Fabian López Doctor Arquitecto. Societat Orgànica Consultora Ambiental. Eficiencia energética, diseño y cumplimiento cte

Transcripción

1 Eficiencia energética, diseño y cumplimiento cte Fabian López Doctor Arquitecto. Societat Orgànica Consultora Ambiental Eficiencia energética, diseño y cumplimiento cte Índice de la ponencia: Estrategias de diseño con madera hacia la eficiencia energética La reducción de la demanda La eficiencia de los sistemas La optimización de la gestión Las exigencias normativas Las exigencias normativas para las diferentes zonas climáticas del CTE El cumplimiento normativo desde el diseño y construcción en madera como estrategia

2 Estrategias t de diseño con madera hacia la eficiencia i i energética La estrategia de actuación desde el proyecto se centra en el desarrollo de las siguientes acciones específicas a desarrollar en el orden que se plantea: Reducir la demanda (necesitar menos) Aumentar la eficiencia de los sistemas (que cubren las demandas) Optimizar la gestión Reducción de la demanda energética aprovechamiento de las condiciones locales: l inercia térmica ventilacióncruzada ió iluminación natural captación directa a través de la organización de ventanas y muros captación a través de colectores térmicos y fotovoltaicos Otros recursos locales (temperatura de los freáticos, etc.)

3 Aprovechamiento de las condiciones locales: Elrecurso solar Fuente: Fundamentos técnicos Calificación energética de viviendas IDAE Análisis del clima local: Empezar por el comienzo

4 Análisis del clima local: - El efecto conjunto de las estrategias pasivas La forma del edificio Fuente: Jordi Bolea Rockwool Peninsular SAU

5 Aprovechamiento de las condiciones locales: la cantidad de cerramiento Aprovechamiento de las condiciones locales: la cantidad y disposición de la masa el retardo (de la temperatura interior respecto la temperatura exterior) y la amortiguación (la variación interior de temperatura no es tan grande como la variación exterior).

6 Aprovechamiento de las condiciones locales: Otras formas de aprovechar la inercia. i Fuente: Aprovechamiento de las condiciones locales: los elementos de captación, acumulación, distribución:

7 Aprovechamiento de las condiciones locales: La luz natural Aprovechamiento de las condiciones locales: El viento Estrategias de ventilación natural El movimiento del aire en el entorno del edificio y su aprovechamiento en el interior en función de la masa térmica dispuesta

8 Aprovechamiento de las condiciones locales: La protección solar Reducción de la demanda: El aislamiento térmico Fuente: Fuente: I.D.A.E Fundamentos Técnicos de la calificación energética de viviendas

9 Reducción de la demanda: El aislamiento y la inercia Reducción de la demanda: El aislamiento, la inercia y la ventilación natural

10 Reducción de la demanda: El aislamiento térmico: Los puentes térmicos Como intervenir desde el proyecto? Las estrategias: Reducir la demanda Aumentar la eficiencia de los sistemas Optimizar la gestión

11 La eficiencia en los sistemas La eficiencia en los sistemas

12 La definición de los sistemas activos Ocupación y Funcionamiento (desde el uso) Estrategia pasiva (desde la arquitectura) Estrategia activa (desde los sistemas) Ocupación permanente Ocupación intermitente De alta carga interna De baja carga interna Confort riguroso (RITE, CTE) Confort variable y laxo Edificio masivo Edificio ligero Aislamiento i mínimo Hiperaislamiento Ventilación natural Ventilación mecánica De respuesta lenta De respuesta rápida Gestión propia Gestión automatizada Centralizados Individuales CLIMA La eficiencia de los sistemas activos: La recuperación de calor

