Puede ser el aumento de aislamiento «excesivo» en un edificio?

Cómo afecta y qué pasa cuando aumentos el aislamiento en un edificio

Habitualmente se discute sobre el nivel de aislamiento necesario para un edifico y cómo puede afectar en costes, impacto ambiental, etc.

En algunos casos se sostiene que pueda existir un “exceso” de aislamiento y que no es conveniente aumentarlo por encima de determinados valores ya que se considera contraproducente ya que o provoca un aumento del consumo energético o el coste de inversión no es compensado por el ahorro de energía.

A este nivel “limite” de aislamiento se le suele denominar aislamiento “optimo”.

Trataremos de ver cómo se puede calcular este supuesto valor “optimo” y como en realidad el valor encontrado con este procedimiento es en realidad muy poco ambicioso desde un punto de vista de protección del medioambiente y debería considerarse como un valor “mínimo” y no como un valor “optimo” y mucho menos “máximo”.

Las Directivas Europeas y las reglamentaciones térmicas nacionales hasta ahora se han apoyado sobre este criterio de coste optimo, pero concluiremos en este artículo que en realidad este es un escenario muy poco ambicioso si se compara con los criterios de protección ambiental.

Coste “optimo”

Para calcular el coste “optimo” se procede a calcular para el edificio en estudio la evolución del coste del aislante (creciente con el nivel de aislamiento), paralelamente se estima el coste de la energía consumida en calefacción y refrigeración durante el Ciclo de Vida del edificio (decreciente con el nivel de aislamiento) finalmente se suman ambos coste (el de inversión y el de operación) para encontrar el punto en donde el coste total pasa por un mínimo y al nivel de aislamiento que corresponde a este valor de coste mínimo se le considera como el nivel de aislamiento “optimo”.

Estos cálculos son bastante coyunturales y volátiles ya que se basan en las tarifas de productos y energía.

Impacto ambiental mínimo

De forma análoga al cálculo del coste económico se puede efectuar un cálculo de la estimación de los impactos ambientales provocados por la obtención /instalación y deposición del aislamiento (también creciente con el nivel de aislamiento) y correlacionarlos con los impactos provocados por la energía consumida durante la operación del edificio.

Este tipo de cálculo se basan en las Declaraciones Ambientales de Productos (DAP), Environmental Product Declaration (EPD) en inglés.

Existiendo múltiples impactos diferentes, a priori existirán tantos niveles de aislamiento que minimizarán el impacto total como criterios se quieran considerar, por ejemplo: Efecto Invernadero / Global Warming Potential (GWP) , Impacto sobre la Energía Primaria / Primary Energy (PE), Acidificación atmosférica / Acidification Potential (AP) , Agotamiento de recursos Abióticos/ Abiotic Potential Depletion Elements (ADPe), etc. Consecuentemente no existiría un único valor de nivel de aislamiento “optimo” sino tantos como criterios que se deseen minimizar.

Caso de estudio sobre Edificio

Para ilustrar la aplicación de estas metodologías se ha considerado un edifico plurimiliar de viviendas emplazado en Barcelona y se han efectuado los cálculos de demanda energética / energía final / coste / impactos ambientales en función de diferentes niveles crecientes de aislamiento.

En la imagen adjunta se esquematiza el edifico considerado:

Climatología

Se ha usado el fichero climático representativo de la ciudad de Barcelona

Perfiles de uso

Se ha efectuado el cálculo usando los perfiles ocupacionales descritos en anexo D del DB HE

Para la infiltración de aire y ventilación se ha considerado un valor constante de 0,2 renovaciones hora complementado con 4 renovaciones por hora durante las noches de verano y con un caudal de ventilación a lo largo de todo el año de 4 l/s/persona (variable en función de la ocupación)

Para la protección solar se ha previsto el uso de dispositivos móviles que ofrecen un factor solar adicional de 0,3 durante los meses de verano siempre y cuando la radiación solar incidente sea mayor que 75 W/m2.

Sistemas de climatización

Para el sistema de climatización se ha usado lo que prescribe el DB HE para la eficiencia y vector energético para los sistemas de referencia.

Vida Útil del edifico

Se ha considerado en este estudio una Vida Útil de 50 años para el edifico.

Niveles de aislamiento

Se ha efectuado el cálculo con niveles de aislamiento en paredes creciente de acuerdo con la tabla siguiente:

Para analizar los resultados se ha calculado el volumen de aislamiento consumido en cada sistema constructivo y para el conjunto del edificio.

En fachadas se ha considerado una lana de vidrio revestida de papel Kraft mientras que en la cubierta se ha considerado una capa de XPS.

Acristalamiento

Para el acristalamiento, en todos los casos se ha usado un vidrio con un coeficiente U de 1,8 W/m2K de transmitancia y con carpintería de aluminio con rotura de puente térmico.

