Construcción Passivhaus Mediterráneo (Tesis Máster)

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA Máster Universitario en Tecnología Energética para el Desarrollo Sostenible

AUTORA SARA FERRERAS SANCHO. Arquitecta.

TESIS DE MÁSTER ESTUDIO, DISEÑO Y ANÁLISIS MEDIANTE SIMULACIÓN ENERGÉTICA DE UN EDIFICIO TERCIARIO TIPO HOTEL CON CRITERIOS PASSIVHAUS. DESARROLLO DE UNA PROPUESTA DE ESTÁNDAR PASSIVHAUS ADAPTADO AL CLIMA MEDITERRÁNEO. TUTOR RAFAEL ROYO PASTOR. SEPTIEMBRE 2013 VALENCIA

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA Máster Universitario en Tecnología Energética para el Desarrollo Sostenible

AUTORA SARA FERRERAS SANCHO. Arquitecta.

TESIS DE MÁSTER ESTUDIO, DISEÑO Y ANÁLISIS MEDIANTE SIMULACIÓN ENERGÉTICA DE UN EDIFICIO TERCIARIO TIPO HOTEL CON CRITERIOS PASSIVHAUS. DESARROLLO DE UNA PROPUESTA DE ESTÁNDAR PASSIVHAUS ADAPTADO AL CLIMA MEDITERRÁNEO. TUTOR RAFAEL ROYO PASTOR. SEPTIEMBRE 2013 VALENCIA

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INDICE Capítulo 1 1.1. Introducción 1.2. Interés del tema propuesto.

1.3. Objetivos 1.4. Estructura

06 07 09 10 11

Capítulo 2 2.1.Justificación de la metodología de estudio y análisis.

2.2. Metodología 2.3. Cálculo. Motor de simulación.

2.4. Obtención y análisis de resultados.

12 13 14 14 14

Capítulo 3 3.1. Estado de la cuestión.

3.2. Fundamentación teórica.

3.3. Viabilidad y oportunidad del estándar Passivhaus en España 3.4. Conceptos relacionados 3.5. Reflexión

15 16 18 20 21 23

Capítulo 4 4.1. El edificio. Volumen y programa de necesidades.

4.2. Concepción bioclimática. Orientación y distribución.

4.3. Solución constructiva.

4.4. Definición del edificio. Planos y detalles constructivos.

24 25 26 27 30

Capítulo 5 5.1. Parámetros Simulación 5.2. Situación y clima 5.3. Horarios 5.4. Elementos constructivos de las superficies 5.5. Zonas térmicas y Superficies 5.6. Cargas Internas 5.7. Infiltraciones 5.8. Diseño sistema climatización HVAC

33 34 34 35 37 38 39 40 41

Capítulo 6 6.1. Estudio de la influencia del porcentaje de superficie acristalada de la envolvente.

6.2. Estudio de la influencia de la tasa de infiltraciones en el consumo energético del edificio.

6.3. Estudio de la influencia del incremento de espesor del material aislante de la envolvente.

6.4. Estudio de la influencia de la instalación de distintos tipos de vidrios y conductividad.

6.5. Optimización del diseño y las soluciones constructivas para la reducción del consumo energético

42 43 50 57 66 69

Capítulo 7 7.1. Conclusiones respecto a la metodología de cálculo.

7.2. Conclusiones. Propuesta de estándar.

7.3 Comentarios finales

74 75 78 82

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Figuras Figura 1.1. Mapa indicativo de las regiones Biogeográficas de Europa. Fuente: EEA 2006/ National responsibilities for conserving habitats, a freely scalable method.

Figura 2.1. Zonas climáticas de Europa. Clasificación según Metzger. Fuente: A climatic stratification of the environment of Europe. 2005 Figura 2.2. Zonas climáticas en la Península Ibérica. Clasificación según Metzger. Fuente: A climatic stratification of the environment of Europe. 2005 Figura 3.1. Ratios de ganancias y pérdidas según tipo de construcción.

Figura 3.2. Vivienda certificada Passivhaus en Roncal (Navarra). Arquitecto: Wolfgang Berger Figura 3.3. Vivienda certificada Passivhaus en Lleida (Cataluña). Arquitecto: Josep Bunyesc Figura 5.1. Parámetros del clima asignado a la localidad de Valencia .Fuente: AS HRAE Figura 5.2. Parámetros del clima asignado a la localidad de Berlín. Fuente: ASHRAE Figura 5.1. Sección constructiva de la envolvente. Fuente: Autora.

Figura 6.1. Porcentaje de radiación solar directa recibida en las distintas superficies acristaladas para el edificio situado en la localidad de Valencia.

Figura 6.2. Ratios de demanda energética según diferentes porcentajes de superficie acristalada para el edificio situado en la localidad de Valencia.

Figura 6.3. Ganancias y pérdidas a través de los acristalamientos según el porcentaje de superficie acristalada para el edificio situado en la localidad de Valencia.

Figura 6.4. Ganancias y pérdidas a través de los acristalamientos para cada zona correspondiente al caso de 17% de superficie acristalada para el edificio situado en la localidad de Valencia.

Figura 6.5. Ganancias y pérdidas a través de los acristalamientos para cada zona correspondiente al caso de 17% de superficie acristalada para el edificio situado en la localidad de Berlín.

Figura 6.6. Esquema de funcionamiento de un test Bloweer Door con la soplante y las distintas posibles entradas de aire no controlado. Fuente: Neo Habitat Reform S.L. Figura 6.7. Imagen termográfica de la soplante de un test Bloweer Door. Fuente: Ventaclim, fabricante de ventanas.

Figura 6.8. Imágenes termográficas de infiltraciones en juntas, ventanas y puertas. Fuente: TermaGraf. Blog sobre Termografía y sus aplicaciones.

Figura 6.9. Ratios de demanda energética según tasa de infiltraciones para el edificio situado en la localidad de Valencia.

Figura 6.10. Demanda energética según tasa de infiltraciones para el edificio situado en la localidad de Valencia.

Figura 6.11. Demanda energética para una tasa de infiltraciones de 0,8 renovaciones por hora para el edificio situado en la localidad de Valencia.

Figura 6.12. Tipos de aislante térmicos según conductividad. Fuente: Detail Green.2011.

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Figura 6.13. Ratios de demanda energética con diferentes espesores de aislamiento en la envolvente para el edificio situado en la localidad de Valencia.

Figura 6.14. Ratios de demanda energética con diferentes espesores de aislamiento en la envolvente para el edificio situado en la localidad de Berlín.

Figura 6.15. Demanda de climatización (refrigeración y calefacción) requeridos con diferentes espesores de aislamiento en la envolvente para el edificio situado en la localidad de Valencia.

Figura 6.16. Demanda de climatización (refrigeración y calefacción) requeridos con diferentes espesores de aislamiento en la envolvente para el edificio situado en la localidad de Berlín.

Figura 6.17. Ratios de demanda energética con diferentes espesores de aislamiento en la envolvente para el edificio situado en la localidad de Valencia.

Figura 6.18. Ratios de demanda energética con diferentes espesores de aislamiento en la envolvente para el edificio situado en la localidad de Berlín.

Figura 6.19. Ratios de demanda energética con diferentes tipos de acristalamiento para el edificio situado en la localidad de Valencia.

Figura 6.20. Ratios de demanda energética con diferentes tipos de acristalamiento para el edificio situado en la localidad de Berlín.

Figura 6.21. Demanda de climatización (refrigeración y calefacción) requeridos en cada una de las zonas térmicas para el edificio situado en la localidad de Valencia. Acristalamiento Tipo B con U= 2,5W/m2K Figura 6.22. Demanda de climatización (refrigeración y calefacción) requeridos en cada una de las zonas térmicas para el edificio situado en la localidad de Berlín. Acristalamiento Tipo C con U= 1,6W/m2K Figura 6.23. Evolución de la demanda tras la aplicación de las modificaciones para el edificio situado en la localidad de Valencia. Caso 0 (sin modificaciones) Caso 1 (con modificaciones).

Figura 6.24. Evolución de la demanda tras la aplicación de las modificaciones para el edificio situado en la localidad de Berlín. Caso 0 (sin modificaciones) Caso 1 (con modificaciones).

Figura 6.25. Evolución del ratio de demanda tras la aplicación de las modificaciones para el edificio situado en la localidad de Valencia. Caso 0 (sin modificaciones) Caso 1 (con modificaciones).

Figura 6.26. Evolución del ratio de demanda tras la aplicación de las modificaciones para el edificio situado en la localidad de Berlín. Caso 0 (sin modificaciones) Caso 1 (con modificaciones).

Figura 7.1. Pérdidas térmicas. Las mayores son las debidas a la conducción, ventilación e infiltración.

Figura 7.2. Ganancias térmicas de calor sensible y latente. Fuente: Kiel Moe, Thermally Active Surfaces: Physiology and Thermodynamics.

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CAPITULO 1 INTRODUCCIÓN En el siguiente capítulo se exponen las razones por las cuales el tema tratado en la presente Tesis de Máster resulta de interés y supone una aportación a una cuestión relevante.

Se exponen los objetivos que persigue el trabajo así como la estructura del mismo y el contenido de cada uno de los capítulos en que se ha dividido.

Capítulo 1 1.1. Introducción 1.2. Interés del tema propuesto.

1.3. Objetivos 1.4. Estructura

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Capitulo 1.

1.1 Introducción La disponibilidad de energía suficiente es una cuestión esencial para el desarrollo de la Humanidad y constituye actualmente un problema esencial para todas las naciones, desde las más ricas hasta las más pobres. Abordar este problema exige el desarrollo de nuevos sistemas de generación, la optimización de los métodos de distribución de los productos energéticos y el uso racional y eficiente de los mismos.

La sociedad se encuentra en un crisis y esta no es sólo económica. Existe la necesidad de cambiar modelos económicos y modelos energéticos, de hacer frente al deterioro del medio ambiente para así avanzar hacia un modelo energético sostenible.Solo así será posible satisfacer las necesidades energéticas de los habitantes protegiendo el medio ambiente y garantizando a su vez que los habitantes del futuro puedan satisfacer las suyas. Ese gran cambio necesario ha de partir de un mejor conocimiento sobre cómo hacemos las cosas, cómo construimos para habitar y cómo aprovechamos la energía del sol.

Actualmente el sector de la edificación representa el 40% del consumo energético de la UE y del 36% de emisiones de CO2.El 70% de ese consumo energético residencial se corresponde con los sistemas de climatización y producción de agua caliente sanitaria. Por este motivo, se considera cada vez más relevante minimizar las pérdidas térmicas a través de la envolvente de las edificaciones garantizando un alto grado de confort a sus habitantes.

La aprobación de la Directiva 2010/31/UE sobre Eficiencia Energética en Edificios va a suponer, sin duda, un cambio de modelo en el sector de la construcción donde la reducción de la demanda energética y el uso de las energías renovables, pasarán a ser los ejes motores principales de cualquier proyecto de edificación influyendo notablemente en la toma de decisiones económicas, sociales y medioambientales. Así, la nueva directiva europea establece que a partir del 31 de diciembre de 2020 todos los edificios de la UE deben ser de consumo de energía casi nulo, y antes, en el 2018, los edificios públicos.

La eficiencia energética es un pilar clave que admite todavía mucha investigación y una mejora no sólo deseable sino necesaria. Y aquí es donde entra la arquitectura, pues eficiencia energética y arquitectura van íntimamente ligados.

El escenario futuro es aquel donde una buena arquitectura enlaza la estética del edificio con la creación de ambientes y espacios interiores y exteriores, llegando a generar microclimas, que aumentan el bienestar y confort de sus usuarios, unido todo ello a conceptos energéticos para el verano y el invierno, que reducen el consumo energéticos a niveles mínimos.

Es por tanto el momento de unir desde el origen la arquitectura e ingeniería y proyectar con conciencia y responsabilidad teniendo en cuenta no sólo el producto final (edificación) sino también su mantenimiento y necesidad de energía a lo largo de toda su vida útil.

Planteo esta Tesis de Máster como la íntima unión de mi formación como arquitecta y el conocimiento adquirido en el Máster en Tecnologías Energéticas para el Desarrollo Sostenible de la Escuela de Ingenieros Industriales. Porque es el momento, ahora, de considerar ambas ramas una sola y de extraer de dicha unión la manera de hacer para conseguir ese desarrollo sostenible del cual llevamos años hablando y que cada vez se muestra menos conciliable con nuestros ritmos, maneras de construir y políticas actuales.

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Capitulo 1.

El objetivo de este trabajo es por tanto investigar y desarrollar el estándar de Passivhaus para el clima Mediterráneo aplicable en una importante cantidad de edificación construida bajo las benignas condiciones de este clima en España. Esta investigación tratará de descubrir la viabilidad técnica y el potencial de una manera de construir que ya ha tenido importante desarrollo en países como Alemania, Austria y Suiza donde este concepto ha calado hasta presentarse como un producto atractivo comercialmente y en ciertos lugares un estándar de obligado cumplimiento bajo normativas locales. En Dinamarca, con un clima extremo, la construcción de Passivhaus ha crecido notablemente con promociones que levantaron gran interés y fueron exitosamente promovidas y vendidas.

La situación del sector de la construcción en el país es la misma que la de su economía, existe una importante crisis que requiere de innovación para reactivar el desarrollo y generar empleo. Ante una crisis existe una oportunidad, la de ofrecer nuevos incentivos para el sector de la construcción generando interés por el concepto de la edificación pasiva. El conocimiento de esta “edificación del futuro” es todavía limitado del mismo modo que en otros países europeos lo fue en su momento. La construcción de cada vez un mayor número de este tipo de edificación en Europa nos ofrece una muestra para concienciar a la industria de la construcción y a los habitantes de que ese es el camino a seguir.

Además de los ahorros energéticos y nuevas soluciones constructivas es necesario integrar en la comprensión de las edificaciones Passivhaus aspectos como la arquitectura, el modo de vida y las necesidades del futuro.

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Capitulo 1.

1.2. Interés del tema propuesto Según menciona el Passive House Institute en su apartado de “Criterios para la certificación de edificios residenciales y no residenciales como edificio Passive House ;“Estos criterios son adaptados específicamente a las condiciones de climas fríos (Central Europe) y puede resultar necesario que sean revisados para climas diferentes. La definición Passive House dada no se ve afectada” El interés por desarrollar un estándar Passivhaus con unos criterios adaptados al clima mediterráneo subyace principalmente en la importancia en términos cuantitativos de la edificación en todo el territorio que posee este clima benigno. Si la concentración de la población y por tanto de la edificación asociada es tan elevada en todo el área litoral tanto en España como en el sur de Europa la oportunidad de que los cambios en la manera de construir tengan efectos notorios en el consumo energético es potencialmente enorme.

Para entender la magnitud del posible calado de una implantación del criterio estándar Passivhaus en la Europa que posee clima mediterráneo hemos de diferenciar primero las distintas climatologías presentes en Europa. Según Metzger (1) existen en Europa 13 zonas climáticas de las cuales tres son derivadas del clima mediterráneo; Mediterranean Mountains, Mediterranean North y Mediterranean South. El clima más suave presente en el litoral este y sur español es el “Mediterráneo Sur” mientras que el clima que se extiende por una mayor area del país es el “Mediterráneo Norte”. A pesar de que la extensión en términos de superficie no es la mayor para el “Mediterráneo Sur” si que lo es en términos de población y es por ello que en el presente trabajo se estudia concretamente la edificación sometida a unas condiciones correspondientes a dicho clima.

En España la población se concentra en la franja más próxima al litoral, más del 60 % de la población se localiza a menos de 50 km de la costa. Con la excepción de Madrid y Zaragoza, en el interior peninsular se da una escasa densidad de población. Este fenómeno se debe entre otros factores a que a partir de los años 60 se produjera un importante éxodo rural desde las zonas interiores hacia las zonas más dinámicas de la periferia, también impulsadas por el desarrollo turístico. Además la altitud, la irregularidad orográfica y el clima extremo de gran parte del interior de la península favorece la menor densidad de población de esta zona.

En las comunidades autónomas costeras habita casi el 70 % de la población española, concentrándose en menos de la mitad del territorio nacional. En los municipios litorales reside un tercio del total, lo que da lugar a una densidad de población de 438 habitantes por km2, multiplicando prácticamente por cinco la media nacional.Estas cifras nos muestran el claro potencial que tiene una actuación sobre la edificación del litoral y en concreto sobre aquella situada en zonas bajo las condiciones del clima Mediterráneo Sur.

Figura 1.1. Mapa indicativo de las regiones Biogeográficas de Europa.

Fuente: EEA 2006/ National responsibilities for conserving habitats, a freely scalable method.

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Capitulo 1.

1.3 .Objetivos Desarrollar la adaptación del conjunto de criterios que suponen la certificación de un edificio como Passivhaus al clima mediterráneo.

Investigar como deben ser modificados los principios actuales de diseño para tener en cuenta los mayores niveles de radiación solar en los países del sur de Europa, cuyos efectos son una reducción de las cargas de calefacción en invierno y un aumento de los problemas de refrigeración en verano.

Objetivos específicos.

- Definir el concepto Passivhaus, su evolución y actual relevancia así como la necesidad de la adaptación del mismo en los países del sur de Europa. Estudiar el clima mediterráneo y clasificar sus variaciones para extender el modelo de Passivhaus desarrollado con soluciones particulares para cada caso.

- Definir el contexto normativo europeo y nacional. Las perspectivas del futuro del estándar.

- Diseñar arquitectónicamente un edificio terciario y sus características técnicas teniendo en cuenta el clima y sus variaciones a lo largo de un año atendiendo a criterios energéticos. Definir constructivamente su envolvente.

- Definir para el modelo de edificio todas las características constructivas y aquellos parámetros que influyan en su consumo energético en climatización como son las cargas internas, caudales de renovación, etc. basado en los patrones de utilización previstos para un edificio de similar uso y características espaciales.

- Simular energéticamente el modelo de edificio diseñado para tal efecto con el software de cálculo Energyplus™ en dos climas diferentes; el clima Mediterráneo (Valencia) y el centroeuropeo (Berlín). Obtener de cada simulación un abanico de resultados extenso que permita la identificación de las causas formales y constructivas de los consumos energéticos en cada zona térmica. Clasificación de todas las superficies y fenestración.

- Estudiar la influencia del diseño de un edificio en el consumo energético. Analizar la influencia de la variación de la sección constructiva de la envolvente de un edificio en el consumo energético debido a climatización del mismo. Conocer la incidencia real de los factores que afectan al rendimiento energético de un edificio; forma, orientación, superficie acristalada, sección constructiva...

- Desarrollar y justificar un estándar de construcción Passivhaus para el clima mediterráneo con exigencias adaptadas al mismo en base a los resultados del estudio.

Para alcanzar estos objetivos se llevan a cabo distintos estudios a partir de una base teórica y el análisis de los resultados obtenidos en cada una de las simulaciones energéticas transitorias realizadas con el software Energyplus™ del modelo desarrollado para tal fin.

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Capitulo 1.

1.4. Estructura En el Capítulo 1 se exponen las razones por las cuales el tema tratado en la presente Tesis de Máster resulta de interés y supone una aportación a una cuestión relevante. Tras la exposición de los objetivos en el Capítulo 2 se define la metodología empleada, así como los resultados que se esperan obtener de las simulaciones energéticas y el tipo de estudio o tratamiento de los mismos que se pretende realizar para el cumplimiento de objetivos.

A lo largo del Capítulo 3 se realiza una discusión sobre el estado de la cuestión que nos ocupa tratada tanto a nivel internacional como europeo valorando después la viabilidad del desarrollo e implantación del estándar para el clima mediterráneo en el ámbito nacional. Se analizan las posibles barreras así como las oportunidades que puede suponer su aplicación en los sectores económico, constructivo y energético. Se exponen brevemente algunos conceptos relacionados con la construcción pasiva para delimitar el empleo del término al que hace referencia “Passivhaus” y aclarar cierta ambigüedad presente en la literatura actual disponible.

La influencia del diseño del edificio en el consumo energético es de una importancia determinante. Por esta razón el análisis de la introducción de mejoras o variaciones en la sección constructiva se realiza en un modelo de edificio diseñado para tal efecto. En el Capítulo 4 se describen las premisas iniciales del proyecto arquitectónico así como la forma, distribución y tipología constructiva resultante y su justificación.

En el Capítulo 5 se realiza una descripción de los inputs o variables de entrada definidos para la simulación energética del mismo edificio situado en las localidades de Valencia y Berlín. Aspectos como la construcción, los materiales, las cargas térmicas internas o las exteriores son especificadas en detalle en dicho apartado e introducidas bajo las mismas denominaciones empleadas en el programa de simulación.

La obtención de los resultados o outputs se desarrollará en el Capítulo 6 asociados estos a las diferentes simulaciones que estudian la influencia de cada uno de los factores influyentes en el consumo energético del edificio.

En el sexto Capítulo se exponen los casos de estudio de cada uno de los factores influyentes en la demanda energética del edificio para posteriormente realizar un análisis de los resultados obtenidos de cada una de las simulaciones, la evolución y las tendencias derivadas de los cambios en la construcción.

De los resultados obtenidos se valora la idoneidad de las variaciones constructivas en función de su influencia en el consumo energético en climatización del edificio para adoptarlas en posteriores simulaciones de manera secuencial hasta conseguir que el modelo cumpla unos criterios lo más cercanos posible a los valores establecidos por el estándar Passivhaus.

(1) M.J.Metzger, en su estudio climático “A climatic stratification of the environment of Europe” desarrollado mediante métodos estadísticos.

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CAPITULO 2 Tras la exposición de los objetivos previa justificación del interés del tema se define la metodología empleada, así como los resultados que se esperan obtener de las simulaciones energéticas y el tipo de estudio o tratamiento de los mismos que se pretende realizar para el cumplimiento de objetivos.

Capítulo 2 2.1.Justificación de la metodología de estudio y análisis.

2.2. Metodología 2.3. Cálculo. Motor de simulación.

2.4. Obtención y análisis de resultados.

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Capitulo 2.

2.1.Justificación de la metodología de estudio y análisis.

La elección de la localidad de Valencia, situada en el litoral este del país para la realización de la simulación energética del edificio viene dada por las razones expuestas anteriormente.

No obstante y teniendo en cuenta el origen del estándar Passivhaus y el mayor desarrollo del mismo en las climatologías de centro Europa se realizará todo el estudio de manera paralela en la localidad de Berlín por ser esta quizá la que mejor representa el clima bajo el cual el estándar ha tenido un mayor alcance.

La comparativa de las diferentes tipologías constructivas, diferentes espesores de aislamiento o tipos de vidrio entre las dos localidades permiten un entendimiento mayor del sentido con el que se han de realizar los cambios así como la magnitud del ahorro en consumo energético que son capaces de ofrecer. Se trata, al fin y al cabo, de llegar a una solución de compromiso entre una construcción técnica y económicamente viable y la persecución de un consumo energético bajo o muy bajo conseguido mediante su correcta aplicación.

Figura 2.1. Zonas climáticas de Europa. Clasificación según Metzger.

Fuente: A climatic stratification of the environment of Europe. 2005

Figura 2.2. Zonas climáticas en la Península Ibérica. Clasificación según Metzger.Fuente:Aclimaticstratification of the environment of Europe. 2005

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Capitulo 2.

2.2. Metodología Existen diversos sistemas capaces de generar unos resultados de demanda energética asociados a un edificio en concreto, como consecuencia de una normativa y métodos constructivos específicos de cada nación los sistemas extranjeros como el LEED norteamericano, el SolarBaum o el BEAM británico pueden generar diferentes resultados para un mismo caso (1). De hecho cada uno de los sistemas de certificación de cada país utiliza diferentes métodos de cálculo y representaciones de los valores de consumo energético.

