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Actualización normativa de los requisitos mínimos de eficiencia energética en edificación
SEE SOSTENIBILIDAD Y EFICIENCIA ENERGÉTICA
CONDICIONES DE CALIDAD DE LA ENVOLVENTE TÉRMICA ESTABLECIDAS EN EL NUEVO DB HE 2019
� Enrique Larrumbide
Gómez-Rubiera
Dr. Arquitecto IETcc-CSIC. Profesor asociado del
DCTA-ETSAM.UPM
123RF
Las recientes modificaciones realizadas en el Documento Básico de Ahorro de Energía de 2019 (en adelante DB HE 2019) se basan en los criterios de mejora de la eficiencia energética, disminución de emisiones de CO 2 e incorporación de fuentes de energía renovables, ya establecidos en diferentes directivas europeas, como la 2010/31/UE. Los motivos para su actualización, como exige dicha directiva, se basan en la obligación de revisar y actualizar los requisitos mínimos de eficiencia energética en función de los avances tecnológicos que se producen en el sector de la construcción.
E
l Plan Nacional de Integración de Energía y Clima (PNIEC) marca la senda de reducción de energía que deberá acometer el parque edificatorio desde el año 2020, con los diferentes escenarios de 2030, 2040 y 2050. La Estrategia de Rehabili tación del Sector de la Edificación en España (ERESEE), cada tres años, determina las exigencias de ahorro y eficiencia energética que deberá acometer el parque edificatorio de forma progresiva. Por su parte, el nuevo documento DB HE 2019 redefine el concepto de edificio de consumo casi nulo, y se basa en las siguientes ideas fundamentales. � La limitación de consumo de energía primaria no renovable, ya consolidada de la reglamentación anterior, a la que se le añade como novedad una limitación a la energía primaria total. � Potenciar el uso de energías renovables en el edificio o en su entorno próximo. � Incorporación, de forma explícita, de unas condiciones de calidad mínima energética de los cerramientos de la envolvente térmica. Se entiende por energía primaria total como “la cantidad de energía, incluyendo los aportes adicionales, que es necesario extraer de la naturaleza para suministrar una cantidad dada de energía final”.
Las condiciones de calidad mínima establecidas en La limitación se establece en función de las zonas cliel nuevo documento se justifican de acuerdo a que el máticas de invierno y de la compacidad, determinánedificio proyectado demande poca energía para dose una exigencia diferente para edificio residencial alcanzar unas determinadas condiciones de confort, privado y para usos diferentes a éste. A modo de ejemen función del uso al que se destina el edificio y de plo, en edificios nuevos y ampliaciones, para uso resilas condiciones climáticas en las que se implanta. dencial privado, se indican en la figura 2 las limitacioEn este sentido, se establecen nuevas referencias o nes establecidas para dicho coeficiente. Para cambio indicadores de calidad de la envolvente térmica, de uso y reformas de más del 25% de la envolvente, como son: las limitaciones son algo menos exigentes. � Limitación de la transmitancia térmica global o coeficiente ‘K’, que garantiza un nivel mínimo de aislamiento. � La limitación de las ganancias solares en el periodo de verano, mediante el indicador q sol;jul . � El control de la permeabilidad al aire de los elementos que definen la envolvente térmica, mediante los indicadores n 50 y Q 100 . Al igual que en el documento anterior, DB HE 2013, se mantienen las limitaciones de transmitancias térmicas de la envolvente térmica, así como el mantenimiento de las prestaciones técnicas de los materiales componentes de la misma a lo largo del tiempo. Estas limitaFigura 2. Valores límite del coeficiente K en edificios nuevos ciones no obstante, son más exigentes en el nuevo y ampliaciones de uso residencial privado. documento que las establecidas en el DB HE 2013, siendo más acentuado el cambio en las zonas con Para edificios de usos distintos al residencial privado, inviernos suaves, como se puede ver en la figura 1, la figura 3, recoge las limitaciones establecidas para para el caso de cerramientos opacos. diferentes compacidades. Con todo ello se pretende asegurar una calidad mínima de la envolvente térmica, así como evitar las descompensaciones en la calidad térmica de los espacios que se incluyen en el edificio. En el Anejo E del documento, se proponen valores orientativos de transmitancias térmicas que suponen una ayuda al diseño para lograr alcanzar las limitaciones reglamentarias establecidas. Sin embargo, los valores límite de las transmitancias térmicas no aseguran un adecuado nivel de demanda energética, motivo por el que se desarrolla un nuevo indicador que pretende controlar este efecto y que se denomina transmitancia térmica gloFigura 3. Valores límite del coeficiente K para uso distinto al residencial privado. bal o coeficiente ‘K’, cuya definición, que se establece en el Anejo Terminología, lo identifica como el La compacidad, definida como la relación entre el voluvalor medio del coeficiente de transmisión de calor men encerrado por la envolvente térmica del edificio y la para la superficie de intercambio térmico de la envolsuma de las superficies de intercambio térmico con el vente, expresándose en W/m 2 ·K. aire exterior o el terreno (m 3 /m 2 ), aparece en la limitación del coeficiente ‘K’ y supone que el diseño arquitectónico del edificio debe ser cuidadoso con este parámetro de cara a alcanzar las condiciones de edificio de consumo casi nulo. Una compacidad alta, en condiciones de invierno, para un uso y estimación de cargas térmicas norma les, favorecería las condiFigura 1. Comparativa en la transmitancia térmica máxima de muros entre DB HE 2013 y 2019. ciones de diseño eficiente.
