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Rehabilitar habitabilidad: evaluación de los beneficios energéticos y de emisiones de CO2 de la rehabilitación ambiental en un tejido urbano residencial - 1 -

Master Arquitectura, Energía y Medio Ambiente Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Barcelona Universidad Politécnica de Cataluña

REHABILITAR HABITABILIDAD: EVALUACIÓN DE LOS BENEFICIOS ENERGÉTICOS Y DE EMISIONES DE CO2 DE LA

REHABILITACIÓN AMBIENTAL EN UN TEJIDO URBANO RESIDENCIAL. Alumna: Tutores: Dña. Rocío Landínez González-Valcárcel. D. Jaume Avellaneda y D. Jaume Roset

Tesina de master Septiembre de 2010


INDICE

1. Introducción

1.1. Marco general: el reto de la sostenibilidad

1.2. La rehabilitación como estrategia necesaria

1.3. Planteamiento del tema de estudio

2. Objetivos

2.1. Objetivo general

2.2. Objetivos particulares

3. Metodología. Esquema general.

3.1 Fase 1. Selección del ámbito de estudio

3.2. Fase 2. Toma de datos

3.2.1. Forma urbana

3.2.1.1. Tejido urbano

3.2.1.2. Tipología edificatoria

3.2.1.3. Unidad residencial

3.2.1.4. Sistemas constructivos

3.2.2. Preexistencias ambientales

3.2.2.1. Clima

3.2.2.2. Topografía

3.2.2.3. Vegetación

3.3. Fase 3. Análisis y diagnóstico

3.3.1. Análisis y diagnóstico de las condiciones climáticas

3.3.2. Radiación solar según escalas. Definición de las unidades de estudio tipo

3.3.3. Análisis y diagnostico del impacto ambiental de los materiales

3.4. Fase 4. Estrategias de rehabilitación ambiental

3.5. Fase 5. Definición de escenarios y ámbitos de intervención: caracterización

constructiva, física y térmica y de impacto de materiales.

3.5.1. Envolvente del estado original

3.5.2. Envolvente con rehabilitación habitual

3.5.3. Envolvente con rehabilitación ambiental

3.6. Fase 6. Evaluación y diagnóstico comparativo de los indicadores ambientales para

los tres escenarios según los ámbitos de intervención

3.6.1. Confort térmico

3.6.2. Consumo de energía

3.6.3. Impacto de los materiales

3.7. Fase 7. Evaluación y diagnóstico comparativo de las emisiones de CO2 para los tres

escenarios y su potencial de reducción


4. Aplicación a un caso de estudio.

5. Conclusiones

5.1. Conclusiones particulares derivadas del caso de estudio

5.2. Conclusiones generales.

6. Posibles desarrollos posteriores de la investigación

7. Bibliografía

8. Anexos de cálculo (en CD adjunto)

A.1. Resultados del análisis de soleamiento realizado mediante el Programa Heliodon.

A.1.1. Sombras arrojadas

A.1.2. Estereografías

A.1.3. Gráficos de energía solar acumulada

A.2. Cálculo de las condiciones térmicas mediante el método estático (situación de

balance) y el método dinámico (situación de variabilidad) para invierno y verano.

A.2.1. Estado original

A.2.2. Rehabilitación habitual

A.2.3. Rehabilitación ambiental

- Caso AO. Actuación sobre elementos opacos

- Caso AT. Actuación sobre elementos transparentes

- Caso AI. Actuación sobre espacios intermedios

- Caso AC. Actuación completa

A.3. Cálculo de las condiciones térmicas y el consumo de energía mediante el

Programa Archisun.

A.3.1. Estado original



A.4. Cálculo del impacto ambiental de los materiales.

A.4.1. Calculo de los indicadores del análisis comparativo del impacto de los

materiales y calculo de la cantidad de subestructura para un panel de

fachada ventilada intermedio




1. Introducción

Alcanzar la sostenibilidad del sector de la edificación es una necesidad ineludible, que hace

necesario, en primer lugar, comprender el significado de la edificación sostenible.

Este concepto, tomando la definición de desarrollo sostenible formulada en Nuestro futuro

común por la Comisión Mundial del Medio Ambiente y del Desarrollo en el año 1987, permite

vincular la satisfacción de las necesidades humanas con el uso de los recursos, estableciendo

que la edificación sostenible debe abordar el cierre de los ciclos materiales – devolver los

residuos a calidad de recursos- para lograr su objetivo principal, que consiste en dotar de

habitabilidad.

El reto de la edificación sostenible, entendida como aquella que provee la habitabilidad

socialmente necesaria en un marco limitado de consumo de recursos y generación de

residuos, representa una tarea imprescindible y urgente para el sector de la edificación de

manera que se pueda alcanzar el objetivo de reducción del impacto ambiental y

especialmente la limitación de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI en

adelante), dadas, según veremos a continuación, sus importantes consecuencias sobre el

clima.

En este marco y bajo este enfoque, la presente tesina se centra en el parque existente como

campo de intervención decisivo de la edificación sostenible y en la rehabilitación del mismo

como estrategia principal.

1.1. Marco general: el reto de la sostenibilidad

El aumento exponencial de la concentración de CO2 en la atmósfera durante el periodo del

desarrollo industrial ha ocasionado un aumento correlativo de la temperatura media de la

superficie terrestre debido al denominado “efecto invernadero”, y las previsiones de su

evolución durante el próximo siglo oscilan entre 2 ºC, si se toman medidas para controlar las

emisiones de CO2 en ese periodo, y mas de 5ºC si continua la tendencia actual de

crecimiento (2). Este incremento esta ocasionando un cambio del clima global que afectará

a las distintas regiones de la tierra, alterando el clima local y la matriz de la biosfera,

afectando a los recursos determinantes en el bienestar de las poblaciones (agua, comida,

salud, suelo, medio ambiente).

Por tanto, enfrentarse al cambio climático supone un reto transformador para nuestra

sociedad debido a que el fenómeno del calentamiento global esta absolutamente ligado a

las bases de nuestro modelo productivo industrial.


En este sentido la Unión Europea, mas allá de las exigencias del Protocolo de Kyoto que

propone reducir las emisiones de los países desarrollados de forma conjunta de manera que

el promedio durante el periodo 2008-2012 sea al menos un 5% inferior a las emisiones

generadas en el año 1990 (“año de referencia”), propone el objetivo de reducir las emisiones

de GEI de los países desarrollados en 2020 hasta un valor un 30% inferior al de sus emisiones

del año 1990 y reducciones de hasta el 80% de las emisiones de ese año de referencia en el

año 2050. (2)

En este marco, España superó en el año 1997 su compromiso de no superar el 115% de sus

emisiones del año 1990, y desde entonces ha crecido hasta situarse en 2005 en un 152%. Se

debe por tanto hacer un esfuerzo de reducción de emisiones para dar respuesta a sus

compromisos internacionales de lucha frente al cambio climático.

Las emisiones de GEI causadas por el uso de energía en los edificios alcanzo en 2005 el 201%

de las emisiones de año de referencia, superando muy significativamente el compromiso

global de la nación en el Protocolo de Kyoto y con una tendencia muy marcada al

crecimiento. (2)

Variación de las emisiones (%). Evolución emisiones del sector de la edificación (gr CO2)

Fuente:(2) Fuente:(2)

El sector del uso de energía en los edificios ocasiona en la actualidad una quinta parte de las

emisiones españolas. Además, la construcción de nuevos edificios implica el uso de una

cantidad significativa de materiales que supone el uso de energía para fabricarlos y,

asociada a ella, la generación de emisiones de CO2. Por tanto, la construcción y uso de

edificios suponen un sector de la edificación fuertemente emisor y que crece en sus emisiones

muy por encima del crecimiento en emisiones del resto de los sectores, suponiendo por tanto

un sector clave en la lucha contra el cambio climático.

“Así, la definición del sector de la edificación como el conjunto de las actividades destinadas

a crear y mantener la habitabilidad necesaria para las actividades sociales, supone

considerar una responsabilidad en la generación del equivalente a la tercera parte del total

de las emisiones imputables a la nación” (2)

Se establece de esta manera un límite físico a la producción “que solo puede superarse

mediante el aumento de la eficiencia obtenida de la emisiones disponibles” (2)


1.2. La rehabilitación como estrategia necesaria

Las emisiones de GEI debidas al uso de los edificios dependen de las emisiones del parque

existente, al cual se van añadiendo continuadamente las emisiones debidas a las nuevas

edificaciones. Así, la evolución de las emisiones debidas al uso de energía en los edificios es

dependiente de la dinámica del propio parque edificado, caracterizada por un saldo neto

de crecimiento con una tasa muy baja de sustitución y de rehabilitación (2).

Evolución de las superficies construidas, rehabilitadas y demolidas de edificios (miles de m2). Fuente:(2)

En España no hemos llegado a superar el 25% de rehabilitación respecto a la obra nueva,

aun cuando cerca de la mitad de las viviendas españolas, más de seis millones y medio, se

construyeron antes de 1970, es decir tienen mas de cuarenta años de antigüedad o más y

muchas son centenarias (17).

Los aumentos de eficiencia en los nuevos edificios ayudan al objetivo de reducir las emisiones

generadas, pero las medidas aplicadas sobre ellos nunca conseguirían reducir las emisiones

debidas al uso de energía en los edificios sino disminuyen las emisiones del parque existente.

Es decir, incluso si los edificios de nueva construcción fuesen tan eficientes que no generasen

emisiones o no se construyese nada nuevo, no se conseguirían reducir las emisiones del

sector.

Por otra parte, el crecimiento del parque lleva aparejadas unas emisiones de GEI ligadas a la

fabricación de materiales que componen los edificios, que deben también ser compensadas

para reducir las emisiones del sector.

La emisividad del parque existente es tan determinante en el cumplimiento de los

compromisos de Kyoto y los acuerdos posteriores, que se hace imprescindible intervenir en la

eficiencia energética de los edificios existentes. “Sólo reduciendo el fondo de emisiones del

parque existente se podrá reducir el del sector de la edificación” (1)

Por tanto, y en primer lugar, se puede afirmar que “la intervención sobre el parque edificado

es condición necesaria para reducir las emisiones debidas al uso de energía de los edificios.

La única opción de reducción de emisiones del sector es que la reducción de emisiones

debidas al uso de energía en el parque existente supere las emisiones producidas por el uso

de energía en los nuevos edificios y las emisiones generadas para construirlos.” (2)


En segundo lugar, se debe considerar que el patrimonio construido es la principal fuente de

utilidades actual. Partiendo de que la primera y más importante utilidad social de la

edificación es la habitabilidad, la consecución de espacios con las condiciones adecuadas

para que las personas lleven a cabo sus actividades, cualquier transformación del modelo de

habitabilidad debe ser abordada desde la rehabilitación del parque existente. Ello exige

condiciones ambientales a los espacios- térmicas, visuales, acústicas, de privacidad, etc.,-

que la edificación debe proveer y a menudo la consecución de esas condiciones implica el

uso de energía, con la consiguiente emisión asociada de GEI. (2)

El documento Cambio Global España 2020/50, recoge lo expuesto y que propone como

estrategia global la rehabilitación, “una rehabilitación entendida como la acción continuada

sobre la edificación existente para proveer de habitabilidad socialmente necesaria con la

máxima eficiencia en el uso de los recursos”

En relación con la condición de sostenibilidad que se define desde el punto de vista físico

como el cierre de ciclos materiales, alcanzándose este cuando no existen flujos de residuos

sino que se convierten en recursos, se puede entender los edificios existentes como una

fuente de “recursos” cuyo derribo los convertiría en residuos. En el esquema de fases del ciclo

de vida de una construcción convencional, que se sintetiza en el siguiente cuadro, la

rehabilitación aparece como un cambio dentro de este ciclo y que lo acerca más a su

cierre, al minimizarse la fase de derribo (impactos de la energía empleada en la demolición y

gestión de los residuos generados) y de vertido.

Esquema de fases del ciclo de vida de la construcción y de la rehabilitación (en rojo). Fuente (16)

Ante la pregunta clave ¿como proveer de habitabilidad de baja emisividad? , la respuesta

que se plantea es: mediante la rehabilitación del patrimonio construido.

En resumen, se define por Rehabilitar el “hacer algo hábil, apto o capaz para aquello que

antes no lo era”, entendido tanto como una actuación funcional para mejorar la

habitabilidad como un ajuste a nuevos estándares ambientales.

Rehabilitación


1.3. Planteamiento del tema de estudio

El presente trabajo parte del convencimiento de la necesidad de impulsar la investigación

aplicada en el campo de la rehabilitación y el mantenimiento para disponer del mejor

conocimiento y de los instrumentos adecuados para desarrollar las tareas de la manera más

innovadora y competente posible, impulsando la mejora del comportamiento

medioambiental y de eficiencia energética de los edificios existentes mediante la aplicación

de nuevas exigencias que incorporen los parámetros de sostenibilidad en el parque

edificado.

La hipótesis principal es la siguiente: mediante la rehabilitación con criterios ambientales de la

envolvente de los edificios de tejidos residenciales existentes, es posible disminuir el consumo

energético y las emisiones de CO2 asociadas tanto al uso como a la construcción además de

mejorar el confort del ambiente interior, frente a la intervención con rehabilitación habitual.

El interés consiste en evaluar cual es el potencial de disminución del consumo energético y las

emisiones de CO2 del tejido residencial, con el doble objetivo de analizar la eficacia de las

medidas de rehabilitación dado ese potencial, y de localizar los ámbitos de actuación

preferente - elementos opacos, elementos transparentes y espacios intermedios- (19),

conociendo de antemano las consecuencias vinculadas a cada alternativa.

Se propone como escala de gestión de la habitabilidad el barrio, abarcándose como

unidades de estudio y de actuación desde el barrio - tejido urbano -, pasando por el edificio

- tipología constructiva - hasta llegar a la vivienda - unidad residencial -. El edificio se entiende

dentro de su contexto real y no como objeto aislado.

Se plantea una primera etapa de trabajo de análisis a escala de barrio, partiendo de la

premisa de que la configuración del tejido urbano y la tipología constructiva afecta

significativamente al consumo energético. Como consecuencia de este análisis se discretizan

las unidades de estudio diferenciadas para, en una segunda etapa, desarrollar la

metodología para un caso concreto de unidad residencial, cuyos resultados serían

extrapolables a las unidades pertenecientes a ese tipo dentro del barrio. El estudio completo

abarcaría la aplicación de la metodología para cada una de las unidades de estudio

enumeradas, alcance que excede del cometido de la presente tesina.

El objeto de estudio es la edificación destinada a vivienda, ya que supone hasta las dos

terceras partes del total para todos los usos, y dentro de éstas, las viviendas destinadas a

residencia principal, ya que por estar habitadas de forma permanente (a diferencia de las

secundarias o las vacías) concentran el impacto ambiental en la fase de uso.


2. Objetivos:

2.1. Objetivo general

El objetivo principal del trabajo es contribuir a la gestión eficiente en la emisión de gases de

efecto invernadero (GEI) de la habitabilidad, evaluando la reducción de las emisiones de

CO2 producidas a lo largo del ciclo de vida al aplicar medidas de rehabilitación con criterios

ambientales en un tejido urbano residencial.

Se lleva a cabo el estudio de un caso concreto pero se pretende que la metodología pueda

ser extrapolable a otros tejidos urbanos en condiciones semejantes.

2.2. Objetivos particulares

- Establecer una metodología que permita evaluar el potencial de reducción en el

consumo de energía, las emisiones de CO2 y la mejora en el confort del ambiente interior

al aplicar medidas de rehabilitación ambiental sobre la envolvente de edificios existentes

de tejidos residenciales en comparación con la intervención mediante la rehabilitación

habitual, incorporando tanto estrategias pasivas de control ambiental como criterios de

bajo impacto ambiental en la elección de los materiales a agregar o sustituir.

- Identificar mediante dicha metodología el rendimiento parcial de la implementación de

las medidas de rehabilitación ambiental sobre los distintos elementos de la envolvente:

elementos opacos, elementos transparentes, espacios intermedios.

- Establecer criterios válidos no solo para un edificio aislado sino para un conjunto urbano

homogéneo, aplicando la rehabilitación a la escala de barrio para mejorar las

condiciones de habitabilidad optimizando los recursos.

3. Metodología

En primer lugar se ilustra con un diagrama resumido de la metodología desarrollada, que sirve

de guía para su seguimiento.

Posteriormente se describe brevemente la metodología propuesta: criterios, indicadores

utilizados, unidades, herramientas de cálculo y/o simulación utilizadas en cada caso, así

como condiciones de partida y limitaciones encontradas.

Finalmente (punto 4) se desarrolla la aplicación de dicha metodología a un caso concreto

de estudio.


Diagrama resumen de la metodología


3.1. Fase 1. Selección del ámbito de estudio.

La metodología se plantea para un conjunto urbano homogéneo, característica que

determina la definición de los límites del ámbito. Se toma la escala de barrio como área de

actuación por lo que el edificio se entiende dentro de su contexto real y no como objeto

aislado. Se describe su ubicación así como, brevemente, el contexto histórico en el que se

desarrolla, como punto de partida necesario para toda actuación sobre barrios preexistentes.

3.2. Fase 2. Toma de datos

A partir de la bibliografía referente al ámbito de estudio, la planimetría disponible en archivos

históricos y catastrales, fotografías aéreas y visitas al entorno de trabajo se recogen los datos

necesarios para llevar a cabo el análisis posterior, abarcando los siguientes aspectos:

3.2.1. Forma urbana,

El tipo de forma urbana, su densidad, altura relativa, tipo de trama, son aspectos a considerar

y cuya influencia tiene repercusiones microclimáticas en las obstrucciones del cielo y

asoleamiento, en la propagación del ruido, el viento, la humedad y la capacidad de

almacenar calor (4).