Para el desarrollo de este trabajo se utiliza un modelo de simulación dinámica cuyos resultados responden a las condiciones reales de la manera más cercana posible para estimar las necesidades energéticas del edificio. Este procedimiento permite tomar en consideración el esperado comportamiento del usuario pues se definen hasta el máximo detalle niveles de ocupación asociados a horarios y actividades desarrolladas que definen la variabilidad de la carga interna del edificio a lo largo de un periodo de simulación de un año. Como se verá en los resultados esta carga interna “migratoria”, entre las diversas zonas del edificio y variable a lo largo de un día tipo, tiene gran influencia en las necesidades de climatización del edificio, por lo que no tenerla en cuenta o considerarla constante supondría la obtención de resultados teóricos alejados de la realidad.

2.3. Cálculo. Motor de simulación.

El programa de cálculo empleado que permite describir al detalle tanto la construcción del edificio como la evolución temporal de las cargas internas previstas es EnergyPlus™. Se trata de un programa de simulación energética de edificios del U.S. DOE (Departamento de Energía de EEUU) para el modelado y cálculo de calefacción, refrigeración, iluminación, ventilación y otros flujos energéticos. Se construye sobre las características de BLAST y DOE-2 a la vez que incorpora numerosas funcionalidades de simulación, integración en un cálculo simultáneo del balance zonal y la instalación, flujo multizona, confort térmico y sistemas fotovoltaicos entre otras.

Las detalladas simulaciones permiten tener en cuenta las influencias basadas en el comportamiento de los usuarios que no tienen otro métodos, para así, poder ofrecer un completo compendio de resultados esperables al trasladar el edificio a la realidad bajo las mismas condiciones.

2.4. Obtención y análisis de resultados.

El resultado que se pretende obtener de este trabajo es definir unos criterios de edificación Passivhaus, adaptados a una climatología diferente a la del lugar de origen de dicho concepto, a través del estudio comparativo de distintas estrategias aplicadas a un edificio diseñado con tal fin. Por ello se realizará todo el estudio de manera paralela en la localidad de Valencia y en la de Berlín por ser esta quizá la que mejor representa el clima bajo el cual el estándar ha tenido un mayor alcance.

La comparativa de las diferentes tipologías constructivas, diferentes espesores de aislamiento o tipos de vidrio entre las dos localidades permiten un entendimiento mayor del sentido con el que se han de realizar los cambios así como la magnitud del ahorro en consumo energético que son capaces de ofrecer. Se trata, al fin y al cabo, de llegar a una solución de compromiso entre una construcción técnica y económicamente viable y la persecución de un consumo energético bajo o muy bajo conseguido mediante su correcta aplicación.

Se pretende profundizar en las estrategias y las soluciones que contribuyen a la eficiencia energética de un edificio teniendo en cuenta la diferente aplicabilidad de las mismas según las condiciones climatologícas, recurriendo para ello a comparativas de cada medida o mejora introducida en el modelo.

(1) Thomas Auer es director general de Transsolar GmbH en Stuttgart.

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CAPITULO 3 En este capítulo se realiza una discusión sobre el estado de la cuestión que nos ocupa, tratada tanto a nivel internacional como europeo, valorando después la viabilidad del desarrollo e implantación del estándar para el clima mediterráneo en el ámbito nacional. Se analizan las posibles barreras así como las oportunidades que puede suponer su aplicación en los sectores económico, constructivo y energético.

Finalmente se exponen brevemente algunos conceptos relacionados con la construcción pasiva, para delimitar el empleo del término al que hace referencia “Passivhaus” y aclarar cierta ambigüedad presente en la literatura actual disponible.

Capítulo 3 3.1. Estado de la cuestión.

3.2. Fundamentación teórica.

3.3. Viabilidad y oportunidad del estándar Passivhaus en España 3.4. Conceptos relacionados 3.5. Reflexión

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Capitulo 3.

3.1. Estado de la cuestión.

Ante los ambiciosos objetivos europeos y nacionales en política energética para 2020 el sector de la construcción es quizá uno de los que más están en el punto de mira. Este sector es uno de los mayores consumidores de energía y contribuye enormemente al aumento de las emisiones de CO2 a la atmósfera.

Solo el parque residencial definirá el comportamiento energético del sector durante las próximas décadas.

Tal y como afirman los investigadores Meijer y Murphy (1) la importancia de la eficiencia económica y efectividad, a la hora de abordar un tejido edificado que fue erigido en su mayor parte antes de la introducción de los estándares energéticos más modestos, es por tanto admitida por todos. Sin embargo, el estudio del progreso hacia los objetivos de las políticas energéticas está dificultado por la falta de datos sobre el potencial de ahorro energético y los ahorros logrados a nivel europeo y nacional. Muchas predicciones parecen inconexas. Es más, según afirman “los instrumentos de aplicación de la política energética parecen no estar a la altura en cuanto a ganancias esperadas o la difusión deseada”. Es evidente el fracaso de la idea de que los Certificados de rendimiento energético europeos y españoles estén liderando un mercado de viviendas energéticamente eficientes, tal y como se pretendía en toda Europa con la introducción de esta “herramienta de política energética”. Además, los incentivos económicos ampliamente alabados en términos de atractivo financiero fracasan en el intento de estimular el esperado interés del consumidor.

El 40% del consumo total de energía en Europa se debe a sus 160 millones de edificios y 2/3 del consumo de esa energía en los edificios se utiliza para la calefacción y refrigeración. La crisis de la energía es también una amenaza estratégica y económica; la dependencia europea de fuentes de energías extranjeras aumentará del 50% al 70% durante los próximos veinte a treinta años. Alertados por las continuas subidas y fluctuaciones del precio del petróleo, la seguridad del suministro es la prioridad actual en la política energética.

Actualmente, los gastos ligados a la vivienda en Europa suponen entre 15 y un 30%. Construyendo mejor, con edificios más sostenibles, se reducirá este gasto por una disminución de los consumos en calefacción, acondicionamiento, ventilación, mantenimiento y renovación. Se estima que la falta de eficiencia energética en los edificios está costando a la Unión Europea 270 mil millones de euros cada año.

En este contexto se publica la Directiva Europea 2010/31/UE según la cual todos los estado miembros deberán tomar medidas para que a partir de 2020 todos los edificios de nueva planta sean de consumo de energía casi nulo mientras que dicha condición se adelanta a 2018 para los edificios públicos. Esta directiva aporta una definición ambigua de lo que es un “edificio de consumo de energía casi nulo” (Nearly ZeroEnergyBuilding) para que los distintos paises vayan personalizando su propia definición y lo adecuen a sus normativas en los escalones que consideren precisos.

Pero el edificio Passivhaus aporta una perspectiva a la que no estamos acostumbrados en España, pues no propone un acercamiento a la autosuficiencia energética mediante la integración de distintas energías renovables en las ineficientes construcciones actuales, sino simplemente construir intentando consumir la minima energía necesaria.

Ahora, más que nunca, parece ésta la mejor manera de ser sostenible energéticamente dadas las decisiones en forma de decretos que se están tomando sobre el campo de la autoproducción y el autoconsumo o la generación renovable de pequeña escala.

(1) Frits Meijer y Lorraine Murphy llevan a cabo investigaciones en políticas de instrumentos y aplicación de los procesos de investigación en el Instituto de Investigación OTB de la Universidad Técnica de Delft,

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Capitulo 3.

Passivhaus en Europa Han pasado más de 20 años desde que se terminó la primera construcción de tipo Passivhaus en Darmstadt, cerca de Frankfurt. Aquel proyecto demostró que una envolvente fuertemente aislada, con alta calidad de vidrios y marcos, junto a una ventilación con recuperador de calor combinada con la alta estanqueidad de la envolvente, aseguran un bajo consumo energético además de un alto confort térmico y una mejora de la salubridad del edificio. Desde entonces se han construido más de 33.000 edificios en toda Europa (según Passivhaus Institut Darmstadt), que siguen apostando por minimizar la demanda energética como primer paso para conseguir una reducción en el consumo energético global. La baja hipoteca energética de los edificios es, sin duda, una de las claves del futuro.

Se calcula que existen más de 1.060.000 m2 útiles construidos bajo el estándar Passivhaus y efectivamente documentados. Actualmente, incluso regiones como Voralberg (Austria) han hecho el estándar su norma y exigen que todos los nuevos bloques de viviendas estén realizados en estándar Passivhaus.

Figura 3.1. Ratios de ganancias y pérdidas según tipo de construcción.

Figura 3.2. Vivienda certificada Passivhaus en Roncal (Navarra).

Arquitecto: Wolfgang Berger Figura 3.3. Vivienda certificada Passivhaus en Lleida (Cataluña).

Arquitecto: Josep Bunyesc

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Capitulo 3.

3.2. Fundamentación teórica El estándar Passivhaus El estándar Passivhaus se formula oficialmente en 1988 por los profesores Bo Adamson, de la Universidad sueca de Lund, y Wolfgang Feist, del Instituto alemán de Edificación y Medio Ambiente. En 1990 se realiza el primer proyecto en estándar Passivhaus, 4 casas pareadas en Darmstadt-Kranichstein. En 1994 el Dr. Wolfgang Feist funda el Passivhaus Institut (PHI), en Darmstadt (Hessen, Alemania). Su objetivo fue demostrar que era posible crear una vivienda confortable con un consumo de energía relativamente bajo para el clima alemán a un coste razonable. Los mismos sistemas pasivos fueron aplicados más tarde en una segunda construcción en Groß-Umstadt.

El objetivo del estándar Passivhaus es ser energéticamente eficiente utilizando eficazmente los recursos existentes. El consumo energético es muy reducido mientras que el confort térmico es muy elevado.

Aplicándolo se consiguen reducciones de hasta un 90% de las necesidades energéticas para calefacción y refrigeración de los edificios. Las bases principales del estándar son: evitar las pérdidas de calor (principio pasivo) y optimizar las ganancias de calor (principio activo).

El estándar Passivhaus o Casa Pasiva es confundido en ocasiones con aproximaciones más genéricas a la arquitectura solar pasiva, con la que comparte algunos principios comunes. Lo que diferencia al estándar Passivhaus de otros conceptos genéricos es su capacidad para reducir la demanda máxima de calefacción para un espacio y el consumo primario de energía. Por esta razón puede considerarse al mismo tiempo una avanzada especificación de rendimiento energético y un concepto integrado de diseño de bajo consumo energético.

El estándar de Passivhaus se rige por los siguientes principios: Superaislamiento: Una buena envolvente térmica parte de la base de un buen aislamiento, con espesores que doblan e incluso triplican los utilizados tradicionalmente.

Eliminación de los puentes térmicos: Los puentes térmicos son aquellos puntos en los que la envolvente de un edificio se debilita debido a un cambio de su composición o al encuentro de distintos planos o elementos constructivos. Un correcto planteamiento en el diseño de un edificio, permite eliminar los puentes térmicos y minimizar, así, las pérdidas de energía.

Control de las filtraciones: Una planificada ejecución permite un control de las infiltraciones de aire indeseadas de tal forma que el edificio pueda ser calefactado mediante la ventilación mecánica con recuperación de calor, sin recurrir a ningún otro sistema.

Ventilación mecánica con recuperación de calor: El recuperador recoge el calor que transporte el aire interior y lo transfiere al aire fresco que se recoge en el exterior, atemperado, previamente filtrado y en perfectas condiciones higiénicas.

Lucernarios, claraboyas, ventanas y puertas de altas prestaciones: Las carpinterías son las zonas más débiles de la envolvente, es por ello que se deben seleccionar cuidadosamente los componentes constructivos para que dispongan de la alta calidad que permita un alto aislamiento térmico y que garanticen un alto grado hermético envolvente del edificio.

Optimización de las ganancias solares y de calor interior: El aprovechamiento de las ganancias de calor internas

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Capitulo 3.

generadas por las personas, los electrodomésticos y la iluminación forman parte del balance energético del edificio. De igual modo la protección en verano frente al exceso de radiación solar es imprescindible.

Modelización energética de ganancias y pérdidas: Ésta se realiza mediante un software específico: el PHPP (PassivHaus Planning Package). Se trata de un programa bastante sencillo e intuitivo basado en hojas Excel que se emplea para ajustar los cálculos térmicos a las características del estándar Passivhaus.

La vivienda Passivhaus o Casa Pasiva es un edificio diseñado para disfrutar de un mayor grado confort de las estancias que los que se obtienen en edificación común actual. Satisfactoriamente cálida en invierno y fresca en verano, rigurosamente aislada acústicamente del exterior y con una gran pureza del aire interior, constantemente renovado.

Criterios de evaluación para obtener la certificación Passivhaus: Un edificio Passivhaus puede certificarse si se cum plen los requisitos de calidad exigidos.

Calefacción: Demanda de calefacción total ≤15kWh/(m2año) o alternativamente: Carga de calefacción ≤10W/m2 Refrigeración: Demanda de refrigeración total ≤15kWh/(m2año) o alternativamente: Carga de refrigeración ≤10W/m2 y demanda de refrigeración ≤4kWh/(m2añoK) + 2.0, 3W/(m2añoK) .TGH -75 kWh/(m2a) pero no mayor de: 45kWh/(m2año) + 0.3W/(m2añoK) Energía primaria: Demanda de energía primaria para calefacción, refrigeración, agua caliente sanitaria, energía auxiliar, electricidad ≤120kWh/(m2año) Hermeticidad: Valor n50 en el test de presurización ≤0.6renov/hora.

Además de por su alta eficiencia energética, un edificio Passivhaus se caracteriza por el alto grado de bienestar de sus usuarios gracias a las condiciones óptimas de confort térmico y por su construcción sin defectos. Todos estos puntos tienen que ser resueltos para poder obtener el certificado. Para ello es necesario por regla general ventanas que se puedan abrir en todas las estancias habitables, niveles de frecuencia de sobrecalentamiento bajos (≤ 10% de las horas en un año arriba de los 25°C) y caudal de ventilación y temperatura regulable para los usuarios de cada vivienda.

Metodología de calculo Datos climáticos regionales adaptados al lugar. Las diferencias de altitud se corrigen en -0.6°C cada 100 m de altitud.

Datos climáticos del usuario: tienen que ser aprobados por el organismo certificador.

Condiciones interiores de temperatura en invierno: 20°C sin variaciones nocturnas.

Criterios de confort térmico según la normativa ISO 7720 Ganancias internas:2.1 W/m² siempre que el PHI no indique otros valores nacionales.

Ocupación de 35 m²/persona. Valores diferentes debidamente justificados entre 20-50m2/persona son admisibles.

Demanda de ACS: 25 litros / persona/días a 60°C siempre que el PHI no indique otros valores nacionales.

Caudal medio de aire de 20-30 m3/h por persona en una vivienda, con una renovación mínima de 0.3 en relación con la superficie de referencia energética y con una altura libre de 2.5 m.

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3.3.Viabilidad y oportunidad del estándar Passivhaus en España En España el estándar Passivhaus es todavía desconocido para muchos y sin embargo se presenta como el futuro estándar de construcción europeo pues cumple con este requisito de edificio de consumo “casi nulo” que será de obligado cumplimiento en pocos años. Actualmente ya es rentable construir en dicho estándar, no solo se amortiza económicamente sino que se respeta el medio ambiente reduciendo la demanda energética y por tanto las emisiones de CO2 mientras se gana en confort, tanto en verano como en invierno. Existen contados ejemplos de Passivhaus en el territorio español y se ha demostrado tanto su viabilidad económica como técnica. Los resultados de dichas experimentaciones avalan este estándar y el grado de confort ofrecido es la característica que destacan sus ocupantes y visitantes.

Entonces, ¿por qué todavía no se han desarrollado unas pautas para la construcción de Passivhaus en el clima más benigno del territorio español? Siendo el mediterráneo un clima que bien aprovechado puede eliminar toda la demanda energética de calefacción y la mayor parte de refrigeración, ¿cómo no se ha aprovechado ya esta circunstancia para desarrollar este estándar mirando al futuro? La justificación económica podría ser una de las barreras para la implementación de la vivienda pasiva en España, especialmente en lo relativo al sector privado. No obstante, un verdadero conocimiento de sus ventajas, del coste y de sus periodos de amortización así como una concienciación de que ese es el camino hacia un futuro más sostenible puede provocar una gran acogida en un mercado inmobiliario envejecido, contaminado e incapaz de ofrecer al cliente un atractivo y respetuoso producto cuyo valor pueda extenderse más allá del valor de compra contemplando también su vida útil y el impacto ambiental. Este cambio en nuestra manera de construir, de continuar con nuestro ritmo de desarrollo, no traerá solo un menor impacto medioambiental necesario sino que será capaz de generar empleo pues repercutirá en todos los profesionales del sector de la construcción, en administraciones y universidades, promotores interesados en fomentar proyectos innovadores y, en general, a todo el sector industrial relacionado; empresas de energías renovables, aislamiento térmico, carpinterías, vidrios, ventilación, climatización, etc.

En el deprimido sector de la construcción español el estándar es sin duda una alternativa inmejorable y adaptable capaz de aportar un importante valor añadido de independencia energética que ofrecer a promotores y usuarios. El mayor de los obstáculos para la aplicación de esta manera de construir es la ausencia de cultura energética debido a la, hasta ahora, gran disponibilidad de energía fósil asequible. Hoy en día, debido al encarecimiento de los combustibles y, por tanto, también de los sistemas mecánicos de climatización, existe la necesidad de que muchos profesionales de la arquitectura y la construcción repiensen su manera de hacer las cosas para poder conseguir un desarrollo sostenible.

A la hora de la compra de una vivienda, o del encargo del proyecto de la misma, la inversión económica es minuciosamente calculada por los compradores puesto que implica en muchas ocasiones una cuantía económica que abarca sus límites hipotecarios. Sin embargo aún son poco los que se preguntan por el consumo de energía, y por tanto coste económico, de la vivienda y el sobrecoste que supone dicha cuantía a la inversión inicial. Teniendo en cuenta la vida útil de un edificio y la continua escalada del coste de la energía la llamada hipoteca energética esta ya comenzando a ser un factor determinante en la compra de un inmueble. Construir sin criterios energéticos es ya una mala inversión.

El proyecto “Passive-On” fue una iniciativa financiada por la Comisión Europea que pretendía exportar el exitoso concepto “Passivhaus” a los países del Sur de Europa, para lograr los objetivos de eficiencia energética en la edificación. Se expusieron casos de viviendas Passivhaus en Italia, España y Portugal para estudiar su comportamiento, sus características constructivas y las diferencias con el modelo Passivhaus original alemán. Partiendo de que el Estándar Passivhaus es de origen alemán y describe un tipo de edificio que entre otras cualidades solamente consume 15kWh/m2 para calefacción y refrigeración podemos ver ya de entrada que es imposible adaptar directamente la forma de construir una Passivhaus alemana a una vivienda situada en el sur de Europa.

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3.4. Conceptos relacionados.

En primer lugar la aclaración y el significado de los término es extremadamente importante para su correcta aplicación. Los edificios con balance energético cero (Edificios de consumo de energía casi nulo o Net Zero Energy Building) son aquellos que generan la energía que consumen. La variedad de términos de uso indica que se trata de un fenómeno por desarrollar, un problema no sólo en lo que respecta a la comunicación internacional sino también con respecto a los procesos de planificación energética. A estos edificios se les empieza a denominar también “Edificios con energía solar neta” pues buscan la generación por sistemas activos, colectores solares y paneles fotovoltaicos principalmente, de la energía que consume el edificio. No hay que confundir esto con aquellos edificios que buscan el aprovechamiento pasivo de la energía solar para reducir la cantidad de energía que consume el edificio. El segundo concepto es el que interesa conseguir en este trabajo pues no sólo resulta más interesante disminuir la energía que se consume sino que en vistas de las barreras legislativas y de la mala planificación energética del autoconsumo o de la microgeneración parece difícil que resulte viable el Net Zero Building en la actualidad.

Diseño bioclimático.

Según el arquitecto Federico López Taetzel: “El bioclimatismo es un término de nueva creación, es un movimiento moderno, que intenta hacer arquitectura de la forma tradicional, para lograr el confort, la salud y el aprovechamiento energético con los recursos naturales, que son aquellos que han estado siempre a disposición del que hacia arquitectura”. El término bioclimatismo tiene su origen en la década de los setenta y surgió como una tendencia arquitectónica que pretendía adoptar las condiciones climatológicas del lugar para conseguir un diseño con resultados térmicos y de comodidad óptimos.

La arquitectura bioclimática es aquella que tiene en cuenta el clima y las condiciones del entorno para ayudar a conseguir el confort térmico interior, juega con el diseño y los elementos arquitectónicos. Los sistemas pasivos que usa este tipo de arquitectura son simples, tienen pocas partes móviles, no tienen sistemas mecánicos y requieren un mantenimiento mínimo. Se basa en el máximo aprovechamiento de las energías gratuitas y en evitar pérdidas de calor o ganancias indeseadas. Según Luís de Garrido (2), experto arquitecto en la creación de viviendas bioclimáticas: “La vivienda bioclimática, es aquella que tan sólo por su diseño arquitectónico – sin necesidad de tecnología – tiende a refrescarse por sí misma en verano y tiende a calentarse por sí misma en invierno”.

Al final, el principal objetivo que persigue el bioclimatismo es el mismo que el que busca la edificación Passivhaus, que es optimizar la relación entre el comportamiento energético del edificio y el clima del lugar, de modo que la edificación mantenga con un mínimo o nulo aporte de energía exterior las condiciones de confort.

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Arquitectura solar pasiva.

En la antigua Grecia Sócrates señaló que la casa ideal debería ser fresca en verano y cálida en invierno, explicando que “en las casas orientadas al sur, el sol penetra por el pórtico en invierno, mientras que en verano el arco solar descrito se eleva sobre nuestras cabezas y por encima del tejado, de manera que hay sombra”. Así mismo se comenta la necesidad de cerrar la casa a las orientaciones Norte para evitar los vientos fríos y de los aleros que protegían del Sol en verano.

En la época de los romanos, la garantía de los derechos al sol quedó incorporada en la ley romana, y así, el Código de Justiniano, recogiendo códigos anteriores, señalaba que; “si un objeto está colocado en manera de ocultar el sol a un heliocaminus, debe afirmarse que tal objeto crea sombra en un lugar donde la luz solar constituye una absoluta necesidad. Esto es así en violación del derecho del heliocaminus al sol”.

El arquitecto romano Vitruvio (3) comenta en sus libros: “Los edificios privados estarán correctamente ubicados si se tiene en cuenta, en primer lugar, la latitud y la orientación donde van a levantarse. Como la disposición de la bóveda celeste respecto a la tierra se posiciona según la inclinación del zodíaco y el curso del sol, adquiriendo características muy distintas, exactamente de la misma manera se debe orientar la disposición de los edificios atendiendo a las peculiaridades de cada región y a las diferencias del clima.”.

Además, en muchas ordenanzas municipales de siglos pasados, se reconocía a todas las viviendas el derecho al Sol. Ya en el s.XX, se olvida la utilización de la arquitectura solar pasiva, considerando cualquier parcela adecuada para construir, como consecuencia de la inyección del gas, la electricidad, la emigración masiva a las ciudades y la especulación urbanística.

(2) Luis de Garrido es Doctor Informático, Doctor Arquitecto y Especialista en Bioclimatismo y Arquitectura Sostenible.

(3) Marco Vitruvio Polión fue un arquitecto, escritor, ingeniero y tratadista romano del siglo I a. C. Es el autor del tratado sobre arquitectura más antiguo que se conserva y el único de la Antigüedad clásica, De Architectura, en 10 libros (probablemente escrito entre los años 27 y 23 a. C.).

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3.5 Reflexión El desarrollo de una arquitectura integrada hace depender menos a los individuos de los mecanismos de consumo, y en general los hace menos dependientes de los movimientos de los mercados económicos. Y tenemos que recordar que la industria de la edificación es - o era- uno de los campos principales de nuestra economía. Por la tanto parece lógico que nuestros sistemas de producción no se hayan preocupado de hacer prosperar estas prácticas. ¿Por qué en las épocas de mayor auge de las arquitecturas solares éstas han sido truncadas por políticas que han actuado en su contra? ¿Por qué sólo se subvencionaban hasta hace poco las instalaciones solares activas? (estas son las que utilizan instalaciones adicionales al edificio para proporcionar energía, contrapuesta a la arquitectura solar pasiva donde es la propia conformación del edificio la que provee esta). En nuestra sociedad las tecnologías que predominan y terminan desarrollándose son aquellas que reportan beneficios a las estructuras económicas dominantes.