Diseñar y proyectar adecuadamente las luces y sombras que se manifiestan en las ventanas es controlar el diseño pasivo que se requiere en la nueva arquitectura.
El control de la permeabilidad del aire de la envolvente térmica es otro de los indicadores de calidad mínima de la envolvente. Esto obliga a un cuidado diseño de los sistemas constructivos que definen la envolvente para mejorar la estanqueidad de puertas, ventanas y cerramientos opacos.
Control solar
Otra novedad que recoge el nuevo documento, e indicador de calidad mínima de la envolvente, es el control solar ( q sol;jul ), en kWh/m 2 ·mes, entendiéndose como la relación entre las ganancias solares para el mes de julio de los huecos pertenecientes a la envolvente térmica con sus protecciones solares móviles activadas y la superficie útil de los espacios incluidos dentro de la envolvente térmica. La limi tación se regula tanto para edificios con uso residencial privado como para otros usos. Este indicador de calidad lo que pretende es limitar o bloquear las captaciones solares en el edificio durante el periodo estival mediante la activación total de los dispositivos de sombra móvil, o lo que es lo mismo, garantizar cierto nivel de protección solar en el periodo cálido. La norma UNE-EN 14501 ofrece un rango orientativo de la eficacia de la protección solar del elemento acristalado, tal y como se indica en la tabla 1. En este sentido, la ventana se convierte en un elemento de diseño fundamental, ya que ofrece, entre otras cosas, iluminación, ventilación, ganancias solares, sombras y transparencias. Diseñar y proyectar adecuadamente las luces y sombras que se manifiestan en las ventanas es controlar el diseño pasivo que se requiere en la nueva arquitectura. PROTECCIÓN SOLAR. Otra novedad que recoge el nuevo documento, e indicador de calidad mínima de la envolvente, es el control solar, que lo que pretende es limitar o bloquear las captaciones solares en el edificio durante el periodo estival mediante la activación total de los dispositivos de sombra móvil
El coeficiente ‘K’ (aislamiento), el control de la ventilación (permeabilidad) y el correcto diseño de la ventana, relacionado con la minimización de pérdidas energéticas mediante una adecuada transmitancia térmica, la maximización de las ganancias solares en el periodo frío y el control de sombras (q sol;jul ) son las claves del diseño pasivo y control de las calidades mínimas de la envolvente de edificios de consumo casi nulo.
Principios de las tres ‘R’
Desde el punto de vista de la sostenibilidad, el hueco de ventana debe guiarse por los principios de las tres ‘R’: reducir, reciclar y recuperar. ‘Reducir’ las emisiones de CO 2 , minimizando pérdidas energéticas, aportando energía gratuita y disminuyendo las captaciones solares en verano; ‘reciclar’ el desarrollo tecnológico alcanzado por las empresas del sector contribuye a la mayor reciclabilidad de los materiales que componen la ventana; y, finalmente, ‘recuperar’, ya que al final de la vida útil de la misma se pueden recuperar e integrar componentes en otros sistemas constructivos. Mejorar el confort de los espacios delimitados por la envolvente térmica es otro de los objetivos de sostenibilidad en los que se enmarca el desarrollo del nuevo reglamento. La sostenibilidad y el análisis del ciclo de vida de los componentes de la envolvente térmica se convierte en el nuevo laboratorio de estudio e investigación, que en colaboración con universidades y centros de investigación ya están acometiendo los fabricantes, para lograr con ello la reducción, entre otros indicadores, de las emisiones de CO 2 , del consumo de agua o de la producción residuos durante la fase de extracción de las materias primas, transporte, fabricación de los componentes, construcción, fase de uso del mismo, mantenimiento, demolición o desmontaje y final de vida.