Se organiza la información en escalas sucesivas que sirven de base para el análisis de

radiación solar de la siguiente fase:

3.2.1.1. Tejido urbano residencial




3.2.2. Preexistencias ambientales

3.2.2.1. Clima

Cada clima exige condiciones y estrategias específicas para alcanzar el confort y minimizar el

consumo de energía y la contaminación. Se recoger los siguientes datos climáticos para la

ciudad de estudio con promedios mensuales:

- Temperatura media mensual (ºC)

- Temperatura media mensual de las temperaturas máximas diarias (ºC)

- Temperatura media mensual de las temperaturas mínimas diarias (ºC)

- Humedad relativa media (%)

- Precipitación mensual media (mm)

- Número medio mensual de horas de sol

- Radiación solar global media diaria mensual (kWh/m2)

- Dirección e intensidad de los vientos dominantes (km/h)


Igualmente se analiza el fenómeno de la isla térmica y sus posibles afectaciones al área de

estudio y el recorrido del sol a lo largo del año mediante las coordenadas solares.

3.2.2.2. Topografía.

La altura relativa, al pendiente del terreno y su orientación y como consecuencia de estos, la

obstrucción sólida celeste que se produce para cada una de las diferentes orientaciones,

tienen consecuencias en la mayor o menor cantidad de radiación solar que recibe el terreno,

así como en la influencia de los vientos dominantes.

3.2.2.3. Vegetación.

La existencia de arbolado, su carácter caduco o perenne y su relación con la edificación

tiene repercusiones en la incidencia de la luz solar directa o difusa, en la propagación del

sonido en caso de masas suficientemente densas, y especialmente, al suponer una barrera al

asoleamiento antes de que llegue a la tierra así como de la radiación de la tierra hacia al

cielo, tiene importantes repercusiones climáticas.


3.3.1. Análisis y diagnóstico de las condiciones climáticas.

Para establecer las estrategias de acondicionamiento pasivo, tanto en espacios exteriores

como en el interior de la edificación, se utilizan los diagramas climáticos de Olgyay y Givoni

respectivamente para las condiciones climáticas especificas del lugar.

El climograma o Carta bioclimática de Olgyay es un diagrama en el que en el eje de

abscisas se representa la humedad relativa y en el de ordenadas la temperatura, como

condiciones básicas que afectan a la temperatura sensible del cuerpo humano. En él se

señala la “zona de confort” que contiene los pares de valores en los que el cuerpo humano

requiere el mínimo gasto d energía para ajustarse al medio ambiente.

La carta bioclimática de Givoni tiene en cuenta las características de la construcción como

modificadoras de las condiciones del clima exterior y sus recomendaciones persiguen el

bienestar en el interior de las edificaciones.

A partir del análisis de los climogramas se establecen las estrategias pasivas control ambiental

para invierno y verano, como son:

- Captación de la radiación solar

- Acumulación : inercia térmica

- Conservación de la energía: aislamiento

- Protección a la radiación

- Protección de la piel

- Generadores de movimiento de aire


Las estrategias de control ambiental planteadas en el presente trabajo se limitan a las

estrategias pasivas, no tratándose las instalaciones activas que terminarían por cubrir el

confort en las situaciones extremas de invierno y verano

3.3.2. Radiación solar según escalas. Definición de las unidades tipo.

La densidad del tejido urbano, la orientación de las vías y de las fachadas, la relación entre el

ancho de la calle y la altura del edificio así como las pendientes del terreno donde se

asientan los edificios y la tipología edificatoria de los mismos, son factores esenciales a tener

en cuenta a la hora de analizar sus condiciones de soleamiento.

El análisis y diagnostico de las condiciones de radiación solar derivadas del entorno se realiza

para cada una de las escalas de la toma de datos relativa a la forma urbana de la fase 1:

3.3.2.1. Tejido urbano (T)

3.3.2.2. Tipología edificatoria (E)

3.3.2.3. Unidad residencial (U)

Para cada escala se llevan a cabo tres etapas cuyo contenido, objetivos y herramientas

utilizadas para su desarrollo se describen a continuación:

Etapa 1. Análisis de soleamiento.

Se lleva a cabo el estudio de las horas de sol, la radiación solar y la energía acumulada del

estado original para cada una de las escalas y durante las horas de sol del día de ambos

solsticios:

- el solsticio de verano (21 junio) entre las 4:30a.m. y las 19:30 p.m.

- el solsticio de invierno (21diciembre) entre las 7:30 a.m. y las 16:30 p.m.

Para la escala de la unidad residencial se lleva a cabo el análisis equivalente de la propuesta

de rehabilitación ambiental a partir de las conclusiones extraídas del análisis del estado

original de manera que se optimicen las capacidades de captación solar y acumulación.

Se utiliza como herramienta el programa informático Heliodon 2TM, versión 2006, de los autores

Benoit Beckers y Luc Massot.

Etapa 2. Procesamiento de los datos.

Se organizan los datos obtenidos en el programa en función del objetivo concreto para

cada escala:

- Tejido urbano (T): el objetivo es de establecer criterios de homogeneidad entre los

elementos que conforman el tejido urbano así como las fachadas con mayor potencial

de captación solar global en función de su orientación. Permite la selección de una

orientación y tipología de estudio representativa.


- Tipología edificatoria (E): el objetivo es evaluar en la orientación y tipología representativa

los diferentes potenciales de captación de solar por plantas y por elementos, a saber,

elementos opacos, transparentes y espacios intermedios. Permite llevar a cabo una

clasificación de unidades tipo de estudio a partir del establecimiento de rangos de

radiación solar dentro de la tipología, teniendo también en cuenta la posición relativa de

la unidad en relación con la envolvente.

- Unidad residencial (U): el objetivo es evaluar el potencial de captación solar y de

acumulación de energía de los elementos que constituyen cada unidad, analizando la

proporción total de radiación solar captada respecto de la recibida. Se lleva a cabo de

manera paralela el procesamiento de los datos para la envolvente original y la

rehabilitación ambiental para facilitar el análisis comparativo.

Se utiliza como herramienta una hoja de cálculo de elaboración propia.

Etapa 3. Obtención de conclusiones.

En primer lugar se extraen conclusiones parciales para invierno y verano, y en segundo lugar

conclusiones generales relativas para la escala de analizada, y que nos permiten sentar

criterios para acotar el análisis de la siguiente escala.

En la escala de la unidad residencial se extraen conclusiones del estado original que sirven

de base para la propuesta de rehabilitación ambiental.

Etapa 4. Propuesta de unidades tipo de estudio.

Como resultado de las sucesivas conclusiones extraídas se proponen dentro el tejido

residencial analizado, las tipologías de estudio, y dentro de estas las diferentes unidades

residenciales tipo que habría que estudiar para desarrollar la metodología completa.

3.3.3. Análisis y diagnostico comparativo del impacto ambiental de los materiales

De manera general los criterios a tener en cuenta en relación al impacto ambiental de los

materiales a agregar o sustituir en una intervención de rehabilitación son:

- Máxima conservación de los materiales existentes (reparación)

- Disminución de la cantidad y el impacto de los materiales a renovar o agregar.

- Materiales con baja energía incorporada.

- Materiales renovables o reciclados

- Materiales de larga vida útil

- Recuperación de los materiales al finalizar la vida útil (juntas en seco)


En el presente trabajo los indicadores utilizados por considerarse más significativos,

descartándose los otros por su dificultad de evaluación y escasez de datos disponibles, han

sido:

- Energía incorporada (MJ)

- Emisiones de CO2 (kg CO2 eq)

- Peso (kg)

Con el objetivo de evaluar el impacto ambiental de los materiales a agregar o sustituir en la

rehabilitación se lleva a cabo un breve análisis inicial de los sistemas constructivos

habitualmente utilizados para la rehabilitación de la envolvente vertical realizados con

criterios de sostenibilidad en edificios residenciales en España.

Sobre el sistema elegido por su mayor potencial inicial de reducción de impacto ambiental

de entre los anteriores se realiza un análisis comparativo de los indicadores para al menos dos

materiales constructivos de cada uno de los tipos de elementos de la envolvente, a saber,

opacos, transparentes y espacios intermedios, estableciendo un criterio y una unidad de

medida común para cada uno de ellos de manera que los resultados sean comparables.

A partir del análisis comparativo del impacto ambiental de los materiales se realiza el

diagnóstico seleccionando para cada caso la alternativa de menor impacto global que

conforme un sistema constructivo coherente.

Para el cálculo de los indicadores se utilizan las siguientes bases de datos:

- Banco de precios de referencia de partidas de construcción y rehabilitación BEDEC

PR/PCT del Institut de Tecnología de la Construcció de Catalunya.

- Birkhäuser Edition Detail. Hegger, Auch-schwelk, Fuchs, Rosenkranz (20).


Las medidas de rehabilitación ambiental que se contemplan en el presente trabajo son

aquellas referidas a la incorporación de sistemas pasivos de control ambiental y de criterios

de bajo impacto ambiental en los materiales a agregar o sustituir. Con el objetivo de acotar

su alcance no se incorporan a dicha definición otros criterios como serían el consumo de

agua, los residuos de la construcción ni los hábitos de uso y gestión en relación con el

consumo de energía.

Se parte de las limitaciones derivadas de la actuación sobre un elemento existente, de

manera que no existe libertad ni en el orden de ejecución ni en la disposición de los nuevos


elementos ni en la modificación de los existentes. No se pretende llevar a cabo un “proyecto

de rehabilitación” que incluya importantes y complejas modificaciones de la edificación,

sino evaluar el rendimiento y la idoneidad de la aplicación de estrategias y técnicas sencillas

y de aplicación común.

A partir del análisis y diagnóstico de las condiciones climáticas, de radiación solar y del

comparativo del impacto ambiental de los materiales realizados en la fase anterior, se

establece la estrategia de rehabilitación ambiental que aúna dichos criterios para la escala y

los elementos de la envolvente donde serian de aplicación, y aplicados a la unidad tipo de

estudio.

3.5. Fase 5. Definición de escenarios y ámbitos de intervención: caracterización constructiva,

física y térmica y de impacto ambiental de materiales

Se establecen tres “escenarios” sobre los que se lleva acabo la evaluación de los indicadores

ambientales y que se seleccionan por lo significativo de la comparación de los resultados

obtenidos en cada uno de ellos para la obtención de conclusiones, a saber:

- Estado original

- Rehabilitación habitual

- Rehabilitación ambiental

Para cada escenario se realiza la descripción de las características constructivas, físicas y

térmicas y de impacto ambienta de los materiales de su envolvente, estructurada en tres

apartados denominados “ámbitos de intervención” con el objetivo de analizar

posteriormente la repercusión parcial de la implementación de medidas en cada uno de

ellos (19):

- Elementos opacos,

- Elementos transparentes

- Espacios intermedios

3.5.1. Envolvente del estado original.

Describe las características de la envolvente de la edificación antes de que fuese ejecutada

ninguna intervención, y se define a partir de la toma de datos que se lleva a cabo in situ y de

la documentación bibliográfica y planimétrica original disponible.

3.5.2. Envolvente con rehabilitación habitual.

Describe las características de la envolvente con las intervenciones de rehabilitación que se

han llevado a cabo en el ámbito de estudio a lo largo de los últimos años y pretende recoger

las ejecutadas en mayor número de casos. Se define a partir de la toma de datos que se

lleva a cabo in situ en relación a los materiales y sistemas utilizados.


3.5.3. Envolvente con rehabilitación ambiental.

Se define a partir de las estrategias de rehabilitación ambiental determinadas en la fase 4 de

la metodología, tanto a nivel de sistemas de control ambiental como a nivel de materiales y

describe las características de la envolvente una vez incorporadas dichas estrategias.

Para la definición de las envolventes con rehabilitación habitual y ambiental así como para la

definición de las orientaciones de las fachadas se toma el criterio el cumplimiento de las

transmitancias térmicas definidas en el Documento básico HE Ahorro de Energía en su

apartado HE1 Limitación de la demanda energética del Código Técnico de la Edificación

(12), con las modificaciones que ello supone en relación a espesores y características

concretas de carpinterías y vidrios para la rehabilitación habitual. El objetivo de este criterio se

expone en el siguiente apartado.

3.6. Fase 6. Evaluación y diagnóstico comparativo de los indicadores ambientales para los

tres escenarios según los ámbitos de intervención.

Los parámetros ambientales que se utilizan para la evaluación son:

- Confort térmico

- Consumo de energía

- Impacto de los materiales

Los indicadores referentes al confort térmico y al consumo de energía se comparan para los

escenarios de envolvente original y envolvente con rehabilitación ambiental, ya que nos

muestran la mejora que supone en este sentido la intervención ambiental.

Por su parte el indicador de impacto de los materiales se compara para los escenarios de

envolvente de rehabilitación habitual y rehabilitación ambiental, que como se indicaba en el

apartado anterior, tienen el mismo criterio de transmitancias térmicas y por lo tanto, nos

arrojan valores comparables del impacto ambiental de los materiales utilizados.

La escala sobre la que se realiza el cálculo de los indicadores es la unidad residencial, y para

cada una de las unidades tipo determinadas en la fase 3.3.2.

En punto 4 ” Aplicación a un caso de estudio” del presente trabajo, se limita el cálculo a una

única unidad tipo, acotando de esta manera el alcance de la investigación.

En general la importancia del resultado de los cálculos no está tanto en el valor numérico

obtenido final, como en ver cuanto y como varía éste en cada uno de los escenarios a la

hora de comparar. Se trata por tanto de establecer tendencias más que de obtener un valor

totalmente ajustado a la realidad.


A continuación se describen los indicadores ambientales, las unidades, métodos de cálculo,

criterios y limitaciones adoptados en cada uno de ellos, quedando extractado en el siguiente

cuadro:

ÁMBITO PARÁMETRO INDICADOR AMBIENTAL UNIDAD METODO

CÁLCULO

ESCENARIOS A

COMPARAR

AMBIENTE

INTERIOR CONFORT TÉRMICO

Temperatura interior

Oscilación térmica

ºC

ºC

Método Balance y variabilidad

USO CONSUMO ENERGÉTICO

Consumo Calefacción Consumo Refrigeración

KWh/m2 calef. anual

Programa Archisun

Estado original -

Reh. ambiental

MATERIALES IMPACTO AMBIENTAL

Emisiones de CO2

Energía incorporada

Kg CO2 eq /m2calef.

MJ / m2 calefactado Hoja excel

Reh. habitual (U CTE)

- Reh. Ambiental

(U CTE)


Para satisfacer la utilidad social principal de la edificación que como ya hemos indicado es la

habitabilidad, esta debe proporcionar a los espacios las condiciones de confort, tanto

climáticas, lumínicas como acústicas adecuadas para desarrollar en ella la actividad

humana.

Los indicadores principales que ha analizar la evaluación de las condiciones de confort

climático son (4):

- Temperatura del aire

- Temperatura de radiación

- Humedad relativa del aire

- Velocidad del aire

- Composición del aire

El presente trabajo acota su alcance a la evaluación del confort térmico, centrándose

exclusivamente en los indicadores de Temperatura media interior y Oscilación de la

temperatura interior con comportamiento natural, sometido a la acción del clima en los

meses extremos del año (Enero en invierno y Julio en verano), utilizando en ambos casos

como unidad de medida el grado centígrado (ºC)

La herramienta de cálculo empleada ha sido doble:


- Simulación mediante el programa informático ARCHISUN "The Renewable Energy

Sources Implementation" proyecto desarrollado en el marco de la Comisión Europea

(Directorate XVII-Energy, Thermie-B programme). Los grupos implicados eran: Escuela

de Arquitectura de Barcelona (UPC), Institut Català d'Energia (ICAEN), Politecnico di

Milano, Universität Hannover and A.N. Tombazis and Associates, siendo el coordinador

del proyecto el catedrático Rafael Serra Florensa de la UPC.

- Cálculo manual mediante el Método estático -situación de balance- y el Método

dinámico –situación de variabilidad- expuestos en el libro “Arquitectura y Energía

natural” (4).

En ARCHISUN se utilizan los datos climáticos que vienen definidos por defecto para la ciudad

de Madrid, mientras que para el cálculo manual se toman los datos expuestos en el punto

3.2.2.1 de la metodología. Los valores de los coeficientes térmicos de transmisión de calor

utilizados son los mismos para ambas herramientas.


El uso de energía en los edificios (calefacción, refrigeración, iluminación, cocina,

electrodomésticos, agua) tiene unos factores determinantes que deberían ser intervenidos

eficientemente para reducir las emisiones de CO2 asociadas a ese uso:

- la demanda: cantidad de energía precisa para obtener el servicio la utilidad

- El tipo de energía primaria utilizada y su eficiencia en emisiones

- La eficiencia de los sistemas

- El uso y la gestión de los recursos

El presente trabajo acota su alcance a la evaluación del consumo, y exclusivamente la

destinada al confort térmico: calefacción y refrigeración, en coherencia con el apartado

anterior.

La unidad utilizada para facilitar las comparaciones es kilowatios hora anuales por metro

cuadrado de vivienda calefactado (kWh/m2calef. a.)

La herramienta de cálculo empleada ha sido la simulación mediante el programa informático

ARCHISUN. El valor utilizado en dicho programa como “rendimiento de los sistemas

convencionales” es 1 en todos los casos. Las condiciones de confort que establece el

programa son las siguientes:

- Intervalo de temperaturas de confort para invierno: 18-22 ºC

- Intervalo de temperaturas de confort para verano: 23-27 ºC



La fabricación de materiales necesarios para mantener y acrecentar la habitabilidad debe

restringir sus emisiones de CO2 así como reducir la intensidad material del sector de la

edificación actual dirigiéndose hacia su eficiencia ambiental, lo que se consigue usando una

menor cantidad de materiales al ir dependiendo cada vez menos de la nueva construcción.

La reducción de emisiones de CO2 en este sentido no tiene límite y para ello deben concurrir

tres factores:

- la reducción del consumo de energía asociada a los materiales, transporte, obra, uso,

mantenimiento y de construcción del edificio.

- el cambio de fuentes de energía no renovables a renovables en la producción y

transporte de materiales así como en la gestión de los residuos de mantenimiento y

derribo.