Por tanto, la clave es abordar dichos aspectos con la misma racionalidad con que solemos abordar otras facetas de la edificación.

Una edificación correctamente orientada, y con el aislamiento adecuado ya tiene la mayor parte del camino hecho. Si consideramos como base el gasto energético que necesita una edificación convencional, aislada según dicta nuestra normativa y orientada aleatoriamente, habremos reducido el consumo energético al menos en un 30%. Y no hemos incrementado su coste. (4) En la arquitectura solar pasiva son usuales, en climas mucho mas severos que el nuestro, ahorros energéticos en calefacción del 70%. En nuestro clima podemos aproximarnos al 90%. Esto significa que se puede prescindir de un sistema de calefacción convencional. Es muy importante señalar que esto no conlleva ningún menoscabo de las condiciones de confort, muy al contrario éstas son muy superiores, ya que se consiguen condiciones y equilibrios que los sistemas convencionales no pueden conseguir.

Nos falta tan sólo alcanzar el equilibrio entre el calor generado por la aportación del sol, el grado de aislamiento térmico y la inercia térmica, siendo ésta la clave para el buen funcionamiento térmico de un edificio.

(4) Según Melchor Monleón en su artículo Recuperando la memoria: La simplicidad del equilibrio térmico.

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CAPITULO 4 La influencia del diseño del edificio en el consumo energético es de una importancia determinante.

Por esta razón el análisis de la introducción de mejoras o variaciones en la sección constructiva se realiza en un modelo de edificio diseñado para tal efecto.

En el presente capítulo se describen las premisas iniciales del proyecto arquitectónico así como la forma, distribución y tipología constructiva resultante y su justificación.

Capítulo 4 4.1. El edificio. Volumen y programa de necesidades.

4.2. Concepción bioclimática. Orientación y distribución.

4.3. Solución constructiva.

4.4. Definición del edificio.

Planos y detalles constructivos.

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Premisas Dado que el objetivo del trabajo es conseguir acercarse a unos requisitos que permitan la certificación Passivhaus del edificio y, a la vista de los resultados, las exigencias que podrían implantarse para la construcción Passivhaus del mediterráneo, se ha de realizar el estudio sobre un edificio capaz de alcanzar un bajo consumo energético de climatización.

El edificio objeto de estudio se diseña para este trabajo bajo una serie de criterios de diseño bioclimático y atendiendo a un programa algo más complejo que una vivienda unifamiliar. Se trata de un edificio terciario, del tipo pequeño hotel, ya que de esta manera se permite ver que aspectos diferencian el consumo energético de un edificio de mayor envergadura y mayor carga interna del de un edificio más acotado con una carga interna menor.

Una de las primeras decisiones a la hora de comenzar el diseño del proyecto y la distribución del programa de necesidades es la forma y orientación del mismo. Estas características tendrán la mayor influencia en el consumo energético que las tomadas con posterioridad.

Para el clima mediterráneo, como es el caso que nos ocupa, la opción ideal es una edificación compacta y alargada, con la mayor de sus fachadas a Sur y los lados menores orientados a Este y Oeste. De esta manera se podrá disponer la captación solar en la fachada Sur permitiendo la entrada de la radiación solar en invierno cuando el sol sigue una trayectoria más baja e impidiendo su entrada en verano mediante la disposición de aleros fijos.

4.1. El edificio. Volumen y programa de necesidades.

El edificio, un volumen compacto de tres alturas está diseñado para albergar un pequeño hotel de 12 habitaciones. Además cuenta con un comedor amplio, cocina y servicios de mantenimiento así como una estancia principal que ocupa toda la planta baja donde se encuentra la recepción y el estar.

El volumen mide 25m de longitud por 8,5m de anchura. La superficie total es de 620m2 de los cuales 350m2 corresponden a las habitaciones con baño incorporado y el resto a espacios comunes y servicios. El programa se desarrolla en 3 alturas siendo dedicadas las dos últimas a la zona de descanso y respondiendo ambas a un mismo esquema de distribución con el espacio de comunicaciones verticales y circulación en la cara Norte y las habitaciones abiertas al Sur.

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4.2. Concepción bioclimática. Orientación y distribución.

La orientación del edificio busca disponer las fachadas con mayor superficie al Sur y al Norte y las menores a Este y Oeste. El volumen compacto rectangular busca con esta disposición favorecer la ganancia solar directa en invierno y el fácil sombreamiento en verano a través de los aleros incorporados a la misma construcción. Se busca facilitar la ventilación cruzada sobretodo en el espacio principal que ocupa toda la planta baja diáfana.

Las habitaciones se organizan a lo largo de toda la fachada Sur buscando un acondicionamiento natural gracias al acristalamiento y al sombreamiento de este lado de la envolvente. De esta manera se deja el espacio restante que cumple las funciones de comunicación y circulaciones en la fachada Norte cuyos requisitos de confort e iluminación natural son menos exigentes y afectan a una superficie mucho menor.

Además del acristalamiento en gran parte de la superficie de la fachada Sur ésta cuenta también con el sombreamiento debido al alero construido como extensión del mismo forjado formando un pequeño voladizo de 1,15m, dimensión estrictamente necesaria para permitir la radiación directa en el paño de vidrio en invierno e impedirla en los meses de verano.

Las fachadas Este y Oeste son las de menor dimensión al ser difícilmente controlables -en cuanto a ganancias debidas a radiación directa- y en ellas no se abren huecos. Esto es posible gracias a la colocación de espacios de servicios, mantenimiento, cajas de escalera o ascensores en dichas orientaciones. Asimismo en la fachada Norte se abren solo los huecos estrictamente necesarios para dotar de iluminación natural a los espacios de circulación. El edificio se protege de estas orientaciones.

El espacio de circulaciones y comunicación vertical sobresale del volumen total del edificio permitiendo la formación de un lucernario dispuesto a Sur y protegido por tanto con un alero. Esta estrategia permite ofrecer la mayor altura libre necesaria para la disposición de elementos como ascensores y a la vez dotar de mayor iluminación natural al espacio situado en la cara norte. Además esta disposición permite el efecto chimenea, esto es, crear una salida con huecos situados en la parte superior del espacio para que debido a la propia diferencia de densidad del aire el aire caliente salga por la parte superior permitiendo la entrada del aire frío por la planta baja.

La configuración de las fachadas y lucernario asegura un elevado nivel de iluminación natural con lo que se reduce la demanda de iluminación artificial correspondiente, ésta contaría con un sistema de encendido y regulación capaz de permitir el ajuste de la iluminación artificial dependiendo del aporte de luz natural.

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4.3. Solución constructiva Con vistas a emplear espesores de aislamiento en la envolvente mayores que los mínimos exigidos por el CTE para reducir las necesidades térmicas se prevé una solución constructiva capaz de albergar las capas de aislamiento sin excesivos problemas. La solución constructiva diseñada permite suprimir prácticamente en su totalidad todos los puentes térmicos y lograr una muy baja transmisión térmica por conducción gracias a la disposición de la fachada independizada de la estructura y envolviendo de manera continua la misma.

Sección constructiva de la envolvente.

La materialidad del edificio se plantea con una solución lejos de los grandes alardes, complejos montajes o materiales novedosos pues se busca llevar a cabo un análisis energético de un edificio referencia para demostrar que no es cuestión de recurrir a soluciones complicadas, tanto en concepción como en ejecución, para conseguir una arquitectura de calidad que además posea el importante valor de tener un muy baja hipoteca energética.

Se recurre a un sistema de fachada autoportante de ladrillo cara vista. La principal razón de esta elección es que al estar la hoja exterior de la fachada separada de la estructura del edificio totalmente se permite el paso del aislamiento de manera continua por delante de los frentes de forjado y pilares para así conseguir esa envolvente aislada que todo edificio Passivhaus busca.

En el sistema Structura –Sistema G.H.A.S.-el principal elemento de sustentación lo constituye el propio muro de ladrillo no las estructura porticada de hormigón, ello permite además de cumplir con todos los requisitos del CTE, evitar los puentes térmicos tan problemáticos y tan presentes en las construcciones. En este tipo de fachada el peso propio se transmite en su totalidad a la planta de arranque, de manera que solo se requieren anclajes y armadura de tendel para el “atado” de las fachadas de ladrillo cara vista con la estructura del edificio.

Capitulo 4.

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Capitulo 4.

La característica que más interesa de este sistema para los objetivos que persigue el presente trabajo es sin duda su comportamiento higrotérmico. Como la hoja exterior de la fachada no se interrumpe ni se estrangula, a su paso por delante de los forjados y pilares, se eliminan completamente estos puentes térmicos, además de que el material aislante puede ser continuo y reduce la posibilidad de condensaciones.

Su ejecución es sencilla precisamente por esa continuidad y por tanto sus garantías de cumplimiento con todos los requisitos.

En cuanto a la cubierta, ésta se concibe como una cubierta plana invertida acabada en grava solo accesible para mantenimiento. Se proyecta de tal manera que la variación del espesor de aislante pueda ser aumentada sin modificar la sección constructiva. La solera estará aislada solo en el perímetro con aislante en un metro de ancho y totalmente cuando la severidad climática en invierno sea mayor. Por último, las carpinterías se colocan de tal manera que no se produzca la desaparición de la capa continua de aislamiento de la envolvente y su correcta instalación será el factor determinante para que esto sea así.

1.Construcción de la cubierta plana invertida acabada con grava, pendiente 1,5% C1. Capa de grava e=60mm C2. Capa filtrante C3. Aislante térmico. Poliestireno extruido.

C4. Membrana impermeabilizante.

C5. Capa antipunzonamiento.

C6. Capa de mortero nivelación C.7. Forjado de hormigón 2.Construcción de la fachada autoportante de ladrillo cara vista.

F1. Ladrillo calado hidrofugado visto color blanco (240x110x55mm) F1a. Armadura anti-fisuras cada 8 hiladas.

F1b. Llave de anclaje entre las dos hojas del muro cada 60cm.

F1c. Junta elastomérica de 20mm en la entrega de los cerramientos con el techo.

F2. Revoco de mortero en el intradós e=10mm F3. Aislante térmico. Poliestireno extruido.

F.3b.Lamina impermeable 20 cm por encima de solera.

F4. Tabique cerámico con ladrillo hueco 70mm.

F5. Mortero de acabado y nivelación.

F6. Enyesado y pintado.

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3.Construcción de la Solera S1. Pavimento de terrazo.

S2. Capa de mortero de nivelación y agarre.

S3. Hidrofugación mediante colmatación poros S4. Solera de hormigón armado.

S4a. Lamina polietileno debajo de solera S4b. Junta de dilatación. Poliestireno expandido.

S5. Aislamiento térmico. Poliestireno extruido. 1 metro de ancho en todo el perímetro.

S6. Capa de grava 200mm.

S7. Relleno de terreno compactado.

4. Carpintería exterior.

V1. Carpintería aluminio lacado con rotura de puente térmico y vidrio doble. Ver configuraciones.

V2. Premarco de acero galvanizado fijado al cerramiento con arandelas de caucho entre marco de aluminio y premarco de acero galvanizado.

V2a. Sellado perimetral de la carpintería con silicona neutra resistente a rayos UVA. V3. Vierteaguas de aluminio de 1,5mm con tablón inferior de DM hidrófugo.

5. Acabados Forjados intermedios con acabado de pavimento cerámico sobre capa de mortero de nivelación y agarre.

Falsos techos de placas de yeso laminado con anclajes a estructura tipo omega.

Particiones interiores tabique de ladrillo hueco del 7 con mortero de nivelación y acabado de yeso pintado.

Capitulo 4.

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4.3. Definición del edificio. Planimetría.

Capitulo 4.

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DIS

HAB1

HAB2

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HAB3

ESC 0 COC

HALL

COM

Denominación zonas térmicas para el análisis.

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Capitulo 4.

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CAPITULO 5 Descripción de los inputs o variables de entrada definidos para la simulación energética del mismo edificio situado en las localidades de Valencia y Berlín.

Aspectos como la construcción, los materiales, las cargas térmicas internas o las exteriores son especificadas en detalle en el siguiente apartado e introducidas bajo las mismas denominaciones empleadas aquí en el programa de simulación.

La obtención de los resultados o outputs se desarrollará en el capítulo 6 asociados estos a las diferentes simulaciones que estudian la influencia de cada uno de los factores influyentes en el consumo energético del edificio.

Capítulo 5 5.1. Parámetros Simulación 5.2. Situación y clima 5.3. Horarios 5.4. Elementos constructivos de las superficies 5.5. Zonas térmicas y Superficies 5.6. Cargas Internas 5.7. Infiltraciones 5.8. Diseño sistema climatización HVAC

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Capitulo 5.

5.1.Parámetros Simulación [Simulation Parameters]

5.2.1.Site: Location

5.1.1.Control Simulación [Simulation Control]:

Name: Valencia ESP Design Conditions Latitud: 39,5 º Longitud: -0,47 Time Zone: 1 Elevation 62m

Zone Sizing Calculation System Sizing Calculation Run Simulation for Sizing Periods Run Simulation for Weather File Run Periods 5.1.2.Edificio [Building]

Name: Edificio Hotel Terrain: City Loads Convergence Tolerance Value: 0,04 Temperature Convergence Tolerance Value: 0,4 Solar Distribution: Full Interior and Exterior 5.1.4.Surface Convection Algorithm: Inside Simple : Constant Value Natural Convection (ASHRAE) 5.1.5. Surface Convection Algorithm: Outside 5.1.6.Heat Balance Algorithm Conduction Transfer Surface Temperature Upper Limit: 200ºC Minimum Surface Convection Heat Tranfer Coefficient: 0,1 W/m2K Maximum Surface Convection Heat Tranfer Coefficient: 1000 W/m2K 5.1.7.Timestep for the simulation

Number of timesetps for hour: 4 5.2.Situación y clima [Location and Climate] En el clima mediterráneo se producen diferencias de temperaturas entre los inviernos y los veranos, y en ocasiones el día y la noche.

Los inviernos duran generalmente desde Noviembre hasta Abril, con temperaturas mínimas que oscilan alrededor de los 6ºC y máximas de 10ºC a 17ºC. y los veranos se prolongan desde Mayo hasta el comienzo de Octubre, con temperaturas máximas durante el día de 27ºC a 37ºC, cayendo por la noche hasta 13ºC-20ºC. Las precipitaciones son escasas, concentradas fundamentalmente en otoño e invierno, con una media anual que oscila entre 400 y 600 l/m2.

5.2.2.Sizing Period: Design Day El día de diseño impone los parámetros al programa para que este cree un perfil de clima de 24 horas correspondiente a un día de diseño para que pueda ser usado en la simulación de dimensionado (Sizing Calculation) . En este caso se seleccionan dos perfiles, uno para el dia de diseño de verano y otro para el dia de diseño de invierno con unas condiciones establecidas por

ASHRAE Climate Design Data.

Para el dia de diseño de Invierno [Winter Design Day]

Name: Valencia Annual Heating 99,6% MaxDB=1º Month:1 Day:21 Maximum Dry-Bulb Temperature: 1ºC Daily Dry-Bulb Temperature Range: 0* Humidity Condition Type: Wetbulb Barometric Pressure: 100582 Pa Wind Speed: 2m/s Wind Direction: 280 º (North = 0º) Solar Model Indicator: ASHRAE Clear Sky *Consideramos la variación nula al considerar la situación más desfavorable para el cálculo, esto es, no existe una acumulación debido a la inexistente inercia térmica del edificio considerada en invierno.

Para el día de diseño de verano [Summer Design Day]

Name: Valencia Annual Cooling 4% Condicions DB=>MWB Month:8 Day:21 Maximum Dry-Bulb Temperature: 33,1ºC Daily Dry-Bulb Temperature Range: 9,4 Humidity Condition Type: Wetbulb Barometric Pressure: 100582 Pa Wind Speed: 5,2m/s

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Wind Direction: 120 º (North = 0º) Solar Model Indicator: ASHRAE Clear Sky Sky Clearness: 1 (Cielo encapotado=0, Despejado=1) 5.2.3.Sizing Period: Weather File Days

Name:File weather (Valencia_ESP) Begin Month:1 Beging Day of Month:1 End Month:12 End Day of Month:31 Day of the week for Start day: Monday Use Weather File Daylight Saving Period: Yes Use Weather File Rain and Snow Indicators: Yes 5.2.4.Run Period

Capitulo 5.

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VALENCIA CLIMATE Value Reference ESP_Valencia.082840_SWEC Site:Location Valencia - ESP Latitude {N 39° 30'} Longitude {W 0° 28'} Time Zone {GMT +1.0 Hours} Elevation (m) above sea level 62 Standard Pressure at Elevation 100582Pa Data Source SWEC WMO Station 82840 Weather File Design Conditions Climate Design Data 2009 ASHRAE Handbook Heating Design Temperature 99.6% (C) 1° Heating Design Temperature 99% (C) 2.2° Cooling Design Temperature 0.4% (C) 33.1° Cooling Design Temperature 1% (C) 31.7° Cooling Design Temperature 2% (C) 30.2° Maximum Dry Bulb Temperature (C) 33.9° Maximum Dry Bulb Occurs on Aug 13 Minimum Dry Bulb Temperature (C) 2.2° Minimum Dry Bulb Occurs on Jan 19 Maximum Dew Point Temperature (C) 20.4° Maximum Dew Point Occurs on Aug 9 Minimum Dew Point Temperature (C) -1.3° Minimum Dew Point Occurs on nov-23 Standard Heating Degree-Days (base 10°C) 73 Weather File Heating Degree-Days (base 10°C) 27 Standard Cooling Degree-Days (base 18.3°C) 801 Weather File Cooling Degree-Days (base 18°C) 654 Köppen Classification Cfa Köppen Description Humid subtropical (mild with no dry season hotlat.summer 20-35°N) Köppen Recommendation Unbearably humid periods in summer but passive cooling is possible

Name: Periodo Begin Month:1 Beging Day of Month:1 End Month:12 End Day of Month:31 5.2.5. Run Period Control Daylight Saving Time

StartDate: Last Sunday in March End Date: Last Sunday in October 5.2.6. Site: Ground Temperature: Building Surface La Temperatura del terreno se considera para la simulación y viene dada por el archivo de datos de clima donde se establece una temperatura media del terreno para cada mes del siguiente modo para Valencia;

Enero-Marzo: 18ºC Abril: 22ºC Mayo-Agosto: 24ºC Septiembre:22ºC Octubre-Diciembre:18ºC

Tabla 5.1. Parámetros del clima asignado a la localidad de Valencia .Fuente: AS HRAE Tabla 5.2. Parámetros del clima asignado a la localidad de Berlín. Fuente: ASHRAE

BERLIN CLIMATE Reference Site:Location Latitude Longitude Time Zone Elevation (m) above sea level Standard Pressure at Elevation Data Source WMO Station Weather File Design Conditions Heating Design Temperature 99.6% (C) Heating Design Temperature 99% (C) Cooling Design Temperature 0.4% (C) Cooling Design Temperature 1% (C) Cooling Design Temperature 2% (C) Maximum Dry Bulb Temperature (C) Maximum Dry Bulb Occurs on Minimum Dry Bulb Temperature (C) Minimum Dry Bulb Occurs on Maximum Dew Point Temperature (C) Maximum Dew Point Occurs on Minimum Dew Point Temperature (C) Minimum Dew Point Occurs on Standard Heating Degree-Days (base 10°C) Weather File Heating Degree-Days (base 10°C) Standard Cooling Degree-Days (base 18.3°C) Weather File Cooling Degree-Days (base 18°C) Köppen Classification Köppen Description Köppen Recommendation ASHRAE Climate Zone ASHRAE Description

Value DEU_Berlin.103840_IWEC BERLIN - DEU {N 52° 28'} {E 13° 23'} {GMT +1.0 Hours} 49 100738Pa IWEC Data 103840 Climate Design Data 2009 ASHRAE Handbook -11.8° -9.2° 30° 28° 26.2° 32.8° jun-05 -9.1° feb-18 19.2° sep-01 -11.9° feb-17 1232 1191 147 170 Cfb Marine west coastal (warm summer mild winter rain all year lat. 35-60°N) 5C Cool-Marine

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Capitulo 5.

5.3.Horarios [Schedule Compact] Se definen los horarios para los distintos procesos, cargas y operaci贸n de equipos.

Referentes a HVAC: Heating Setpoint Schedule, Cooling Setpoint Schedule, Hotel HVAC

Referentes a cargas internas:Hotel Lighting, Hotel Equipment/Appliances, Hotel Occupancy SCHEDULES ACTIVITY Total Heat Through For EQUIPMENT Name Type Limits Name Through For

LIGHTS Name Type Limits Name Through For

SActivity_Seated 115 All Year All Days

SActivity_Sleep

SEquip_Hab Fraction All Year All Days Until: 06:00 0,1 Until: 12:00 1 Until: 18:00 0,25 Until: 20:00 0,5 Until: 24:00 1

SEquip_Hall Fraction All Year All Days Until: 06:00 0,25 Until: 12:00 1 Until: 18:00 0,5 Until: 20:00 1 Until: 24:00 0,75

All Year All Days

SLights_Hab SLights_HallCom Fraction Fraction All Year All Year All Days All Days Until: 06:00 Until: 06:00 0,25 0,25 Until: 12:00 Until: 09:00 1 1 Until: 18:00 Until: 18:00 0,25 0,3 Until: 20:00 Until: 20:00 0,5 1 Until: 24:00 Until: 24:00 1 0,75

SActivity_Eat SActivity_Walking SActivity_Kitchen 145 200 145 All Year All Year All Year All Days All Days All Days

SEquip_Com Fraction All Year All Days Until: 06:00 0,25 Until: 16:00 1 Until: 20:00 0,5 Until: 24:00 1

Fraction All Year All Days

SEquip_Coc Fraction All Year All Days Until: 06:00 0,25 Until: 12:00 1 Until: 13:00 0,5 Until: 16:00 1 Until: 19:00 0,25 Until: 23:00 1 Until: 24:00 0,25

SEquip_Esc0 Fraction All Year All Days Until: 06:00 0,25 Until: 12:00 1 Until: 13:00 0,5 Until: 16:00 1 Until: 19:00 0,25 Until: 23:00 1 Until: 24:00 0,25

SLight_Coc Fraction All Year All Days Until: 06:00 0 Until: 24:00 1

SLights_DisEsc Fraction All Year All Days Until: 06:00 0,25 Until: 12:00 1 Until: 18:00 0,75 Until: 20:00 1 Until: 24:00 1

PEOPLE Name Type Limits Name Through For

Speople_Hab Fraction All Year All Days Until: 06:00 1 Until: 12:00 1 Until: 18:00 0,5 Until: 20:00 0,5 Until: 24:00 1

Speople_Hall Fraction All Year All Days Until: 06:00 0,25 Until: 09:00 0,75 Until: 18:00 0,5 Until: 20:00 1 Until: 24:00 0,5

SPeople_Com Fraction All Year All Days Until: 06:00 0 Until: 09:00 0,75 Until: 18:00 0,5 Until: 20:00 0,25 Until: 24:00 1

SPeople_Coc Speople_EscDis Fraction Fraction All Year All Year All Days All Days Until: 06:00 Until: 06:00 0 0,25 Until: 24:00 Until: 12:00 1 1 Until: 18:00 0,5 Until: 20:00 1 Until: 24:00 1

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Capitulo 5.

5.4.Elementos constructivos de las superficies [Surface Construction Elements]

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CASO 0 BASE Ref: Construccion estándar zona levante MURO EXTERIOR Ext Capa exterior Capa 2 Capa 3 Capa 4 Capa 5 Int

5.4.1.Materiales Se definen separadamente todos los materiales de los cuales esta compuesta cada seccion constructiva o elemento del edificio:

Total espesor

5.4.2. Window Material: Glazing

CUBIERTA Ext Capa exterior Capa 2 Capa 3 Capa 4 Capa 5

Se definen las propiedades de los distintos vidrios de los huecos del edificio.

