamentalmente, medidas inspiradas en las arquitecturas vernáculas o autóctonas, sencillas de aplicar y que desde tiempos pasados han venido funcionando. Actualmente, estas medidas han ido actualizándose y apoyándose en la tecnología para adaptarse a las construcciones actuales y aumentar su eficacia.

5.1. Inercia térmica

La inercia térmica es la oposición que muestran los materiales a variar su temperatura. Relacionada con la masa térmica o la capacidad de los materiales para absorber calor, depende principalmente de su densidad, y por lo tanto de su masa. Esto se traduce en un equilibrio térmico o reducción de la fluctuación de temperatura en el interior de los edificios.

Hoy en día, los metros cuadrados construidos alcanzan un elevado valor económico, por lo que la tendencia es la de construir muros menores para aprovechar más la superficie interior, de ahí la necesidad de utilizar materiales con gran inercia térmica y que ocupen poco espacio, especialmente en rehabilitación, como son los materiales de cambio de.

Estrategia sobre la inercia térmica mediante muro trasdosado con panel de escayola con Material de Cambio de Fase (PCM) reforzado con fibras poliméricas.

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5.2. Sistemas de captación de calor pasivos

Los sistemas de captación aprovechan la energía procedente de la radiación solar directa acumulándola en espacios denominados invernaderos. Se basan principalmente, en aprovechar el efecto invernadero del vidrio. Lo ideal, es que estos espacios tengan cerramientos de elevada inercia térmica para que mantengan el calor incluso cuando el sol se haya ocultado.

Deberán colocarse protecciones aislantes para cubrir los vidrios durante el verano evitando este efecto de sobrecalentamiento indeseado durante esta época del año. Además, la pared que comunique el interior con el invernadero, deberá disponer de unas rejillas superiores e inferiores que permitan la circulación del aire entre los diferentes espacios.

5.3. Sistemas de evacuación de calor

Se basan principalmente en la ventilación. La ventilación consiste en eliminar el aire viciado y caliente del interior y sustituirlo por aire

fresco y nuevo del exterior. La ventilación puede ser natural (diurna o nocturna), mecánica, natural forzada, híbrida, etc. Se puede potenciar con algunos sistemas adicionales como son las chimeneas solares o las de viento. O incrementando el efecto Venturi dando diferentes medidas a las ventanas colocadas en diferentes fachadas o colocando celosías.

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Una chimenea solar consiste en una chimenea que aprovecha el calentamiento del sol para aumentar la temperatura de la parte superior de la misma, con lo que el aire caliente, que es menos denso, tiende a subir y a salir, provocando una succión natural que ayuda la salida del aire interior.

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La chimenea de viento se utiliza también para ayudar a salir al aire, pero en este caso aprovecha el efecto del viento. La aparición de zonas con diferencias de presión inducirá un efecto de succión que arrastrará el aire de la boca de la chimenea con la consiguiente evacuación del aire interior.

La ventilación híbrida propone combinar la ventilación natural con ventilación mecánica según sean favorables o no las condiciones exteriores. Utilizan sensores y sistemas domóticos que permiten activar un sistema u otros según el protocolo de funcionamiento que se haya introducido para el conjunto. También permiten regular el contenido de humedad del aire en el interior, pre-tratando según convenga el aire exterior.

Combinar la ventilación con sistemas de humidificación del aire como masas vegetales o masas de agua, ayuda a refrigerar el mismo. El hecho de poner el aire en movimiento, ayuda a reducir la sensación de calor. Por cada 0.2 m/s que se aumente la velocidad del aire, se tiene una sensación de reducción de temperatura de 1º C. Sin embargo, dependiendo de la actividad que se vaya a realizar en el interior del recinto, existirán unos límites prácticos de velocidad del aire, para poder desarrollar las tareas correspondientes a cada uso.

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5.4. Sistemas de aprovechamiento de luz natural

Se estudiará la diferente aportación de luz natural en cada latitud y en cada orientación, obstrucciones de posibles edificios o vegetación colindantes, y necesidades interiores para optimizar aprovechamiento de la luz natural, aportando soluciones complementarias mediante sistemas reflectantes o que eviten el deslumbramiento, conductores de luz, protecciones, etc., para procurar suplir la mayor parte de la demanda de la iluminación del edificio mediante luz natural.

Combinado con sistemas de control de iluminación artificial, puede conseguirse una iluminación altamente eficiente y confortable.

5.5. Sistemas Constructivos

Se buscarán los sistemas constructivos que mejor funcionen energéticamente. Los sistemas que se proponen de manera más genérica son:

a. Fachada ventilada

Especialmente en climas donde las temperaturas durante gran parte del año son elevadas, ya que ayudan a reducir el sobrecalentamiento a través de los muros de la envolvente.

Además, este sistema constructivo, en la mayor parte de sus versiones, permite que el aislamiento térmico sea continuo por toda la parte exterior de la fachada, evitando los puentes térmicos en las cabezas de forjado y manteniendo la masa térmica en la cara interior del cerramiento, aumentando la inercia térmica del edificio.

En invierno, las condensaciones se producirán en la cámara de aire, en la cara exterior del aislamiento (que habrá de ser resistente a la intemperie y de celda cerrada –impermeable-) sin provocar ningún problema adicional, ya que al ser ventilada, el agua, se evaporará sin producir ningún daño.

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b. Fachada vegetal

La ventaja que ofrece una fachada vegetal, es que su superficie se mantiene a temperatura ambiente, es decir, no se sobrecalienta. Ello es debido a que las plantas mantienen su temperatura superficial constante utilizando la energía procedente de la radiación solar en sus procesos fotosintéticos, contribuyendo también a la regulación de la humedad del ambiente.

El concepto constructivo sería similar al de una fachada ventilada. Existen modelos prefabricados que facilitan su puesta en obra. Estas fachadas llevan un sistema de riego incorporado.

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c. Cubierta ventilada

Se basa en el mismo concepto que la fachada ventilada. Es decir, evitar el sobrecalentamiento ventilando la cámara de aire entre la superficie exterior y el resto de la cubierta, ya que la cubierta es el elemento del edificio que recibe más horas de radiación solar directa.

d. Cubierta vegetal extensiva con plantas autóctonas

Se trataría de colocar una capa de tierra mínima con vegetación extensiva que cubra toda la superficie. La mejor opción es con plantas autóctonas que necesiten un aporte de agua mínimo, es decir, cultivos de xerojardinería.

Son muchos los detractores de este tipo de cubiertas aduciendo problemas de infiltraciones de agua. Sin embargo, si la cubierta está correctamente ejecutada no tiene que haber motivos para dar problemas.

Además, la capa de tierra, incrementa la inercia térmica del conjunto de la cubierta.

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5.6. Mejoras al diseño arquitectónico original

a. Estudio de huecos en fachada

Se pueden incluir ciertas técnicas y tecnologías que permiten mejorar o corregir el comportamiento energético del edificio si la orientación, volumen y distribución de huecos no es la adecuada.

Ventana modular

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b. Protecciones de huecos

Para mejorar el comportamiento higrotérmico, evitando el sobrecalentamiento en verano y buscando la captación de la radiación solar en invierno, calculando la opción más adecuada para cada latitud y orientación.

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c. Ventanas: vidrios y marcos

Constituyen el cierre de los huecos al exterior. Al ser los huecos los lugares con mayores transmisiones al exterior, resulta vital la elección de una buena ventana.

La selección óptima de los vidrios dependerá del clima y la orientación de las fachadas sobre las que se coloquen.

El marco es la parte opaca de la ventana. Constituye la sujeción del vidrio, por lo que debe ser suficientemente estable para garantizar la durabilidad de las propiedades del mismo. El marco ideal, por su baja transmisividad, está realizado en madera o material plástico. De seleccionar un marco metálico, debe disponer de “rotura de puente térmico”, que reduce la transmisividad que tendría este material.

d. Ahorro de agua

El ahorro de agua genera un doble ahorro: el del propio elemento, y un ahorro de energía relacionado con la energía necesaria para el tratamiento del agua potable y el posterior, de depuración.

Aspectos como la reutilización de aguas pluviales o aguas grises pueden ser consideradas en durante el proyecto de rehabilitación.

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6. ESTRATEGIAS ACTIVASLas estrategias activas se basan en el análisis de la eficiencia energética de instalaciones

basadas en energías convencionales y renovables así como del funcionamiento simultáneo de varias de ellas. Los estudios activos tendrán lugar en el demostrador-vivienda patrón.

Las estrategias activas que serán simuladas tendrán un determinado orden de ejecución según los resultados obtenidos y otros aspectos importantes del Proyecto EDEA.

A la hora de estudiar el comportamiento en la vivienda patrón de cada estrategia activa es muy importante contar con la misma unidad terminal en la vivienda experimental para no desvirtuar los resultados de las estrategias pasivas. De este modo, pueden ser estudiadas estrategias activas y pasivas de forma simultánea y sin interferencias.

A continuación se representa el esquema de principio de la climatización de los demostradores experimentales.

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Los análisis se desarrollarán a Tª constante para que, de ese modo, puedan medirse diferencias de consumos.

A continuación se desarrollan las estrategias activas con mayor viabilidad en el Proyecto y que serán monitorizadas y gestionadas mediante un complejo sistema inmótico/domótico para conocer en profundidad su funcionamiento y rendimientos.

SIMULACIONES ‐ DEMOSTRADORES VIRTUALES

ESTRATEGIAS DE GENERACIÓN ‐ ENERGÍA CALORÍFICAESTRATEGIAS DE CALEFACCIÓN

Estrategia de Generación

Bi é iBiomasa térmicaSistema GeotérmicoColectores solares  (y ACS)Sistema geotérmico (+biomasa térmica)Colectores solares (+ biomasa térmica)Sistema geotérmico (+colectores solares)Caldera convencional de gas

ESTRATEGIAS DE REFRIGERACIÓNMáq absorción + colectores sol. + biomasa térmicaMáq absorción +  biomasa térm.Sistema geotérmicoPlanta enfriadoraPaneles térmicos (y ACS)

ESTRATEGIAS DE GENERACIÓN ELÉCTRICAAerogeneradorPaneles fotovoltaicosAerogenerador + paneles fotovoltaicosMotor combustión internaMotor combustión internaPila de combustibleMotor stirling

ESTRATEGIAS DE VENTILACIÓNIntercambiador tierra‐aireRecuperador estático

ESTRATEGIAS DE ILUMINACIÓNInstalación de proyectoOptimización de lámparasOptimización de luminariasOptimización de distribución

ESTRATEGIAS FLUIDODINÁMICASAerogeneradorIntercambiador tierra‐aireFachada ventiladaChimenea de depresión

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6.1. Las instalaciones

a. Intercambiador tierra / aire

Sistema de convección forzada el cual toma aire exterior mediante una chimenea exterior a la que se coloca un extractor helicocentrífugo el cual distribuye la corriente captada a través de un conducto rígido de polipropileno con una capa antimicrobiana, embebido en el terreno con longitud de intercambio de calor tal que se encarga de atemperar la temperatura del aire que circula a su paso y que conecta con los sistemas de tratamiento de aire existentes en los demostradores.

El aire tratado se mezcla con el retorno del aire en cada una de las estancias climatizadas, siempre antes de la unidad interior de climatización, haciendo que los sistemas de generación térmica tengan que solventar un salto térmico menor que se traduce en menores consumos.

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b. Aerogenerador

Se ha dispuesto en la cubierta del demostrador experimental de un aerogenerador de eje vertical de las siguientes características:

Aerogenerador de eje vertical (Vertical Axis Wind Tubines VAWT) de 5kW.

Objetivos y conclusiones:- El objetivo persigue ensayar el comportamiento de esta tecnología en un sistema aislado

para alimentar las cargas internas de un demostrador- Control externo de las condiciones exteriores. Energía cinética, presión atmosfériPotencia

capaz de ser suministrada por la instalación- Ruido y vibraciones generado por el equipo- Comparar con otro sistema análogo pero alimentado mediante placas fotovoltaicas

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c. Instalación de paneles fotovoltaicos

El funcionamiento básico del sistema consiste en inyectar a la red eléctrica de la vivienda toda la energía generada por el campo fotovoltaico mediante un inversor que transforma la corriente continua en alterna acoplándose a la red eléctrica a través de controles electrónicos internos del equipo.

Su instalación se prevé realizar en la cubierta del Laboratorio de Control de Calidad.

d. Geotermia

La energía geotérmica de baja temperatura basa su principio en que la tierra tiene una temperatura más estable que la del aire exterior. A profundidades mayores, menor fluctuación presenta la temperatura de la tierra. Para el aprovechamiento de esta energía es necesario disponer de un intercambiador que permita efectuar este intercambio (sonda geotérmica). Las sondas, están constituidas por una tubería plástica (generalmente polietileno) de alta resistencia y gran duración que se entierra debajo de la superficie del suelo hasta una cierta profundidad. El líquido (preferentemente agua glicolada) circula a través de la tubería en circuito cerrado, transportado el calor a la bomba de calor en invierno y al suelo en verano.

La bomba de calor geotérmica aprovecha el calor almacenado en el subsuelo o en aguas freáticas.

41

La bomba de calor geotérmica reversible proyectada permite también la producción de agua fría como caliente para alimentar los elementos emisores; fancoils, radiadores de baja temperatura, o forjado radiante/refrescante (En el caso del forjado radiante se contempla una cobertura máxima de 35 W/m2 e impulsando a 19 ºC para evitar condensaciones). La instalación podrá recibir el apoyo de la instalación solar.

Las dos perforaciones geotérmicas de 80 metros de profundidad han sido ejecutadas con éxito en el mes de junio de 2010.

e. Losa de inercia térmica

Se ha proyectado un sistema de forjado radiante, que proveerá de calefacción en invierno y refrescará el ambiente en verano. En condiciones de invierno la temperatura de la zona pisable no superará en ningún caso los 29 ºC para evitar situaciones de disconfort y asimetría de radiación, siendo la temperatura de impulsión 40ºC y la de retorno 30ºC. En condiciones de verano se ha optado por reducir el aporte de potencia aumentando la temperatura del agua circulante por los tubos hasta mantener un salto de 16/21 ºC, evitando así riesgos de condensaciones.

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La pretensión del sistema consiste en integrar una tubería de polietileno reticulado en el interior de un forjado, de manera que podamos emplear los anteriores como almacenes de energía que mejoren el comportamiento energético de la envolvente del edificio.

f. Sistema de control de las instalaciones. Control domótico.

Las instalaciones existentes en los demostradores serán controladas y administradas por un Sistema Técnico de Administración Centralizado, consistente en:

- Centro de control.- Controladores distribuidos.

g. Instalación de la máquina de absorción

Se ha dejado previsto en el interior de la campa de instalaciones un espacio de reserva para una máquina de absorción para dar suministro de frío a un colector de frío encargado de conectar con unos equipos terminales en el interior de los demostradores.

Una máquina de absorción es un equipo capaz de producir una demanda de frío para uno de los demostradores, no precisa que su funcionamiento se realice mediante un compresor, sino mediante proceso químico, precisando un foco caliente.

El sistema propuesto para la producción de agua fría es un sistema mediante una máquina de absorción con una instalación solar apoyada con caldera de biomasa en serie y torre de refrigeración. La máquina de absorción trabajará produciendo agua refrigerada a 7ºC/12,5ºC. El agua refrigerada se empleará para alimentar a los distintos elementos emisores y el exceso de calor se disipará a través de la torre de refrigeración. Para el funcionamiento de la máquina de absorción se requiere agua caliente en condiciones de impulsión y retorno 88ºC/83ºC. Para la producción de dicho agua se contempla una instalación solar de tubos de vacío, que poseen mayor rendimiento a altas temperaturas que los captadores planos convencionales.

43

Este aporte de calor se puede realizar si fuera nececesario, por una caldera de biomasa.Se deberá contar con una torre de enfriamiento o penetraciones geotérmicas para

condensar el agua de la máquina.

- temperatura de salida de refrigeración- Temperatura de entrada de agua a la torre de refrigeración

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h. Caldera de biomasa

Para la instalación de la caldera se dispone de una campa donde se albergará el citado equipo y que se encuentra contigua a los dos demostradores experimentales.

El silo, se ubicará en el patio inglés de la campa de instalaciones. El transporte de los pellets desde el silo a la caldera se efectuará mediante un tornillo.

Las características del equipo son las siguientes: Potencia nominal: 30 kW (con 8-10% de contenido de agua) Rango de potencias: 8,4 – 30 kW Presión máxima de operación: 3,5 bar

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B. Estudios y Resultados de

las Simulaciones Térmicas

46

7. Estudios

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““EESSTTUUDDIIOO CCLLIIMMÁÁTTIICCOO DDEE CCÁÁCCEERREESS””

Silvia Soutullo, Cristina San Juan, Ricardo Enriquez

Madrid, Agosto de 2009

7.1. Estudio climático de CáceresSilvia Soutullo, Cristina San Juan, Ricardo Enrique

Madrid, Agosto 2009

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1 Climatología de Cáceres

La ciudad de Cáceres se encuentra en el oeste de España, en la Comunidad Autónoma de Extremadura. Su clima es continental suavizado por la cercanía del Océano Atlántico. Tiene precipitaciones abundantes en los meses de octubre, noviembre, marzo, abril ymayo, pero muy intermitentes.

1.1 Datos disponibles

Para realizar el estudio climático se dispone de las siguientes fuentes de datos:

Agencia Estatal de Meteorología (AEMET)

La Agencia Estatal de Meteorología (AEMET) tiene ubicada una estación de medidas en Cáceres, la cual se toma como base de datos.

En la tabla 1 se pueden ver los valores medios mensuales de las variables climáticas más representativas, correspondientes a registros llevados a cabo durante el periodo de 1971-2000 en las diferentes estaciones.

CÁCERES

Periodo: 1971-2000 Altitud (m): 405 Latitud: 39 28 20 Longitud: 6 20 22

MES T TM Tm R H DR DN DT DF DH DD I N HDD CDDENE 7.9 11.8 4.0 58 76 7 0 0 4 4 9 160 31 313 0FEB 9.4 13.7 5.2 43 71 7 0 0 2 2 6 180 28 241 0MAR 11.8 17.0 6.6 35 62 5 0 0 1 0 8 240 31 192 0ABR 13.4 18.6 8.2 49 59 7 0 1 1 0 6 236 30 138 0MAY 17.0 22.7 11.2 48 55 6 0 3 1 0 6 285 31 31 0JUN 22.0 28.5 15.5 23 45 3 0 2 0 0 10 329 30 0 0JUL 25.8 33.0 18.7 7 37 1 0 1 0 0 19 370 31 0 56AGO 25.6 32.6 18.7 8 38 1 0 1 0 0 17 344 31 0 50SEP 22.4 28.5 16.3 26 47 3 0 2 0 0 11 257 30 0 0OCT 16.8 21.7 11.9 59 61 7 0 1 1 0 8 209 31 37 0NOV 12.0 16.1 7.8 80 71 7 0 0 2 0 9 158 30 180 0DIC 8.9 12.4 5.4 87 78 9 0 0 5 2 8 123 31 282 0AÑO 16.1 21.4 10.8 523 58 63 0 11 17 8 117 2891 1414 106

Tabla 1. Datos meteorológicos del INM en la ciudad de Cáceres LEYENDAT Temperatura media mensual/anual (°C)TM Media mensual/anual de las temperaturas máximas diarias (°C)Tm Media mensual/anual de las temperaturas mínimas diarias (°C)R Precipitación mensual/anual media (mm)H Humedad relativa media (%)DR Número medio mensual/anual de días de precipitación = 1 mmDN Número medio mensual/anual de días de nieve DT Número medio mensual/anual de días de tormenta DF Número medio mensual/anual de días de niebla DH Número medio mensual/anual de días de helada DD Número medio mensual/anual de días despejados I Número medio mensual/anual de horas de sol N Número de días en cada mesHDD Grados día de calefacción

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CDD Grados día de refrigeración

CTE – CALENER

En la tabla 2 se pueden ver los valores medios mensuales de las variables climáticas más representativas del año tipo sintético de Cáceres (valores horarios), perteneciente a la base de datos del programa CALENER5, programa recomendado por el Ministerio para el cumplimiento del Código Técnico de la Edificación (CTE).

CÁCERES(CTE)

MES Ib IG Tbh Tbs Vv TM Tm H N Hmax Hmin HDD CDDENE 87.8 68.4 6.2 7.8 6.7 12.6 4.4 79.5 31 93 64 316 0FEB 83.4 82.4 7.3 9.2 6.7 14.3 5.7 75.9 28 90 59 245 0MAR 154.7 137.0 8.5 11.7 6.7 17.9 7.1 65.8 31 84 46 196 0ABR 113.0 142.8 9.1 13.0 6.7 18.7 8.6 61.0 30 81 40 150 0MAY 182.6 198.6 11.6 16.6 6.7 23.1 11.4 56.2 31 81 32 43 0JUN 185.8 211.4 14.9 22.2 6.7 29.5 16.4 46.8 30 72 24 0 0JUL 234.0 235.3 16.6 26.1 6.7 33.9 19.9 39.2 31 61 19 0 65AGO 224.8 210.2 16.2 25.4 6.7 33.2 19.5 39.7 31 61 19 0 45SEP 159.1 150.9 15.5 23.6 6.7 30.9 18.2 43.6 30 63 24 0 0OCT 121.2 108.4 13.1 17.4 6.7 23.2 13.3 61.7 31 81 39 17 0NOV 78.5 67.1 9.9 12.0 6.7 16.5 8.8 76.0 30 91 56 180 0DIC 62.0 55.1 7.2 8.8 6.7 13.2 5.7 78.1 31 93 62 284 0

ANUAL 1686.8 1667.7 11.3 16.2 6.7 22.2 11.6 60.3 79 40 1432 110

Tabla 2. Datos meteorológicos del CALENER para Cáceres

LEYENDATbs Temperatura media mensual/anual de bulbo seco(°C)Tbh Temperatura media mensual/anual de bulbo húmedo(°C)TM Media mensual/anual de las temperaturas máximas diarias (°C)Tm Media mensual/anual de las temperaturas mínimas diarias (°C)H Humedad relativa media (%)Hmax Humedad relativa media de las máximas (%)Hmin Humedad relativa media de las mínimas (%)Vv Velocidad del viento (m/s)Ig Radiación Solar Global horizontal (W/m2)Ib Radiación Solar Directa horizontal (W/m2)N Número de días en cada mesHDD Grados día de calefacciónCDD Grados día de refrigeración

1.2 Comparativa

Con el objeto de comprobar que los valores meteorológicos de la base de datos del CTE son representativos de la climatología del emplazamiento, se han comparado estos valores con la campaña de medidas realizada por el AEMET en Cáceres.

Las siguientes figuras representan los datos incluidos en las tablas 1-2. En estas gráficas se muestra la evolución de las temperaturas medias, máximas y mínimas mensuales,humedad relativa así como radiación solar global:

50

Temperaturas Medias

0

5

10

15

20

25

30

0 2 4 6 8 10 12Meses

Tª(º

C)

AEMET CTE

Figura 1. Temperaturas medias

En esta figura se muestran lastemperaturas medias mensualesdel AEMET y del CTE. Se observa un buen ajuste entre las series de datos.

Temperaturas Medias Máximas

05

10152025303540

0 2 4 6 8 10 12Meses

Tª(º

C)

AEMET CTE

Figura 2. Temperaturas medias máximas

En esta figura se analizan lastemperaturas máximas mediasmensuales. De nuevo se observa un buen ajuste.

Temperaturas Medias Mínimas

0

5

10

15

20

25

0 2 4 6 8 10 12Meses

Tª(º

C)

AEMET CTE

Figura 3.Temperaturas medias mínimas

En esta figura se muestra lacomparativa para las temperaturas mínimas medias mensuales. Losdatos del CTE son ligeramentesuperiores a las mediciones delAEMET.

Humedad Relativa

0102030405060708090

0 2 4 6 8 10 12Meses

Hr (

%)

AEMET CTE

Figura 4. Humedad relativa media

La medida de la humedad relativa es una de las magnitudes con más probabilidad de error, debido tanto a la sensibilidad de las medidassegún el tipo de sensor que sehaya utilizado, como a la fragilidad del mismo. Aún con las dificultades que estas medidas suelenpresentar, los datos de lasdiferentes fuentes ajustan bastantebien.

51

Radiación Solar

0

50

100

150

200

250

300

0 2 4 6 8 10 12

Meses

Ig(W

/m2)

Censolar CTE

Figura 5. Radiación solar global

Esta figura muestra los valoresmensuales de la radiación solarglobal en la horizontal de la base de datos del CTE comparada con la de CENSOLAR [Fuente:IDAE].En ella se obseva que ambasbases de datos se ajustan bastante bien.

En líneas generales puede afirmarse que los datos del año meteorológico tipo disponibles en el CTE son representativos de la climatología de cáceres.

1.3 Análisis del año meteorológico tipo

Una vez realizada la comprobación anterior, se analizan a continuación los datos de las principales variables del año meteorológico sintético tipo disponible:

Temperatura

Las medias mensuales del año reflejan un clima con inviernos fríos y veranos calurosos,con una media de mínimas de 4-6 ºC en invierno y veranos con temperaturas máximasmedias de 34ºC.

La diferencia entre las medias de las máximas y de las mínimas mensuales u oscilación térmica, es mayor durante el verano, alcanzando unos valores entre 12-14ºC durante esta estación y entre 7-9ºC en invierno.

.

52

Temperaturas Medias

12.614.3

17.918.7

23.1

29.5

33.9 33.2

30.9

23.2

16.5

13.0

16.6

22.2

25.423.6

17.4

12.0

8.8

4.45.7

7.18.6

11.4

16.4

19.9 19.518.2

13.3

8.8

5.7

13.2

11.7

9.27.8

26.1

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 2 4 6 8 10 12Meses

Tª(º

C)

Maximas Medias Minimas

Figura 6. Medias mensuales de las temperaturas Máximas, Mínimas y medias diarias

Radiación solar

En la siguiente figura se representa la distribución de la radiación solar por orientaciones. Se puede ver con facilidad que las fachadas Este y Oeste reciben mayor radiacióndurante los meses de verano, lo que es muy perjudicial para un clima como el deCáceres. La fachada Sur recibe los máximos de radiación durante los meses deprimavera y otoño.

Radiación media acumulada diaria (w/m2dia)

0.00

1000.00

2000.00

3000.00

4000.00

5000.00

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AG SEP OCT NOV DIC

Fachada Sur Fachada Oeste Fachada norte Fachada Este

Figura 7. Radiación solar media diaria acumulada para las diferentes orientaciones N, S, E y W.

Precipitaciones y Humedad Relativa

Del estudio de la humedad relativa de la ciudad de Cáceres, se puede observar como seobtienen valores bastante secos durante el verano y bastante elevados en invierno.

53

CÁCERES INM

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120

50

100

150

200

250

300

350

400

Dias Despejados Dias Lluvia Dias Tormenta Nº Horas Sol

Figura 8. Gráfica anual de precipitaciones y horas de sol.

Si analizamos la media de número de días despejados que se dan en Cáceres, se puede comprobar que en verano, especialmente en julio y agosto existe una media de días soleados muy superior la que se da el resto del año. Durante la primavera y el otoño los días soleados disminuyen manteniéndose constantes en unos 5-10 días de sol al mes.

Las lluvias no son demasiado abundantes durante todo el año, con una media de 5-9 días lluviosos al mes, a excepción de los meses de verano donde los días lluviosos disminuyen hasta ser aproximadamente 1 días al mes, dando lugar a numerosos días de sol.

En cuanto a los días de tormenta estos son mínimos registrándose solamente durante las estaciones de primavera, verano y otoño entre 1 y 3 días al mes. .

Humedad Relativa CTE

0

1020

3040

5060

708090

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Meses

Hr (

%)

Figura 9. Gráfica anual de humedad relativa de Cáceres.

54

Los valores de humedad relativa de la ciudad de Cáceres muestran valores bastantebajos en verano y elevados en invierno. Con ello se observa un clima relativamente seco en verano coincidiendo con el mayor de horas, mientras que en invierno la climatología es bastante húmeda, lo que coincide con el mayor número de días lluviosos del año.

1.4 Análisis psicrométrico

Los diagramas de Givoni muestran, dependiendo básicamente de la temperatura y la humedad exterior, la climatología de la zona y nos pueden ayudar a dirigir el diseño deledificio potenciando una u otra técnica de acondicionamiento, teniendo como fin laoptimización del grado de confort interior a lo largo del año.

A continuación se muestra el diagrama de Givoni para todos los meses del año,separados por estaciones.

55

Dia

gram

a G

ivon

i Các

eres

40%

50%

30%

20%

10%

60%

70%

80%

90%

100%

h=20

h=40

h=60

h=80

h=10

0

0.00

00

0.00

20

0.00

40

0.00

60

0.00

80

0.01

00

0.01

20

0.01

40

0.01

60

0.01

80

0.02

00

0.02

20

0.02

40

0.02

60

0.02

80

0.03

00

05

1015

2025

3035

4045

50Tª

bul

bo s

eco

(ºC

)

Ratio Humedad (kg agua/kg aire)

Ene

roFe

brer

oM

arzo

Abril

May

oJu

nio

Julio

Agos

toSe

ptie

mbr

eO

ctub

reN

ovie

mbr

eD

icie

mbr

e

56

““EESSTTUUDDIIOO CCLLIIMMÁÁTTIICCOO DDEE CCÁÁCCEERREESS””

Silvia Soutullo, Cristina San Juan, Ricardo Enriquez

Madrid, Agosto de 2009

7.2. Estudio de SoleamientoAlejandro Bosqued Navarro

Madrid, Agosto 2009

57

1 Introducción

La importancia de la realización de un estudio de soleamiento del entorno inmediatode un edificio, reside en la necesidad de conocer los obstáculos que se puedeninterponer en la incidencia de la radiación solar sobre una fachada determinada, asícomo el número de horas de radiación solar por fachada y cubierta, en una serie dedías críticos al año, para de esta manera poder definir las estrategias necesarias parael máximo aprovechamiento o la máxima protección de la radiación solar en función de la época del año.

2 Objetivo

Conocer de que manera afectan las construcciones existentes en las parcelascolindantes, así como recomendar las dimensiones máximas de altura de las futurasconstrucciones que puedan hacerse en las parcelas desocupadas para evitar laobstrucción solar en cualquier época del año.

Estos datos permiten el diseño de protecciones solares fijas para permitir la captaciónsolar en épocas frías y evitarla en épocas cálidas.

3 Estudio solar

Para realizar este estudio solar, se ha empleado un software que permite la obtención de cartas solares, para una ubicación determinada y una volumetría definida.

El software ofrece la posibilidad de tener cartas solares diarias o anuales, conresultados estáticos (un día a una hora determinada) o dinámicos (animaciones diarias o anuales con el incremento de tiempo definido por el usuario).

Estas cartas solares permiten la definición gráfica de las sombras proyectadas por lasedificaciones sobre el terreno y/u otras edificaciones.

El software empleado para el estudio solar es Autodesk Ecotect Analysis 2010,utilizando el archivo de datos climáticos y de ubicación del U.S. Department of Energy, Cáceres.wea de EnergyPlus Wheather Data File. Localización 39,5º N 6,3ºW, usohorario GMT +1 con actualización de horario de verano.

En todos los casos se ha empleado el horario oficial y no el solar.

4 Casos de estudio

Se estudian los días clave de radiación solar de un año, que son el solsticio deinvierno (menor ángulo de incidencia solar, más horizontal y por tanto máximaextensión de la sombra), el solsticio de verano (mayor ángulo de incidencia solar, más perpendicular al plano del terreno y por tanto mínima extensión de la sombra) y losequinoccios de otoño y primavera por ser indicativos de las épocas de entretiempo enlas cuales puede interesar establecer estrategias de verano o inviernorespectivamente.

58

4.1 21 diciembre – Solsticio de Invierno.

Orto – 08:50h

59

Zénit – 13:15h

60

Ocaso – 17:55h

61

Con las construcciones existentes actualmente:

Desde las 08:50h hasta las 09:28h está sombreada la fachada sur de la viviendaoeste.

Sombras arrojadas a las 09:28h

62

A partir de las 17:43h la fachada sur de la vivienda este queda sombreada hasta elocaso (12 min).

Sombras arrojadas a las 17:43h

63

Las nuevas construcciones en las parcelas libres existentes al sur de la parcela objetode estudio, no podrán superar en ningún caso 15m de altura máxima para el casonormativo de retranqueo de frente de fachada de 10m, ni 10m de altura máxima en elcaso de retranqueo de frente de fachada de 5m, para evitar el sombreamiento de lafachada sur de las construcciones de referencia y experimental del proyecto EDEA.

Proyecciones de sombras cada 30 minutos desde el orto hasta el ocaso

64

4.2 21 de junio – Solsticio de Verano.

Orto – 07:06h

65

Zénit – 14:30h

66

Ocaso – 21:46h

67

El soleamiento de la fachada sur, y por tanto la necesidad de su sombreamiento,comienza a las 10:35h y termina a las 18:20, en ambos casos con un ángulo deincidencia casi perpendicular al plano de cubierta.

Inicio radiación fachada sur 10:35h

Fin radiación fachada sur 18:20h

68

Proyecciones de sombras cada 30 minutos desde el orto hasta el ocaso

69

4.3 21 de marzo – Equinoccio de Primavera.

Orto – 07:36h

70

Zénit – 13:30h

71

Ocaso – 19:28h

A partir de esta fecha conviene tener en cuenta, de acuerdo al estudio climático lanecesidad de sombrear las fachadas sur en las horas de mayor radiación solar. Apartir de las 12-13h hasta las 17-18h.

72

Proyecciones de sombras cada 30 minutos desde el orto hasta el ocaso

73

4.4 21 de septiembre – Equinoccio de Otoño.

Orto – 08:18h

74

Zénit – 14:15h

75

Ocaso – 20:18h

A partir de esta fecha conviene permitir el paso de la radiación solar en las fachadassur el máximo tiempo posible.

76

Proyecciones de sombras cada 30 minutos desde el orto hasta el ocaso.