- El cambio de fuentes de energía no renovables a renovables en el sector generador y

distribuido de la energía.

El presente trabajo limita su alcance a la incorporación de criterios de elección de materiales

de bajo impacto ambiental en lo relativo a su energía incorporada y sus emisiones de CO2

asociadas, contando en todos los casos con la utilización de energías no renovables y sin

tener en cuenta la gestión de residuos de rehabilitación, que pueden hacer que el ahorro

energético sea aun superior. La evolución en este sentido en los próximos años será gradual y

de forma paralela se ira avanzando en la rehabilitación del parque edificado con nuevas

tecnologías de mayor capacidad de reducción de emisiones.

Las unidades utilizadas para facilitar las comparaciones han sido:

- Energía incorporada: mega julios por metro cuadrado calefactado (MJ/ m2calef.)

- Emisiones de CO2: kilogramos de CO2 equivalente por metro cuadrado calefactado

(kgCO2 eq /m2calef.)

La herramienta utilizada ha sido una hoja de excel de elaboración propia y las bases de

datos consultadas han sido las ya indicadas en el apartado 2.3 del presente documento.


3.7. Fase 7. Evaluación y diagnóstico comparativo para los tres escenarios de las emisiones

de CO2 asociadas al uso y los materiales en el ciclo de vida del edificio.

En último término, el principal indicador, “indicador de indicadores”, para el objetivo de la

investigación expuesto son las emisiones de CO2 asociadas tanto al uso como a los

materiales de construcción a lo largo del ciclo de vida del edificio, obteniendo la aportación

porcentual de cada una de ellas al total de emisiones. Mediante la comparación de los tres

escenarios se evalúa el potencial de reducción de las mismas incorporando el factor tiempo,

y ampliando posteriormente el alcance de la intervención a la escala de barrio.

Se calculan las emisiones asociadas al uso a partir de los consumos refrigeración y

calefacción calculados en la fase 5, tomando como valores de emisión de CO2 asociados a

la producción y transporte, 453 gr. de CO2/Kwh. para la electricidad y 201 gr. de CO2/Kwh.

para el gas respectivamente (3).

Se establece el año 0 como el de intervención de rehabilitación, el año 25 como el de

intervención de mantenimiento (cambio de placas de fachada ventilada, pintura interior) y el

año 50 como el de ciclo de vida del edificio.

La unidad utilizada para facilitar las comparaciones ha sido kilogramos de CO2 equivalente

por metro cuadrado calefactado (kgCO2 eq /m2calef.)


4. Aplicación a un caso de estudio.

4.1. Fase 1. Selección del ámbito de estudio

Se selecciona como ámbito general el Poblado de “San Antonio” o del “Cuartel de la

Montaña” en Madrid y dentro de este se delimita como ámbito de estudio concreto el

conjunto homogéneo delimitado entre las calles Paseo Marques de Monistrol, Calle de Santa

Fe y Calle de Santa Pola.

El Barrio de San Antonio, situado en la margen derecha del río Manzanares frente a la Casa

de Campo, constituye en ejemplo de los llamados “barrios completos” o “tipo”, núcleos

urbanos que por su fisonomía o límites espaciales pueden constituir unidades urbanísticas

completas que se disponen e el perímetro de la ciudad, como parte de las actuaciones del

“Plan de Urgencia Social” de la década de los años 50 en Madrid. Su alta calidad

arquitectónica y urbana, con amplitud y frondosidad de espacios verdes, dan a esta Colonia

un peculiar valor.

Plano de situación y delimitación del ámbito de estudio.


El Plan de Urgencia Social

Las secuelas que la Guerra Civil dejo en la población española, y en concreto en la pérdida

de hogar de numerosas familias, generó una profunda preocupación en las políticas oficiales

tanto en la reconstrucción de las ciudades, como en la construcción de nuevas viviendas.

Según las estadísticas publicadas durante los años 1939 y 1954 la media de las viviendas

construidas en España apenas sobrepasaba las 2.500 viviendas por año, problema agravado

por los movimientos migratorios hacia las grandes urbes en la década de los cincuenta.

La preocupación ante este problema llevó a desarrollar varios planes. Madrid en concreto

fue incapaz, entre 1951 y 1957, de afrontar el problema del chabolismo. Hubo que esperar a

que en 1957 el gobierno valorase la situación como tema supramunicipal y decidiese,

mediante lo que se denominó Plan de Urgencia Social, la construcción- tanto por el sector

público como por el privado- de 60.000 viviendas en dos años destinadas a las clases

modestas.

Bajo una fórmula única de protección: las viviendas subvencionadas, el Plan representaba un

fuerte impulso en la depuración del territorio de los suburbios donde la actuación en las áreas

de chabolas inmediatas a la capital era imperativa para poner freno al crecimiento anormal

de la ciudad y supuso el ensayo de productos de más amplio espectro.

Principales actuaciones del Plan de Urgencia Social en 1958 Relación de grupos de más de 190 viviendas en construcción.

Sambricio., Carlos. Un siglo de vivienda social (1903/2003). Editorial Nerea, Madrid. 2003. (30)


Poblado de San Antonio

Dentro de las promociones que se ejecutaron en dicho plan se encuentra el Poblado o

Colonia de San Antonio, promovido por el Instituto Nacional de la Vivienda (I.N.V), con un

total de 2.328 viviendas de las cuales 2.004 están acogidas al Plan de Urgencia Social.

Tiene una superficie de actuación de 20,16Ha, luego la densidad es de 115,5 viv/Ha.

El proyecto fue elaborado entre 1955 y 1957 y la obra llevada a cabo entre 1957 y 1965, y fue

diseñado por un equipo dirigido por Fernando Moreno Barberá en el que se integraban José

María Rodríguez Cano, Manuel Ambrós Escanellas, José Piperas Menéndez, Vicente Belloch la

Roda, Rafael de la Joya Castro, Alfonso Quereizaeta Enriquez, Juan Gómez González de la

Buelga y Julio Cano Lasso.

Ordenación general y vista de la maqueta del Barrio-tipo San Antonio.1955. Revista Nacional de Arquitectura num. 176-177, 1956.(27)

La ordenación presenta un eje central sobre la calle Comandante Fortea y se organiza

mediante bloques lineales de doble crujía de cuatro o cinco plantas, perpendicularmente al

río y al citado eje, bloques en H inmediatos a la colonia de Casas Baratas preexistentes,

viviendas unifamiliares de dos y tres plantas con bajos comerciales, y torres exentas de

hormigón y ladrillo de 15 a 17 plantas en el borde oeste frente a la Casa de Campo.

Destacan además por su singularidad de trazado en la zona más urbana del barrio las plazas

comerciales, y los edificios dedicados a equipamiento social y comercial (Colegio, Instituto,

Mercados, Polideportivo, Cine e Iglesia).


4.2. Fase 2. Toma de datos.

4.2.1. Forma urbana,

Se realiza la toma de datos del ámbito de estudio concreto abarcando las sucesivas escalas:

4.2.1.1. Tejido urbano

Constituido por cuatro bloques longitudinales paralelos de 50,75 x 9,90 m separados 20 m, con

una altura de cornisa de 14,70m y una altura de coronación de 16,42m. La directriz de los

bloques tiene orientación este-oeste, de manera que la orientación de las fachadas

principales es sureste y norte, con inclinación de 23º respecto del norte.

Los espacios entre los bloques se utilizan para la distribución peatonal a los diferentes portales

mediante caminos de piedra, quedando el resto del espacio en acabado de arena y

césped con vegetación de gran porte.

Solo tiene un acceso rodado asfaltado en el lado este constituido por la Calle Santa Pola.

Planta de emplazamiento del ámbito concreto de estudio Fotografía aérea del ámbito general


Bloque lineal de cinco plantas de altura y cubierta a dos aguas con una pendiente del 25%.

Tiene un total de tres núcleos de comunicación con dos viviendas por planta, por tanto un

total de 30 viviendas por bloque.

En la fachada sureste se sitúan los portales y núcleos de escaleras con ventilación a través

del vacío vertical de toda la altura del edificio que originalmente servia de tendedero y que

esta cerrado por una celosía. A ambos lados se sitúa un cuerpo de terrazas y entre ellos los

huecos de ventanas de los salones. En la fachada norte aparecen seriados los huecos de

dormitorios con pequeños balcones. Los testeros laterales quedan ciegos.


Levantamiento de planos a partir de la toma de datos (elaboración propia)

Fachada sureste Fachada norte Testeros este-oeste


Viviendas con fachada a dos orientaciones La distribución interior presenta un modelo muy

claro, con un muro de carga central que divide una crujía sureste con el salón, la cocina y el

baño que abren huecos hacia una terraza a la que se accede desde el salón, y una crujía

norte con tres dormitorios y un pequeño balcón de uno de los dormitorios. Permite por tanto

una buena ventilación cruzada. Consta de un vestíbulo de acceso

La superficie útil de la vivienda es de 59,20m2 con una altura libre de 2,50m.


Levantamiento de plano a partir de la toma de datos. Revista Nacional de Arquitectura num. 176-177, 1956.(27)


Fachadas: fábrica de un pie de ladrillo cara vista con aparejo inglés o en cruz, que arranca

de un zócalo de mampostería de granito de 0,50cm de espesor que cierra la cámara

sanitaria ventilada. Acabado interior de yeso y pintura. Los cantos de forjado quedan vistos y

acabados en enfoscado y pintura.

Ventanas: carpinterías exteriores de madera con vidrio sencillo, enrasadas con el paramento

exterior sin persianas.

Cubierta: a dos aguas de teja árabe sobre tablero de rasilla cerámica y capa de compresión

de hormigón armado, con formación de pendientes mediante tabiques palomeros cada

90cm, y ligeramente ventilada.

Estructura: de muros de carga de un pie de ladrillo, cimentación de zapatas corridas de

hormigón, forjados unidireccionales de bovedilla de hormigón de canto 17cm y capa de

compresión de 5cm de espesor

Antepecho de terraza: Tabicón de ladrillo de 8 cm. de espesor, enfoscado y pintado a dos

caras.

Barandilla de balcón: mediante redondos de diámetro 10mm y pletinas de de acero 40.5.

A continuación se presenta la toma de datos de las características constructivas organizada

en tres apartados denominados “ámbitos de intervención” que estructuran el desarrollo

posterior del trabajo:

- Elementos opacos,

- Elementos transparentes

- Espacios intermedios


Fachada sureste. Elementos opacos, transparentes y espacios intermedios (elaboración propia)

Fachada norte. Elementos opacos, transparentes y espacios intermedios (elaboración propia).


ESPA

CIO

S IN

TERM

EDIO

S

VACÍO TENDEDEROS / VENTILACIÓN

ESCALERA

ELEM

ENTO

S O

PAC

OS

MURO

CUBIERTA

TERRAZA SURESTE

ELEM

ENTO

S TR

AN

SPA

REN

TES

BALCÓN NORTE

PUERTA TERRAZA

VENTANA

SECCIÓN CONSTRUCTIVAESTADO ORIGINAL FOTOGRAFÍAS


ELEM

ENTO

S O

PAC

OS

MURO

FOTOGRAFÍASREHABILITACIÓN HABITUAL

ELEM

ENTO

S TR

AN

SPA

REN

TES

ESPA

CIO

S IN

TERM

EDIO

S

BALCÓN NORTE

VENTANAS

TERRAZA SURESTE

Fichas de toma de datos de los sistemas constructivos para el estado original y la rehabilitación ambiental

(elaboración propia)


4.2.2. Preexistencias Ambientales

4.2.2.1. Clima

El clima de Madrid, de tipo continental, se caracteriza por los contrastes térmicos tanto

estacionales como diarios (veranos muy calurosos y secos e inviernos fríos y moderadamente

húmedos)

El rasgo más importante a tener en cuenta es la existencia de la llamada isla térmica,

fenómeno que se produce porque la aglomeración urbana modifica el clima regional.

Debido a esto, se elevan las temperaturas mínimas nocturnas durante el invierno y aumentan

las del verano, pudiendo encontrarse diferencias térmicas entre barrios centrales y periferias

de 4ºC en verano y 6ºC en invierno El cauce del río Manzanares es determinante en las

isotermas de la ciudad, ya que marca una diferencia térmica significativa tanto en invierno

como en verano.

En relación dicho fenómeno se recogen las siguientes conclusiones apuntadas en el estudio

“El clima urbano: teledetección de las islas de calor de Madrid “López, López, Fernández y

Moreno (10), relativas a las zonas suburbanas como la que nos ocupa:

“Destacan el comportamiento diferenciado de tres elementos urbanos en Madrid: las superficies asfaltadas, las

edificaciones y las zonas verdes. Las primeras almacenan mucho calor durante el día y lo emiten lentamente por la

noche. En los edificios el fenómeno se atenúa, debido esencialmente a las diferencias del material de las fachadas y

las cubiertas. Las cubiertas empizarradas, o metálicas durante el día se sobrecalientan y por la noche pierden

rápidamente el calor, apareciendo por la noche como puntos fríos, Por ultimo, las zonas verdes aparecen como

espacios templados, frescos o fríos, según las características de la vegetación, tipo de acabados superficiales,

densidad, etc. El contraste con los espacios baldíos o sin cubierta vegetal, que se comportan de igual forma que las

zonas edificadas de la periferia madrileña (…)

En Madrid aparecen claramente tres espacios urbanos caracterizados por la isla térmica:

a. Áreas urbanas compactas (…)

b. Zonas de menor densidad de edificaciones (…)

c. Zonas suburbanas que en conjunto son las más frías. Los focos de calor se hallan muy atenuados por el

rápido enfriamiento, solo aparecen algunas calles y zonas de aparcamiento como puntos calidos, y puntos

fríos en las cubiertas de fibrocemento o metálicas. El resto son espacios templados”.

Además en este ámbito de estudio concreto, debido a la cercanía del río Manzanares y de la

masa de vegetación de Casa de Campo, se crea un microclima específico. Al carecer de

datos meteorológicos específicos de la zona, se han tomado los denominados por el AEMET

“valores climatológicos normales”, con el grado de inexactitud que ello supone.

En la siguiente tabla se recogen los datos climáticos tenidos en cuenta para Madrid, con

promedios mensuales para el periodo 1971-2000, extractados de los publicados en la “Guía

resumida del clima en España 1971-2000” de la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET).


Corresponden a la estación meteorológica de Retiro, con las siguientes coordenadas

geográficas: Latitud 40º 24´40´´N y Longitud 03º 40´41´´O.

“Guía resumida del clima en España 1971-2000”. Agencia Estatal de Meteorología (AEMET).

Los valores medios mensuales correspondientes a la temperatura máxima, con un valor de

24,8ºC, menor humedad relativa y mayor número de horas de sol se producen en el mes de

Julio. La temperatura media mensual mínima se produce en el mes de Enero, con un valor

de 6,1ºC. La mayor humedad relativa media y el mínimo mensual de horas de sol se

producen en el mes de Diciembre. Se señalan en el cuadro en rojo los valores máximos y en

azul los mínimos.

En relación a las precipitaciones se caracteriza por la escasez de lluvias, con mínimos muy

marcados en verano (cuatro meses secos, de junio a septiembre), y precipitaciones

localizadas principalmente en primavera y otoño. Los valores de precipitación mensual

media mayores se producen en Noviembre y Diciembre con un valor de 56mm.

En relación a la radiación solar los datos se toman del “Atlas Europeo de Radiación Solar,

Volumen II”, Verlag, Colonia, 1984 (11). Los datos que se adoptan para el cálculo son para

un plano vertical a sur en Enero 2,73 kWh/m2 y para Julio 2,81 kWh/m2.


Gráficos de las condiciones climáticas de Madrid (elaboración propia a partir de los datos AEMET)

Estudiando el recorrido del sol a lo largo del año mediante las coordenadas solares que nos

ofrece la carta solar estereográfica para la Latitud 40ºN, obtenemos los valores expresados en

los siguientes gráficos, para los días significativos escogidos para el estudio del soleamiento,

solsticio de verano donde se registra el recorrido máximo y solsticio de invierno con el

recorrido mínimo (5).

Por lo tanto podemos observar que el recorrido del sol en invierno es menor en planta y tiene

una altura solar inferior que durante el verano, de manera que se agudiza el problema de los

obstáculos con respecto al aprovechamiento de la radiación solar en los meses más fríos, que

es cuando resulta más necesario. Como podemos observar, en Madrid las diferencias de

altura solar y acimut solar entre el invierno y el verano son muy significativas.

RADIACIÓN SOLAR GLOBAL MEDIA DIARIA MENSUAL (MADRID)

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

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

Mes

Radi

ació

n so

lar g

loba

l med

ia p

or s

uper

ficie

(Wh/

m2 )

Nº MEDIO MENSUAL DE DIAS DE NIEVE / TORMENTA / NIEBLA / HELADA / DESPEJADOS (MADRID)

0123456789

10111213141516171819202122232425


Mes

Núm

ero

de d

ías

al m

es

DN:Días de nieve DT: Días de tormenta DF: Días de niebla DH: Días de helada DD: Días despejados

PRECIPITACIÓN MEDIA (MADRID)

0

10

20

30

40

50

60


Mes

Prec

ipita

cion

es (m

m)

R: Precipitación mensual media mensual

NÚMERO MEDIO MENSUAL DE HORAS DE SOL (MADRID)

0

50

100

150

200

250

300

350

400


Mes

nº d

e ho

ras

I: Número medio mensual de horas de sol

HUMEDAD RELATIVA MEDIA (MADRID)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100


Mes

Hum

edad

rela

tiva

(%)

H: Humedad relativa media mensual Humedad relativa media anual

TEMPERATURAS MEDIAS, MÁXIMAS Y MÍNIMAS MENSUALES (MADRID)

0

5

10

15

20

25

30

35


Mes

Tem

pera

tura

(ºC

)

T:Temperatura media mensual TM: Temperatura media mensual de las máximasTm: Temperatura media mensual de las mínimas Temperatura media anual


VERTICAL NORTE VERTICAL SUR

VERTICAL ESTE/OESTE VERTICAL NORESTE/NOROESTE

VERTICAL SURESTE/SUROESTE INCLINADA:INCLINACIÓN IGUAL A LA LATITUD (A SUR)


Acimut (A)

Angulo horizontal, medido desde el sur, del plano vertical que contiene el sol Valores de acimut y recorridos del sol para el orto y el ocaso en invierno y verano:

Altura solar (h)

Angulo vertical que forma el rayo solar con el plano del horizonte. Valores para el cenit a las 12:00h sobre una dirección norte -sur en invierno y verano:

En relación a las características del viento, durante el invierno en Madrid el viento más

frecuente viene del NE. En verano los vientos favorables durante el día provienen del SO. Por

la noche sin embargo, la dirección del viento viene del NE, siendo muy favorable para la

ventilación nocturna en el verano.