5.4.3. Construction

0,015 0,01 0,12 0,03 0,07 0,01 0,015 m

Enfoscado Mortero hidrofugo LH 12 Aislamiento LH 7 Mortero nivelacion Yeso

0,25

0,06 0,035 0,02 0,27 0,015

Grava Aislamiento Mortero nivelación Forjado hormigón Yeso laminado Falso techo

Se definen las distintas secciones constructivas (muros, particiones, cubierta, solera, ventanas y puertas exteriores) del edificio planteado especificando el material del cual se compone cada capa.

MATERIALES AISLAMIENTO CUBIERTA MURO XPS Cub XPS 40-60 XPS 60-80 XPS 100-300 Material Rugosidad Med Med Med Med m 0,03-0,35 0,04-0,06 0,065-0,08 0,1-0,3 Espesor Conductividad W/m·K 0,034 0,034 0,036 0,038 Densidad kg/m3 30 30 30 30 Calor Especifico J/kg!K 1000 1000 1000 1000

Material Rugosidad Espesor Conductividad Densidad Calor Especifico

CONSTRUCCION Lámina asfaltica 0,0015 0,5 2000 1200

LADRILLO (Perforado) (Hueco) (Hueco) L 1/2Pie Cat. LH 7 LH 12 MR MR MR 0,115 0,07 0,76 0,49 1600 1200 790 790

0,12 0,49 1200 790

Mortero Mortero niv/agarre Enfoscado extEnlucido Yeso H. Forjado int H.Forjado cub H. Solera Grava cub Grava Solera Pav ceramic VR VR VR Med MedR MedR MedR Vrough Vrough MedSmooth m 0,01 0,02 0,015 0,015 0,3 0,27 0,22 0,06 0,02 0,01 W/m·K 1,4 1,4 1,4 0,3 1,56 1,56 1,56 1,21 1,21 0,057 kg/m3 2000 2000 2000 800 2400 2400 2000 1700 1700 290 J/kg·K 1000 1000 1000 1000 900 900 900 920 920 590

VIDRIOS A B C Vidrio Exterior Vidrio InteriorVidrio ExteriorVidrio Interior Vidrio Exterior Vidrio Interior Doble acristalamiento Doble acristalamiento b em Dolbe acristalamiento b.em Tipo PLANILUX PLANILUX PLANITHERMPLANILUX S PLANITHERM 4SPLANILUX Composicion 4(6)4 4(6)4 4 (12) 4 Posicion capa b.e.

2 2 Transmisión luminosa % 81 66 65 Reflexion luminosa%ext 15 11 26 Reflexion luminosa int % 15 11 24 Transmisión Energética 70 44 40 Reflexión energética exterior 13 17 38 Absorción del vidrio exterior % 10 35 19 Absorción del vidrio interior % 7 4 3 Factor solar g 0,75 0,5 0,44 Camara Aire Aire Aire Valor U W/m2·K 3,3 2,5 1,6 Total espesor m 0,014 0,014 0,02

D E Vidrio Exterior Vidrio Interior Triple Vidirio Vidrio Interior Dolbe acristalamiento b.em Triple acristalamient b em PLANITHERM 4SPLANILUX PLANITHERM 4SPLANILUX 4(16)4 4(16)4(16)4 2 2 65 60 26 26 24 24 40 40 38 38 19 19 3 3 0,43 0,5 Argón 90% Argón 90% 1,1 0,5 0,024 0,044

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Capitulo 5.

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5.5.Zonas térmicas y Superficies [ Thermal Zones and Surfaces] 5.5.1. Zone Se definen las distintas zonas térmicas en las que se ha dividido el edificio según su uso y/o orientación. En este caso se han considerado 12 zonas en un edificio con unas superficies generales de: Superficie exterior paredes+cubierta= 885,49m2 = 645,39m2 Superficie exterior de vidrio = 22,1% MURO EXTERIOR Las 12 zonas consideradas son las siguientes: Ext CapaZone: exterior Cocina 0,015 Enfoscado Capa 2 0,01 Mortero hidrofugo Unit Floor Area= 21,24m2 Capa 3 0,12 LH 12 CapaTotal 4 0,03 Aislamiento Exterior surface area= 9,9m2 Capa 5 0,07 LH 7 %Exterior Glazing= 13,7% Int 0,01 Mortero nivelacion CASOSuperficie 0 BASE suelo (area) Ref: Construccion estándar zona levante

0,015 Yeso TotalZone: espesor Comedor m 0,25 Unit Floor Area= 66,01m2 CUBIERTA Total Exterior surface area= 130,03m2 Ext Capa%Exterior exterior 0,06 Grava Glazing= 23,2%

Capa 2 Capa 3 CapaZone: 4 Capa 5

0,035 Aislamiento 0,02 Mortero nivelación Distribucion 0,27 Forjado hormigón 0,015 Yeso laminado 2 Floor Area= 39,01m Falso techo

Unit Total Exterior surface area= 194,12m2 %Exterior Glazing= 10,2% Zone: Esc0 Unit Floor Area= 27,73m2 Total Exterior surface area= 29,15m2 %Exterior Glazing= 1,7% Zone: Esc2 Unit Floor Area= 8,85m2 Total Exterior surface area= 52,87m2 %Exterior Glazing= 7,6% Zone: Hab1_1º Unit Floor Area= 38,08m2 Total Exterior surface area= 30,88m2 %Exterior Glazing= 38,8% Zone: Hab1_2º Unit Floor Area= 38,08m2 Total Exterior surface area= 68,96m2 %Exterior Glazing= 17,5%

CASO MODELO SIMULACION MURO EXTERIOR Ext m Capa exterior Capa 2 Capa 3 Capa 4 Capa 5 Int Total espesor

m

0,115 L 1/2 Pie Catalan 0,01 Mortero hidrofugo XPS Varbiable Aislamiento 0,0015 Lamina vapor betun 0,06 LH 7 0,01 Mortero nivelacion 0,015 Yeso 0,2515

CUBIERTA INVERTIDA PLANA Ext Capa exterior 0,06 Grava Capa 2 0 Capa filtrante Capa 3 Variable Aislamiento XPS Capa 4 0,0015 Membrana impermeabilizante Capa 5 0 Capa antipunzonamiento Capa 6 0,02 Mortero nivelación Capa 7 0,27 Forjado hormigón 0,015 Yeso laminado - Falso techo Total espesor

m

SOLERA Ext Capa exterior Capa 2 Capa 3 Capa 4 Capa 5 Capa 6

Total espesor

0,2 0,03 0,0015 0,22 0 0,02 0,035

m

FORJADO INTERMEDIO Ext Capa exterior Capa 2 Capa 3

Grava Aislamiento en 1m perimetro Lamina polietileno Solera de hormigón armado Hidrofugación poros Mortero nivelación y agarre Pavimento de terrazo 40x40x3,5

0,5065 (Interior floor) 0,01 Pavimento cerámico 0,02 Mortero nivelación y agarre 0,3 Forjado hormigón (Interior ceiling) 0,015 Yeso laminado 0,02 Aislamiento XPS

Capa 4 Capa 5

Total espesor

0,4265

m

0,365

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Capitulo 5.

Zone: Hab2_1º Unit Floor Area= 99,46m2 Total Exterior surface area= 38,85m2 %Exterior Glazing= 85,4% Zone: Hab2_2º Unit Floor Area= 99,46m2 Total Exterior surface area= 138,31m2 %Exterior Glazing= 23,9% Zone: Hab3_1º Unit Floor Area= 23,68m2 Total Exterior surface area= 23,68m2 %Exterior Glazing= 28% Zone: Hab3_2º Unit Floor Area= 23,68m2 Total Exterior surface area= 48,93m2 %Exterior Glazing= 14,7% Zone: Hall Unit Floor Area= 160,11m2 Total Exterior surface area= 118,25m2 %Exterior Glazing= 30% 5.5.2. Building Surface Detailed Se especifica que tipo de construcción tiene cada superficie así como la zona térmica en la que se encuentra y sus condiciones de límite (adiabática / exterior/ otra superficie). Además, se especifica si dicha superficie esta o no expuesta al viento y al sol 5.5.3. Fenestration Surface Detailed Se especifica que tipo de superficie tiene cada uno de los huecos del edificio (ventana/puerta) así como el tipo de construcción que se le asigna y la superficie en la que se encuentra.

5.5.4. Shading: Duilding: Detailed Los elementos de sombra que se han colocado en el diseño del edificio (aleros horizontales y laterales) se listan en este apartado donde se puede definir la transmitancia si esta difiere de 0 siendo el valor 0 el equivalente a superficie opaca. En este caso los aleros se han diseñado como elementos fijos que forman parte del edificio y se integran en su diseño formal, por ello se considera el valor 0.

Figura 5.1. Sección constructiva de la envolvente. Fuente: Autora.

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Capitulo 5.

5.6.Cargas Internas [Internal Gains]

Radiant Fraction y Visible Fraction se diferencian dos tipos de montaje de las luminarias: Suspendido y Superficial.

5.6.1. People Se definen los distintos horarios de ocupación asignados a cada zonas así como el valor numérico de ocupación de la misma. Se asocia a cada zona de ocupación un nivel de actividad estimado de las personas que ocupan dicha estancia (zona térmica) y una fracción radiante.

Como en ciertas zonas con mucho potencial de iluminación natural se disponen dispositivos de control de iluminación se considera en este apartado que la fraccion reemplazable (Fraction Replaceable) es 0,5 o 1 según las zonas.

5.6.3. Electric Equipment

5.6.2. Lights Tras estimar el número de aparatos eléctricos y potencias asociadas a cada uno para cada zona se establece un nivel de potencia de diseño en este apartado. Se asocian a dichos niveles de potencia horarios que muestren la variación a lo largo del día de la utilización de los mismos y por tanto de la carga térmica que suponen.

Se calcula la necesidad de iluminación de cada estancia a partir de los niveles mínimo exigidos para la actividad correspondiente (lux) y el VEE límite establecido por el CTE. Para saber los valores de Return Air Fraction,

INTERNAL GAINS PEOPLE Name Zone Number People Schedule Number People Calculation Number of People Fraction Radiant Activity Level Schedule

m persons

People_Hall People_Hab1 People_Hab2 People_Hab3 People_Com People_Coc People_Esc People_Dis Hall Hab1 Hab2 Hab3 Comedor Cocina Esc Dis SPeople_Hall SPeople_Hab1 SPeople_Hab2 SPeople_Hab3 SPeople_Com SPeople_Coc SPeople_Esc SPeople_Dis People People People People People People People People 6 2 6 2 10 1 1 2 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 Activity_Seated Activity_Sleep Activity_Sleep Activity_Sleep Activity_Eat Activity_Kitchen Activity_WalkingActivity_Walking

ELECTRIC EQUIPMENT Name Zone Schedule Name Design Level Calculation Design Level Fraction Latent Fraction Radiant Fraction Lost End-Use Subcategory

Equip_Hall Equip_Hab1

W

Equip_Hab2

Equip_Hab3

Equip_Com

SEquip_Hall SEquip_Hab SEquip_Hab SEquip_Hab SEquip_Com SEquip_Coc SEquip_Esc0 Equipment Level Equipment Level Equipment LevelEquipment LevelEquipment LevelEquipment LevelEquipment Level 500 271 724 271 300 7880 2470 0 0 0 0 0 0 0 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0 0 0 0 0 0 0 Equipment Equipment Equipment Equipment Equipment Equipment Equipment

LIGHTS Name Zone Schedule Name Design Level Calculation Watts/m2 seleccionado Watts/m2 limite VEEI Limite Em Type Return Air Fraction Fraction Radiant Fraction Visible

lux

Equip_Coc Equip_Esc0

Lights_Hall Lights_Hab Lights_Com Lights_Coc Lights_DisEsc Hall Hab Comedor Cocina Dis/Esc SLight_Coc SLights_DisEsc SLights_HabSLights_HallComSLights_HallCom Watts/area Watts/area Watts/area Watts/area Watts/area 5 5 5 3 5 30 36 25 15 16 10 12 10 5 8 300 300 250 300 200 Suspended Suspended Suspended Surface mount Surface mount 0 0 0 0 0 0,42 0,42 0,42 0,72 0,72 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18

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Capitulo 5.

5.7.Zone Airflow

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por persona que se fija en el CTE como mínimo para el calculo del caudal de aire a acondicionar.

5.7.1. Zone Infiltration: Design Flow Rate Setpoint Temperature Cooling: 26ºC Setpoint Temperature Heating: 20ºC

Se establecen aquí unas infiltraciones o renovaciones/hora con valores que van desde 0,05 a 3 para la comprobación en simulaciones posteriores de la influencia en el consumo energético que tiene una alta hermeticidad del edificio (0,05) o una baja (3) derivada de una menor atención en la ejecución del edificio.

5.8.3.HVAC Template: System: Unitary Heat Pump Air to air

Cada zona posee un sistema unitario asignado con un horario de disponibilidad y unos parámetros que hacen referencia al tipo de ventilador su modo de operar y características 5.8.HVAC Templates así como al tipo de bomba de calor con sus correspondientes COPs considerados para HVAC MODEL 5.8.1.HVAC Template Thermostat refrigeración y calefacción, modo de desercarche THERMOSTAT –ciclo revertido- etc. También se define además Dado que cada zona térmica tiene un usoThermostat_HallCom las el tipo de economizador, Name Thermostat_Hab Thermostat_EscDisc en este caso se emplea Setpoint asignadas Schedule S_Heating_HallComS_Heating_Hab S_Heating_EscDis temperaturas de confortHeating térmico al el bien conocido como “enfriamiento gratuito” al Cooling Setpoint Schedule S_Cooling_HallComS_Cooling_Hab S_Cooling_EscDis termostato para el HVAC de cada zona serán que llamaremos aquí “Fixed Dry Bulb” con una diferentes así como los Setpoint para refrigeración temperatura máxima asignada de 22 ºC para SCHEDULES THERMOSTAT y calefacción. su funcionamiento en modo refrigeración, esto Name S_Heating_HallCom es, S_Heating_Hab S_Heating_EscDis por debajo de esa temperatura exterior se Type Limits Name Temperature Temperature Temperature En este apartado se Through definen los diferentes All Year empleará All Yearaire del exterior All Year sin enfriar.

For All Days All Days Termostatos con sus Septpoint asignados para All Days Until: 06:00 Until: 06:00 Until: 06:00 modo calefacción y modo refrigeración.

15 5.8.4. HVAC 15 Design 15 Until: 24:00 23

Until: 24:00 23

Until: 24:00 15

Sizing: Parameters

NameUnitary 5.8.2.HVAC Template Zone

S_Cooling_HallCom S_Cooling_Hab S_Cooling_EscDis Type Limits Name Temperature Temperature Temperature para en Through All Year Tanto All Year el dimensionado All Year Days modo refrigeración All Days Se define para cada zonaForel sistema unitario con All Days comoAllen Until: 06:00 Until: 06:00 su termostato asignado y el caudal de ventilación Until: 06:00 30 factor 1. 26 30 Until: 24:00 Until: 24:00 Until: 24:00 26 26 26

modo calefacción se selecciona el

ZONE UNITARY Zone Name Hall Hab1 Hab2 Hab3 Comedor Template Unitary System Name System_Hall System_Hab1 System_Hab2 System_Hab3 System_Com Template Thermostat Name Thermostat_HallCom Thermostat_Hab Thermostat_Hab Thermostat_Hab Thermostat_HallCom Supply Air Max Flow Rate autosize autosize autosize autosize autosize Outdoor Air Method Flow/person (m3/s) 0,003 0,005 0,005 0,005 0,003 Zone Cooling Design Supply Air Temperature InputSytem MethodSupply Air Temperature UNITARY HEAT PUMP AIR TO AIR Name System_Hall System_Hab1 System_Hab2 System_Hab3 System_Com System Availability Schedule SHotel_HVAC SHotel_HVAC SHotel_HVAC SHotel_HVAC SHotel_HVAC Zone Hall Hab1 Hab2 Hab3 Comedor Supply Fan Operating Schedule SHotel_HVAC SHotel_HVAC SHotel_HVAC SHotel_HVAC SHotel_HVAC Heat Pump COP 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 Cooling COP 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 Economizer Type FixedDryBulb FixedDryBulb FixedDryBulb FixedDryBulb FixedDryBulb Economizer Lockout LockoutwithHeatingLockoutwithHeating LockoutwithHeatingLockoutwithHeating LockoutwithHeating Economizer Max DryBulb Temp 22 22 22 22 22 Cooling Design Supply Air Temperature 12,8 12,8 12,8 12,8 12,8 Heating Design Supply Air Temperature 40 40 40 40 40 SCHEDULE AVAILABILITY

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CAPITULO 6 Se exponen los casos de estudio de cada uno de los factores influyentes en la demanda energética del edificio, para posteriormente realizar un análisis de los resultados obtenidos de cada una de las simulaciones, la evolución y las tendencias derivadas de los cambios en la construcción.

De los resultados obtenidos se valora la idoneidad de las variaciones constructivas en función de su influencia en el consumo energético en climatización del edificio para adoptarlas en posteriores simulaciones de manera secuencial hasta conseguir que el modelo cumpla unos criterios lo más cercanos posible a los valores establecidos por el estándar Passivhaus.

Capítulo 6 6.1. Estudio de la influencia del porcentaje de superficie acristalada de la envolvente.

6.2. Estudio de la influencia de la tasa de infiltraciones en el consumo energético del edificio.

6.3. Estudio de la influencia del incremento de espesor del material aislante de la envolvente.

6.4. Estudio de la influencia de la instalación de distintos tipos de carpinterías con vidrios de menor conductividad térmica y tratamientos especiales.

6.5. Optimización del diseño y las soluciones constructivas para la reducción del consumo energético a los valores buscados.

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Capitulo 6.

6.1. Influencia del porcentaje de superficie acristalada de la envolvente.

La característica común de un edificio de bajo consumo energético, de un edificio de “Consumo energético casi nulo” o de un edificio certificado como “Passivhaus” es sin duda que su diseño persigue ese objetivo desde los primeros estadios del proyecto. De nada sirve una sección constructiva “superaislada” o la mejor carpintería de triple vidrio si no se atiende a la orientación y a conceptos de aprovechamiento pasivo de la energía del sol.

Partiendo de un modelo de edificio ya descrito y justificado anteriormente se va a estudiar la influencia que tiene la modificación del porcentaje de hueco o superficie acristalada en el consumo energético parcial y total del edificio objeto.

En todos los casos, para este análisis, el modelo posee las mismas características constructivas en cuanto a aislamiento de muros y cubierta, aleros y elementos de sombra y tipos de vidrio; aislamiento tipo XPS de muros exteriores de 40mm de espesor, cubierta de 50mm y acristalamiento doble 4-6-4 con valor de U= 2,5 W/m2K La orientación elegida para la mayor parte de la superficie acristalada es Sur protegida por aleros fijos que impiden la radiación directa en verano y la permiten en invierno. Existe escasa superficie de huecos en la cara Norte con funciones de iluminar las zonas situadas en esa parte. Las orientaciones Este y Oeste son evitadas por ser difíciles de controlar con sombreados fijos y por suponer sobrecalentamientos que incrementen el consumo y disminuyan el confort en el interior de las zonas. Esto es posible debido al diseño en planta del edificio y a que la no apertura de huecos en estos muros no suponga detrimento del confort o de la iluminación natural.

Se ha de tener en cuenta conceptos generales como el hecho de que un 1m2 de acristalamiento puede perder y ganar 5 veces más de energía que 1m2 de cerramiento opaco. No hay que perder de vista la cuestión del lugar, teniendo presente que un mayor % de superficie acristalada en climatologías con mayor severidad climática invernal puede ser beneficioso y suponer un ahorro de calefacción del 30% pero que no ocurre del mismo modo en climatologías con veranos más severos y por tanto no tiene sentido diseñar grandes paños de vidrio con un criterio únicamente estético en dichos lugares.

Por último hay que ser consciente del sobrecoste que supone cada m2 de acristalamiento sobretodo en los casos donde debido a la severidad climática se prevea el empleo de vidrios triples o con tratamientos especiales que encarecen aún más el m2 de hueco.

Con el objetivo de llegar a una solución de compromiso entre diseño, confort, costes económicos y beneficios energéticos del % de acristalamiento de un edificio se plantean tres casos derivados del edificio inicial para estudiar cúal es el más adecuado teniendo en cuenta todo lo anteriormente expuesto.

Figura 6.1. Porcentaje de radiación solar directa recibida en las distintas superficies acristaladas para el edificio situado en la localidad de Valencia.

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Capitulo 6.

Planteamiento de los casos Se realizan 3 simulaciones del mismo edificio con variación de % de hueco para un climatología correspondiente a Valencia y los mismo casos para la correspondiente a Berlín con el objetivo de ver las diferencias e idoneidad de cada caso según las condiciones climáticas a las que esta sometido.

Caso 1: Edificio inicial. Acristalamiento de suelo a techo en zonas principales orientadas a Sur (habitaciones, comedor y estancia común principal). Aleros superiores y laterales. Acristalamiento escaso en muro norte para iluminación de zonas de circulación y distribución.

Caso 2: Modificación. Acristalamiento a Sur reducido a la mitad; se mantiene la posición y anchura de los huecos pero se reduce su altura a la mitad. Se reduce un 50% la superficie acristalada de la fachada Norte.

Caso 3: Modificación del caso 2. Acristalamiento a Sur reducido de nuevo a la mitad de la superficie del caso anterior, se reduce la anchura de los huecos. Se eliminan los huecos en el fachada Norte.

Caso 1. 21 Diciembre 17 horas Caso 2. 21 Diciembre 17 horas Caso 3. 21 Diciembre 17 horas

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Caso 1: 35% Hueco Caso 1. 21 Diciembre 12 horas Caso 1. 21 Diciembre 17 horas Caso 1. 21 Junio 12 horas Caso 1. 21 Junio 17 horas

Capitulo 6.

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Caso 2: 17% Hueco Caso 2. 21 Diciembre 12 horas Caso 2. 21 Diciembre 17 horas Caso 2. 21 Junio 12 horas Caso 2. 21 Junio 17 horas

Capitulo 6.

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Caso 3: 8,5% Hueco Caso 3. 21 Diciembre 12 horas Caso 3. 21 Diciembre 17 horas

Capitulo 6.

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Capitulo 6.

Resultados En primer lugar se puede observar que al tratarse de un edificio de tipo terciario con un carga interna media-alta concentrada en un horario concreto, como ocurre en los edificios de tipo hotel las necesidades de refrigeración son mayores que las que tendría un edificio residencial del tipo vivienda unifamiliar. Esta característica se ha de tener en cuenta para el resto del estudio, puesto que el ratio de refrigeración será mayor de lo esperado si se tiene en mente el consumo de climatización de referencia.

Debido a esta condición la carga de refrigeración es considerablemente más alta en el caso de Valencia y aproximadamente igual a la de calefacción en el caso de Berlín. La disminución del % de acristalamiento en ambas localidades supone una disminución del consumo energético de climatización debido fundamentalmente a la reducción de la carga de refrigeración, y pese a que ello suponga un ligero incremento de la de calefacción.

Dado que el salto más grande en cuanto a consumo energético tiene lugar en el paso del caso 1 al caso 2 y que el porcentaje de acristalamiento del segundo caso es el que se considera que ofrece una solución de mayor compromiso entre los aspectos de confort, iluminación natural, consumo energético y diseño arquitectónico parece razonable emplear dicha opción en los consecutivos estudios.

No obstante dicha decisión que resulta ser bastante directa a la vista de los resultados correspondientes a la localidad de Valencia no lo es tanto para la de Berlín donde apenas sufre variación el consumo energético total de climatización, sino que simplemente se produce un reparto diferente incrementando las cargas de refrigeración al existir menos ganancia térmica solar a través de las ventanas.

Figura 6.2. Ratios de demanda energética según diferentes porcentajes de superficie acristalada para el edificio situado en la localidad de Valencia.