77

5 Conclusiones

5.1 InviernoPara el periodo de invierno, habrá que asegurar la posibilidad de obtener radiaciónsolar directa en la fachada sur desde el 21 de diciembre, teniendo en cuenta que elmáximo de horas de radiación diaria sobre dicha fachada será de 6:15hexactamente de 09:28h a 17:43h, periodo en el que ambas viviendas tienenasegurada la radiación.

Hay que recordar siempre, que para que esta situación permanezca en el tiempo,hay que exigir que las futuras construcciones en las parcelas libres, no superen los10m de altura en caso de acogerse al retranqueo de 5 metros que permite lanormativa, o no superar los 15 m de altura, en caso de acogerse al retranqueo de10m que permite la normativa.

5.2 VeranoEn el caso del periodo de verano, habrá que tomar las medidas necesarias, tanto en cubierta como en fachada sur, para protegerse de la radiación solar desde el 21 dejunio las casi 8 horas de radiación de 10:35 a 18:20h

5.3 Primavera y OtoñoDurante la primavera y el otoño, se recomienda que exista la posibilidad mixta deaprovechar o protegerse de la radiación solar, en función de las condicionesclimáticas del día y de la franja horaria. El número de horas de radiación solar enfachada sur a partir del 21 de marzo y del 21 de septiembre es de un máximo de 12 horas diarias, empezando a decrecer a partir de esos días hasta los solsticios.

78

8. Simulaciones

79

““EESSTTUUDDIIOO CCLLIIMMÁÁTTIICCOO DDEE CCÁÁCCEERREESS””

Silvia Soutullo, Cristina San Juan, Ricardo Enriquez

Madrid, Agosto de 2009

8.1. Simulaciones realizadas sobre el edificio Edea

Silvia Soutullo, Cristina San Juan, Ricardo Enrique

Madrid, febrero 2010

80

1 Introducción

El análisis energético de un edificio se puede realizar de forma previa a la construcción del mismo mediante diferentes softwares de simulación. Un modelo de simulación es una representación abstracta de un sistema real que permite predecir el comportamiento energético de un diseño determinado. La simulación permite valorar, desde un punto de vista energético, las diferentes posibilidades constructivas del edificio bajodeterminadas condiciones climáticas. Gracias a lo cual, se puede evaluar el ahorro energético que supone cada estrategia de aprovechamiento de la energía solar, en particular.

En la evaluación teórica del edificio EDEA se ha realizado con el programa de simulación energética de sistemas TRNSYS (Transient Energy System SimulationTool). Este software, estructurado modularmente, está especialmente diseñado para la simulación térmica de edificios así como de sistemas solares activos.

2 Objetivo

El objetivo del proyecto EDEA es el desarrollo de una metodología de diseño yconstrucción de vivienda social en Extremadura, de forma que se obtengan viviendas con elevados criterios de sostenibilidad que incluyan una mejora tanto en la calidad de la edificación como en el comportamiento energético.

Para ello se partirá del diseño y construcción de dos viviendas-demostradores con una tipología similar a las viviendas fomentadas por la Junta de Extremadura. Ambas viviendas demostradores serán construidas inicialmente con las mismas características, materiales y orientación. Posteriormente, sobre una de los demostradores-viviendas se probarán distintas medidas de sostenibilidad, eficiencia energética e integración de energías renovables. Esto posibilitará la comparación del comportamiento de ambas viviendas (la patrón y la modificada) de modo que se pueda evaluar la mejora en el comportamiento energético producido por cada estrategia

3 Descripción del edificio

Los demostradores-vivienda (ver figura 1), ubicados en la ciudad de Cáceres, sedestinarán a la realización de ensayos y pruebas dirigidos a obtener datosexperimentales sobre la eficiencia energética del mismo y la influencia que pueda tener la integración de ciertas estrategias bioclimáticas.

81

Figura 1. Los dos demostradores-vivienda del proyecto EDEA

El diseño de cada demostrador es similar al de una vivienda que corresponde con el programa y superficie tipo de protección oficial. Dado que el diseño es de vivienda adosada, se proyecta un edificio cuyos testeros son ciegos, abriendo huecos solo en las orientaciones norte-sur.

El edificio consta de plantas semisótano, baja, primera y cubierta (ver figuras 2 y 3). En la edificación bajo rasante se sitúa el local con tipología de garaje, cuarto deinstalaciones y vestíbulo de acceso a planta baja. En planta baja de se sitúa el acceso,escalera de acceso a garaje y a planta primera, cocina, un aseo y el salón-comedor. En la planta primera se sitúan tres locales con tipología de dormitorio y uno con tipología de baño principal, así como la escalera que accede desde la planta baja y a la planta de cubierta. Sobre la planta primera se sitúa la cubierta plana y el casetón de la escalera.

Figura 2. Fachadas norte edificio EDEA. Figura 3. Fachadas sur edificio EDEA.

82

4 Simulaciones paramétricas mediante el software TRNSYSdel proyecto EDEA

A continuación se describen los trabajos de simulación del comportamiento energético del edificio EDEA llevados a cabo por la UiE3 del CIEMAT. El objetivo de dichas simulaciones consiste, principalmente, en proporcionar un apoyo al diseñador, de formaque éste pueda conocer a qué parámetros es más sensible el comportamiento energético del edificio. Con esa información en la mano podrá, entonces, tomar las decisiones necesarias para optimizar el comportamiento energético del edificio al tiempo que serespeten otros condicionantes.

Se ha utilizado como variable de entrada al programa la base

4.1 Descripción de las simulaciones.

Para este caso, se ha optado por una simulación modular con el software de simulaciónTRNSYS 16.1.

Como aproximaciones generales al modelo se pueden destacar las siguientes:

a) Definición de diez zonas térmicas acopladas dinámicamente (Figuras 4 y 5):

Planta baja: dos zonas de viviendas orientadas a norte y sur respectivamente,además de la escalera. Planta primera: dos zonas de viviendas orientadas a norte y sur

respectivamente, además de la escalera. Sótano: una zona en contacto directo con el terreno y la escalera. Una zona de semisótano orientada al sur. La escalera hacia el casetón.

83

PB Norte

PB Sur

PBEscaleras

P1 Norte

P1 Sur

P1 Escaleras

Figura 4. Zonificación planta baja del edificio EDEA Figura 5. Zonificación planta primera del edificio EDEA

b) La composición de los cerramientos. Se diseñan los cerramientos según la información proporcionada por la Junta de Extremadura y presentados en la ssiguientes tablas (tablas 1, 2 y 3).

Cerramiento Hoja Exterior Intermedio1

Intermedio2

Hojainterior

Intermedio3

Acabadointerior

Acabadoespecial

Fachada E-WADIABÁTICA

PanelFibrocementoVIROC e=1cm

Cámara de aire

e=15cm

BloqueXPS

e=40cm

1/2 pie de ladrillo

cerámicoe=11,5cm

Cámara de aire e=5cm

Placa de Cartón yeso

e=1,3cm

Si Baño -alicatadoe=1,5cm

Fachada N-S1/2 pie de

ladrillo cara vista e=11,5cm

enfoscadode mortero

decementohidrófugo

e=2cm

aislamientolana de

roca e=5cm

cámara de aire e=5cm

Placa de Cartón Yeso

e=1,3cm

Placa de Cartón Yeso

e=1,3cm

Tabla 1. Definición de cerramientos proporcionados por la Junta de Extremadura.

84

Muros Semisótano HojaExterior

Intermedio1

Intermedio2 Forjado Terreno

E-W ADIABÁTICADoble Placa Cartón Yeso e=1,3+1,3cm

cámara de aire e=5cm

Murohormigónarmadoe=30cm

BloqueXPS

e=40cmTerreno

N-SDoble Placa Cartón Yeso e=1,3+1,3cm

aislamientolana de

rocae=5cm

Murohormigónarmadoe=30cm

Terreno

Tabla 2. Definición de muros semisótanos proporcionados por la Junta de Extremadura.

Forjados Acabadosuperior

Intermedio1

Intermedio2

Intermedio3 Forjado Acabado

inferior Terreno

ForjadoGres

cerámicoe=3cm

Recrecidode mortero

decementoe=8cm

aislamientolana roca e=3cm

Hormigonarmado

conbovedillacerámicae=30cm

enlucido de yeso e=2cm

SoleraHormigón

pulidoe=4,cm

Recrecidode mortero

decementoe=10cm

Hormigónen masa

conmallazometálicoe=20cm

encachado de grava e=28cm Terreno

CubiertaCapa de

gravae=8cm

aislamientoXPS

e=5cm

mortero de cementoe=6cm

Formaciónde

pendientescon

hormigónaligeradoe=15cm

Forjado de HormigónArmado

conbovedillacerámicae=45cm

enlucido de yeso e=2cm

Tabla 3. Definición de forjados proporcionados por la Junta de Extremadura.

c) Se analiza el edificio sin cargas internas de personas, equipos eléctricos o equipos de iluminación.

d) Se calcula la demanda del edificio cuando se rebasan las temperaturas de consigna establecidas para verano e invierno, 21ºC para invierno y 26ºC para verano.

En primer lugar se ejecuta una simulación del denominado caso base, que servirá de referencia con respecto a la que se calculará el ahorro producido por la introducción sucesiva de cada una de las estrategias bioclimáticas.

Acto seguido se ejecutan las simulaciones paramétricas con cada una de las variaciones consideradas de interés para la optimización del comportamiento energético del edificio. En este caso se variará solamente un parámetro en cada batería de simulaciones (análisis de sensibilidad uniparamétrico) y se obtiene un resultado energético anual, tanto en concepto de calefacción como de refrigeración como de demanda energética global, a comparar con el resultante del caso base.

85

a) Variación del tipo de Aislamiento en fachadas. Lana de roca. Poliuretano. Poliestireno expandido.

b) Fachada convencional. Espesor de aislamiento en fachada sur y norte: 3cm, 6cm, 9cm, 12cm,

15cm, 18cm. Espesor ladrillo en fachada sur y norte: 1 pie, ½ pie.

c) Fachada ventilada. Espesor de aislamiento en fachada sur y norte: 3cm, 6cm, 9cm, 12cm,

15cm, 18cm. Espesor ladrillo en fachada sur y norte: 1 pie ½ pie.

d) Solera y forjados. Espesor de aislamiento en forjado: 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm, 14cm,

16cm.

e) Cubiertas planas. Espesor de aislamiento en cubierta: 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm,

14cm, 16cm.

f) Cubiertas ventiladas. Espesor de aislamiento en cubierta: 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm,

14cm, 16cm.

g) Cubiertas inclinadas. No se ha podido simular esta opción porque, a pesar de pedir los datos

constructivos en numerosas ocasiones, a fecha de finalización de esteinforme aún no se ha facilitado la información.

h) Huecos acristalados. Tipo de ventana: vidrio Doble 4/8/4 (U=3.25, g=0.76), vidrio Doble

Bajo Emisivo 4/8/4 (U=2.48, g=0.762). Porcentaje de huecos a norte y sur: 20%, 40%, 60%, 80%.

i) Sombreamientos. Porcentaje del factor de sombra a sur: 0%, 40%, 80%. Sombreamiento cubierta.

j) Giro del edificio Giro del azimut del edificio: 0º, 45º, 90º, 135º, 225º, 270º, 315º.

k) Ventilación.

Finalmente, se realiza una batería de simulaciones acopladas para la variación de todaslas variables consideradas de interés. Dichas variaciones se enumeran a continuación:

a) Variación del tipo de Aislamiento en fachadas. Lana de roca. Poliuretano. Poliestireno expandido.

b) Fachada convencional. Espesor de aislamiento en fachada sur y norte: 3cm, 6cm, 9cm, 12cm,

15cm, 18cm. Espesor ladrillo en fachada sur y norte: 1 pie, ½ pie.

c) Fachada ventilada. Espesor de aislamiento en fachada sur y norte: 3cm, 6cm, 9cm, 12cm,

15cm, 18cm. Espesor ladrillo en fachada sur y norte: 1 pie ½ pie.

d) Solera y forjados. Espesor de aislamiento en forjado: 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm, 14cm,

16cm.

e) Cubiertas planas. Espesor de aislamiento en cubierta: 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm,

14cm, 16cm.

f) Cubiertas ventiladas. Espesor de aislamiento en cubierta: 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm,

14cm, 16cm.

g) Cubiertas inclinadas. No se ha podido simular esta opción porque, a pesar de pedir los datos

constructivos en numerosas ocasiones, a fecha de finalización de esteinforme aún no se ha facilitado la información.

h) Huecos acristalados. Tipo de ventana: vidrio Doble 4/8/4 (U=3.25, g=0.76), vidrio Doble

Bajo Emisivo 4/8/4 (U=2.48, g=0.762). Porcentaje de huecos a norte y sur: 20%, 40%, 60%, 80%.

i) Sombreamientos. Porcentaje del factor de sombra a sur: 0%, 40%, 80%. Sombreamiento cubierta.

j) Giro del edificio Giro del azimut del edificio: 0º, 45º, 90º, 135º, 225º, 270º, 315º.

k) Ventilación.

Finalmente, se realiza una batería de simulaciones acopladas para la variación de todaslas variables consideradas de interés. Dichas variaciones se enumeran a continuación:

a) Variación del tipo de Aislamiento en fachadas. Lana de roca. Poliuretano. Poliestireno expandido.

b) Fachada convencional. Espesor de aislamiento en fachada sur y norte: 3cm, 6cm, 9cm, 12cm,

15cm, 18cm. Espesor ladrillo en fachada sur y norte: 1 pie, ½ pie.

c) Fachada ventilada. Espesor de aislamiento en fachada sur y norte: 3cm, 6cm, 9cm, 12cm,

15cm, 18cm. Espesor ladrillo en fachada sur y norte: 1 pie ½ pie.

d) Solera y forjados. Espesor de aislamiento en forjado: 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm, 14cm,

16cm.

e) Cubiertas planas. Espesor de aislamiento en cubierta: 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm,

14cm, 16cm.

f) Cubiertas ventiladas. Espesor de aislamiento en cubierta: 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm,

14cm, 16cm.

g) Cubiertas inclinadas. No se ha podido simular esta opción porque, a pesar de pedir los datos

constructivos en numerosas ocasiones, a fecha de finalización de esteinforme aún no se ha facilitado la información.

h) Huecos acristalados. Tipo de ventana: vidrio Doble 4/8/4 (U=3.25, g=0.76), vidrio Doble

Bajo Emisivo 4/8/4 (U=2.48, g=0.762). Porcentaje de huecos a norte y sur: 20%, 40%, 60%, 80%.

i) Sombreamientos. Porcentaje del factor de sombra a sur: 0%, 40%, 80%. Sombreamiento cubierta.

j) Giro del edificio Giro del azimut del edificio: 0º, 45º, 90º, 135º, 225º, 270º, 315º.

k) Ventilación.

Finalmente, se realiza una batería de simulaciones acopladas para la variación de todaslas variables consideradas de interés. Dichas variaciones se enumeran a continuación:

a) Variación del tipo de Aislamiento en fachadas. Lana de roca. Poliuretano. Poliestireno expandido.

b) Fachada convencional. Espesor de aislamiento en fachada sur y norte: 3cm, 6cm, 9cm, 12cm,

15cm, 18cm. Espesor ladrillo en fachada sur y norte: 1 pie, ½ pie.

c) Fachada ventilada. Espesor de aislamiento en fachada sur y norte: 3cm, 6cm, 9cm, 12cm,

15cm, 18cm. Espesor ladrillo en fachada sur y norte: 1 pie ½ pie.

d) Solera y forjados. Espesor de aislamiento en forjado: 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm, 14cm,

16cm.

e) Cubiertas planas. Espesor de aislamiento en cubierta: 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm,

14cm, 16cm.

f) Cubiertas ventiladas. Espesor de aislamiento en cubierta: 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm,

14cm, 16cm.

g) Cubiertas inclinadas. No se ha podido simular esta opción porque, a pesar de pedir los datos

constructivos en numerosas ocasiones, a fecha de finalización de esteinforme aún no se ha facilitado la información.

h) Huecos acristalados. Tipo de ventana: vidrio Doble 4/8/4 (U=3.25, g=0.76), vidrio Doble

Bajo Emisivo 4/8/4 (U=2.48, g=0.762). Porcentaje de huecos a norte y sur: 20%, 40%, 60%, 80%.

i) Sombreamientos. Porcentaje del factor de sombra a sur: 0%, 40%, 80%. Sombreamiento cubierta.

j) Giro del edificio Giro del azimut del edificio: 0º, 45º, 90º, 135º, 225º, 270º, 315º.

k) Ventilación.

Finalmente, se realiza una batería de simulaciones acopladas para la variación de todaslas variables consideradas de interés. Dichas variaciones se enumeran a continuación:

a) Variación del tipo de Aislamiento en fachadas. Lana de roca. Poliuretano. Poliestireno expandido.

b) Fachada convencional. Espesor de aislamiento en fachada sur y norte: 3cm, 6cm, 9cm, 12cm,

15cm, 18cm. Espesor ladrillo en fachada sur y norte: 1 pie, ½ pie.

c) Fachada ventilada. Espesor de aislamiento en fachada sur y norte: 3cm, 6cm, 9cm, 12cm,

15cm, 18cm. Espesor ladrillo en fachada sur y norte: 1 pie ½ pie.

d) Solera y forjados. Espesor de aislamiento en forjado: 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm, 14cm,

16cm.

e) Cubiertas planas. Espesor de aislamiento en cubierta: 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm,

14cm, 16cm.

f) Cubiertas ventiladas. Espesor de aislamiento en cubierta: 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm,

14cm, 16cm.

g) Cubiertas inclinadas. No se ha podido simular esta opción porque, a pesar de pedir los datos

constructivos en numerosas ocasiones, a fecha de finalización de esteinforme aún no se ha facilitado la información.

h) Huecos acristalados. Tipo de ventana: vidrio Doble 4/8/4 (U=3.25, g=0.76), vidrio Doble

Bajo Emisivo 4/8/4 (U=2.48, g=0.762). Porcentaje de huecos a norte y sur: 20%, 40%, 60%, 80%.

i) Sombreamientos. Porcentaje del factor de sombra a sur: 0%, 40%, 80%. Sombreamiento cubierta.

j) Giro del edificio Giro del azimut del edificio: 0º, 45º, 90º, 135º, 225º, 270º, 315º.

k) Ventilación.

Finalmente, se realiza una batería de simulaciones acopladas para la variación de todaslas variables consideradas de interés. Dichas variaciones se enumeran a continuación:

a) Variación del tipo de Aislamiento en fachadas. Lana de roca. Poliuretano. Poliestireno expandido.

b) Fachada convencional. Espesor de aislamiento en fachada sur y norte: 3cm, 6cm, 9cm, 12cm,

15cm, 18cm. Espesor ladrillo en fachada sur y norte: 1 pie, ½ pie.

c) Fachada ventilada. Espesor de aislamiento en fachada sur y norte: 3cm, 6cm, 9cm, 12cm,

15cm, 18cm. Espesor ladrillo en fachada sur y norte: 1 pie ½ pie.

d) Solera y forjados. Espesor de aislamiento en forjado: 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm, 14cm,

16cm.

e) Cubiertas planas. Espesor de aislamiento en cubierta: 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm,

14cm, 16cm.

f) Cubiertas ventiladas. Espesor de aislamiento en cubierta: 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm,

14cm, 16cm.

g) Cubiertas inclinadas. No se ha podido simular esta opción porque, a pesar de pedir los datos

constructivos en numerosas ocasiones, a fecha de finalización de esteinforme aún no se ha facilitado la información.

h) Huecos acristalados. Tipo de ventana: vidrio Doble 4/8/4 (U=3.25, g=0.76), vidrio Doble

Bajo Emisivo 4/8/4 (U=2.48, g=0.762). Porcentaje de huecos a norte y sur: 20%, 40%, 60%, 80%.

i) Sombreamientos. Porcentaje del factor de sombra a sur: 0%, 40%, 80%. Sombreamiento cubierta.

j) Giro del edificio Giro del azimut del edificio: 0º, 45º, 90º, 135º, 225º, 270º, 315º.

k) Ventilación.

Finalmente, se realiza una batería de simulaciones acopladas para la variación de todaslas variables consideradas de interés. Dichas variaciones se enumeran a continuación:

a) Variación del tipo de Aislamiento en fachadas. Lana de roca. Poliuretano. Poliestireno expandido.

b) Fachada convencional. Espesor de aislamiento en fachada sur y norte: 3cm, 6cm, 9cm, 12cm,

15cm, 18cm. Espesor ladrillo en fachada sur y norte: 1 pie, ½ pie.

c) Fachada ventilada. Espesor de aislamiento en fachada sur y norte: 3cm, 6cm, 9cm, 12cm,

15cm, 18cm. Espesor ladrillo en fachada sur y norte: 1 pie ½ pie.

d) Solera y forjados. Espesor de aislamiento en forjado: 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm, 14cm,

16cm.

e) Cubiertas planas. Espesor de aislamiento en cubierta: 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm,

14cm, 16cm.

f) Cubiertas ventiladas. Espesor de aislamiento en cubierta: 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm,

14cm, 16cm.

g) Cubiertas inclinadas. No se ha podido simular esta opción porque, a pesar de pedir los datos

constructivos en numerosas ocasiones, a fecha de finalización de esteinforme aún no se ha facilitado la información.

h) Huecos acristalados. Tipo de ventana: vidrio Doble 4/8/4 (U=3.25, g=0.76), vidrio Doble

Bajo Emisivo 4/8/4 (U=2.48, g=0.762). Porcentaje de huecos a norte y sur: 20%, 40%, 60%, 80%.

i) Sombreamientos. Porcentaje del factor de sombra a sur: 0%, 40%, 80%. Sombreamiento cubierta.

j) Giro del edificio Giro del azimut del edificio: 0º, 45º, 90º, 135º, 225º, 270º, 315º.

k) Ventilación.

Finalmente, se realiza una batería de simulaciones acopladas para la variación de todaslas variables consideradas de interés. Dichas variaciones se enumeran a continuación:

86

a) Tipo aislamiento y espesor del aislamiento en fachadas convencionales.

b) Espesor del aislamiento y del ladrillo en fachadas convencionales.

c) Espesor del ais lamiento y del ladrillo en fachadas ventiladas.

d) Espesor y tipo de aislamiento en cubierta.

e) Porcentaje de hueco, tipo de vidrio y espesor de aislamiento en fachadas convencionales

El total de simulaciones paramétricas en este caso es de 25.000, de las que se puede extraer información sobre la influencia en el comportamiento energético del edificio de la variación de varios parámetros simultáneamente (análisis de sensibilidadmultiparamétrico). Dado el ingente número de simulaciones, éstas se han realizadomediante el acoplo del software GenOpt al programa de simulación dinámica TRNSYS.

Figura 6. Modelo de TRNSYS 16.1 para la simulación del proyecto EDEA

4.2 Resultados para el caso base

El caso base al que se referenciarán los análisis de sensibilidad consta de los siguientes parámetros:

Temperatura de consigna de calefacción: 21º CTemperatura de consigna de refrigeración: 26º CEspesor de aislamiento en fachada sur: 5 cmEspesor de aislamiento en fachada norte: 5 cmEspesor de aislamiento en cubierta: 5 cmEspesor de aislamiento en forjado: 3 cmPorcentaje de hueco en fachada sur: 35 %

87

Porcentaje de hueco en fachada norte: 25 %Azimut de la fachada sur: 0º (sur perfecto)Tipo de vidrio: Doble Claro 4/8/4 U=3.25 g=0.76

En la figura 7 se presentan los resultados para la demanda energética en concepto de calefacción. Se pueden observar máximos de la dema nda en valores cercanos a los 26 W/m2. Se puede comprobar, además, que la demanda de energía en concepto decalefacción para el periodo estival es nula.

Demanda calefacción. Caso base

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

Hora del año

Ener

gia

(kW

h/m

2 )

Figura 7. Demanda de calefacción para el caso base de Edea en función de la hora del año.

A continuación, en la figura 8 se presenta la demanda energética en concepto de refrigeración. Se pueden observar el máximo de dicha demanda en un valor cercano a los 24 W/m2. Se puede comprobar, además, que la demanda de energía en concepto de refrigeración para el periodo invernal es muy pequeña.

88

Demanda refrigeración. Caso base

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

Hora del año

Ener

gia

(kW

h/m

2 )

Figura 8. Demanda de refrigeración para el caso base de Edea en función de la hora del año.

Asimismo, se puede realizar la suma de toda la energía a lo largo del año para obtener una media de la demanda por metro cuadrado y año, valor de referencia con el que se compararán las diferentes variaciones en los parámetros. En el caso base, que es el que nos ocupa, estos valores son los que se enumeran a continuación.

Demanda total de calefacción integrada: 46.78 kWh/m2 añoDemanda total de refrigeración integrada: 19.59 kWh/m2 añoDemanda total de energía integrada: 66.37 kWh/m2 año

La demanda obtenida para calefacción es casi el doble que la alcanzada pararefrigeración. Este efecto se explica teniendo en cuenta las variables meteorológicas de la zona climática donde se ubica el edificio, así como de la mayor duración del periodode calefacción frente al de refrigeración.

4.3 Análisis de sensibilidad uniparamétrico

A continuación se muestran los resultados de los análisis de sensibilidaduniparamétricos realizados en el edificio. Estos análisis se realizan con el objetivo de cuantificar el efecto que tendría sobre el comportamiento energético la variación de algunos elementos considerados de interés –en un sentido bioclimático-, partiendo desde el caso base inicial definido en el apartado anterior.

En concreto, para estos análisis se han seleccionado variaciones en el espesor de aislamiento en fachada sur, espesor de aislamiento en fachada norte, espesor deaislamiento en forjado, espesor de aislamiento en cubierta, porcentaje de hueco a sur, porcentaje de hueco a norte, el tipo de vidrio, el porcentaje del factor de sombra a sur, el sombreamiento de la cubierta, el giro del edificio y la ventilación natural.

89

Las temperaturas de consigna serán, para todos los casos, 21-26ºC. Se hacen las mismas suposiciones para el horario, ya que al ser una vivienda tiene un uso continuo a lo largo de todo el día.

Los resultados obtenidos en las simulaciones son las demandas anuales integradas requeridas por el edificio tanto para calefacción como para refrigeración. Los valores totales de consumo de energía deberían calcularse a partir de la demanda obtenida y laeficiencia de los sistemas de acondicionamiento.

Los resultados para cada uno de los parámetros se resumen en las subseccionessiguientes.

4.3.1 Variación del tipo de aislamiento en fachada

Los parámetros usados como variables de entrada en esta batería de simulaciones son los siguientes:

Temperatura de consigna de calefacción: 21º C. Temperatura de consigna de refrigeración: 26º C. Espesor de aislamiento en fachada sur: 5cm. Espesor de aislamiento en fachada norte: 5 cm Espesor de aislamiento en cubierta: 5 cm Espesor de aislamiento en forjado: 3 cm Porcentaje de hueco en fachada sur: 35 % Porcentaje de hueco en fachada norte: 25 % Azimut de la fachada sur: 0º (sur perfecto) Tipo de vidrio: Doble Claro 4/8/4 U=3.25 g=0.76

La figura 9 presenta los valores obtenidos de energía total frente a la variación del tipo de aislamiento. Se han simulado tres familias de aislamiento: poliestireno expandido, poliuretano y lana de roca, con diferentes valores de conductividad para cada tipo de aislamiento según la base de datos de materiales del CTE (ver Tabla 4). En esta figura se observa que a medida que aumenta el valor de conductividad aumenta la demandatotal de energía hasta 3.5 kWh/m2año. Las curvas resultantes de las tres familias de aislantes muestran que para un mismo espesor de aislamiento, las mayoresreducciones energéticas se obtienen cuanto más bajo sea el valor de conductividad del material. En el caso concreto de este estudio, los mejores resultados se obtienen para el poliuretano, seguido por la lana de roca y por el poliestireno expandido.

90

Material aislante Densidad(kg/m3)

Capacidadtérmica(J/kgK)

Conductividad(kJ/hmK)

Tipo VII 35 1500 0.122Tipo IV 30 1500 0.133Poliestireno

expandido Tipo III 15 1500 0.144Conformado Clase D 50 1800 0.1Conformado Clase F 50 1800 0.111

Poliuretano Proyectado Tipo II 12 1800 0.144Lana minera MW 30 50 1000 0.108Lana minera MW 33 50 1000 0.119Lana minera MW 35 50 1000 0.126Lana minera MW 38 50 1000 0.137

Lana Roca Lana minera MW 41 50 1000 0.148

Variación tipo de aislamiento en el Caso Base

0.1

0.1110.108

0.118

0.138

0.133

0.122

0.144

0.128

0.148

65.0

65.5

66.0

66.5

67.0

67.5

68.0

68.5

69.0

0.1 0.105 0.11 0.115 0.12 0.125 0.13 0.135 0.14 0.145 0.15

Conductividad (kJ/hmK)

Ener

gía

Tota

l ( k

Wh/

m2 )

XPS PUR LR

Figura 9. Variación del tipo de aislamiento para el caso base del EDEA.

4.3.2 Influencia del espesor de aislamiento en fachada

Se han realizado dos baterías de simulaciones, una para analizar la influencia que el espesor del aislamiento tiene sobre una fachada orientada al sur y otra batería para una fachada orientada al norte.

Los parámetros usados como variables de entrada para la batería de simulaciones de la fachada sur, son los siguientes:

Temperatura de consigna de calefacción: 21º C. Temperatura de consigna de refrigeración: 26º C. Espesor de aislamiento en fachada sur: 3cm, 5.4cm, 7.8cm, 10.2 m, 12.6cm, 15cm.

91

Espesor de aislamiento en fachada norte: 5.4 cm Espesor masa inercial en fachada sur: 0.115cm. Espesor masa inercial en fachada norte: 0.115cm. Opacidad en fachada sur: 60 % Opacidad en fachada norte: 80 % Azimut de la fachada sur: 0º (sur perfecto) Tipo de vidrio: Doble Claro 4/8/4 U=3.25 g=0.76

En la figura 10 se resumen los valores obtenidos para las simulaciones que analizan la sensibilidad del cerramiento a la variación del espesor del aislamiento en la fachada sur. En esta gráfica se representan los ahorros energéticos producidos en calefacción, refrigeración y en la demanda total. A medida que aumenta el espesor delaislamiento en la fachada norte con respecto al especificado en el caso base, seincrementa el ahorro energético obtenido. Para un aislamiento de 15cm seobtienen valores ligeramente superiores al 2% en la demanda total de energía con respecto al valor inicial de 5cm de aislamiento a sur.

Caso base. Sensibilidad al espesor del aislamiento en fachada sur.

-2

-1

0

1

2

3

0.03 0.054 0.078 0.102 0.126 0.15

Espesor aislamiento a sur (m)

Porc

enta

je d

e ah

orro

(%)

ahorro ref (%) ahorro cal (%) ahorro total (%)

Figura 10. Análisis de la sensibilidad del edificio a variaciones en el espesor del aislamiento en la fachada sur.

Los parámetros introducidos para la batería de simulaciones de la fachada norte son los siguientes:

Temperatura de consigna de calefacción: 21º C. Temperatura de consigna de refrigeración: 26º C. Espesor de aislamiento en fachada sur: 5.4 cm Espesor de aislamiento en fachada norte: 3cm, 5.4cm, 7.8cm, 10.2 m, 12.6cm, 15cm. Espesor masa inercial en fachada sur: 0.115cm. Espesor masa inercial en fachada norte: 0.115cm. Opacidad en fachada sur: 60 % Opacidad en fachada norte: 80 % Azimut de la fachada sur: 0º (sur perfecto) Tipo de vidrio: Doble Claro 4/8/4 U=3.25 g=0.76

92

Los valores que analizan la sensibilidad del cerramiento norte a la variación del espesor del aislamiento, quedan reflejados en la figura 11. En esta gráfica se representan los ahorros energéticos producidos en calefacción, refrigeración y en la demanda total. Amedida que aumenta el espesor del aislamiento en la fachada norte se incrementa el ahorro energético obtenido. Para un aislamiento de 15 cm se obtienen valores próximos al 5% en la demanda total de energía con respecto al valor inicial de 5cm de aislamiento a norte.

Caso base. Sensibilidad al espesor de aislamiento en fachada norte

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

0.03 0.054 0.078 0.102 0.126 0.15

Espesor aislamiento a norte (m)

Porc

enta

je d

e ah

orro

(%)

ahorro ref (%) ahorro cal (%) ahorro total (%)

Figura 11. Análisis de la sensibilidad del edificio a variaciones en el espesor del aislamiento en la fachada norte.

Comparando ambas figuras, se observa una mayor influencia en la variación delaislamiento en la fachada norte que en la sur. Esto es debido a que el cerramiento norte, al estar en una orientación que no recibe radiación solar directa, presenta más pérdidas que la fachada sur.

4.3.3 Influencia del espesor del ladrillo en fachada

Se han realizado dos grupos de simulaciones, una para analizar la influencia que el espesor del ladrillo (1 pie o ½ pie) tiene sobre una fachada orientada al sur y otra bateríapara una fachada orientada al norte.

Los parámetros usados como variables de entrada en la batería de simulaciones de la fachada a sur, son los siguientes:

Temperatura de consigna de calefacción: 21º C. Temperatura de consigna de refrigeración: 26º C. Espesor de aislamiento en fachada sur: 5.4cm. Espesor de aislamiento en fachada norte: 5.4 cm Espesor masa inercial en fachada sur: 0.115cm, 0.23cm. Espesor masa inercial en fachada norte: 0.115cm. Opacidad en fachada sur: 60 %

93

Opacidad en fachada norte: 80 % Azimut de la fachada sur: 0º (sur perfecto) Tipo de vidrio: Doble Claro 4/8/4 U=3.25 g=0.76

En la figura 12 se resumen los valores obtenidos para las simulaciones que analizan la sensibilidad del cerramiento a la variación del espesor del ladrillo en la fachada sur. En esta gráfica se representan los ahorros energéticos producidos en calefacción,refrigeración y en la demanda total. El aumento del espesor del ladrillo de ½ pie a 1 pie en fachada sur, produce un ahorro energético anual inferior al 1%.

