Kitabı oku: «Certificación energética en edificios existentes»
Certificación energética en edificios existentes. Criterios para la identificación de la envolvente térmica
Primera edición, 2013
© 2013, Sergi Pérez Cobos, Greenstorm
Colaborador: Xavier Rigol Urgellés. Ingeniero técnico mecánico.
© 2013, MARCOMBO, S. A.
Diseño y maquetación: Àngel Solé Cardona
Diseño de la cubierta: NDENU DISSENY GRÀFIC
«Cualquier forma de reproducción, distribución, comunicación pública o transformación de esta obra solo puede ser realizada con la autorización de sus titulares, salvo excepción prevista por la ley. Diríjase a CEDRO (Centro Español de Derechos Reprográficos, www.cedro.org) si necesita fotocopiar o escanear algún fragmento de esta obra».
ISBN: 978-84-267-2063-4
Prólogo
Mucho se está hablando en la actualidad, y no siempre correctamente, de la eficiencia energética como muestra de inteligencia en la gestión de los cada vez más escasos recursos. Hay crisis económica, pero también energética, y ambas concatenan en un imparable aumento del coste de la energía. Una subida espectacular que ya se nota casi de una día para otro. A nadie le pasa desapercibida la factura energética. Quizá, como dijo Einstein, debamos dar las gracias a la actual situación de crisis que un observador sin perspectiva podría encontrar desalentadora. La actual crisis económica ha sido el único revulsivo que ha abierto los ojos al devorador de recursos (y siempre falto de compasión o humanidad) que es el sistema capitalista. Ese ente que solo reacciona a lo económico ha notado las señales, su bolsillo tiene un agujero, un agujero energético que tiene forma de euros perdidos. Lejos quedaron esos tiempos en los que nuestra sociedad, tantas veces torpe durante esta pasada década, se permitía construir sin ni siquiera reflexionar en el coste de la futura explotación de lo construido. «Acaben rápido esa obra, que ya tengo vendidas la dos siguientes …»
Cuando llega el momento de pensar en rehabilitar nuestros edificios existentes, no debiéramos permitirnos otro período de ceguera semejante; sería un fracaso sobre otro existente, llovería sobre mojado. Por suerte esta vez, la economía está de nuestra parte, y eso es lo que impera en la sociedad del libre mercado. La crisis, la falta de recursos, ha avivado nuestro ingenio, así que bienvenida. Nos hemos visto obligados a hacer las cosas bien. Ahora pensaremos antes de actuar y lo haremos porque es rentable y lo rentable se puede vender y, por lo tanto, generar actividad económica y empleo. Se trata de economía real, de economía pura. La eficiencia es capitalizar lo que ya estás gastando. No vendes algo que tiene un coste sino que palías un gasto que ya está corriendo y con este ahorro cubres el coste de tus esfuerzos. ¿Puede haber algo más coherente? ¿Podemos permitirnos pensar de otra manera? Hoy es ya el tiempo de la eficiencia en su más amplio sentido; es el tiempo de la eficiencia energética, pues no olvidemos que todo es energía.