Figura 6.3. Ganancias y pérdidas a través de los acristalamientos según el porcentaje de superficie acristalada para el edificio situado en la localidad de Valencia.

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Capitulo 6.

Conclusiones Para este tipo de edificios es esencial la disminución de las cargas de refrigeración protegiendo los acristalamientos de la radiación directa, empleando sistemas que permitan el free-cooling (aquí considerado), chimeneas solares combinadas con entradas de aire exterior a través de tuberías enterradas etc. Se trata de evitar que debido a la carga interna de ocupación, equipo o iluminación se tenga dispare el consumo de refrigeración en épocas en las que no esta previsto por ser las temperaturas exteriores bajas.

Para el clima mediterráneo pasando de un 35% de superficie acristalada de la envolvente a un 17% se obtiene una disminución del 50% del consumo energético en kWh, mientras que una reducción en la misma proporción, esto es, del 17% al 8,5% tan solo un 20%.

Sin embargo, en el clima centroeuropeo disminuir a la mitad la superficie acristalada apenas conlleva ahorro e incluso supondría un mayor consumo en un edificio con carga interna media o baja donde las necesidades de calefacción fueran mayores, por ello en este clima la opción más adecuada sería la que dota de una mayor superficie acristalada a Sur. Con ello vemos que para el clima mediterráneo la cifra de acristalamiento a la que muchas veces se hace referencia del 20% de la superficie de la envolvente viene a ser aquella capaz de aunar criterios de diverso tipo incluido el criterio de consumo energético del edificio.

Figura 6.4. Ganancias y pérdidas a través de los acristalamientos para cada zona correspondiente al caso de 17% de superficie acristalada para el edificio situado en la localidad de Valencia.

Figura 6.5. Ganancias y pérdidas a través de los acristalamientos para cada zona correspondiente al caso de 17% de superficie acristalada para el edificio situado en la localidad de Berlín.

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6.2. Estudio de la influencia de la tasa de infiltraciones en el consumo energético del edificio.

La hermeticidad al aire de los paramentos y sus uniones supone un salto de calidad enorme respecto a la forma de construcción convencional. Se trata de controlar las fugas de aire no deseadas.

El análisis de este factor tiene una gran importancia a pesar de que sea una cuestión que en un primer momento no se plantea como determinante. Tras realizar un estudio detallado de la influencia de la tasa de infiltraciones en el edificio propuesto se comprueba que, en efecto, es un factor muy determinante. En este caso, tanto o más determinante que otras acciones constructivas como son la mejora del aislamiento o el acristalamiento.

Según el estándar Passivhaus en referencia a las infiltraciones se obliga a superar una test de presión de hermeticidad del edificio para conseguir la certificación. Este test, llamado “Blower door” se realiza in situ a una presión de 50Pa. El valor máximo que se debe obtener para cumplir este requisito es de 0,6 renovaciones por hora, que en condiciones normales de presión equivaldría a 0,2 renovaciones por hora. El valor de dicho test para una vivienda convencional daría un valor de entre 1,6-3 renovaciones por hora, es por tanto una tasa de infiltraciones mucho mayor que la exigida por el estándar Passivhaus y que conduce a considerables aumentos de consumo de calefacción y refrigeración en las construcciones comunes.

Una tasa de infiltraciones alta o muy alta conlleva sobretodo un aumento de consumo de calefacción.

Por otro lado una tasa de infiltraciones muy baja puede tener efectos sobre el consumo de refrigeración aumentándolo sobretodo en climas cálidos o templados o en edificios de alta carga interna donde por este motivo sean mayores las necesidades de refrigeración que las de calefacción.

Figura 6.6. Esquema de funcionamiento de un test Bloweer Door con la soplante y las distintas posibles entradas de aire no controlado. Fuente: Neo Habitat Reform S.L. Figura 6.7. Imagen termográfica de la soplante de un test Bloweer Door. Fuente: Ventaclim, fabricante de ventanas.

Figura 6.8. Imágenes termográficas de infiltraciones en juntas, ventanas y puertas. Fuente: TermaGraf.

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Planteamiento de casos Para estudiar la influencia de la tasa de infiltraciones se somete al modelo inicial del edificio con un tipo de construcción de calidad media (en cuanto a aislamiento y acristalamiento se refiere) a simulaciones energéticas con diferentes valores de tasa de infiltración constantes. Dicha tasa variará con la diferencia de presión instantánea real y dado que el motor de cálculo nos obliga a considerarla constante no se obtienen valores reales pero si que nos sirve para ver el grado de influencia que tiene este factor así como poder adaptar el limite de infiltraciones del estándar centroeuropeo al clima meditarráneo viendo en que rango los valores de consumo pueden ser aptos para una edificación Passivhaus. Se consideran los siguientes valores y sus definiciones; Caso 1: 0,05 renovaciones/hora. Valor teórico supuesto, hermeticidad casi total, muy difícil de conseguir en la práctica real, sirve tan solo para establecer una comparativa en vista de los resultados obtenidos con una hermeticidad máxima del edificio.

1,6 Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

VALENCIA 3 VALENCIA Caso 2: 0,2Energy renovaciones/hora.

Valor exigido Passivhaus , equivalente aAirlasSystem 0,6 Max renovaciones/ Zone Air System (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) por el estándarZone Air System Energy (kWh) Sensible Rate (W) Cooling Cooling Heating Heating Cooling Heating hora que Heating se han de conseguir bajo el test de presurizaciónCooling a 50Pa. 923,71 4752,53 3358,23 13606,05 Comedor 698,13 9526,51 2409,10 18859,59 928,71 11550,93 2948,40 23583,78 Hall 901,76 22198,12 4312,71 35287,98 Caso 3: 0,5 renovaciones/hora. mayor que el exigido por el 925,12 estándar pero en 1650,78 344,89 1636,83 Valor 4341,15 Hab1_1 1972,89que correspondería 2476,47 6622,13 1312,17 2491,09 3817,47 11663,01 Hab2_1 812,51 6930,77 2517,78 16826,66 un estudio de 544,50 certificación energética a la obtención de una clasificación A o 1580,76 B del edificio1360,63 si el resto 4628,15 de 666,92 1082,72 3340,49 Hab3_1 408,91 sus 395,96 características acordes. 4552,70 Se trataría deHab1_2 una construcción1042,27 de alta calidad a proyecto6965,26 y 484,67fueran 1660,98 2214,13en cuanto 2373,43 944,13 4177,08 4629,88 13975,91 Hab2_2 682,10 8928,45 3246,28 18926,45 ejecución se refiere.

655,85 766,97 1280,65 3653,35 Hab3_2 420,86 1806,48 1523,58 4891,43 1171,50 7175,41 5798,26 18681,67 Distrib 1006,32 12569,58 4387,55 24383,21 1399,14 1625,98 Valor 4540,12 Esc el exigido por el 316,39 2693,31que correspondería 1802,57 6097,21 Caso395,96 4: 0,8 renovaciones/hora. mayor que estándar pero en Cooling (kWh) Heating (kWh) Cooling (kWh) Heating (kWh) un 9045,69 estudio de33687,21 certificación energética a la obtención de una clasificación B del edificio.

Se trataría de una 7214,37 70421 2 Ratio kWh/m2 Ratio de kWh/m Ratio kWh/m2 se refiere.

Ratio kWh/m2 construcción media-alta calidad en cuanto a proyecto y ejecución 15,17 56,48 12,10 118,07 2 Caso 5:2 1,2 renovaciones/hora. Valor típico para una construcción reciente Ratio kWh/m Ratio kWh/mconvencional 71,65 130,17 a alcanzar. en su ejecución pero si atender al criterio de hermeticidad como objetivo

con cierto cuidado

Caso 6: 1,6 renovaciones/hora. Valor típico para una construcción convencional de calidad media-baja en cuanto a su ejecución material o para una construcción de vida superior a los 50 años y que por sus características constructivas, de carpinterías etc posee una tasa de infiltraciones situada entre 1,6 – 3 renov/hora.

Caso 7: 3 renovaciones/hora. Valor típico para una construcción convencional de calidad baja en cuanto a su ejecución material o para una construcción de vida superior a los 50 años y que por sus características constructivas, de carpinterías etc. posee una tasa de infiltraciones igual o mayor a 3 renov/hora.

Se somete al modelo del edificio con unas características constructivas medias (aislamiento tipo XPS de muros exteriores de 40mm de espesor, cubierta de 50mm y acristalamiento doble 4-6-4 con valor de U= 2,5 W/m2K) a las siete simulaciones con diferentes valores de renovaciones/hora asignadas a la variable denominada “Zone Airflow: Infiltration: Design flow rate” COMPARATIVA TASAS DE INFILTRACIÓN DEMANDA (kWh)

RATIO (kWh/m2)

Tasa Refrigeración Calefacción Refrigeración Calefacción Ratio total 0,05 24089,01 2598,66 40,39 4,36 44,75 0,2 22251,42 4967,66 37,31 8,33 45,64 0,5 18113,64 9694,86 30,37 16,26 46,63 0,8 15107,65 15432,62 25,33 25,88 51,21 1,2 12279,12 24150,37 20,59 40,49 61,08 1,6 9045,69 33687,21 15,17 56,48 71,65 3 7214,37 70421,00 12,10 118,07 130,17

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TASA DE INFILTRACION

Capitulo 6.

0,05

VALENCIA 0,05 0,2 0,5 0,8 1,2 1,6 3

Muy hermetico Est谩ndar Passivhauscentroeuropeo Equivalente a Calificacion a o B Equivalente a Calificacion B Convencional - Buena Calidad Convencional - Media Calidad Convencional -Baja calidad - A rehabilitar

Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

VALENCIA Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 2346,50 663,56 2277,07 6414,11 1988,91 1067,26 2980,66 6914,52 3900,23 6,08 1716,47 47,14 3932,63 15,59 1990,44 4225,43 1475,08 7,02 656,99 1568,71 3504,90 8,04 1684,71 56,08 2855,10 98,85 2041,14 5717,14 1364,07 25,98 705,74 1961,92 2328,62 1224,87 3578,51 8403,37 742,97 81,41 800,71 2124,43 Cooling (kWh) Heating (kWh) 24089,01 2598,66 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 40,39 4,36 Ratio kWh/m2 44,75

0,2 Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

VALENCIA Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 2121,75 956,10 2591,80 7244,72 1726,53 1898,95 3535,02 9043,44 3620,58 6,12 1683,47 47,09 3515,41 30,57 1932,94 4842,24 1430,53 8,95 653,02 1586,00 3253,19 8,51 1641,56 1051,34 2470,30 231,96 2607,14 7302,32 1320,29 34,63 707,24 1988,78 2079,12 1685,50 3672,28 9317,63 713,72 106,37 827,53 2257,98 Cooling (kWh) Heating (kWh) 22251,42 4967,66 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 37,309 8,329

0,5 Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

Ratio kWh/m2 45,64 0,8 Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

VALENCIA Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Refrigeraci贸n Calefacci贸n Cooling Heating 1420,65 2414,35 3352,44 10590,13 1164,78 5843,82 4990,27 16532,66 2502,42 14,57 1499,92 2919,35 2210,08 542,53 2712,42 7727,02 1012,61 114,91 779,73 2258,39 2381,95 43,21 1552,63 3567,40 1471,57 1584,82 3693,19 10370,43 928,42 246,23 939,25 2682,80 1500,77 4034,76 4688,35 12943,03 514,40 593,42 1120,00 3161,21 Cooling (kWh) Heating (kWh) 15107,65 15432,62 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 25,33 25,88 Ratio kWh/m2 51,21

VALENCIA Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 1724,04 1645,35 3095,19 9081,30 1379,93 3808,73 4527,52 13609,23 2934,96 6,80 1562,20 1169,17 2821,71 168,27 2100,13 5951,68 1215,06 39,89 669,69 1882,96 2731,56 12,80 1603,22 3046,52 1880,32 761,25 3071,48 8552,77 1105,92 111,80 788,77 2255,46 1730,32 2833,98 4187,81 11153,11 589,82 305,99 974,15 2751,33 Cooling (kWh) Heating (kWh) 18113,64 9694,86 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 30,37 16,26 Ratio kWh/m2 46,63

1,2 Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

VALENCIA Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 1128,16 3538,50 3562,70 12050,10 1001,96 8658,06 3013,57 19744,29 2044,87 102,15 1495,70 3488,41 1655,62 1398,33 3210,78 9883,33 806,42 297,48 978,06 2792,72 1988,12 185,93 1605,83 4066,35 1145,38 2862,69 4114,34 12347,46 765,01 489,75 1127,33 3183,54 1298,60 5612,98 5552,40 16412,63 444,98 1004,50 1459,30 4015,89 Cooling (kWh) Heating (kWh) 12279,12 24150,37 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 20,59 40,49 Ratio kWh/m2 61,08

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1,6 Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

Capitulo 6.

VALENCIA Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 923,71 4752,53 3358,23 13606,05 928,71 11550,93 2948,40 23583,78 1650,78 344,89 1636,83 4341,15 1312,17 2491,09 3817,47 11663,01 666,92 544,50 1082,72 3340,49 395,96 484,67 1660,98 4552,70 944,13 4177,08 4629,88 13975,91 655,85 766,97 1280,65 3653,35 1171,50 7175,41 5798,26 18681,67 395,96 1399,14 1625,98 4540,12 Cooling (kWh) Heating (kWh) 9045,69 33687,21 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 15,17 56,48 Ratio kWh/m2 71,65

3 Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

VALENCIA Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 698,13 9526,51 2409,10 18859,59 901,76 22198,12 4312,71 35287,98 925,12 1972,89 2476,47 6622,13 812,51 6930,77 2517,78 16826,66 408,91 1580,76 1360,63 4628,15 1042,27 2214,13 2373,43 6965,26 682,10 8928,45 3246,28 18926,45 420,86 1806,48 1523,58 4891,43 1006,32 12569,58 4387,55 24383,21 316,39 2693,31 1802,57 6097,21 Cooling (kWh) Heating (kWh) 7214,37 70421 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 12,10 118,07 Ratio kWh/m2 130,17

COMPARATIVA TASAS DE INFILTRACIÓN DEMANDA (kWh)

RATIO (kWh/m2)

Tasa Refrigeración Calefacción Refrigeración Calefacción Ratio total 0,05 24089,01 2598,66 40,39 4,36 44,75 0,2 22251,42 4967,66 37,31 8,33 45,64 0,5 18113,64 9694,86 30,37 16,26 46,63 15107,65 15432,62 25,33 25,88 51,21 0,8 1,2 12279,12 24150,37 20,59 40,49 61,08 1,6 9045,69 33687,21 15,17 56,48 71,65 3 7214,37 70421,00 12,10 118,07 130,17

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Capitulo 6.

Resultados Se puede observar la clara influencia de las infiltraciones en el consumo total de kWh de climatización. A pesar de que el ratio kWh/m2 acondicionados aumenta moderadamente entre las tasas 0,005 y 1,6 renov/ hora, pasando de los 44 a los 71kWh/m2 de manera progresiva, no lo hacen igual los ratios de refrigeración y calefacción cuyos valores se modifican sustancialmente hasta invertirse. Este fenómeno se produce principalmente a que se trata de un edificio de una carga interna media debida a la ocupación y al hecho de estar situado en un clima mediterráneo. Por ello, si con una hermeticidad casi total las necesidades de refrigeración son de 40kWh/m2 frente a solo 4,3kWh/m2 de calefacción pasa a darse la situación contraria con valores de hermeticidad convencionales donde el consumo de calefacción es superior a cuatro veces mayor que el de refrigeración.

Esta última situación es la que nos encontramos en la mayor parte de la edificación de la zona mediterránea, edificios que por su construcción requieren anualmente más kWh de calefacción que de refrigeración cuando, sin embargo, las temperaturas son suaves en invierno. Vemos que no es inconcebible la idea de un edificio que situado en la costa pueda no necesitar apenas calefacción si su diseño y construcción atienden a dicho objetivo.En el último caso correspondiente a 3 renovaciones/hora se puede ver claramente un incremento de desorbitado del consumo total producido fundamentalmente por el aumento en necesidades de calefacción.

No hemos de olvidar que dichos resultados se obtienen para un edificio con un diseño que de entrada busca un consumo energético bajo, cuyas orientaciones, aberturas y zonificación le hacen susceptible de minimizar el consumo energético de climatización. Por esta razón para tasas de infiltraciones considerables el ratio kWh/m2 total no sería desorbitado (130kWh/m2) y en cambio si lo sería si dicho análisis se hubiese realizado para un edificio convencional (150-300 kWh/m2)

Figura 6.9. Ratios de demanda energética según tasa de infiltraciones para el edificio situado en la localidad de Valencia.

Figura 6.10. Demanda energética según tasa de infiltraciones para el edificio situado en la localidad de Valencia.

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Capitulo 6.

La tasa de infiltraciones de 0,2 correspondiente al requisito del estándar Passivhaus es, en efecto, la que conlleva un menor consumo energético total de climatización pues el caso 1 se considera solo teórico. Es por tanto un requisito que busca reducir al máximo el consumo energético de los edificios y su aplicación en centro-europa, de donde es originario el estándar, se demuestra indispensable para alcanzar los 30kWh/m 2 de climatización anuales que una Passivhaus certificada como tal ha de consumir como máximo.

Pero ¿es este límite de infiltraciones trasladable directamente a un estándar Passivhaus que difiere tanto del clima centroeuropeo? La respuesta no es inmediata. Observando los resultados obtenidos para la localidad de Valencia (clima Mediterráneo Sur) podemos observar como una hermeticidad alta conlleva más consumo de refrigeración en un edificio de carga interna media-alta como es este. Aunque el ratio total si se consigue reducir hemos de fijarnos que es precisamente el ratio de calefacción el que se presenta como susceptible de disminuir si se toman las medidas constructivas oportunas de mejora de aislamiento y acristalamiento. No ocurre así con las necesidades de refrigeración que aunque disminuirán con las mejoras en la construcción no lo harán en la misma proporción.

En este punto es donde se plantea que la tasa de infiltraciones limite que se podría tomar para un estándar adaptado al clima mediterráneo es una tasa algo mayor, del orden de 0,6-0,8 renovaciones/hora variando en este rango según se trate de un edificio terciario o residencial y en función de su carga interna debida a ocupación, equipamiento etc... La razón de tomar este valor y no uno más restrictivo es porque con esta tasa se obtiene un equilibrio entre ratios de calefacción y refrigeración, siendo el primero susceptible de disminuir considerablemente con mejoras de aislamiento y el segundo un ratio bajo teniendo en cuenta las temperaturas del lugar.

Figura 6.11. Demanda energética para una tasa de infiltraciones de 0,8 renovaciones por hora para el edificio situado en la localidad de Valencia.

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Capitulo 6.

Conclusiones Por todo lo anterior, se toma el valor de 0,8 renovaciones/hora como el valor de referencia posible limite para una tipología de Passivhaus adaptada al clima mediterránea. Por tanto, se realizará el estudio de optimización del modelo con dicha tasa para Valencia, mientras que para el caso de comparación de Berlín se tomará la fijada por el estándar centroeuropeo de 0,2 renovaciones/hora.

El Código Técnico de la Edificación en su apartado de Ahorro de Energía hace referencia a este aspecto únicamente en lo referido a la permeabilidad de las carpinterías que según la zona climática en la que se encuentre el edificio se limitan a 27 o 50m3/h por m2. De esta manera se limita la utilización de carpinterías a las de clase 1,2 o superior. Pero existe cierta incoherencia en esta exigencia puesto que la misma normativa en apartado HS3 referente a “Calidad del aire interior” considera aberturas de admisión del aire de ventilación los aireadores/aperturas fijas en las carpinterías de clase 2 o superior e incluso las mismas juntas de apertura (infiltraciones) para carpinterías de clase 1.

No hay que olvidar que cuando se habla de infiltraciones no se considera que estas tengan una misión de ventilación o mejora de la calidad del aire interior, son simplemente fugas de aire no deseadas. Una mayor hermeticidad permite un mayor aprovechamiento del calor puesto que mediante un sistema recuperador de calor es posible precalentar el aire de ventilación con el aire que es expulsado ya calefactado del interior sin que se produzca la mezcla de ambos, por tanto si la estanqueidad es buena esta transferencia de calor será mejor y el consumo energético menor.

Los criterios de calidad del aire interior y de ventilación se han de tratar por separado, con sus caudales y sus sistemas sin que ello sirva de argumento para permitir una construcción menos cuidadosa y una hermeticidad inexistente. La ventilación es un aspecto controlado, las infiltraciones no.

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Capitulo 6.

6.3. Estudio de la influencia del incremento de espesor del material aislante de la envolvente.

La característica más inmediatamente asociada a una construcción Passivhaus es sin duda el aislamiento, también llamado en estos casos “superaislamiento”. Su importancia es crucial puesto que unido a una gran hermeticidad de la edificación permite la conservación de una temperatura de confort en el interior del edificio, sin que las variaciones de temperatura exterior la modifiquen. Se trata por tanto de concebir el edificio como un volumen cuya envolvente es totalmente continua –sin puentes térmicos ni juntas que permitan fugas- y contribuye a mantener una temperatura de confort en el interior reduciendo en gran magnitud las necesidades de calefacción. Esto último es lo que hace de este modo de construir una alternativa más que atractiva en los países de climas templados, fríos y muy fríos puesto que sus necesidades en cuanto a climatización son, en su mayoría o incluso únicamente, de calefacción.

Una de las razones que hace importante el hecho de que se tengan que dar las características de hermeticidad y gran aislamiento en los edificios Passivhaus es la incorporación de un elemento de gran importancia como es el recuperador de calor. Al tener que existir un caudal de ventilación y renovación de aire en cualquier edificio y que este provendrá del exterior, se emplea un intercambiador de calor de alta eficiencia (rendimiento > 80%) para transferir el calor del aire interior de salida del recinto con el aire exterior de entrada sin que ambos caudales se mezclen. En días especialmente fríos, el aire suministrado puede recibir un calentamiento suplementario cuando sea necesario. Es posible también una entrada de aire adicional precalentado por medio de un intercambiador de calor enterrado – o pozo canadiense - reduciendo así el gasto energético en el calentamiento de aire.

Un hecho que hace especialmente interesante el análisis de la influencia del grado de aislamiento en la envolvente, tanto en el edificio situado en Valencia como el mismo situado en Berlín, es la directa relación que existe entre el clima y el aislamiento óptimo. La incorporación de mayor aislamiento ha de suponer un descenso de las necesidades de calefacción hasta consumos muy bajos sin que se produzca el aumento de las necesidades de refrigeración de ese espacio. Veremos como en el clima mediterráneo no tiene sentido aplicar los espesores de aislamiento que son óptimos energéticamente en una construcción centro europea.

Precisamente esta diferencia es la que se quiere definir para poder establecer unas bases o referencias de la construcción bajo el estándar en el clima mediterráneo.

Consideraciones en torno al aislamiento Los edificios en climas fríos y templados están siendo “superaislados” con el objetivo de alcanzar ese valor de U requerido por el estándar de vivienda pasiva para el aislamiento de la envolvente de 0,015W/m 2K. En la búsqueda del “superaislamiento” los proyectistas están luchando para incluir el suficiente aislamiento térmico en los detalles arquitectónicos. El aislamiento convencional resulta muy grueso en estos casos por lo que se están desarrollando productos de gran aislamiento con conductividades térmicas mucho más bajas sin resultar excesivamente gruesos. El espesor importa tanto a los proyectistas como a los clientes al aceptar estos menor superficie útil para una misma superficie construida. La tendencia es utilizar aerogeles de sílice con una conductividad térmica de 0,013 W/mK e incluso se empiezan a plantear aislamientos al vacío capaces de ofrecer valores inferiores a 0,010 W/mK. a. Aislante al vacio b. Mantas de aerogel c. Espuma laminada de poliisocianatos d. Espuma fenólica laminada e. Espuma de poliisocianato PIR f. Espuma fenólica PF g. Espuma de poliuretano PUR h. Poliestireno extruido XPS i. Poliestireno espandido EPS j. Lana de roca k. Fibra de vidrio l. Fibra de celulosa m. Lana de oveja.

