Manual para cumplir el DB HE: Estrategias a seguir

Estrategias para conseguir cumplir el  DB HE1

Ahora que ya sabemos cómo realizar un primer análisis de la situación energética de partida del proyecto, deberemos de proponer medidas de mejora que consigan reducir la demanda hasta los límites impuestos por el   DB HE1. Lo normal es que con aislamientos, ventanas y sistemas constructivos convencionales obtengamos demandas energéticas lejos de los límites, incluso del doble de las exigidas, como hemos visto en los ejemplos del primer artículo de esta serie: Ideas generales. Esta situación nos obligará a intervenir en distintos aspectos para ir reduciendo las demandas paso a paso, o lo que es lo mismo, componente a componente.

El método es sencillo, tendremos que ir actuando en cada uno de los componentes o elementos de la demanda para ir disminuyéndola hasta conseguir alcanzar los límites de la norma. Y a partir de este punto surgen dos interrogantes: ¿Qué medidas de mejora podemos utilizar para ir bajando la demanda de cada componente?, y ¿Cuál o cuáles serán mejores estrategias para alcanzar este objetivo?.

Los siguientes apartados tratarán de responder a estas preguntas. Veamos.

Medidas de mejora para disminuir la demanda energética

Como ya hemos visto, al analizar la demanda energética del proyecto de partida con Obtener datos de Lider y Calener, separamos en componentes o elementos la demanda de modo que podamos tener una idea de cómo se distribuyen las pérdidas y ganancias energéticas en el modelo estudiado. Trabajando sobre los componentes con mayores pérdidas en invierno, y los de mayores ganancias en verano, bajaremos la demanda. Así, sucintamente podemos mencionar las siguientes medidas de mejora:

• Paredes exteriores, cubiertas y suelos: Mejoraremos los espesores de aislamiento y escogeremos aislamientos con conductividades lo más bajas posibles. Como explicaré más adelante, en este caso es necesario entender que la reducción de las pérdidas energéticas no son proporcionales al aumento de los espesores de aislamiento, y que llegado un determinado punto, será más positivo hacer esfuerzos económicos en otros elementos que en seguir aumentando espesores de aislamiento.

Transmitancia térmica linea de puente térmico sin tratar (izquierda) y tratado (derecha)

• Puentes térmicos: El objetivo es disminuir la transmitancia térmica lineal de los mismos. Pensaremos en soluciones constructivas en las que el aislamiento sea continuo, y si no es posible, trataremos de reforzar el aislamiento en esos encuentros. Por ejemplo con franjas de aislamiento en suelo y techo, o revistiendo pilares con trasdosados. ψ
• Radiación solar en los huecos: Aquí la estrategia a seguir dependerá de si necesitamos disminuir la demanda en modo calefacción o en refrigeración. En el primer caso nos conviene captar la mayor radiación solar posible y por lo tanto seleccionaremos vidrios con una g lo más alta posible. En el segundo caso haremos lo contrario, seleccionar vidrios con una g baja y/o pensar en sistemas de sombreamiento. Por desgracia en muchas zonas climáticas ambos modos son críticos y por tanto es más difícil seleccionar los vidrios apropiados.
• Transmisión en huecos: Buscamos carpinterías y vidrios con una U, transmitancia, lo más baja posible. En el caso de los vidrios una transmitancia baja implica utilizar tratamientos bajo emisivos, y en consecuencia el factor solar bajará respecto a los vidrios sin tratamiento. Puede que se produzca la paradójica situación de que, al tener una U de la mitad, no consigamos bajar la demanda. Esto se debe a que la g habrá bajado debido al tratamiento, y habremos dejado de captar bastante radiación solar en invierno a través de las ventanas que nos favorecía. Esto sucederá en edificios con huecos bien orientados al sur en zonas climáticas suaves A y B. En cualquier caso no es una situación general en los proyectos que yo me he encontrado.

Lo habitual es que en muchas zonas de la península que son 3 y 4, zona climática de verano, necesitaremos bajar el factor solar por lo menos a 0,6. Casi seguro para ello que utilizaremos un tratamiento bajo emisivo con lo que tendremos una U baja. A mi me gusta empezar a trabajar con vidrios con g entre 0,5 y 0,6. Y si el proyecto en concreto exige un factor solar más bajo entonces pruebo con vidrios con control solar+bajo emisivo del entorno a 0,4. Para las zonas frías es difícil encontrar vidrios con una g mayor a 0,6 y una U baja del entorno de 1-1,3 W/m²·k.

Un último apunte, en vidrios con tratamiento siempre recomiendo cámaras de aire de al menos 14 mm con lo que se maximiza el rendimiento energético del vidrio, y por supuesto relleno de Argón. El coste del Argón no encarece casi el coste del vidrio y mejora dos o tres decimales la transmitancia. Para seguir mejorando debemos pensar en vidrios triples y dos láminas de tratamiento complementarias.