01 + 07h 13 + 18h 13 + 18h

VERANO INVIERNO

Rosa de los vientos en Madrid (Retiro). Periodo 10 años, INM, 1988. (11)

4.2.2.2. Topografía

Siendo la altura media sobre le nivel de mar de la ciudad de Madrid de 667m, el ámbito de

estudio se encuentra a una altura media inferior de 587m al encontrarse en la zona del valle

del río. El desnivel máximo existente dentro del ámbito es de 2,14m, con una ligera pendiente

de 1,6% hacia el sur, no teniéndose en cuenta para el análisis del soleamiento realizado al no

resultar significativo.

3.2.2.3. Vegetación

Existe abundante y diversa vegetación. De porte alto encontramos una mezcla de olmos,

acacias, y castaños de Indias todos ellos de de hoja caduca y escasos ejemplares de

abetos, de hoja perenne, en torno a los 12 y15 m de altura. Protegiendo las viviendas de

planta baja existen setos de boj configurando parterres con vegetación de porte menor,

como laureles y olivos.



4.3.1. Análisis y diagnóstico de las condiciones climáticas

Diagrama climático de Olgyay para Madrid: condiciones exteriores de confort.

Datos de la “Ciudad y el medio natural”. Jose Fariña Tojo. Akal/ textos de Arquitectura. 2007 (9)

De la lectura de este climograma, realizado con los datos de temperaturas media de las

mínimas y media de las máximas de temperaturas y humedades relativas de cada mes, se

desprenden las siguientes conclusiones y recomendaciones para la ciudad de Madrid (13):

Meses fríos: radiación solar.

- la mayor parte de los meses están infracalentados y precisan radiación solar. De

octubre a abril es necesario aprovechar el soleamiento.

- Únicamente las temperaturas mínimas absolutas están por debajo de la línea de

congelación.

Meses cálidos: protección a la radiación, ventilación, enfriamiento evaporativo.

- Las horas de mediodía de mayo y todo el día durante los meses de junio, julio, agosto

y septiembre precisan sombra, esto supone contar con elementos de obstrucción solar

fijos y móviles.

- Los meses de julio y agosto están sobrecalentados, precisando sombra, viento y

aporte de humedad en las horas centrales del día.


Diagrama climático de Givoni para Madrid: condiciones de confort en espacios interiores

Datos de la “Guía resumida del Clima en España 1975-2000”. AEMET

Respecto de las estrategias posibles en el caso de la ciudad de Madrid las recomendaciones

son las siguientes:

Meses fríos: conservación de la energía, captación de la radiación solar, inercia térmica.

- La mayor parte de los meses están infracalentados, siendo necesarias ganancias

internas, y sistemas solares pasivos y activos. Por tanto es necesaria una adecuada

superficie de captación solar, así como capacidad de acumulación mediante inercia

térmica, además de aislamiento térmico para la conservación de la energía

- Se pueden conseguir condiciones de confort con sistemas solares activos en

diciembre, enero y febrero

- Con sistemas solares activos se entra en confort los días de noviembre, diciembre,

enero, febrero y marzo y noches de octubre y mayo.

- Se alcanzan condiciones de confort por ganancias internas durante los días de abril,

marzo, octubre y mayo y las noches de septiembre y junio.

Meses cálidos: inercia térmica, protección a la radiación, ventilación nocturna.

- Los meses de junio, Julio y agosto están sobrecalentados, siendo necesarias como

estrategia de confort la masa o inercia térmica.

- La ventilación nocturna es una estrategia muy eficaz en los meses de julio y agosto al

encontrarse en estos meses las temperaturas mínimas medias por debajo de confort.


4.3.2. Radiación solar según escalas. Definición de las unidades de estudio tipo.

4.3.2.1. Tejido urbano (T)

T. Etapa 1. Solsticio de Invierno. Análisis de soleamiento

T. Etapa 2. Solsticio de Invierno. Procesamiento de los datos

ÁreaHoras de sol promedio

Energía almacenada

Radiación solar

(m2) (h) (KWh) (KWh/m2)B1B2B3B1B2B3B1B2B3B1B2B3

NORTE

SUROESTE

ESTE

ORIENTACIÓN FACHADA BLOQUE

742,8 5:10SURESTE 1100,00

0:00 0,00742,8

155,5

155,5

5:50 197,30

3:00 24,60

1,48

0,00

1,27

0,16

T. Etapa 3. Solsticio de Invierno. Conclusiones parciales

La fachada con mayor potencial de captación solar es la de orientación sureste, con una

energía almacenada total de 1.100 KWh.

SOLSTICIO INVIERNO: HORAS DE SOL. 7:30 a.m.- 16:30 p.m. SOLSTICIO INVIERNO: RADIACIÓN SOLAR 7:30 a.m.- 16:30 p.m.

TEJIDO URBANO RESIDENCAL

FAC

HAD

AS

OR

IEN

TAC

ION

ES

SU

RE

STE

Y S

UR

OE

STE

FAC

HA

DAS

OR

IEN

TAC

ION

ES N

OR

TE Y

ES

TE


T. Etapa 1. Solsticio de Verano. Análisis de soleamiento

T. Etapa 2. Solsticio de Verano. Procesamiento de los datos

ÁreaHoras de sol promedio

Energía almacenada

Radiación solar

(m2) (h) (KWh) (KWh/m2)B1B2B3B1B2B3 4:54 553,60 0,75B1B2B3B1B2B3

ESTE 155,5 7:00 363,40

SUROESTE 155,5 8:00 420,80

6:39 1100,00

NORTE 742,84:13 512,60

ORIENTACIÓN FACHADA BLOQUE

SURESTE 742,8 1,48

0,69

2,71

2,34

T. Etapa 3. Solsticio de Verano. Conclusiones parciales.

La fachada con mayor necesidad de protección a la radiación solar en verano es la de

orientación sureste. Aunque el valor de radiación solar para la fachada suroeste es superior al

de la sureste, alcanzando 2,71 kWh/m2, se trata de una fachada ciega, sin elementos

transparentes ni espacios intermedios.

Conclusiones generales relativas al tejido urbano residencial :

- Las condiciones de soleamiento de los bloques son homogéneas, en consecuencia se

puede tomar un único bloque como tipología de análisis.

- La fachada sureste es la de mayor potencial tanto de protección como de captación

solar, de manera que selecciona como orientación de estudio dentro de la tipología.

SOLSTICIO VERANO: HORAS DE SOL. 4:30a.m.- 19:30p.m. SOLSTICIO VERANO: RADIACIÓN SOLAR. 4:30a.m.- 19:30p.m.

TEJIDO URBANO RESIDENCAL

FAC

HAD

AS

OR

IEN

TAC

ION

ES

SU

RE

STE

Y S

UR

OES

TEFA

CH

ADA

S O

RIE

NTA

CIO

NE

S N

OR

TE Y

ES

TE


4.3.2.2. Tipología edificatoria (E)

E. Etapa 1. Solsticio de Invierno. Fachada sureste. Análisis de soleamiento

Se observa homogeneidad en los valores de las viviendas de la zona central tanto de los

elementos opacos/transparentes como de los espacios intermedios, en consecuencia se

establece una clasificación en tres tipos de viviendas para llevar a cabo el análisis de los

resultados obtenidos:

- viviendas extremas suroeste

- viviendas centrales

- viviendas extremas este

E. Etapa 2. Solsticio de Invierno. Procesamiento de los datos

PLANTA PARÁMETROS unidades valoresdiferencia plantas

(KWh/m2)valores

diferencia plantas

(KWh/m2)valores

diferencia plantas

(KWh/m2)valores

diferencia plantas

(KWh/m2)valores

diferencia plantas

(KWh/m2)valores

diferencia plantas

(KWh/m2)

(%) (%) (%) (%) (%) (%)

Energia almacenada (KWh) 20,7 19,3 38,7 19,3 19,0 19,4Area (m2) 9,4 8,4 17,9 8,4 9,4 8,4Horas de sol (h) 7:07 7:17 6:33 7:17 6:20 7:46Flujo radiación solar (KWh/m2) 2,20 2,30 2,16 2,30 2,02 2,31Energia almacenada (KWh) 23,5 20,0 42,5 20,1 22,8 20,9Area (m2) 9,4 8,4 17,9 8,4 9,4 8,4Horas de sol (h) 7:36 7:09 6:50 7:10 7:30 8:22Flujo radiación solar (KWh/m2) 2,50 2,38 2,37 2,39 2,43 2,49Energia almacenada (KWh) 20,3 16,7 36,2 16,7 22,8 20,6Area (m2) 9,4 8,4 17,9 8,4 9,4 8,4Horas de sol (h) 6:37 6:04 5:49 6:04 7:30 8:19Flujo radiación solar (KWh/m2) 2,16 1,99 2,02 1,99 2,43 2,45Energia almacenada (KWh) 13,2 10,0 21,7 9,7 19,8 15,0Area (m2) 9,4 8,4 17,9 8,4 9,4 8,4Horas de sol (h) 5:07 4.24 4:11 4:24 6:51 6:58Flujo radiación solar (KWh/m2) 1,40 1,19 1,21 1,15 2,11 1,79Energia almacenada (KWh) 15,3 8,0 2,9 2,2 12,3 6,2Area (m2) 12,2 9,1 23,2 9,1 12,2 9,1Horas de sol (h) 4:50 3:08 1:44 2:15 3:52 3:49Flujo radiación solar (KWh/m2) 1,25 0,88 0,13 0,24 1,01 0,68

valores máximos 8,2valores mínimos 23,2diferencias >30% 2:18

POSICIÓN DE LA VIVIENDA

ÁMBITO

0,667

27,18

1,104

61,85

-0,179

-7,18

0,036

1,440,00

0,319

13,16

0,405

16,92

0,833

41,92

0,000

10,69

34,98

13,62

0,150

0,798

40,12

16,50

26,15

0,311

VIVIENDAS EXTREMAS SUROESTE

PB

ELEMENTOS OPACOS / TRANSPARENTES

P2

P1

P3

0,755

-0,298

ESPACIOS INTERMEDIOS

P4-0,083

-3,50

0,340

-11,91

0,393 0,352

VIVIENDAS CENTRALES



-0,212

14,82

0,810

VIVIENDAS EXTREMAS ESTE



-0,404

-16,67-8,94

-0,095

-3,98

1,098

40,06

1,087

89,69

0,913

79,06 52,14

SOLSTICIO INVIERNO: RADIACIÓN SOLAR 7:30 a.m.- 16:30 p.m.

VIVIENDAS CENTRALESV. EXTREMAS SUROESTE

V. EXTREMAS ESTE

ELE

ME

NTO

S O

PA

CO

S/TR

AN

SP

AR

EN

TES

ES

PA

CIO

S

INTE

RM

ED

IOS

PB

P1

P2

P3

P4


E. Etapa 3. Solsticio de Invierno. Fachada sureste. Conclusiones parciales.

- Los valores aumentan según subimos de planta, con la excepción del descenso que se

produce en la planta 4 respecto de la planta 3, provocado por el alero de la cubierta. El

máximo se produce en la planta 3 con un valor de 2,50 KWh/m2 para ambas viviendas

extremas.

- Las diferencias de valores de más del 30% entre las viviendas de plantas 1 y 2 suroeste y

centrales, y entre las viviendas de planta 1 y baja de las este. Los máximos porcentajes de

diferencia se producen entre las planta 1 y baja de las viviendas centrales. Se observa

como en este solsticio si afectan las obstrucciones solares del bloque paralelo debido a la

menor altura solar, que no veremos afectar en verano.

- Los valores son mayores según nos acercamos a la fachada este a partir de la planta 1

inclusive. Sin embargo, en la planta baja, los valores aumentan al acercarnos a la

fachada oeste por el escalonamiento de los bloques en planta, obteniendo los mínimos

en la zona central de dicha planta de 0,13 KWh/m2.

Se resumen las conclusiones en este esquema de rangos de radiación solar en la fachada

sureste en invierno :

Solsticio de invierno. Esquema de rangos de radiación. Fachada sureste.


E. Etapa 1. Solsticio de Verano. Fachada sureste. Análisis de soleamiento

Igualmente se observa homogeneidad en los valores de las viviendas de la zona central tanto

de los elementos opacos/transparentes como de los espacios intermedios, en consecuencia

se establece una clasificación en tres tipos de viviendas para llevar a cabo el análisis de los

resultados obtenidos, de manera paralela al apartado anterior.

E. Etapa 2. Solsticio de Verano. Fachada sureste. Procesamiento de los datos

PLANTA PARÁMETROS unidades valoresdiferencia

plantas (KWh/m2)

valoresdiferencia

plantas (KWh/m2)

valoresdiferencia plantas

(KWh/m2)valores

diferencia plantas

(KWh/m2)valores

diferencia plantas

(KWh/m2)valores

diferencia plantas

(KWh/m2)

(%) (%) (%) (%) (%) (%)

Energia almacenada (KWh) 2,3 8,0 5,3 8,0 4,7 8,0Area (m2) 9,4 8,4 17,9 8,4 9,4 8,4Horas de sol (h) 1:00 3:52 1:08 3:52 2:50 3:53Flujo radiación solar (KWh/m2) 0,24 0,95 0,30 0,95 0,50 0,95Energia almacenada (KWh) 12,5 13,8 25,3 13,8 15,1 13,8Area (m2) 9,4 8,4 17,9 8,4 9,4 8,4Horas de sol (h) 5:11 7:01 5:20 7:00 7:00 7:01Flujo radiación solar (KWh/m2) 1,33 1,64 1,41 1,64 1,61 1,64Energia almacenada (KWh) 13,4 13,9 27,0 13,9 15,8 13,9Area (m2) 9,4 8,4 17,9 8,4 9,4 8,4Horas de sol (h) 5:52 7:13 5:55 7:13 7:28 7:13Flujo radiación solar (KWh/m2) 1,43 1,65 1,51 1,65 1,68 1,65Energia almacenada (KWh) 13,4 13,9 27,3 13,9 15,9 13,9Area (m2) 9,4 8,4 17,9 8,4 9,4 8,4Horas de sol (h) 5:57 7:17 6:04 7:17 7:33 7:17Flujo radiación solar (KWh/m2) 1,43 1,65 1,53 1,65 1,69 1,65Energia almacenada (KWh) 17,3 15,0 35,7 15,0 20,5 15,0Area (m2) 12,2 9,1 23,2 9,1 12,2 9,1Horas de sol (h) 5:54 7:22 6:14 7:22 7:32 7:22Flujo radiación solar (KWh/m2) 1,42 1,65 1,54 1,65 1,68 1,65

valores máximosvalores mínimosdiferencias >30%

ÁMBITO ELEMENTOS OPACOS / TRANSPARENTES



POSICIÓN DE LA VIVIENDA VIVIENDAS EXTREMAS SUROESTE VIVIENDAS CENTRALES VIVIENDAS EXTREMAS ESTE

0,000

-42,03

-0,012

-0,72



-0,63

0,011

0,66

0,00

0,006

0,39

-68,87

-0,074

-4,43

-0,011

-0,014

-0,89

-0,690

-42,03

-0,012

-0,72

0,000

0,00

0,000

0,00

-1,085

-81,60

-0,096

-6,72

-1,106 -0,690


-0,690

-0,72

0,000

-79,05

-0,095

-6,30

-1,117

0,000

0,00

0,00

-0,017

-1,10

-42,03

-0,012

PB

P2

P1

P3

P4

0,000

0,00

0,007

0,53

SOLSTICIO VERANO: RADIACIÓN SOLAR. 4:30a.m.- 19:30p.m.

VIVIENDAS CENTRALESV. EXTREMAS SUROESTE

V. EXTREMAS ESTE

ELE

ME

NTO

S O

PA

CO

S/TR

AN

SP

AR

EN

TES

ES

PA

CIO

S

INTE

RM

ED

IOS

PB

P1

P2

P3

P4


E. Etapa 3. Solsticio de Verano. Fachada sureste. Conclusiones parciales

- Desde la planta baja a la planta 3 se observa homogeneidad de valores dentro de la

misma planta de las viviendas centrales y extremas este en espacios intermedios y opacos

/transparentes con valores máximos en torno a 1,65 KWh/m2. Los valores en los elementos

opacos/transparentes de las viviendas extremas suroeste son inferiores.

- Las mayores diferencias superiores a un 30%, entre planta las encontramos entre las

plantas 3 y 4 debido al alero de cubierta, que no afectaba en invierno debido a la menor

altura solar.

- Los valores mínimos los encontramos en la planta 4, siendo menores en los elementos

opacos/transparentes debido a la mayor profundidad respecto del plano de fachada y

por lo tanto arrojándoles el alero más sombra (vuelo 0,87m) dándose el valor mínimo de

0,24 KWh/m2 en las viviendas extremas suroeste. En los espacios intermedios los valores son

homogéneos de 0,95 KWh/m2 (vuelo 0,375m).

Se resumen las conclusiones en este esquema de rangos de radiación solar en la fachada

sureste en verano :

Solsticio de verano. Esquema de rangos de radiación. Fachada sureste


Etapa 4. Propuesta de unidades tipo de estudio.