LORENZO MORALES
ÍNDICE
TEMA 1
Introducción
1. Introducción
2. Conceptos básicos
2.1. Envolvente térmica
2.2. Transmitancia térmica
2.3. Inercia térmica
2.4. Ventilación e infiltración
2.5. Transparencia
2.6. Factores de conversión
TEMA 2
Procedimiento para la obtención de datos
1. Auditoría energética. La envolvente térmica.
1.1. Concepto de auditoría energética
1.2. Estructura de la auditoría energética
2. Análisis del estado actual
2.1. Preparación de la visita y obtención de datos previos a esta
2.2. Visita al edificio
2.3. Formulario de toma de datos durante la inspección
TEMA 3
Importancia del año de construcción
1. Importancia del año de construcción
2. Aspectos relevantes de las diferentes normativas térmicas
2.1. NBE-CT-79
2.2. NRE-AT-87
2.3. CTE DB-HE 1
TEMA 4
Deducción del comportamiento térmico de la envolvente
1. Deducción de la composición de la envolvente térmica
1.1. Observación de restos de edificios demolidos o en proceso de rehabilitación
1.2. Observación de patologías constructivas
1.3. Observación de intervenciones realizadas posteriormente a la ejecución del edificio
1.4. En edificios de obra vista, observación de la fábrica de ladrillo
1.5. La observación de las medianeras
1.6. Deducción de ampliaciones y remontas con otros sistemas constructivos
1.7. Observación de la caja de persiana
1.8. Deducción del tipo de cubierta
1.9. Propiedades de los aislamientos
1.10. Introducción de datos en los programas de certificación energética
2. Los puentes térmicos
2.1. Tipos de puentes térmicos
2.2. Introducción de datos en los programas de certificación energética
3. Otros métodos para la deducción de la envolvente térmica.
3.1. Medición del flujo de calor a través del cerramiento
TEMA 5
Deducción del comportamiento de los huecos
1. Deducción de la transmitancia térmica y el factor solar de ventanas y lucernarios
1.1. La transmitancia térmica y factor solar (g) del vidrio
1.2. Porcentaje de marco respecto al total del hueco
2. Las protecciones solares.
3. Permeabilidad de las ventanas
TEMA 6
Ejemplo de distintas tipologías edificatorias en función del año de construcción
1. Características de la envolvente térmica del parque edificatorio en función del año de construcción
1.1. Edificio de preguerra (anterior a 1940)
1.2. Edificio de polígono habitacional de los años 50 a 60
1.3. Edificio prenormativo de los años 60 a 80
1.4. Edificio de posnormativa NBE-CT-79 (1980-1988)
1.5. Edificio de posnormativa NRE-AT-87 (1989-2007)
A mi familia, a Lorenzo Morales y Oriol Barber, a mis compañeros de Ambsol, a Antoni Paricio Casademunt, a Bohle y a Hispalyt.
TEMA 1
Introducción
1. Introducción
2. Conceptos básicos
2.1. Envolvente térmica
2.2. Transmitancia térmica
2.3. Inercia térmica
2.4. Ventilación y permeabilidad
2.5. Transparencia
2.6. Factores de conversión
1 Introducción
Este documento tiene como objetivo ayudar a deducir el comportamiento térmico de la piel del edificio a través de la identificación de los sistemas constructivos que la componen. De esta manera facilitaremos el desarrollo de tareas como la certificación energética en edificios existentes o auditorías energéticas de edificios, sin la utilización de instrumentación demasiado avanzada, ensayos costosos o métodos destructivos.
Con esto, este documento no pretende prescindir de estos instrumentos o métodos, pero sí ayudar en aquellos casos en que no sea viable o la magnitud del trabajo no requiera una elevada precisión.
Por otra parte, también puede ayudar a contrastar y/o complementar los datos obtenidos mediante estos otros procedimientos en algunos casos más precisos.
Seguramente, para un arquitecto o arquitecto técnico con cierta experiencia en obra y más concretamente en rehabilitación muchos, de estos criterios los tendrá ya interiorizados. Pero hay otros colectivos facultados para realizar auditorias energéticas o certificaciones energéticas que el reconocimiento de la envolvente térmica les es de gran dificultad y por eso creemos que este documento les puede ser de utilidad.
Por último, la mayoría de los criterios y fotografías aportados en este documento se han extraído de la experiencia personal de su autor en la realización de inspecciones técnicas, proyectos de rehabilitación o posterior dirección de ejecución, de edificios ubicados principalmente en Cataluña. Aun así, como lo que se pretende explicar son criterios, estos son aplicables a cualquier edificación del parque edificatorio español.
2 Conceptos básicos
Este apartado es un compendio de conceptos que son necesarios recordar para identificar la composición de la envolvente térmica y su comportamiento energético.
Para la explicación de la mayoría de estos conceptos se han utilizado las definiciones del CTE-HE1, por ser la normativa vigente en este campo en el Estado español.
2.1. Envolvente térmica
«La envolvente térmica de un edificio se compone de los cerramientos del edificio que separan los recintos habitables del ambiente exterior y las particiones interiores que separan los recintos habitables de los no habitables, que a su vez estén en contacto con el ambiente exterior». Definición CTE-HE1
La envolvente térmica tiene incidencia directa sobre la demanda energética de los edificios, que no es otra cosa que la energía necesaria para mantener el interior del edificio en condiciones de confort en función del uso del edificio y de la zona climática en la que se ubique.