13 La eficiencia de los sistemas activos: La recuperación de calor La eficiencia de los sistemas activos: La iluminación artificial Objetivo mínimo uso de energía para el máximo confort visual y térmico a partir de dos conceptos básicos : Utilizar la luz natural, siempre y cuando sea posible. Ajustar el flujo lumínico en función de las necesidades de cada momento. La reducción del uso de iluminación artificial tiene, además, un doble efecto positivo sobre el ahorro energético: ahorro directo de energía eléctrica para la iluminación. i ió La disminución de demanda térmica para refrigerar el edificio durante las épocas cálidas,. Fuente: Cristoph Peters i Josep M. Granollers Estalvi i eficiència energètica en edificis públics Col lecció Quadern PràcticNúmero 2

14 La incorporación de energías renovables Solar térmica Solar Fotovoltaica Otras fuentes y recursos Temas clave: adecuación del recurso a la demanda integración arquitectónica, el modelo de gestión Como intervenir desde el proyecto? Las estrategias: Reducir la demanda Aumentar la eficiencia de los sistemas Optimizar la gestión

15 La optimización de la gestión: En el diseño se deben valorar con detalle los aspectos que tienen que ver con el posterior funcionamiento del edificio y sus instalaciones: el perfil de ocupación el perfil de uso y de gestión previsto el funcionamiento pasivo del edificio y sus componentes los sistemas de control y seguimiento de los consumos energéticos los sistemas de control y seguimiento de las condiciones de confort Ocupación de los edificios Etsav y C.r.i.t.t t a lo largo del dia onas Número de perso Horas del dia: 0h a 24h La optimización de la gestión A lo largo de la fase de uso y explotación del edificio se distinguen las siguientes etapas principales: - Recepción y entrada en funcionamiento de l edificio - Control y seguimiento. - Mantenimiento y gestión.

16 La gestión : Lo que puede (suele) pasar: Proyecto Real Uso/gestión Eficiencia energética, diseño y cumplimiento cte Las exigencias normativas Las exigencias normativas para las diferentes zonas climáticas del CTE El cumplimiento normativo desde el diseño y construcción en madera como estrategia.

17 Los conceptos vistos desde la normativa Fuente: AICIA Curso de formación de formadores en Certificación Energética Los conceptos vistos desde la normativa Fuente: AICIA Curso de formación de formadores en Certificación Energética

18 Los conceptos vistos desde la normativa Comportamiento general de los componentes de la envolvente térmica Fuente: AICIA Curso de formación de formadores en Certificación Energética Los conceptos vistos desde la normativa Comportamiento general de los componentes de la envolvente térmica Estrategia en invierno Fuente: AICIA Curso de formación de formadores en Certificación Energética

19 Los conceptos vistos desde la normativa Comportamiento general de los componentes de la envolvente térmica Estrategia en verano Fuente: AICIA Curso de formación de formadores en Certificación Energética CTE_ Exigencias del DB-HE-1: Se desarrollan tres ámbitos de exigencia: a) Limitación de la demanda energética de los edificios b) Limitación de las condensaciones c) Limitación de la permeabilidad al aire de las carpinterías

20 CTE_ Exigencia del DB-HE-1: a) Limitación de la demanda energética de los edificios: La demanda d energética de un edificio i se limita it en función de: a) el clima de la localidad dónde se ubica, y b) la cantidad de calor generado a su interior (carga interna) es decir, de su uso Su control se realiza limitando los parámetros característicos de su envolvente térmica, es decir: la Transmitáncia térmica (U) de cada uno de los cerramientos y particiones interiores que la conforman, limitado en función de la zona climática. la Transmitáncia térmica media (Um) de las diferentes familias de cerramientos (cubiertas, fachadas, etc.), limitado en función de la zona climática. el Factor solar modificado medio (Fm) de aberturas y lucernarios, limitado en función de la zona climática y su carga interna. CTE _ Exigencia del DB-HE-1: b) Limitación de Condensaciones: Las condensaciones superficiales en los cerramientos yparticiones interiores que componen la envolvente térmica del edificio, se limitarán de forma que se evite la formación de mohos en su superficie interior. Las condensaciones intersticiales que se produzcan en los cerramientos y particiones interiores que componen la envolvente térmica del edificio serán tales que no produzcan una merma significativa en sus prestaciones térmicas o supongan un riesgo de degradación o pérdida de su vida útil. Su control se realiza: Las condensaciones superficiales se evitan fijando un valor mínimo de Factor de temperatura de la superficie interior (frsi) de cada cerramiento, Las condensaciones intersticiales se controlan comprobando que la presión de vapor en la superficie de cada capa del cerramiento es inferior a la presión de saturación

