Ejemplo rehabilitación energética de un edificio según el plan estatal

Análisis de un ejemplo rehabilitación energética de un edificio según el plan estatal 2013 – 2016

En el presente artículo describiremos un ejemplo de rehabilitación energética que se incluye dentro de las ponencias y charlas que forman parte de la  1ª Bienal de Edificación y Urbanismo Sostenible, en concreto la correspondiente a un caso piloto en las barriadas de carretera de Cádiz en Málaga.

El siguiente caso de estudio, fue realizado por Fernando Gutiérrez Garrido junto con Daniel Rincón de la Vega, hace unos años en el Congreso Greencities.

Características de la actuación (Edificio):

El edificio corresponde a un bloque de 34 viviendas de Renta Limitada con bajos comerciales, ubicado en la esquena de la calle Héroes de Sostoa y Velasco de Málaga. El edificio presenta dos fachadas con orientación Noreste a la calle Velasco y Suroeste en la fachada posterior. Presenta un total de 10 plantas de pisos con dos tipologías que se mantienen en los niveles 1º a 4º y en los del 5º al 10º.

La distribución que presentan las viviendas corresponde a la habitual de dicha época con tres y cuatro dormitorios, un baño, cocina, lavadero y salón-comedor, y su forma y distribución dificulta una correcta ventilación cruzada en las mismas. Presenta una cimentación y estructura realizada con hormigón armado.

Envolvente térmica del edificio:

Las fachadas exteriores tienen un espesor total de 25 cm, y presentan una composición desde el exterior al interior formada por tabicón de ladrillo hueco, cámara y tabique de ladrillo hueco, con acabado exterior mediante enfoscado y pintado.

Presenta una cubierta resuelta con tabiquillos conejeros sobre el forjado del último piso, sobre el cual apoya un tablero de rasilla acabado con capa de compresión y teja árabe. Presenta la carpintería exterior metálica y dispone de persianas enrollables. Presenta doble vidrio según se indica en la memoria, pero no se define el grosor.

Procedimiento e hipótesis de cálculo: Propuesta de mejora.

Para modelizar el edificio se ha empleado el programa CALENER VYP, con el que se obtienen las demandas y los consumos energéticos para calefacción y refrigeración así como las emisiones de CO2.

Se ha planteado una simulación del edificio en estado actual para conocer las demandas y consumos energéticos, y de este modo analizar las posibles actuaciones de mejora para la rehabilitación del edificio. Se plantean así tres actuaciones destinadas a reducir la demanda y otra para reducir el consumo de energía no renovable, siendo las siguientes:

• Actuación D1: Aumento del nivel de aislamiento en las fachadas del edificio.
• Actuación D2: Sustitución de carpinterías y vidrios.
• Actuación D3: Aumento del nivel de aislamiento en la cubierta del edificio.14
• Actuación S1: Incorporación de captación solar para ACS y sustitución de equipos de apoyo y el tipo de energía.

Resultados obtenidos:

Actuación D1. Aumento del nivel de aislamiento de las fachadas.

En este primer ejemplo rehabilitación energética se tiene en cuenta que el valor de transmitancia térmica es superior al exigido por el Código Técnico para la zona climática de referencia (zona A3). Para cumplir con los requisitos establecidos se requiere incrementar el aislamiento de manera que su resistencia térmica será la siguiente:

[highlight]U[/highlight]CTE: 0,94 W/m²K (R: 1,06 m²K/W)

[highlight]U[/highlight]EDIFICIO: 1,40 W/m²K (R: 0,71 m²K/W)

[highlight]R[/highlight]EDIFICIO + [highlight]R[/highlight]AISLAMIENTO TÉRMICO NECESARIO = RCTE

[highlight]R[/highlight]AISLAMIENTO TÉRMICO NECESARIO: 0,35 W/m²K

Se elige un poliestireno extruido con conductividad 0,038 W/mK, de maera que se necesita un trasdosado por el exterior con el siguiente espesor:

e = R ∙ λ = 0,35 W/m²K  x 0,038 W/mK =0,0133 m = 1,33 cm

Se ha propuesto  un trasdosado por el exterior, con un espesor de aislamiento de 3,00 cm con material aislante de conductividad 0,038 W/mK. De forma que la transmitancia de la fachada del edificio mejorado será:

[highlight]U[/highlight]EDIFICIO MEJORADO: 0,66 W/m²K (R: 1,51 m²K/W)

Con este escenario se obtienen los ahorros energéticos en demandas y emisiones de energía que se expresan en la siguiente tabla:

Actuación D2: Sustitución de carpinterías y vidrios.

De acuerdo a las soluciones constructivas de proyecto, este presenta ventanas metálicas sin rotura de puente térmico con doble acristalamiento, de las siguientes características:

Transmitancia del hueco U: 5,60 W/m²K

Factor solar 0,68

Se considera que el porcentaje de marco es del 18%, con una absortividad de valor 0,8 (marco oscuro) y factor solar de vidrio de valor 0,80. Los porcentajes de hueco en cada orientación son los siguientes:

• Norte: 16 %
• E: 22 %
• O: 21 %
• S: 31 %

La transmitancia térmica de los huecos, para cada orientación presenta la siguiente desviación, respecto de los valores límite:

• Norte: 0 % (igual a la transmitancia límite)
• E: 12 % menor
• O: 12 % menor
• S: 16 % menor

Se propone la sustitución de carpinterías y vidrios por otras de PVC y vidrios dobles 4+9+6 que cumplan con los mínimos establecidos en el CTE para cada orientación.