Sensibilidad al espesor de la masa en fachada sur.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

0.115 0.23

Espesor ladrillo (m)

Ener

gía

(kW

h/m

2 año)

ahorro ref (%) ahorro cal (%) ahorro total (%)

Figura 12. Análisis de la sensibilidad del edificio a variaciones en el espesor del ladrillo en la fachada sur.

Los parámetros usados como variables de entrada en la batería de simulaciones de la fachada orientada al norte, son los siguientes:

Temperatura de consigna de calefacción: 21º C. Temperatura de consigna de refrigeración: 26º C. Espesor de aislamiento en fachada sur: 5.4 cm. Espesor de aislamiento en fachada norte: 5.4 cm Espesor masa inercial en fachada sur: 0.115cm. Espesor masa inercial en fachada norte: 0.115cm, 0.23cm. Opacidad en fachada sur: 60 % Opacidad en fachada norte: 80 % Azimut de la fachada sur: 0º (sur perfecto) Tipo de vidrio: Doble Claro 4/8/4 U=3.25 g=0.76

Los valores que analizan la sensibilidad del cerramiento norte a la variación del espesor del ladrillo, quedan reflejados en la figura 13. En esta gráfica se representan los ahorros energéticos producidos en calefacción, refrigeración y en la demanda total. El aumento del espesor del ladrillo de ½ pie a 1 pie en fachada norte, produce un ahorro energético anual ligeramente superior al producido en la fachada sur aunque sigue siendo inferior al 1%.

94

Sensibilidad al espesor de la masa en fachada norte.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

0.115 0.23

Espesor ladrillo (m)

Ener

gía

(kW

h/m

2 año)

Qcool Qheat Qtot

Figura 13. Análisis de la sensibilidad del edificio a variaciones en el espesor del ladrillo en la fachada norte.

En ambas gráficas, se observa que la variación del espesor del ladrillo en las fachadas con respecto al caso base (1/2 pie) es mínimo en ambas orientaciones. Para estaclimatología, el aumento de masa térmica influye mucho menos que el aumento de aislamiento.

4.3.4 Influencia del tipo de aislamiento en fachada ventilada

Se han realizado dos grupos de simulaciones, una para analizar la influencia que el tipo y el espesor de aislamiento ejercen sobre una fachada ventilada orientada al sur y otra bateria para ver la influencia sobre una fachada ventilada orientada al norte.

Los parámetros usados como variables de entrada para la batería de simulaciones de la fachada ventilada a sur, son los siguientes:

Temperatura de consigna de calefacción: 21º C. Temperatura de consigna de refrigeración: 26º C. Espesor de aislamiento en fachada sur: 5.4cm, 7.8cm, 10.2 m, 12.6cm, 15cm. Espesor de aislamiento en fachada norte: 5.4 cm Espesor masa inercial en fachada sur: 0.115cm. Espesor masa inercial en fachada norte: 0.115cm. Opacidad en fachada sur: 60 % Opacidad en fachada norte: 80 % Azimut de la fachada sur: 0º (sur perfecto) Tipo de vidrio: Doble Claro 4/8/4 U=3.25 g=0.76

La figura 14 representa los valores obtenidos de energía total frente a la variación deltipo y el espesor de aislamiento, para una fachada ventilada orientada al sur. Se han simulado tres familias de materiales: poliestireno expandido, poliuretano y lana de roca, con 5 opciones de espesor para cada una de ellas. En esta figura se observa que a

95

medida que aumenta el espesor del aislante disminuye la demanda total de energía,alcanzando un máximo de 1.4 kWh/m2año. Cuando se incrementa el espesor hasta 10 cm, las reducciones obtenidas en la demanda total son mayores. Dependiendo del tipo de material escogido, poliuretano, poliestireno o lana de roca, se consiguen reducciones en las demandas energéticas de alrededor 0.6 kWh/m2año. A igualdad de espesores,cuando el cerramiento sur está formado por poliuretano como material aislante, se alcanzan reducciones energéticas mayores que con el poliestireno o la lana de roca. Sea cual sea el material elegido, a mayor espesor de aislamiento menor demandatotal de energía del edificio.

Variación del Aislamiento en fachada sur

58.0

58.5

59.0

59.5

60.0

60.5

61.0

61.5

0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16

Espesor (m)

Ener

gía

(kW

h/m

2 año)

LR PUR XPSFigura 14. Variación del tipo de aislamiento para una fachada ventilada a sur.

Los parámetros usados como variables de entrada para la batería de simulaciones de la fachada ventilada orientada al norte, son los siguientes:

Temperatura de consigna de calefacción: 21º C. Temperatura de consigna de refrigeración: 26º C. Espesor de aislamiento en fachada sur: 5.4cm. Espesor de aislamiento en fachada norte: 5.4 cm, 7.8cm, 10.2 m, 12.6cm, 15cm. Espesor masa inercial en fachada sur: 0.115cm. Espesor masa inercial en fachada norte: 0.115cm. Opacidad en fachada sur: 60 % Opacidad en fachada norte: 80 % Azimut de la fachada sur: 0º (sur perfecto) Tipo de vidrio: Doble Claro 4/8/4 U=3.25 g=0.76

La figura 15 representa los valores obtenidos de energía total frente a la variación deltipo y el espesor de aislamiento, para una fachada ventilada orientada al norte. Al igual que se ha hecho con la batería de simulaciones de la fachada sur, se han simulado tres familias de materiales: poliestireno expandido, poliuretano y lana de roca. Esta figuramuestra que a medida que aumenta el espesor del aislante disminuye la demanda total de energía, logrando un valor máximo de ahorro de 3 kWh/m2año. Cuando se reduce el espesor del aislamiento hasta los 10 cm, las reducciones obtenidas son mayores que las

96

alcanzadas para espesores más altos. Dependiendo del tipo de material escogido,poliuretano, poliestireno o lana de roca, se consiguen reducciones en las demandas energéticas de alrededor 0.6 kWh/m2año. A igualdad de espesores, cuando elcerramiento norte está formado por poliuretano como material aislante, sealcanzan reducciones energéticas mayores que con el poliestireno o la lana de roca. Sea cual sea el material elegido, a mayor espesor de aislamiento menor demandatotal de energía del edificio.

Variación del Aislamiento en fachada norte

56.5

57.0

57.5

58.0

58.5

59.0

59.5

60.0

60.5

61.0

61.5

0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16

Espesor (m)

Ener

gía

(kW

h/m

2 año)

LR PUR XPSFigura 15. Variación del tipo de aislamiento para una fachada ventilada a norte.

Comparando los resultados logrados en los dos bloques de simulaciones, se observa una mayor influencia en la variación del aislamiento en la fachada norte que en la sur. Hayque tener en cuenta que este cerramiento no recibe radiación solar directa y por lo tanto presenta más pérdidas que la fachada sur, de ahí la importancia de aislar mejor esa fachada. A igualdad de espesores, los mejores resultados energéticos se producen cuando se coloca el poliuretano como material aislante. Los porcentajes de ahorro totales anuales obtenidos con respecto al caso base inicial, son del 3.2% en la fachada sur y del 5.7% en la fachada norte.

4.3.5 Comparación del tipo de fachadas

Para poder analizar la influencia que el tipo de construcción de una fachada ejerce sobre la demanda energética del edificio, se han realizado tres bloques de simulaciones. Los dos primeros, fachadas convencionales y ventiladas, han sido descritos en párrafos anteriores, así que en este apartado se realiza la simulación de un edificio con fachada ventilada a sur y convencional a norte, comparando sus resultados con los obtenidos en los dos casos anteriores.

Los parámetros usados como variables de entrada para la batería de simulaciones de la fachada ventilada a sur y convencional a norte, son los siguientes:

97

Temperatura de consigna de calefacción: 21º C. Temperatura de consigna de refrigeración: 26º C. Espesor de aislamiento en fachada sur: 5cm. Espesor de aislamiento en fachada norte: 5 cm Espesor de aislamiento en cubierta: 5 cm Espesor de aislamiento en forjado: 3 cm Opacidad en fachada sur: 60 % Opacidad en fachada norte: 80 % Azimut de la fachada sur: 0º (sur perfecto) Tipo de vidrio: Doble Claro 4/8/4 U=3.25 g=0.76

La figura 16 representa los valores obtenidos para refrigeración, calefacción y energíatotal de cada uno de los tres bloques simulados: fachadas norte y sur convencionales, fachadas norte y sur ventiladas, fachada sur ventilada y norte convencional. En esta figura se observa que las demandas energéticas para refrigeración son muy parecidas en los tres casos, dando valores ligeramente superiores cuando se tiene las dos fachadas convencionales. Para calefacción, el edificio con dos fachadas convencionales consume cerca de 1.5 kWh/m2año más que los otros dos casos. Analizando los valores obtenidos de demanda total de energía del edificio, el hecho de tener fachadas ventiladas como cerramientos reduce aproximadamente 2 kWh/m2año. El edificio con la fachadaventilada a sur y la convencional a norte produce resultados ligerísimamente inferiores que cuando ambos cerramientos son fachadas ventiladas. La demanda energética de un edificio se reduce cuando se sustituye las fachadas convencionales por fachadas ventiladas, produciendo un ahorro anual para refrigeración con respecto al caso base inicial (fachadas convencionales) del 5%. Las diferencias entre dos fachadas ventiladas o una fachada ventilada a sur y convencional a norte son mínimas, dando valores energéticos ligeramente mejores en el último caso. Se recomienda poner fachada ventilada sólo a sur.

Comparación del tipo de fachadas

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Qcool Qheat Qtot

Ener

gía

(kW

h/m

2 año)

FS,FN convencional FS,FN ventilada FS ventilada,FN convencional

Figura 16. Valores energéticos resultantes de la comparación entre tipos de construcciones para fachadas.

98

4.3.6Influencia del espesor de aislamiento en cubierta

Los parámetros para esta batería de simulaciones son los siguientes:

Temperatura de consigna de calefacción: 21º C. Temperatura de consigna de refrigeración: 26º C. Espesor de aislamiento en fachada sur: 5 cm Espesor de aislamiento en fachada norte: 5 cm Espesor de aislamiento en cubierta: 2cm, 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm, 14cm, 16cm,

18cm. Espesor de aislamiento en forjado: 3 cm Porcentaje de hueco en fachada sur: 35 % Porcentaje de hueco en fachada norte: 25 % Azimut de la fachada sur: 0º (sur perfecto) Tipo de vidrio: Doble Claro 4/8/4 U=3.25 g=0.76

En la figura 17 se resumen los valores obtenidos para las simulaciones que analizan la sensibilidad del cerramiento a la variación del espesor del aislamiento en cubierta. Enesta gráfica se representan los ahorros energéticos producidos en calefacción,refrigeración y en la demanda total. A medida que aumenta el espesor delaislamiento en la cubierta, se obtiene un incremento en el ahorro energético obtenido. Para un aislamiento de 18 cm, el ahorro total anual alcanzado con respecto al caso base inicial de 5cm, es próximo al 9%.

Caso base. Sensibilidad al espesor del aislamiento en cubierta

-15

-10

-5

0

5

10

15

0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18

Espesor aislamiento en cubierta (m)

Porc

enta

je d

e ah

orro

(%)

ahorro ref (%) ahorro cal (%) ahorro total (%)

Figura 17. Análisis de la sensibilidad del edificio a variaciones en el espesor del aislamiento en cubierta.

4.3.7Influencia de una cubierta ventilada

Se ha realizado una batería de simulaciones para evaluar el comportamiento energético del edificio a la variación del número de renovaciones de aire sobre una cubierta

99

ventilada. Los parámetros introducidos para esta batería de simulaciones son los siguientes:

Temperatura de consigna de calefacción: 21º C. Temperatura de consigna de refrigeración: 26º C. Espesor de aislamiento en fachada sur: 5 cm Espesor de aislamiento en fachada norte: 5 cm Espesor de aislamiento en cubierta: 5cm. Renovaciones/hora de la cubierta: Espesor de aislamiento en forjado: 3 cm Porcentaje de hueco en fachada sur: 35 % Porcentaje de hueco en fachada norte: 25 % Azimut de la fachada sur: 0º (sur perfecto) Tipo de vidrio: Doble Claro 4/8/4 U=3.25 g=0.76 Renovaciones a la hora sobre la cubierta: de 1 a 200.

En la figura 18 se resumen los valores obtenidos para las simulaciones que analizan la sensibilidad del edificio al número de renovaciones de aire sobre una cubierta ventilada.En esta gráfica se representan los ahorros energéticos producidos en calefacción, enrefrigeración y en la demanda total. A medida que aumenta el número de renovaciones de aire sobre la cubierta ventilada, aumenta el porcentaje de ahorro producido enrefrigeración, pero disminuye el ahorro debido a la calefacción, quedando compensado el efecto total a partir de las 60 renovaciones a la hora. El valor máximo de ahorro sobre el caso base inicial, en la demanda energética anual del edificio, tiendeasintóticamente a un 4%.

Sensibilidad al número de renovaciones de aire de una cubierta ventilada

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

ren/h

Porc

enta

je d

e ah

orro

(%)

Qcool Qcal Qtot

Figura 18. Análisis del edificio según el número de renovaciones de aire de una cubierta ventilada.

4.3.8 Influencia del espesor de aislamiento en forjado

Los parámetros para esta batería de simulaciones son los siguientes:

100

Temperatura de consigna de calefacción: 21º C. Temperatura de consigna de refrigeración: 26º C. Espesor de aislamiento en fachada sur: 5 cm Espesor de aislamiento en fachada norte: 5 cm Espesor de aislamiento en cubierta: 5 cm. Espesor de aislamiento en forjado: 2cm, 4cm, 6cm, 8cm, 10cm, 12cm, 14cm, 16cm,

18cm. Porcentaje de hueco en fachada sur: 35 % Porcentaje de hueco en fachada norte: 25 % Azimut de la fachada sur: 0º (sur perfecto) Tipo de vidrio: Doble Claro 4/8/4 U=3.25 g=0.76.

En la figura 19 se resumen los valores obtenidos para las simulaciones que analizan la sensibilidad del cerramiento a la variación del espesor del aislamiento en el forjado. En esta gráfica se representan los ahorros energéticos producidos en calefacción,refrigeración y en la demanda total. A medida que aumenta el espesor delaislamiento en el forjado, se obtiene un incremento en el ahorro energético obtenido. Para un aislamiento de 18cm, el ahorro total anual obtenido con respecto al caso base inicial de 3cm, es próximo al 2%.

Caso base. Sensibilidad al espesor de aislamiento en forjado

-15

-10

-5

0

5

10

15

0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18

Espesor aislamiento en forjado (m)

Porc

enta

je d

e ah

orro

(%)

ahorro ref (%) ahorro cal (%) ahorro total (%)

Figura 19. Análisis de la sensibilidad del edificio a variaciones en el espesor del aislamiento en forjado.

4.3.9 Influencia del porcentaje de hueco en fachada

Se han realizado dos grupos de simulaciones, una para analizar la influencia que el porcentaje de hueco ejerce sobre una fachada orientada al sur y otra batería para una fachada orientada al norte.

Los parámetros para la batería de simulaciones de la fachada orientada al sur son los siguientes:

Temperatura de consigna de calefacción: 21º C.

101

Temperatura de consigna de refrigeración: 26º C. Espesor de aislamiento en fachada sur: 5 cm Espesor de aislamiento en fachada norte: 5 cm Espesor de aislamiento en cubierta: 5 cm. Espesor de aislamiento en forjado: 3cm. Porcentaje de hueco en fachada sur: 20%, 40%, 60%, 80%. Porcentaje de hueco en fachada norte: 20 %. Azimut de la fachada sur: 0º (sur perfecto) Tipo de vidrio: Doble Claro 4/8/4 U=3.25 g=0.76. Vidrios en fachada sur: sin sombrear.

En la figura 20 se resumen los valores obtenidos de energía en calefacción yrefrigeración, para las simulaciones que ana lizan la sensibilidad del cerramiento sur al porcentaje de hueco en fachada. La fachada sur recibe radiación solar directa a lo largo de gran parte del día, por lo que un porcentaje alto de huecos en fachada disminuiría la demanda de calefacción. Por el contrario, gran cantidad de huecos representa mayores puntos críticos a la hora de pérdidas energéticas, por lo que a ma yor porcentaje de huecos mayor demanda de refrigeración. La demanda de refrigeración es muysensible al aumento de huecos en fachada, incrementándose linealmente. Lademanda de calefacción va disminuyendo a medida que aumenta el porcentaje de huecos hasta alcanzar un mínimo alrededor del 45% de hueco.

Sensibilidad al porcentaje de hueco en la fachada sur.

0

10

20

30

40

50

60

70

0.2 0.4 0.6 0.8

Hueco (tanto por uno)

Ener

gía

(kW

h/m

2 año)

Qcool Qheat

Figura 20. Análisis de la sensibilidad del edificio a variaciones en el porcentaje de hueco de la fachada sur.

Los parámetros introducidos en la batería de simulaciones que analizan la influencia del porcentaje de hueco en la fachada norte, son los siguientes:

Temperatura de consigna de calefacción: 21º C. Temperatura de consigna de refrigeración: 26º C. Espesor de aislamiento en fachada sur: 5 cm Espesor de aislamiento en fachada norte: 5 cm Espesor de aislamiento en cubierta: 5 cm. Espesor de aislamiento en forjado: 3cm.

102

Porcentaje de hueco en fachada sur: 20%. Porcentaje de hueco en fachada norte: 20%, 40%, 60%, 80%. Azimut de la fachada sur: 0º (sur perfecto) Tipo de vidrio: Doble Claro 4/8/4 U=3.25 g=0.76.

En la figura 21 se resumen los valores obtenidos para las simulaciones que analizan la sensibilidad del cerramiento norte al porcentaje de hueco en fachada. En esta gráfica se representan las demandas requeridas tanto en calefacción como en refrigeración. La fachada norte no recibe ninguna ganancia solar directa, por lo que mayor porcentaje de huecos representa mayor posibilidad de pérdidas energéticas. La demanda decalefacción y de refrigeración del edificio aumenta linealmente a medida que aumenta el porcentaje de huecos en fachada norte.

Sensibilidad al porcentaje de hueco en la fachada norte.

0

10

20

30

40

50

60

70

0.2 0.4 0.6 0.8

Hueco (tanto por uno)

Ener

gía

(kW

h/m

2 año)

Qcool Qheat

Figura 21. Análisis de la sensibilidad del edificio a variaciones en el porcentaje de hueco de la fachada norte

Para la fachada sur, a medida que aumenta el porcentaje de huecos se produce un ahorro energético en calefacción, estabilizado a partir del 45% de huecos. Para la fachada norte, la demanda de calefacción aumenta a medida que aumenta el porcentaje de huecos. Enrefrigeración, la demanda aumenta linealmente con el aumento del porcentaje de hueco en ambas fachadas (norte y sur), pero con una pendiente mayor en la fachada sur. Hay que tener en cuenta que un elemento de sombreamiento correctamente optimizado sobre los huecos de la fachada sur, reducirían mucho las pérdidas producidas en refrigeración, dando balances energéticos positivos cuando el porcentaje de hueco es elevado (ver apartado 4.3.13).

4.3.10 Influencia del giro del azimut de la fachada sur

Los parámetros introducidos para la batería de simulaciones que analiza la influencia del azimut en el balance energético, son los siguientes:

Temperatura de consigna de calefacción: 21º C

103

Temperatura de consigna de refrigeración: 26º C Espesor de aislamiento en fachada sur: 5 cm Espesor de aislamiento en fachada norte: 5 cm Espesor de aislamiento en cubierta: 5 cm Espesor de aislamiento en forjado: 3 cm Porcentaje de hueco en fachada sur: 35 % Porcentaje de hueco en fachada norte: 25 % Azimut de la fachada sur: 45º Sur, Este, 45º Este, 45º Norte, Oeste, 45º Oeste. Tipo de vidrio: Doble Claro 4/8/4 U=3.25 g=0.76

En la figura 22 se resumen los valores obtenidos para las simulaciones realizadas modificando el giro de la fachada sur, con ello se analiza la variación de la demandaenergética en función de la orientación de las fachadas. En esta gráfica se representan los ahorros energéticos producidos tanto en calefacción y refrigeración como en lademanda total del edificio. El eje escogido para el edificio, sur-norte, es tomado como referencia a la hora de calcular el porcentaje de ahorro de las demás orientaciones. En esta figura se observa que ninguna de las opciones simuladas obtiene ahorros positivos, ni en calefacción ni en refrigeración, por lo que el caso base es energéticamente el que menos energía consume. La mejor orientación del eje del edificio es la sur-norte. El giro del edificio 45º a Sur, Este, 45º a Este, 45º a Norte, Oeste o 45º a Oeste,aumenta la demanda energética anual entre el 13-33%

Sensibilidad al giro de la fachada sur

-80-75-70-65-60-55-50-45-40-35-30-25-20-15-10-505

10

45º Sur Este 45º Este 45º Norte Oeste 45º Oeste

Porc

enta

je d

e ah

orro

(%)

ahorro ref (%) ahorro cal (%) ahorro total (%)

Figura 22. Análisis de la sensibilidad del edificio a variaciones en el azimut de la fachada expuesta a la radiación solar directa.

4.3.11 Influencia del tipo de vidrio

Los parámetros para esta batería de simulaciones son los siguientes:

Temperatura de consigna de calefacción: 21º C. Temperatura de consigna de refrigeración: 26º C. Espesor de aislamiento en fachada sur: 5cm.

104

Espesor de aislamiento en fachada norte: 5 cm Espesor de aislamiento en cubierta: 5 cm Espesor de aislamiento en forjado: 3 cm Porcentaje de hueco en fachada sur: 35 % Porcentaje de hueco en fachada norte: 25 % Azimut de la fachada sur: 0º (sur perfecto) Tipo de vidrio: Doble Claro 4/8/4 (U=3.25, g=0.76), vidrio Doble Bajo Emisivo 4/8/4

(U=2.48, g=0.762).

En la figura 23 se resumen los valores obtenidos para las simulaciones, divididos en calefacción, refrigeración y la cantidad total, de la variación del tipo de vidrio. Al cambiar el vidrio doble claro por uno doble bajo emisivo, la demanda de calefacción aumentaría un 11% de energía, aunque la demanda de refrigeración se reduciría mucho, del orden del 47%. El efecto sobre la energía total al cambiar un vidrio doble por uno doble bajo emisivo produce un ahorro de casi el 11%.

Sensibilidad al tipo de vidrio

7

12

17

22

27

32

37

42

47

52

57

62

67

Doble Claro Doble Bajo EmisTipo de vidrio

Ener

gía

(kW

h/m

2 año)

Qcool Qheat Qtot

Figura 23. Análisis de la sensibilidad del edificio a variaciones en tipo de vidrio de la fachada sur.

4.3.12 Influencia de la ventilación natural

Se han realizado dos baterías de simulaciones: una para analizar el comportamiento de la ventilación natural diurna y otra para la ventilación natural nocturna. En ambos casos, los parámetros introducidos son los siguientes:

Temperatura de consigna de calefacción: 21º C. Temperatura de consigna de refrigeración: 26º C. Espesor de aislamiento en fachada sur: 5cm. Espesor de aislamiento en fachada norte: 5 cm Espesor de aislamiento en cubierta: 5 cm Espesor de aislamiento en forjado: 3 cm Porcentaje de hueco en fachada sur: 35 % Porcentaje de hueco en fachada norte: 25 %

105

Azimut de la fachada sur: 0º (sur perfecto) Tipo de vidrio: Doble Claro 4/8/4 (U=3.25, g=0.76),.

En la figura 24 se resumen los valores obtenidos en las simulaciones que analizan la sensibilidad del edificio a dos tipos diferentes de ventilación natural: nocturna y diurna. La gráfica muestra el porcentaje de ahorro producido en la demanda energética pararefrigeración. Se observa que para valores inferiores a 1 renovación a la hora, ambos tipo de ventilaciones son válidas pero cuando aumenta este valor, la ventilación diurna más que refrigerar lo que hace es introducir calor en el edificio aumentando la carga de refrigeración. Esto es debido a las altas temperaturas exteriores, las cuales imposibilitanla ventilación natural durante las horas más calurosas del día. Por el contrario, la ventilación realizada cuando no existe radiación solar y las temperaturas exteriores son más bajas, reduce mucho la carga de refrigeración, del orden del 25% con 3renovaciones a la hora. En climas cálidos con temperaturas exteriores altas, el tipo de ventilación natural que se debe realizar es nocturna, la cual reduceconsiderablemente la carga de refrigeración, logrando porcentajes de ahorromedios del 17%.

Sensibilidad a la ventilación natural durante el verano

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3

Renovaciones/hora

Porc

enta

je A

horr

o R

efrig

erac

ión

(%)

Ventilacion diurna Ventilacion nocturna

Figura 24. Análisis de sensibilidad del edificio a variaciones en el número de renovaciones de aire para ventilación

4.3.13 Influencia de un elemento de sombreamiento sobre lafachada sur

Los parámetros para esta batería de simulaciones son los siguientes:

Temperatura de consigna de calefacción: 21º C. Temperatura de consigna de refrigeración: 26º C. Espesor de aislamiento en fachada sur: 5cm. Espesor de aislamiento en fachada norte: 5 cm Espesor de aislamiento en cubierta: 5 cm Espesor de aislamiento en forjado: 3 cm Porcentaje de hueco en fachada sur: 20%, 40%, 60%, 80%.

106

Porcentaje de hueco en fachada norte: 20 % Azimut de la fachada sur: 0º (sur perfecto) Tipo de vidrio: Doble Claro 4/8/4 U=3.25 g=0.76. Sombreamiento en fachada sur: 0cm, 40cm, 80cm.

En las figuras 25 y 26 se resumen los valores obtenidos en calefacción y refrigeración, para las simulaciones realizadas variando el tamaño del elemento de sombra sobre la fachada sur. Estas gráficas muestran los resultados de energía total anual por m2.

En la figura 25 se observa que cuando la fachada sur está sin sombrear, se alcanza el mínimo local en la demanda de calefacción en aproximadamente el 40% de huecos. Cuando se coloca un elemento de sombra sobre la fachada sur, el mínimo local se va desplazando hacia porcentajes de huecos menores, hasta alcanzar el 0% de huecos con un elemento de sombra de 80cm.

Sensibilidad calefacción al sombreamiento en fachada sur

45

50

55

60

65

70

20% hueco 40% hueco 60% hueco 80% hueco

Qhe

at (k

Wh/

m2 añ

o)

Sin sombra 40cm sombra 80cm sombra

Figura 25. Análisis de la sensibilidad del edificio en calefacción a diferentes casos de sombreamiento sobre la fachada sur.

En la figura 26 se observa la sensibilidad de la demanda de refrigeración a la existencia de elementos de sombra sobre la fachada sur. Se presentan 3 rectas, cada una de ellas equivalente a una de las tres baterías simuladas: sin sombra, con 40cm de sombra y con 80cm de sombra. En esta figura se observa que una fachada sur sin sombrear dispara lademanda de refrigeración a medida que aumenta el porcentaje de huecos. A medida que va aumentando el espesor del elemento de sombra, se minimiza la pendiente de la recta y por lo tanto la demanda de refrigeración se hace menos sensible al aumento del porcentaje de huecos sobre la fachada sur.

107

Sensibilidad refrigeración al sombreamiento en fachada sur

0

5

10

15

20

25

30

35

20% hueco 40% hueco 60% hueco 80% hueco

Qco

ol (k

Wh/

m2 añ

o)

Sin sombra 40cm sombra 80cm sombra

Figura 25. Análisis de la sensibilidad del edificio en refrigeración a diferentes casos de sombreamiento sobre la fachada sur.

4.3.14 Influencia del factor de sombra sobre la cubierta

Los parámetros para esta batería de simulaciones son los siguientes:

Temperatura de consigna de calefacción: 21º C. Temperatura de consigna de refrigeración: 26º C. Espesor de aislamiento en fachada sur: 5cm. Espesor de aislamiento en fachada norte: 5 cm Espesor de aislamiento en cubierta: 5 cm Espesor de aislamiento en forjado: 3 cm Porcentaje de hueco en fachada sur: 35 % Porcentaje de hueco en fachada norte: 25 % Azimut de la fachada sur: 0º (sur perfecto) Tipo de vidrio: Doble Claro 4/8/4 U=3.25 g=0.76. Factor sombra cubierta: 0%, 100%

En la figura 27 se resumen los valores obtenidos para las simulaciones realizadas variando el factor de sombra incidente sobre la cubierta. Esta gráfica muestra los resultados energéticos divididos en calefacción, refrigeración y la cantidad anual de energía demandad por el edificio, teniendo como material aislante el poliuretano. Al colocar un elemento de sombreamiento sobre la cubierta se reducen las ganancias solares. Este hecho favorece a la disminución de la demanda de refrigeración pero aumenta la demanda de calefacción. El balance anual obtenido al sombrear la cubierta plana produce un ahorro del 3.6% en la demanda total de energía, con respecto al caso sin sombrear.

108

Sensibilidad al sombreamiento de la cubierta

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Sin Sombra Con Sombra

Ener

gía

(kW

h/m

2 año)

Qcool Qheat Qtot

Figura 27. Porcentajes de ahorro producidos cuando se sombrea la cubierta.

Una vez analizado el efecto del sombreamiento sobre la cubierta, se evalúa como afecta la variación del espesor de aislamiento de la cubierta ventilada. Los parámetros para esta batería de simulaciones son los siguientes:

Temperatura de consigna de calefacción: 21º C. Temperatura de consigna de refrigeración: 26º C. Espesor de aislamiento en fachada sur: 5cm. Espesor de aislamiento en fachada norte: 5 cm Espesor de aislamiento en cubierta: 6cm, 8cm, 10cm, 12cm, 14cm, 16cm, 18cm. Espesor de aislamiento en forjado: 3 cm Porcentaje de hueco en fachada sur: 35 % Porcentaje de hueco en fachada norte: 25 % Azimut de la fachada sur: 0º (sur perfecto) Tipo de vidrio: Doble Claro 4/8/4 U=3.25 g=0.76. Factor sombra cubierta: 100%

En la figura 28 se resumen los valores obtenidos para las simulaciones realizadas variando el espesor de aislamiento de la cubierta sombreada. Esta gráfica muestra los porcentajes de ahorro alcanzados en calefacción, refrigeración y demanda anual de energía. A medida que aumenta el espesor del aislamiento en la cubiertasombreada con respecto al caso base (5cm sin sombrear), aumenta el porcentaje de ahorro sobre la demanda anual. El porcentaje de ahorro total anual con respectoal caso base es de casi el 10% cuando se ponen 18 cm de espesor.

109

Sensibilidad del edificio a la variación del espesor de aislamiento de una cubierta sombreada

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18

Espesor aislamiento cubierta sombreada(m)

Porc

enta

je d

e ah

orro

(%)

ahorro ref (%) ahorro cal (%) ahorro total (%)Figura 28. Porcentajes de ahorro producidos cuando se sombrea la cubierta y se varía su espesor de aislamiento.

4.4 Análisis multiparamétrico

A la vista de los análisis uniparamétricos, se observa que la sensibilidad a algunos de los parámetros es mayor que a la de otros, por lo que tiene sentido realizar un análisis un tanto más profundo de las variaciones en el comportamiento energético.

Para efectuar dichos análisis, se han ejecutado diferentes baterías de simulaciones consistentes en la variación simultánea de múltiples parámetros, tales como el espesor de aislamiento en fachadas, el espesor del ladrillo o el tipo de vidrio.

Este tipo de análisis multiparamétrico se realiza mediante varias baterías de más de 13800 simulaciones, permitiendo analizar la influencia simultánea de varios parámetros sobre el comportamiento energético del edificio.

4.4.1 Influencia de la variación del aislamiento en todas los cerramientos

Se ha realizado una batería de simulaciones para analizar la influencia que la variación del aislamiento de todos los cerramientos ejerce sobre la demanda total del edificio.

Partiendo de los valores de espesor de aislamiento del caso base para todos loscerramientos, se modifican sus valores para analizar la influencia que ejercen sobre el edificio:

Espesor de aislamiento en fachada sur: 5cm, 7.5cm, 10cm. Espesor de aislamiento en fachada norte: 5cm, 7.5cm, 10cm. Espesor de aislamiento en cubierta: 5cm, 7.5cm, 10cm. Espesor de aislamiento en forjado: 3m, 5cm, 7cm, 9cm.

110

En la figura 29 se resumen los valores obtenidos en las simulaciones que analizan la sensibilidad de la variación del espesor del aislamiento en todos los cerramientos. En esta gráfica se representan tanto los porcentajes de ahorro de energía para calefacción, yrefrigeración, como los alcanzados para energía total. Se han analizado múltiplescombinaciones variando el espesor del aislamiento en la fachada norte, la sur, lacubierta y la solera. Las mejores combinaciones se obtienen cuando se ponen mayores espesores de aislamiento especialmente en cubierta y en la solera. El porcentaje de ahorro energético producido en la demanda total del edificio en comparación con el caso base inicial, es algo superior al 11%. Este valor se alcanza cuando los espesores de las fachadas norte y sur y la cubierta son de 10cm, y el de la solera es de al menos 7 cm.

Sensibilidad al espesor del aislamiento en todos los cerramientos.

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

FN5/F

S5/FC

5/FSL

5

FN5/F

S5/FC

5/FSL

9

FN7.5

/FS7.5

/FC5/F

SL3

FN1/F

S1/FC

5/FSL

3

FN5/F

S5/FC

1/FSL

9

FN7.5/

FS7.5/

FC7.5/

FSL7

FN1/F

S1/FC

7.5/FS

L5

FN1/F

S1/FC

7.5/FS

L7

FN7.5

/FS7.5

/FC1/F

SL9

FN1/F

S1/FC

1/FSL

9

FN1/F

S1/FC

1/FSL

7

Porc

enta

je d

e A

horr

o (%

)

ahorro ref (%) ahorro cal (%) ahorro total (%)Figura 29. Análisis de la sensibilidad del edificio a variaciones del espesor de aislamiento de todos los cerramientos.