21 CTE _ Exigencia del DB-HE-1: b) Limitación de Condensaciones: Condensaciones superficiales. NO HAY QUE CALCULARLAS PARA VIVIENDA. Se estima que si los cerramientos cumplen la tabla 2.1, no es necesaria la verificación. SI HAY QUE CALCULARLAS PARA LOS PUENTES TÉRMICOS. (Existen programas de cálculo) Condensaciones Intersticiales. Demostrar, mediante el programa de cálculo, que la Presión de Vapor de la Superficie de cada capa es inferior a la Presión de vapor de Saturación. Están exentos de comprobación: 1) Cerramientos en contacto con el terreno 2) Cerramientos que dispongan de barrera de vapor en la parte caliente del cerramiento CTE_ Exigencia del DB-HE-1: c) Limitación de Permeabilidad al aire de carpinterías Se limitan las pérdidas térmicas por infiltración de aire estableciendo la permeabilidad máxima de las carpinterías de aperturas y lucernarios en función de la zona climática. Control La permeabilidad al aire debe ser inferior a: a) para las zonas climáticas A y B: 50 m3/h m2; b) para las zonas climáticas C, D y E: 27 m3/h m2.

22 Código Técnico de la Edificación - CTE CTE_ Exigencia DB-HE-1: a) Limitación de la demanda: Opción simplificada la Transmitància térmica (U) de cada uno de los cerramientos y particiones interiores que la conforman, limitado it en función de la zona climática. TABLA 2.1 la Transmitància térmica media (Um) de las diferentes familias de cerramientos (cubiertas, fachadas, etc), limitado en función de la zona climática. TABLAS 2.2

23 CTE_ Exigencia DB-HE-1: a) Limitación de la demanda: Opción simplificada Cálculo del factor solar modificado (F) Fuente: Servando Álvarez Domínguez. Jornadas CTE COAC CTE_ Exigencia DB-HE-1: a) Limitación de la demanda: Opción general Limitar la demanda energética de los edificios de una manera directa, evaluándola mediante herramienta informática: a) Se realiza considerando el edificio en dos situaciones: como edificio objeto, es decir, el edificio tal cual ha sido proyectado en geometría (forma y tamaño), construcción y operación; como edificio de referencia, que tiene la misma forma y tamaño del edificio objeto; la misma zonificación interior y el mismo uso de cada zona que tiene el edificio objeto; los mismos obstáculos remotos del edificio objeto; y unas calidades constructivas de los componentes de fachada, suelo y cubierta por un lado y unos elementos de sombra por otro que garantizan el cumplimiento de las exigencias de demanda energética, establecidas en el apartado 2.1; b) limitar la presencia de condensaciones en la envolvente térmica, según el apartado 2.2; c) limitar las infiltraciones de aire para las condiciones establecidas

24 Otras exigencias normativas Directiva europea EPBD 2002 EPBD 2010 (Nearly zero-energy buildings) Fuente: CTE_ Exigencia del DB-HE-1: a) Limitación de la demanda energética de los edificios: Alternativas de cumplimiento desde el diseño

25 CTE_ Exigencia del DB-HE-1: a) Limitación de la demanda energética de los edificios: Alternativas de cumplimiento desde el diseño Fuente: CTE Plus CENER CTE_ Exigencia del DB-HE-1: a) Limitación de la demanda energética de los edificios: soluciones convencionales de referencia Fuente: I.D:A.E Condiciones de aceptación de Procedimientos alternativos a LIDER y CALENER

