Resumen de La eficiencia energética a través de la arquitectura bioclimática
La evaluación del ambiente interior de las edificaciones influye en la salud y confort humanos. La relación de la energía con la arquitectura ha estado presente desde su origen, como lo demuestra la arquitectura vernácula. Fue desde la Revolución Industrial, cuando esa relación ha ido disminuyendo hasta la actualidad, al confiar solamente el acondicionamiento del ambiente interior a dispositivos de consumo energético no renovable. En los años 1980 fue reconocido el daño ambiental producido por los edificios y ahí surgió el concepto de sostenibilidad. Actualmente tras los problemas medioambientales locales y de efectos globales, y tras una concienciación global hacia la sostenibilidad, se ha optado por una vuelta a los valores de la arquitectura, al término amplio de ¿commoditas¿ de L.B. Alberti.
La arquitectura vernácula está en proceso de revisión, para retomar esos valores que hacían a la arquitectura protectora de los rigores del clima exterior, todo ello con el objetivo del consumo mínimo, La sostenibilidad se puede entender como un término nuevo, a parte de los tradicionales términos de Vitrubio de Resistencia (Firmitas), Utilidad (Utilitas) y Belleza (Venustas), aparece otro nuevo, Restitución, en relación al Medio Ambiente.
El confort térmico humano se define como una condición de la mente que expresa satisfacción con el ambiente térmico. El diagrama de B. Givoni, es un diagrama bioclimático donde se delimitan las zonas, en las que es necesario utilizar unas estrategias para alcanzar el confort humano dentro de la edificación. En las abscisas se representa la temperatura del bulbo seco, en las ordenadas la humedad del aire seco, y unas líneas llamadas curvas psicométricas que representan la humedad relativa. En este diagrama se representan las líneas de cada mes del año con temperatura seca y humedad absoluta de un determinado lugar.
Es un objetivo en España la construcción y reforma de edificios con consumo casi nulo de energía primaria no renovable para el año 2020, en cumplimiento de la directiva europea 2010/31/UE. Todo ello en aras a la disminución de la dependencia energética y la disminución de gases de efecto invernadero, en cumplimiento del Protocolo de Kioto de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el cambio climático. Para conseguir el confort interior del edificio, es necesario en la mayoría de los casos el consumo de una determinada cantidad de energía útil, que tienen que consumir todos los dispositivos, para satisfacer todas las necesidades de los usuarios (demandas de calefacción, refrigeración, agua caliente sanitaria ¿ACS e iluminación). Es necesario el control de la cantidad de esta energía útil procedente de energías no renovables, con objetivo medioambiental consciente.
Para el estudio de la influencia cuantitativa de ciertas estrategias arquitectónicas pasivas, se ha empleado el programa CE3X, el cual, se ha elaborado en base al Real Decreto 235/2013, de 5 de abril, por el que se aprueba el procedimiento básico para la certificación de la eficiencia energética de los edificios, que transpone las obligaciones de la directiva europea y concretamente su cuantificación de la aplicación de las medidas pasivas en edificios de España. El CE3X es un programa informático del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio destinado a la calificación energética de los edificios existentes. En dicho programa completando los datos de entrada, tanto de la envolvente como de las instalaciones da como resultado una serie de datos, incluida la calificación energética.
El objetivo general de esta tesis doctoral es poner en valor las estrategias pasivas de la arquitectura para reducir la demanda energética, así como, determinar la cuantía de ahorro energético con la utilización de un programa de certificación energética del gobierno de España para edificios existentes.
Las principales conclusiones obtenidas son respecto a: - La orientación solar es importante, a nivel climático, para obtener ganancias energéticas cuando se necesiten tanto en zonas cálidas, y más aun en las frías.
Una buena orientación solar según la tipología arquitectónica ayuda a bajar la demanda de energía de calefacción y refrigeración hasta un 27%. Las dobles orientaciones tienen la ventaja de ayudar a que la ventilación cruzada sea más efectiva, que las orientaciones en esquina y las mono-orientaciones.
El trazado viario es importante que favorezca las orientaciones Norte-Sur, y si es posible con árboles de hoja caduca en la fachada Sur, o elementos urbanos que provoquen protección solar. Esto forma parte de las decisiones que hay que tomar por el urbanista que ya debería pensar en clave bioclimática.