PROYECTO SINGULAR
UN TRAJE SOSTENIBLE ‘A MEDIDA’ DEL SER HUMANO Y DE SU ENTORNO
Inaugurado a finales del año pasado para el curso 2019-2020, el nuevo campus universitario de la Universidad Loyola, situado en Dos Hermanas (Sevilla) y diseñado por luis vidal + arquitectos, se proyectó con el objetivo de conseguir espacios cómodos y agradables que favorecieran la comunidad universitaria y la actividad académica. Estos valores han sido claves para hacer realidad el primer campus integrado 5G del mundo, que además es energéticamente eficiente y se alza como referente medioambiental al haber sido también el primero en ser reconocido con el certificado medioambiental Leed Platino, gracias a su fuerte apuesta por la sostenibilidad íntegra de todo el complejo. / FOTOS: VÍCTOR SÁJARA
El nuevo campus se erige sobre cinco conceptos claves que lo sitúan a la vanguardia como centro universitario del siglo XXI: tecnológico, accesible, sostenible, responsable y que toma al ser humano como medida. De esta forma se ratifica la proyección de la institución a través de un campus que está llamado a convertirse en referente internacional como modelo de centro educativo. Como explican los arquitectos responsables del proyecto, “el diseño comienza con un estudio ‘glocal’ (pensar en global y actuar atendiendo las necesidades y costumbres locales) que aporta a la comunidad lo mejor de ambos mundos, buscando dar una respuesta integral a las necesidades de la universidad”. Así, se toman en consideración la arquitectura tradicional de la zona y un exhaustivo análisis de la luz,
Tras una profunda labor de análisis, el proyecto de luis vidal + arquitectos ofrece una respuesta integral a las necesidades de la universidad.
creando espacios que aprovechen la luz natural al máximo posible, sin que ésta resulte molesta, a la par que se busca el encuentro entre la comunidad universitaria en una plaza central que, inspirada en las tradicionales plazas y patios andaluces, se convierte en el corazón del proyecto. Inspiradas en los campus integrados norteamericanos, las instalaciones del complejo están concebidas para crear entornos que favorezcan los procesos de aprendizaje e investigación y facilitar, en suma, la vida universitaria.
Tres pilares para una respuesta integral
Tras una profunda labor de análisis a múltiples niveles (funcional, medioambiental y programático), el proyecto desarrollado por luis vidal + arquitectos ofrece un marco a la altura de la aspiración de convertirse en el primer campus 5G del mundo y dar una respuesta integral a las necesidades de la universidad: la noción de comunidad, la necesidad de flexibilidad y la apuesta por la sostenibilidad. • Comunidad. La estructura del campus responde a los principios inspiradores de la institución, que promueve la educación de personas para la sociedad, insistiendo no solo en la formación académica y personal, sino en el ámbito espiritual. Precisamente, el desarrollo personal y el espiritual están en el corazón de la propuesta arquitectónica, representados simbólicamente en el eje longitudinal que recorre el campus, identificado con el conocimiento. En este eje es donde se ubican espacios comunes (administración, cafetería, laboratorios) y aularios. En el eje transversal, que remite al desarrollo humano y de relación social, se sitúan la biblioteca y la capilla, entre otras dependencias.
DISTINTOS ESPACIOS Y ELEMENTOS DENTRO DEL CAMPUS
EJE CONECTOR
Las piezas quedan organizadas en la parcela mediante un eje Norte-Sur, que conecta desde la Fase 1 la zona deportiva con la pieza principal de aulario y la plaza. A medida que se incorpora el programa de las fases sucesivas, este eje se va poblando de forma concéntrica hacia los polos de la parcela, conquistando zonas cada vez más alejadas del “motor” de la universidad, la plaza y edificios principales. Un eje que ordena una parcela con quiebro, que organiza el crecimiento futuro, que da sentido a la circulación interna, que ofrece una secuencia especial y que asegura un flujo de actividad continuado.
PLAZA MOTOR
Se trata de un espacio enfrentado al edificio principal y concebido como corazón de la universidad y cruce de caminos. La plaza limita la intervención de la Fase 1 y genera el espacio de expresión en el que se apoyarán los aularios de las fases sucesivas, conformando el “Eje del Conocimiento”. Por otro lado, enmarcando la plaza se sitúan la biblioteca y la capilla, como edificios independientes que originan el “Eje Humano”. Ambos ejes se cruzan en la plaza, volcando a ella tanto los aularios como los servicios generales y comunes.