Figura 6.12. Clases de material aislante segun su conductividad térmica.

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Capitulo 6.

Planteamiento de los casos Se plantean una serie de casos con diferentes combinaciones de espesores para la cubierta y los muros exteriores. A medida que se va aumentando el espesor del aislamiento de toda la envolvente la conductividad térmica de la sección constructiva disminuye.

Se selecciona para el presente estudio un material aislante común y ampliamente comercializado como es el Poliestireno extruido XPS con un valor de conductividad térmica de 0,034 W/mK. Este material se encuentra a medio camino entre los aislantes más novedosos - aerogeles de sílice con una conductividad térmica de 0,013 W/mK- y los más naturales como son la lana de oveja con un valor de 0,048. Además, para una comparativa cuyos resultados sean válidos se emplea el mismo acristalamiento – Doble bajo emisivo con U=1,6W/m2K - para todos los casos de manera que pueda verse el grado de influencia debido únicamente al cambio en el espesor de aislamiento. Posteriormente se realizará el estudio de optimización del acristalamiento empleando el caso de aislamiento cuyos resultados sean mejores.

Caso 0: Aislamiento cubierta; espesor e=35mm, muro exterior e=30mm Sería el caso más común en una construcción convencional en España.

Caso 1: Aislamiento cubierta; espesor e=50mm, muro exterior e=40mm Caso 2: Aislamiento cubierta; espesor e=60mm, muro exterior e=50mm Caso 3: Aislamiento cubierta; espesor e=70mm, muro exterior e=60mm Caso 4: Aislamiento cubierta; espesor e=80mm, muro exterior e=70mm Caso 5: Aislamiento cubierta; espesor e=100mm, muro exterior e=80mm Caso 6: Aislamiento cubierta; espesor e=150mm, muro exterior e=100mm Caso 7: Aislamiento cubierta; espesor e=150mm, muro exterior e=150mm Y solo para el análisis del edificio situado en Berlín; Caso 8: Aislamiento cubierta; espesor e=200mm, muro exterior e=200mm Caso 9: Aislamiento cubierta; espesor e=350mm, muro exterior e=250mm Caso 10: Aislamiento cubierta; espesor e=400mm, muro exterior e=350mm

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Capitulo 6.

Resultados Es importante tener en cuenta a la hora de analizar los resultados el hecho de que la carga interna de un edificio es muy variable según la actividad que allí se desarrolle, por tanto no será lo mismo el efecto de un “superaislamiento” en un edificio residencial de baja carga interna que en uno de otro sector con media o alta carga interna. Esto es debido a que dicha carga contribuye a la reducción de necesidades de calefacción pero también incrementa las de refrigeración en la temporada de verano. Estos efectos son más notables en la localidad de Valencia pues posee de base un clima más cálido.

Como se puede observar en las gráficas de resultados, el incremento de espesor de aislamiento supone una reducción del ratio total de energía demandada. No obstante esta reducción es apreciable sólo hasta el caso 3 y a partir de él no disminuye apenas o incluso se mantiene constante. Este fenómeno es debido a que aislar más reduce el ratio de calefacción pero incrementa el de refrigeración aunque sea a una menor escala, ello provoca que el ratio total vaya disminuyendo pero llega un punto en que la reducción de necesidades de calefacción se iguala al aumento de las de refrigeración y es entonces donde deja de resultar interesante la aplicación de un mayor aislamiento.

Por tanto, en el clima mediterráneo y en un edificio con una carga interna media el incremento de aislamiento sería viable e interesante hasta llegar a un espesor de 50-60mm en los muros exteriores y 6070mm en la cubierta. Con estos valores el ratio de calefacción resulta ser bajo – unos 20kWh/m2 – mientras que el de refrigeración debido sobretodo a la carga interna es algo mayor – unos 25kWh/m2 –.En cuanto al aislamiento de la solera para el clima mediterráneo no se aconseja debido a que éste al estar a una temperatura casi constante a lo largo del año contribuye a la mejor disipación del calor del recinto. En todo caso se recomienda emplear aislamiento tan solo en el perímetro en un ancho de 1m.

Figura 6.13. Ratios de demanda energética con diferentes espesores de aislamiento en la envolvente para el edificio situado en la localidad de Valencia.

Figura 6.14. Ratios de demanda energética con diferentes espesores de aislamiento en la envolvente para el edificio situado en la localidad de Berlín.

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Capitulo 6.

Para el caso de Berlín, como se puede observar en el gráfico de comparativa de resultados, la disminución del ratio de consumo es considerable y se producen mayores ahorros conforme se incrementa el aislamiento hasta llegar a notables espesores de material aislante que es lo que efectivamente denominan “superaislamiento”. En este caso, al contrario de lo que ocurre para el análisis en Valencia, resulta interesante llegar a espesores de entre 250-300mm pues se reduce enormemente el ratio de calefacción mientras el de refrigeración aumenta muy poco en comparación. Así, el ratio total de consumo se reduce de 80kWh/m2 que se tenían en el caso 0 o “base” hasta casi la mitad en el caso 8. Una disminución del 50% tiene un efecto considerable cuando se traslada ese ratio a consumos de energía anuales suponiendo verdaderos ahorros de energía primaria consumida por el edificio y por tanto toneladas de CO2 evitadas.

Es llamativa la respuesta que se obtiene cuando se simulan los casos 9 y 10, con mayores espesores de aislamiento, pues lo esperable serían mayores ahorros y ratios más bajos al tratarse de espesores que de hecho se están instalando en viviendas Passivhaus del centro y el norte de Europa. No ocurre así en este caso por la ya comentada influencia de la carga interna del edificio; aislando tanto se reducen casi totalmente las necesidades de calefacción pero se produce una mayor necesidad de refrigeración llegando a ratios de casi 50kWh/m2, algo que no resulta coherente con este clima.

Por tanto, para el mismo edificio situado en un clima más frío si que resulta interesante y viable técnica y económicamente el llegar a espesores de aislamiento de 200-250mm en la envolvente y seguramente, si se tratara de una vivienda convencional, incluso espesores de 350mm.

Figura 6.15. Demanda de climatización (refrigeración y calefacción) requeridos con diferentes espesores de aislamiento en la envolvente para el edificio situado en la localidad de Valencia.

Figura 6.16. Demanda de climatización (refrigeración y calefacción) requeridos con diferentes espesores de aislamiento en la envolvente para el edificio situado en la localidad de Berlín.

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Capitulo 6.

Conclusiones La incorporación de mayores espesores de aislamiento en edificaciones certificadas como Passivhaus esta justificada, según se ha podido ver en los resultados, pues sin duda contribuye a disminuir las necesidades de energía para climatización y por tanto aumenta los niveles de confort del interior.

Los ahorros producidos por incorporar más aislamiento son mayores según se aumenta este como norma general. Pero llegados a un punto y si el edificio esta situado en un clima más cálido y/o posee un carga interna media alta esta tendencia se invierte y vuelven a crecer el consumo energético debido al aumento de las necesidades de refrigeración. Esto ocurre mucho antes en el edificio situado en un clima mediterráneo que en situado en un clima centroeuropeo, llegando a ser el espesor óptimo alrededor de 70mm para el primero y en torno a 200mm para el segundo. Adoptando una solución con dichos espesores el ahorro conseguido es del 20% y del 50% respectivamente.

Partiendo de unos ratios totales de casi 50 kWh/m2 en Valencia y 80kWh/m2 en Berlín con la introducción de los espesores correspondientes se llega a un ratio total muy similar en ambos casos, en torno a 40kWh/ m2. Esto quiere decir que en una edificación bajo el estándar Passivhaus mediterráneo se puede conseguir el máximo ahorro viable técnica y económicamente con menor espesor de aislamiento que el necesario para conseguir el mismo ratio bajo de consumo energético en una Passivhaus centroeuropea. Todo ello no hace más que demostrar el potencial que puede tener la aplicación de un estándar Passivhaus adaptado a las condiciones del mediterráneo pues con menores inversiones en la construcción – comparándolo como climas más fríos- ofrecen consumos igualmente bajos.

Figura 6.17. Ratios de demanda energética con diferentes espesores de aislamiento en la envolvente para el edificio situado en la localidad de Valencia.

Figura 6.18. Ratios de demanda energética con diferentes espesores de aislamiento en la envolvente para el edificio situado en la localidad de Berlín.

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Localidad VALENCIA C Acristalamiento

Doble Planitherm4S bajo emisivo

Aislamiento e (mm) cubierta 0C 1C 2C 3C 4C 5C 6C 7C

35 50 60 70 80 100 150 150

Capitulo 6.

U=1,6W/m2K

1/2/3/4/5/6/7/8/9/10 U (Wm2K) e (mm) muro ext U (Wm2K) 0,662 30 0,567 40 0,445 50 0,412 60 0,371 70 0,321 80 0,226 100 0,174 200

0,668 0,559 0,502 0,437 0,406 0,364 0,317 0,224

CASO 0C VALENCIA Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating Comedor 1512,97 2446,19 3650,06 11320,98 Hall 1292,23 5557,98 4983,75 16429,80 Hab1_1 2602,64 14,30 1517,78 2961,85 Hab2_1 2369,25 480,63 2731,72 7752,93 Hab3_1 1079,06 110,18 809,99 2324,51 Hab1_2 2419,10 60,39 1614,06 3767,66 Hab2_2 1532,95 1724,42 3913,90 10791,77 Hab3_2 959,30 290,82 1022,50 2885,89 Distrib 1619,17 4157,48 4897,49 13283,65 Esc 562,26 637,18 1325,60 3606,88 Cooling (kWh) Heating (kWh) 15948,93 15479,57 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 26,74 25,95 Ratio kWh/m2 52,70

CASO 1C VALENCIA Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating Comedor 1507,35 2232,63 3244,06 10271,85 Hall 1222,84 5470,74 4873,53 16143,90 Hab1_1 2585,54 11,06 1504,52 2844,91 Hab2_1 2356,45 427,77 2573,18 7336,13 Hab3_1 1058,95 93,31 744,83 2152,66 Hab1_2 2454,90 32,44 1555,78 3538,19 Hab2_2 1571,94 1354,03 3561,22 9867,57 Hab3_2 966,91 209,23 907,45 2593,14 Distrib 1581,75 3707,28 4541,30 12521,34 Esc 536,92 515,24 1085,97 3061,64 Heating (kWh) Cooling (kWh) 15843,55 14053,73 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 26,56 23,56 Ratio kWh/m2 50,13 CASO 3C VALENCIA Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating Comedor 1601,59 1895,48 3038,80 9692,26 Hall 1254,24 5033,46 4696,33 15580,76 Hab1_1 2751,24 7,29 1495,75 2502,16 Hab2_1 2536,60 292,00 2340,06 6708,61 Hab3_1 1159,40 48,11 677,05 1914,80 Hab1_2 2619,21 14,67 1528,75 3204,32 Hab2_2 1748,37 897,12 3198,51 8897,14 Hab3_2 1089,35 103,39 770,21 2206,97 Distrib 1773,23 2861,64 4053,94 11079,74 Esc 603,60 291,62 940,75 2665,27 Heating (kWh) Cooling (kWh) 17136,83 11444,78 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 28,73 19,19 Ratio kWh/m2 47,92

CASO 2C VALENCIA Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating Comedor 1563,51 2024,50 3119,15 9919,68 Hall 1240,72 5219,04 4772,30 15822,53 Hab1_1 2677,90 8,28 1499,29 2612,85 Hab2_1 2458,95 344,49 2436,53 6973,34 Hab3_1 1119,13 64,53 682,69 1980,91 Hab1_2 2550,32 19,29 1538,81 3278,72 Hab2_2 1675,11 1063,70 3337,43 9269,24 Hab3_2 1036,20 140,15 823,80 2357,18 Distrib 1687,81 3202,81 4255,20 11636,41 Esc 572,20 377,76 1001,32 2830,55 Cooling (kWh) Heating (kWh) 16581,85 12464,55 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 27,80 20,90 Ratio kWh/m2 48,70 CASO 4C VALENCIA Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating Comedor 1629,93 1796,13 2977,03 9516,44 Hall 1261,17 4931,60 4655,93 15453,27 Hab1_1 2797,53 7,00 1508,70 2360,88 Hab2_1 2583,97 261,08 2281,06 6546,92 Hab3_1 1183,01 39,93 673,36 1874,45 Hab1_2 2674,51 12,65 1518,90 3072,62 Hab2_2 1809,80 769,60 3080,70 8585,63 Hab3_2 1128,54 80,65 729,87 2096,84 Distrib 1829,69 2652,88 3928,21 10744,14 Esc 625,04 243,69 904,88 2562,25 Cooling (kWh) Heating (kWh) 17523,19 10795,21 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 29,38 18,10 Ratio kWh/m2 47,48

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Tesis Mรกster. Sara Ferreras Sancho

CASO 5C Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

Capitulo 6.

VALENCIA Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 1665,68 1677,37 2901,24 9317,56 1270,73 4802,32 4604,03 15287,85 2859,51 6,66 1505,02 1511,63 2645,94 224,90 2206,81 6343,23 1214,38 30,75 668,71 1826,50 2749,21 11,17 1507,15 2997,93 1892,60 629,76 2939,93 8177,32 1173,30 57,55 712,48 2006,07 1907,26 2399,19 3770,34 10321,90 655,89 189,36 858,93 2436,77 Cooling (kWh) Heating (kWh) 18034,50 10029,03 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 30,24 16,82 Ratio kWh/m2 47,054

CASO 7C Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

CASO 6C Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

VALENCIA Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 1723,62 1490,12 2778,05 8925,55 1281,44 4634,65 4540,21 15084,08 2950,76 6,14 1498,71 757,35 2738,62 179,13 2103,73 5960,68 1257,86 20,99 661,94 1763,35 2886,37 9,76 1485,86 2872,73 2042,68 431,88 2703,20 7544,60 1241,61 31,25 692,95 1885,59 2028,10 2053,12 3547,47 9725,53 705,47 126,07 796,08 2264,72 Cooling (kWh) Heating (kWh) 18856,53 8983,11 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 31,617 15,062 Ratio kWh/m2 46,679

VALENCIA Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 1792,78 1309,08 2644,58 8541,78 1303,81 4348,72 4418,86 14696,76 3111,08 5,84 1492,59 46,78 2871,74 126,64 2019,77 5651,51 1327,87 11,47 652,93 1671,33 3073,95 8,41 1542,86 2606,65 2228,13 280,28 2036,22 5989,49 1328,67 14,46 678,44 1756,36 2237,51 1608,55 3233,63 8879,65 800,33 62,56 753,48 1979,88 Cooling (kWh) Heating (kWh) 20075,87 7776,01 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 33,66 13,04 Ratio kWh/m2 46,70

CASOS 0C 1C 2C 3C 4C 5C 6C 7C

Cooling (kWh) 15948,93 15843,55 16581,85 17136,83 17523,19 18034,50 18856,53 20075,87

Heating (kWh) 15479,57 14053,73 12464,55 11444,78 10795,21 10029,03 8983,11 7776,01

Ratio Cooling 26,74 26,56 27,80 28,73 29,38 30,24 31,62 33,66

Ratio Heating 25,95 23,56 20,90 19,19 18,10 16,82 15,06 13,04

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Ratio kWh/m2 52,70 50,13 48,70 47,92 47,48 47,05 46,68 46,70

Tesis Mรกster. Sara Ferreras Sancho

Localidad BERLIN C Acristalamiento

Doble Planitherm4S bajo emisivo

Aislamiento e (mm) cubierta 0C 1C 2C 3C 4C 5C 6C 7C 8C 9C 10C

35 50 60 70 80 100 150 150 200 350 400

Capitulo 6.

U=1,6W/m2K

1/2/3/4/5/6/7/8/9/10 U (Wm2K) e (mm) muro ext U (Wm2K) 0,662 30 0,567 40 0,445 50 0,412 60 0,371 70 0,321 80 0,226 100 0,174 150 0,151 200 0,123 250 0,102 350

0,668 0,559 0,502 0,437 0,406 0,364 0,317 0,224 0,173 0,145 0,105

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CASO 0C BERLIN Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating Comedor 1309,86 5828,36 4033,22 10626,01 Hall 820,50 8022,08 5497,19 13304,96 Hab1_1 2066,21 396,66 1908,45 3310,80 Hab2_1 767,67 2532,80 2821,49 7722,78 Hab3_1 767,67 926,75 1042,28 2907,61 Hab1_2 1653,34 1059,32 1974,85 4263,59 Hab2_2 976,46 6169,12 4737,25 12429,39 Hab3_2 649,30 1604,23 1449,88 3901,19 Distrib 583,24 10280,69 6802,97 16236,46 Esc 214,18 2252,66 1753,35 4410,19 Cooling (kWh) Heating (kWh) 8826,58 39072,67 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 14,80 65,51 Ratio kWh/m2 80,31

CASO 1C BERLIN Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating Comedor 1406,01 5088,10 3708,25 9927,17 Hall 789,44 7588,03 5325,27 12944,08 Hab1_1 2157,56 252,95 1813,96 3039,76 Hab2_1 780,11 2169,67 2582,70 7142,92 Hab3_1 780,11 776,59 865,87 2497,71 Hab1_2 1793,45 706,25 1771,09 3740,07 Hab2_2 1048,28 5059,89 4286,44 11423,98 Hab3_2 670,21 1276,86 1303,63 3560,82 Distrib 560,74 9106,86 6212,39 14935,83 Esc 203,26 1921,73 1577,03 4039,68 Cooling (kWh) Heating (kWh) 10189,17 33946,93 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 17,08 56,92 Ratio kWh/m2 74,00 CASO 3C BERLIN Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating Comedor 1622,05 4224,95 3457,48 9339,1 Hall 920,56 6603,81 4815,74 11745,05 Hab1_1 2508,09 81,35 1787,33 2238,72 Hab2_1 914,48 1594,62 2212,59 5995,8 Hab3_1 914,48 503,74 700,52 1999,88 Hab1_2 2112,56 384,49 1738,82 3280 Hab2_2 1274,97 3891,12 3594,54 9690,25 Hab3_2 788,23 874,7 952,19 2715,54 Distrib 687,79 7201,18 5162,65 12145,4 Esc 269,01 1361,95 1197,16 3147,77 Cooling (kWh) Heating (kWh) 12012,22 26721,91 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 20,14 44,80 Ratio kWh/m2 64,95

CASO 2C BERLIN Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating Comedor 1526,48 4557,79 3601,89 9686,06 Hall 861,29 7014,90 4988,42 12150,27 Hab1_1 2351,73 289,83 1797,91 2824,14 Hab2_1 854,01 1827,10 2294,40 6407,06 Hab3_1 854,01 614,60 749,32 2194,89 Hab1_2 1974,32 496,29 1750,16 3439,65 Hab2_2 1181,06 4332,61 3842,65 10312,14 Hab3_2 736,90 1030,82 1137,25 3149,60 Distrib 625,21 7977,12 5554,72 13029,99 Esc 235,87 1590,38 1303,64 3420,68 Cooling (kWh) Heating (kWh) 11200,88 29731,44 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 18,78 49,85 Ratio kWh/m2 68,63 CASO 4C BERLIN Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating Comedor 1692,63 3972,7 3352,17 9086,46 Hall 952,89 6389,58 4721,18 11522,33 Hab1_1 2599,18 55,38 1760,94 1915,01 Hab2_1 952,19 1457,54 2125,6 5777,35 Hab3_1 952,19 445,15 661,75 1900,72 Hab1_2 2221,83 308,06 1725,65 3109,72 Hab2_2 1385,51 3524,49 3164,81 8609,2 Hab3_2 825,39 763,12 890,17 2554,02 Distrib 730,1 6723,77 4933,79 11626,4 Esc 292,33 1227,1 1136,37 2991,61 Cooling (kWh) Heating (kWh) 12604,24 24866,89 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 21,13 41,69 Ratio kWh/m2 62,83

Tesis Mรกster. Sara Ferreras Sancho

CASO 5C Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

BERLIN Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 1809,65 3671,91 2996,57 8224,80 995,36 6110,41 4569,15 11159,87 2719,22 30,57 1754,05 1778,35 999,05 1289,04 1986,48 5428,72 999,05 373,20 643,60 1803,50 2365,01 227,91 1710,41 3000,37 1492,92 3088,13 2910,37 7970,67 881,58 631,81 822,46 2314,96 793,53 6120,87 4610,11 10891,82 328,57 1061,16 1050,71 2772,19 Cooling (kWh) Heating (kWh) 13383,94 22003,90 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 22,44 36,89

Capitulo 6.

CASO 6C Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

Ratio kWh/m2 59,33 CASO 7C Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

BERLIN Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 2153,36 2705,62 2419,31 7005,43 1156,67 5140,04 4064,4 9947,68 2165,05 1,74 1731,4 1466,38 1206,49 767,74 1896,93 4784,82 1206,49 169,27 662,39 1630,77 2958,54 42,37 1743,43 2549,86 1958,45 1739,83 2277,78 6310,37 1122,07 257,83 666,12 1711,03 1101,46 4111,61 3667,76 8507,08 512,8 544,55 766,93 1992,46 Cooling (kWh) Heating (kWh) 15179,95 15222,77 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 22,10 25,52

Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

BERLIN Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 5355,32 204,99 3390,3 5343,93 5453,84 751,82 3600 5910,45 2165,05 0,8 2154,36 56,54 1458,21 166,93 2730,66 4612,38 1458,21 70,98 701,54 1362,73 2958,54 1,08 1746,81 1431,72 1958,45 799,01 2020,25 4900,18 1383,18 104,89 668,68 1392,25 1508,5 2630,12 3026,87 7009,15 742,29 165,14 784,8 1530,23 Cooling (kWh) Heating (kWh) 24441,59 4790,87 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 40,98 8,03 Ratio kWh/m2 49,01

BERLIN Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 1956,33 3192,37 2693,75 7676,18 1050,35 5762,71 4390,84 10741,19 2887,97 11,31 1740,87 1650,52 1066,49 1061,62 1904,63 5109,75 1066,49 286,44 637,06 1706,75 2594,19 123,77 1757,3 2718,41 1685,16 2369,05 2522,86 6995,48 982,87 441,28 680,96 1908,1 897,82 5273,44 4176,66 9911,82 389,36 840,19 955,38 2483,08 Cooling (kWh) Heating (kWh) 14577,03 19362,18 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 24,44 32,46 Ratio kWh/m2 56,91

CASO 8C Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

Ratio kWh/m2 47,62 CASO 9C

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BERLIN Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 1750,38 2421,85 2235,93 6550,04 1218,82 4791,83 3882,47 9503,18 2165,05 0,8 1725,96 1368,26 1497,56 916,68 1969,2 4598,78 1297,56 118,66 605,46 1356,65 2958,54 15,89 1561,48 2233,38 1758,45 1097,26 2107,98 5730,2 1226,68 173,83 657,42 1605,95 1240,17 3471,49 3323,33 7699,86 597,55 393,12 676,09 1730,07 Cooling (kWh) Heating (kWh) 15710,31 13227,58 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 23,06 22,18 Ratio kWh/m2 45,24

CASO 10C Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

BERLIN Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 6750,38 20,67 3668,31 5056,64 7941,07 653,08 4378,86 1659 2165,05 0,73 2083,99 60,15 1577 28,01 2934,08 3285,78 1577 39,53 734,36 1345,31 2958,54 0,92 1813,74 755,89 1958,45 485,86 2180,13 4592,26 1494,16 66,71 706,45 1369,48 1712,09 2118,18 3070,95 6619,8 842,38 67,24 825,78 1415,73 Cooling (kWh) Heating (kWh) 28976,12 3415,14 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 48,58 5,73 Ratio kWh/m2 54,31

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Capitulo 6.

6.4. Estudio de la influencia de la instalación de distintos tipos de carpinterías con vidrios de menor conductividad térmica y tratamientos especiales.