4.4.2 Influencia del tipo de aislamiento y la variación de su espesor sobre fachadas convencionales

Se han realizado dos grupos de simulaciones, una para analizar la influencia que la variación de estas dos variables ejerce sobre una fachada orientada al sur y otra bateríapara una fachada orientada al norte.

Los parámetros usados como variables de entrada en la batería de simulaciones queanaliza el comportamiento energético de la fachada sur, son los siguientes:

Tipo aislamiento: poliestireno expandido, poliuretano y lana de roca. Espesor de aislamiento en fachada sur: 3cm, 6cm, 9cm, 12 m, 15cm, 18cm. Espesor de aislamiento en fachada norte: 6 cm Espesor masa inercial en fachada sur: 0.115cm. Espesor masa inercial en fachada norte: 0.115cm. Porcentaje de huecos a norte: 25 %.

111

Porcentaje de huecos a sur: 35%.

En la figura 30 se resumen los valores obtenidos en las simulaciones que analizan la sensibilidad de la variación del tipo y el espesor del aislamiento en la fachada sur. En esta gráfica se representan los valores finales de energía. Los mejores resultadosenergéticos se obtienen con el poliuretano, seguidos de la lana de roca y del poliestireno expandido. A medida que disminuye la conductividad del tipo de aislamiento,disminuye los valores demandados de energía anual por m2. El aumento del espesor de aislamiento en fachada sur produce una disminución en la demanda energética total. Elmayor ahorro energético producido al variar el espesor o el tipo de aislamiento en la fachada sur, se consigue aumentando los centímetros de aislante empleados en el cerramiento. El ahorro energético aumenta si se emplea un material de menorconductividad térmica. La diferencia es mayor cuando se usa el poliuretano frente a la lana de roca y el poliestireno expandido.

Variación Tipo Aislamiento & Espesor. Fachada Sur

64

65

66

67

68

69

70

71

72

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2

Espesor de aislamiento a sur (m)

Ener

gía

(kW

h/m

2 año)

FN 0.06, XPS, Cnd 0.122 FN 0.06, XPS, Cnd 0.144 FN 0.06, XPS, Cnd 0.162FN 0.06, PUR, Cnd 0.111 FN 0.06, PUR, Cnd 0.133 FN 0.06, PUR, Cnd 0.144FN 0.06, LR, Cnd 0.118 FN 0.06, LR, Cnd 0.148 FN 0.06, LR, Cnd 0.158

Figura 30. Análisis de la sensibilidad del edificio a variaciones del tipo &espesor del aislamiento en la fachada sur.

Los parámetros usados como variables de entrada para la batería de simulaciones queanaliza los resultados energéticos obtenidos en la fachada norte son los siguientes:

Tipo aislamiento: poliestireno expandido, poliuretano y lana de roca. Espesor de aislamiento en fachada sur: 6cm. Espesor de aislamiento en fachada norte: 3cm, 6cm, 9cm, 12 m, 15cm, 18cm. Espesor masa inercial en fachada sur: 0.115cm. Espesor masa inercial en fachada norte: 0.115cm. Porcentaje de huecos a norte: 25 %. Porcentaje de huecos a sur: 35%.

En la figura 31 se resumen los valores obtenidos en las simulaciones que analizan la sensibilidad de la variación del tipo y el espesor del aislamiento en la fachada norte. En esta gráfica se representan los valores finales de energía por m2 y año. La menor demanda energética anual se alcanza empleando el poliuretano como material aislante de la fachada, seguido de la lana de roca y del poliestireno expandido. A medida que

112

disminuye la conductividad del tipo de aislamiento empleado se reducen los valores demandados de energía anual. El aumento del espesor de aislamiento en fachada norteproduce una disminución en la demanda energética total. El mayor ahorro energético producido al variar el espesor o el tipo de aislamiento en la fachada norte, se consigue aumentando los centímetros de aislante empleados en el cerramiento. El ahorro energético aumenta si se emplea un aislante de menor conductividadtérmica, dando diferencias mayores cuando se usa el poliuretano frente a la lana de roca y el poliestireno expandido.

Variación Tipo Aislamiento & Espesor. Fachada norte

62

64

66

68

70

72

74

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2

Espesor de aislamiento a norte (m)

Ener

gía

(kW

h/m

2 año)

FS 0.06, XPS, Cnd 0.122 FS 0.06, XPS, Cnd 0.144 FS 0.06, XPS, Cnd 0.162FS 0.06, PUR, Cnd 0.111 FS 0.06, PUR, Cnd 0.133 FS 0.06, PUR, Cnd 0.144FS 0.06, LR, Cnd 0.118 FS 0.06, LR, Cnd 0.148 FS 0.06, LR, Cnd 0.158

Figura 31. Análisis de la sensibilidad del edificio a variaciones del tipo &espesor del aislamiento en la fachada norte.

En ambos casos se observa que un aumento en los centímetros del aislante en fachada reduce la demanda energética del edificio, especialmente si la conductividad delmaterial aislante es baja. Los mejores resultados energéticos se alcanzan cuando se utiliza el poliuretano. El incremento del espesor de aislamiento presenta descensos más marcados en la fachada norte, aunque el tipo de material aislante que se ut ilice influye ligeramente más en la fachada sur que en la norte.

4.4.3 Influencia del espesor del aislamiento y del ladrillo enfachadas convencionales

Se han realizado dos grupos de baterías de simulaciones, una para analizar la influencia que la variación del espesor del ladrillo y del aislamiento ejerce sobre una fachada orientada al sur y otra batería para una fachada orientada al norte.

Los parámetros usados como variables de entrada en la batería de simulaciones de la fachada sur, son los siguientes:

Espesor de aislamiento en fachada sur: 3cm, 5cm, 8cm, 10cm, 13cm, 15cm. Espesor de aislamiento en fachada norte: 3cm, 5.cm, 8cm, 15cm. Espesor masa inercial en fachada sur: 0.115cm, 0.23cm.

113

Espesor masa inercial en fachada norte: 0.115cm, 0.23cm.

En la figura 32 se resumen los valores obtenidos en las simulaciones que analizan la sensibilidad del espesor del aislamiento y del espesor del ladrillo en la fachada sur. En esta gráfica se representan los porcentajes de ahorro obtenidos en la demanda total anual con respecto al caso base (fachada sur 5cm, fachada norte 5cm, ladrillo sur 0.115cm y ladrillo norte 0.115cm). Se obtiene ahorros energéticos positivos cuando se coloca un aislamiento en la fachada norte de al menos 5cm. A medida que aumenta el espesor delaislamiento en la fachada sur se consiguen mayores ahorros energéticos, llegando a estabilizarse a partir de 12cm. El poner 1 ó ½ pie de ladrillo en ambas fachadas sólomuestra una pequeña influencia cuando el espesor del aislante a norte es bajo. Paradiferentes espesores de aislamiento en fachada norte, se consiguen mayoresporcentajes de ahorro totales anuales para fachadas sur con al menos 5cm de aislante. A mayor aislante en la fachada norte, mayores son los porcentajes de ahorro alcanzados con respecto al caso base, pudiéndose alcanzar ahorros totales anuales del 6%.

Variación espesor & inercia. Fachada sur

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16

Espesor aislamiento sur (m)

Aho

rro

dem

anda

ene

rgía

tota

l an

ual (

%)

FN 0.03, MN/MS 0.115 FN 0.05, MN/MS 0.115 FN 0.08, MN/MS 0.115 FN 0.15, MN/MS 0.115FN 0.03, MN/MS 0.23/0.115 FN 0.05, MN/MS 0.23/0.115 FN 0.08, MN/MS 0.23/0.115 FN 0.15, MN/MS 0.23/0.115FN 0.03, MN/MS 0.23 FN 0.05, MN/MS 0.23 FN 0.08, MN/MS 0.23 FN 0.15, MN/MS 0.23FN 0.03, MN/MS 0.115/0.23 FN 0.05, MN/MS 0.115/0.23 FN 0.08, MN/MS 0.115/0.23 FN 0.15, MN/MS 0.115/0.23

Figura 32. Análisis de la sensibilidad del edificio a variaciones del espesor del aislamiento&inercia en la fachada sur.

Los parámetros usados como variables de entrada en la batería de simulaciones realizadas en la fachada norte, son los siguientes:

Espesor de aislamiento en fachada sur: 3cm, 5.cm, 8cm, 15cm.. Espesor de aislamiento en fachada norte: 3cm, 5cm, 8cm, 10cm, 13cm, 15cm. Espesor masa inercial en fachada sur: 0.115cm, 0.23cm. Espesor masa inercial en fachada norte: 0.115cm, 0.23cm.

En la figura 33 se resumen los valores obtenidos en las simulaciones que analizan la sensibilidad del espesor del aislamiento y del espesor del ladrillo en la fachada norte. Enesta gráfica se representan los porcentajes de ahorro obtenidos en la demanda total anual con respecto al caso base (fachada sur 5cm, fachada norte 5cm, ladrillo sur 0.115cm y ladrillo norte 0.115cm). Se obtiene ahorros energéticos positivos cuando se coloca un

114

aislamiento en la fachada sur de al menos 5cm. A medida que aumenta el espesor del aislamiento en la fachada norte se consiguen mayores ahorros energéticos. Lacolocación de 1 ó ½ pie de ladrillo en ambas fachadas apenas supone un 1% de ahorrototal anual. Para espesores de aislamiento en fachada sur superiores a 5cm, amedida que aumenta el espesor del aislamiento a norte se consiguen porcentajes de ahorro totales anuales mayores. La influencia de 1 pie o ½ pie de ladrillo no suponemás del 1% de ahorro total. A mayor aislante en la fachada sur, mayores son los porcentajes de ahorro alcanzados con respecto al caso base, pudiendo alcanzarse hasta un 6% de ahorro.

Variación espesor & inercia. Fachada norte

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16

Espesor aislamiuento norte (m)

Aho

rro

dem

anda

ene

rgía

tota

l an

ual (

%)

FS 0.03, MN/MS 0.115 FS 0.05, MN/MS 0.115 FS 0.08, MN/MS 0.115 FS 0.15, MN/MS 0.115

FS 0.03, MN/MS 0.23/0.115 FS 0.05, MN/MS 0.23/0.115 FS 0.08, MN/MS 0.23/0.115 FS 0.15, MN/MS 0.23/0.115

FS 0.03, MN/MS 0.23 FS 0.05, MN/MS 0.23 FS 0.08, MN/MS 0.23 FS 0.15, MN/MS 0.23

FS 0.03, MN/MS 0.115/0.23 FS 0.05, MN/MS 0.115/0.23 FS 0.08, MN/MS 0.115/0.23 FS 0.15, MN/MS 0.115/0.23

Figura 33. Análisis de la sensibilidad del edificio a variaciones del espesor del aislamiento&inercia en la fachada norte.

En ambos casos se observan ahorros energéticos totales anuales mayores cuando se emplean fachadas aislantes con 1 pie de ladrillo. Estas gráficas muestran que lafachada sur es mucho más sensible a la composición de la fachada contraria.

4.4.4 Influencia del espesor del aislamiento y del ladrillo enfachada ventilada

Se han realizado dos grupos de baterías de simulaciones, una para analizar la influencia que la variación del espesor del ladrillo y del aislamiento ejerce sobre una fachada ventilada orientada al sur y otra batería para una fachada ventilada orientada al norte.

Los parámetros usados como variables de entrada en la batería de simulaciones que analiza el comportamiento energético de la fachada ventilada a sur, son los siguientes:

Espesor de aislamiento en fachada sur: 5cm, 8cm, 13 cm, 10cm, 15 cm. Espesor de aislamiento en fachada norte: 5cm, 8cm, 13 cm, 15 cm. Espesor masa inercial en fachada sur: 0.115cm, 0.23cm. Espesor masa inercial en fachada norte: 0.115cm, 0.23cm.

115

En la figura 34 se resumen los valores obtenidos en las simulaciones que analizan la sensibilidad del espesor del aislamiento y del espesor del ladrillo en la fachada ventiladaa sur. En esta gráfica se representan los porcentajes de ahorro obtenidos en la demandatotal anual con respecto al caso base (fachada sur 5cm, fachada norte 5cm, ladrillo sur 0.115cm y ladrillo norte 0.115cm). Para mayores espesores de aislamiento en fachada norte se consiguen mejores porcentajes de ahorro energético total, especialmentecuando es inferior a 13cm. A medida que aumenta el espesor del aislamiento en la fachada sur se consiguen porcentajes de ahorros mayores, siendo cada vez menores a partir de 13cm. El poner 1 ó ½ pie de ladrillo en ambas fachadas sólo consigue porcentajes de ahorro inferiores al 0.5%. El aumento del espesor de aislamiento en fachada sur produce porcentajes de ahorro totales anuales mayores con respecto al caso base, incrementándose cuando aumenta el aislamiento en fachada norte y pudiendo alcanzar hasta un 7% de ahorro. La variación de ½ pie por 1 pie de ladrillo en ambas fachadas produce ahorros inferiores a 0.5% con respecto al caso base.

Variación espesor & inercia. Fachada ventilada sur

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0.05 0.07 0.09 0.11 0.13 0.15

Espesor aislante a sur (m)

Aho

rro

ener

gía

tota

l anu

al (%

)

FN 0.05, MN/MS 0.115 FN 0.08, MN/MS 0.115 FN 0.13, MN/MS 0.115 FN 0.15, MN/MS 0.115

FN 0.05, MN/MS 0.23/0.115 FN 0.08, MN/MS 0.23/0.115 FN 0.13, MN/MS 0.23/0.115 FN 0.15, MN/MS 0.23/0.115

FN 0.05, MN/MS 0.115/0.23 FN 0.08, MN/MS 0.115/0.23 FN 0.13, MN/MS 0.115/0.23 FN 0.15, MN/MS 0.115/0.23

FN 0.05, MN/MS 0.23 FN 0.08, MN/MS 0.23 FN 0.13, MN/MS 0.23 FN 0.15, MN/MS 0.23

Figura 34. Análisis de la sensibilidad del edificio a variaciones del espesor del aislamiento&inercia en la fachadaventilada a sur.

Los parámetros usados como variables de entrada en la batería de simulacionesrealizadas en la fachada ventilada a norte, son los siguientes:

Espesor de aislamiento en fachada sur: 5cm, 8cm, 13 cm, 15 cm. Espesor de aislamiento en fachada norte: 5cm, 8cm, 13 cm, 10cm, 15 cm. Espesor masa inercial en fachada sur: 0.115cm, 0.23cm. Espesor masa inercial en fachada norte: 0.115cm, 0.23cm.

En la figura 35 se resumen los valores obtenidos en las simulaciones que analizan lasensibilidad del espesor del aislamiento y del espesor del ladrillo para una fachada ventilada a norte. En esta gráfica se representan los porcentajes de ahorro obtenidos en la demanda total anual con respecto al caso base (fachada sur 5cm, fachada norte 5cm, ladrillo sur 0.115cm y ladrillo norte 0.115cm). A medida que aumenta el espesor del aislamiento en la fachada norte se alcanzan porcentajes de ahorro mayores, este

116

porcentaje se incrementa para fachadas sur con mayor espesor de aislamiento. El poner 1 ó ½ pie de ladrillo en ambas fachadas sólo consigue porcentajes de ahorro inferiores al 0.5%. El aumento del espesor de aislamiento en fachada norte produce porcentajes de ahorro totales anuales mayores con respecto al caso base. Este valor seincrementa cuando aumenta el aislamiento en fachada sur, pudiendo alcanzar un valor superior al 7% de ahorro. La variación de ½ pie por 1 pie de ladrillo enambas fachadas produce ahorros inferiores a 0.5% con respecto al caso base.

Variación espesor & inercia. Fachada ventilada norte

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0.05 0.07 0.09 0.11 0.13 0.15

Espesor aislante a norte (m)

Aho

rro

ener

gía

tota

l anu

al (%

)

FS 0.05, MN/MS 0.115 FS 0.08, MN/MS 0.115 FS 0.13, MN/MS 0.115 FS 0.15, MN/MS 0.115

FS 0.05, MN/MS 0.23/0.115 FS 0.08, MN/MS 0.23/0.115 FS 0.13, MN/MS 0.23/0.115 FS 0.15, MN/MS 0.23/0.115

FS 0.05, MN/MS 0.115/0.23 FS 0.08, MN/MS 0.115/0.23 FS 0.13, MN/MS 0.115/0.23 FS 0.15, MN/MS 0.115/0.23

FS 0.05, MN/MS 0.23 FS 0.08, MN/MS 0.23 FS 0.13, MN/MS 0.23 FS 0.15, MN/MS 0.23

Figura 35. Análisis de la sensibilidad del edificio a variaciones del espesor del aislamiento&inercia en la fachadaventilada a norte.

En ambos casos se observan ahorros energéticos totales anuales mayores cuando se emplean fachadas aislantes con 1 pie de ladrillo. Estas gráficas muestran que lafachada sur es mucho más sensible a la composición de la fachada contraria.

4.4.5 Influencia del espesor y tipo de aislamiento en cubierta

Los parámetros usados como variables de entrada en esta batería de simulaciones son los siguientes:

Tipo de aislamiento en cubierta: poliestireno expandido, poliuretano y lana de roca. Espesor de aislamiento en fachada norte: 3cm, 5cm, 7cm, 9cm, 11cm, 13cm, 15cm,

17cm, 19cm. Propiedades poliestireno expandido:

o Conductividad= 0.122 kJ/hmK.o Capacidad=1.5 kJ/kgK.o Densidad=35 kg/m3.

Propiedades poliuretano: o Conductividad= 0.094 kJ/hmK.o Capacidad=1.8 kJ/kgK.o Densidad=45 kg/m3.

Propiedades lana de roca:

117

o Conductividad= 0.108 kJ/hmK.o Capacidad=1 kJ/kgK.o Densidad=50 kg/m3.

En la figura 36 se resumen los valores obtenidos en las simulaciones que analizan la sensibilidad al espesor y tipo de aislamiento en cubierta. En esta gráfica se representan los valores finales de energía total por año y m2. Los mayores ahorros energéticos se obtienen cuando aumenta el espesor del material aislante en cubierta, siendo más notable la diferencia si se emplea poliuretano frente a poliestireno expandido o lana de roca. Con poliuretano se alcanzan ahorros totales anuales máximossuperiores a 7.5%, mientras que con lana de roca están alrededor del 7% y con poliestireno son ligeramente superiores al 6.5%.

Variación Tipo Aislamiento en Cubierta

50

52

54

56

58

60

62

64

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2

Espesor (m)

Ener

gía

(kW

h/m

2 año)

XPS PUR LRFigura 36. Análisis de la sensibilidad del edificio a variaciones en el tipo&espesor del aislamiento en la cubierta.

4.4.6 Influencia del porcentaje de hueco, tipo de vidrio yespesor de aislamiento en fachadas convencionales

Se han realizado dos grupos de baterías de simulaciones, una para analizar la influencia que la variación de estas tres variables ejerce sobre una fachada orientada al sur y otra batería para una fachada orientada al norte.

Los parámetros usados como variables de entrada en la batería de simulaciones de la fachada sur son los siguientes:

Espesor de aislamiento en fachada sur: 5.4cm, 7.8cm, 10.2cm, 15cm. Espesor de aislamiento en fachada norte: 5.4cm. Porcentaje hueco en fachada sur: 20%, 40%, 60%, 80%. Porcentaje hueco en fachada norte: 20%. Tipo de vidrio: Doble Claro 4/8/4 (U=3.25, g=0.76), Doble Bajo Emisivo 4/8/4 (U=2.48,

g=0.762).

118

En la figura 37 se resumen los valores obtenidos en las simulaciones que analizan la sensibilidad del espesor del aislamiento, el porcentaje de hueco y el tipo de vidrio en la fachada sur. En esta gráfica se representan los valores finales de energía total por año y m2. Los mejores resultados energéticos se obtienen cuando se tiene un porcentaje pequeño de hueco en la fachada sur, especialmente si se emplea un vidrio doble bajo emisivo. Para un mismo tipo de vidrio, el aumento del espesor del aislamiento en lafachada implica descensos energéticos muy pequeños, principalmente en fachadas con porcentajes de huecos superiores al 40%. La menor demanda energética total anual se alcanza cuando se pone una fachada sur con el 40% de huecos o inferior y con vidrio doble bajo emisivo, con ahorros de hasta el 28%. La variación del espesor del aislamiento produce ahorros menores que el cambio del tipo de vidrio o el porcentaje de hueco en fachada, con valores que no superan el 2%.

Variación % Hueco & Tipo Vidrio y espesor aislamiento. Fachada sur

50

55

60

65

70

75

80

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

% Hueco

Ener

gía

(kW

h/m

2 año)

VD,FS 0.05 VDE,FS 0.05 VD,FS 0.08 VDE,FS 0.08 VD,FS 0.10VDE,FS 0.10 VD,FS 0.15 VDE,FS 0.15

Figura 37. Análisis de la sensibilidad del edificio a variaciones en el espesor del aislamiento&tipo de vidrio&porcentaje de hueco en la fachada sur.

Los parámetros usados como variables de entrada en la batería de simulaciones realizadas para analizar el comportamiento energético de la fachada norte, son los siguientes:

Espesor de aislamiento en fachada sur: 5cm. Espesor de aislamiento en fachada norte: 5cm, 8cm, 10cm, 15cm. Porcentaje hueco en fachada sur: 40% Porcentaje hueco en fachada norte: 20%, 40%, 60%, 80%. Tipo de vidrio: Doble Claro 4/8/4 (U=3.25, g=0.76), Doble Bajo Emisivo 4/8/4 (U=2.48,

g=0.762).

En la figura 38 se resumen los valores obtenidos en las simulaciones que analizan la sensibilidad del espesor del aislamiento, el porcentaje de hueco y el tipo de vidrio en la fachada norte. En esta gráfica se representan los valores finales de energía total por año y m2. Las mayores demandas energéticas se producen cuando se tiene un cerramiento norte con un porcentaje de vidrio elevado, disminuyendo casi linealmente cuando el cerramiento se hace más opaco. La demanda energética total se verá reducida si en vez

119

de vidrio doble claro se emplea un vidrio doble bajo emisivo. Para un mismo tipo de vidrio, el aumento del espesor del aislamiento en la fachada implica descensosenergéticos muy pequeños. La menor demanda energética total anual se alcanza cuando se pone una fachada sur con el 40% de huecos o inferior y con vidrio doble bajo emisivo, con ahorros de hasta el 28%. La variación del espesor delaislamiento produce ahorros menores que el cambio del tipo de vidrio o elporcentaje de hueco en fachada, con valores que no superan el 3%.

Variación % Hueco & Tipo Vidrio y espesor aislamiento. Fachada norte

50

55

60

65

70

75

80

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

% Hueco

Ener

gía

(kW

h/m

2 año)

VD,FN 0.05 VDE,FN 0.05 VD,FN 0.08 VDE,FN 0.08 VD,FN 0.10VDE,FN 0.10 VD,FN 0.15 VDE,FN 0.15

Figura 38. Análisis de la sensibilidad del edificio a variaciones en el espesor del aislamiento&tipo de vidrio&porcentaje de hueco en la fachada norte.

La menor demanda energética total anual se obtiene con cerramientos con un porcentaje de huecos del 40% o inferior y vidrios dobles bajo emisivos. El comportamiento energético producido al variar estas tres variables en la fachada sur es polinómico, produciendo demandas energéticas cada vez menores a medida que aumenta el espesorde aislamiento en fachada. En la fachada norte la variación de estos parámetros produce un comportamiento energético lineal.

120

5 Referencias

[1] Curso Energía Solar en la Edifdicación. Serie de Ponencias. Varios Autores.Editorial Ciemat. Madrid 2004.

[2] Curso de la Caracterización Solar como Recurso Energético. Serie de Ponencias. Varios Autores. Editorial Ciemat. Madrid 2008.

[3] Roof Solutions for Natural Cooling (RoofSol). Final Report. European Commission: D.G. XII for Science Research and Development.

[4] Código Técnico de la Edificación (CTE). Ministerio de Vivienda del Gobierno de España. Marzo 2006.

[5] Agencia Estatal de Meteorología (AEMET). Ministerio de Medio Ambiente delGobierno de España.

[6] Programa de Calificación Energética de Edificios (CALENER). Ministerio deIndustria, Turismo y Comercio del Gobierno de España.

[7] Pliego de Condiciones Técnicas de Instalaciones de Baja Temperatura. Tabla de radiación solar (Fuente: Censolar). Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE) perteneciente al Ministerio de Industria, Turismo y Comercio del Gobierno de España.

[8] Programa de Simualción dinámica Transient Energy System Simulation Tool(TRNSYS).

121

8.2. Estudio de calificación energética

de la vivienda patrónLuis Méndez Vega

Consejería de Fomento

11.03.2010 Mérida

122

1. OBJETIVO.

El objetivo es comprobar el comportamiento térmico de la vivienda patrón al actuar sobre diversas estrategias y obtener su calificación de eficiencia energética. Las estrategias estudiadas son:

- Orientación geográfica.

- Fachada + trasdosado PYL.

- Cubierta plana.

- Forjado planta baja y solera del vestíbulo.

- Fachada de termoarcilla.

- Huecos.

Además de la actuación sobre estas estrategias individuales se estudia el comportamiento de combinando los mejores resultados de cada estrategia.

- Combinación de fachada + trasdosado PYL y cubierta plana.

- Combinación de fachada + trasdosado PYL y huecos.

- Combinación de fachada + trasdosado PYL, cubierta plana y huecos.

2. METODOLOGÍA.

Para poder llevar a cabo este análisis se ha tomado como método de calificación el programa desarrollado por AICIA (Universidad de Sevilla), CALENER_VYP. Se ha optado por este programa ya que para viviendas, las únicos métodos reconocidos que permiten obtener la calificación de eficiencia energética son una opción simplificada, mediante la cual sólo se puede justificar las calificaciones D y E, y el programa CALENER_VYP, que permite obtener cualquier calificación. El programa tiene sus limitaciones pero sabiendo estás se lleva a cabo la entrada de datos de la mejor manera. La versión del programa es la 1.0 del 1 de julio de 2009.

Los datos de partida que se han tomados son los siguientes:

Zona climática: C4. Localidad: Cáceres.

Ventilación: 0,8 renovaciones / horas.

Orientación del edificio: Fachada principal al sur.

Usos de los espacios:

123

124

Para calener, como el objetivo es obtener la calificación de eficiencia energética, se toma una solución de medianera típica de la construcción de viviendas sociales en Extremadura ya que si se introdujera la medianera de 40 cms desvirtuaría los resultados y la calificación energética no sería real. Hay que tener en cuenta que los índices de calificación están establecidos de forma estadística en cada zona climática y la solución de 40 cms .

Instalación de ACS y calefacción

Se utiliza el sistema definido en la vivienda patrón compuesto de calefacción por radiadores. El equipo utilizado es una caldera mixta de 34,6 kw de gasóleo y 0,92 de rendimiento.

125

Instalación de climatización:

Se utiliza el sistema definido en la vivienda patrón compuesto una bomba de calor con una unidad exterior en la cubierta y dos unidades interiores, una para la planta baja y otra para la planta primera.

3. ESTRATEGIA ORIENTACIÓN GEOGRÁFICA.

La estrategia consiste en modificar el ángulo de orientación del edificio cada 45 grados.

Consumos Energía Primaria (kwh/m2) Emisiones de CO2 (kgCO2/m2) Edificio Objeto Edif Referencia Edificio Objeto Edif Referencia Calificación

Archivo Grados Calef Ref ACS Total Total Calef Ref ACS Total Total

vivienda_patron (partida lider)(0grados) 0 52,4 16,5 6,2 75,1 101,6 13,0 4,1 1,4 18,5 23,3 C vivienda_patron (partida lider)(45grados) 45 54,0 19,1 6,2 79,3 112,4 13,3 4,8 1,4 19,5 25,8 C vivienda_patron (partida lider)(90grados) 90 55,2 20,9 6,2 82,3 115,8 13,7 5,2 1,4 20,3 26,6 C vivienda_patron (partida lider)(135grados) 135 55,4 18,9 6,2 80,5 111,0 13,7 4,7 1,4 19,8 25,4 C vivienda_patron (partida lider)(180grados) 180 54,6 16,5 6,2 77,3 103,0 13,5 4,1 1,4 19,0 23,5 C vivienda_patron (partida lider)(225grados) 225 55,9 19,1 6,2 81,2 112,0 13,9 4,8 1,4 20,1 25,6 C vivienda_patron (partida lider)(270grados) 270 56,2 20,9 6,2 83,2 115,5 13,9 5,2 1,4 20,5 26,5 C vivienda_patron (partida lider)(315grados) 315 54,4 18,8 6,2 79,4 111,1 13,5 4,7 1,4 19,6 25,5 C

OR IE NT AC IÓN G E OG R ÁF IC A

18,00

18,50

19,00

19,50

20,00

20,50

21,00

0 45 90 135 180 225 270 315 360

G ra dos

Emis

ione

s CO

2 (k

gCO

2/m

2)

0

45

90

135

180

225

270

315

Instalación de climatización:

Se utiliza el sistema definido en la vivienda patrón compuesto una bomba de calor con una unidad exterior en la cubierta y dos unidades interiores, una para la planta baja y otra para la planta primera.

3. ESTRATEGIA ORIENTACIÓN GEOGRÁFICA.

La estrategia consiste en modificar el ángulo de orientación del edificio cada 45 grados.

Consumos Energía Primaria (kwh/m2) Emisiones de CO2 (kgCO2/m2) Edificio Objeto Edif Referencia Edificio Objeto Edif Referencia Calificación

Archivo Grados Calef Ref ACS Total Total Calef Ref ACS Total Total

vivienda_patron (partida lider)(0grados) 0 52,4 16,5 6,2 75,1 101,6 13,0 4,1 1,4 18,5 23,3 C vivienda_patron (partida lider)(45grados) 45 54,0 19,1 6,2 79,3 112,4 13,3 4,8 1,4 19,5 25,8 C vivienda_patron (partida lider)(90grados) 90 55,2 20,9 6,2 82,3 115,8 13,7 5,2 1,4 20,3 26,6 C vivienda_patron (partida lider)(135grados) 135 55,4 18,9 6,2 80,5 111,0 13,7 4,7 1,4 19,8 25,4 C vivienda_patron (partida lider)(180grados) 180 54,6 16,5 6,2 77,3 103,0 13,5 4,1 1,4 19,0 23,5 C vivienda_patron (partida lider)(225grados) 225 55,9 19,1 6,2 81,2 112,0 13,9 4,8 1,4 20,1 25,6 C vivienda_patron (partida lider)(270grados) 270 56,2 20,9 6,2 83,2 115,5 13,9 5,2 1,4 20,5 26,5 C vivienda_patron (partida lider)(315grados) 315 54,4 18,8 6,2 79,4 111,1 13,5 4,7 1,4 19,6 25,5 C

OR IE NT AC IÓN G E OG R ÁF IC A

18,00

18,50

19,00

19,50

20,00

20,50

21,00

0 45 90 135 180 225 270 315 360

G ra dos

Emis

ione

s CO

2 (k

gCO

2/m

2)

0

45

90

135

180

225

270

315

126

El edificio tiene menor consumo energético y menos emisiones de CO2 en la orientación fachada principal al Sur (0 grados). La orientación más favorable emitirá 2 kgCO2/m2 anuales menos que la orientación más desfavorable, orientación fachada principal al oeste (270 grados). La orientación más favorable es la que se ha adoptado para la ejecución de la vivienda.

Para todas las orientaciones tiene la misma calificación energética, C. Esto se debe a que el rango de emisiones de cada calificación es muy amplio. En el caso de la calificación C está entre 14 kgCO2/m2 y 22,7 kgCO2/m2. A no ser que esté cercano a uno de estos límites, no cambiará de calificación al modificar la orientación.

4. ESTRATEGIA FACHADA + TRASDOSADO PYL

La estrategia consiste en modificar el tipo de aislamiento y espesor de la fachada Sur y Norte. En primer lugar, se parte de la fachada de la vivienda patrón. Esta fachada tiene la siguiente solución constructiva.

Los tipos de aislamientos utilizados son los siguientes.

Lana de Roca

Material λ (W/mK) ρ (Kg/m3) Cp (J/KgK) µ

Lana de Roca – ROCKCALM 211 0,035 40 840 1

PUR proyectado 0,032 50 1000 100

EPS - Neopor 0,031 20 1000 10

XPS 0,034 37,50 1000 100

Corcho amorin 0,039 105 1560 5

127

Siendo: λ, Conductividad térmica en W/mK; ρ, densidad en Kg/m3; Cp, Calor específico en J/KgK; µ, factor de resistencia a la difusión del vapor de agua, adimensional;

Los aislamientos PUR Y XPS están tomados de la base de datos del programa calener-vyp, por tanto catálogo de elementos constructivos del CTE. El aislamiento de lana de roca es de las características técnicas de la firma Rockwool. El aislamiento de EPS es de la firma Neopor, pero Cp y µ (al no conseguirlo del fabricante) se toma de la base de datos del programa de un material similar. El aislamiento de Corcho es de la firma Amorin, pero Cp y µ (al no conseguirlo del fabricante) se toma de la base de datos del programa de un material similar.

Los espesores a utilizar son los siguientes:

CB- Caso base. Espesor mínimo que se utilizan en las viviendas sociales que cumple el CTE. Se toma 4 cms.

CO- Caso matemáticamente óptimo. Rockwool ha realizado un estudio en el proyecto cteplus que consiste en averiguar el espesor matemáticamente optimo de su aislamiento. Para la zona climática de Cáceres son 9 cms más de lo exigido por CTE. Así, se toma 13 cms. Para otros tipos de aislamientos al no tener los datos suficientes para poder calcularlo se toma el mismo espesor.

Las simulaciones que se van a realizar cara cada tipo de aislamiento serán:

- CB en ambas fachadas

- CO en ambas fachadas.

- CB en fachada sur y CO en fachada norte.

128

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C

129

- CB en fachada sur y CO en fachada norte.