Sobre el tema de la selección de los vidrios adecuados escribí hace tiempo un artículo titulado Vidrios Eficientes donde desgranaba todos estos temas. Para profundizar en este aspecto tan importante te remito a él.

Diferentes tipos de acristalamientos y sus características. Datos obtenidos con CALUMEN

• Infiltraciones: Siempre nos interesará definir carpinterías con la mejor permeabilidad posible: Clase 3 al menos, clase 4 mejor. En definitiva se trata de que las infiltraciones de aire exterior (entradas de aire no controladas) que se producen sobre todo a través de los huecos del edificio sean lo menores posibles. No es un factor que penalice demasiado la demanda en los programas oficiales, pero puede hacer que alcancemos los límites si estamos cerca. Por tanto, si andamos justos, seleccionar ventanas de clase 4 puede hacernos bajar un poco la demanda respecto a carpinterías clase 3, estoy hablando de 1-2 kWh/m2·año.
• Ventilación: Este, sin embargo, es un factor con mucha importancia energética. La introducción de mayor o menor caudal afectará directamente a la demanda y, en consecuencia, una primera estrategia será introducir el menor caudal de aire posible garantizando la salubridad interior. Una medida en este sentido sería la ventilación a caudal variable como los sistemas higrorregulables. Otra estrategia para reducir la demanda en ventilación es utilizar recuperadores de calor en los sistemas de ventilación de doble flujo (entrada y extracción de aire con conductos) de modo que se minimice la pérdida de energía.

Ahora bien, hay otros factores que influyen mucho en la demanda energética de los edificios y que no los tenemos desglosados en los resultados de los programas oficiales por desgracia. En algunos proyectos no podremos intervenir o proponer modificaciones en estos aspectos, pero si los incorporamos en el diseño desde las fases iniciales será bastante más sencillo alcanzar los límites de la norma. Estoy hablando de algunas de las estrategias de la arquitectura bioclimática bien conocidas y estudiadas: Una correcta orientación, un factor de forma bajo, que la inercia térmica esté bien situada y un adecuado color de los materiales exteriores. Dentro de la práctica de la arquitectura bioclimática hay otras estrategias interesantes como la ventilación natural por ejemplo. Por desgracia, hoy por hoy, los programas oficiales y muchos de los de simulación no las contemplan en su cálculo y por eso no hablo de ellas. No por ello las minusvaloro, pero de momento quedan fuera de los cálculos que podemos hacer con las herramientas oficiales. Veamos las anteriormente mencionadas:

• La orientación del edificio: Como es lógico pensar la orientación es el factor más determinante de la demanda energética de un edificio de viviendas. La correcta orientación y dimensión de los huecos principales del edificio consigue captar mucha energía solar por radiación en invierno lo que disminuye de forma importante la demanda. De forma general, podemos decir que en la península, la orientación óptima es la sur y sur-sureste. Si comparamos un bloque de viviendas real con esa orientación en una zona D3, con el mismo edificio, pero con una orientación este-oeste, veremos que supone una demanda anual de energía un 22% mayor. En consecuencia tendremos que hacer mucho más esfuerzo en medidas de mejora de la envolvente térmica o del sistema de ventilación. Como bien imaginas, mas esfuerzo supone en definitiva mayor coste.

En una zona climática templada como la A4 o B3, este aspecto también tiene mucha importancia. Pese a que tengamos la sensación de que en esas zonas los inviernos son suaves y por tanto se consume poca energía para calefacción. Dimensionando bien los huecos al Sur se puede reducir de forma muy importante la demanda de calefacción lo que nos interesa mucho: El objetivo que buscamos con el HE1 es reducir la demanda conjunta de calefacción y refrigeración. Lógicamente en esas zonas la demanda de refrigeración es importante, pero bajar la demanda de refrigeración es más difícil que hacerlo con la de calefacción. Digo más difícil porque las medidas encaminadas a ello son económicamente caras y además suelen ser difíciles de encajar estéticamente si no se consideran en el propio diseño arquitectónico. Importante tener en cuenta en estas zonas climáticas los huecos ubicados a Este y especialmente a Oeste porque penalizan mucho la demanda.

Mejora de demanda debido a una correcta orientación

• El factor de forma: Que no es otra cosa que la relación entre la superficie exterior de la envolvente y el volumen interior del edificio. Valores bajos nos indican que el edifico es muy compacto, valores altos lo contrario. Es fácil entender que edificios con mucha superficie exterior de cubiertas y fachadas funcionarán térmicamente peor que aquellos que encierren el mismo volumen interior con menos superficie. Un mismo bloque de viviendas de forma rectangular lleno de retranqueos, vuelos y terrazas funcionará mucho peor energéticamente que otro de forma prismática limpia. Como ya he adelantado se debe a que tiene mayor superficie de envolvente para un mismo volumen interior, y también debido a que la longitud de puentes térmicos total será mucho más grande.