En la mayoría de los artículos sobre el tema se hace referencia a la colocación de vidrios triples en los edificios Passivhaus, la razón no es más que la mayor proliferación de este tipo de construcciones en climas fríos y muy fríos. Para analizar la influencia del tipo de acristalamiento en el caso de una edificio situado en un clima mediterráneo no tendría sentido comenzar disponiendo vidrios triples dado que seguramente no sean viables si tenemos en cuenta la inversión respecto al ahorro que ello supone. Por esta razón se comenzará el análisis partiendo de una carpintería convencional con vidrio doble y cámara de aire y sólo en el último caso de los cinco se verán los efectos del vidrio triple con cámara de argón.

Es importante indicar que la instalación de una carpintería es casi más importante que la carpintería en sí. Aunque ello no requiere una formación extraordinaria hay que ser metódico y riguroso en este tipo de trabajo para conseguir que la buena carpintería y la buena instalación supongan buenos niveles de estanqueidad y unos ahorros en el consumo energético que justifiquen la inversión.

Planteamiento de los casos Para analizar la influencia de la mejora del aislamiento de las superficies acristaladas se parte del caso óptimo de espesor de aislamiento de la envolvente obtenido tras el anterior análisis de los resultados de las simulaciones comentadas en el apartado 6.3. El aislamiento con el que se realizan las simulaciones para este estudio es el correspondiente al caso 8 para Berlín y al caso 2 para Valencia. Para cada uno de estos escenarios se simulará el edificio con los tipos de acristalamiento A,B,C,D y E cuyas características se detallan a continuación: Caso A: Acristalamiento Doble 4 (6) 4; con vidrio exterior e interior tipo Planilux y cámara de aire. U= 3,3W/m2K Caso B: Acristalamiento Doble 4 (6) 4; con vidrio exterior tipo Planitherm bajo emisivo e interior tipo Planilux y cámara de aire. U= 2,5W/m2K Caso C: Acristalamiento Doble 4 (12) 4; con vidrio exterior tipo Planitherm 4S bajo emisivo e interior tipo Planitherm y cámara de aire. U= 1,6 W/m2K Caso D: Acristalamiento Doble 4 (16) 4; con vidrio exterior tipo Planitherm 4S bajo emisivo e interior tipo Planitherm y cámara de argón. U= 1,1W/m2K Caso E: Acristalamiento Triple 4 (16) 4 (16) 4; con vidrio exterior tipo Planitherm bajo emisivo e interior tipo Planitherm y cámara de argón. U= 0,5W/m2K

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Capitulo 6.

Resultados La mejora del tipo de acristalamiento no deja de ser una mejora de aislamiento, por tanto, todos los comentarios en cuanto a tendencias observadas siguen las mismas líneas generales que aquellos realizados previamente en el estudio de la influencia de espesores de aislamiento en la envolvente.

Como ocurre con el aislamiento en el caso de Valencia el aumento del ahorro según se aumenta la calidad del acristalamiento es solo notable del paso del caso A al caso B, donde el ratio total disminuye debido a que la demanda de refrigeración también lo hace. Más allá de eso se produce un ligero aumento del ratio de refrigeración por lo que deja de presentar ventajas el realizar una inversión a una carpintería de menor conductividad y por tanto más cara. Parece evidente que el caso B es el óptimo pues la relación inversión/ ahorro podría tener sentido pese a que este último sea escaso.

Para el caso de Berlín, de nuevo ocurre algo parecido, según se mejora el acristalamiento el consumo disminuye debido a las menores necesidades de refrigeración pues un mejor vidrio disminuye la carga solar térmica ganada por la superficie acristalada y por tanto es menor la carga a combatir por el equipo climatizador en modo refrigeración. Este mayor aislamiento provoca que llegados a un punto no sea rentable la colocación de un vidrio triple –caso E- pues los valores son peores a los obtenidos con vidrios dobles bajo emisivos – caso C- donde el ratio total es menor. Esto se produce porque, si bien se disminuye la carga a combatir por la refrigeración, existe una importante carga interna independiente de la ganancia solar que se aísla mejor dentro del recinto y por tanto requiere más energía para enfriar el espacio que si dicho aislamiento no fuera tan alto.

Figura 6.19. Ratios de demanda energética con diferentes tipos de acristalamiento para el edificio situado en la localidad de Valencia.

Figura 6.20. Ratios de demanda energética con diferentes tipos de acristalamiento para el edificio situado en la localidad de Berlín.

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Capitulo 6.

Conclusiones Hay que tener en cuenta el hecho ya comentado de la existencia de una importante carga interna. Ello produce que a partir de cierto grado de aislamiento ya sea en muros o por los vidrios la carga interna se “retenga” más eficazmente en el interior del edificio y que las necesidades de refrigeración empiecen a incrementarse. A partir de este punto dicho incremento supone un mayor consumo total lo que no solo no justifica la inversión sino que empeora el ratio de consumo energético global del edificio.

Así, para Valencia un vidrio doble de U=2.5 W/m2K (B) ofrece un aislamiento óptimo y coherente con el resto de la envolvente y por tanto los mejores resultados de consumo energético. Para Berlín, un acristalamiento con menor conductividad térmica U= 1,6 W/m2K (C) sería la mejor opción.

En ambos casos se analizará seguidamente si la colocación de ciertas clases de vidrio en determinadas orientaciones tiene unos efectos que incrementen el ahorro energético sobre los casos base óptimos elegidos en este apartado.

Para concluir, no hay que olvidar que estos efectos serían los obtenidos en un caso real que contempla una instalación perfecta y garantiza una estanqueidad elevada ya definida anteriormente. En caso contrario, las infiltraciones que abundan en las juntas de instalación de las carpinterías con el hueco de la envolvente en los que se colocan, modificarían totalmente los resultados y seguramente la inversión en una buena carpintería no tendría los efectos esperados en cuanto a ahorro energético y confort interior.

Figura 6.21. Demanda de climatización (refrigeración y calefacción) requeridos en cada una de las zonas térmicas para el edificio situado en la localidad de Valencia. Acristalamiento Tipo B con U= 2,5W/m2K

Figura 6.22. Demanda de climatización (refrigeración y calefacción) requeridos en cada una de las zonas térmicas para el edificio situado en la localidad de Berlín. Acristalamiento Tipo C con U= 1,6W/m2K

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Capitulo 6.

6.5. Optimización del diseño y las soluciones constructivas para la reducción del consumo energético a los valores buscados.

Tras analizar la influencia del porcentaje de hueco, de las infiltraciones, del aislamiento de la envolvente, de su acristalamiento y seleccionar las combinaciones que ofrecen mejores resultados energéticos a la vez que son coherentes en términos de viabilidad técnica y económica se decide dar un paso más e intentar actuar de una manera más pormenorizada en el edificio, para conseguir un mejor resultado de consumo energético final del prototipo, tanto en su situación bajo las condiciones del clima mediterráneo como bajo las de un clima centroeuropeo.

Se trata, por tanto, de atender no solo a los valores finales de ratios y demandas del edificio en su conjunto sino de interpretar los resultados de cada una de las zonas térmicas pues al tener diferente superficie acristalada, orientación o uso se comportan de manera diferente bajo una misma estrategia aplicada a toda la envolvente.

Observando los ratios de calefacción y refrigeración de cada zona térmica del edificio situado en Valencia lo primero que llama la atención son aquellas zonas que tienen un ratio más elevado y se comprueba que es debido sobretodo a la necesidad de calefacción siendo la necesidad de refrigeración del orden del resto de zonas térmicas. El hall, el comedor y el espacio de distribución tienen un mayor consumo energético, agrupando estas zonas por su orientación vemos que el hall y el comedor están orientados a Sur y el espacio de distribución de las dos plantas de habitaciones a Norte.

La orientación nos da una pista de cual es la razón que puede provocar eso y el modo en que se puede cambiar. Para los espacios orientados al Sur la razón puede deberse a que su mayor profundidad, -en comparación con las habitaciones que poseen la misma orientación y menor consumo- impide que todo el espacio sea calefactado gracias a la ganancia solar térmica que atraviesa el acristalamiento. Al no ser la carga de refrigeración superior a la media de las zonas se decide ampliar el porcentaje de superficie acristalada a Sur de estas zonas en concreto pasando a doblar la misma; recordamos que en un primer análisis se había pasado de un 35% de superficie acristalada a un 17,5% eliminando el acristalamiento de suelo a techo orientado a Sur y sustituyéndolo por ventanales corridos abiertos a partir de media altura.

Tras la simulación vemos que esta medida de ampliación de la superficie acristalada incrementa la ganancia de carga térmica solar produciendo una disminución del consumo anual de calefacción de 5000kWh anuales a 3500kWh en el caso del Hall y un aumento en la refrigeración de en torno a 700kWh anuales. El ahorro neto anual de esta zona con esta medida es de 800kWh anuales. Por lo que se refiere al comedor, al ser una zona de menores dimensiones no es tan notable aunque como veremos en el ratio final tras las modificaciones los ahorros no son despreciables.

Figura 6.23. Evolución de la demanda tras la aplicación de las modificaciones para el edificio situado en la localidad de Valencia. Caso 0 (sin modificaciones) Caso 1 (con modificaciones).

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Capitulo 6.

Por lo que respecta a la zona de distribución dada su orientación a Norte la actuación es diferente, si interesa disminuir la necesidad de calefacción no es posible hacerlo aumentando la carga térmica solar puesto que en dicha orientación no hay radiación directa, por ello la decision a tomar tiene que ver más con el aislamiento de la envolvente en esta orientación. En esta zona sí que interesa mantener en el interior la carga interna, sobretodo en invierno, y evitar que las temperaturas del exterior tengan influencia en la temperatura de confort interior. Se coloca por tanto en los muros Norte mayor espesor de aislamiento así como en la parte de la envolvente orientada a Este y Oeste de esta zona. Con el objetivo de realizar una modificación cuyos efectos sean notables y así poder ver la magnitud de la influencia de estas estrategias, se sustituyen tambien los vidrios de los escasos huecos de la orientación norte por unos de menor conductividad térmica. En concreto se pasa de una construcción tipo 2 a una 3 y de un acristalamiento tipo B a un D en los elementos señalados.

Como se puede observar en la Fig 6.23. con estas modificaciones no solo se consigue disminuir la demanda de calefacción sino que tambien, debido al aislamiento se reduce la demanda de refrigeración.

Al final, se puede comprobar que la orientación es definitoria en la estrategia a adoptar en cuanto a diseño y en cuanto a construcción. Obviamente existe una limitación evidente pues considerar cada muro y cada hueco, cada orientación y cada zona térmica de manera distinta es inviable dada la cantidad de factores que influyen en las decisiones constructivas y en su ejecución. No obstante, existe un punto de equilibrio en el que es posible considerar la envolvente como algo no totalmente uniforme pero que tampoco suponga un complejidad tal que las ventajas de tal decisión se tornen desventajas en la práctica.

Las mismas estrategias son válidas para el mismo edificio situado en Berlín, aunque en diferentes magnitudes; se pasa de un aislamiento tipo 8 a uno tipo 10 y de un acristalamiento tipo C a uno tipo E en las zonas señaladas. Se trata por tanto de modificaciones que afectan a la influencia de la orientación y que requieren de soluciones de diferente magnitud según la severidad climática en la que se aplican.

Figura 6.23. Evolución de la demanda tras la aplicación de las modificaciones para el edificio situado en la localidad de Valencia. Caso 0 (sin modificaciones) Caso 1 (con modificaciones).

Figura 6.24. Evolución de la demanda tras la aplicación de las modificaciones para el edificio situado en la localidad de Berlín.

Figura 6.25. Evolución del ratio de demanda tras la aplicación de las modificaciones para el edificio situado en la localidad de Valencia.

Caso 0 (sin modificaciones) Caso 1 (con modificaciones).

Figura 6.26. Evolución del ratio de demanda tras la aplicación de las modificaciones para el edificio situado en la localidad de Berlín.

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Capitulo 6.

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Conclusiones De continuar el proceso iterativo “diseño formal – constructivo – formal – constructivo” llegaríamos seguramente a soluciones que ofrecerían mejores ratios de consumo, demostrando así, que se trata de un proceso donde el diseño y las decisiones constructivas están íntimamente ligadas.

Pero llegados a este punto los resultados obtenidos para la simulación energética de las combinaciones constructivas y el diseño óptimos son; 24kWh/m2 (ratio refrigeración) y 18kWh/m2 (ratio calefacción) para Valencia y 18kWh/m2 (ratio refrigeración) y 17kWh/m2 (ratio calefacción) para Berlín. Estos valores suponen la consecución teórica de un edificio de muy bajo consumo energético aunque debido a limitaciones del estudio no se alcanzan los fijados por el estándar Passivhaus de 15kWh/m2 para ambos ratios; el ahorro potencial que se podría obtener de incoporar un sistema de recuperador de calor podría ser de entre 2,5 y 5kWh/m2 tanto para calefacción como para refrigeración por lo que de modelar dicho sistema en obtendríamos valores Passivhaus.

De todas manera el objetivo principal no era tanto la consecución de unos valores fijados, pues al resultar los obtenidos tan cercanos de continuar el proceso iterativo acabaría llegándose a dicha cifra, sino ver de manera paralela las estrategias y decisiones que se han de tomar según la influencia de distintos factores para el mismo edificio en dos climas diferentes. La observación de los resultados finales nos muestra que evidentemente las estrategias que llevan a conseguir una construcción Passivhaus en Centroeuropa son validas para conseguirla en el Mediterráneo, eso sí aplicadas en diferente magnitud. Pero los valores fijados por el estándar que se han de alcanzar requieren una revisión y adaptación si se aplican a un clima tan diferente del original del estándar como es el mediterráneo.

La necesidad de modificar los valores de referencia de 15kWh/m2 para refrigeración y calefacción por valores sensiblemente diferentes para cada una de las necesidades radica principalmente en la existencia de un clima donde las temperaturas en invierno son suaves y durante el verano la carga a combatir puede ser alta. Se podría estar hablando, a la vista de los resultados obtenidos para este caso, de un ratio situado entre 20-25 kWh/m2 para refrigeración y de 10-15kWh/m2 para calefacción. Con estos criterios sería posible que edificaciones situadas en este clima pudieran ser certificadas como Passivhaus. De hecho, valores semejantes a los obtenidos en este trabajo se han visto en experiencias reales de “intentos” de Passivhaus bajo las condiciones del clima mediterráneo como es el caso de una vivienda en Sevilla cuyos ratios resultantes dieron 21,7 kWh/m2 para refrigeración y 2,8 kWh/m2 para calefacción.

Localidad VALENCIA CASO 0 Aislamiento muro Aislamiento cubierta Acristalamiento

2 2 B

50mm 60mm

MODIFICACIONES CASO 1 Acristalamiento Sur Acristalamiento Norte Acristalamiento Sur lucernario Aislamiento muro Norte Zona_Hall Aislamiento muro Norte, Este,Oeste Zona_Distrib

B D D 3

60mm

3

60mm

Ampliacion superficie acristalada sur Zona_Hall Ampliacion superficie acristalada este Zona_Com CASO *

MODIFICACIONES + Carga interna

50% 15%

CRITERIOS METODOLOGIA CALCULO PASSIVHAUS 2,1W/m2

CASO 0 VALENCIA Localidad BERLIN CASO 0 Aislamiento 8 Max Sensible 200mmRate (W) Zonemuro Air System Energy (kWh) Air System Aislamiento cubierta 250mm Cooling Heating Cooling8 Heating Acristalamiento 1472,73 C C 3191,15 Comedor 2200,89 10149,77 Hall 1180,78 5191,13 4889,54 16214,73 MODIFICACIONES2588,35 Hab1_1 10,32 1494,78 2799,44 Hab2_1 2301,94 448,32 2577,60 7358,28 CASO 1Hab3_1 1070,48 82,38 716,68 2078,03 Acristalamiento Sur C 1535,81 Hab1_2 2471,80 25,54 3426,99 Acristalamiento Norte E 3472,54 Hab2_2 1563,11 1279,62 9772,59 Acristalamiento Sur991,25 lucernario E 856,56 Hab3_2 170,26 2457,79 Aislamiento muro1594,63 Norte Zona_Hall 3526,71 10 4406,65300mm 12184,43 Distrib Norte, Este,Oeste 449,88 Esc Aislamiento muro 545,41 1036,29 2932,53 10 300mm Zona_Distrib Heating (kWh) Cooling (kWh) 15430,48 12785,05 2 Ampliacion sur Zona_Hall 50% Ratiosuperficie kWh/m2 acristalada Ratio kWh/m Ampliacion superficie acristalada este Zona_Com 15% 25,87 21,44 CASO *

Ratio kWh/m2 MODIFICACIONES +47,31 CRITERIOS METODOLOGIA CALCULO PASSIVHAUS Carga interna

2,1W/m2

CASO 0

BER Zon Coo

Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

Coo

Rati

Rati

Tesis M谩ster. Sara Ferreras Sancho

50mm 60mm

60mm 60mm 50% 15%

Localidad CASO 0 BERLIN VALENCIA CASO 0 Aislamiento muro Energy (kWh) 8 Sensible200mm Zone Air System Air System Max Rate (W) Aislamiento 8 250mm Cooling cubiertaHeating Cooling Heating C 2200,89 C Comedor Acristalamiento 1472,73 3191,15 10149,77 Hall 1180,78 5191,13 4889,54 16214,73 Hab1_1 MODIFICACIONES 2588,35 10,32 1494,78 2799,44 Hab2_1 2301,94 448,32 2577,60 7358,28 CASO 1 Hab3_1 1070,48 82,38 716,68 2078,03 Sur C Hab1_2 Acristalamiento 2471,80 25,54 1535,81 3426,99 Norte E Hab2_2 Acristalamiento 1563,11 1279,62 3472,54 9772,59 Sur lucernario 170,26 E Hab3_2 Acristalamiento 991,25 856,56 2457,79 muro Norte Zona_Hall 10 300mm Distrib Aislamiento1594,63 3526,71 4406,65 12184,43 Aislamiento545,41 muro Norte, Este,Oeste Esc 449,88 1036,29 2932,53 10 300mm Zona_Distrib Heating (kWh) Cooling (kWh) 15430,48 12785,05 2 Ampliacion acristalada 50% Ratio kWh/msuperficie Ratio kWh/m2 sur Zona_Hall Ampliacion superficie este Zona_Com 15% 25,87 acristalada 21,44

Ratio kWh/m2 MODIFICACIONES 47,31+

ULO PASSIVHAUS

CASO *

1W/m2 5m2/persona 0 grados 0m3/h/persona

Carga interna 2,1W/m2 35m2/persona CASO 1 Ocupaci贸n VALENCIA Temperatura Calefacci贸n gradosRate (W) Zone Air System Energy (kWh) Air System Max20 Sensible 3 Caudal 30mHeating /h/persona Coolingaire ventilaci贸n Heating Cooling Comedor 1791,58 1726,17 3048,36 9706,17 Hall 2028,11 3635,84 5075,80 806,96 Hab1_1 2311,91 15,36 1650,43 2901,62 Hab2_1 2216,67 504,57 2581,48 7108,54 Hab3_1 986,15 95,07 758,26 2109,49 Hab1_2 2169,03 45,06 1515,87 3432,58 Hab2_2 1273,38 1288,41 3419,28 9620,12 Hab3_2 892,55 261,05 842,28 2408,79 Distrib 1171,92 2861,52 3845,63 10462,09 Esc 557,15 254,72 963,16 2724,47 Heating (kWh) Cooling (kWh) 14505,9 10687,77 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 24,32 17,92

Capitulo 6.

CASO 0 Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

Ratio kWh/m2 45,237

CRITERIOS METODOLOGIA CALCULO PASSIVHAUS CASO 1 Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

VALENCIA Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 643,97 1067,64 1276,56 14227,85 754,88 2561,77 2485,65 8923,26 877,88 289,28 742,49 2234,30 978,19 412,58 1955,79 5269,49 253,32 179,25 501,35 1490,73 869,02 435,12 854,08 2669,69 1052,71 640,79 1862,73 5932,61 236,92 286,60 531,01 1765,52 1105,61 1544,98 2276,35 7515,17 331,18 413,01 621,29 2074,31 Heating (kWh) Cooling (kWh) 6866,76 7831,02 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 11,51 13,13

Ratio kWh/m2 24,64 de huecos 17%.

Caso 0; porcentaje

BERLIN Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 1939,89 1832,78 2135,57 6465,97 1679,88 3301,66 3959,47 9780,75 1646,11 2,76 1589,66 1257,54 969,83 763,37 1882,27 4460,23 866,54 167,02 581,51 1371,34 1545,11 17,55 1489,38 2144,69 708,79 1096,51 1935,20 5374,94 590,21 246,41 554,79 1434,06 777,34 2561,36 2768,51 6675,62 451,99 311,49 658,97 1711,99 Heating (kWh) Cooling (kWh) 10585,48 10300,91 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 17,75 17,27 Ratio kWh/m2 35,02

Ratio kWh/m2 42,24 CASO *

BERLIN Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 1750,38 2421,85 2235,93 6550,04 1218,82 4791,83 3882,47 9503,18 2165,05 18,23 1725,96 1368,26 1997,56 616,68 1969,20 4598,78 1297,56 118,66 605,46 1356,65 2958,54 15,89 1561,48 2233,38 1958,45 1397,26 2107,98 5730,20 1226,68 173,83 657,42 1605,95 1240,17 3471,49 3323,33 7699,86 597,55 393,12 676,09 1730,07 Heating (kWh) Cooling (kWh) 15710,31 13227,58 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 23,058 22,179

CASO* Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

BERLIN Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 680,32 1899,50 1282,45 3790,98 347,75 3808,95 2521,62 6410,44 315,52 548,84 534,03 1586,91 193,33 979,72 1123,71 3383,82 193,33 345,07 340,31 1015,91 292,55 640,03 578,27 1670,55 876,37 1246,36 1270,21 3755,55 172,97 441,15 391,35 1131,88 515,07 2331,82 2164,56 5142,32 122,64 661,07 519,13 1410,31 Heating (kWh) Cooling (kWh) 3536,88 12902,51 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 5,93 21,63 Ratio kWh/m2 27,56

Caso 1; optimizado, ampliacion selectiva de huecos en fachada sur.

72

Tesis Mรกster. Sara Ferreras Sancho

Capitulo 6.

Fachada Oeste.

Fachada Sur, 21 Diciembre a las12 h

Fachada Este.

Fachada Sur, 21 Junio a las12 h

Caso Optimizado

Fachada Norte

73

Tesis Máster

74

CAPITULO 7 Tras el profundo estudio y análisis de los resultados de cada simulación y de las decisiones tomadas para la consecución de los objetivos propuestos se resumen las principales conclusiones y se esboza la adaptación del criterio del estándar Passivhaus del clima centroeuropeo al clima mediterráneo. Los criterios y bases que son viables técnicamente y mantienen una coherencia con los principios básicos del estándar original se definen en el presente apartado buscando así aportar algo al tema que ha suscitado mi interés personal.

Capítulo 7 7.1. Conclusiones respecto a la metodología de cálculo.

7.2. Conclusiones. Propuesta de estándar.

7.3 Comentarios finales

Tesis Máster. Sara Ferreras Sancho

Capitulo 7.

7.1. Conclusiones respecto a la metodología de cálculo.

El estándar desarrollado por el Passivhaus Institut establece una metodología de cálculo para la obtención de los valores que han de definirse para conseguir la certificación de edificios residenciales. Esta metodología determina los valores de las ganancias internas debidas a iluminación y equipos así como la debida a la ocupación para la cual establece unos ratios m2/personas. Estos valores pueden no resultar acordes en edificios cuyo carácter no se ajuste al residencial para el cual están estimados, es por ello que existe una necesidad de desarrollar un método de cálculo que pueda incluir un mayor rango de usos .Es posible que por sus características no sea realista la utilización de dichos valores y que los resultados teóricos obtenidos no se ajusten después al consumo energético que el edificio tenga en la realidad mientras cumple su función.

Para ver la influencia que pueden tener unos parámetros de cálculo generales y su utilización para un caso que no corresponda estrictamente al más estudiado ámbito residencial se exponen a continuación las condiciones de cálculo definidas por el Passivhaus Institut que difieren de las empleadas y las definidas en el presente trabajo para después aplicarlas al modelo y poder analizar en que magnitud se producen las diferencias cuantitativas referentes al consumo energético del edificio.