Consumos Energía Primaria (kwh/m2) Emisiones de CO2 (kgCO2/m2)

Edificio Objeto Edif Referencia Edificio Objeto Edif Referencia Calificación Archivo Calef Ref ACS Total Total Calef Ref ACS Total Total

vivienda_patron (LR-CON-CBS) 47,0 16,0 6,2 69,1 101,6 11,6 4,0 1,4 17,0 23,3 C vivienda_patron (PUR- CON-CBS) 46,7 15,9 6,2 68,8 101,6 11,5 4,0 1,4 16,9 23,3 C vivienda_patron (EPS- CON-CBS) 46,5 15,9 6,2 68,6 101,6 11,5 4,0 1,4 16,9 23,3 C vivienda_patron (XPS- CON-CBS) 47,0 15,9 6,2 69,1 101,6 11,6 4,0 1,4 17,0 23,3 C vivienda_patron (CORCHO- CON-CBS) 47,5 15,8 6,2 69,7 101,6 11,7 4,0 1,4 17,1 23,3 C

F AC HADA + T R AS DOS ADO P YL

16,00

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130

El aislamiento caso base con mejor comportamiento es el PUR y el de peor comportamiento el Corcho y lana de roca. El aislamiento caso óptimo con mejor comportamiento es el PUR y EPS. En el caso óptimo para fachada norte y caso base en la fachada sur el de mejor comportamiento es el PUR y EPS y el de peor comportamiento el Corcho. Si comparamos los tres casos estudiados podemos decir que a mayor aislamiento mejor comportamiento. Cabe destacar que la mejora que ofrece el aumento de aislamiento se debe al régimen de calefacción, el aporte de refrigeración es mínimo. Además en el caso de aislamiento optimo en fachada norte y caso base en fachada sur tiene un gran comportamiento ya que, en invierno, la fachada sur puede aprovecharse de la radiación solar que incide sobre ella pero la fachada norte al no estar sometida a la radiación solar se tendrá que proteger más. La mejora del caso óptimo frente a este caso es mucho menor que la mejora que tiene este caso respecto al caso base. Así, sería conveniente colocar distintos espesores de aislamiento según fachada, reforzando la fachada norte frente a la sur e intentar optimizar los aislamientos por fachadas.

En cuanto a la calificación, en los tres casos y para todos los materiales se mantiene la letra C. Esto se debe a que la mejora que impone el mejorar el aislamiento de fachada no es suficiente si no se refuerza el edificio en otras partes.

5. ESTRATEGIA CUBIERTA PLANA

La estrategia consiste en modificar el tipo de aislamiento y espesor de la cubierta plan. En primer lugar, se parte de la cubierta de la vivienda patrón. Esta cubierta tiene la siguiente solución constructiva.

Los tipos de aislamientos utilizados son los siguientes:

Material λ (W/mK) ρ (Kg/m3) Cp (J/KgK) µ

Lana de Roca – ROCKCALM 211 0,035 40 840 1

PUR proyectado 0,032 50 1000 100

EPS - Neopor 0,031 20 1000 10

XPS 0,034 37,50 1000 100

Corcho amorin 0,039 105 1560 5

131

Siendo: λ, Conductividad térmica en W/mK; ρ, densidad en Kg/m3; Cp, Calor específico en J/KgK; µ, factor de resistencia a la difusión del vapor de agua, adimensional;

Los aislamientos PUR Y XPS están tomados de la base de datos del programa calener-vyp, por tanto catálogo de elementos constructivos del CTE. El aislamiento de lana de roca es de las características técnicas de la firma Rockwool. El aislamiento de EPS es de la firma Neopor, pero Cp y µ (al no conseguirlo del fabricante) se toma de la base de datos del programa de un material similar. El aislamiento de Corcho es de la firma Amorin, pero Cp y µ (al no conseguirlo del fabricante) se toma de la base de datos del programa de un material similar.

Los espesores a utilizar son los siguientes:

CB- Caso base. Espesor mínimo que se utilizan en las viviendas sociales que cumple el CTE. Se toma 4 cms para XPS, PUR y EPS pero para Lana de Roca y Corcho los 4 cms no son suficientes para superar el requisito mínimo del CTE y por tanto se toma 5 cms de espesor.

CO- Caso matemáticamente óptimo. Rockwool ha realizado un estudio en el proyecto cteplus que consiste en averiguar el espesor matemáticamente optimo de su aislamiento. Para la zona climática de Cáceres son 9 cms más de lo exigido por CTE. Así, se toma 13 cms. Para otros tipos de aislamientos al no tener los datos suficientes para poder calcularlo se toma el mismo espesor.

132

C UB IE R T A P L ANA

16,00

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C OR C HO-C O

Siendo: λ, Conductividad térmica en W/mK; ρ, densidad en Kg/m3; Cp, Calor específico en J/KgK; µ, factor de resistencia a la difusión del vapor de agua, adimensional;

Los aislamientos PUR Y XPS están tomados de la base de datos del programa calener-vyp, por tanto catálogo de elementos constructivos del CTE. El aislamiento de lana de roca es de las características técnicas de la firma Rockwool. El aislamiento de EPS es de la firma Neopor, pero Cp y µ (al no conseguirlo del fabricante) se toma de la base de datos del programa de un material similar. El aislamiento de Corcho es de la firma Amorin, pero Cp y µ (al no conseguirlo del fabricante) se toma de la base de datos del programa de un material similar.

Los espesores a utilizar son los siguientes:

CB- Caso base. Espesor mínimo que se utilizan en las viviendas sociales que cumple el CTE. Se toma 4 cms para XPS, PUR y EPS pero para Lana de Roca y Corcho los 4 cms no son suficientes para superar el requisito mínimo del CTE y por tanto se toma 5 cms de espesor.

CO- Caso matemáticamente óptimo. Rockwool ha realizado un estudio en el proyecto cteplus que consiste en averiguar el espesor matemáticamente optimo de su aislamiento. Para la zona climática de Cáceres son 9 cms más de lo exigido por CTE. Así, se toma 13 cms. Para otros tipos de aislamientos al no tener los datos suficientes para poder calcularlo se toma el mismo espesor.

- CB (4cms en XPS, PUR y EPS; 5cms en LR y corcho)

Consumos Energía Primaria (kwh/m2) Emisiones de CO2 (kgCO2/m2)

Edificio Objeto Edif Referencia Edificio Objeto Edif Referencia Calificación Archivo Calef Ref ACS Total Total Calef Ref ACS Total Total

vivienda_patron (LR-CB) 51,8 16,4 6,2 74,3 101,6 12,8 4,1 1,4 18,3 23,3 C vivienda_patron (PUR-CB) 52,5 16,5 6,2 75,1 101,6 13,0 4,1 1,4 18,5 23,3 C vivienda_patron (EPS-CB) 52,0 16,4 6,2 74,6 101,6 12,9 4,1 1,4 18,4 23,3 C vivienda_patron (XPS-CB) 52,4 16,5 6,2 75,1 101,6 13,0 4,2 1,4 18,5 23,3 C vivienda_patron (CORCHO-CB) 52,2 16,4 6,2 74,8 101,6 12,9 4,1 1,4 18,4 23,3 C

- CO (13cms en todos)

Consumos Energía Primaria (kwh/m2) Emisiones de CO2 (kgCO2/m2) Edificio Objeto Edif Referencia Edificio Objeto Edif Referencia Calificación

Archivo Calef Ref ACS Total Total Calef Ref ACS Total Total

vivienda_patron (LR-CO) 48,5 15,6 6,2 70,3 101,6 12,0 3,9 1,4 17,3 23,3 C vivienda_patron (PUR-CO) 48,5 15,6 6,2 70,3 101,6 12,0 3,9 1,4 17,3 23,3 C vivienda_patron (EPS-CO) 48,6 15,6 6,2 70,4 101,6 12,0 3,9 1,4 17,3 23,3 C vivienda_patron (XPS-CO) 48,7 15,6 6,2 70,5 101,6 12,1 3,9 1,4 17,4 23,3 C vivienda_patron (CORCHO-CO) 49,0 15,7 6,2 70,8 101,6 12,1 3,9 1,4 17,4 23,3 C

133

Las simulaciones realizadas para el caso base de lana de roca y corcho tienen un cm más para que cumpliera el CTE y, por tanto, ambos casos serán los de peor comportamiento. El aislamiento caso base con mejor comportamiento es el EPS. En el caso óptimo, los de mejor comportamiento son EPS, lana de roca y PUR pero la diferencia entre los distintos tipos de aislamientos son pequeñas.

A mayor espesor no tiene tanta importancia el tipo de aislamiento utilizado pero a espesores pequeños si tiene gran importancia.

La mejora es mucho mejor en régimen de calefacción que en refrigeración ya que el edificio demanda más calefacción que refrigeración.

En cuanto a la calificación, en ambos casos y para todos los materiales se mantiene la letra C. Esto se debe a que la mejora que impone el mejorar el aislamiento de cubierta no es suficiente si no se refuerza el edificio en otras partes.

6. ESTRATEGIA FORJADO PLANTA BAJA Y SOLERA VESTÍBULO.

La estrategia consiste en modificar el tipo de aislamiento y espesor del forjado de la planta baja y de la solera del vestíbulo. En primer lugar, se parte del forjado de la planta baja y de la solera del vestíbulo de la vivienda patrón.

La solución constructiva del forjado de la planta baja de la vivienda patrón es el siguiente:

La solución constructiva de la solera del vestíbulo de la vivienda patrón es la siguiente:

134

Los tipos de aislamientos utilizados son los siguientes:

Material λ (W/mK) ρ (Kg/m3) Cp (J/KgK) µ

Lana de Roca – ROCKCALM 211 0,035 40 840 1

PUR proyectado 0,032 50 1000 100

EPS - Neopor 0,031 20 1000 10

XPS 0,034 37,50 1000 100

Corcho amorin 0,039 105 1560 5

Siendo: λ, Conductividad térmica en W/mK; ρ, densidad en Kg/m3; Cp, Calor específico en J/KgK; µ, factor de resistencia a la difusión del vapor de agua, adimensional;

Los aislamientos PUR Y XPS están tomados de la base de datos del programa calener-vyp, por tanto catálogo de elementos constructivos del CTE. El aislamiento de lana de roca es de las características técnicas de la firma Rockwool. El aislamiento de EPS es de la firma Neopor, pero Cp y µ (al no conseguirlo del fabricante) se toma de la base de datos del programa de un material similar. El aislamiento de Corcho es de la firma Amorin, pero Cp y µ (al no conseguirlo del fabricante) se toma de la base de datos del programa de un material similar.

Los espesores a utilizar son los siguientes:

CB- Caso base. Espesor mínimo que se utilizan en las viviendas sociales que cumple el CTE. En el forjado de la planta baja se toma 2 cms para todos los tipos de aislamientos. En la solera del vestíbulo se toma 4 cms de aislamiento para Lana de Roca, PUR, EPS y XPS pero para el Corcho tomarán 5 cms ya que con 4 cms no cumple el requisito mínimo del CTE.

CO- Caso matemáticamente óptimo. Rockwool ha realizado un estudio en el proyecto cteplus que consiste en averiguar el espesor matemáticamente optimo de su aislamiento. Para la zona climática de Cáceres son 9 cms más de lo exigido por CTE. Así, se toma 11 cms para el forjado de planta baja y 13 cms para la solera del vestíbulo. Para otros tipos de aislamientos al no tener los datos suficientes para poder calcularlo se toma el mismo espesor.

135

- CB (Forjado planta baja: 2cms en todos; solera vestíbulo : 4 cms en LR, XPS, PUR y EPS y 5cms en corcho)

Consumos Energía Primaria (kwh/m2) Emisiones de CO2 (kgCO2/m2)

Edificio Objeto Edif Referencia Edificio Objeto Edif Referencia Calificación Archivo Calef Ref ACS Total Total Calef Ref ACS Total Total

vivienda_patron (LR-CB) 52,4 16,5 6,2 75,0 101,6 13,0 4,1 1,4 18,5 23,3 C vivienda_patron (PUR-CB) 52,4 16,5 6,2 75,1 101,6 13,0 4,1 1,4 18,5 23,3 C vivienda_patron (EPS-CB) 52,2 16,5 6,2 74,9 101,6 12,9 4,1 1,4 18,4 23,3 C vivienda_patron (XPS-CB) 52,5 16,5 6,2 75,2 101,6 13,0 4,1 1,4 18,5 23,3 C vivienda_patron (CORCHO-CB) 52,7 16,4 6,2 75,3 101,6 13,0 4,1 1,4 18,5 23,3 C

- CO (Forjado planta baja: 11cms en todos; solera vestíbulo : 13 cms en todos)

Consumos Energía Primaria (kwh/m2) Emisiones de CO2 (kgCO2/m2)

Edificio Objeto Edif Referencia Edificio Objeto Edif Referencia Calificación Archivo Calef Ref ACS Total Total Calef Ref ACS Total Total

vivienda_patron (LR-CO) 50,5 16,9 6,2 73,5 101,6 12,5 4,2 1,4 18,1 23,3 C vivienda_patron (PUR-CO) 50,5 16,9 6,2 73,5 101,6 12,5 4,2 1,4 18,1 23,3 C vivienda_patron (EPS-CO) 50,3 16,9 6,2 73,4 101,6 12,5 4,2 1,4 18,1 23,3 C vivienda_patron (XPS-CO) 50,6 16,9 6,2 73,6 101,6 12,5 4,2 1,4 18,1 23,3 C vivienda_patron (CORCHO-CO) 50,6 16,8 6,2 73,6 101,6 12,5 4,2 1,4 18,1 23,3 C

F OR J ADO P B Y S OL E R A VE S T ÍB UL O

16,00

16,50

17,00

17,50

18,00

18,50

19,00

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

S imula c iones

Emis

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2 (k

gCO

2/m

2)

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P UR -C B

E P S -C B

XP S -C B

C OR C HO-C B

L R -C O

P UR -C O

E P S -C O

XP S -C O

C OR C HO-C O

136

Las simulaciones realizadas para el caso base de corcho tienen un cm más en la solera del vestíbulo para que cumpliera el CTE. El aislamiento caso base con mejor comportamiento es el EPS pero con poca variación con respecto a los otros tipos de aislamientos. En el caso óptimo, todos los aislamientos tienen el mismo comportamiento.

De forma general se observa que en régimen de calefacción aumenta el comportamiento con el espesor pero en refrigeración disminuye. Además, en términos de emisiones es muy pequeña la mejora que aporta el aumento de espesor de forma global, entorno a 0,4 kgCO2/m2.

En cuanto a la calificación, en ambos casos y para todos los materiales se mantiene la letra C. Esto se debe a que la mejora que impone el mejorar el aislamiento de cubierta no es suficiente si no se refuerza el edificio en otras partes.

7. ESTRATEGIA FACHADA TERMOARCILLA.

La estrategia consiste en simular dos tipos de termoarcillas en las fachadas norte y sur que tendrán las siguientes soluciones constructivas.

Las características de estas dos soluciones constructivas están tomadas por los datos técnicos suministrados por Tabicesa.

Los resultados obtenidos de estas dos soluciones se compararan con los obtenidos en la estrategia 1 para el caso base. Así, se tendrán comparaciones entre dos tipos de fachadas distintas.

137

Consumos Energía Primaria (kwh/m2) Emisiones de CO2 (kgCO2/m2)

Edificio Objeto Edif Referencia Edificio Objeto Edif Referencia Calificación Archivo Calef Ref ACS Total Total Calef Ref ACS Total Total

vivienda_patron (Termo-29) 52,7 15,3 6,2 74,2 101,6 13,0 3,8 1,4 18,2 23,3 C vivienda_patron (Termo-ECO) 52,4 15,3 6,2 73,9 101,6 13,0 3,8 1,4 18,2 21,5 C vivienda_patron (LR-CB) 52,4 16,5 6,2 75,1 101,6 13,0 4,1 1,4 18,5 23,3 C vivienda_patron (PUR-CB) 52,1 16,2 6,2 74,4 101,6 12,9 4,0 1,4 18,3 23,3 C vivienda_patron (EPS-CB) 51,7 16,2 6,2 74,0 101,6 12,8 4,0 1,4 18,2 23,3 C vivienda_patron (XPS-CB) 52,1 16,2 6,2 74,4 101,6 12,9 4,0 1,4 18,3 23,3 C vivienda_patron (CORCHO-CB) 53,0 16,2 6,2 75,4 101,6 13,1 4,0 1,4 18,5 23,3 C

T E R MOAR C IL L A

16,00

16,50

17,00

17,50

18,00

18,50

19,00

0 1 2 3 4 5 6 7 8

S imula c iones

Emis

ione

s CO

2 (k

gCO

2/m

2)

TE R MO-E C O

TE R MO-29

L R -C B

P UR -C B

E P S -C B

XP S -C B

C OR C HO-C B

138

Los dos tipos de termoarcilla obtienen los mismos resultados. Comparados estos resultados con el caso base de la estrategia 1 se puede decir que tiene resultados similares a los aislamientos caso base. Si observamos por régimen podemos decir que la termoarcilla tiene un mejor comportamiento en verano que la solución de la estrategia 1 y en invierno un peor comportamiento.

En cuanto a la calificación, se mantiene la letra C en ambas soluciones.

8. ESTRATEGIA HUECOS.

La estrategia consiste en modificar el tipo de carpintería, el tipo de vidrio y tamaño de los huecos de la fachada Sur y Norte. En primer lugar, se parte de los huecos de la vivienda patrón. Los huecos de la vivienda patrón están compuestos por vidrios 4-6-4 y marcos de aluminio sin rotura de puente térmico. El porcentaje de marco cubierto en el hueco es del 23% y la permeabilidad a una sobrepresión de 100 Pa es de 3. Las dimensiones de los huecos son, en la fachada sur tres huecos de 1,8x1,05, dos huecos de 1,25x0,37 y un hueco de 2x2,1; y en la fachada norte tres huecos de 1,8x1,05 y un hueco de 0,65x1,05.

Los tipos de marcos a utilizar son los siguientes:

- Aluminio sin Rotura de Puente Térmico. U= 5,7 W/m2K.

- Aluminio con Rotura de Puente Térmico. U= 4,0 W/m2K.

- Madera de Baja Densidad. U = 2,00 W/m2K.

Los vidrios a utilizar son los siguientes.

- Vidrio doble 4-6-4. U = 3,3 W/m2K y Factor solar = 0,75

- Vidrio doble bajo emisivo (< 0,03) 4-12-4. U= 1,6 W/m2K y Factor solar = 0,7

En la fachada sur la superficie de los huecos se aumentan en un 30 %. Así los huecos utilizados son tres huecos de 2,05x1,2, dos huecos de 1,4x0,43 y un hueco de 2,3x2,37.

En la fachada norte la superficie de los huecos se disminuye en un 30 %. Así los huecos utilizados son tres huecos de 1,5x0,9 y un hueco de 0,5x0,95.

Código de abreviaturas:

- ALSR. Aluminio sin Rotura de Puente Térmico.

- ALCR. Aluminio con Rotura de Puente Térmico.

- MDB. Madera de baja densidad.

- CB. Caso base. Vidrio de proyecto.

- VO. Vidrio óptimo. Vidrio mejorado.

139

- Dimensiones de proyecto en ambas fachadas.

Consumos Energía Primaria (kwh/m2) Emisiones de CO2 (kgCO2/m2) Edificio Objeto Edif Referencia Edificio Objeto Edif Referencia Calificación

Archivo Calef Ref ACS Total Total Calef Ref ACS Total Total

vivienda_patron (ALSR-CB) 52,4 16,5 6,2 75,1 101,6 13,0 4,1 1,4 18,5 23,3 C vivienda_patron (ALCR-CB) 51,0 16,6 6,2 73,8 101,6 12,6 4,1 1,4 18,1 23,3 C vivienda_patron (MDB-CB) 48,8 16,8 6,2 71,8 101,6 12,1 4,2 1,4 17,7 23,3 C vivienda_patron (ALSR-VO) 47,5 16,6 6,2 70,6 101,6 11,9 4,1 1,4 17,4 23,3 C vivienda_patron (ALCR-VO) 46,0 16,7 6,2 68,9 101,6 11,4 4,2 1,4 17,0 23,3 C vivienda_patron (MDB-VO) 43,9 16,9 6,2 67,0 101,6 10,9 4,2 1,4 16,5 23,3 C

- Huecos de fachada sur un 30% más grande que los de proyecto.

Consumos Energía Primaria (kwh/m2) Emisiones de CO2 (kgCO2/m2) Edificio Objeto Edif Referencia Edificio Objeto Edif Referencia Calificación

Archivo Calef Ref ACS Total Total Calef Ref ACS Total Total

vivienda_patron (ALSR-CB) 50,6 17,8 6,2 74,5 101,3 12,5 4,4 1,4 18,3 23,3 C vivienda_patron (ALCR-CB) 48,8 17,9 6,2 73,0 101,3 12,1 4,5 1,4 18,0 23,3 C vivienda_patron (MDB-CB) 46,4 18,1 6,2 70,7 101,3 11,5 4,5 1,4 17,4 23,3 C vivienda_patron (ALSR-VO) 45,4 17,9 6,2 69,4 101,3 11,3 4,5 1,4 17,2 23,3 C vivienda_patron (ALCR-VO) 43,5 18,1 6,2 67,8 101,3 10,8 4,5 1,4 16,7 23,3 C vivienda_patron (MDB-VO) 41,6 18,3 6,2 66,2 101,3 10,4 4,6 1,4 16,4 23,3 C

140

Edificio Objeto Edif Referencia Edificio Objeto Edif Referencia Calificación Archivo Calef Ref ACS Total Total Calef Ref ACS Total Total

vivienda_patron (ALSR-CB) 51,5 15,5 6,2 73,1 101,0 12,7 3,9 1,4 18,0 23,1 C vivienda_patron (ALCR-CB) 50,1 15,6 6,2 71,9 101,0 12,4 3,9 1,4 17,7 23,1 C vivienda_patron (MDB-CB) 48,5 15,7 6,2 70,4 101,0 12,0 3,9 1,4 17,3 23,1 C vivienda_patron (ALSR-VO) 48,0 15,5 6,2 69,7 101,0 11,9 3,9 1,4 17,2 23,1 C vivienda_patron (ALCR-VO) 46,0 15,7 6,2 67,8 101,0 11,4 3,9 1,4 16,7 23,1 C vivienda_patron (MDB-VO) 44,4 16,2 6,2 66,8 101,0 11,0 4,0 1,4 16,4 23,1 C

HUE C OS

16,00

16,50

17,00

17,50

18,00

18,50

19,00

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

S imula c iones

Emis

ione

s CO

2 (k

gCO

2/m

2)

AL S R -V B

AL C R -V B

MDB -V B

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AL C R -V O

MDB -V O

AL S R -V B (30S )

AL C R -V B (30S )

MDB -V B (30S )

AL S R -V O(30S )

AL C R -V O(30S )

MDB -V O(30S )

AL S R -V B (30N)

AL C R -V B (30N)

MDB -V B (30N)

AL S R -V O(30N)

AL C R -V O(30N)

MDB -V O(30N)

- Huecos de fachada norte un 30% más pequeños que los de proyecto.

Consumos Energía Primaria (kwh/m2) Emisiones de CO2 (kgCO2/m2)

141

El marco con mejor comportamiento es el de madera y el de peor comportamiento es el de aluminio sin rotura puente térmico. Esto se debe a que tiene una transmitancia térmica menor. La madera ofrece un mejor comportamiento en régimen de invierno pero peor en régimen de verano frente al aluminio pero como el edificio demanda más calefacción que refrigeración, de forma global tiene un mayor comportamiento el marco de madera. El vidrio bajo emisivo ofrece una gran mejora frente al vidrio de proyecto, en torno a 1,1 kgCO2/m2. Además, la mejora se debe al régimen de invierno ya que en verano el comportamiento de ambos vidrios es similar. La mejora conjunta del vidrio y marco supone una disminución de 2 kgCO2/m2.

En el caso de aumentar en un 30% el tamaño de los huecos de la fachada sur supone una mejora en régimen de invierno y de empeoramiento en verano. De forma global, el aumento de tamaño de huecos en la fachada sur mejora el comportamiento y disminuye las emisiones en 0,2 kgCO2/m2.

En el caso de disminuir en un 30% el tamaño de los huecos de la fachada norte impone una mejora mayor en vidrios de poca calidad que en los de más calidad en los cuales el comportamiento se mantiene.

En cuanto a la calificación, en todos los casos se mantiene la letra C. Esto se debe a que la mejora que impone el tratamiento de huecos de fachada no es suficiente si no se refuerza el edificio en otras partes.

9. COMBINACIÓN FACHADA + CUBIERTA PLANA.

Se combinan los mejores resultados de las estrategias fachada+trasdosadas de PYL y cubierta plana.

Fachadas:

- 13 cms EPS

- 13 cms PUR

- Fachada sur de 13 cms de EPS – fachada norte de 4 cms de EPS

- Fachada sur de 13 cms de PUR – fachada norte de 4 cms de PUR

Cubierta:

- 13 cms EPS

142

F AC HADA + C UB IE R T A P L ANA

14,00

14,50

15,00

15,50

16,00

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18,00

18,50

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2)

F (R W –4C MS )C (XP S –4C MS )

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F (P UR –13C MS )C (E P S –13C MS )

F (E P S (F N13C MSF S 4C MS )) C (E P S –13C MS )

F (P UR (F N13C MSF S 4C MS )) C (E P S –13C MS )

C

Consumos Energía Primaria (kwh/m2) Emisiones de CO2 (kgCO2/m2) Edificio Objeto Edif Referencia Edificio Objeto Edif Referencia Calificación FACH CUB Calef Ref ACS Total Total Calef Ref ACS Total Total RW – 4 CMS XPS – 4 CMS 52,4 16,5 6,2 75,1 101,6 13,0 4,1 1,4 18,5 23,3 C EPS – 13 CMS EPS – 13 CMS 41,2 15,1 6,2 62,5 101,6 10,2 3,8 1,4 15,4 23,3 C PUR – 13 CMS EPS – 13 CMS 41,1 14,9 6,2 62,2 101,6 10,2 3,7 1,4 15,3 23,3 C EPS – FN(13CMS) – FS (4CMS) EPS – 13 CMS 42,7 15,1 6,2 64,1 101,6 10,6 3,8 1,4 15,8 23,3 C PUR – FN(13CMS) – FS (4CMS) EPS – 13 CMS 42,6 15,0 6,2 63,7 101,6 10,5 3,7 1,4 15,6 23,3 C

143

Ninguna de las combinaciones es suficiente para alcanzar la calificación B. Cabe destacar que el cambio de calificación para este edificio está en 14 kgco2/m2 con lo cual todas las combinaciones quedan lejos de dichas emisiones de CO2.

10. COMBINACIÓN FACHADA + HUECOS.

Se combinan los mejores resultados de las estrategias fachada+trasdosadas de PYL y huecos.

Fachadas:

- 13 cms EPS

- 13 cms PUR

Huecos:

- dos tipos de marcos: madera de baja densidad (mdb); aluminio con rotura de puente térmico (alcr)

- un tipo de vidrio doble bajo emisivo (< 0,03) 4-12-4 (bajo em)

- cuatro posibilidades de tamaño de los huecos: tamaño de proyecto de huecos de ambas fachada; un 30% más pequeño en la fachada norte y tamaño de proyecto en fachada sur (30N); un 30% más grande en la fachada sur y tamaño de proyecto en la fachada norte (30S); un 30% más grande en la fachada sur y un 30% más pequeño en la fachada norte (30S)(30N)

144

Co

nsum

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ía P

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– 4

CM

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1 1,

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MS

XPS

– 4

CMS

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13 C

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Mad

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– 13

CM

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C EP

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13 C

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XPS

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– 13

CM

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– 13

CM

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– 13

CM

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– 13

CM

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145

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Emisiones CO2 (kgCO2/m2)

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146

Ninguna de las combinaciones es suficiente para alcanzar la calificación B. Cabe destacar que el cambio de calificación para este edificio está en 14 kgco2/m2. La combinación más cercana a esta marca es EPS (13 cms) de fachada y huecos mdb-bajo em (30S)(30N) quedándose a 0,2 kgco2/m2 del cambio de calificación

11. COMBINACIÓN FACHADA + HUECOS.

Se combinan los mejores resultados de las estrategias fachada+trasdosadas de PYL, cubierta plana y huecos.

Fachadas:

- 13 cms EPS

- 13 cms PUR

Cubiertas:

- 13 cms EPS

Huecos:

- dos tipos de marcos: madera de baja densidad (mdb); aluminio con rotura de puente térmico (alcr)

- un tipo de vidrio doble bajo emisivo (< 0,03) 4-12-4 (bajo em)

- cuatro posibilidades de tamaño de los huecos: tamaño de proyecto de huecos de ambas fachada; un 30% más pequeño en la fachada norte y tamaño de proyecto en fachada sur (30N); un 30% más grande en la fachada sur y tamaño de proyecto en la fachada norte (30S); un 30% más grande en la fachada sur y un 30% más pequeño en la fachada norte (30S)(30N)

147

Co

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,3

B EP

S –

13 C

MS

EP

S –

13 C

MS

Alc

r-ba

jo e

m (3

0N)

34,6

14

,5

6,2

55,2

10

1,0

8,6

3,6

1,4

13,6

23

,1

B EP

S –

13 C

MS

EPS

– 13

CM

S A

lcr-

bajo

em

(30S

) 32

,0

16,9

6,

2 55

,1

101,

3 8,

0 4,

2 1,

4 13

,6

23,3

B

EPS

– 13

CM

S EP

S –

13 C

MS

Alc

r-ba

jo e

m (3

0S)(

30N

) 31

,6

16,1

6,

2 53

,9

100,

1 7,

9 4,

0 1,

4 13

,3

23,0

B

PUR

– 13

CM

S EP

S –

13 C

MS

Mdb

-baj

o em

32

,0

15,4

6,

2 53

,6

101,

6 8,

0 3,

8 1,

4 13

,2

23,3

B

PUR

– 13

CM

S

EPS

– 13

CM

S M

db-b

ajo

em (3

0N)

31,9

14

,5

6,2

52,6

10

1,0

8,0

3,6

1,4

13,2

23

,1

B PU

R –

13 C

MS

EPS

– 13

CM

S M

db-b

ajo

em (3

0S)

29,2

17

,0

6,2

52,4

10

1,3

7,3

4,2

1,4

12,9

23

,3

B PU

R –

13 C

MS

EPS

– 13

CM

S M

db-b

ajo

em (3

0S)(

30N

) 28

,8

16,2

6,

2 51

,1

100,

1 7,

2 4,

0 1,

4 12

,6

23,0

B

PUR

– 13

CM

S EP

S –

13 C

MS

Alc

r-ba

jo e

m

34,9

15

,2

6,2

56,3

10

1,6

8,7

3,8

1,4

13,9

23

,3

B PU

R –

13 C

MS

EP

S –

13 C

MS

Alc

r-ba

jo e

m (3

0N)

34,7

14

,3

6,2

55,2

10

1,0

8,6

3,6

1,4

13,6

23

,1

B PU

R –

13 C

MS

EPS

– 13

CM

S A

lcr-

bajo

em

(30S

) 32

,6

16,8

6,

2 55

,5

101,

3 8,

1 4,

2 1,

4 13

,7

23,3

B

PUR

– 13

CM

S EP

S –

13 C

MS

Alc

r-ba

jo e

m (3

0S)(

30N

) 31

,7

15,9

6,

2 53

,8

100,

1 7,

9 4,

0 1,

4 13

,3

23,0

B

148

FA

CH

AD

A +

CU

BIE

RT

A P

LA

NA

+ H

UE

CO

S

12,5

0

13,5

0

14,5

0

15,5

0

16,5

0

17,5

0

18,5

0

01

23

45

67

89

1011

1213

1415

1617

18

Sim

ula

cio

ne

s

Emisiones CO2 (kgCO2/m2)

F(R

W–4

CM

S)

C(X

PS

–4C

MS

)H

(ALS

R-V

B)

F(E

PS

–13C

MS

) C

(EP

S–1

3CM

S)

H(M

CB

-VO

)F

(EP

S–1

3CM

S)

C(E

PS

–13C

MS

)H

(MC

B-V

O(3

0N)

F(E

PS

–13C

MS

) C

(EP

S–1

3CM

S)

H(M

CB

-VO

(30S

))F

(EP

S–1

3CM

S)

C(E

PS

–13C

MS

)H

(MC

B-V

O(3

0S)(

30N

))

F(E

PS

–13C

MS

) C

(EP

S–1

3CM

S)

H(A

LCR

-VO

)F

(EP

S–1

3CM

S)

C(E

PS

–13C

MS

)H

(ALC

R-V

O(3

0N)

F(E

PS

–13C

MS

) C

(EP

S–1

3CM

S)

H(A

LCR

-VO

(30S

))F

(EP

S–1

3CM

S)

C(E

PS

–13C

MS

)H

(ALC

R-V

O(3

0S)(

30N

))F

(PU

R–1

3CM

S)

C(E

PS

–13C

MS

)H

(MC

B-V

O)

F(P

UR

–13C

MS

) C

(EP

S–1

3CM

S)

H(M

CB

-VO

(30N

)F

(PU

R–1

3CM

S)

C(E

PS

–13C

MS

)H

(MC

B-V

O(3

0S))

F(P

UR

–13C

MS

) C

(EP

S–1

3CM

S)

H(M

CB

-VO

(30S

)(30

N))

F(P

UR

–13C

MS

) C

(EP

S–1

3CM

S)

H(A

LCR

-VO

)F

(PU

R–1

3CM

S)

C(E

PS

–13C

MS

)H

(ALC

R-V

O(3

0N)

F(P

UR

–13C

MS

) C

(EP

S–1

3CM

S)

H(A

LCR

-VO

(30S

))F

(PU

R–1

3CM

S)

C(E

PS

–13C

MS

)

149

Todas las combinaciones obtienen la calificación B. Cabe destacar las fachada EPS (13 cms) o PUR (13cms), Cubierta plana EPS (13 cms) y Huecos con vidrio doble bajo emisivo (< 0,03) 4-12-4, marcos de madera de baja densidad y un 30% más grande en la fachada sur y un 30% más pequeño en la fachada norte que son las que menos emisiones de CO2 tienen. En total son 5,9 kgCO2/m2 menos que la vivienda patrón.