A partir de las conclusiones parciales expresadas y de los esquemas de rangos de radiación

de invierno y verano, así como teniendo en cuenta la posición relativa de cada vivienda en

relación con la envolvente general del edificio (cubiertas, fachadas, forjado sanitario), se

realiza la siguiente propuesta de tipos de unidades a estudiar.

El número de unidades de cada tipo por plantas es el siguiente:

PLANTA VIVIENDAS EXTREMAS SUROESTE/ ESTE

VIVIENDAS CENTRALES

E/O C 4 2 4

T 5 8

1 1 4

B 2 4

TOTAL 10 20

Tipos de unidades de estudio. Fachada sureste

Se decide tomar como unidad de estudio de esta tesina el tipo con mayor número de

unidades, TIPO TC, con un 40% respecto del total. El desarrollo de la metodología a partir de

este punto se centrara por tanto exclusivamente en este tipo.

Dentro de las viviendas de este tipo, se analiza concretamente en el siguiente apartado la

más desfavorable en invierno, por tener la mínima radiación incidente dentro de las de su

rango de radiación solar, siendo en verano la radiación solar homogénea para todas las

viviendas centrales.


4.3.2.3. Unidad residencial (U) Tipo TC. Estado original- Rehabilitación ambiental

Este punto se decide desarrollar en paralelo para el estado original y la propuesta de

rehabilitación ambiental en beneficio de una mayor claridad de presentación de los

resultados, aun cuando el proceso seguido ha tenido una primera fase de análisis del estado

original y una segunda fase de modificaciones sucesivas hasta encontrar la propuesta

entendida como optima que es la que se presenta a continuación.

U. Etapa 1. Solsticio de Invierno. Análisis de soleamiento

SOLSTICIO INVIERNO: HORAS DE SOL. 7:30 a.m.- 16:30 p.m.


UNIDAD RESIDENCIAL. TIPO TC. ESTADO ORIGINALSOLSTICIO INVIERNO: HORAS DE SOL. 7:30 a.m.- 16:30 p.m.


UNIDAD RESIDENCIAL. TIPO TC. REHABILITACIÓN AMBIENTAL


U. Etapa 2. Solsticio de Invierno. Procesamiento de los datos

ÁreaHoras de

sol promedio

ÁreaHoras de

sol promedio

(m2) (h) (KWh) total (KWh/m2) total (m2) (h) (KWh) total (KWh/m2) total

SE 8,6 6:36 18,3 2,128 8,6 6:36 18,3 2,128

NE 19,5 0:00 0,0 0,000 19,5 0:00 0,0 0,000

SE salón 21,6 0,22 1,8 0,083 21,6 0,22 1,8 0,083

dorm 1 10,2 0 0 0,000 10,2 0 0 0,000

dorm 2 9,6 0 0 0,000 9,6 0 0 0,000

dorm 3 7,6 0 0 0,000 7,6 0 0 0,000

pared 1 3,7 0:26 0,07 0,019 3,8 0:28 0,07 0,018

pared 2 6,2 1:43 4,74 0,765 6,2 1:48 5,01 0,808

pared 3 5,4 2:48 3,52 0,652 5,6 3:44 4,71 0,841

suelo 1 6,9 0:34 0,68 9,01 0,099 1,534 6,9 3:40 5,31 15,1 0,770 2,437

antepecho 3,2 5:47 6,0 1,875

NE suelo 2 1,2 0:20 0,0 0,000 1,2 0:20 0,0 0,000

6,090 (KWh) 0,903

40 %

Radiación solarAmbito

EL.

OP

AC

OS

ELE

ME

NTO

S

TRAN

SPA

RE

NTE

S

Orientación

fachada

NE

ENVOLVENTE

Elemento

DIFERENCIA AMBIENTAL-

ORIGINAL

ESTADO ORIGINAL REHABILITACIÓN AMBIENTAL

Energía almacenada Radiación solar

SE

ESP

ACIO

S IN

TER

ME

DIO

S

Energía almacenada

U. Etapa 3. Solsticio de Invierno. Obtención de conclusiones parciales

Estado original

- A través de los elementos transparentes solamente entra radiación solar al salón orientado

a sureste, y con un valor muy bajo de 0,083 KWh/m2, por tanto y debido al reducido

tamaño de la ventana la captación directa es muy escasa.

- En el espacio intermedio de terraza a sureste la mayor radiación solar la recibe el

antepecho, acumulando el conjunto de los elementos sin contar este ultimo una energía

total de 9 KWh.

- No existe radiación solar que incida en los elementos del balcón a norte.

Propuesta rehabilitación ambiental.

La estrategia fundamental consiste en aumentar la captación solar.

- Se estudia la posibilidad de aumentar el tamaño de la ventana del salón rasgándola

hasta el suelo, con lo que ese obtiene tan solo un aumento de 0,1 KWh/m2, aumentando

sin embargo las perdidas por transmisión. La temperatura media interior no mejora ni en

invierno ni en verano, empeorando la oscilación térmica en invierno, de manera que se

desestima esta actuación.

- No se realiza ninguna actuación en relación con la captación solar en el balcón de la

fachada norte a no existir radiación solar incidente.


- Con el objetivo de evaluar la eficacia de la medida de crear una galería – espacio

invernadero en la terraza sureste, se analiza la energía acumulada total por los elementos

que la conforman. Eliminando el antepecho de la terraza, se produce un aumento de 4,63

KWh/m2 en la energía almacenada en la superficie del suelo de la misma (suelo 1) según

observamos en el grafico adjunto, y escasamente en el resto de elementos.

Con esta actuación se logra un aumento de un 40%, en la energía acumulada total,

hasta llegar a 15 KWh/m2. Se ha tenido en cuenta también en este análisis el alero que se

incorpora como protección solar para verano, como se vera en el siguiente punto.

U. Etapa 1. Solsticio de Verano. Análisis de soleamiento

SOLSTICIO VERANO: HORAS DE SOL. 4:30 a.m.- 19:30 p.m.

SOLSTICIO VERANO: RADIACIÓN SOLAR 4:30 a.m.- 19:30 p.m.

UNIDAD RESIDENCIAL. TIPO TC. REHABILITACIÓN AMBIENTAL

UNIDAD RESIDENCIAL. TIPO TC.

REHABILITACIÓN AMBIENTALESTADO ORIGINAL

GRÁFICOS DE ENERGÍA SOLAR ACUMULADA (ACTUAL Y MÁXIMA). SOLSTICIO DE INVIERNO. SUELO DE TERRAZA

SOLSTICIO VERANO: HORAS DE SOL. 4:30 a.m.- 19:30 p.m.

SOLSTICIO VERANO: RADIACIÓN SOLAR 4:30 a.m.- 19:30 p.m.

UNIDAD RESIDENCIAL. TIPO TC. ESTADO ORIGINAL


U. Etapa 2. Solsticio de Verano. Procesamiento de los datos

ÁreaHoras de

sol promedio

ÁreaHoras de

sol promedio

(m2) (h) (KWh) total (KWh/m2) total (m2) (h) (KWh) total (KWh/m2) total

SE 8,6 6:25 12,8 1,488 8,6 6:21 12,7 1,477

NE 19,5 6:20 17,4 0,892 19,5 6:20 17,4 0,892

SE salón 21,6 0:01 0,1 0,005 21,6 0:01 0,1 0,005

dorm 1 10,2 0:00 0 0,000 10,2 0:04 0 0,000

dorm 2 9,6 0:00 0 0,000 9,6 0:00 0 0,000

dorm 3 7,6 0:00 0 0,000 7,6 0:00 0 0,000

pared 1 3,7 1:33 2,28 0,616 3,8 1:00 1,67 0,439

pared 2 6,2 0:00 0,0 0,000 6,2 0:00 0 0,000

pared 3 5,4 0:19 0,4 0,074 5,6 0:02 0 0,000

suelo 1 6,9 1:25 7,0 9,66 1,012 1,702 6,9 1:13 5,25 6,92 0,761 1,200

antepecho 3,2 7:23 5,4 1,688

NE suelo 2 1,2 5:35 2,9 2,417 1,2 5:35 2,9 2,417

-2,740 (KWh) -0,502

-28 %

Radiación solar

ESTADO ORIGINAL REHABILITACIÓN AMBIENTAL

Energía almacenada Radiación solarEnergía almacenada

DIFERENCIA AMBIENTAL-

ORIGINAL

ENVOLVENTE

Elemento

SE

ESP

ACIO

S IN

TER

ME

DIO

S

Ambito

EL.

OP

AC

OS

ELE

ME

NTO

S

TRAN

SPA

RE

NTE

S

Orientación

fachada

NE

U. Etapa 3. Solsticio de Verano Obtención de conclusiones parciales.

Estado original

- En los elementos opacos se produce un aumento en la radiación incidente en la fachada

norte de 0,89 kWh/m2, que en invierno es nula, y una disminución en la sureste de 0,64

kWh/m2

- A través de los elementos transparentes no entra radiación solar a ninguna de las

estancias.

- En el espacio intermedio de terraza a sureste la mayor radiación solar la recibe el

antepecho, acumulando el conjunto de los elementos sin contar este ultimo una energía

total de 9,66 kWh.

- En verano si existe radiación solar que incida en los elementos del balcón a norte,

recibiendo el suelo 2 un total de 2,42 kWh/m2.

Propuesta rehabilitación ambiental.

La estrategia fundamental consiste en la protección de la radiación solar.

- En los elementos transparentes no hay captación de radiación directa pero debieran

protegerse de la radiación reflejada mediante elementos móviles en ambas orientaciones.

- Con el objetivo de evaluar la eficacia de la medida de formar un alero sobre el espacio

invernadero, se analiza la energía acumulada total por los elementos que lo conforman.


Eliminando el antepecho de la terraza y colocando el alero, se produce la mayor

disminución de energía almacenada en la superficie del suelo 1 con un valor de 0,25

kWh/m2. Con ambas actuaciones se logra una reducción de un 28%, en la energía

acumulada total, hasta llegar a 6,92 kWh/m2. Se podría aumentar esta disminución con

protecciones laterales verticales, que sin embargo no serian óptimas para el invierno y

como en el caso anterior, resulta imprescindible incorporar protecciones móviles a la

radiación reflejada, de manera se aumentaría dicha reducción hasta poder llegar al 100%

con un diseño adecuado.

Conclusiones generales relativas a la Unidad Residencial :

- Transformación de la terraza sureste en espacio invernadero: el aumento de la energía

almacenada en invierno y la reducción de la misma en verano expuestas, confirman la

eficacia de la creación de una galería invernadero mediante la incorporación a la

terraza de la fachada sureste de un cerramiento de vidrio de suelo a techo en el plano

exterior de la terraza actual, eliminando el antepecho existente con el objetivo de dotar

de la máxima capacidad de captación solar al elemento.

- Incorporación de un alero: sobre el nuevo espacio invernadero y con un vuelo de 60cm

para la protección a la radiación en verano.

- Incorporación de protecciones solares móviles: así mismo se concluye la idoneidad de

incorporar tanto a todos los elementos transparentes como al espacio intermedio

protecciones móviles a la radiación reflejada, que además sirvan en su posición de

cerrado como aislamiento nocturno de estos elementos para evitar pérdidas por

transmisión.

4.3.3. Análisis comparativo y diagnostico del impacto ambiental de los materiales

Análisis inicial

El breve análisis inicial de los sistemas constructivos habitualmente utilizados para la

rehabilitación de la envolvente vertical realizados con criterios de sostenibilidad en edificios

residenciales en España (14) (23) (25) puede resumir fundamentalmente en dos sistemas:

- Sistemas tipo ETICS o SATE, sistemas de aislamiento térmico exterior con revoco,

compuestos por:

o Mortero adhesivo y de regularización de soporte

o Panel de aislamiento térmico de Poliestireno Expandido (EPS)

o Mortero de capa base con baja conductividad térmica y elevada

transpirabilidad

o Malla de fibra de vidrio

o Capa de revoco de acabado exterior


- Sistemas de fachada ventilada, compuestos por los siguientes elementos, que pueden

ser de materiales diversos:

o Aislamiento térmico fijado al soporte con mortero cola adhesivo

o Subestructura fijada a soporte

o Panel exterior fijado a subestructura

Los sistemas SATE utilizan como material de aislamiento el poliestireno expandido, mientras

que la fachada ventilada permite la utilización de diversos materiales de aislamiento térmico

con menor impacto ambiental. En consecuencia se decide partir de la utilización de una

fachada ventilada como base de la propuesta constructiva de la rehabilitación de la

envolvente vertical.

Análisis comparativo

Para el sistema de fachada ventilada seleccionado como caso de estudio se realiza el

análisis comparativo de varios materiales constructivos para cada uno de los elementos que

conforman el sistema. Los materiales seleccionados y los valores de los indicadores se

resumen en el cuadro adjunto (21) (22) (24).

Material Criterio Unidad Peso Emisiones CO2 fuente

(ud) (kg/ud) (MJ/ud) (kg CO2 eq/ud)

panel de fibrocemento 17,5 268,39 22 (1))panel laminado alta presion de resinas reforzadas con fibra de madera 15,4 215,6 12,79 (2))

AISLAMIENTO Lana de roca 3,17 70,72 4,48 (2))

Poliestireno expandido EPS 0,50 58,97 8,70 (2))

Corcho aglomerado negro 4,62 18,20 1,11 (2))

SUBESTRUCTURA acero galvanizado 2,51 65,31 5,02 (1))

aluminio 0,87 235,65 19,13 (1))

aluminio reciclado (100%) 0,87 81,74 5,22 (1))

madera conifera 1,68 3,53 0,10 (2))

CARPINTERIA aluminio lacado 30,24 5902,28 868,10 (2))

PVC 44,46 3095,01 420,33 (2))

madera de pino 26,86 69,51 3,58 (2))

(1)) Birkhäuser Edition Detail. Hegger, Auch-schwelk, Fuchs, Rosenkranz (no renovable)(2)) BEDEC PR/PCT del Institut de Tecnología de la Construcció de Catalunya

mismo espesor : 10mm

ELEMENTO

ELEM

ENTO

S O

PAC

OS

misma carga de peso de panel, eolica y de arranque

misma resistencia térmica: 0,95 m2K/W

PANEL EXTERIOR FACHADA VENTILADA

1m2 de panel


1m2 de panel

1m2 de panel

TRA

NS

PA

RE

NTE

S /

INTE

RM

ED

IOS mismas prestaciones con

clasificaciónes mínimas: 4 de permeabilidad al aire, 9A de estanqueidad al agua y C5

de resistencia al viento

1 unidad de

150x120 cm

Cuadro comparativo de los indicadores de impacto ambiental para materiales de la fachada ventilada

Los criterios utilizados con el objetivo de que las prestaciones, y por tanto los resultados de los

indicadores en cada caso fuesen comparables han sido:

Elementos opacos:

- Panel exterior: espesor de 10mm

- Panel de aislamiento: resistencia térmica de 0,95 m2K/W

- Subestructura: resistencia a carga de peso del panel de 15,4kg/m2, sobrecarga de viento

de 1240 N/m2 y fuerza de arranque de 500N


Elementos transparentes y espacios intermedios:

- Carpintería: mismas prestaciones con las siguientes clasificaciones mínimas: 4 de

permeabilidad al aire, 9A de estanqueidad al agua y C5 de resistencia al viento.

Para la definición de la subestructura del panel exterior de fachada y los cálculos, que se

adjuntan en el anexo A.4.1 se han tomado los datos y definiciones de las siguientes casas

comerciales:

- Panel de fibrocemento: Panel Natura de “Euronit”

- Panel laminado de alta presión de resinas reforzadas con fibra de madera: Placa “Trespa

Meteon”

Material Criterio Unidad Peso Emisiones CO2 fuente

(ud) (kg/ud) (MJ/ud) (kg CO2 eq/ud)

panel de fibrocemento 17,5 268,39 22 (1))panel laminado alta presion de resinas reforzadas con fibra de madera 15,4 215,6 12,79 (2))

AISLAMIENTO Lana de roca 3,17 70,72 4,48 (2))

Poliestireno expandido EPS 0,50 58,97 8,70 (2))

Corcho aglomerado negro 4,62 18,20 1,11 (2))

SUBESTRUCTURA acero galvanizado 2,51 65,31 5,02 (1))

aluminio 0,87 235,65 19,13 (1))

aluminio reciclado (100%) 0,87 81,74 5,22 (1))

madera conifera 1,68 3,53 0,10 (2))

CARPINTERIA aluminio lacado 30,24 5902,28 868,10(2))

PVC 44,46 3095,01 420,33 (2))

madera de pino 26,86 69,51 3,58 (2))

(1)) Birkhäuser Edition Detail. Hegger, Auch-schwelk, Fuchs, Rosenkranz (no renovable)(2)) BEDEC PR/PCT del Institut de Tecnología de la Construcció de Catalunya

TRA

NS

PA

RE

NTE

S I

NTE

RM

ED

IOS mismas prestaciones con

clasificaciónes mínimas: 4 de permeabilidad al aire, 9A de estanqueidad al agua y C5

de resistencia al viento

1 unidad de

150x120 cm

1m2 de panel


1m2 de panel

1m2 de panel

mismo espesor : 10mm

ELEMENTO

ELEM

ENTO

S O

PAC

OS

misma carga de peso de panel, eolica y de arranque

misma resistencia térmica: 0,95 m2K/W

PANEL EXTERIOR FACHADA VENTILADA

Cuadro indicativo de los materiales de menor impacto ambiental de entre los analizados para la fachada ventilada

Se realiza a continuación el análisis comparativo del impacto ambiental de los materiales

seleccionando para cada caso la alternativa de menor impacto global que conforme un

sistema constructivo coherente.

- Panel exterior de la fachada ventilada: el material con menores valores de los tres

indicadores es el panel laminado de alta presión de resinas reforzadas con fibra de

madera.

- Aislamiento térmico: el menor valor de peso corresponde al poliestireno expandido.