Coste unitario del aislamiento

Para estimar el coste del aislamiento se ha consultado la lista de precios recomendados publicados por URSA para el producto URSA TERRA MUR P1281 en los diferentes espesores y se ha calculado un precio medio para el m3 de producto, de modo análogo se ha hecho para el producto URSA XPS NIII, en ambos casos se le han añadido los impuestos (IVA) que le serian aplicables.

Tarifas Electricidad

Para estimar el coste de la energía se ha consultado la tarifa doméstica a particulares y para el cálculo solo se ha considerado el termino de energía (el directamente imputable al consumo) sin tener en cuenta el termino de potencia (que se paga con independencia del consumo) y se han incluido también los impuestos directamente ligados al consumo energético.

Impactos embebidos aislamiento

Para los impactos embebidos en el ciclo de vida de los aislantes se han considerado las Declaraciones Ambientales de los Productos URSA (DAP / EPD) considerados y se ha efectuado de forma similar al coste económico un cálculo para encontrar el valor representativo de cada producto por m3 de volumen.

Resultados estimación demanda y consumo energía final

Mediante simulación energética usando la herramienta EnergyPlus como motor de cálculo y OpenStudio como interfaz para el modelado del caso de estudio se han obtenido las demandas de energía para cada nivel de aislamiento.

El cálculo de la demanda se ha traducido a consumo de energía final usando los valores de eficacia de los sistemas de referencia.

• Se aprecia que (al menos para este edifico y en las condiciones consideradas) tanto la demanda como el consumo de energía final son decrecientes con el aumento del nivel de aislamiento (m3 de aislante instalado en el edificio) y en contra lo que algunos afirman el aumento del nivel de aislamiento no es nunca contraproducente / “excesivo”.

el consumo de energía final es decreciente con el aumento del nivel de aislamiento y, en contra lo que algunos afirman, el aumento del nivel de aislamiento no es nunca contraproducente

Resultados Coste Económico Optimo

Se suele objetar que aun siendo cierto que la reducción de consumo energético es siempre decreciente con el aumento del nivel de aislamiento, a partir de un cierto momento, el mayor coste económico del tipo de aislante incorporado no está compensado por la disminución de coste de la menor energía consumida.

Calcularemos pues el coste de inversión del aislamiento para cada nivel considerado y lo relacionaremos con el menor coste de la energía final consumida.

• Se aprecia que el coste total, suma del coste de inversión (creciente) y el de operación (decreciente) presenta un mínimo que en este caso y en las condiciones consideradas se sitúa en un nivel de aislamiento de 84 m3 de aislante (100 mm de aislamiento en la fachada y 80 mm de aislamiento en la cubierta).

Resultados Impacto ambiental mínimo

Efectuaremos un cálculo similar al efectuado para el criterio económico con los diferentes impactos ambientales

Efecto Invernadero (GWP)

Energía Primaria Total (PE)

Acidificación atmosférica (AP)

Agotamiento de recursos abióticos (EDPe)

• Se aprecia que para todos los impactos ambientales (al menos dentro de los niveles de aislamiento considerados) la evolución del valor de impacto no presenta un mínimo, y, por lo tanto, no existe un nivel de aislamiento “optimo”, o mejor dicho, el nivel de aislamiento optimo coincide con el máximo y, consecuentemente, desde un punto de vista de protección ambiental se debería promover el aislamiento “máximo” sin ninguna limitación por cuestiones económicas.

desde un punto de vista de protección ambiental se debería promover el aislamiento “máximo” sin ninguna limitación por cuestiones económicas

• El impacto global está fuertemente determinado por el proveniente del consumo de energía siendo la componente embebida debida a los aislantes, muy pequeña y muy débilmente creciente.

CONCLUSIONES

• Se comprueba que el aumento del nivel de aislamiento no es nunca “contraproducente” desde un punto de vista de reducir la demanda y el consumo de energía final.
• Si se usa el criterio económico se puede determinar un nivel de aislamiento por encima del cual el mayor coste de inversión no está compensado por la reducción de la factura del consumo de energía.
• Si se usa el criterio ambiental el aumento de aislamiento es siempre beneficioso para el medio ambiente y no hay justificación para limitar el nivel de aislamiento en los edificios.
• Considerar solo el criterio puramente económico conlleva no tomar en consideración los impactos que la degradación del medio ambiente comporta (económicos / sociales /salud/…) por lo que aporta una visión muy limitada de la problemática.
• El asimiento “optimo” no debe ser el que proporciona un coste mínimo sino aquel que permite un impacto mínimo lo que sucederá cuando la demanda energética del edificio sea nula y consecuentemente el consumo sea también nulo.
• Los impactos ambientales embebidos provenientes de los productos aislantes son muy pequeños y poco relevantes en comparación con los provenientes del consumo de energía.
• Las Directivas Internacionales y las Reglamentaciones Estatales harían bien en “olvidar” el criterio de coste óptimo para centrarse en introducir los basados la obtención de impactos ambientales mínimos como criterio determinante.

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