PLAZAS INVIERNO-VERANO
La disposición de los aularios escalonados genera plazas en los accesos a los edificios. En verano se benefician del autosombreamiento de las piezas, generando espacios de calidad protegidos del sol de oeste por la tarde, el más perjudicial en esta época del año. El objetivo es, mediante la presencia de agua, estimular corrientes de aire que, gracias al sombreamiento, atemperen la sensación térmica y generen un microclima de cierto confort durante épocas prolongadas del año. En invierno, el recorte en planta de las piezas de aulario crea unas “plazas de invierno” que reciben la radiación en ángulo bajo de esa parte del año, estando asimismo a resguardo de los vientos predominantes durante la estación invernal.
Para impedir ganancias excesivas de calor a través de las fachadas, se ha optado por efectuar un control del soleamiento a través de velas y voladizos.
En una clara apuesta por un paisajismo responsable, se ha restaurado la vegetación de la parcela con especies autóctonas o adaptadas de forma consistente con el clima local.
CARACTERÍSTICAS DE LOS EDIFICIOS
El campus de la Universidad Loyola cuenta con una superficie
de parcela de 37.683 m 2 y una superficie urbanizada de casi
29.000 m 2 repartidos entre el edificio principal, edificio deportivo, biblioteca, vestuario de pádel, edificio de acceso y capilla.
El edificio principal cuenta con 24.629 m 2 repartidos en tres plantas sobre rasante (16,11 m de altura) y una planta sótano (4,62 m de altura). En la fase 1, el campus tendrá la capacidad para 2.500 personas, entre alumnos y personal. Los edificios están ubicados alrededor de la plaza motor, completamente urbanizada, así como espacios ajardinados. Dentro de la parcela, también se encuentra una zona de parking.
� Edificio principal: 24.629,34 m 2 � Edificio deportivo: 964,07 m 2 � Biblioteca: 2.430,19 m 2 � Vestuarios de pádel: 263,20 m 2 � Edificio de acceso: 48,46 m 2 � Capilla: 650,58 m 2
Por lo que respecta a la utilización de materiales en el proyecto cabe destacar:
� Hormigón total: 15.388 m 3 � Acero corrugado pasivo total: 1.140.157 kg
� Acero activo postesado total: 446.410 kg
� Encofrado de madera total: 41.974 m 2
� Acero laminado total: 354.482 kg En la intersección entre ambos ejes se abre una enorme plaza que es el corazón de la universidad y su verdadero motor, como gran espacio de encuentro para las relaciones humanas. Esta plaza ha quedado activa ya en la primera fase del proyecto y permanecerá inmutable durante todas las intervenciones o crecimientos posteriores. Como se recoge en la memoria descriptiva del proyecto, “el diseño de esta gran plaza, que comparte las dimensiones de las grandes plazas que se encuentran en Sevilla y Córdoba, supone una relectura de la arquitectura tradicional andaluza que concibe estos espacios como un núcleo social de encuentro en las ciudades”. • Flexibilidad. El nuevo campus está concebido como un traje ‘a medida’ que se adapta a las necesidades de la universidad, con capacidad para ampliarse, modificarse y extenderse según las necesidades presentes y futuras. Los primeros análisis del proyecto diagnosticaron la existencia de una parcela y programa exigentes, un clima agresivo y unas condiciones de faseado complicadas. Por tanto, la respuesta a estos retos se basó en una estrategia de concentración: pocos edificios, eficientes y optimizados, a lo largo de un eje. La densificación programática permitió concentrar en una primera fase todo el programa de aularios, laboratorios, servicios generales y espacios comunes (cafetería y salón de actos) en una única pieza. Así se optimizaron al máximo los recursos, evitando la duplicación del programa y concentrando todos los usos de funcionamiento interno del campus en un solo edificio: “De esta manera, desde el día uno, la universidad adquiere sentido, sin alterar ni su funcionamiento ni su razón de ser durante las futuras fases de crecimiento”, explican desde luis vidal + arquitectos.