Los valores de los otros dos indicadores de emisiones de CO2 y energía incorporada

son hasta un 87% y un 70% inferior respectivamente para el corcho aglomerado negro,

y aunque tiene mayor densidad y por tanto peso, su impacto global es menor.


- Subestructura de panel de fachada: paralelamente al caso anterior, a pesar de que

el peso menor corresponde al aluminio, los valores de emisiones de CO2 y energía

incorporada de la madera de conífera son más de un 90% inferior a los del aluminio

reciclado, y por tanto su impacto global es inferior.

- Carpintería: dentro de las alternativas de materiales de carpintería analizados, el

mayor impacto corresponde al aluminio lacado, el impacto del PVC se reduce, pero

existe una muy significativa reducción en los valores de todos los indicadores para la

carpintería de madera alcanzándose reducciones por encima del 90% tanto en

emisiones de CO2 como en energía incorporada.


A partir del diagnóstico y las conclusiones elaboradas en la fase anterior se resume a

continuación la “Estrategia de Rehabilitación Ambiental” que se propone y que sirve de base

para la definición de la envolvente ambiental del caso de estudio TIPO TC.

Se pretende en él aunar la incorporación de sistemas pasivos de control ambiental y los

criterios de bajo impacto ambiental en los materiales a agregar o sustituir.

Ámbito CONSERVACIÓN ENERGÍA CAPTACIÓN RADIACIÓN VENTILACIÓN NOCTURNA

aislamiento térmico de corcho aglomerado+

cámara aire ventilada + panel exterior de

laminado alta presión

conservación de la vegetación de la

urbanización

acabados claros con elevado

coeficiente de reflexión

VIDRIO vidrio doble

CARPINTERIAcarpintería de madera con rotura de puente

térmico

ventanas abatibles, mantenimiento de

ventilación cruzada existente

TERRAZA SE

MURO

VIDRIO vidrio doble

eliminación de antepecho existente e

incorporación cerramiento de vidrio

suelo-techo

CARPINTERIAcarpintería de madera con rotura de puente

térmico

ventanas abatibles, mantenimiento de

ventilación cruzada existente

PROTECCIÓN

contraventanas exteriores móviles de lamas orientables de

madera

Elemento

E

LEM

ENTO

S TR

AN

SPA

REN

TES

PROTECCIÓN

MURO

Mejora de las prestaciones incorporando inercia térmica interior y disminuyendo la temperatura exterior de cerramiento

conservación de la vegetación de la urbanización

ELEM

ENTO

S

OPA

CO

S

PROTECCIÓN A LA RADIACIÓN

alero 60cm

INERCIA TÉRMICA

xxinstalación del aislamiento por el

exterior del muro de fachada

contraventanas exteriores móviles de

lamas de madera machiembradas para aislamiento nocturno

contraventanas exteriores móviles de

lamas de madera machiembradas para aislamiento nocturno

contraventanas exteriores móviles de lamas orientables de

madera

Mantenimiento de la superficie de captación directa con mejora de las prestaciones

Transformación en espacio invernadero

ESPA

CIO

S IN

TERM

EDIO

S

aislamiento por el exterior de muro D4. Resto de muros del

invernadero sin aislamiento

INVIERNOENVOLVENTE VERTICAL

ESTRATEGIAS DE REHABILITACIÓN AMBIENTAL

VERANO


4.5. Fase 5. Definición de escenarios y ámbitos de intervención: caracterización constructiva,

física, térmica y de impacto de materiales.

Se definen a continuación las características de las envolventes de los tres escenarios. En el

caso de parámetros dependiente de la superficie se determinan por unidad de superficie del

elemento o sistema constructivo.

El criterio de orientaciones que se ha seguido en este apartado es el del Código Técnico de

la Edificación (12)

El símbolo utilizado para la designación de los distintos elementos constructivos queda

precedido de una inicial indicando si pertenece a la envolvente original (O), rehabilitación

habitual (H) o rehabilitación ambiental (A). En caso de que no preceda ninguna inicial el

elemento no se ve modificado.

Planta tipo de vivienda con designación de cerramientos


4.5.1. Envolvente del estado original

densidad espesorespesor

totalpeso total

Coeficiente transmisión de calor

(U)

(kg/m3) (cm) (cm) (kg/m2) (W/m² ºC)fabrica un pie ladrillo cerámico perforado visto 1220 25enlucido de yeso 900 1,5pintura blanca 130 0,2 318,8pintura blanca 130 0,2enlucido de yeso 900 1,5fabrica medio pie de ladrillo cerámico perforado 1140 12enlucido de yeso 900 1,5pintura blanca 130 0,2 164,3 2,39pintura blanca 130 0,2enlucido de yeso 900 1,5fabrica un pie ladrillo cerámico perforado 1220 25mortero de cemento 1900 0,5azulejo ceramico 2300 1 351,3 1,80pintura blanca 130 0,2enlucido de yeso 900 1,5fabrica un pie ladrillo cerámico perforado 1220 25enlucido de yeso 900 1,5pintura blanca 130 0,2 332,5 1,72baldosa de terrazo 2500 2Sub-base de mortero regulador 1900 2Sub-base de arena de río 1450 6capa de compresión hormigón armadobovedilla hormigon 20x80semivigueta de hormigonenlucido de yeso 900 1,5 481,1 2,13baldosa de terrazo 2500 2Sub-base de mortero regulador 1900 2Sub-base de arena de río 1450 6capa de compresión hormigón armadobovedilla hormigon 20x80semivigueta de hormigonenlucido de yeso 900 1,5 481,1 2,51

PUERTAS P1 puerta de madera opaca 600 5 5 30,0 2,00

vidrio sencillo 6 mm 2500 0,6carpinteria madera 500 25,5 4,59

puerta de madera 600 5PUERTAS acristalamiento simple en 50% 2500 0,6 5 22,5 4,50

fabrica un pie ladrillo cerámico perforado visto 1220 25enlucido de yeso 900 1,5pintura blanca 130 0,2 318,8 1,84fabrica un pie ladrillo cerámico perforado visto 1220 25mortero de cemento 1900 0,5azulejo ceramico 2300 1 337,5 1,93

MUROS

1,84

CARACTERIZACIÓN FÍSICACARACTERIZACIÓN CONSTRUCTIVA ENVOLVENTE ORIGINAL

MaterialSímbolo

SUELOS

Ámbito Elemento

OV

ESPA

CIO

S IN

TERM

EDIO

S

33,5

33,5

CARACTERIZACIÓN TÉRMICA

26,7

15,4

28,2

28,4

D1

D3

D2

MEDIANERIAS

ELEM

ENTO

S TR

AN

SPA

REN

TES

ELEM

ENTO

S O

PAC

OS

TECHOS

VENTANAS

MUROS DE FACHADA

T1

OM1

S1

1330 22

1330 22

P2

OM2

26,7OM3

26,5

Esquema constructivo de los elementos opacos y transparentes del estado original


4.5.2. Envolvente con rehabilitación habitual

La intervención con rehabilitación habitual consiste en:

Elementos opacos

1. Aplicación de revestimiento monocapa como acabado exterior de fachada sobre la

fábrica de ladrillo visto y los cantos de los forjados.

2. Trasdosado interior mediante placas de cartón yeso con incorporación del aislamiento

térmico de poliestrireno expandido en la cámara.

Elementos transparentes

3. Sustitución de las ventanas por otras del mismo tamaño con carpintería de aluminio y

vidrio doble con cámara.

4. Incorporación de persiana de PVC con capialzado superpuesto por el exterior.

Espacios intermedios

5. Cerramiento de la terraza a sureste mediante carpintería de aluminio y vidrio doble

con cámara, colocada sobre el antepecho actual de fábrica.

6. Incorporación de persiana de PVC con capialzado superpuesto por el exterior.

7. Trasdosado interior del antepecho de la terraza mediante placas de cartón yeso con

incorporación del aislamiento térmico de poliestrireno expandido en la cámara.

Esquema de la intervención con rehabilitación habitual

Se recogen a continuación la composición completa de los elementos constructivos que

sufren modificaciones con la aplicación de la rehabilitación habitual, y que corresponden

solamente a los de la envolvente, manteniéndose sin intervención los siguientes: D1, D2, D3,

S1, T1, P1 y P2. Se indica con una trama los materiales añadidos al estado original, definiendo

los coeficientes de transmisión de calor tenidos en cuenta para los cálculos y el peso por

unidad de superficie de elemento constructivo completo.



totalpeso total


(U)

(kg/m3) (cm) (cm) (kg/m2) (W/m² ºC)

revestimiento monocapa 1800 1,5fabrica un pie ladrillo cerámico perforado visto 1220 25enlucido de yeso 900 1,5pintura blanca 130 0,2cámara de aire 0 3,4perfileria chapa de acero galvanizado 2,69/m2 0aislamiento poliestireno expandido EPS tipo III 15 4placa cartón yeso 900 1pintura blanca 130 0,2 36,8 39,55 0,56

vidrio doble 4-15-4 2500 0,8carpinteria aluminio 2700 -persiana PVC 5/m2 - 42,12 2,85

vidrio doble 4-15-4 2500 0,8carpinteria aluminio 2700 5cámara de aire 0 190vidrio doble 4-15-4 2500 0,8carpinteria aluminio 2700 -persiana PVC 5/m2 - 42,12 1,85vidrio doble 4-15-4 0 0,8carpinteria aluminio 0 5cámara de aire 0 190puerta de madera 600 5acristalamiento simple en 50% 2500 0,6 5 22,50 2,43persiana PVC 5/m2 -vidrio doble 4-15-4 2500 0,8carpinteria aluminio 2700 5cámara de aire 0 190fabrica un pie ladrillo cerámico perforado visto 1220 25mortero de cemento 1900 0,5azulejo ceramico 2300 1 379,62 1,41revestimiento monocapa 1800 1,5fabrica medio pie de ladrillo cerámico perforado 1140 12enlucido de yeso 900 1,5pintura blanca 130 0,2cámara de aire 0 3,4perfileria chapa de acero galvanizado 2,69/m2 0aislamiento poliestireno expandido EPS tipo III 15 4placa cartón yeso 900 1pintura blanca 130 0,2 23,8 190,11 0,62vidrio doble 4-15-4 0 0,8carpinteria aluminio 0 5cámara de aire 0 190fabrica un pie ladrillo cerámico perforado visto 1220 25enlucido de yeso 900 1,5pintura blanca 130 0,2 318,76 1,36fabrica un pie ladrillo cerámico perforado visto 1220 25enlucido de yeso 900 1,5pintura blanca 130 0,2 318,76 1,84baldosa de terrazo 2500 2Sub-base de mortero regulador 1900 2Sub-base de arena de río 1450 6capa de compresión hormigón armadobovedilla hormigon 20x80semivigueta de hormigonenlucido de yeso 900 1,5 481,10 2,1333,5

ELEM

ENTO

S IN

TERM

EDIO

S

VENTANAS

CARACTERIZACIÓN CONSTRUCTIVA REHABILITACIÓN HABITUAL

MaterialSímboloÁmbito Elemento

ELE

MEN

TOS

OPA

CO

S

CARACTERIZACIÓN TÉRMICACARACTERIZACIÓN FÍSICA

MUROS DE FACHADA

HM1

HV salónVENTANAS

E T

HV cocina baño

SUELOS /TECHOS

S2 / T2

PUERTAS HP2

HD4

HM3 s (superior y

muro)

26,7

26,7

222,3

22

HM3 i HM2 i

(inferior)

HM2 s (superior y

muro)

MUROS

1330

Elemento constructivo original

Elementos constructivos añadidos

Elemento tenido en cuenta para cálculo de U, no para espesor total ni para el peso


En el caso de los cerramientos opacos y los elementos transparentes el criterio ha sido el

cumplimiento del CTE (12) con los valores límite indicados en el cuadro adjunto,

encontrándose los cálculos completos relativos al cálculo de los coeficientes de transmisión

de calor en el anexo A.2.2. Para los elementos intermedios (espacio invernadero) se ha

calculado como conjunto de todos los elementos que intervienen en su configuración.

Dada la creación del puente térmico en los cantos de los forjados, se ha incorporado una

placa de asilamiento de poliestireno extruido de 2cm de espesor y 1m de ancho bajo el

solado en el perímetro de la fachada, que se ha tenido en cuenta en el calculo del impacto

ambiental de los materiales pero no ha podido ser incorporado a los cálculos térmicos por las

limitaciones que las herramientas utilizadas presentan en este sentido. Este punto tampoco se

ha incluido en la comprobación de los valores característicos medios de transmitancias

límites, que se ha realizado solamente para los muros opacos.

Elemento OrientaciónTransmitancia térmica

máxima

Transmitancia límite Factor solar modificado límite

m2% (W/m² K) U lim (W/m² K) FH lim

SE 11,40 64N 16,14 77SE 6,49 36 3,4 -N 4,86 23 2,5 -

-MURO

TRANSPARENTE

REHABILITACIÓN HABITUAL

VALORES LÍMITE CTE (Madrid Zona climatica D3)

Superficie Valores límite de los parámetros característicos medios

0,86 0,66

3,5

Cuadro de valores límite del Código Técnico de la Edificación para el escenario de Rehabilitación habitual

En relación con el impacto ambiental de los materiales se caracteriza no el elemento

constructivo completo sino exclusivamente los materiales que se incorporan en la

rehabilitación habitual, correspondiendo los mayores valores por unidad de superficie de

elemento a la intervención sobre las ventanas.

Emisiones CO2

añadidas / unidad superficie elemento

(kg CO2 eq/m2)

586,63

39,55 369,44 41,35

39,85 443,15 52,23

42,12

E I ANTEPECHO

HM3 i

PESO ENERGÍA INCORPORADA

peso añadido / unidad superficie

elemento

Energia incorporada añadida / unidad

superficie elemento

(kg/m2) (MJ/m2)

EMISIONES CO2

E T VENTANAS

HV 4256,46

CARACTERIZACIÓN CONSTRUCTIVA REHABILITACIÓN HABITUAL

Ámbito Elemento Símbolo

E

O

MUROS DE FACHADA HM1

Cuadro de valores de los indicadores de impacto ambiental de los materiales agregados en la Rehabilitación

habitual por unidad de superficie de elemento constructivo.


4.5.3. Envolvente con rehabilitación ambiental

La intervención con rehabilitación ambiental consiste en:

Elementos opacos

1. Formación de fachada ventilada sobre la existente como hoja interior, consistente en

paneles laminados de resina reforzada con fibras de madera con acabado de color

claro, subestructura de madera horizontal fijada a la fábrica con placas de corcho

aglomerado negro entre ellas que se fijan a la fábrica mediante mortero de cemento

cola, subestructura de madera vertical fijada a la horizontal formando la cámara de

aire ventilada.

Elementos transparentes

2. Sustitución de las ventanas por otras del mismo tamaño con carpintería de madera

con rotura de puente térmico y vidrio doble con cámara.

3. Incorporación de contraventanas exteriores móviles de lamas orientables de madera

machihembradas para aislamiento nocturno.

4. Sustitución del vidrio de la puerta P2 de la terraza por vidrio doble con cámara.

Espacios intermedios

5. Cerramiento de la terraza a sureste mediante carpintería de madera con rotura de

puente térmico y vidrio doble con cámara con toda la altura de la terraza, eliminando

el antepecho existente.

6. Incorporación de contraventanas exteriores móviles de lamas orientables de madera

machiembradas para aislamiento nocturno.

7. Incorporación de un alero con vuelo 60cm fijado a la fábrica existente sobre el nuevo

espacio invernadero.

8. Aislamiento por la cara exterior mediante placas de corcho aglomerado negro del

muro D4 que linda con el hueco del tendedero.