A diferencia de los edificios de nueva construcción, los ámbitos o aspectos de la envolvente térmica sobre los que actuar para disminuir la demanda energética son menores. Básicamente los aspectos sobre los que podemos actuar son los siguientes:
Transmitancia térmica
Inercia térmica
Ventilación / permeabilidad
Transparencia
A continuación se desarrollan brevemente estos conceptos, ya que su conocimiento es imprescindible para determinar qué datos necesitamos saber de la envolvente térmica de un edificio para posteriormente analizar qué medidas implementar para reducir de esta manera su demanda energética.
2.2. Transmitancia térmica
Entendemos por transmitancia térmica (U) «el flujo de calor, en régimen estacionario, dividido por el área y por la diferencia de temperaturas de los medios situados a cada lado del elemento que se considera». Definición CTE-HE1
La transmitancia térmica U (W/m2K) viene dada por la siguiente expresión:
U = 1/ Rt
Siendo:
Rt la resistencia térmica total del elemento constructivo [m2 K/ W].
La resistencia térmica total Rt de un componente constituido por capas térmicamente homogéneas debe calcularse mediante la expresión:
Rt = Rsi + R1 + R2 + … + Rn + Rse
siendo:
R1, R2 … Rn las resistencias térmicas de cada capa definidas [m2 K/W];
Rsi y Rse las resistencias térmicas superficiales correspondientes al aire interior y exterior respectivamente, tomadas de la tabla E.1 (DB-HE1. Apéndice E) de acuerdo a la posición del cerramiento, dirección del flujo de calor y su situación en el edificio [m2 K/W].
La tabla utilizada para los cerramientos en contacto con el aire exterior, que es la mayoría de los casos, es la E.1.
Tabla E.1 Resistencias térmicas superficiales de cerramientos en contacto con el aire exterior en m2 K/W
Fuente: DB-HE1. Apéndice E: Cálculo de los parámetros característicos de la demanda.
La resistencia térmica (Rn) es la resistencia que opone un material al paso del calor por conducción. Este flujo energético se produce cuando hay diferencia de temperatura entre el interior y el exterior. Esta viene definida por la expresión:
R = e/λ
siendo:
e: el espesor de la capa [m]. En caso de una capa de espesor variable se considerará el espesor medio.
λ: la conductividad térmica de diseño del material que compone la capa, calculada a partir de valores térmicos declarados según la norma UNE EN ISO 10 456:2001 o tomada de Documentos Reconocidos, [W/m K].
Para la obtención de los valores térmicos de los materiales y productos más comúnmente utilizados en la edificación de nuestro país, podemos consultar el apartado de Materiales y Productos del Catálogo de elementos constructivos del CTE. Este documento se puede descargar en el siguiente enlace:
http://www.codigotecnico.org/web/galerias/archivos/CAT-EC-v06.3_marzo_10.pdf
Cámaras de aire
Las cámaras de aire también son un componente frecuente en los sistemas constructivos de nuestro país. El CTE-HE1 las divide en dos grupos:
Cámaras de aire sin ventilar
Cámaras de aire ligeramente ventiladas
Cámaras de aire sin ventilar son aquellas en la que no existe ningún sistema específico para el flujo del aire a través de ella.
La resistencia térmica de las cámaras de aire sin ventilar viene definida en la tabla E.2 en función de su espesor del CTE HE1. Los valores intermedios se pueden obtener por interpolación lineal.
Tabla E.2 Resistencias térmicas de cámaras de aire en m2 K/W
| e (cm) | Sin ventilar | |
| horizontal | vertical | |
| 1 | 0,15 | 0,15 |
| 2 | 0,16 | 0,17 |
| 5 | 0,16 | 0,18 |
Fuente: DB-HE1. Apéndice E: Cálculo de los parámetros característicos de la demanda.
Cámara de aire ligeramente ventilada es aquella en la que no existe un dispositivo para el flujo de aire limitado a través de ella desde el ambiente exterior pero con aberturas dentro de los rangos especificados en el DB-HE1 (Apéndice E: Cálculo de los parámetros característicos de la demanda).
La resistencia térmica de una cámara de aire ligeramente ventilada es la mitad de los valores de la tabla E.2.
Estos son los criterios para el cálculo de la transmitancia térmica de los cerramientos en contacto con el aire, que representan la gran mayoría de la envolvente térmica del edificio. Para el cálculo de la transmitancia de los cerramientos en contacto con el terreno o los espacios no habitables se realizará según los criterios del Apéndice E: Cálculo de los parámetros característicos de la demanda del DB-HE1.