12. CONCLUSIONES.

Las estrategias más influyentes en el comportamiento energético de esta vivienda son los huecos y las fachadas. Pero para poder obtener una calificación energética B la actuación sobre una estrategia no es suficiente; es necesario combinar estrategias. La calificación energética B se obtiene combinando las variables con mejores resultados de las estrategias de fachadas, cubiertas y huecos.

150

Anexo. Otros datos de partida y demandas energéticas.

En el informe realizado de los resultados obtenidos del programa Calener_vyp se muestran los datos de partida más importantes. Completando dicho informe se añaden los siguientes datos de partida utilizados.

Año climatológico

El año meteorológico tipo utilizado es el que tiene determinado el programa Calener_vyp. Calener utiliza los datos meteorológicos sintéticos, generados con CLIMED 1.3 a partir de los datos climáticos del Instituto Nacional de Meteorología, para la totalidad de las capitales de provincia, más las ciudades autónomas de Ceuta y Melilla. Adicionalmente se incluyen los doce archivos correspondientes a las doce localidades genéricas de cada una de las 12 zonas climáticas.

El edificio se ubica en Cáceres cuya zona climática es C4.

Superficies habitables por plantas

Las superficies habitables están indicadas en el informe. Las superficies no coinciden con las del proyecto ya que se ha seguido los criterios que establece Calener_vyp para realizar la geometría de un edificio. En Calener_vyp, los polígonos que definen la forma geométrica de los espacios se crean de la siguiente manera: Si el espacio es todo exterior, o limita con medianeras, se toman las medidas interiores del espacio y si el espacio tiene cerramientos interiores que lo separan de otros espacios del edificio, se creará el polígono con las medidas interiores en los cerramientos exteriores y la mediatriz de los paramentos interiores

Tipo de uso

El tipo de uso de los espacios habitables será residencial. El programa establece unas condiciones de uso residencial que no permiten modificación. El uso residencial viene definido en el documento reconocido “Condiciones de aceptación de procedimientos alternativos a LIDER y CALENER”. Así, las cargas internas consideradas son:

• Ocupación sensible: Laborables (0,54w/m2 de 8:00 a 15:00; 1,08 w/m2 de 16:00 a 23:00; 2,15 w/m2 de 24:00 a 7:00). Sábado y festivos (2,15 w/m2).

• Ocupación Latente: Laborables (0,34 w/m2 de 8:00 a 15:00; 0,68 w/m2 de 16:00 a 23:00; 1,36 w/m2 de 24:00 a 7:00). Sábado y festivos (1,36 w/m2).

• Iluminación: (1,32 w/m2 de 8:00 a 18:00; 2,20 w/m2 19:00; 4,40 w/m2 de 20:00 a 23:00; 2,20 w/m2 24:00; 0,44 w/m2 de 01:00 a 07:00).

• Equipos: (1,32 w/m2 de 8:00 a 18:00; 2,20 w/m2 19:00; 4,40 w/m2 de 20:00 a 23:00; 2,20 w/m2 24:00; 0,44 w/m2 de 01:00 a 07:00).

La ventilación en los espacios viene determinada por:

• Ventilación forzada: 0,8 ren/h.

• Ventilación verano apertura ventanas: 4 ren/h de 1:00 a 8:00.

• Espacios no habitables: Instalaciones 0,5 ren/h. Garaje 1 ren/h.

151

La ventilación forzada ha sido calcula de acuerdo al sistema de ventilación mecánica que tiene el edificio. Calener_vyp no permite introducir distintos valores de ventilación por espacios sino un único valor para todo el edificio.

Condiciones higrométrica:

Todos los espacios habitables independientemente de que sean cuartos de baños, cocina, dormitorios, sala de estar o vestíbulos se consideran que tendrán unas condiciones higrométrica clase 3 o inferior, espacios en los que no se prevea una alta producción de humedad.

Temperaturas de consignas

Las temperaturas de consignas viene determinadas en Calener_vyp y se toman del documento reconocido “ Condiciones de aceptación de procedimientos alternativos a LIDER y CALENER”.

• Verano: (Junio – Septiembre). 25ºC (8:00 a 23:00) 27ºC (24:00 a 7:00).

• Invierno: (Octubre – Mayo). 20ºC (8:00 a 23:00) 17ºC (24:00 a 7:00).

Puentes térmicos

El programa Calener_vyp tiene una base de datos de puentes térmicos.

Forjado:• Encuentro forjado-fachada. Ψ = 0,41 W/(mK) f = 0,75

• Encuentro cubierta-fachada. Ψ = 0,44 W/(mK) f = 0,72

• Encuentro suelo exterior-fachada. Ψ = 0,44 W/(mK) f = 0,72

Cerramiento exterior:• Esquina saliente. Ψ = 0,16 W/(mK) f = 0,80

• Esquina entrante. Ψ = -0,13 W/(mK) f = 0,82

• Hueco ventana. Ψ = 0,25 W/(mK) f = 0,63

• Pilar. Ψ = 0,8 W/(mK) f = 0,62

Unión solera:• Unión solera pared exterior. Ψ = 0,13 W/(mK) f = 0,74

En el informe, los resultados se expresan en emisiones de CO2, unidad que utiliza el programa Calener para obtener la calificación energética. Como el proyecto EDEA se ha simulado con otros programas de simulación energética cuyos resultados se expresan en demandas energéticas, a continuación se indican los resultados en demandas energéticas.

152

ESTRATEGIA PASIVA. ORIENTACIÓN GEOGRÁFICA (DEMANDAS) 

  CALENER_VYP 

Orientación Demanda Calefacción 

Demanda Refrigeración 

Demanda Total 

Dif. Dem. Calefacción 

Dif. Dem. Refrigeración 

Dif.Dem. Total 

  kWh/m2  kWh/m2  kWh/m2  kWh/m2  kWh/m2  kWh/m2 0 grados  41,2  14,7  55,90 0,00  0,00  0,00

45 grados  43,1  17,8  60,90 1,90  3,10  5,00

90 grados  45,3  19,6  64,90 4,10  4,90  9,00

135 grados  45,2  16,8  62,00 4,00  2,10  6,10

180 grados  44,4  13,9  58,30 3,20  ‐0,80  2,40

225 grados  45,7  16,7  62,40 4,50  2,00  6,50

270 grados  45,7  19,0  64,70 4,50  4,30  8,80

315 grados  43,1  17,1  60,20 1,90  2,40  4,30

 

Demanda Total: Demanda calefacción + demanda refrigeración Dif. Dem. Calefacción: Demanda calefacción (caso estudiado) – Demanda calefacción (caso patrón) Dif. Dem. Refrigeración: Demanda refrigeración (caso estudiado) – Demanda refrigeración (caso patrón) Dif. Dem. Total: Demanda total (caso estudiado) – Demanda total (caso patrón)  

 

 

 

 

 

 

ESTRATEGIA PASIVA. FACHADA TRASDOSADO PLADUR (DEMANDAS) 

    CALENER_VYP 

Fachada Demanda Calefacción

Demanda Refrigeración 

Demanda Total 

Dif. Dem. Calefacción 

Dif. Dem. Refrigeración

Dif.Dem. Total 

Tipo  Esp.  kWh/m2  kWh/m2  kWh/m2  kWh/m2  kWh/m2  kWh/m2 LR‐CB  4 cms  41,2  14,7  55,9  0  0  0 

PUR‐CB  4 cms  40,7  14,4  55,1  ‐0,5  ‐0,3  ‐0,8 

EPS‐CB  4 cms  40,5  14,4  54,9  ‐0,7  ‐0,3  ‐1 

XPS‐CB  4 cms  41,1  14,4  55,5  ‐0,1  ‐0,3  ‐0,4 

CORCHO‐CB  4 cms  41,9  14,5  56,4  0,7  ‐0,2  0,5 

LR‐CO  13 cms  35,7  14,2  49,9  ‐5,5  ‐0,5  ‐6 

PUR‐CO  13 cms  35,4  14,1  49,5  ‐5,8  ‐0,6  ‐6,4 

EPS‐CO  13 cms  35,3  14,2  49,5  ‐5,9  ‐0,5  ‐6,4 

XPS‐CO  13 cms  35,6  14,1  49,7  ‐5,6  ‐0,6  ‐6,2 

CORCHO‐CO  13 cms  36  14,1  50,1  ‐5,2  ‐0,6  ‐5,8 

LR‐CON‐CBS    37,2  14,3  51,5  ‐4  ‐0,4  ‐4,4 

PUR‐CON‐CBS    36,8  14,2  51  ‐4,4  ‐0,5  ‐4,9 

EPS‐CON‐CBS    36,7  14,3  51  ‐4,5  ‐0,4  ‐4,9 

XPS‐CON‐CBS    37,1  14,3  51,4  ‐4,1  ‐0,4  ‐4,5 

CORCHO‐CON‐CBS    37,6  14,2  51,8  ‐3,6  ‐0,5  ‐4,1 

 

CB. 4cms en todos los aislamientos. CO. 13 cms en todos los aislamientos. CON‐CBS. 13 cms en la fachada norte y 4 cms en la fachada sur.  

153

ESTRATEGIA PASIVA. CUBIERTA PLANA (DEMANDAS) 

    CALENER_VYP 

Cubierta Demanda Calefacción 

Demanda Refrigeración 

Demanda Total 

Dif. Dem. Calefacción 

Dif. Dem. Refrigeración 

Dif.Dem. Total 

Tipo  Esp.  kWh/m2  kWh/m2  kWh/m2  kWh/m2  kWh/m2  kWh/m2 

LR‐CB  5 cms  40,6  14,6  55,2  ‐0,6  ‐0,1  ‐0,7 

PUR‐CB  4 cms  41  14,7  55,7  ‐0,2  0  ‐0,2 

EPS‐CB  4 cms  40,9  14,6  55,5  ‐0,3  ‐0,1  ‐0,4 

XPS‐CB  4 cms  41,2  14,7  55,9  0  0  0 

CORCHO‐CB  5 cms  40,9  14,6  55,5  ‐0,3  ‐0,1  ‐0,4 

LR‐CB  13 cms  37,9  13,4  51,3  ‐3,3  ‐1,3  ‐4,6 

PUR‐CB  13 cms  37,7  13,4  51,1  ‐3,5  ‐1,3  ‐4,8 

EPS‐CB  13 cms  37,7  13,4  51,1  ‐3,5  ‐1,3  ‐4,8 

XPS‐CB  13 cms  37,9  13,4  51,3  ‐3,3  ‐1,3  ‐4,6 

CORCHO‐CB  13 cms  38,1  13,5  51,6  ‐3,1  ‐1,2  ‐4,3 

 

CB. 4cms en XPS, PUR y EPS. 5 cms en LR y CORCHO (con 4 cms no cumple CTE) CO. 13 cms en todos los aislamientos.  

 

 

 

 

 ESTRATEGIA PASIVA. FORJADO PLANTA BAJA Y SOLERA VESTÍBULO (DEMANDAS) 

    CALENER_VYP 

Forjado y solera Demanda Calefacción

Demanda Refrigeración 

Demanda Total 

Dif. Dem. Calefacción 

Dif. Dem. Refrigeración

Dif.Dem. Total 

Tipo  Esp.  kWh/m2  kWh/m2  kWh/m2  kWh/m2  kWh/m2  kWh/m2 

LR‐CB  2 y 4 cms  41,4 14,7 56,1 0,2  0 0,2

PUR‐CB  2 y 4 cms  41,2 14,7 55,9 0  0 0

EPS‐CB  2 y 4 cms  41,2 14,7 55,9 0  0 0

XPS‐CB  2 y 4 cms  41,3 14,7 56 0,1  0 0,1

CORCHO‐CB  2 y 5 cms  41,5 14,7 56,2 0,3  0 0,3

LR‐CO  11 y 13 cms  39,2 14,9 54,1 ‐2  0,2 ‐1,8

PUR‐CO  11 y 13 cms  39,1 14,9 54 ‐2,1  0,2 ‐1,9

EPS‐CO  11 y 13 cms  39,1 14,9 54 ‐2,1  0,2 ‐1,9

XPS‐CO  11 y 13 cms  39,2 14,9 54,1 ‐2  0,2 ‐1,8

CORCHO‐CO  11 y 13 cms  39,3 14,9 54,2 ‐1,9  0,2 ‐1,7

 

CB. En planta baja 2 cms para todos los aislamientos y en solera vestíbulo 4 cms para PUR, Lana roca, EPS y XPS y         5 cms par el corcho. CO. En planta baja 11 cms para todos los aislamientos y en solera vestíbulo 13 cms para todos los aislamientos   

 

 

 

 

 

154

ESTRATEGIA PASIVA. FACHADA TERMOARCILLA (DEMANDAS) 

    CALENER_VYP 

Termoarcilla Demanda Calefacción

Demanda Refrigeración 

Demanda Total 

Dif. Dem. Calefacción 

Dif. Dem. Refrigeración

Dif.Dem. Total 

Tipo  Esp.  kWh/m2  kWh/m2  kWh/m2  kWh/m2  kWh/m2  kWh/m2 TERMO‐29  29 cms  41,1 13,2 54,3 ‐0,1  ‐1,5 ‐1,6

TERMO‐ECO  29 cms  41,1 13,2 54,3 ‐0,1  ‐1,5 ‐1,6

LR‐CB  4 cms  41,2 14,7 55,9 0  0 0

PUR‐CB  4 cms  40,7 14,4 55,1 ‐0,5  ‐0,3 ‐0,8

EPS‐CB  4 cms  40,5 14,4 54,9 ‐0,7  ‐0,3 ‐1

XPS‐CB  4 cms  41,1 14,4 55,5 ‐0,1  ‐0,3 ‐0,4

CORCHO‐CB  4 cms  41,9 14,5 56,4 0,7  ‐0,2 0,5

 

CB. 4cms en todos los aislamientos. CO. 13 cms en todos los aislamientos.  

 

 

 

 

 

 

 

 

155

ESTRATEGIA PASIVA. HUECOS (DEMANDAS) 

    CALENER_VYP 

Huecos  Demanda Calefacción

Demanda Refrigeración 

Demanda Total 

Dif. Dem. Calefacción

Dif. Dem. Refrigeración 

Dif.Dem. Total 

Tipo  Tamaño  kWh/m2  kWh/m2  kWh/m2  kWh/m2  kWh/m2  kWh/m2 ALSR‐CB  PROY  41,2  14,7  55,9  0  0  0 

ALCR‐CB  PROY  39,7  14,8  54,5  ‐1,5  0,1  ‐1,4 

MDB‐CB  PROY  37,9  15  52,9  ‐3,3  0,3  0 

ALSR‐CO  PROY  36,7  14,7  51,4  ‐4,5  0  ‐4,5 

ALCR‐CO  PROY  35  14,9  49,9  ‐6,2  0,2  ‐6 

MDB‐CO  PROY  32,9  15  47,9  ‐8,3  0,3  ‐8 

ALSR‐CB  +30% S  39,9  16,4  56,3  ‐1,3  1,7  0,4 

ALCR‐CB  +30% S  37,8  16,5  54,3  ‐3,4  1,8  ‐1,6 

MDB‐CB  +30% S  35,6  16,8  52,4  ‐5,6  2,1  ‐3,5 

ALSR‐CO  +30% S  34,6  16,5  51,1  ‐6,6  1,8  ‐4,8 

ALCR‐CO  +30% S  32,7  16,7  49,4  ‐8,5  2  ‐6,5 

MDB‐CO  +30% S  30,7  16,9  47,6  ‐10,5  2,2  ‐8,3 

ALSR‐CB  ‐30% N  40,6  13,5  54,1  ‐0,6  ‐1,2  ‐1,8 

ALCR‐CB  ‐30% N  39,2  13,6  52,8  ‐2  ‐1,1  ‐3,1 

MDB‐CB  ‐30% N  37,9  13,7  51,6  ‐3,3  ‐1  ‐4,3 

ALSR‐CO  ‐30% N  36,6  13,4  50  ‐4,6  ‐1,3  ‐5,9 

ALCR‐CO  ‐30% N  35  13,6  48,6  ‐6,2  ‐1,1  ‐7,3 

MDB‐CO  ‐30% N  33,2  14,4  47,6  ‐8  ‐0,3  ‐8,3 

 

ALSR. Marco de aluminio sin rotura de puente térmico. ALCR. Marco de aluminio con rotura de puente térmico. MDB. Marco de madera de baja densidad. CB. Vidrio doble 4‐6‐4 CO. Vidrio doble bajo emisivo (< 0,03) 4‐12‐4. PROY. Tamaño de huecos de proyecto. +30% S. Tamaño de huecos de fachada sur un 30% mayor que de proyecto. ‐30% N. Tamaño de huecos de fachada norte un 30% menor que de proyecto  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

156

ESTR

ATEGIA PASIVA. FACH

ADA + CUBIER

TA PLA

NA (D

EMANDAS) 

  

  

CALENER

_VYP

 

Fachad

a Cu

bierta 

Dem

anda

 Ca

lefacción

Dem

anda

 Re

frigeración

Dem

anda

 To

tal 

Dif. Dem

. Ca

lefacción 

Dif. Dem

. Re

frigeración 

Dif.Dem

. To

tal 

Aisl 

Esp. 

Aisl 

Esp 

kWh/m2 

kWh/m2 

kWh/m2 

kWh/m2 

kWh/m2 

kWh/m2 

RW  

4 cm

s XP

S 4 cm

s 42

,1 

15,0 

57,1 

0 0 

0 EPS  

13 cms 

EPS 

13 cms 

32,7 

13,2 

45,9 

‐9,4 

‐1,8 

‐11,2 

PUR  13

 cms 

EPS 

13 cms 

32,8 

13,2 

46,0 

‐9,3 

‐1,8 

‐11,1 

EPS  

FN(13C

MS) – 

FS (4

CMS) 

EPS 

13 cms 

34,2 

13,3 

47,5 

‐7,9 

‐1,7 

‐9,6 

PUR  FN

(13C

MS) – 

FS (4

CMS) 

EPS 

13 cms 

34,3 

13,3 

47,6 

‐7,8 

‐1,7 

‐9,5 

  FN(13C

MS) – FS (4CM

S): Fachada

 norte 13 cm

s de

 aislamiento y fachada sur 4 cm

s de

 aislamiento. 

                         

157

ESTR

ATEGIA PASIVA. FACH

ADA + HUEC

OS (DEM

ANDAS) 

  

  

  

CALENER

_VYP

 

Fachad

a Cu

bierta 

Hue

cos 

Dem

anda

 Ca

lefac. 

Dem

anda

 Re

friger. 

Dem

anda

 To

tal 

Dif. Dem

. Ca

lefac. 

Dif. Dem

. Re

friger. 

Dif. Dem

. Total 

Aisl 

Esp. 

Aisl 

Esp. 

TIPO

 Tam. 

kWh/m2 

kWh/m2 

kWh/m2 

kWh/m2 

kWh/m2 

kWh/m2 

RW 

4 cm

s XP

S 4 cm

s Alsr‐base 

Proy

 42

,1 

15,0 

57,1 

0 0 

0 

RW 

4 cm

s XP

S 4 cm

s Mad

‐bajo em

 (30S)(30

N) 

32,3 

16,6 

48,9 

‐9,8 

+1,6 

‐8,2 

EPS 

13 cms 

XPS 

4 cm

s Mad

‐bajo em

 Proy

 29

,1 

14,9 

44 

‐13 

‐0,1 

‐13,1 

EPS 

13 cms 

XPS 

4 cm

s Mad

‐bajo em

 (30N

) 29

 14

,1 

43,1 

‐13,1 

‐0,9 

‐14 

EPS 

13 cms 

XPS 

4 cm

s Mad

‐bajo em

 (30S) 

26,5 

16,8 

43,3 

‐15,6 

+1,8 

‐13,8 

EPS 

13 cms 

XPS 

4 cm

s Mad

‐bajo em

 (30S)(30

N) 

26,3 

16,1 

42,4 

‐15,8 

+1,1 

‐14,7 

EPS 

13 cms 

XPS 

4 cm

s Alcr‐bajo em 

Proy

 30

,8 

14,7 

45,5 

‐11,3 

‐0,3 

‐11,6 

EPS 

13 cms 

XPS 

4 cm

s Alcr‐bajo em 

(30N

) 30

,6 

13,5 

44,1 

‐11,5 

‐1,5 

‐13 

EPS 

13 cms 

XPS 

4 cm

s Alcr‐bajo em 

(30S) 

29,0 

16,6 

45,6 

‐13,1 

+1,6 

‐11,5 

EPS 

13 cms 

XPS 

4 cm

s Alcr‐bajo em 

(30S)(30

N) 

28,6 

15,8 

44,4 

‐13,5 

+0,8 

‐12,7 

PUR 

13 cms 

XPS 

4 cm

s Mad

‐bajo em

 Proy

 29

,1 

14,8 

43,9 

‐13 

‐0,2 

‐13,2 

PUR 

13 cms 

XPS 

4 cm

s Mad

‐bajo em

 (30N

) 29

,1 

14,1 

43,2 

‐13 

‐0,9 

‐13,9 

PUR 

13 cms 

XPS 

4 cm

s Mad

‐bajo em

 (30S) 

26,5 

16,8 

43,3 

‐15,6 

+1,8 

‐13,8 

PUR 

13 cms 

XPS 

4 cm

s Mad

‐bajo em

 (30S)(30

N) 

26,4 

16,1 

42,5 

‐15,7 

+1,1 

‐14,6 

PUR 

13 cms 

XPS 

4 cm

s Alcr‐bajo em 

Proy

 30

,9 

14,6 

45,5 

‐11,2 

‐0,4 

‐11,6 

PUR 

13 cms 

XPS 

4 cm

s Alcr‐bajo em 

(30N

) 30

,7 

13,4 

44,1 

‐11,4 

‐1,6 

‐13 

PUR 

13 cms 

XPS 

4 cm

s Alcr‐bajo em 

(30S) 

29,0 

16,5 

45,5 

‐13,1 

+1,5 

‐11,6 

PUR 

13 cms 

XPS 

4 cm

s Alcr‐bajo em 

(30S)(30

N) 

28,7 

15,8 

44,5 

‐13,4 

+0,8 

‐12,6 

  Alsr‐ba

se: M

arco de alum

inio sin rotura de

 Pue

nte térm

ico y vidrio dob

le 4‐6‐4 

Mad

‐bajo em

: Marco de Madera de

 baja de

nsidad

 y vidrio do

ble bajo emisivo (< 0,03) 4‐12‐4. 

Alcr‐ba

jo em: M

arco de alum

inio sin rotura de

 Pue

nte térm

ico y vidrio dob

le bajo em

isivo (< 0,03) 4‐12‐4. 

Proy.: Tamaño de

 proyecto de

 hue

cos de

 ambas fachada. 

(30N

): Hue

cos un

 30%

 más peq

ueño

 en la fachada no

rte y tamaño de

 proyecto en

 fachada sur. 

(30S): Hue

cos un

 30%

 más grand

e en

 la fa

chada sur y tamaño de

 proyecto en

 la fa

chada no

rte. 

(30S)(30

N): Hue

cos un

 30%

 más grand

e en

 la fachada sur y un

 30%

 más peq

ueño

 en la fachada no

rte. 

 

158

  ESTR

ATEGIA PASIVA. FACH

ADA + HUEC

OS (DEM

ANDAS) 

  

  

  

CALENER

_VYP

 

Fachad

a Cu

bierta 

Hue

cos 

Dem

anda

 Ca

lefac. 

Dem

anda

 Re

friger. 

Dem

anda

 To

tal 

Dif. Dem

. Ca

lefac. 

Dif. Dem

. Re

friger. 

Dif.Dem

. Total 

Aisl 

Esp. 

Aisl 

Esp. 

TIPO

 Tam. 

kWh/m2 

kWh/m2 

kWh/m2 

kWh/m2 

kWh/m2 

kWh/m2 

RW  

4 cm

s XP

S  

4 cm

s Alsr‐base 

Proy

 42

,1 

15,0 

57,1 

0 0 

0 

EPS  

13 cms 

EPS  

13 cms 

Mad

‐bajo em

 Proy

 25

,3 

13,5 

38,8 

‐16,8 

‐1,5 

‐18,3 

EPS  

13 cms 

EPS  

13 cms 

Mad

‐bajo em

 (30N

) 25

,2 

12,9 

38,1 

‐16,9 

‐2,1 

‐19,0 

EPS  

13 cms 

EPS  

13 cms 

Mad

‐bajo em

 (30S) 

22,8 

16,1 

38,9 

‐19,3 

+1,1 

‐18,2 

EPS  

13 cms 

EPS  

13 cms 

Mad

‐bajo em

 (30S)(30

N) 

22,6 

15,3 

37,9 

‐19,5 

+0,3 

‐19,2 

EPS  

13 cms 

EPS  

13 cms 

Alcr‐bajo em 

Proy

 27

,3 

13,4 

40,7 

‐14,8 

‐1,6 

‐16,4 

EPS  

13 cms 

EPS  

13 cms 

Alcr‐bajo em 

(30N

) 27

 12

,6 

39,6 

‐15,1 

‐2,4 

‐17,5 

EPS  

13 cms 

EPS  

13 cms 

Alcr‐bajo em 

(30S) 

25,3 

15,8 

41,1 

‐16,8 

+0,8 

‐16,0 

EPS  

13 cms 

EPS  

13 cms 

Alcr‐bajo em 

(30S)(30

N) 

24,9 

14,5 

39,4 

‐17,2 

‐0,5 

‐17,7 

PUR 

13 cms 

EPS  

13 cms 

Mad

‐bajo em

 Proy

 25

,3 

13,5 

38,8 

‐16,8 

‐1,5 

‐18,3 

PUR  13

 cms 

EPS  

13 cms 

Mad

‐bajo em

 (30N

) 25

,3 

12,9 

38,2 

‐16,8 

‐2,1 

‐18,9 

PUR  13

 cms 

EPS  

13 cms 

Mad

‐bajo em

 (30S) 

22,8 

16,0 

38,8 

‐19,3 

+1 

‐18,3 

PUR  13

 cms 

EPS  

13 cms 

Mad

‐bajo em

 (30S)(30

N) 

22,6 

15,3 

37,9 

‐19,5 

+0,3 

‐19,2 

PUR  13

 cms 

EPS  

13 cms 

Alcr‐bajo em 

Proy

 27

,3 

13,3 

40,6 

‐14,8 

‐1,7 

‐16,5 

PUR  13

 cms 

EPS  

13 cms 

Alcr‐bajo em 

(30N

) 27

,1 

12,6 

39,7 

‐15 

‐2,4 

‐17,4 

PUR 

13 cms 

EPS  

13 cms 

Alcr‐bajo em 

(30S) 

25,4 

15,7 

41,1 

‐16,7 

+0,7 

‐16,0 

PUR 

13 cms 

EPS  

13 cms 

Alcr‐bajo em 

(30S)(30

N) 

25,0 

14,5 

39,5 

‐17,1 

‐0,5 

‐17,6 

  Alsr‐ba

se: M

arco de alum

inio sin rotura de

 Pue

nte térm

ico y vidrio dob

le 4‐6‐4 

Mad

‐bajo em

: Marco de Madera de

 baja de

nsidad

 y vidrio do

ble bajo emisivo (< 0,03) 4‐12‐4. 

Alcr‐ba

jo em: M

arco de alum

inio sin rotura de

 Pue

nte térm

ico y vidrio dob

le bajo em

isivo (< 0,03) 4‐12‐4. 

Proy.: Tamaño de

 proyecto de

 hue

cos de

 ambas fachada. 

(30N

): Hue

cos un

 30%

 más peq

ueño

 en la fachada no

rte y tamaño de

 proyecto en

 fachada sur. 

(30S): Hue

cos un

 30%

 más grand

e en

 la fa

chada sur y tamaño de

 proyecto en

 la fa

chada no

rte. 

(30S)(30

N): Hue

cos un

 30%

 más grand

e en

 la fachada sur y un

 30%

 más peq

ueño

 en la fachada no

rte. 

159

INFORME DE LA SIMULACIÓN COMPUTACIONAL DE LAS ESTRATEGIAS PROPUESTAS POR EL GRUPO ABIO.

8.3. Informe de la simulación computacional de las estrategias

propuestas por el grupo ABIO

160

INTRODUCCIÓN

A continuación se describe el trabajo desarrollado por el grupo de investigación ABIO en los últimos meses referente a la simulación de las estrategias propuestas para su construcción en el edificio demostrador sito en el Polígono industrial Las Capellanías en Cáceres.

Las simulaciones realizadas tienen como objetivo mostrar qué estrategias son más eficientes, pero cabe su provisionalidad puesto que hay que cotejarlas con la realidad una vez que éstas se construyan y se monitoricen. En ese momento se podrán reelaborar los datos obtenidos para ajustarlos a la realidad constructiva de las estrategias.

La simulación no sólo es útil desde el punto de vista de conocer cuáles son las estrategias más eficientes, sino que además permite, mediante sucesivas modelizaciones, desarrollarlas haciéndolas más eficientes y de este modo reducir su período de amortización.

161

1.1. SIMULACIÓN DE LA CUBIERTA ALJIBE PREVEGETADA EN PVC

En el espectro de programas informáticos dinámicos de simulación energética disponibles, cabe destacar el EnergyPlus, producido por el Departamento por la Energía de Estados Unidos. Este programa, cuyas redices son constituidas por los códigos Blast (Building Loads Analysis and System Thermodynamics) y DOE-2, desarrollados a partir de los años 80, está en continua evolución y permite efectuar simulaciones globales sobre el comportamiento del edificio, incluyendo análisis de cargas térmicas, iluminación, ventilación, eficiencia de las instalaciones, consumo de agua y otros flujos de energía. Los cálculos pueden ser efectuados hasta 10 veces por hora, durante las 8760 horas del año.

Para poder aprovechar en manera más directa e intuitiva de la potencia de este motor de cálculo, se suele utilizar acoplado a la herramienta grafica comercial DesignBuilder, apreciada por su interfaz amigable.

Entre de las estrategias bioclimáticas pasiva que el programa EnergyPlus permite analizar, cabe citar el modelo de análisis de sistemas vegetales, desarrollado sobre un modelo físico que ha sido integrado en el programa. El balance de energía en el que está basado considera el valor horario de la radiación incidente, equilibrado en cada intervalo (hasta 60 por hora) por el intercambio de calor sensible (convección) y latente (evapotranspiración) entre el sustrato y las hojas, combinado con la conducción del calor a través del sustrato y el intercambio por radiación de onda larga entre las hojas y el mismo sustrato. El modulo del programa permite definir de manera rigurosa la estrategia a simular a través de una serie de características biológicas de las plantas, como por ejemplo el índice de área de hoja, la resistencia difusiva, las características ópticas o los parámetros termofísicos del sustrato.

162

1.1.1. SIMULACIÓN CV0 – EDIFICIO DE REFERENCIA

El edificio que se ha tomado como referencia para comparar los resultados de las simulaciones de las estrategias, es la vivienda de referencia.

La geometría del edificio, los materiales empleados en los cerramientos (con exclusión de la cubierta), así como las temperaturas de control de las instalaciones, que se han utilizado para simular el comportamiento de la cubierta vegetal son los mismos que se han utilizado en el análisis de la vivienda de referencia.

Temperaturas de confort °CCalefacción 20Refrigeración 26

Ventilación natural OFFCalefacción NOV-ABRRefrigeración MAY-OCTVentilación mecánica higiénica ON

Con referencia a los resultados presentados en el precedente informe, se puede notar una diferencia en los resultados obtenidos.

Esta diferencia es debida a la variación del número de veces por hora en las que el programa efectúa el balance de la red térmica del edificio. Se ha decidido variar este parámetro, el time steps por hora, pasando de 2 a 6 etapas de cálculo horarias, con el fin de aumentar la resolución y la fiabilidad de los resultados.

En las tablas que se muestran a continuación se muestran los valores de demanda energética obtenidos según las diferentes configuraciones de cálculo y la variación porcentual.

EDIFICIO COMPLETO – 2 time steps por hora (117,03 m2 climatizados) Periodo kWh kWh/m2

01/01-31/12 Demanda en calefacción (Gas) 9281,00 79,3001/01-31/12 Demanda en refrigeración (Elect) 1475,90 12,61

Demanda Total 10756,91 91,92

EDIFICIO COMPLETO – 6 time steps por hora (117,03 m2 climatizados) Periodo kWh kWh/m2 Δ%01/01-31/12 Demanda en calefacción (Gas) 9435,54 80,62 1,6401/01-31/12 Demanda en refrigeración (Elect) 1504,56 12,86 1,90

Demanda Total 10940,10 93,48 1,67

Aumentar el número de cálculos horarios ha sido necesario porque el procedimiento de análisis de la cubierta ha sido desarrollado a través de simulaciones preliminares semanales efectuadas en condiciones de verano e invierno, útiles para tener unos

163

resultados de primera aproximación sobre la efectividad de la configuración a simular.

Luego se ha profundizado el análisis de los sistemas mas efectivos procediendo a la simulación anual.

Con estos datos se han calculado las variaciones porcentuales de los valores de demanda de energía entre el edifico de referencia y el edificio experimental con varias configuraciones de cubierta vegetal.

Además de los valores de carga térmica relativos al edifico global, se muestran también las demandas de energía relativas solo a la primera planta. Esto se ha hecho porque siendo la estrategia a evaluar una cubierta, se ha considerado útil efectuar un zoom sobre las influenzas que la misma cubierta tiene sobre los ambientes mas afectados por su comportamiento.

La composición de la cubierta del edificio de referencia es la siguiente:

Cubierta - Modelización

Material Espesor

(m)Conductividad

(W/mk) Calor especifico

(J/kgK)Densidad

(kg/m3)Arena y grava 0,050 2,000 1050 1045,0XPS 0,050 0,034 1000 37,5Mortero de cemento 0,040 0,550 1000 1125,0Betún Fieltro 0,003 0,230 1000 1100,0Mortero de cemento 0,020 0,550 1000 1125,0Mortero de áridos ligeros 0,010 0,410 1000 900,0Hormigón armado 0,300 2,300 1000 2400,0

Transmitancia (W/m2K)=0,469

A continuación se muestran los valores de referencia que se han calculado para compararlos con los datos del edificio con cubierta vegetal.