Esquema de la intervención con rehabilitación ambiental



totalpeso total


(U)

(kg/m3) (cm) (cm) (kg/m2) (W/m² ºC)

panel laminado de resinas reforzadas con fibra de ma 1350 1banda EPDM en junta vertical 1200 0,15banda EPDM en junta horizontal 1200 0,15estructura portante vertical de madera termotratada 450 0,5estructura portante vertical de madera termotratada 450 0,5estructura portante horizontal de madera termotratad 450 1camara de aire ligeramente ventilada 0 3,4aislamiento de corcho aglomerado negro 112 5mortero de cemento cola 1900 0,5fabrica un pie ladrillo cerámico perforado visto 1220 25enlucido de yeso 900 1,5pintura blanca 130 0,2 38,9 349,21 0,54

vidrio doble 4-15-4 2500 0,8carpinteria de madera baja densidad 500 - 29,00 2,47vidrio doble 4-15-4 2500 0,8carpinteria de madera baja densidad 500 -contraventanas exteriores de madera conifera ligera 430 4 46,20 1,40

vidrio doble 4-15-4 2500 0,8carpinteria de madera baja densidad 500 -cámara de aire 0 190vidrio doble 4-15-4 2500 0,8carpinteria de madera baja densidad 500 - 29,00 1,61vidrio doble 4-15-4 2500 0,8carpinteria de madera baja densidad 500 -cámara de aire 0 190vidrio doble 4-15-4 2500 0,8carpinteria de madera baja densidad 500 -contraventanas exteriores de madera conifera ligera 430 4 46,20 1,08vidrio doble 4-15-4 2500 0,8carpinteria de madera baja densidad 500 -cámara de aire 0 190puerta de madera 600 5acristalamiento doble 4-10-4 en 50% 2500 0,8 5 25,00 1,53vidrio doble 4-15-4 2500 0,8carpinteria de madera baja densidad 500 -cámara de aire 0 190fabrica un pie ladrillo cerámico perforado visto 1220 25mortero de cemento 1900 0,5azulejo ceramico 2300 1 337,50 1,36contraventanas exteriores de madera conifera ligera 430 4vidrio doble 4-15-4 2500 0,8carpinteria de madera baja densidad 500 -cámara de aire 0 190fabrica un pie ladrillo cerámico perforado visto 1220 25mortero de cemento 1900 0,5azulejo ceramico 2300 1 46,20 0,96

AM2 vidrio doble 4-15-4 2500 0,8carpinteria de madera baja densidad 500 -cámara de aire 0 190fabrica un pie ladrillo cerámico perforado visto 1220 25enlucido de yeso 900 1,5pintura blanca 130 0,2 318,76 1,32contraventanas exteriores de madera conifera ligera 430 4vidrio doble 4-15-4 2500 0,8carpinteria de madera baja densidad 500 -cámara de aire 0 190fabrica un pie ladrillo cerámico perforado visto 1220 25enlucido de yeso 900 1,5pintura blanca 130 0,2 46,20 0,81fabrica un pie ladrillo cerámico perforado visto 1220 25enlucido de yeso 900 1,5pintura blanca 130 0,2aislamiento de corcho aglomerado negro 112 5 31,7 324,36 0,58baldosa de terrazo 2500 2Sub-base de mortero regulador 1900 2Sub-base de arena de río 1450 6capa de compresión hormigón armadobovedilla hormigon 20x80semivigueta de hormigonenlucido de yeso 900 1,5 481,10 2,13

A ménsulas perfil acero galvanizado 2ª fusión 85% 7850 3,25cubrición perfiles acero galvanizado 2ª f. 85% 100x40 7850 0,6 - 35,26 -

SUELOS /TECHOS

S2 / T2

33,5

1330 22

PUERTAS AP2

AM3 n (noche)

4,8

MUROS AM3

AM2 n (noche)

AD4

26,5

CARACTERIZACIÓN TÉRMICA

MUROS DE FACHADA

AM1

CARACTERIZACIÓN CONSTRUCTIVA REHABILITACIÓN AMBIENTAL

MaterialSímboloÁmbito Elemento

AV VENTANAS

AV n (noche)

AV n (noche)

CARACTERIZACIÓN FÍSICA

ELE

MEN

TOS

OPA

CO

SES

PAC

IOS

INTE

RMED

IOS

ALERO

ELEM

ENTO

S TR

AN

SPA

REN

TES

AV VENTANAS

26,7

194,8


Esquema constructivo de los elementos opacos y transparentes de rehabilitación ambiental

Se recogen en el cuadro anterior la composición completa de los elementos constructivos

que sufren modificaciones con la aplicación de la rehabilitación ambiental, y que

corresponden solamente a los de la envolvente, manteniéndose sin intervención los

siguientes: D1, D2, D3, S1, T1, P1. Se indica con una trama los materiales añadidos al estado

original, definiendo los coeficientes de transmisión de calor tenidos en cuenta para los

cálculos y el peso por unidad de superficie de elemento constructivo completo.

Los cálculos completos relativos al cálculo de los coeficientes de transmisión de calor y el

factor solar modificado se adjuntan en el anexo A.2.3. Para los elementos intermedios

(espacio invernadero) se ha calculado como conjunto de todos los elementos que

intervienen en su configuración.

En el caso de los cerramientos opacos y los elementos transparentes el criterio ha sido el

cumplimiento del CTE (12) con los valores límite indicados en el cuadro adjunto.

Elemento OrientaciónTransmitancia térmica

máxima

Transmitancia límite Factor solar modificado límite

m2% (W/m² K) U lim (W/m² K) FH lim

SE 8,205 46 0,86 0,66 -N 16,14 77SE 9,74 54 3,5 3,0 0,46N 4,86 23 2,5 -

REHABILITACIÓN AMBIENTAL

VALORES LÍMITE CTE (Madrid Zona climatica D3)

Superficie Valores límite de los parámetros característicos medios

MURO

TRANSPARENTE

Cuadro de valores límite del Código Técnico de la Edificación para el escenario de Rehabilitación ambiental

Las características en relación con el impacto ambiental de los materiales, referidas no al

elemento constructivo completo sino exclusivamente a los materiales que se incorporan en la

rehabilitación ambiental, se resumen a continuación en valores por unidad de superficie de

elemento constructivo.


Emisiones CO2

añadidas / unidad superficie elemento

(kg CO2 eq/m2)

43,38

E I

MUROS

VENTANAS

ALERO A 35,26 458,44

46,20

389,30 23,12

362,64 22,55AP2 20,00

E T

PUERTAS

VENTANAS 19,74

AD4 5,60 22,06 1,34

AV n 334,90

267,17 18,28

E

O MUROS DE FACHADA AM1 30,45

EMISIONES CO2

Ámbito Elemento Símbolo

peso añadido / unidad superficie

elemento

Energia incorporada añadida / unidad

superficie elemento

(kg/m2) (MJ/m2)

CARACTERIZACIÓN CONSTRUCTIVA REHABILITACIÓN AMBIENTAL PESO ENERGÍA INCORPORADA

HV5 49,20

Cuadro de valores de los indicadores de impacto ambiental de los materiales agregados en la Rehabilitación

ambiental por unidad de superficie de elemento constructivo.

Los mayores valores por unidad de superficie de elemento corresponden a la intervención

referente al alero sobre el espacio intermedio para los indicadores de energía incorporada y

las emisiones de CO2. El mayor peso por unidad de superficie corresponde a las ventanas.

Los cálculos completos referentes al impacto de materiales se adjuntan en el anexo A.4.2.


4.6. Fase 6. Evaluación y diagnóstico comparativo de los indicadores ambientales para los

tres escenarios según los ámbitos de intervención


Se expone el resumen de los resultados de los cálculos térmicos sobre la unidad tipo TC, de

forma comparativa para los tres escenarios, en primer lugar los obtenidos mediante el

programa ARCHISUN y en segundo lugar los cálculos manuales, así como la diferencias de

valores entre escenarios. Posteriormente se presentan las conclusiones obtenidas.

Los criterios adoptados para el cálculo y el desarrollo completo de los mismos se encuentran

en los anexos de cálculo A.2 y A.3.

El criterio de orientaciones para el programa ARCHISUN es el contenido en el libro

“Arquitectura y Energía natural” (4) según el esquema que se expone a continuación:

4.6.1.1. Resumen comparativo de los resultados del programa ARCHISUN

temperatura media de sensación

temperatura media

oscilación de la temperatura

temperatura media de sensación

temperatura media


(ºC) (ºC) (ºC) (ºC) (ºC) (ºC)

T Te δTe Te Te δTe

- 6,30 9,10 25,80 25,80 9,40

T Ti δTi T Ti δTi

5,41 7,40 1,50 27,33 27,00 4,80

5,33 7,30 1,40 27,48 26,90 4,20

5,45 7,50 1,20 27,49 26,80 3,60

-0,10 -0,10 -0,10 -0,60

0,10 -0,30 -0,20 -1,20

ÁM

BITO

DE

INTE

RVEN

CIÓ

N

ESCENARIO

IN

TERV

ENC

IÓN

CO

MPL

ETA

REHABILITACION HABITUAL

VERANOINVIERNO

Condiciones Exteriores

Condiciones Interiores

ESTADO ORIGINAL

REHABILITACION AMBIENTAL

DIFERENCIA HABITUAL-ORIGINAL

DIFERENCIA AMBIENTAL- ORIGINAL

Cuadro comparativo de los indicadores de confort térmico para los tres escenarios ( programa ARCHISUN)


- Invierno: se observa un aumento muy escaso de la temperatura media interior, siendo

levemente superior la mejora de la oscilación de la temperatura interior que disminuye

en 0,3 ºC en la rehabilitación ambiental respecto al estado original.

- Verano: el descenso de temperatura en la rehabilitación ambiental respecto al estado

original es más significativo que en invierno con un valor de 0,20ºC. La variación más

considerable se produce en la disminución en la oscilación térmica en verano de

1,20ºC debido a la mayor inercia térmica que ofrece la rehabilitación ambiental.

En general los resultados obtenidos se consideran muy homogéneos, de manera que se

procede a realizar el calculo manual que permitirá apreciar diferencias en los valores

resultantes de aplicar medidas parciales de rehabilitación ambiental en los distintos ámbitos:

opacos transparentes e intermedios.

4.6.1.2. Resumen comparativo de los resultados del cálculo manual

Se presenta en primer lugar el resumen comparativo de la intervención completa en la

envolvente para los tres escenarios.

En segundo lugar y para el escenario más favorable, en este caso el de rehabilitación

ambiental, se analiza las consecuencias en relación con el confort térmico de la intervención

parcial y aislada en cada uno de los ámbitos definidos- elementos opacos, elementos

transparentes y espacios intermedios-, con el objetivo de analizar que actuación seria

prioritaria.

temperatura media


temperatura media


(ºC) (ºC) (ºC) (ºC)

Te δTeTe δTe

6,10 1,78 24,80 3,20

Ti δTi Ti δTi

7,72 1,36 25,51 3,09

8,24 1,14 25,36 2,81

8,20 0,88 25,35 2,57

0,52 -0,22 -0,15 -0,28

0,48 -0,48 -0,16 -0,52

AO 7,96 1,17 25,54 2,93

AT 7,85 1,27 25,33 2,89

AI 7,88 1,09 25,51 2,87

0,11 0,18 0,21 0,06DIFERENCIA MÁXIMO-MÍNIMO

VERANO

IN

TERV

ENC

IÓN

CO

MPL

ETA


ÁM

BITO

DE

INTE

RVEN

CIÓ

N

ESTADO ORIGINAL

Condiciones Exteriores

Condiciones Interiores

INVIERNO

ESCENARIO





Cuadro comparativo de los indicadores de confort térmico para los tres escenarios (cálculo manual)


A la vista de los resultados obtenidos se pueden extraer las siguientes conclusiones:

- La rehabilitación ambiental frente al estado original ofrece una mejora de las condiciones

interiores sin alcanzar el intervalo de temperaturas de confort en invierno. La temperatura

media, aumenta en invierno de manera poco significativa en 0,5ºC y se reduce en

verano casi de manera insignificante, disminuyendo la oscilación de temperatura. Ello es

debido al aumento de la masa térmica por la colocación del aislamiento térmico por el

exterior, la reducción del intercambio térmico por transmisión al mejorar el aislamiento de

muros y ventanas, además de por el incremento de las ganancias por radiación solar en

invierno mediante la incorporación del espacio invernadero y su disminución en verano

por la instalación del alero y las contraventanas exteriores móviles.

- La rehabilitación ambiental completa frente a la habitual presenta unas temperaturas

muy similares tanto en invierno como en verano, como era predecible, al tener un criterio

común de cumplimiento del CTE para el valor límite de los coeficientes de transmisión de

calor de los elementos de la envolvente. Sin embargo, si presenta una mejoría en relación

a la reducción de las oscilaciones térmicas en ambas estaciones al aumentar la inercia

térmica interior y tener mayor superficie de captación indirecta la opción ambiental.

- En relación con la tres intervenciones parciales sobre los elementos opacos, transparentes

y espacios intermedios en la rehabilitación ambiental :

o Temperatura interior:

En invierno a nivel de mejora de la temperatura interior la actuación prioritaria es

sobre los elementos opacos al producirse las menores pérdidas por transmisión que

compensan la menor ganancia por radiación solar respecto de la actuación

sobre los espacios intermedios.

En verano el menor aumento de temperatura interior se produce al actuar sobre

los elementos transparentes debido a la incorporación de elementos de

protección a la radiación solar que compensa las mayores perdidas por

transmisión respecto de la intervención sobre los elementos opacos.

o Oscilación térmica:

En ambas estaciones la mínima oscilación se produce al intervenir parcialmente

sobre los elementos intermedios al aumentar la superficie de captación indirecta

que compensa la menor masa térmica respecto de la intervención sobre los

elementos opacos.

En resumen, la rehabilitación ambiental ofrece una mejora general de las condiciones de

confort térmico interior tanto respecto del estado original como de la rehabilitación habitual,

sin alcanzar mediante sistemas pasivos exclusivamente el intervalo de temperaturas de

confort en invierno.



Se expone el resumen comparativo de los resultados de los cálculos de consumo de energía

anual de calefacción, refrigeración y total de la unidad tipo TC, para los tres escenarios

obtenidos mediante el programa ARCHISUN, asi como las diferencias porcentuales y de

valores entre escenarios. La superficie calefactada de la unidad tipo TC es 59,18m2

Posteriormente se presentan las conclusiones obtenidas.

Los criterios adoptados para el cálculo y el desarrollo completo de los mismos se encuentran

en el anexo de cálculo A.3.

(KWh) (KWh/m2calef.) (KWh/m2calef.) (KWh) (KWh/m2calef.)

11.631,83 196,55 172,80 1.405,53 23,75

10.807,75 182,63 160,33 1.319,71 22,30

9.714,40 164,15 143,33 1.232,42 20,83

(%) (KWh/m2calef.)

-7,08 -13,93 -12,48 -1,45

-16,48 -32,40 -29,48 -2,93

ÁM

BITO


ESTADO ORIGINAL



Consumo anual calefacción Consumo anual refrigeración

INTE

RVEN

CIÓ

N C

OM

PLET

A

ESCENARIO

9.488,03

8.481,97

(KWh)

Consumo anual total


10.226,30

Cuadro comparativo del consumo de energía para los tres escenarios (Programa ARCHISUN)

Aunque las diferencias entre las temperaturas de la rehabilitación ambiental y habitual son

despreciables según se observaba en el apartado anterior, si es significativa la reducción del

consumo en relación con el estado original. Se alcanza una reducción del 16,5% con la

opción ambiental frente a un 7% con la habitual, una diferencia de 16,5 kWh/m2 calefactado

anual, debido al aumento de la inercia térmica que se logra en la rehabilitación ambiental al

colocar el asilamiento por el exterior del cerramiento existente en lugar de por el interior.

En resumen la rehabilitación ambiental supone un mayor ahorro en el consumo de energía

respecto a la opción habitual, alcanzando reducciones del 16,5% respecto al estado original,

con el criterio común en los coeficientes de transmisión de calor del CTE.

CONSUMO CALEFACCIÓN + REFRIGERACIÓN

(kWh/m²calef. año)

196,55

164,15 -16,48%

Diagrama comparativo del consumo de energía entre los escenarios Estado original y Rehabilitación ambiental (kWh/m2 calefactado)



Se presenta a continuacion el resumen comparativo de los resultados del cálculo de impacto

ambiental de los materiales de la unidad tipo TC en dos casos, cada uno de ellos con un

objetivo especifico:

- Caso 1. Intervenciones aisladas sobre los elementos.

- Caso 2. Intervención completa y valores de parciales de los elementos.

4.6.3.1. Caso 1. Intervenciones aisladas sobre los elementos.

Contempla la intervención exclusivamente sobre todos los elementos opacos, todos los

elementos transparentes, todos los espacios intermedios por separado en cada caso.

El objetivo (paralelo al realizado para el confort térmico) es comparar la repercusión en

reducción del impacto ambiental de los materiales de cada actuación de manera aislada

para localizar cual resultaría prioritaria en este sentido.

Peso totalPeso / unidad

sup. calefactada


total

Energía / unidad sup. calefactada

Emisiones CO2

total

Emisiones CO2 / unidad

sup.calefactada

(kg) (kg/m2 calef.) (MJ) (MJ/m²calef.) (kg CO2 eq) (kg CO2 eq/m²calef.)

1.571,73 26,56 14.825,80 250,52 1.678,49 28,36

1.132,28 19,13 9.933,54 167,85 679,47 11,48

-439,45 -7,43 -4.892,26 -82,67 -999,02 -16,88

-27,96 % -33,00 % -59,52 %

312,80 5,29 37.329,15 630,77 5.144,78 86,93

452,72 7,65 3.510,28 59,32 211,77 3,58

139,93 2,36 -33.818,87 -571,46 -4.933,00 -83,36

30,91 % -90,60 % -95,88 %

413,48 6,99 31.507,76 532,41 4.293,33 72,55

647,13 10,93 5.518,95 93,26 364,37 6,16

233,65 3,95 -25.988,81 -439,15 -3.928,96 -66,39

36,11 % -82,48 % -91,51 %

DIFERENCIA AMBIENTAL-HABITUAL


ELEM

ENTO

S-TR

AN

SPA

REN

TES

ESPA

CIO

S IN

TERM

EDIO

S





PESO ENERGÍA INCORPORADA EMISIONES CO2

ÁM

BITO

DE

INTE

RVEN

CIÓ

N

ESCENARIO

ELEM

ENTO

S

.OPA

CO

S




Cuadro comparativo de los indicadores de impacto ambiental de los materiales entre los escenarios Rehabilitación habitual y Rehabilitación ambiental para el caso de intervenciones aisladas sobre los elementos

Al comparar los valores de los escenarios de rehabilitación ambiental frente a la habitual,

observamos en primer lugar que en los indicadores de energía incorporada y emisiones de

CO2 se produce en todos los ámbitos una disminución de su valor en el escenario de la

rehabilitación ambiental.


Solamente se produce un incremento en el indicador de peso en los elementos transparentes

e intermedios, y una disminución para los elementos opacos.

La mayor reducción de impacto tanto en energía incorporada como en emisiones de CO2 se

produce al actuar sobre los elementos transparentes, con porcentajes de reducción muy

significativos por encima del 90%. La causa principal es la gran diferencia de impacto

existente entre la carpintería de aluminio y la de madera. Sin embargo se produce un

incremento de peso de un 30%.

El máximo incremento de peso se produce en la intervención sobre los espacios intermedios,

escasamente superior al anterior con un valor de un 36%, y con reducciones en los

indicadores de impacto también muy elevadas y entorno al 90%.

Se podría concluir, por tanto, que la intervención prioritaria en relación con la reducción del

impacto ambiental de los materiales seria, prácticamente por igual, sobre los elementos

transparentes y los espacios intermedios.

35,98 % -91,23 % -96,23 %

EMISIONES CO2

(kg/m2 calef.) (MJ/m²calef.) (kg CO2 eq/m²calef.)PESO ENERGÍA INCORPORADA

INTE

RVEN

CIO

NES

AIS

LADA

S ELEMENTOS OPACOS

ELEMENTOS TRANSPARENTES


11,48

28,36

6,16

3,58

72,55

86,93

167,85

250,52

59,32

93,26

630,77

532,41

19,13

26,56

7,65

10,93

5,29

6,99

Diagramas comparativos de los indicadores de impacto ambiental de los materiales entre los escenarios Rehabilitación habitual y Rehabilitación ambiental para el caso de intervenciones aisladas sobre los elementos.