[highlight]U[/highlight]CTE: 2,86 W/m²K,  FS CTE: 0,63

En este segundo caso se obtienen los siguientes ahorros energéticos:

Actuación D3: Aumento del nivel de aislamiento en la cubierta del edificio

En este caso la transmitancia térmica de las cubiertas es 1,04 W/m²K, superior en  un 108%  al valor límite exigido por el documento básico DB‐HE para la zona climática de referencia (zona A3). Para cumplir estrictamente los requisitos establecidos, se requiere un aumento del nivel de aislamiento con es siguiente valor:

[highlight]U[/highlight]CTE: 0,50 W/m²K (R: 2,00 m²K/W)

[highlight]U[/highlight]EDIFICIO: 1,04 W/m²K (R: 0,96 m²K/W)

[highlight]R[/highlight]EDIFICIO + [highlight]R[/highlight]AISLAMIENTO TÉRMICO NECESARIO = RCTE

[highlight]R[/highlight]AISLAMIENTO TÉRMICO NECESARIO: 1,04 W/m²K

Se elige un poliestireno extruido con conductividad 0,038 W/mK, de manera que se necesita un trasdosado por el exterior con el siguiente espesor:

e = R ∙ λ = 1,04 W/m²K  x 0,038 W/mK =0,03952 m = 3,95 cm

Se ha propuesto un trasdosado por el exterior, con un espesor de aislamiento de 4,00 cm con material aislante de conductividad 0,038 W/mK. De forma que la transmitancia térmica de la cubierta del edificio mejorado será:

[highlight]U[/highlight]EDIFICIO MEJORADO: 0,49 W/m²K (R: 2,04 m²K/W)

En este caso se alcanzan las siguientes mejoras con respecto a la situación inicial:

Actuación S1: Incorporación de captadores para  ACS con acumulación centralizada.

Se propone la incorporación en cubierta de captadores solares para ACS, de forma que se genera una instalación con acumulación centralizada y apoyo distribuido que cumpla con la contribución  solar mínima exigida en el DB-HE4.

                Zona climática: IV

                Demanda de referencia: 22 litros por persona

                Temperatura de referencia: 60 ºC

                Ocupación: 152 personas

                Demanda total: 3344 litros

                Fuente energética de apoyo: Gas natural

                Contribución solar propuesta: 70%

En este último caso de mejora, evidentemente la demanda energética se mantiene pues no se actua en la envolvente, pero sí que mejora el consumo de energía y las emisiones según la tabla siguiente:

A partir de estas cuatro mejoras se plantean varios escenarios en los que se combinan estas hipótesis, obteniéndose los siguientes ahorros con los costes de inversión y plazos de amortización indicados:

Propuesta de inversión de acuerdo al plan estatal 2013 – 2013

Se parte del criterio principal cuyo objetivo es la reducción de la demanda energética de al menos un 30% de acuerdo con las especificaciones recogidas en el artículo 20º de las Actuaciones subvencionables del Plan Estatal de fomento del alquiler de viviendas, la rehabilitación edificatoria, y la regeneración y renovación urbanas, 2013‐ 2016. Para ello, la actuación elegida debe modificarse hasta reducir un 3,19% adicional la demanda energética en el edificio sobre la producida por la actuación elegida. Ello se consigue aumentando el espesor del aislante exterior propuesto para las fachadas, de manera que la intervención definitiva es la que se especifica:

• ACTUACIÓN D1: Con un trasdosado exterior de 5 cm de espesor y [highlight]U[/highlight]EDIFICIO MEJORADO: 0,50 W/m²K
• ACTUACIÓN D2:  Sustitución de carpinterías y vidrios por ventanas de PVC y vidrios 4+9+6  con una [highlight]U[/highlight]CTE: 2,86 W/m²K  y  FS CTE: 0,63.
• ACTUACIÓN S1: Se incorporan captadores solares para producción de ACS  con  un sistema con acumulación centralizada y apoyo distribuido, que cumpla con el mínimo de contribución exigida en el documento básico DB‐HE4, con una contribución solar del 70 %.

Con estas nuevas actuaciones propuestas la intervención es subvencionable y aunque el coste de la inversión sea ligeramente superior al de la inicial, el plazo de amortización se reduce en un año.

Algunas de las conclusiones más relevantes del estudio son las siguientes:

La incorporación de aislamiento térmico en las fachadas de estos edificios de Renta Limitada suponen una opción económica, constructiva y arquitectónicamente viable para mejorar el comportamiento térmico de los inmuebles.

Con la sustitución de carpinterías y vidrios se consigue una intervención  viable tanto desde el punto de vista  económico como constructivamente hablando, consiguiéndose mejorar paralelamente otras prestaciones del edificio  como la protección frente al ruido y la calidad del aire interior (con la incorporación, en su caso, de aireadores).

Cuando se trata de mejorar incorporando aislamiento térmico en cubierta en bloques similares al analizado no existe una reducción importante en las demandas, consumo de energía y emisiones.

Incorporar energía solar térmica mediante captadores solares es factible en caso de intervenciones integrales, ya que se puede optimizar el rendimiento de los equipos y el número y disposición de los mismos.