Además, gracias a la concentración de la edificación, se han dejado libres ciertas partes de la parcela como recurso flexible para la ocupación futura. Estas zonas libres están localizadas de forma intencionada para poder acometer un crecimiento longitudinal de los aularios, si fuera necesario, así como la reubicación de usos y programas. • Sostenibilidad. Como rasgo propio del ADN que identifica luis vidal + arquitectos, la sostenibilidad ha sido el hilo conductor del procedimiento proyectual. Mediante un profundo análisis de las condiciones existentes, las tipologías disponibles, los recursos necesarios y los impactos futuros del proyecto se ha desarrollado una respuesta óptima y eficiente. Esta fuerte apuesta por la sostenibilidad íntegra de todo el complejo es la razón por la que el primer campus integrado 5G del mundo haya conseguido también ser el primero en conseguir una certificación medioambiental Leed Platino. Esta apuesta por la sostenibilidad se ha materializado en numerosas medidas: � En lo que respecta a los materiales, cabe destacar que más del 20% de los materiales del edificio provienen de usos anteriores, y más del 30% tienen extracción y producción a menos de 800 km, evi
tando o minorando así de forma importante los perjuicios medioambientales inherentes a los grandes desplazamientos de material y apostando en todo caso por una correcta gestión de los residuos de construcción. Otro aspecto que se ha tenido en cuenta es el origen renovable de los materiales. En este sentido, un mínimo del 2,5% de los materiales utilizados en la
El desarrollo personal y el espiritual están en el corazón de la propuesta arquitectónica, representados simbólicamente en el eje longitudinal que recorre el campus.
Inspiradas en los campus integrados norteamericanos, las instalaciones del complejo están concebidas para crear entornos que favorezcan los procesos de aprendizaje e investigación.
En la selección de materiales se priorizó que fueran de baja emisión en el diseño interior para reducir la huella medioambiental de las instalaciones y favorecer la calidad del ambiente interior.
El proyecto crea espacios que aprovechen la luz natural al máximo posible, sin que ésta resulte molesta, a la par que se busca el encuentro entre la comunidad universitaria.
obra, principalmente el bambú y el linóleo empleado en suelos, son materiales cuyo periodo de renovación es inferior a un año, con los beneficios medioambientales que produce, reduciendo así el agotamiento de las especies vegetales, deforestación y desertificación del planeta. Además, en la selección de materiales se priorizó que fueran de baja emisión en el diseño interior, apostando por materiales con bajos niveles de COVs (componentes orgánicos volátiles) para reducir la huella medioambiental de las instalaciones y favorecer la calidad del ambiente interior, que se ha reforzado con otro tipo de medidas, como la incorporación de grandes felpudos al diseño de los accesos al edificio principal para realizar un primer filtrado de sustancias nocivas que pueden provenir del exterior. � En cuanto a las medidas de eficiencia energética destacan, entre otras, la adecuada orientación del edificio -principalmente Norte y Sur- y el control del soleamiento (velas, voladizos) para impedir ganancias excesivas de calor a través de las fachadas; la envolvente del edificio (cubiertas, fachadas, ventanas) está muy cuidada para minimizar las ganancias y pérdidas energéticas excesivas; los colores de los materiales de cubierta son reflectantes, para evitar la acumulación del calor recibido por radiación; y la instalación de paneles fotovoltaicos con una producción máxima de 150 KWp, lo que supone una disminución del consumo energético neto del edificio. � Asimismo, en el uso eficiente del agua, destaca la construcción de un aljibe para la implantación de un sistema de recuperación parcial de aguas grises para el uso en inodoros, además de la correcta gestión del agua de lluvia en la parcela y la cuidadosa selección de griferías adecuadas, sistemas de temporización y doble descarga en los aparatos sanitarios, que contribuyan a reducir considerablemente el uso del agua. � Por otro lado, en una clara apuesta por un paisajismo responsable, se ha restaurado la vegetación de la parcela con especies autóctonas o adaptadas de forma consistente con el clima local, lo que redunda en menos riesgos para flora local existente, menos consumo de agua y mejor tasa de supervivencia de las especies implantadas. Las zonas ajardinadas ocupan 12.100 m 2 , donde se han plantado 173 ejemplares de 14 especies distintas de árboles y 41.736 ejemplares de 63 especies distintas de arbustos vivaces y tapizantes. � Por último, cabe destacar que el diseño del complejo incentiva los desplazamientos a pie, tanto por el interior como por el exterior del edificio. Esto se consigue con el propio diseño del paisajismo, el protagonismo de las escaleras o la generación de itinerarios interiores agradables. En conjunto, las medidas implementadas suponen que el edificio consume alrededor de un 40% menos de energía de lo que consume un edificio similar que simplemente cumpliera la normativa vigente.