26 CTE_ Exigencia del DB-HE-1: a) Limitación de la demanda energética de los edificios: soluciones convencionales de referencia Aislamiento mínimo para soluciones constructivas de referencia CTE Fuente: CTE-Plus CENER CTE_ Exigencia del DB-HE-1: a) Limitación de la demanda energética de los edificios: Alternativas de cumplimiento desde el diseño: La selección de los materiales Fuente:

27 CTE_ Exigencia del DB-HE-1: a) Limitación de la demanda energética de los edificios: Alternativas de cumplimiento desde el diseño: La madera como recurso (general) Balance de embodied energy e impacto ambiental positivo respecto a otros materiales Ligereza Permite responder a las exigencias normativas Permite una construcción seca, desmontable Permite incorporar elementos reciclados en elevado porcentaje CTE_ Exigencia del DB-HE-1: Limitación de la demanda energética de los edificios: Alternativas de cumplimiento desde el diseño: La madera como recurso : eficiencia energética Permite responder a las exigencias normativas Elevado nivel de aislamiento Eliminación de puentes térmicos Elementos macizos Aberturas (marcos) Protecciones solares Material vivo, que transpira y mantiene un equilibrio higroscópico con el medio

28 CTE_ Exigencia del DB-HE-1: a) Limitación de la demanda energética de los edificios: Alternativas de cumplimiento desde el diseño: La selección de los materiales Fuente: Catalogo Elementos Constructivos CTE CTE_ Exigencia del DB-HE-1: a) Limitación de la demanda energética de los edificios: soluciones convencionales de referencia Fuente: Fuente: elaboración propia

29 CTE_ Exigencia del DB-HE-1: a) Limitación de la demanda energética de los edificios: soluciones convencionales de referencia Fuente: Fuente: elaboración propia CTE_ Exigencia del DB-HE-1: a) Limitación de la demanda energética de los edificios: Aberturas El marco de madera por su naturaleza proporciona unos niveles importantes de aislamiento térmico asociado a la baja conductividad Sus principales limitaciones se encuentran en las operaciones de mantenimiento necesarias, aunque hoy existen en el mercado productos tratados que minimizan estos condicionantes. Su influencia sobre el factor solar modificado es muy baja debido a la poca reemisión de la energía absorbida al interior del habitáculo. Fuente: elaboración propia

30 CTE_ Exigencia del DB-HE-1: a) Limitación de la demanda energética de los edificios: Puentes térmicos Fuente: Catalogo Elementos Constructivos CTE Fuente: informe_aillaments_termics J. Sole para ICAEN CTE _ Exigencia del DB-HE-1: b) Limitación de Condensaciones: Alternativas de cumplimiento desde el diseño

31 CTE _ Exigencia del DB-HE-1: b) Limitación de Condensaciones: Alternativas de cumplimiento desde el diseño Fuente: Fuente: Catalogo Elementos Constructivos CTE Conclusiones: La estrategia de proyecto: Máximo aprovechamiento de las condiciones locales. Estrategia conjunta desde la selección de los materiales, el sistema constructivo, sistemas activos, etc. los sistemas activos complementan y se adaptan al planteamiento pasivo. La gestión se debe prever desde el proyecto

32 Estrategias de proyecto Estrategias de proyecto Disponer los materiales para sacar el mejor partido a sus prestaciones

33 Estrategias de proyecto Algunos de los fenómenos físicos que tiene lugar en la edificación merecen un análisis dinámico para su valoración adecuada Estrategias de proyecto Inercia, ligereza, aislamiento, acumulación. Son compatibles y pueden ser parte de la estrategia Ref: Edificio ICTA / ICP UAB H Arquitectes & DataAE Societat Organica Consultora Ambiental

34 Estrategias de diseño: El clima es una variable dinámica i que requiere respuestas diferentes a lo largo del tiempo. Especialmente en climas variables (mediterráneo por ejemplo.) De cada material su mejor prestación Ref: Edificio ICTA / ICP H Arquitectes & DataAE Societat Organica Consultora Ambiental

35 Gracias por su atención! Fabian López Plazas