4.6.3.2. Caso 2. Intervención completa y valores de parciales de los elementos.

Contempla la intervención completa sobre toda la envolvente, que está formada por la

suma de las intervenciones parciales en los distintos ámbitos.

Frente a la anterior, no abarca la superficie total de los ámbitos de actuación en cada caso.

Tiene un triple objetivo:

- comparar el valor de los indicadores para la intervención completa en los dos escenarios

- localizar el porcentaje de aporte parcial de cada ámbito en el valor de impacto global

de los materiales de la intervención completa.

- comparar los valores anteriores para localizar en que ámbitos se producen mayores

reducciones de impacto entre los dos escenarios.


Peso totalEnergía

incorporada total

Emisiones CO2

total

(kg) (MJ) (kg CO2 eq)

19,12 181,10 21,0863,54 % 15,23 % 13,25 %15,34 134,58 9,2148,78 % 50,17 % 51,73 %

-14,76 % 34,93 % 38,49 %

5,29 630,77 86,9317,57 % 53,05 % 54,62 %7,65 59,32 3,58

24,33 % 22,11 % 20,11 %

6,76 % -30,94 % -34,51 %

5,68 377,05 51,1418,89 % 31,71 % 32,13 %8,46 74,38 5,01

26,89 % 27,72 % 28,16 %

8,00 % -3,99 % -3,97 %

4,32 % -77,44 % -88,82 %

17,79

159,1530,09

31,45

70.360,74 9.418,71

15.876,31 1.053,05

1.247,73

544,78

CO

MPL

ETA


ELEM

ENTO

S

.OPA

CO

S

DIFERENCIA DE % AMBIENTAL-HABITUAL



ESCENARIO

PESO

ÁM

BITO

DE

INTE

RVEN

CIÓ

N

EMISIONES CO2

Emisiones CO2 / unidad

sup.calefactada

(kg CO2 eq/m²calef.)(%)

ENERGÍA INCORPORADA

Energía / unidad sup. calefactada

ELEM

ENTO

S-TR

AN

SPA

REN

TES

ESPA

CIO

S IN

TERM

EDIO

S





1.188,93

268,27



1.780,62

1.860,99

(MJ/m²calef.)(%)

REHABILITACION HABITUAL 37.329,15

1.131,39

907,83

10.717,78

7.964,47

Peso / unidad sup. calefactada

(kg/m2 calef.)(%)


312,80

452,72 3.510,28

5.144,78

211,77

3.026,20

296,49

22.313,81

4.401,56

336,44

500,44

Cuadro comparativo de los indicadores de impacto ambiental de los materiales entre los escenarios Rehabilitación habitual y Rehabilitación ambiental para el caso de intervención completa.

Comparando los valores de los resultados obtenidos observamos:

- En la intervención completa se produce una elevada reducción del 89% en el

indicador de las emisiones de CO2 entre el escenario de rehabilitación ambiental y el

de habitual, así como en el de energía incorporada con una reducción del 79%. Se

produce sin embargo un ligero aumento de peso del 4%.

- En la rehabilitación habitual el mayor porcentaje de los indicadores de energía

incorporada y emisiones de CO2 corresponde a los elementos transparentes, y el

porcentaje de mayor peso a los opacos.

- En la rehabilitación ambiental el mayor porcentaje de los indicadores de energía

incorporada, emisiones de CO2 y peso corresponde a los elementos opacos.

- La mayor reducción en el porcentaje de intervención parcial entre ambos escenarios

en relación al peso se produce en los elementos opacos.

- La mayor reducción en el porcentaje de intervención parcial entre ambos escenarios

en relación a la energía incorporada y las emisiones de CO2 se produce en los

elementos transparentes, que pasan a tener en torno a un 30% menos de aportación

parcial en la rehabilitación ambiental. El mayor aumento de porcentaje se produce

en los elementos opacos.


PESO ENERGÍA INCORPORADA

REHA

BILI

TAC

ION

HA

BITU

AL

REHA

BILI

TAC

ION

AM

BIEN

TAL

EMISIONES CO2

INTERMEDIOS, 27%

OPACOS, 49%

TRANSPARENTES, 24%

OPACOS, 50%

TRANSPARENTES, 22%

INTERMEDIOS, 28%

OPACOS, 52%

INTERMEDIOS, 28%

TRANSPARENTES, 20%

INTERMEDIOS, 19%

OPACOS, 63%

TRANSPARENTES, 18%

INTERMEDIOS, 32%

TRANSPARENTES, 53%

OPACOS, 15%

OPACOS, 13%

INTERMEDIOS, 32%

TRANSPARENTES, 55%

Diagramas comparativos de la repercusión porcentual de los indicadores de impacto ambiental de los materiales de los elementos entre los escenarios Rehabilitación habitual y ambiental para el caso de intervención completa.

En resumen, se podría concluir que en relación con el impacto ambiental de los materiales la

intervención con rehabilitación ambiental supone una reducción muy significativa de los

indicadores de energía incorporada (77%) y emisiones de CO2 (89%) frente a la rehabilitación

habitual, suponiendo un escaso incremento de peso (4%). De manera parcial, la mayor

reducción porcentual se produce en los elementos transparentes.

EMISIONES CO2

(kg/m2 calef.) (MJ/m²calef.) (kg CO2 eq/m²calef.)PESO ENERGÍA INCORPORADA

4,32 % -77,44% -88,82%

INTERVENCIÓN TOTAL 17,79

159,15

268,27

1.188,93

31,45

30,09

Diagramas comparativos de los indicadores de impacto ambiental de los materiales entre los escenarios

Rehabilitación habitual y Rehabilitación ambiental para el caso de intervención completa.


4.7. Fase 7. Evaluación y diagnóstico comparativo de las emisiones de CO2 para los tres

escenarios y su potencial de reducción.

Para realizar el análisis las emisiones de CO2 asociadas a todo el ciclo de vida del edificio en

los tres escenarios, (en este caso de la unidad de estudio TC) estimada en cincuenta años, se

ha llevado a cabo el siguiente procedimiento.

En primer lugar, se calculan las emisiones de CO2 anuales debidas al uso de la vivienda tipo

TC en cada escenario a partir de los consumos de calefacción y refrigeración, calculados en

el punto 4.6.2. y con los criterios expuestos.

En segundo lugar, se suman a las emisiones de CO2 debidas a los materiales incorporados en

los dos escenarios de rehabilitación calculadas en el punto 4.6.3, que se consideran

ejecutadas en el año cero, las debidas al mantenimiento del edificio, que se consideran

ejecutadas en el año 25.

Para ambos casos se utiliza la misma unidad, el kilogramo de CO2 equivalente por metro

cuadrado calefactado, de manera que se pueda llevar a cabo una comparación

coherente. La superficie calefactada de la unidad tipo TC es 59,18m2.

Emisiones de CO2 asociadas al uso

(kg CO2 eq) (kg CO2 eq/m²calef) (kg CO2 eq)(kg CO2

eq/m²calef) (kg CO2 eq)(kg CO2

eq/m²calef)

2.692,19 45,49 34,73 636,70 10,76

2.504,93 42,33 32,23 597,83 10,10

2.263,16 38,24 28,81 558,29 9,43

(%) (KWh/m2calef.)

-6,96 -3,16 -2,51 -0,66

-15,94 -7,25 -5,92 -1,33

ÁM

BITO




IN

TERV

ENC

IÓN

CO

MPL

ETA

ESCENARIOEmisiones CO2 anuales totales Emisiones anuales CO2 Gas Emisiones CO2 anuales Electricidad

1.704,88

ESTADO ORIGINAL 2.055,49

REHABILITACION HABITUAL 1.907,09

Cuadro comparativo de las emisiones de CO2 asociadas al uso para los tres escenarios

Según observamos en el cuadro, las emisiones de CO2 anuales asociadas al uso de

calefacción por gas resultan del orden de tres veces superiores a las debidas al uso de

refrigeración por electricidad. La mayor reducción, con un valor del 17%, se produce entre el

escenario original y el de rehabilitación ambiental en el caso del gas.

En relación a las emisiones de CO2 anuales totales debidas al uso, se produce un descenso de

7,25 kg CO2 eq/m2calefactado entre los escenarios original y de rehabilitación ambiental,

suponiendo un descenso de un 15,94% , más el doble del descenso en relación con el

escenario de rehabilitación habitual, de un 6,96%.


Emisiones de CO2 asociadas a los materiales añadidos

Para calcular las emisiones de CO2 asociadas a los materiales se tienen en cuenta tanto las

correspondientes a la rehabilitación (año 0) como al mantenimiento (año 25) que se estima

corresponden a la renovación de fachada y pintura interior, y tienen un valor de 10,12 kgCO2

eq/m2calef en la rehabilitación habitual y de 9,65 kgCO2 eq/m2calef en la ambiental. Para el

estado original se estiman unas emisiones de mantenimiento correspondientes a la pintura

con un valor de 2,35 kgCO2 eq/m2calef.

Estas emisiones corresponderían al ciclo de vida del edificio de cincuenta años. Se calculan

sus valores correspondientes para un año de manera que se puedan sumar con las asociadas

al uso (26).

Emisiones de CO2 totales

50 años 1 año 50 años 1 año

45,49 2,35 0,0599,90% 0,10%42,33 169,27 3,39

92,59% 7,41%38,24 27,44 0,55

98,59% 1,41%

-7,25 DIF HABITUAL- -0,17

-15,94% ORIGINAL -0,38%

-2,84 DIF AMBIENTAL- -6,75

-83,79% ORIGINAL -14,82%

45,71

USO MATERIALES REHABILITACIÓN + MANTENIMIENTO USO + MATERIALES

Emisiones CO2 totales

1 año

38,79

ESCENARIO

ESTADO ORIGINAL 45,54


Emisiones CO2 totales

(kg CO2 eq/m² calef.)

REDUCCION AMBIENTAL-ORIGINAL

IN

TERV

ENC

IÓN

CO

MPL

ETA

REDUCCION AMBIENTAL-HABITUAL


ÁM

BITO

DE

INTE

RVEN

CIÓ

N

(% del total) (% del total)(kg CO2 eq/m² calef.) (kg CO2 eq/m² calef.)

Cuadro comparativo de las emisiones de CO2 totales para los tres escenarios

Evaluando en paralelo las emisiones de CO2 asociadas al uso y a los materiales, se observa

que en ambas el porcentaje debido al uso es muy superior al debido a los materiales, por

encima del 90%.

Comparando las emisiones debidas al uso de los escenarios original y ambiental, se produce

una reducción casi del 15,94%, como ya se comento anteriormente, limitada por el criterio

utilizado del CTE (12). Sin embargo, comparando la reducción de las emisiones asociadas a

los materiales de rehabilitación y mantenimiento entre los escenarios de rehabilitación

habitual y ambiental, la reducción es mucho más significativa, alcanzando un 83,79%.

-15,94% -83,79%

EMISIONES CO2 USO EMISIONES CO2 MATERIALES REHABILITACION+MANTENIMIENTO

(kg CO2 eq/m²calef.año)(kg CO2 eq/m² calef. año)

45,49

38,24

3,39

0,55

Diagramas comparativos las emisiones de CO2 asociadas al uso y a los materiales (kgCO2 eq/m2calef.año)


En resumen, la reducción de emisiones de CO2 asociadas al uso y a los materiales a lo largo

del ciclo de vida del edificio de la unidad de estudio tipo TC que se produce al realizar una

intervención con rehabilitación ambiental es de casi un 15%, mientras que si la rehabilitación

es ejecutada con los citerior habituales, incluso con los mismos criterios de cumplimiento de

los coeficientes de transmisión de calor del Código Técnico de la Edificación, la reducción

sería prácticamente nula.

Por último, integrando ambos factores, uso y materiales con el factor tiempo, y teniendo en

cuenta la vida útil del edificio y las intervenciones de rehabilitación y mantenimiento

comentadas, obtenemos el siguiente gráfico comparativo entre los tres escenarios, que nos

muestra con el área tramada el ahorro en emisiones de CO2.

A partir de dicho gráfico se puede analizar como en los primeros años a partir de la

intervención (año 0) no se produce ahorro de emisiones de CO2 en el escenario de

rehabilitación ambiental respecto del estado original, debido a la intervención de los

materiales añadidos. Sin embargo, a partir de este punto y de forma muy temprana,

comienza un ahorro creciente y de gran magnitud.

El elevado aporte en emisiones asociadas a los materiales en la rehabilitación habitual, no

permite comenzar un ahorro en emisiones respecto del estado original, a pesar de su menor

cantidad asociada al uso hasta después de la vida útil del edificio considerada.

Grafico comparativo de las emisiones de CO2 por unidad de superficie calefactada de la unidad tipo TC a lo largo

del ciclo de vida actuando sobre la envolvente vertical en los tres escenarios.


5. Conclusiones

En la presente tesina hemos evaluado la incidencia en el confort térmico, el consumo de

energía y el impacto ambiental de los materiales, de llevar a cabo una intervención en un

edificio existente mediante una rehabilitación con criterios ambientales frente a una

rehabilitación habitual. Se ha analizado que repercusión tiene esta intervención en las

emisiones de CO2 a lo largo del ciclo de vida del edificio. Se ha desarrollado la metodología

para un caso de estudio real y concreto, pero la intención es que resulte extrapolable, con

algunos matices, a otras situaciones similares.

Como resultado de la investigación se podrían destacar las siguientes conclusiones:

5.1. Conclusiones particulares derivadas del caso de estudio

- Mediante la rehabilitación con criterios ambientales de los edificios existentes se mejoran

las condiciones de confort térmico del ambiente interior, se reduce el consumo de

energía, así como las emisiones de CO2 asociadas a los materiales de construcción,

respecto de la intervención con rehabilitación habitual.

En relación al confort térmico, estableciendo el mismo criterio de coeficientes de

transmisión de calor del CTE para ambas intervenciones, se produce una mejora de la

oscilación de la temperatura interior, sin llegar a alcanzar mediante sistemas pasivos

exclusivamente el intervalo de temperaturas de confort en invierno.

En relación al consumo de energía de calefacción y refrigeración, la rehabilitación

ambiental supone un mayor ahorro en el consumo respecto a la opción habitual,

alcanzando reducciones del 16,5% en la intervención ambiental respecto del estado

original frente a reducciones del 7% con la habitual, con el criterio ya expresado.

En relación con el impacto ambiental de los materiales la intervención con rehabilitación

ambiental supone una reducción muy significativa de los indicadores de energía

incorporada (77%) y emisiones de CO2 (89%) frente a la rehabilitación habitual,

suponiendo un escaso incremento de peso (4%).

- Al realizar una intervención con rehabilitación ambiental es posible reducir las emisiones

de CO2 asociadas al uso y a los materiales a lo largo del ciclo de vida del edificio en un

15%, mientras que si la rehabilitación es ejecutada con los criterios habituales la

reducción sería prácticamente nula.

Comparando las emisiones debidas al uso de los escenarios original y ambiental, se

produce una reducción casi del 15,94%, más del doble que para la opción habitual,

limitada por el criterio utilizado del CTE. Sin embargo, comparando la reducción de las

emisiones asociadas a los materiales de rehabilitación y mantenimiento entre los

escenarios de rehabilitación habitual y ambiental, la reducción es mucho más

significativa, alcanzando un 83,79%.


- El potencial de reducción de las emisiones de CO2 es muy superior si se aplican criterios

más exigentes a los de la actual normativa en relación a los valores máximos de los

coeficientes de transmisión de calor, así como si se interviene sobre todos los factores

determinantes.

A la vista de que el principal responsable de las emisiones de CO2 a lo largo del ciclo de

vida del edificio corresponde al uso, un 98,6% para la rehabilitación ambiental, si se

incrementan los criterios de exigencia en relación a los coeficientes de transmisión de

calor limite de los cerramientos respecto a los de la normativa actual en vigor, se podría

producir una importante reducción en el consumo de energía y en sus emisiones

asociadas. Así mismo, se podrían reducir en gran medida si se interviniese eficientemente

en todos los factores y no solamente en el consumo de calefacción y refrigeración,

factores como el tipo de energía primaria utilizada y su eficiencia en emisiones, la

eficiencia de los sistemas y el uso y la gestión de los recursos.

5.2. Conclusiones generales.

- La escala de análisis y actuación eficiente es la escala del barrio.

Extrapolando las conclusiones obtenidas de la evaluación realizada para la unidad de

estudio TC al total de las unidades del ámbito de actuación pertenecientes a dicho tipo,

obtendríamos una reducción total de 17,8 toneladas de CO2 equivalente, actuando

solamente sobre la envolvente vertical. A partir de la aplicación de la metodología al

total de las unidades de estudio detectadas, se podrían obtener las conclusiones de

reducción globales para la escala de barrio.

- La rehabilitación es la estrategia necesaria.

La importancia del porcentaje de emisiones de CO2 asociadas a la fabricación de los

materiales, el proceso de construcción, el mantenimiento y a la reposición a lo largo de la

vida útil y finalmente al derribo en un edificio de viviendas de nueva construcción,

estimado en un 40% (26), nos evidencia que los edificios existentes constituyen una

inversión realizada en términos de CO2 emitido por su construcción que debe

conservarse” (26). Una rehabilitación con criterios ambientales, que mejore la eficiencia

de los edificios existentes conserva este patrimonio y reduce a un porcentaje muy bajo las

emisiones debidas a los materiales incorporados en la rehabilitación.

6. Posibles desarrollos posteriores de la investigación

Analizar la influencia de la configuración y densidad de la trama urbana y la tipología

edificatoria en la eficacia de las medidas de rehabilitación, evaluando que factores influyen

en ella, como instrumento de reducción del elevado consumo de energía y emisiones de CO2

asociadas al sector de la edificación residencial.


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