- Segun el Passivhaus Institut las condiciones interiores de temperatura en invierno son 20ºC sin variaciones nocturnas. En el caso estudiado se ha incrementado se ha definido 20ºC durante el dia y 17ºC durante la noche entre las 24h y las 6h de la mañana.

- Según el Passivhaus Institut las ganancias internas adquieren un valor de 2,1W/m2 siempre que el PHI no indique otros valores nacionales. En este caso se desarrolla en el capítulo 5 todo el desglose de ganancias internas debidas a la iluminación, equipos eléctricos y personas teniendo en cuenta su variación en el tiempo.

El criterio del estándar supone una carga de 2,1W/m2 constante, dicha carga en el caso estudiado resulta ser bastante menor que la de diseño teniendo en cuenta el uso del edificio.

“A passive house is very efficient at utilising ‘free’ internal heat gains from domestic household appliances, kitchen and utility equipment, Electronic equipment, artificial lighting, and occupants.” La razón de esta consideración es que dicha carga interna al favorecer en todo caso al confort en climas centroeuropeos donde es mas necesario la calefacción no ha de suponer una contribución en el cálculo de las necesidades de calefacción por calcularse estas en una situación del lado de la seguridad.

- Segun el Passivhaus Institut la ocupación se define en un ratio de superficie por persona igual a 35m2/persona constante a lo largo del tiempo. Este valor resulta una cantidad de personas inferior a la estimada según el número de habitaciones que tiene el hotel diseñado. Por tanto la mayor ocupación definida incrementa la carga de refrigeración.

- Segun el Passivhaus Institut el caudal de ventilación medio de aire es de 20-30m3/h por persona en una vivienda. Este caudal es equivalente a un máximo de 0,008m3/s por persona que resulta un valor mayor que los definidos por el CTE según el uso de las estancias que para el caso que nos ocupa es 0,005m3/s por persona.

Los cuatro puntos expuestos anteriormente son los valores que se deben tener en cuenta a la hora del cálculo de la carga de refrigeración y calefacción del edificio. Como se ha comentado anteriormente dichos valores se refieren al uso residencial para el que esta desarrollado el estándar Passivhaus en su origen.

Se realiza el cálculo del consumo energético del edificio sustituyendo los valores definidos y justificados en el capitulo 5 del presente trabajo por los valores definidos por el Passivhaus Institut para analizar la influencia de los mismos en los resultados finales y justificar la idoneidad del uso de los mismos para el cálculo del consumo en edificios de otros usos.

75

Tesis Máster. Sara Ferreras Sancho

Localidad VALENCIA CASO 0 Aislamiento muro Aislamiento cubierta Acristalamiento

Capitulo 7.

CASO 0 2 2 B

50mm 60mm

MODIFICACIONES CASO 1 Acristalamiento Sur Acristalamiento Norte Acristalamiento Sur lucernario Aislamiento muro Norte Zona_Hall Aislamiento muro Norte, Este,Oeste Zona_Distrib Ampliacion superficie acristalada sur Zona_Hall Ampliacion superficie acristalada este Zona_Com CASO *

MODIFICACIONES +

B D D 3

60mm

3

60mm

Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

50% 15%

Ratio kWh/m2 47,31

CRITERIOS METODOLOGIA CALCULO PASSIVHAUS

Carga interna Ocupación Temperatura Calefacción Caudal aire ventilación

2,1W/m2 35m2/persona 20 grados 30m3/h/persona

Partiendo del último caso analizado que llamamos “optimizado” se realiza una nueva simulación con las mismas características constructivas y valores de cálculo salvo los cuatro valores que difieren expuestos anteriormente en este mismo apartado.

Como se puede observar la influencia de la variación de estos datos de cálculo es notable.

En el caso del edificio situado en la localidad de Valencia se puede ver como al reducir la carga interna a los valores que define el Passivhaus Institut la carga de refrigeración disminuye a la mitad, pasando de un ratio de 24,3 kWh/m2 a 11,5kWh/m2.

Los resultados obtenidos aplicando los valores definidos por el Passivhaus Institut permitirían la certificación del edificio propuesto dado que cumplen los ratios de calefacción y refrigeración siendo ambos menores de 15kW/m2.

Si tomasemos las cargas internas reales debidas a iluminación y equipos que se han definido mediante un análisis pormenorizado para cada zona, los valores resultantes (24,3 kWh/ m2 y 17,9 kWh/m2) no validarían su certificación como tal aunque correspondan a un consumo muy bajo. Aun así, como hemos comentado anteriormente, el empleo de un recuperador de calor permitiría disminuir en 2,5 - 5kWh/m2 con

VALENCIA Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 1472,73 2200,89 3191,15 10149,77 1180,78 5191,13 4889,54 16214,73 2588,35 10,32 1494,78 2799,44 2301,94 448,32 2577,60 7358,28 1070,48 82,38 716,68 2078,03 2471,80 25,54 1535,81 3426,99 1563,11 1279,62 3472,54 9772,59 991,25 170,26 856,56 2457,79 1594,63 3526,71 4406,65 12184,43 545,41 449,88 1036,29 2932,53 Heating (kWh) Cooling (kWh) 15430,48 12785,05 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 25,87 21,44

CASO 1 Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

VALENCIA Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 1791,58 1726,17 3048,36 9706,17 2028,11 3635,84 5075,80 806,96 2311,91 15,36 1650,43 2901,62 2216,67 504,57 2581,48 7108,54 986,15 95,07 758,26 2109,49 2169,03 45,06 1515,87 3432,58 1273,38 1288,41 3419,28 9620,12 892,55 261,05 842,28 2408,79 1171,92 2861,52 3845,63 10462,09 557,15 254,72 963,16 2724,47 Heating (kWh) Cooling (kWh) 14505,9 10687,77 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 24,32 17,92 Ratio kWh/m2 42,24

CASO * Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

VALENCIA Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 643,97 1067,64 1276,56 14227,85 754,88 2561,77 2485,65 8923,26 877,88 289,28 742,49 2234,30 978,19 412,58 1955,79 5269,49 253,32 179,25 501,35 1490,73 869,02 435,12 854,08 2669,69 1052,71 640,79 1862,73 5932,61 236,92 286,60 531,01 1765,52 1105,61 1544,98 2276,35 7515,17 331,18 413,01 621,29 2074,31 Heating (kWh) Cooling (kWh) 6866,76 7831,02 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 11,51 13,13 Ratio kWh/m2 24,64

lo que estariamos posiblemente alrededor de los valores 20 y 15 kWh/m2 que podrían ser perfectamente los definidos en los criterios de un estándar adaptado al clima mediterráneo.

76

Tesis Máster. Sara Ferreras Sancho

Localidad BERLIN CASO 0 Aislamiento muro Aislamiento cubierta Acristalamiento

Capitulo 7.

CASO 0 C

8 8 C

200mm 250mm

MODIFICACIONES CASO 1 Acristalamiento Sur Acristalamiento Norte Acristalamiento Sur lucernario Aislamiento muro Norte Zona_Hall Aislamiento muro Norte, Este,Oeste Zona_Distrib Ampliacion superficie acristalada sur Zona_Hall Ampliacion superficie acristalada este Zona_Com CASO *

MODIFICACIONES +

C E E 10

300mm

10

300mm

Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

50% 15%

Ratio kWh/m2 45,237

CRITERIOS METODOLOGIA CALCULO PASSIVHAUS

Carga interna Ocupación Temperatura Calefacción Caudal aire ventilación

2,1W/m2 35m2/persona 20 grados 30m3/h/persona

CASO 1 Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

Para el caso de la localidad de Berlín las diferencias entre el caso optimizado y el optimizado con los valores del Passivhaus Institut son llamativas en lo que se refiere a las necesidades de refrigeración.

Se pasa de un ratio de 17,75 a uno de 5,93 debido a la disminución sustanciosa de carga interna al adoptar dichos valores. Por la misma razón se produce un ligero aumento del ratio de calefacción pasando de un 17,27 a un 21,63. Ambos ratios dan un ratio total menor y de ser coherentes los valores adoptados con las circunstancias reales del edificio en uso se podría disminuir fácilmente la necesidad de calefacción hasta un ratio de 15 teniendo en cuenta un sistema de recuperación de calor.

De esta manera si subiría el ratio de refrigeración ligeramente pero ambos ratios serían menores de 15 por lo que su certificación como Passivhaus sería posible.

BERLIN Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 1750,38 2421,85 2235,93 6550,04 1218,82 4791,83 3882,47 9503,18 2165,05 18,23 1725,96 1368,26 1997,56 616,68 1969,20 4598,78 1297,56 118,66 605,46 1356,65 2958,54 15,89 1561,48 2233,38 1958,45 1397,26 2107,98 5730,20 1226,68 173,83 657,42 1605,95 1240,17 3471,49 3323,33 7699,86 597,55 393,12 676,09 1730,07 Heating (kWh) Cooling (kWh) 15710,31 13227,58 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 23,058 22,179

BERLIN Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 1939,89 1832,78 2135,57 6465,97 1679,88 3301,66 3959,47 9780,75 1646,11 2,76 1589,66 1257,54 969,83 763,37 1882,27 4460,23 866,54 167,02 581,51 1371,34 1545,11 17,55 1489,38 2144,69 708,79 1096,51 1935,20 5374,94 590,21 246,41 554,79 1434,06 777,34 2561,36 2768,51 6675,62 451,99 311,49 658,97 1711,99 Heating (kWh) Cooling (kWh) 10585,48 10300,91 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 17,75 17,27 Ratio kWh/m2 35,02

CASO* Comedor Hall Hab1_1 Hab2_1 Hab3_1 Hab1_2 Hab2_2 Hab3_2 Distrib Esc

BERLIN Zone Air System Energy (kWh) Air System Max Sensible Rate (W) Cooling Heating Cooling Heating 680,32 1899,50 1282,45 3790,98 347,75 3808,95 2521,62 6410,44 315,52 548,84 534,03 1586,91 193,33 979,72 1123,71 3383,82 193,33 345,07 340,31 1015,91 292,55 640,03 578,27 1670,55 876,37 1246,36 1270,21 3755,55 172,97 441,15 391,35 1131,88 515,07 2331,82 2164,56 5142,32 122,64 661,07 519,13 1410,31 Heating (kWh) Cooling (kWh) 3536,88 12902,51 Ratio kWh/m2 Ratio kWh/m2 5,93 21,63 Ratio kWh/m2 27,56

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Capitulo 7.

7.2. Conclusiones.

Tras el profundo análisis pormenorizado de los distintos parámetros que influyen en el consumo energético del edificio se ha llegado a un modelo optimizado energéticamente que presenta unos valores muy bajos de consumo cercanos a la referencia del estándar Passivhaus que ha servido de referencia durante todo el trabajo.

Los valores obtenidos tras las estrategias y decisiones tomadas para la localidad de Berlín se acercan mucho a los valores requisito del estándar Passivhaus (17,75 kWh/m2 para refrigeración y 17,27 kWh/m2 para calefacción) lo que nos lleva una vez más a darnos cuenta de que dicho estándar y sus criterios están más adaptados a las necesidades que tiene un edificio pasivo en un clima europeo.

Sin embargo, para el caso que se plantea como referencia del clima mediterráneo (Valencia) los consumos resultantes -con los valores definidos reales y no los predeterminados por Passivhaus Institut- no se ajustan a los perseguidos de 15kWh/m2 pues al ser un clima mucho más calido y tratarse de un edificio con una carga interna mayor de la que tendría uno residencial el ratio de refrigeración mínimo conseguido es de 20 kWh/m2 teniendo en consideración un sistema de recuperación de calor. Estamos ante unos ratios de consumo muy bajos pero que siguen un patrón diferente al que podríamos esperar del mismo edificio en el clima centro europeo, esta, precisamente, es la razón por la cual se plantea este estudio.

Existen dos factores determinantes que se deberían tener en cuenta a la hora de desarrollar unos criterios para un estándar Passivhaus adaptado al clima Mediterráneo. El primer factor es modificar los valores de referencia de 15kWh/m2 para refrigeración y calefacción por valores sensiblemente diferentes para cada una de las necesidades por tratarse principalmente de un clima donde las temperaturas en invierno son suaves y durante el verano la carga a combatir puede ser alta. Se podría estar hablando, a la vista de los resultados obtenidos para este caso, de un ratio situado entre 20-25 kWh/m2 para refrigeración y de 10-15kWh/m2 para calefacción.

Figura 6.25. Evolución del ratio de demanda tras la aplicación de las modificaciones para el edificio situado en la localidad de Valencia.

Caso 0 (sin modificaciones) Caso 1 (con modificaciones).

Figura 6.26. Evolución del ratio de demanda tras la aplicación de las modificaciones para el edificio situado en la localidad de Berlín.

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Capitulo 7.

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Con estos criterios sería posible que edificaciones situadas en este clima pudieran ser certificadas como Passivhaus. De hecho, valores semejantes a los obtenidos en este trabajo se han visto en experiencias reales de “intentos” de Passivhaus bajo las condiciones del clima mediterráneo; es el caso de una vivienda en Sevilla cuyos ratios resultantes dieron 21,7 kWh/m2 para refrigeración y 2,8 kWh/m2 para calefacción.

PASIVHAUS COMPARATIVA

Mediterranean Climate Mediterranean South Ref: Sevilla Passivhaus

MURO EXTERIOR Ext Capa exterior Capa 2 Capa 3 Capa 4 Capa 5 Int Valor de U

W/m2!K

0,01 Yeso

0,02 0,12 0,08 0,06 0,01

0,37

0,28 Doble estándar 6(12)6

W/m2!K

CUBIERTA Ext Capa exterior Capa 2 Capa 3 Capa 4 Capa 5 Valor de U

2,9 U

0,01 0,04 0,01 0,2 0,01 W/m2!K

SUELO Ext Capa exterior Capa 2 Capa 3

Valor de U

Mediterranean Mountains Ref: Granada Passivhaus

m 0,02 Enfoscado 0,06 Aislamiento 0,19 B. Termoar c/mort ais

HUECOS Vidrio Tipo

Valor de U

PASIVHAUS COMPARATIVA

0,39 U

0,2 0,06 0,015 0,015 W/m2!K

Revest cerámica Aislamiento Arcilla expand Hormigón Yeso

Hormigón Aislamiento Mortero Revest cerámico

0,5 U

Enfoscado LH 12 Aislamiento LH 12 Yeso

Mediterranean North Ref: Lisboa Passivhaus

0,02 0,12 0,1 0,06 0,01

0,01 0,08 0,01 0,2 0,01

Revest cerámica Aislamiento Arcilla expand Hormigón Yeso

0,26 U

0,2 0,06 0,015 0,015

Hormigón Aislamiento Mortero Revest cerámico

0,13 U

Valor de U

W/m2!K

1,9 U

0 0,15 0,15 0,01

Valor de U

0,01 Yeso

0,02 0,12 0,08 0,06 0,01

0,370,54

0,28

Doble estándar 6(12)6 W/m2!K

CUBIERTA Ext Lamina impermeabilizante Capa exterior Aislamiento Capa 2 0,15 Aislamiento Hormigón ligCapa 3 Yeso Capa 4 Capa 5

0,12 U

Valor de U

W/m2!K

SUELO Ext 0,25 Grava Capa exterior 0,3 Aislamiento Capa 2 0,2 Aislamiento 0,15 Hormigón Capa 3

0,13 U perimetroValor (1m)de U

Mediterranean Mountain Ref: Granada Passivhaus

m 0,02 Enfoscado 0,06 Aislamiento B. Termoar Aislamiento c/mort ais 0,190,05

HUECOS Doble Bajo Emisivo Vidrio Tipo 6(12)6 air

Doble Bajo Em

1,9 U

Mediterranean North Mediterranean Mediterranean South South Ref: Roma Ref:Ref: Sevilla Palermo Passivhaus

MURO EXTERIOR Ext Enfoscado Capa exterior LH 12 Capa 2 Aislamiento Capa 3 0,1 Aislamiento LH 15 Capa 4 Yeso Capa 5 Int

0,32

Mediterranean Climate

W/m2!K

2,9 U

Doble Bajo

1,9 U

0,01 Revest cerámica 0,040,06 Aislamiento 0,01 Arcilla expand 0,2 Hormigón 0,01 Yeso

0,01 0,08 0,01 0,2 0,01

0,390,42 U U

0,26 U

0,2 0,06 0,015 0,015

Hormigón Aislamiento 0 Aislamiento Mortero Revest cerámico

0,51,34 U U

0,2 0,06 0,015 0,015

21,7

7,9

3,7

Demanda 6.6Refrigeracion kWh/m2

9.6 21,7

7,9

Demanda Calefacción kWh/m2

2,8

8,7

5,9

Demanda 6.2Calefacción kWh/m2

2.42,8

8,7

Boreal Ref:Sweeden MURO EXTERIOR W/m2!K Valor de U

0,09

HUECOS Valor de U

W/m2!K

0,85

CUBIERTA Valor de U

W/m2!K

0,07

SUELO Valor de U

W/m2!K

0,1

Demanda Refrigeracion kWh/m2

0

Demanda Calefacción kWh/m2

19,6 (a 22 grados) 15,2 (a 20 grados)

Revest cerá Aislamiento Arcilla expa Hormigón Yeso

Hormigón Aislamiento Mortero Revest cerá

0,13 U

Demanda Refrigeracion kWh/m2

En el otro extremoBoreal climático podríamos ver el caso de Suecia dondeRef:Sweeden debido a la severidad climática MUROinvernal EXTERIOR el ratio de refrigeración es 0 pero el W/m2!K Valor de U de calefacción resulta0,09ser superior a los 15kWh/m2 HUECOS propuestos por el estándar situándose en la W/m2!K 0,85 Valor de U mayoría de los casos entre 15 y 20kWh/m2. Esto CUBIERTA nos muestra que quizá pequeñas variaciones en W/m2!K 0,07 Valor de U los ratios de los criterios de certificación adaptados SUELO al clima W/m2!K pueden ser0,1viables y ofrecer buenos Valor de U resultados en cuanto a edificios certificados a laRefrigeracion vez kWh/m2 que se consigue extender el estándar Demanda 0 más allá de las zonas cuyo clima corresponde al Demanda Calefacción kWh/m2 19,6 (a 22 grados) del lugar de origen15,2 del(aconcepto 20 grados) “Passivhaus”.

Enfoscado LH 12 Aislamiento LH 12 Yeso

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Capitulo 7.

La razón por la cual deberían adaptarse los requisitos del estándar al clima donde va a estar el edificio viene dada principalmente porque no son aplicables las mimas estrategias o por lo menos no lo son en la misma magnitud. Se ha podido comprobar a lo largo de los análisis de las simulaciones que un incremento de aislamiento en un clima mediterráneo conlleva un aumento considerable de las necesidades de refrigeración dado que las condiciones externas de temperatura no son tan extremas como en los inviernos del área norte y centro de Europa. Por tanto, el denominado “superaislamiento” no es eficaz en la misma magnitud para climas más cálidos. Ello no quiere decir que la mejora del aislamiento no suponga un ahorra en el consumo pues como se ha podido ver en los resultados sí que reduce las necesidades de refrigeración y calefacción.

La diferencia esta en que llegados a un espesor las ventajas dejan de ser notable o la viabilidad técnica y económica de la solución no es tal en un clima mediterráneo pero si lo es en un clima más frío.

Figura 6.17. Ratios de demanda energética con diferentes espesores de aislamiento en la envolvente para el edificio situado en la localidad de Valencia.

Figura 6.18. Ratios de demanda energética con diferentes espesores de aislamiento en la envolvente para el edificio situado en la localidad de Berlín.

El segundo factor que influye en el valor de referencia que exige el estándar son sin duda las ganancias internas. No tiene la misma importancia un carga interna baja o media de un edificio residencial que una media o alta de un edificio para otro uso donde se puede producir mayor concentración de personas, equipos o incluso niveles de iluminación altos en espacios de representación. El estándar esta enfocado al ámbito residencial por lo que es difícil cumplir los requisitos si se definen en el cálculo las ganancias reales internas que tendrá un edificio de otro ámbito. En el caso de climas fríos esta carga interna mayor puede ser favorable pues reduce las necesidades de calefacción pero en la mayoría de los casos del clima mediterráneo se presenta como una carga a combatir por el sistema de refrigeración por lo que el ratio de refrigeración será igual o mayor al de calefacción.

Como se explica en el apartado 7.1. para el cálculo de los ratios de una edificación que va a ser certificada como Passivhaus se especifican los valores de la carga interna. Dichos valores, como el estándar, están enfocados al sector residencial pero fijar otros valores o rangos que tengan que ver con edificios del sector terciario permitirían que los resultados obtenidos en los cálculos fueran coherentes con la realidad misma del edificio y con su consumo energético real una vez en uso.

Figura 7.1. Pérdidas térmicas. Las mayores son las debidas a la conducción, ventilación e infiltración.

Figura 7.2. Ganancias térmicas de calor sensible y latente.

Fuente: Kiel Moe, Thermally Active Surfaces: Physiology and Thermodynamics.

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Capitulo 7.

Por último y no menos importante la tasa de infiltraciones como se ha visto en las sucesivas simulaciones es un factor que influye notablemente en el consumo energético de climatización, por ello constituye un requisito imprescindible y su cumplimiento se revisa con tests de presurización si se desea conseguir la certificación Passivhaus.

El valor especificado por el estándar es de 0,6 renovaciones por hora bajo el test de presurización que equivalen a 0,2 renovaciones por hora bajo condiciones de presión atmosférica. Tal y como se explica en el capitulo 6, las infiltraciones para un clima mediterráneo cuyas condiciones climáticas exteriores son menos severas influyen menos que en un clima centroeuropeo. Por tanto, el limite a cumplir podría bien ser algo menos estricto del orden de 0,5 renovaciones por hora. Además, hemos de tener en cuenta que un edificio terciario como el expuesto en este trabajo puede tener más carga interna (debida a la ocupación o bien al equipamiento derivado de la actividad que se desarrolla en él) con lo que una hermeticidad mayor puede no ofrecer tantas ventajas como en otro tipo de edificio donde si compromete el confort. Para estos casos se podría reducir la limitación de infiltraciones hasta 0,8 valor para el cual se obtuvieron los mejores resultados en el capitulo 6.

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Capitulo 7.

Propuesta de estándar Passivhaus Mediterráneo A pesar de que las variaciones propuestas respecto al estándar original son mínimas y ya han sido justificadas anteriormente se exponen a continuación los criterios de evaluación serían los siguientes: Calefacción: Demanda de calefacción: ≤15kWh/(m2año) para edificación residencial. ≤ 20kWh/(m2año) para edificación no residencial.

Refrigeración: Demanda de refrigeración total ≤ 20kWh/(m2año) para edificación residencial unifamiliar aislada o pareada. ≤ 25kWh/(m2año) para edificación residencial plurifamiliar. ≤ 25kWh/(m2año) para edificación no residencial.

Energía primaria: Demanda de energía primaria para calefacción, refrigeración, agua caliente sanitaria, energía auxiliar, electricidad ≤120kWh/(m2año) para edificación residencial y ≤150kWh/(m2año) Hermeticidad: Valor a presión ambiental ≤0.5 renovaciones/hora para edificación residencial. ≤0.8 renovaciones/hora para edificación no residencial.

A cumplir el valor equivalente en el test de presurización.

Metodología de cálculo propuesta: Datos climáticos del usuario: tienen que ser aprobados por el organismo certificador.

Condiciones interiores de temperatura en invierno: 20°C sin variaciones nocturnas/ 17°C entre 24-6h.

Criterios de confort térmico según la normativa ISO 7720 Ganancias internas: 2.1 W/m² para sector residencial y 4 W/m2 para edificios no residenciales de carga interna media-alta. Valores diferentes de ganancias internas justificados según uso previsto del inmueble.

Ocupación de 35 m²/persona para sector residencial y valores >35 m²/persona para edificios no residenciales justificados según uso.

Demanda de ACS: 25 litros / persona/días a 60°C siempre que el PHI no indique otros valores nacionales.

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