164

RESULTADO DE LA SIMULACIÓN ANUAL

Los resultados obtenidos son los siguientes:

EDIFICIO COMPLETO (117,03 m2 climatizados) Periodo kWh kWh/m2

01/01-31/12 Demanda de calefacción (Gas) 9435,54 80,6201/01-31/12 Demanda de refrigeración (Elect) 1504,56 12,86

Demanda Total 10940,1 93,48

PRIMERA PLANTA (50,15 m2 climatizados) Periodo kWh kWh/m2

01/01-31/12 Demanda de calefacción (Gas) 4642,63 92,5701/01-31/12 Demanda de refrigeración (Elect) 667,75 13,32

Demanda Total 5310,38 105,89

165

1.1.2. SIMULACIÓN CUBIERTA ALJIBE PREVEGETADA EN PVC

Para simular el comportamiento de la cubierta aljibe prevegetada en PVC se ha efectuado una serie de simulaciones con el objetivo de analizar la sensibilidad del programa de simulación al variar de los parámetros característicos de los componentes principales de la cubierta vegetal, de las plantas y del sustrato (análisis de sensibilidad).

En el presente informe se aportan los resultados que se han conseguidos a través del modelo cuyas características se muestran a continuación.

Se ha simulado la cubierta considerando que para la mayoría de las horas a lo largo del año en los 13 cm de altura del aljibe habrá una capa de 8 cm de agua y un vacío de 5 cm de aire. La cámara de aire se ha introducido con una resistencia térmica de 0,16 m²K/W.

Además se ha incluido el efecto del riego de las plantas en los meses de verano, desde Mayo hasta Octubre. El riego que se ha programado por estos meses de manera que se activa entre las 20 y las 21 y aporta una cantidad de agua de 12,5mm/h, es decir 12,5 l/h

166

Los datos de cubierta considerados para la simulación son los siguientes:

Cubierta - Modelización

Material Espesor

(m)Conductividad

(W/mk) Calor especifico

(J/kgK)Densidad

(kg/m3)Resistencia

(m2K/W)Sustrato seco 0,052 0,200 1100 641,0Cámara aire sin ventil. 0,050 0,16Agua 0,080 0,600 4190 1000,0XPS 0,080 0,034 1000 37,5Hormigón armado 0,300 2,300 1000 2400,0

Transmitancia (W/m2K)=0,315

Las características de las plantas y del sustrato empleado son:

Plantas h (m) 0,4LAI 5Reflectividad hojas 0,22Emisividad Hojas 0,9Resistencia difusiva (s/m) 100Max contenido humedad 0,5Min contenido humedad 0,01Contenido humedad inicial 0,15

RESULTADO DE LA SIMULACIÓN ANUAL

Los resultados obtenidos son los siguientes:

En la última columna de las tablas se aporta el cálculo de la variación porcentual de las cargas de calefacción y refrigeración con respecto al edificio de referencia.

EDIFICIO COMPLETO (117,03 m2 climatizados) Periodo kWh kWh/m2 Δ%01/01-31/12 Demanda en calefacción (Gas) 9068,95 77,49 -3,8901/01-31/12 Demanda en refrigeración (Elect) 1347,89 11,52 -10,41

Demanda Total 10416,84 89,01 -4,78

PRIMERA PLANTA (50,15 m2 climatizados) Periodo kWh kWh/m2 Δ%01/01-31/12 Demanda en calefacción (Gas) 4321,75 86,18 -6,9101/01-31/12 Demanda en refrigeración (Elect) 535,44 10,68 -19,81

Demanda Total 4857,19 96,85 -8,53

167

Para poner mostrar de un amanera más clara la efectividad de la cubierta vegetal, dentro del complejo balance energético que regula la termodinámica del edificio, se ha efectuado la simulación semanal individual de la primera planta, cuya envolvente se ha definido adiabática excluida la cubierta.

La primera simulación se ha realizado poniendo la cubierta igual a la definida por el edificio de referencia y la segunda poniendo la cubierta vegetal como descrita en párrafo anterior.

A continuación se presentan los resultados obtenidos.

PRIMERA PLANTA EDIFICIO DE REFERENCIA - ENVOLVENTE ADIABATICA EXCEPTO LA CUBIERTA (50,15 m2 climatizados) Periodo kWh kWh/m2

27/01-02/02 Demanda en calefacción (Gas) 689,93 13,7620/07-26/07 Demanda en refrigeración (Elect) 164,44 3,28

Demanda Total 854,37 17,04

PRIMERA PLANTA EDIFICIO EXPERIMENTAL - ENVOLVENTE ADIABATICA EXCEPTO LA CUBIERTA ALJIBE PREVEGETADA (50,15 m2 climatizados) Periodo kWh kWh/m2 Δ%27/01-02/02 Demanda en calefacción (Gas) 666,39 13,29 -3,4120/07-26/07 Demanda en refrigeración (Elect) 144,8 2,89 -11,94

Demanda Total 811,19 16,18 -5,05

Otro análisis que se ha efectuado ha sido ver las curvas de las temperaturas superficiales de los dos tipos de cubierta, en condiciones de verano y de invierno.

Se ha notado como la cubierta vegetal en condiciones de verano y valores elevados de irradiancia alcanza temperatura superficiales de hasta 15 grados inferiores a las temperaturas que alcanza la cubierta del edificio de referencia.

En condiciones de invierno, se nota como la cubierta vegetal se ve menos afectada por los picos de irradiancia y permite aprovechar en menor medida las ganancias solares, pero a la vez a lo largo de las horas nocturnas se estabiliza en temperaturas superiores a las alcanzadas por la cubierta del edificio de referencia.

168

Periodo 20/7-26/7 - Temperaturas superficiales cubierta edificio de referencia

Periodo 20/7-26/7 - Temperaturas superficiales cubierta aljibe prevegetada en PVC

169

Periodo 20/1-02/2 - Temperaturas superficiales cubierta edificio de referencia

Periodo 20/1-02/2 - Temperaturas superficiales cubierta aljibe prevegetada en PVC

170

1.2. SIMULACIÓN DE LA FACHADA VEGETAL EN CAJA METÁLICA

1.2.1. SIMULACIÓN FV0 – EDIFICIO DE REFERENCIA

Los valores que se han tomado como referencia para comparar los resultados de las simulaciones de la fachada vegetal son los siguientes:

EDIFICIO COMPLETO – 6 time steps por hora (117,03 m2 climatizados) Periodo kWh kWh/m2

01/01-31/12 Demanda en calefacción (Gas) 9435,54 80,6201/01-31/12 Demanda en refrigeración (Elect) 1504,56 12,86

Demanda Total 10940,1 93,48

La composición de la pared sur del edificio de referencia es la siguiente:

Pared Sur - Modelización

Material Espesor

(m)Conductividad

(W/mk) Calor especifico

(J/kgK)Densidad

(kg/m3)Resistencia

(m2K/W) 1/2 pie LM 0,120 1,042 1000 2170,0Mortero de cemento 0,010 1,300 1000 1900,0Lana mineral 0,040 0,050 1000 40,0Cámara de aire sin ventil. 0,050 0,18Placa de yeso laminado 0,015 0,250 1000 825,0

Transmitancia (W/m2K)=0,750

171

1.2.2. SIMULACIÓN FACHADA VEGETAL EN CAJA METÁLICA

Para simular el comportamiento energético de la fachada vegetal se está utilizado el mismo modelo de cálculo utilizado por la cubierta vegetal.

Caracterizar energéticamente el comportamiento de sistemas vegetales verticales a través de programas de cálculos es algo novedoso y todavía en desarrollo.

Por esto motivo los datos calculados a partir del modelo matemático se están comparando con los datos experimentales obtenidos de las monitorizaciones de fachadas reales.

La composición de la pared vegetal instalada en la pared sur es la siguiente:

Pared Sur - Modelización

Material Espesor

(m)Conductividad

(W/mk) Calor especifico

(J/kgK)Densidad

(kg/m3)Resistencia

(m2K/W) Sustrato seco 0,080 0,200 1100 641,0Cámara de aire sin ventil. 0,18XPS 0,060 0,034 1000 37,51/2 pie LM 0,120 1,042 1000 2170,0Mortero de cemento 0,010 1,300 1000 1900,0Cámara de aire sin ventil. 0,050 0,18Placa de yeso laminado 0,015 0,250 1000 825,0

Transmitancia (W/m2K)=0,346

Las características de las plantas y del sustrato empleado son:

Plantas h (m) 0,4LAI 5Reflectividad hojas 0,22Emisividad Hojas 0,9Resistencia difusiva (s/m) 100Max contenido humedad 0,5Min contenido humedad 0,01Contenido humedad inicial 0,15

172

RESULTADO DE LA SIMULACIÓN ANUAL

Los resultados obtenidos son los siguientes. En la última columna de las tablas se aporta el cálculo de la variación porcentual de las cargas de calefacción y refrigeración con respecto al edificio de referencia.

EDIFICIO COMPLETO (117,03 m2 climatizados) Periodo kWh kWh/m2 Δ%01/01-31/12 Demanda en calefacción (Gas) 9387,99 80,22 -0,5001/01-31/12 Demanda en refrigeración (Elect) 1353,55 11,57 -10,04

Demanda Total 10741,53 91,78 -1,82

173

1.3. SIMULACIÓN PANEL DESLIZANTE VEGETAL PARA PROTECCION SOLAR

1.3.1. SIMULACIÓN PDV0 – EDIFICIO DE REFERENCIA

El edificio que se ha tomado como referencia para comparar los resultados de las simulaciones de las estrategias, es la vivienda de referencia.

EDIFICIO COMPLETO (117,03 m2 climatizados) Periodo kWh kWh/m2

01/01-31/12 Demanda de calefacción (Gas) 9435,54 80,6201/01-31/12 Demanda de refrigeración (Elect) 1504,56 12,86

Demanda Total 10940,1 93,48

PLANTA BAJA (50,15 m2 climatizados) Periodo kWh kWh/m2

01/01-31/12 Demanda de calefacción (Gas) 4008,95 79,9401/01-31/12 Demanda de refrigeración (Elect) 836,81 16,69

Demanda Total 4845,76 96,63

174

1.3.2. SIMULACIÓN PANEL DESLIZANTE VEGETAL PARA PROTECCION SOLAR

El principal objetivo de la estrategia es que las plantas incorporadas al panel actúen como protecciones contra las ganancias excesivas de calor provocadas por el sol, ya que se evita el impacto de la radiación directa.

El uso de especies de hoja caduca para proteger las ventanas permite obtener estructuras opacas en verano, proveyendo de sombra a la abertura, y al caer las hojas en invierno se permitirá el paso de la luz y por tanto de la radiación.

El comportamiento de la protección solar varía a lo largo del año, debido al empleo de plantas de hoja caduca y a la posibilidad de desplazar el panel al lado de la superficie translucida.

Por esta razón se ha simulado la estrategia en cuatro periodos distintos a lo largo del año, variando el porcentaje de sombreamiento producido por el panel.

En la tabla se exponen los periodos de simulación y el porcentaje de sombreamiento considerado

Periodo % de sombreamiento 01.01_30.04 001.05_30.09 80 01.10_31.10 40 01.11_31.12 0

175

RESULTADO DE LA SIMULACIÓN ANUAL

Los resultados obtenidos son los siguientes. En la última columna de las tablas se aporta el cálculo de la variación porcentual de las cargas de calefacción y refrigeración con respecto al edificio de referencia.

EDIFICIO COMPLETO (117,03 m2 climatizados) Periodo kWh kWh/m2 Δ%01/01-31/12 Demanda en calefacción (Gas) 9435,54 80,62 -0,0001/01-31/12 Demanda en refrigeración (Elect) 1122,80 9,59 -25,37

Demanda Total 10558,34 90,22 -3,49

PLANTA BAJA (50,15 m2 climatizados) Periodo kWh kWh/m2 Δ%01/01-31/12 Demanda en calefacción (Gas) 4008,45 79,94 -0,0001/01-31/12 Demanda en refrigeración (Elect) 516,03 10,29 -38,33

Demanda Total 4524,98 90,23 -6,62

176

1.4. SIMULACIÓN DE LOS TABIQUES DE ESCAYOLA CON MATERIALES DE CAMBIO DE FASE

1.4.1. SIMULACIÓN PCM0 – EDIFICIO DE REFERENCIA

Los valores que se ha tomado como referencia para comparar los resultados de las simulaciones son los siguientes:

EDIFICIO COMPLETO – 6 time steps por hora (117,03 m2 climatizados) Periodo kWh kWh/m2

01/01-31/12 Demanda en calefacción (Gas) 9435,54 80,6201/01-31/12 Demanda en refrigeración (Elect) 1504,56 12,86

Demanda Total 10940,1 93,48

La composición de la fachada del edificio de referencia es la siguiente:

Fachada - Modelización

Material Espesor

(m)Conductividad

(W/mk) Calor especifico

(J/kgK)Densidad

(kg/m3)Resistencia

(m2K/W) 1/2 pie LM 0,120 1,042 1000 2170,0Mortero de cemento 0,010 1,300 1000 1900,0Lana mineral 0,040 0,050 1000 40,0Cámara de aire sin ventil. 0,050 0,18Placa de yeso laminado 0,015 0,250 1000 825,0

Transmitancia (W/m2K)=0,750

La composición de los tabiques del edificio de referencia es la siguiente:

Tabiques - Modelización

Material Espesor

(m)Conductividad

(W/mk) Calor especifico

(J/kgK)Densidad

(kg/m3)Resistencia

(m2K/W) Placa de yeso laminado 0,015 0,250 1000 825,0Lana mineral 0,040 0,050 1000 40,0Placa de yeso laminado 0,015 0,250 1000 825,0

Transmitancia (W/m2K)=0,917

177

1.4.2. SIMULACIÓN DE LOS TABIQUES DE ESCAYOLA CON MATERIAL DE CAMBIO DE FASE

Para estudiar el comportamiento de la vivienda con estos paneles se han incorporado en el modelo las equivalencias deducidas por Alicia Oliver en su tesis doctoral: Integración de materiales de cambio de fase en elementos constructivos aplicados a sistemas de refrigeración y calefacción pasivos para almacenamiento de calor latente en edificios.

El resultado de esta tesis se encuentra en la patente de Alicia Oliver, Alfonso García Santos y Javier Neila: Placas de escayola de recubrimiento interior de altas prestaciones fisico-mecánicas y energéticas.

Se ha considerado para la simulación que todos los trasdosados y tabiques de la vivienda realizados con placas de yeso laminado se sustituyen por los paneles reforzados con fibras y PCM.

Por tanto, la nueva composición de fachada y tabiques es:

Fachada - Modelización

Material Espesor

(m)Conductividad

(W/mk) Calor especifico

(J/kgK)Densidad

(kg/m3)Resistencia

(m2K/W) 1/2 pie LM 0,120 1,042 1000 2170,0Mortero de cemento 0,010 1,300 1000 1900,0Lana mineral 0,040 0,050 1000 40,0Cámara de aire sin ventil. 0,050 0,18Placa de escayola con materiales de cambio de fase 0,015 0,168 - 713,17

Transmitancia (W/m2K)= 0,734

Tabiques - Modelización

Material Espesor

(m)Conductividad

(W/mk) Calor especifico

(J/kgK)Densidad

(kg/m3)Resistencia

(m2K/W) Placa de yeso laminado 0,015 0,250 1000 825,0Lana mineral 0,040 0,050 1000 40,0Placa de escayola con materiales de cambio de fase 0,015 0,168 - 713,17

Transmitancia (W/m2K)=0,871

178

1.4.3. SIMULACIÓN DE LOS TABIQUES DE ESCAYOLA CON MATERIALES DE CAMBIO DE FASE COMBINADOS CON VENTILACIÓN NOCTURNA Y SIN REFRIGERACIÓN.

Se ha considerado la opción de que en muchas situaciones las viviendas no cuenten con una instalación de refrigeración y por tanto se quiere conocer el efecto de la incorporación de los materiales de cambio de fase en escayola sin contar con el efecto de la refrigeración manteniendo la ventilación nocturna.

ESTUDIO DE LA VIVIENDA COMPLETA

Simulación de la vivienda de referencia sin refrigeración y con ventilación nocturna

Para poder evaluar la acción de los materiales de cambio de fase (PCM) en una vivienda sin refrigeración y con ventilación nocturna, primero se ha tenido que evaluar la evolución de temperaturas y por tanto del confort en la vivienda de referencia.

Se ha evaluado la evolución de temperaturas en la vivienda durante el período de refrigeración más significativo en la vivienda: desde el 20 de junio hasta el 6 de septiembre.

Los datos de temperaturas obtenidos se han estudiado separándolos en los siguientes rangos de horas: hasta 26ºC, entre 26 y 27ºC y más de 27ºC. Los resultados se muestran a continuación:

VIVIENDA DE REFERENCIA NºHORAS

PORCENTAJE DEL TOTAL

HASTA 26ºC 609 51,39%ENTRE 26ºC Y 27ºC 352 29,70%MÁS DE 27ºC 224 18,90%TOTAL 1185 100,00%

Simulación de la vivienda con trasdosados y tabiquería interior con PCM sin refrigeración y con ventilación natural.

Del mismo modo se ha estudiado la evolución de temperaturas dentro de la vivienda colocando los paneles de escayola con materiales de cambio de fase. Los resultados son los siguientes:

VIVIENDA CON PCMNºHORAS

PORCENTAJE DEL TOTAL

HASTA 26ºC 758 63,97%ENTRE 26ºC Y 27ºC 327 27,59%MÁS DE 27ºC 100 8,44%TOTAL 1185 100,00%

Se ha realizado la siguiente comparativa para mostrar la diferencia en el número de horas de confort en cada una de las viviendas.

179

RANGO DE TEMPERATURAS EN LA VIVIENDA

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

VIVIENDA DE REFERENCIA VIVIENDA CON PCM

MÁS DE 27ºC

ENTRE 26ºC Y 27ºC

HASTA 26ºC

Se comprueba que un aumento de inercia en una vivienda sin refrigeración, combinado con la ventilación nocturna estabiliza las temperaturas interiores, y consigue mantener las temperaturas en rangos próximos al confort durante mayor número de horas (casi un 10%). Al mismo tiempo disminuye prácticamente a la mitad el número de horas en las que la temperatura es más alta de 27ºC.

ESTUDIO DEL SALÓN

Simulación del salón de la vivienda de referencia sin refrigeración y con ventilación nocturna

Se elige como una de las estancias de referencia el salón, para estudiar la evolución de las temperaturas en él.

Los datos de temperaturas obtenidos se han estudiado separándolos en los siguientes rangos de horas: hasta 26ºC, entre 26 y 27ºC y más de 27ºC. Los resultados se muestran a continuación:

SALÓN DE REFERENCIANºHORAS

PORCENTAJE DEL TOTAL

HASTA 26ºC 332 28,02%ENTRE 26ºC Y 27ºC 130 10,97%MÁS DE 27ºC 723 61,01%TOTAL 1185 100,00%

180

Simulación del salón de la vivienda con trasdosados y tabiquería interior con PCM sin refrigeración y con ventilación natural.

Del mismo modo se ha estudiado la evolución de temperaturas dentro del salón colocando los paneles de escayola con materiales de cambio de fase. Los resultados son los siguientes:

SALÓN CON PCMNºHORAS

PORCENTAJE DEL TOTAL

HASTA 26ºC 347 29,28%ENTRE 26ºC Y 27ºC 181 15,27%MÁS DE 27ºC 657 55,44%TOTAL 1185 100,00%

Se ha realizado la siguiente comparativa para mostrar la diferencia en el número de horas de confort en cada una de las viviendas.

RANGO DE TEMPERATURAS EN EL SALÓN

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

VIVIENDA DE REFERENCIA VIVIENDA CON PCM

MÁS DE 27ºC

ENTRE 26ºC Y 27ºC

HASTA 26ºC

El comportamiento de los materiales de cambio de fase colocados en el salón, que se encuentra situado a sur, resulta menos eficiente que, como se ha visto antes, la media de temperaturas de la vivienda.

En cualquier caso el número de horas en que el salón se encuentra por encima de los 27ºC es un 5% menor que en el salón del edificio de referencia.

ESTUDIO DEL DORMITORIO 2

También se ha estudiado en detalle las temperaturas del dormitorio 2, una habitación situada en la fachada norte de la vivienda.

Simulación del dormitorio 2 de la vivienda de referencia sin refrigeración y con ventilación nocturna

Los datos de temperaturas obtenidos se han estudiado separándolos en los siguientes rangos de horas: hasta 26ºC, entre 26 y 27ºC y más de 27ºC. Los resultados se muestran a continuación:

181

DORMITORIO 2 DE REFERENCIA NºHORAS

PORCENTAJE DEL TOTAL

HASTA 26ºC 477 40,25%ENTRE 26ºC Y 27ºC 343 28,95%MÁS DE 27ºC 365 30,80%TOTAL 1185 100,00%

Simulación del dormitorio 2 de la vivienda con trasdosados y tabiquería interior con PCM sin refrigeración y con ventilación natural.

Del mismo modo se ha estudiado la evolución de temperaturas dentro del dormitorio colocando los paneles de escayola con materiales de cambio de fase. Los resultados son los siguientes:

DORMITORIO 2 CON PCM NºHORAS

PORCENTAJE DEL TOTAL

HASTA 26ºC 560 47,26%ENTRE 26 Y 27ºC 386 32,57%MÁS DE 27ºC 239 20,17%TOTAL 1185 100,00%

Se ha realizado la siguiente comparativa para mostrar la diferencia en el número de horas de confort en cada una de las viviendas.

RANGO DE TEMPERATURAS EN EL DORMITORIO 2

0%

10%20%

30%40%

50%

60%70%

80%90%

100%

Nº HORAS Nº HORAS

VIVIENDA DE REFERENCIA VIVIENDA CON PCM

MÁS DE 27ºC

HASTA 27ºC

HASTA 26ºC

182

1.4.4. SIMULACIÓN DE LOS TABIQUES DE ESCAYOLA CON MATERIALES DE CAMBIO DE FASE COMBINADOS CON REFRIGERACIÓN Y VENTILACIÓN NOCTURNA.

Se ha simulado la combinación del aumento de inercia térmica en la vivienda con la ventilación nocturna durante los meses de calor.

Simulación de la vivienda de referencia con ventilación nocturna

Para poder evaluar la acción de los materiales de cambio de fase (PCM) junto con la ventilación nocturna, primero se ha tenido que evaluar la variación en los consumos de la vivienda de referencia debidos a la ventilación nocturna.

Los resultados obtenidos son los siguientes:

VIVIENDA DE REFERENCIA CON VENTILACIÓN NOCTURNA-6 time steps por hora EDIFICIO COMPLETO (117,03 m2 climatizados) Periodo kWh kWh/m2 Δ%01/01-31/12 Demanda en calefacción (Gas) 9435,54 80,62 0,00%01/01-31/12 Demanda en refrigeración (Elect) 908 7,75 -39,65%

Demanda Total 10343,54 86,37 -5,45%

Se puede comprobar cómo simplemente a través de ventilación nocturna durante los meses de verano se reduce el consumo de refrigeración hasta casi un 40%.

Simulación de la vivienda con trasdosados y tabiquería interior con PCM.

Se ha realizado la simulación de la vivienda con trasdosados y tabiquería interior de paneles de escayola con materiales de cambio de fase incorporados incluyendo la ventilación nocturna durante los meses de calor.

Los resultados obtenidos son los siguientes:

VIVIENDA CON PCM CON VENTILACIÓN NOCTURNA EDIFICIO COMPLETO (117,03 m2 climatizados)-6 steps por hora Periodo kWh kWh/m2 Δ% Δ TOTAL%01/01-31/12 Demanda en calefacción (Gas) 9276,15 79,14 -1,69% -1,69%01/01-31/12 Demanda en refrigeración (Elect) 751,95 6,42 -17,19% -50,02%

Demanda Total 10028,1 85,56 -3,05% -8,34%

Con la colocación de materiales de cambio de fase, además de la ventilación nocturna, el ahorro en refrigeración aumenta en un 17%

La simulación realizada con ventilación nocturna demuestra que la combinación de la ventilación nocturna con el aumento de inercia conlleva unos ahorros del 50% en los meses de calor.

183

1.4.5. SIMULACION DE LOS TABIQUES DE ESCAYOLA CON MATERALES DE CAMBIO DE FASE.

Esta simulación se ha realizado con las mismas condiciones de calefacción refrigeración y ventilación que las descritas para la vivienda de referencia.

Colocación en fachada y tabiquería interior

Los resultados obtenidos son los siguientes:

VIVIENDA CON PCM EN TRASDOSADO DE FACHADA Y TABIQUERÍA INTERIOR. EDIFICIO COMPLETO (117,03 m2 climatizados)- 6 steps por hora Periodo kWh kWh/m2 Δ%01/01-31/12 Demanda en calefacción (Gas) 9276,15 79,14 -1,69%01/01-31/12 Demanda en refrigeración (Elect) 1408,23 12,01 -6,40%

Demanda Total 10684,38 91,15 -2,34%

En esta simulación se comprueba que el aumento de inercia térmica conseguido con la colocación de paneles de escayola reforzados con fibras y materiales de cambio de fase reduce los consumos de calefacción y refrigeración muy sutilmente cuando la vivienda funciona con una ventilación estricta y ajustada a las exigencias de Código Técnico.

Colocación en trasdosado de fachada

Los resultados obtenidos son los siguientes:

VIVIENDA CON PCM EN TRASDOSADO DE FACHADA. EDIFICIO COMPLETO (117,03 m2 climatizados)- 6 steps por hora Periodo kWh kWh/m2 Δ%01/01-31/12 Demanda en calefacción (Gas) 9323,38 79,54 -1,19%01/01-31/12 Demanda en refrigeración (Elect) 1442,67 12,31 -4,11%

Demanda Total 10766,05 91,85 -1,59%

En esta simulación se comprueba que el aumento de inercia térmica sólo en los trasdosados de fachada

184

1.5. SIMULACIÓN DE LA VENTANA MODULAR

1.5.1. SIMULACIÓN VM0 – EDIFICIO DE REFERENCIA

Para el estudio de la ventana modular se ha estudiado pormenorizadamente el comportamiento de la habitación en la cual se va a colocar.

La habitación elegida es el Dormitorio 1, que es la habitación sur de la planta primera.

Los valores que se ha tomado como referencia para comparar los resultados de las simulaciones de la ventana modular son los siguientes:

DORMITORIO 1 – 6 steps por hora (17,14 m2 climatizados) Periodo kWh kWh/m2

01/01-31/12 Demanda en calefacción (Gas) 800,04 46,6701/01-31/12 Demanda en refrigeración (Elect) 254,55 14,85

Demanda Total 1054,6 61,52

Las características de las ventanas del dormitorio 1 son las siguientes:

Ventanas dormitorio 1

Material Transmitancia

(W/m2K) Vidrio 4/6/4 3.139 Carpintería sin rotura de puente térmico 5.88

Transmitancia (W/m2K)=3.98

185

1.5.2. SIMULACION DE LA VENTANA MODULAR.

La ventana modular se trata de una ventana que combina en un mismo elemento un invernadero con un muro trombe.

186

La colocación de la ventana se propone en el dormitorio 1 que es la habitación situada en la planta primera y que en la vivienda tradicional cuenta con dos ventanas.

Para su estudio se propone la sustitución de las dos ventanas existentes por dos ventanas modulares.

Las características de la ventana introducidas en el programa son las siguientes:

CERRAMIENTO EXTERIOR DE INVERNADERO Y TROMBE

Material Transmitancia

(W/m2K)Vidrio sencillo 3mm 5,894

Transmitancia (W/m2K)=3.98

CERRAMIENTO INTERIOR DE INVERNADERO

Material Transmitancia

(W/m2K)Vidrio 4/6/4 3,139Marco de aluminio con rotura de puente térmico 1,809

Transmitancia (W/m2K)= 2,64

187

CERRAMIENTO INTERIOR DEL TROMBE

Material Espesor

(m)Conductividad

(W/mk) Calor especifico

(J/kgK)Densidad

(kg/m3)Parafina 0,10 5,22 9000 1080Aluminio 0,002 230 880 2700Aislante de fibra de madera 0,03 0,038 2100 55Aluminio 0,002 230 880 2700

Transmitancia (W/m2K)=1,022

CAJA DE LA VENTANA

Material Espesor

(m)Conductividad

(W/mk) Calor especifico

(J/kgK)Densidad

(kg/m3)Aluminio 0,002 230 880 2700Aislante de fibra de madera 0,03 0,038 2100 55Aluminio 0,002 230 880 2700

Transmitancia (W/m2K)=1,042

188

RESULTADO DE LA SIMULACIÓN ANUAL

Los resultados obtenidos de consumos en el dormitorio 1 son los siguientes:

VIVIENDA TRADICIONAL (dormitorio 1)- 6 steps por hora Periodo kWh kWh/m2

01/01-31/12 Demanda en calefacción (Gas) 800,04 46,6701/01-31/12 Demanda en refrigeración (Elect) 254,55 14,85

Demanda Total 1054,6 61,52

Los resultados obtenidos son los siguientes. En la última columna de las tablas se muestra el cálculo de la variación porcentual de las cargas de calefacción y refrigeración con respecto al edificio de referencia.

DORMITORIO 1 –6 steps por hora (17,14 m2 climatizados) VENTANA MODULAR Periodo kWh kWh/m2 Δ%01/01-31/12 Demanda en calefacción (Gas) 650,02 37,92 -18,75%01/01-31/12 Demanda en refrigeración (Elect) 159,54 9,31 -37,32%

Demanda Total 809,56 47,23 -23,23%

Se comprueba cómo la colocación de la ventana modular en la vivienda genera un ahorro en la habitación en la que se coloca de casi el 19% durante los meses de calefacción y un 37,32% durante los meses de refrigeración. Al año se produce un ahorro total de un 23%.

189

1.5.3. SIMULACION DE LA INFLUENCIA DE LA VENTANA MODULAR EN LA ILUMINACIÓN DE UN RECINTO.

Para el análisis lumínico se ha utilizado el programa informático Ecotect aplicado a dos habitaciones orientadas hacia el sur, de idénticas dimensiones e iguales acabados de las superficies interiores, pero que tienen distinto sistema de iluminación natural: Una de ellas con la ventana convencional que sirve como referencia y la otra, con la ventana modulada.

Se han evaluado para el 21 de diciembre al mediodía, con una iluminancia exterior difusa sobre plano horizontal de 10000 lux. Los resultados se muestran en las figuras siguientes:

La “1” muestra los resultados de la iluminancia sobre plano horizontal en el total de la habitación. Como se puede observar, la ventana modulada produce una distribución más uniforme y con valores un poco más elevados que la ventana convencional, en varios puntos alejados del hueco.

a) Ventana Modular

b) Ventana Convencional

Figura 1.- Iluminancia interior sobre plano horizontal recibida a las 12 h el 21 de diciembre en una Latitud de 39º N para una iluminancia exterior de 10000 lux: a) con ventana modulada b) con ventana convencional. Elaboración: Ignacio Anta.

En la figura “2” que muestra la iluminancia en puntos situados sobre una línea perpendicular a la ventana, se observa que la ventana modulada equilibra los niveles de iluminancia que se reciben en el interior de la habitación: hay menores diferencias entre el máximo y el mínimo valor.

Además, en la mitad más cercana al hueco, donde puede producirse exceso de luminosidad, se reduce la iluminancia desde un 40 hasta un 17 %; mientras que la mitad más alejada del hueco mantiene los mismos niveles que la ventana convencional.

190

Así, la ventana modulada produce una reducción en la zona de la habitación con mayor disponibilidad de iluminancia, mientras que mantiene los niveles en la zona donde se requiere aumentar ésta. Será parte de nuestra próxima investigación, buscar la forma más apropiada, tanto de la bandeja de captación como del techo de la habitación, para conseguir no sólo que se mantengan, sino que aumenten los niveles en la mitad más alejada del hueco.

Iluminación interior

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0,1

0,37

0,55

0,73

0,91

1,09

1,27

1,45

1,63

1,81

1,99

2,17

2,35

2,53

2,71

2,89

Di stancia a la ventana en m.

lux

Ventana modulada ventana convencionalFigura 2.- Iluminancia interior en una línea perpendicular a la ventana recibida a las 12 h el 21 de diciembre en una Latitud de 39º N para una iluminancia exterior de 10000 lux. a) con ventana modulada b)con ventana convencional. Elaboración: Ignacio Anta.