Pero tranquilo, que este dato no tenemos que introducirlo en ningún sitio en los programas, y tampoco nos lo ofrecen como resultado del cálculo (Pese a ello algunas comunidades autonómicas nos lo solicitan para registrar los certificados y lo tenemos que calcular a mano ¡¡arrgggghhh!!).

Simplemente se trata de que tengas en cuenta, cuando diseñes o justifiques el HE1 de un edificio, que el hecho de ser más o menos compacto te beneficiará o perjudicará a la hora de cumplir con los límites.

• La inercia térmica bien ubicada: Por inercia térmica consideramos la capacidad de acumulación del calor que tienen los elementos constructivos del edificio y la velocidad con la que lo toma o cede. En invierno, mayor inercia térmica, supondrá que los componentes del edificio acumulen mayor energía absorbida durante las horas con radiación y que luego cederán al ambiente interior cuando la temperara de esos paramentos sea mayor que la citerior. En verano mayor inercia supondrá que la amortiguación térmica de los cerramientos será mayor y el calor, por decirlo de manera simple, tardará más tiempo en colarse en el interior. La inercia térmica era una propiedad con mucho peso en los edificios antiguos, donde los aislamientos eran prácticamente inexistentes. En los edificios que hoy construimos cumpliendo el HE1 no va a ser uno de los factores con más peso, pero que si tiene algo de trascendencia como vamos a ver ahora.

Hoy en día lo que yo considero importante respecto a la inercia térmica es sobre todo dónde la situamos. Como los programas oficiales sólo realizan el cálculo para viviendas con ocupación permanente siempre nos va a beneficiar algo (estamos hablando de pocos kWh, 1-2 a lo sumo) el colocar los materiales pesados en la zona caliente de los cerramientos, al interior de los aislamientos. De este modo mejoramos su amortiguación y oscilación térmica y en consecuencia ahorraremos algo de energía. Si comparamos los cálculos realizados de una vivienda muy sencilla ubicada en la zonas D3 y B4 con dos soluciones distintas de fachadas de hoja de fábrica portante de un pie (la primera aislada por el exterior y la segunda por el interior), vemos que la demanda en calefacción mejora en 1,2 y 1,0 kWh/m2·año, y en refrigeración 2,0 y 1,3 kWh/m2·año respectivamente. Sólo hemos cambiado la posición del aislamiento del exterior al interior quedando claro que disminuye la demanda si la inercia la colocamos por dentro de los aislantes.

No es mucha mejora, soy consciente, pero eligiendo sistemas con aislamiento por el exterior tendremos la inercia a nuestro favor y además reduciremos mucho la demanda debido a la mejora de puentes térmicos (que para el cálculo anterior no tuve en cuenta, y entonces sí podemos estar hablando de entre un 5 y un 8% de mejora).

Inlfuencia de la posición de la inercia térmica respecto al aislante en la disminución de la demanda

• La absortividad de los materiales exteriores: Hasta la llegada de la Herramienta unificada el color de los paramentos era un parámetro con el que no podíamos contar para disminuir la demanda energética (si se podía hacer pero editando a mano los ficheros de los programas…en la práctica nadie lo hacía). Con el nuevo programa podemos asignar la absortividad o absortancia de los materiales exteriores de los cerramientos y con ello mejorar o empeorar la demanda. Los colores más oscuros tienen una mayor absortancia, lo que implica una mayor absorción de radiación solar incidente. Los colores claros tienen una absortancia baja que implica que reflejan mucha parte de la radiación solar que sobre ellos incide. En consecuencia en zonas frías nos convendrán colores oscuros y en zonas cálidas colores claros que reflejen mucha radiación solar.

¿Y cuanto puede mejorar la demanda cambiando el color de los cerramientos? Si comparamos la misma vivienda que el ejemplo anterior en las misma zonas climáticas con acabados en color oscuro (absortancia 0,8) y en colores claros (absortancia 0,2), vemos que la demanda en calefacción empeora en 4,3 y 1,4 kWh/m2·año (zonas D3 y B4) con colores claros, y mejora en refrigeración 3,8 y 3,9 kWh/m2·año respectivamente.

Este artículo me ha salido un poco largo, así que dejaré sin contestar para el siguiente post la pregunta sobre cuáles son las medidas de mejora más interesantes para alcanzar los límites de la norma, aunque con lo contado hasta ahora ya te podrás hacer una idea bastante buena. Hasta la próxima entrega.

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