- La cubierta es una es una parte de la envolvente, la cual, se encuentra muy expuesta a la radiación solar para ganar energía, y en sentido contrario para perderla. Por eso es un elemento arquitectónico que debe cuidarse en el aspecto térmico. Debe de construirse de tal manera, para que el trasvase energético sea el menor posible, o más controlado estratégicamente.
Dentro de la misma edificación, las partes expuestas de la cubierta muestran un comportamiento higro-térmico diferente en el interior. Es por eso que se recomienda emplear materiales que ayuden a su aislamiento y que favorezca el ¿efecto cueva¿.
- Los huecos de la edificación son necesarios como elementos de paso, elementos de iluminación y ventilación, y por qué no como elementos de enfrentamiento al paisaje circundante. Pero su dimensionamiento ha de ser moderado, ya que, hasta hoy en día, el hueco siempre se ha visto y comportado como un elemento de transmisión térmica mayor que el cerramiento que lo contiene; es decir, es un punto de fuga y de entrada de energía. Su estudio es importante para saber el comportamiento energético global.
- La absortividad. Para empezar el color del marco de la carpintería del hueco es importante, ya que determina la absortividad: su capacidad de reflexión de la radiación solar. Un color claro ayuda a reflejar mas la radiación solar que uno oscuro.
Los colores claros ayudan al ahorro energético en las zonas cálidas y los colores oscuros ayudan a aumentar las ganancias energéticas en las zonas frías. Los ahorros pueden ser del 10% en los lugares cálidos y no tanto en los fríos que la radiación es necesaria para no aumentar la necesidad de calefacción.
- Retranqueo. Otra estrategia interesante es el retranqueo de la ventana dentro del grosor del muro. En climas cálidos su alineación interior protege la carpintería de la radiación solar, pudiendo tener ahorros de hasta el 7%; mientras que en los climas fríos posee una alineación exterior para obtener más ganancias necesarias para reducir la energía de calefacción.
5.3.3.- El voladizo es una estrategia más para la protección solar necesaria en los huecos de las zonas cálidas. Su estrategia está en función de su longitud para evitar la radiación directa en verano, ya que ésta es mas vertical con orientación Sur, En invierno, al ser la radiación mas horizontal la ganancia energética es agradecida para bajar la demanda de calefacción.
Estos elementos funcionan bien en orientación solar Sur, pudiendo llegar hasta el 10% de ahorro energético.
- Las lamas son elementos a colocar en los huecos que pueden ayudar al mecanismo de control climático.
Hay dos tipos: horizontales y verticales. Las horizontales son más idóneas para los climas cálidos y orientación sur, funcionando como mini-voladizos repetidos. Su ahorro puede ser de hasta el 21%.
Las lamas verticales son más idóneas para la orientación Este-Oeste, por su facilidad de oponerse a la radiación, produciendo ahorros más en los climas cálidos que en los fríos, en los que producen incrementos de demanda energética.
- Los toldos son elementos manipulables, que se ubican en los huecos controlando la radiación solar. Su efecto es tan beneficioso tanto en orientación Sur, Este y Oeste, con ahorros de hasta el 48% en zonas cálidas, llegando a cero en las zonas frías.
- Los puentes térmicos son tan importantes para la demanda energética, que prácticamente su eliminación con sistemas constructivos apropiados, producen grandes ahorros energéticos. Estos ahorros podrían llegar hasta el 90% de la demanda de calefacción y refrigeración.
Estos asombrosos ahorros son debido a la utilización de sistemas constructivos que emplean materiales muy aislantes, que recorren prácticamente toda la piel de la edificación.
En este sentido, se abriría una tendencia que sería la de utilizar materiales tan aislantes, que solo quedaría acondicionar el aire interior para llegar al confort con dispositivos que gastarían poca energía, ya que la demanda sería pequeña. En esta misma línea, en la actualidad hay vidrios que poseen una baja transmitancia, a veces, muy inferior al del cerramiento; por tanto, no sería necesario ningún elemento de control de la radiación solar, ya que no tendría efecto en el espacio interior de la edificación. Esta estrategia está ligada a los avances en materiales