191

Socio: Valladares Ingeniería S.L.PROYECTO EDEA: DEMOSTRADOR EXPERIMENTAL

SIMULACIONES ACTIVAS

8.4. Simulaciones activasValladares Ingeniería S. L.

192

ESTRATEGIAS DE CALEFACCIÓN

PERFIL DE CONSUMO EN CÁCERES

193

ESTRATEGIAS DE CALEFACCIÓN

CALDERA BIOMASA-RADIADORES

EMISIONES (kg CO2/año)ELECTRICIDAD BIOMASA

Refrigeración 0 0Sistema de condensación 0 0Bombas y auxiliares 48.8 0Ventiladores 0 0Calefacción 3.9 0ACS 0 0Total 52.7 0

CONSUMO ENERGÍA PRIMARIA (kWh)ELECTRICIDAD BIOMASA

Refrigeración 0 0Sistema de condensación 0 0Bombas y auxiliares 195.8 0Ventiladores 0 0Calefacción 15.5 669.9 685.4ACS 0 0Total 211.3 669.9

CONSUMO ENERGÍA FINAL (kWh)ELECTRICIDAD BIOMASA

Refrigeración 0 0Sistema de condensación 0 0Bombas y auxiliares 75.2 0Ventiladores 0 0Calefacción 5.9 669.9 675.8ACS 0 0Total 81.1 669.9

η eléctrico=38 %

1 kWh eléctrico produce 0,65 kg C02

194

ESTRATEGIAS DE CALEFACCIÓN

CALDERA BIOMASA-SUELO RADIANTE

CONSUMO ENERGÍA PRIMARIA (kWh)ELECTRICIDAD BIOMASA

Refrigeración 0 0Sistema de condensación 0 0Bombas y auxiliares 247.1 0Ventiladores 0 0Calefacción 13.6 588.2 601.8ACS 0 0Total 260.7 588.2

CONSUMO ENERGÍA FINAL (kWh)ELECTRICIDAD BIOMASA

Refrigeración 0 0Sistema de condensación 0 0Bombas y auxiliares 94.9 0Ventiladores 0 0Calefacción 5.2 588.2 593.4ACS 0 0Total 100.1 588.2

EMISIONES (kg CO2/año)ELECTRICIDAD BIOMASA

Refrigeración 0 0Sistema de condensación 0 0Bombas y auxiliares 61.6 0Ventiladores 0 0Calefacción 3.4 0ACS 0 0Total 65 0

η eléctrico=38 %

1 kWh eléctrico produce 0,65 kg C02

195

ESTRATEGIAS DE CALEFACCIÓN

BOMBA CALOR GEOTÉRMICA-SUELO RADIANTE

η eléctrico=38 %

1 kWh eléctrico produce 0,65 kg C02

CONSUMO ENERGÍA PRIMARIA (kWh)ELECTRICIDAD

Refrigeración 0Sistema de condensación 0Bombas y auxiliares 253.5Ventiladores 0Calefacción 376ACS 0Total 629.5

CONSUMO ENERGÍA FINAL (kWh)ELECTRICIDAD

Refrigeración 0Sistema de condensación 0Bombas y auxiliares 97.4Ventiladores 0Calefacción 144.5ACS 0Total 241.9

EMISIONES (kg CO2/año)ELECTRICIDAD

Refrigeración 0Sistema de condensación 0Bombas y auxiliares 63.2Ventiladores 0Calefacción 93.8ACS 0Total 157

196

ESTRATEGIAS DE CALEFACCIÓN

COMPARATIVA ENERGÉTICA

VARIABLES ESPECÍFICAS BIOMASA-RADIADORESDE ENTRADA DE SALIDATipo de combustible: * Compuestos: Pellets

kg de combustible: 137

* Líquido/gas: L de combustible:Poder Calorífico Inferior: 17,6 MJ/kg kWh e: 81.1Radiación total incidente: kWh t: 669.9

Precio Combustible:0,18 €/kg pellets; 0,14 €/kWh e

% demanda cubierta: 100%

tep: 0.26

kg CO2: 52.7

€: 131.9

VARIABLES ESPECÍFICAS BIOMASA-SUELO RADIANTEDE ENTRADA DE SALIDATipo de combustible: * Compuestos: Pellets kg de combustible: 120

* Líquido/gas: L de combustible:Poder Calorífico Inferior: 17,6 MJ/kg kWh e: 100.1Radiación total incidente: kWh t: 588.2

Precio Combustible:0,18 €/kg pellets; 0,14 €/kWh eléctrico

% demanda cubierta: 100%

tep: 0.231

kg CO2: 65

€: 119.9

VARIABLES ESPECÍFICAS GEOTERMIA-SUELO RADIANTEDE ENTRADA DE SALIDATipo de combustible: ELECTRICIDAD kg de combustible:

L de combustible:Poder Calorífico Inferior: kWh e: 241.9Radiación total incidente: kWh t:Precio Combustible: 0,14 €/kWh eléctrico% demanda cubierta: 100%

tep: 0.021

kg CO2: 157

€: 33.87

OBSERVACIONES1 MWh biomasa= 0,3780 tep1 MWh eléctrico=0,086 tep1kWh = 3,6 MJ

PRECIO €ELECTRICIDAD 0.14 €/kWhPELLETS 0.18 €/kg

COP= 5,2

197

7

ESTRATEGIAS DE REFRIGERACIÓN

PERFIL DE CONSUMO EN CÁCERES

198

ESTRATEGIAS DE REFRIGERACIÓN

BOMBA CALOR GEOTÉRMICA-FAN COILS

η eléctrico=38 %

1 kWh eléctrico produce 0,65 kg C02

CONSUMO ENERGÍA PRIMARIA (kWh)ELECTRICIDAD

Refrigeración 7241.2Sistema de condensación 0Bombas y auxiliares 1779.2Ventiladores 2061.8Calefacción 0ACS 0Total 11082.2

CONSUMO ENERGÍA FINAL (kWh)ELECTRICIDAD

Refrigeración 2781.9Sistema de condensación 0Bombas y auxiliares 683.5Ventiladores 792.1Calefacción 0ACS 0Total 4257.5

EMISIONES (kg CO2/año)ELECTRICIDAD

Refrigeración 1805.4Sistema de condensación 0Bombas y auxiliares 443.6Ventiladores 514.1Calefacción 0ACS 0Total 2763.1

EER= 3,97

199

ESTRATEGIAS DE REFRIGERACIÓN

MÁQUINA DE ABSORCIÓN-FAN COILS

η eléctrico=38 %

1 kWh eléctrico produce 0,65 kg C02

CONSUMO ENERGÍA PRIMARIA (kWh)ELECTRICIDAD BIOMASA

Refrigeración 1039.8 37190.7Sistema de condensación 24.9 0Bombas y auxiliares 23473 0Ventiladores 2061.8 0Calefacción 0 0ACS 0 0Total 26599.5 37190.7

CONSUMO ENERGÍA FINAL (kWh)ELECTRICIDAD BIOMASA

Refrigeración 399.5 37190.7Sistema de condensación 9.6 0Bombas y auxiliares 9017.7 0Ventiladores 792.1 0Calefacción 0 0ACS 0 0Total 10218.9 37190.7

EMISIONES (kg CO2/año)ELECTRICIDAD BIOMASA

Refrigeración 259.3 0Sistema de condensación 6.2 0Bombas y auxiliares 5852.5 0Ventiladores 514.1 0Calefacción 0 0ACS 0 0Total 6632.1 0

EER= 0,7

200

ESTRATEGIAS DE REFRIGERACIÓN

COMPARATIVA ENERGÉTICA

OBSERVACIONES1 MWh biomasa= 0,3780 tep1 MWh eléctrico=0,086 tep1kWh = 3,6 MJ

PRECIO €ELECTRICIDAD 0.14 €/kWhPELLETS 0.18 €/kg

VARIABLES ESPECÍFICAS GEOTERMIA-FANCOILSDE ENTRADA DE SALIDATipo de combustible: ELECTRICIDAD kg de combustible:

L de combustible:Poder Calorífico Inferior: kWh e: 4257.5Radiación total incidente: kWh t:Precio Combustible: 0,14 €/kWh eléctrico% demanda cubierta: 100%

tep: 0.366

kg CO2: 2763

€: 596.1

VARIABLES ESPECÍFICAS ABSORCIÓN-FANCOILSDE ENTRADA DE SALIDATipo de combustible: * Compuestos: Pellets

kg de combustible: 7607

* Líquido/gas: L de combustible:Poder Calorífico Inferior: 17,6 MJ/kg kWh e: 10219Radiación total incidente: kWh t: 37191

Precio Combustible:0,18 €/kg pellets; 0,14 €/kWh e

% demanda cubierta: 100%

tep: 14.94

kg CO2: 6632

€: 8125

EER= 0,7

EER= 3.97

201

9. Indicadores de sostenibilidad

Ángeles Perianes Guiérrez

Intromac. Área de Eficiencia Energética

Indicadores de Sostenibilidad

Ángeles Perianes Gutiérrez INTROMAC – Área de Eficiencia Energética

202

  

CRITERIOS DE EVALUACIÓN PARA UNA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE 

 

1. Antecedentes 

INTROMAC ha desarrollado una herramienta simplificada para la evaluación de la sostenibilidad de las estrategias pasivas objeto de estudio en el proyecto EDEA. El análisis de los resultados tendrá en cuenta características de  cada uno de  los  componentes que  conforman  la  envolvente del  edificio:  fachada, cubierta, solera y forjados y huecos de ventanas. 

 

2. Indicadores de sostenibilidad  

Para  la  evaluación  de  las  estrategias  pasivas  del  proyecto  se  han  considerado  ocho  indicadores  de sostenibilidad  (cambio  climático;  agotamiento  de  recursos  naturales;  degradación  del  suelo;  ahorro energético; precio del producto; carácter local de los materiales; toxicidad del material ambientales; y riesgo de accidente) cuyos valores son medibles, cuantitativos y proceden de una fuente conocida. En el siguiente cuadro se detallan  los  indicadores considerados para cada tipo de  impacto,  la referencia de estos datos y sus unidades de medida. 

 

Indicadores para la evaluación de estrategias pasivas

UNIDADES REFERENCIA DATOS

IMPACTOS AMBIENTALES

1 CAMBIO CLIMÁTICO kgCO2 fabricación ITec

2 AGOTAMIENTO RECURSOS NATURALES kg material ITec

3 DEGRADACIÓN DEL SUELO kg residuo (no reciclable) FABRICANTE (1)

4 AHORRO ENERGÉTICO kWh SIMULACIÓN (2)

IMPACTOS ECONÓMICOS

5 PRECIO PRODUCTO € Base de Precios de la Junta de Extremadura (3)

6 CARACTER LOCAL MATERIALES €/ km FABRICANTE (1)

IMPACTOS SOCIALES

7 TOXICIDAD MATERIAL sí / no CER-Catálogo Europeo de Residuos

8 RIESGO ACCIDENTE alto/ relativo/ bajo Plan de Seguridad

(1) Pendiente de la elección de FABRICANTE(2) Pendiente de resultados de SIMULACIÓN(3) Pendiente de publicación de la Base de Precios de la Junta de Extremadura

 

203

  

3. Fichas de sostenibilidad de las estrategias pasivas 

Actualmente INTROMAC trabaja en la elaboración de fichas de las estrategias pasivas objeto de estudio en   el proyecto Edea, habrá una ficha para cada estrategia, que recopilará  los    impactos ambientales, económicos  y  sociales  asociados  al  edificio. Mediante  la  comparación  de  los  resultados  obtenidos, podrá evaluarse la sostenibilidad de una estrategia frente a otra.  

FICHAS DE LA FASE DE SIMULACIÓN: 

En  una  primera  fase  estas  fichas  recogerán  datos  teóricos  sobre materiales  genéricos  y  valores  de demanda energética obtenidos mediante simulación mediante Calener, Trnsys y Designbuilding. 

FICHAS DE LA FASE DE CONSTRUCCIÓN: 

En una fase posterior, una vez obtenidos  los resultados de  la monitorización de  las estrategias en  los demostradores,  las  fichas  recogerán datos  reales que permitirán analizar  las desviaciones producidas entre los resultados teóricos y los derivados de la experimentación.  

 

4. Aplicación de la herramienta de evaluación de sostenibilidad.  

FASE SIMULACIÓN 

En este informe se presenta la evaluación de la sostenibilidad de distintas estrategias pasivas aplicadas al demostrador experimental del proyecto EDEA,  comparando  los  resultados  con el demostrador de referencia.  Este  estudio  permite  obtener  resultados  cuantitativos  de  los  beneficios  ambientales, económicos y sociales de cada una de estas estrategias de mejora analizadas. 

En primer  lugar se recopilan datos por m2 de  la estrategia a estudiar; posteriormente se obtienen  los valores  globales  aplicados  al  demostrador  del  EDEA;  y  finalmente  se  aplican  estos  valores  globales anuales a lo largo de la vida útil estimada del edificio, valorada en 30 años. 

Las estrategias de mejora que se estudian a continuación son: 

‐ESTRATEGIA DE MEJORA DE FACHADA: Incremento del espesor de aislamiento de fachada (de 4cm de espesor en el demostrador de referencia, a 13cm en el demostrador experimental) 

‐ESTRATEGIA DE MEJORA DE HUECOS:  Sustitución de  carpinterías  de  aluminio  sin  rotura  de puente térmico (SRPT) y vidrio 4‐6‐4 del demostrador de referencia, por carpintería de madera con vidrio bajo emisivo 4‐6‐4. 

‐ESTRATEGIA DE MEJORA DE CUBIERTA: Sustitución del acabado de grava en cubierta del demostrador de referencia, por un acabado de Arlita‐Aridex (arcilla expandida colocada en seco) de 10cm. 

 

 

 

 

204

  

1CAMBIO

CLIMÁTICO

2AGOTAMIENTO DE RECURSOS

NATURALES

3DEGRADACIÓN

DEL SUELO

4CAMBIO

CLIMÁTICO

5PRECIO

PRODUCTO

6CARÁCTER

LOCAL

7TOXICIDAD

8RIESGO

ACCIDENTE

Nombre

Consumo Energético Fabricación

(kWh/m2)

Peso de los materiales no

renovables(Kg / m2)

Peso del residuo no reciclable

(Kg /m2)

Demanda Energética Asociada (kwh/m2)

€/m2 €/Km SÍ / NO alto/relativo/ bajo

Fábrica½ pie LCV 40mm<G<60mm 95,85 188,80 0,00 - 43,61 (1) NO relativo

Mortero cemento 1000< ρ<1250 9,07 39,09 0,00 - 5,21 (1) NO bajo

Lana de roca 4 cm 9,89 1,60 0,00 - 9,33 (1) NO bajoB_Vapor con lam. polietileno 1,50 0,053 0,053 - 10,96 (1) NO bajo

Cámara aire sin ventilar 0,00 0,00 0,00 - 0,00 (1) NO bajo

PYL 750<d<900 20,06 11,50 0,00 - 13,09 (1) NO bajoTOTAL 136,37 241,04 0,053 55,9 82,2 (1) NO bajo

DEMOSTRADOR-VIVIENDA PATRÓNCASO BASE FOMENTO: AISLAMIENTO LANA DE ROCA de 4 cm (Valores por m2)

IMPACTOS

IMPACTOS AMBIENTALES IMPACTO ECONÓMICO IMPACTO SOCIAL

1CAMBIO

CLIMÁTICO

2AGOTAMIENTO DE RECURSOS

NATURALES

3DEGRADACIÓN

DEL SUELO

4CAMBIO

CLIMÁTICO

5PRECIO

PRODUCTO

6CARÁCTER

LOCAL

7TOXICIDAD

8RIESGO

ACCIDENTE

Nombre

Consumo Energético Fabricación

(kWh/m2)

Peso de los materiales no

renovables(Kg / m2)

Peso del residuo no reciclable

(Kg /m2)

Demanda Energética Asociada (kwh/m2)

€/m2 €/Km SÍ / NO alto/relativo/ bajo

Fábrica½ pie LCV 40mm<G<60mm 95,85 188,80 0,00 - 43,61 (1) NO relativo

Mortero cemento 1000< ρ<1250 9,07 39,09 0,00 - 5,21 (1) NO bajo

Lana de roca 13 cm 32,14 5,20 0,00 - 24,83 (1) NO bajoB_Vapor con lam. polietileno 1,50 0,053 0,053 - 10,96 (1) NO bajo

Cámara aire sin ventilar 0,00 0,00 0,00 - 0,00 (1) NO bajo

PYL 750<d<900 20,06 11,50 0,00 - 13,09 (1) NO bajoTOTAL 158,62 244,643 0,053 49,9 97,70 (1) NO bajo

DEMOSTRADOR-VIVIENDA EXPERIMENTALESTRATEGIA: INCREMENTO DEL ESPESOR DEL AISLAMIENTO DE LANA DE ROCA A 13 cm (Valores por m2)

IMPACTOS

IMPACTOS AMBIENTALES IMPACTO ECONÓMICO IMPACTO SOCIAL

‐ESTRATEGIA DE FACHADA‐  

INCREMENTO DEL ESPESOR DEL AISLAMIENTO: de 4cm a 13cm 

VALORES POR m2DE FACHADA 

 

 

 

 

                               

205

  

-919,1475-148,716

0

23491,8

-640,305

AHORRO RESPECTO EL CASO BASE FOMENTO

1CAMBIO

CLIMÁTICO

2AGOTAMIENTO DE RECURSOS

NATURALES

3DEGRADACIÓN

DEL SUELO

4CAMBIO

CLIMÁTICO (30 años)

5PRECIO

PRODUCTO

6CARÁCTER

LOCAL

7TOXICIDAD

8RIESGO

ACCIDENTE

Consumo Energético Fabricación

(kWh)

Peso de los materiales no

renovables(Kg)

Peso del residuo no reciclable

(Kg)

Demanda Energética Asociada

(kWh)

(€) €/Km SÍ / NO alto/relativo/ bajo

-919,15 -148,72 0,00 23491,80 -640,31 (1) NO relativo

(*) Los valores negativos significan que hay aumento respecto el caso base y los positivos ahorro

AHORRO RESPECTO EL CASO BASE FOMENTOIMPACTOS AMBIENTALES IMPACTO ECONÓMICO IMPACTO SOCIAL

Consumo Energético Fabricación (kWh) Peso de los materiales no renovables(Kg)

Peso del residuo no reciclable(Kg)

Demanda Energética Asociada(kWh)

(€)

IMPACTOS  GLOBALES DEL EDIFICIO DURANTE 30 AÑOS  

Para calcular los impactos globales del edificio, estimada su vida útil en 30 años, se ha tenido en cuenta la superficie de envolvente del demostrador EDEA y la superficie climatizada. La superficie afectada de la envolvente depende del tipo de estrategia que se estudie (si es de cubierta, fachada, solera, y/o huecos de ventana). Los valores de demanda energética  El ahorro conseguido mediante las estrategias se ha calculado por comparación de los valores obtenidos respecto del demostrador de referencia.  A continuación se resumen los datos obtenidos: 

 

 

 

     

     

206

  

DEMANDA CALEFACCIÓN

(30 años)

DEMANDA REFRIGERACIÓN

(30 años)

DEMANDA TOTAL

(30 años)VIVIENDA PATRÓN 161310,36 57554,91 218865,27VIVIENDA EXPERIMENTAL 139776,21 55597,26 195373,47

GRÁFICO DE DEMANDAS A 30 AÑOS

161310,36

139776,21

57554,91 55597,26

218865,27

195373,47

CASO BASE ESTRATEGIA

DEMANDA CALEFACCIÓN (30 años) DEMANDA REFRIGERACIÓN (30 años)

DEMANDA TOTAL (30 años)

COMPARACIÓN DE DEMANDAS ENERGÉTICAS  

Se comparan valores de demandas energéticas asociados a la fase de explotación de los demostradores durante la vida útil del edificio, estimada en 30 años. Estos valores parten de los obtenidos mediante el programa Calener,  es decir, están asociados a la superficie climatizada en planta del demostrador, que es de 130,51 m2., y multiplicados por la vida útil estimada del edificio (30 años).  

 

 

 

 

A continuación se expresa gráficamente los valores obtenidos de las diferentes demandas estudiada. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    

207

  

CONCLUSIÓN DE LA ESTRATEGIA 

Incrementando el espesor del aislamiento de lana de roca de los 4 cm. del caso base a  13 cm, habrá un aumento del consumo energético de fabricación del 11,01%, también aumenta el peso de los materiales no renovables en un 0,97%, manteniéndose  igual el peso del residuo no reciclable. Por el contrario se conseguirá un ahorro en la demanda de energía asociada a la explotación del edificio del 10,73%. 

En cuanto al precio del producto este tendrá un incremento del 13,83%, pero teniendo en cuenta que la vida útil estimada del edificio es de 30 años y considerando el precio del kwh en 0,14€, esta estrategia sería amortizada en algo menos de 6 años. 

En  lo referido a  las demandas de calefacción y refrigeración se conseguirá un ahorro del 13,35% y del 3,40% respectivamente, siendo el ahorro de la demanda total del 10,73%. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

208

  

1CAMBIO

CLIMÁTICO

2AGOTAMIENTO DE RECURSOS

NATURALES

3DEGRADACIÓN

DEL SUELO

4CAMBIO

CLIMÁTICO

5PRECIO

PRODUCTO

6CARÁCTER

LOCAL

7TOXICIDAD

8RIESGO

ACCIDENTE

Nombre

Consumo Energético Fabricación

(kWh/m2)

Peso de los materiales no

renovables(Kg / m2)

Peso del residuo no reciclable

(Kg /m2)

Demanda Energética Asociada (kwh/m2)

€/m2 €/Km SÍ / NO alto/relativo/ bajo

Carpinteria aluminio SRPT 968,54 23,06 0,00 - 160,72 (1) NO bajo

Vidrio float planilux 4-6-4 103,73 21,04 0,00 - 57,07 (1) NO bajo

TOTAL 1072,27 44,10 0,00 55,9 217,79 (1) NO bajo

CASO BASE FOMENTO:CARPINTERIA DE ALUMINIO SRPT Y VIDRIO DOBLE 4-6-4 (Valores por m2)

IMPACTOS

IMPACTOS AMBIENTALES IMPACTO ECONÓMICO IMPACTO SOCIAL

DEMOSTRADOR-VIVIENDA PATRÓN

1CAMBIO

CLIMÁTICO

2AGOTAMIENTO DE RECURSOS

NATURALES

3DEGRADACIÓN

DEL SUELO

4CAMBIO

CLIMÁTICO

5PRECIO

PRODUCTO

6CARÁCTER

LOCAL

7TOXICIDAD

7RIESGO

ACCIDENTE

Nombre

Consumo Energético Fabricación

(kWh/m2)

Peso de los materiales no

renovables(Kg / m2)

Peso del residuo no reciclable

(Kg /m2)

Demanda Energética Asociada (kwh/m2)

€/m2 €/Km SÍ / NO alto/relativo/ bajo

Carpinteria madera 16,90 0,00 0,00 - 294,87 (1) NO bajoVidrio con una cara de baja emisividad 4-6-4 124,03 20,19 0,00 - 78,82 (1) NO bajo

TOTAL 140,93 20,19 0,00 47,9 373,69 (1) NO bajo

DEMOSTRADOR-VIVIENDA EXPERIMENTALESTRATEGIA: CARPINTERIA DE MADERA Y VIDRIO BAJA EMISIVIDAD (Valores por m2)

IMPACTOS

IMPACTOS AMBIENTALES IMPACTO ECONÓMICO IMPACTO SOCIAL

‐ESTRATEGIA DE HUECOS‐  

SUSTITUCION DE LA CARPINTERIA DE ALUMINIO SRPT Y VIDRIO DOBLE POR CARPINTERIA DE MADERA Y VIDRIO DOBLE BAJO EMISIVO 

 

 

VALORES POR m2DE HUECO 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

209

  

AHORRO RESPECTO EL CASO BASE FOMENTO

15094,81

388,78 0,00

31322,40

-2534,93

1CAMBIO

CLIMÁTICO

2AGOTAMIENTO DE RECURSOS

NATURALES

3DEGRADACIÓN

DEL SUELO

4CAMBIO

CLIMÁTICO (30 años)

5PRECIO

PRODUCTO

6CARÁCTER

LOCAL

7TOXICIDAD

8RIESGO

ACCIDENTE

Consumo Energético Fabricación

(kWh)

Peso de los materiales no

renovables(Kg)

Peso del residuo no reciclable

(Kg)

Demanda Energética Asociada

(kWh)

(€) €/Km SÍ / NO alto/relativo/ bajo

15094,81 388,78 0,00 31322,40 -2534,93 (1) NO bajo

AHORRO RESPECTO EL CASO BASE FOMENTOIMPACTOS AMBIENTALES IMPACTO ECONÓMICO IMPACTO SOCIAL

Consumo Energético Fabricación (kWh) Peso de los materiales no renovables(Kg)

Peso del residuo no reciclable(Kg)

Demanda Energética Asociada(kWh)

(€)

IMPACTOS  GLOBALES DEL EDIFICIO DURANTE 30 AÑOS  

Para calcular los impactos globales del edificio, estimada su vida útil en 30 años, se ha tenido en cuenta la superficie de envolvente del demostrador EDEA y la superficie climatizada. La superficie afectada de la envolvente depende del tipo de estrategia que se estudie (si es de cubierta, fachada, solera, y/o huecos de ventana). Los valores de demanda energética  El ahorro conseguido mediante las estrategias se ha calculado por comparación de los valores obtenidos respecto del demostrador de referencia. 

 A continuación se resumen los datos obtenidos: 

 

 

 

 

 

 

 

  

210

  

DEMANDA CALEFACCIÓN

(30 años)

DEMANDA REFRIGERACIÓN

(30 años)

DEMANDA TOTAL

(30 años)

VIVIENDA PATRÓN 161310,36 57554,91 218865,27VIVIENDA EXPERIMENTAL 128813,37 58729,5 187542,87

GRÁFICO DE DEMANDAS A 30 AÑOS

161310,36

128813,37

57554,91 58729,5

218865,27

187542,87

CASO BASE ESTRATEGIA

DEMANDA CALEFACCIÓN (30 años) DEMANDA REFRIGERACIÓN (30 años)

DEMANDA TOTAL (30 años)

COMPARACIÓN DE DEMANDAS ENERGÉTICAS  

Se comparan valores de demandas energéticas asociados a la fase de explotación de los demostradores durante la vida útil del edificio, estimada en 30 años. Estos valores parten de los obtenidos mediante el programa Calener,  es decir, están asociados a la superficie climatizada en planta del demostrador, que es de 130,51 m2., y multiplicados por la vida útil estimada del edificio (30 años).  

 

 

 

 

A continuación se expresa gráficamente los valores obtenidos de las diferentes demandas estudiada. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

211

  

CONCLUSIÓN DE LA ESTRATEGIA 

Cambiando  la  carpintería  de  aluminio  sin  rotura  de  puente  térmico  y  vidrio  doble  incoloro  del demostrador  de  referencia,  por  una  carpintería  de  madera  y  vidrio  doble  de  baja  emisividad  se conseguiría un ahorro en el consumo energético de fabricación del 86,82% y en el peso de los materiales no  renovables del 54,22%;  al  igual obtendríamos un  ahorro en  la demanda de energía  asociada  a  la explotación del edificio del 14,31%. 

En cuanto al precio, este aumentaría en un 71,58%, no obstante  teniendo en cuenta que  la vida útil fuera de 30 años y considerando el precio del kwh de 0,14€, esta estrategia sería amortizada en algo mas de 17 años. 

En  lo  referido  a  las demandas de  calefacción  y  refrigeración  tendremos un  ahorro del  20,15%  en  la primera y un aumento del 2,04% de la segunda, siendo el ahorro en la demanda total del 14,31%. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

212

  

1CAMBIO

CLIMÁTICO

2AGOTAMIENTO DE RECURSOS

NATURALES

3DEGRADACIÓN

DEL SUELO

4CAMBIO

CLIMÁTICO

5PRECIO

PRODUCTO

6CARÁCTER

LOCAL

7TOXICIDAD

8RIESGO

ACCIDENTE

Nombre

Consumo Energético Fabricación

(kWh/m2)

Peso de los materiales no

renovables(Kg / m2)

Peso del residuo no reciclable

(Kg /m2)

Demanda Energética Asociada (kwh/m2)

€/m2 €/Km SÍ / NO alto/relativo/ bajo

Capa proteccion de grava 3,75 90,02 0,00 - 4,18 (1) NO bajo

Lámina separadora antipunzonamiento 1,97 0,13 0,13 - 12,57 (1) SI bajo

XPS extruido 40,95 1,26 1,26 - 14,51 (1) SI bajoImpermeabilizante 59,45 9,11 9,11 - 12,39 (1) SI bajoLámina separadora polipropileno 3,98 0,18 0,18 - 2,39 (1) SI bajo

Formacion de pendiente de hormigon celular

24,53 33,58 0,00 - 15,77 (1) NO bajo

Soporte resistente de losa macizo 378,70 2466,02 0,00 - 105,91 (1) NO bajo

Enlucido de yeso 6,39 21,73 0,00 - 5,78 (1) NO bajoTOTAL 519,72 2622,03 10,68 55,9 173,50 (1) NO bajo

DEMOSTRADOR-VIVIENDA PATRÓNCASO BASE FOMENTO: CAPA DE PROTECCIÓN DE GRAVA DE 5 cm DE ESPESOR (Valores por m2)

IMPACTOS

IMPACTOS AMBIENTALES IMPACTO ECONÓMICO IMPACTO SOCIAL

1CAMBIO

CLIMÁTICO

2AGOTAMIENTO DE RECURSOS

NATURALES

3DEGRADACIÓN

DEL SUELO

4CAMBIO

CLIMÁTICO

5PRECIO

PRODUCTO

6CARÁCTER

LOCAL

7TOXICIDAD

8RIESGO

ACCIDENTE

Nombre

Consumo Energético Fabricación

(kWh/m2)

Peso de los materiales no

renovables(Kg / m2)

Peso del residuo no reciclable

(Kg /m2)

Demanda Energética Asociada (kwh/m2)

€/m2 €/Km SÍ / NO alto/relativo/ bajo

Capa proteccion de arlita 10cm 43,74 35,00 0,00 - 9,79 (1) NO bajo

Lámina separadora antipunzonamiento 1,97 0,13 0,13 - 12,57 (1) SI bajo

XPS extruido 40,95 1,26 1,26 - 14,51 (1) SI bajoImpermeabilizante 59,45 9,11 9,11 - 12,39 (1) SI bajoLámina separadora polipropileno 3,98 0,18 0,18 - 2,39 (1) SI bajo

Formacion de pendiente de hormigon celular

24,53 33,58 0,00 - 15,77 (1) NO bajo

Soporte resistente de losa macizo 378,70 2466,02 0,00 - 105,91 (1) NO bajo

Enlucido de yeso 6,39 21,73 0,00 - 5,78 (1) NO bajoTOTAL 559,71 2567,01 10,68 52,9 179,11 (1) NO bajo

DEMOSTRADOR-VIVIENDA EXPERIMENTALESTRATEGIA: CAPA DE PROTECCIÓN DE ARLITA DE 10cm DE ESPESOR (Valores por m2)

IMPACTOS

IMPACTOS AMBIENTALES IMPACTO ECONÓMICO IMPACTO SOCIAL

‐ESTRATEGIA DE CUBIERTA‐  

SUSTITUCION DE LA CAPA DE PROTECCIÓN DE GRAVA POR ARLITA 

VALORES POR m2 DE CUBIERTA  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

213

  

AHORRO RESPECTO EL CASO BASE

-2090,28

2875,90

0,00

11745,90

-293,23

1CAMBIO

CLIMÁTICO

2AGOTAMIENTO DE RECURSOS

NATURALES

3DEGRADACIÓN

DEL SUELO

4CAMBIO

CLIMÁTICO (30 años)

5PRECIO

PRODUCTO

6CARÁCTER

LOCAL

7TOXICIDAD

8RIESGO

ACCIDENTE

Consumo Energético Fabricación

(kWh)

Peso de los materiales no

renovables(Kg)

Peso del residuo no reciclable

(Kg)

Demanda Energética Asociada

(kWh)

(€) €/Km SÍ / NO alto/relativo/ bajo

-2090,28 2875,90 0,00 11745,90 -293,23 (1) NO bajo

AHORRO RESPECTO EL CASO BASEIMPACTOS AMBIENTALES IMPACTO ECONÓMICO IMPACTO SOCIAL

Consumo Energético Fabricación (kWh) Peso de los materiales no renovables(Kg)

Peso del residuo no reciclable(Kg)

Demanda Energética Asociada(kWh)

(€)

IMPACTOS  GLOBALES DEL EDIFICIO DURANTE 30 AÑOS  

Para calcular los impactos globales del edificio, estimada su vida útil en 30 años, se ha tenido en cuenta la superficie de envolvente del demostrador EDEA y la superficie climatizada. La superficie afectada de la envolvente depende del tipo de estrategia que se estudie (si es de cubierta, fachada, solera, y/o huecos de ventana). Los valores de demanda energética  El ahorro conseguido mediante las estrategias se ha calculado por comparación de los valores obtenidos respecto del demostrador de referencia.  A continuación se resumen los datos obtenidos:  

 

 

 

 

 

 

 

214

  

DEMANDA CALEFACCIÓN

(30 años)

DEMANDA REFRIGERACIÓN

(30 años)

DEMANDA TOTAL

(30 años)VIVIENDA PATRÓN 161310,36 57554,91 218865,27VIVIENDA EXPERIMENTAL 153479,76 53639,61 207119,37

GRÁFICO DE DEMANDAS A 30 AÑOS

161310,36153479,76

57554,91 53639,61

218865,27207119,37

CASO BASE ESTRATEGIA

DEMANDA CALEFACCIÓN (30 años) DEMANDA REFRIGERACIÓN (30 años)DEMANDA TOTAL (30 años)

COMPARACIÓN DE DEMANDAS ENERGÉTICAS Se comparan valores de demandas energéticas asociados a la fase de explotación de los demostradores durante la vida útil del edificio, estimada en 30 años. Estos valores parten de los obtenidos mediante el programa Calener,  es decir, están asociados a la superficie climatizada en planta del demostrador, que es de 130,51 m2., y multiplicados por la vida útil estimada del edificio (30 años).  

 

 

 

A continuación se expresa gráficamente los valores obtenidos de las diferentes demandas estudiada 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

215

  

CONCLUSIÓN DE LA ESTRATEGIA 

Sustituyendo  el  acabado  de  la  cubierta  plana  de  capa  de  protección  de  grava  de  5cm  de espesor, por un acabado de protección de arlita de 10cm de espesor, se produce un aumento en el consumo de  fabricación de 7,69%, en cambio, el peso de materiales no  renovables  se reduciría un 2,10% incluso siendo esta solución de espesor doble; se mantendría igual el peso del residuo no reciclable, y se conseguiría un ahorro en  la demanda de energía asociada a  la fase reexplotación del edificio del 5,37%. 

Como contrapartida el aumento de precio sería del 3,23%, pero teniendo en cuenta que la vida útil estimada del edificio es de 30 años y que el precio del kwh es de 0,14€, esta estrategia sería amortizada en algo más de 5 años. 

En lo referido a las demandas de calefacción y refrigeración tendríamos un ahorro del 4,85% y  6,80% respectivamente, siendo el ahorro de la demanda total del 5,37%. 

 

216

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